热压机:等静压成型机主要是用于粉末冶金工业
2023.03.30
等静压成型机主要是用于粉末冶金工业。由于航空航天、核工业、硬质合金、高压电磁等高端行业的需求,等静压技术发展非常快,已经具备制造工作缸内径3000mm,高度5000 mm,高工作压力600MPa冷等静压机的能力。目前,炭素行业用于生产等静压石墨的冷等静压机大规格是Φ2150mm×4700 mm,高工作压力180MPa。
1.6 焙烧
在焙烧过程中,骨料和黏结剂之间发生复杂的化学反应,黏结剂分解,释放大量挥发分,同时进行缩聚反应。在低温预热阶段,生制品因受热而膨胀,在其后的升温过程中,因缩聚反应而体积收缩。
生制品的体积越大,挥发分的释放就越困难,而且生制品表面和内部易产生温差,热膨胀、收缩不均匀等现象,这些都有可能导致生制品出现裂纹。
等静压石墨由于结构细密,焙烧过程要求要特别缓慢,而且炉内温度要非常均匀,尤其是在沥青挥发分急剧排出的温度阶段,加热过程要谨慎进行,升温速度不能超过1℃/h,炉内温差要求小于20℃,此工艺需要约1~2个月的时间。
1.7 浸渍
焙烧过程中,煤沥青挥发分被排出。气体排出和体积收缩时在制品中留下细微的气孔,且几乎都是开口气孔。
为了提高制品的体积密度、机械强度、导电率、导热率、抗化学反应性,可以用加压浸渍法进行处理,即通过开口气孔把煤沥青浸渍到制品内部。
制品要先进行预热,然后在浸渍罐中抽真空脱气,再把熔化好的煤沥青加入浸渍罐中,加压使浸渍剂沥青进入制品内部。通常,等静压石墨要经过多次的浸渍—焙烧循环。
1.8 石墨化
把焙烧后的制品加热到约3 000℃,碳原子晶格有序排列,完成由炭向石墨的转变,叫石墨化。
石墨化方法有艾奇逊法、内热串接法、高频感应法等。通常的艾奇逊法,制品从装炉到出炉,大约需要1~1.5个月的时间。每炉可以处理几吨到几十吨的焙烧品。
石墨化后,制品的体积密度、导电率、导热率及抗腐蚀性能得到很大程度的改善,机械加工性能也得到了改善。但是,石墨化会降低制品的抗折强度。
1.9 检查
石墨化后,还需要对制品的密度、硬度、强度、电阻率、灰分等指标进行检查,以判断是否达到指标要求。
1.10 提纯
等静压石墨在用于半导体、单晶硅、原子能等领域时,对纯度的要求很高,必须用化学方法将杂质除去后,才能用于这些领域。
除去石墨中杂质的通常做法是,把石墨化制品放入卤素气体中加热到约2 000℃,杂质就被卤化成低沸点的卤化物而挥发除掉。