制造工藝

　　用于過(guò)程工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)材料的浸漬石墨的制造工藝包括兩個(gè)主要步驟。首先人造石墨的制取。然后這種材料被合成樹脂浸漬，使其不透，并增強(qiáng)其機(jī)械性能。

　　南通熠恒耐腐只與國(guó)內(nèi)優(yōu)良石墨原材料供應(yīng)商合作。我們的工藝選用的石墨：各向性能均勻，顆粒結(jié)構(gòu)致密，顆粒度微小，粒度分布較好，孔隙大小分布均勻，杜絕使用存在結(jié)構(gòu)不規(guī)則(如裂紋、大孔隙或雜質(zhì))的材料。

　　南通熠恒耐腐與專業(yè)的優(yōu)良樹脂制造商密切合作，開發(fā)了一系列專門浸漬合成樹脂，并不斷針對(duì)石墨的種類及其制造工藝進(jìn)行優(yōu)化。

　　細(xì)節(jié)掠影

石墨原材料 南通熠恒耐腐采用各向性能均勻，顆粒結(jié)構(gòu)致密，顆粒度微小，粒度分布較好，孔隙大小分布均勻的石墨原材料，杜絕使用存在結(jié)構(gòu)不規(guī)則(如裂紋、大孔隙或雜質(zhì))的材料。	浸漬石墨 合成樹脂浸漬后的石墨材料。石墨塊塊表面的樹脂過(guò)多將在以后被移除。	浸漬石墨零件加工 合成樹脂浸漬石墨容易加工(鋸、銑、鉆、轉(zhuǎn))。可以使用CNC或傳統(tǒng)機(jī)器。

　　人造石墨制造工藝

　　人造石墨制造工藝包括粉末制備、成型、焙燒、瀝青浸漬或致密化、二次焙燒和石墨化等多個(gè)步驟。

　　

 

　　1. 粉末和漿料制備

　　人造石墨制造原料 (石油焦、瀝青焦炭、炭黑、天然石墨) 進(jìn)過(guò)煅燒后儲(chǔ)存在原材料倉(cāng)中。首先, 煅燒后的原材料經(jīng)過(guò)在破碎機(jī)和球磨機(jī)中進(jìn)行破碎。然后根據(jù)顆粒大小分布對(duì)所產(chǎn)生的粉末進(jìn)行篩分。最后, 將不同顆粒度粉末與粘合劑(煤焦油瀝青或石油瀝青)混合以產(chǎn)生糊狀物。

　　2. 結(jié)構(gòu)成形

　　由此產(chǎn)生的糊狀混合物可以使用一種成形技術(shù)進(jìn)行壓型: 擠壓成型、振動(dòng)成型或冷等靜壓成型。

　　· 擠壓成型是通過(guò)施加一定的壓力迫使糊狀混合物通過(guò)一個(gè)開口模具。擠壓成型主要用來(lái)生產(chǎn)長(zhǎng)條形的制品, 如棒材、棒材、長(zhǎng)板或帶常規(guī)橫截面的管材, 可切割成所需長(zhǎng)度的零件。擠壓石墨材料是各向異性的。拉伸方向的屬性與其他方向的屬性不同。

　　· 振動(dòng)成型是大尺寸制品的一種間歇成形方法。將糊狀混合物裝入成型模后, 再壓上金屬重錘。然后將成型模固定在振動(dòng)臺(tái)上以每分鐘2000多次的頻率振動(dòng)而密實(shí)成型。與擠壓材料相比, 成型體的各向同性程度更高。

　　· 冷等靜壓是在室溫下進(jìn)行的粉末壓實(shí)方法。將糊狀混合物裝包封在彈性的塑料或橡膠模具，密封后放入高壓缸內(nèi)，液體介質(zhì)通過(guò)壓力泵注入壓力缸內(nèi)，高壓液體壓強(qiáng)大小不變且均勻地傳遞到模具內(nèi)的糊料而密實(shí)成型。因?yàn)楦邏焊變?nèi)的粉料在各個(gè)方向上受到的壓力是均勻的和大小一致的，因此采用等靜壓法制備的制品各向同性，并且結(jié)構(gòu)均勻。

　　3. 焙燒

　　在900和 1200°C 之間的溫度下, 密實(shí)成型部件在無(wú)氧焙燒爐中進(jìn)行熱處理。瀝青粘合劑在焙燒過(guò)程中發(fā)生碳化，熱分解為元素碳和揮發(fā)性成分。碳化過(guò)程中形成的碳結(jié)合粉末顆粒。由于有機(jī)物質(zhì)分解成氣體逸出，并且粘合劑在碳化的過(guò)程中體積縮小，使成型的碳素固體坯料中帶有很多氣孔。孔隙度的總相對(duì)體積由粘結(jié)劑數(shù)量決定。

　　4. 瀝青浸漬-再焙燒

　　瀝青浸漬-再焙燒過(guò)程, 就是焙燒后碳素固體坯料置于高壓釜中在一定溫度和壓力下使用液體狀態(tài)的瀝青浸漬滲透到胚塊的氣孔中，并重新焙燒, 以減少其孔隙度。為了更徹底地填補(bǔ)缺口，浸漬用瀝青通常是使用粘度低于原始粘結(jié)劑粘度的瀝青，通常使用石油瀝青。

　　對(duì)于某些高密度等級(jí)石墨, 碳?jí)K可能會(huì)經(jīng)過(guò)焙燒、瀝青浸漬、再焙燒循環(huán)多次。我們的 M-2 IG1 石墨是使用一次瀝青浸漬和一次焙燒致密的原料石墨材料制造的(一浸一焙)。而 M-2 IG2 石墨使用的原料石墨是進(jìn)過(guò)一次瀝青浸漬、焙燒致密后，再次瀝青浸漬和再焙燒致密化的原料(二浸二焙)。

　　5. 石墨化

　　人造石墨的關(guān)鍵工藝過(guò)程在于最后的熱處理工序。系采用石油焦炭、瀝青焦炭等碳素材料，以及瀝青粘接劑，經(jīng)過(guò)配料、混捏、成型的坯料，進(jìn)過(guò)焙燒(碳化)轉(zhuǎn)化成碳素固體坯料，后再在約2700至 3000°C的高溫下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化(石墨化)成人造石墨。石墨化導(dǎo)致非晶形碳, 轉(zhuǎn)化為結(jié)晶形碳--石墨。這種轉(zhuǎn)換伴隨著材料的物理特性的變化。并且在此高溫處理下，碳素固體坯料中的大部分雜質(zhì) (粘合劑殘?jiān)? 氣體, 氧化物, 硫磺) 蒸發(fā)，石墨也得以純化,。

　　碳 & 石墨結(jié)構(gòu)

　　

 

　　隨著溫度和時(shí)間的推移, 非晶碳結(jié)構(gòu) (左) 變成了結(jié)晶石墨結(jié)構(gòu) (右)。

　　非晶碳是堅(jiān)硬的, 很難加工。它具有低的電氣和導(dǎo)熱系數(shù)。

　　相反, 石墨是結(jié)晶性的。它很容易加工。它具有非常高的電氣和導(dǎo)熱系數(shù)。

　　6. 質(zhì)量檢查

　　石墨化后的石墨原料還要經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)試和檢查, 然后儲(chǔ)存?zhèn)溆谩Ｖ链穗A段, 所得到的石墨材料已經(jīng)具有優(yōu)異的耐腐蝕性和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。

　　然而, 這種制造的石墨材料，本身還存在一定的孔隙率，它是高度多孔, 并且多數(shù)呈通孔，對(duì)氣體和液體有很強(qiáng)的滲透性，并不是不透性的。要應(yīng)用在過(guò)程工業(yè)設(shè)備上，必須采取一定的措施，填塞石墨的空隙，使其成為不透性石墨材料。

　　合成樹脂浸漬

　　用于制造過(guò)程工藝設(shè)備的人造石墨, 應(yīng)是完全不透性。為達(dá)到人造石墨這一應(yīng)用目的，通過(guò)浸漬各種合成樹脂來(lái)實(shí)現(xiàn)。浸漬合成樹脂的不透性人造石墨，有效的填塞了孔隙，消除了通孔的程度，使其不會(huì)因工作介質(zhì)的溫度、壓力和腐蝕的影響而滲漏。并且機(jī)械性能得以提高。

　　我們與專業(yè)的優(yōu)質(zhì)樹脂制造商密切合作, 公司開發(fā)了一系列專門浸漬合成樹脂，并不斷針對(duì)石墨的種類及其制造工藝進(jìn)行優(yōu)化。下面以酚醛樹脂浸漬為例，介紹浸漬工藝過(guò)程。

　　酚醛樹脂浸漬工藝包括三個(gè)步驟, 即石墨材料的干燥, 浸漬酚醛樹脂, 最后固化。

　　

 

　　1. 干燥

　　人造石墨在儲(chǔ)存中，能吸收空氣中的水分，所以在浸漬前，不僅要處理表面的污物，還要在烘房中進(jìn)行干燥處理, 溫度約 110°c, 徹底釋放原料空隙中所有的水分。

　　2. 酚醛樹脂浸漬

　　將干石墨原料放入大型熱壓罐中。熱壓罐密封, 然后抽真空, 以去除材料中殘留的水分, 并去除材料毛孔內(nèi)部的空氣。

　　然后通過(guò)底部閥門將酚醛樹脂引入熱壓罐中。液體面應(yīng)該大大高于所有的石墨塊, 因?yàn)橐坏渲瑵B透到塊中, 液面就會(huì)降低，應(yīng)保持整個(gè)浸漬過(guò)程，液面始終高于所浸漬石墨原料。

　　然后送入壓縮空氣，保持在高壓下迫使樹脂滲透到石墨空隙。

　　保持一段時(shí)間, 使樹脂充分充滿石墨的空隙。加壓完畢后，將過(guò)量的樹脂壓回樹脂罐, 壓力釋放。嚴(yán)格的浸漬工藝控制, 我們確保浸漬樹脂完全填充石墨的空隙。

　　3. 聚合

　　然后將進(jìn)過(guò)樹脂浸漬的石墨原料轉(zhuǎn)移到另一個(gè)熱壓罐。在保持一定壓力下，逐漸加熱升溫。在 160°c 縮聚 (消除水) 固化。浸漬樹脂形成三維、交聯(lián)固體的聚合物狀態(tài)。

　　聚合后,人造石墨所有毛孔孔隙都充滿了酚醛樹脂, 在樹脂和石墨之間沒有空隙 (完全潤(rùn)濕)。酚醛樹脂浸漬不透性石墨, 具有優(yōu)異的耐化學(xué)性, 對(duì)于常見的化學(xué)品, 特別是酸, 具有很高的長(zhǎng)期機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

　　4. 質(zhì)量檢查

　　酚醛樹脂浸漬石墨原料經(jīng)過(guò)一系列的試驗(yàn)和檢驗(yàn), 可以用于加工和制造過(guò)程設(shè)備部件。