熱壓機(jī):等靜壓成型機(jī)主要是用于粉末冶金工業(yè)
2023.03.30
等靜壓成型機(jī)主要是用于粉末冶金工業(yè)。由于航空航天、核工業(yè)、硬質(zhì)合金、高壓電磁等高端行業(yè)的需求,等靜壓技術(shù)發(fā)展非???,已經(jīng)具備制造工作缸內(nèi)徑3000mm,高度5000 mm,高工作壓力600MPa冷等靜壓機(jī)的能力。目前,炭素行業(yè)用于生產(chǎn)等靜壓石墨的冷等靜壓機(jī)大規(guī)格是Φ2150mm×4700 mm,高工作壓力180MPa。
1.6 焙燒
在焙燒過程中,骨料和黏結(jié)劑之間發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),黏結(jié)劑分解,釋放大量揮發(fā)分,同時(shí)進(jìn)行縮聚反應(yīng)。在低溫預(yù)熱階段,生制品因受熱而膨脹,在其后的升溫過程中,因縮聚反應(yīng)而體積收縮。
生制品的體積越大,揮發(fā)分的釋放就越困難,而且生制品表面和內(nèi)部易產(chǎn)生溫差,熱膨脹、收縮不均勻等現(xiàn)象,這些都有可能導(dǎo)致生制品出現(xiàn)裂紋。
等靜壓石墨由于結(jié)構(gòu)細(xì)密,焙燒過程要求要特別緩慢,而且爐內(nèi)溫度要非常均勻,尤其是在瀝青揮發(fā)分急劇排出的溫度階段,加熱過程要謹(jǐn)慎進(jìn)行,升溫速度不能超過1℃/h,爐內(nèi)溫差要求小于20℃,此工藝需要約1~2個(gè)月的時(shí)間。
1.7 浸漬
焙燒過程中,煤瀝青揮發(fā)分被排出。氣體排出和體積收縮時(shí)在制品中留下細(xì)微的氣孔,且?guī)缀醵际情_口氣孔。
為了提高制品的體積密度、機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率、抗化學(xué)反應(yīng)性,可以用加壓浸漬法進(jìn)行處理,即通過開口氣孔把煤瀝青浸漬到制品內(nèi)部。
制品要先進(jìn)行預(yù)熱,然后在浸漬罐中抽真空脫氣,再把熔化好的煤瀝青加入浸漬罐中,加壓使浸漬劑瀝青進(jìn)入制品內(nèi)部。通常,等靜壓石墨要經(jīng)過多次的浸漬—焙燒循環(huán)。
1.8 石墨化
把焙燒后的制品加熱到約3 000℃,碳原子晶格有序排列,完成由炭向石墨的轉(zhuǎn)變,叫石墨化。
石墨化方法有艾奇遜法、內(nèi)熱串接法、高頻感應(yīng)法等。通常的艾奇遜法,制品從裝爐到出爐,大約需要1~1.5個(gè)月的時(shí)間。每爐可以處理幾噸到幾十噸的焙燒品。
石墨化后,制品的體積密度、導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率及抗腐蝕性能得到很大程度的改善,機(jī)械加工性能也得到了改善。但是,石墨化會(huì)降低制品的抗折強(qiáng)度。
1.9 檢查
石墨化后,還需要對(duì)制品的密度、硬度、強(qiáng)度、電阻率、灰分等指標(biāo)進(jìn)行檢查,以判斷是否達(dá)到指標(biāo)要求。
1.10 提純
等靜壓石墨在用于半導(dǎo)體、單晶硅、原子能等領(lǐng)域時(shí),對(duì)純度的要求很高,必須用化學(xué)方法將雜質(zhì)除去后,才能用于這些領(lǐng)域。
除去石墨中雜質(zhì)的通常做法是,把石墨化制品放入鹵素氣體中加熱到約2 000℃,雜質(zhì)就被鹵化成低沸點(diǎn)的鹵化物而揮發(fā)除掉。