石墨制品的制备过程是怎么样的?
1.素坯的预烧结和粗加工
在坯体最终烧成前,应在低于烧成温度的温度下进行预烧(称为生烧),以除去添加在坯体中的各种有机粘结剂,特别是热压注射成型的坯体中所含的蜡。预烧后,坯体有足够的机械强度,再对坯体进行粗加工,如尺寸修整、切割、钻孔等。因为最终烧制出来的产品硬度很高,很难再进行机加工。
2.开火
最终烧成是石墨板、石墨棒和石墨制品制造过程中最重要的环节。只有通过烧制才能得到想要的产品。这个环节掌握不好,之前的所有努力都白费了。
3.佐料
将加工合格的各种原料按比例混合,然后加入粘结剂,为坯体成型做准备。
4.生坯成型
将混合均匀的坯料进一步加工成具有特定形状和尺寸的坯料。随着成型技术的不断发展,成型方法也越来越多:常用的成型方法,即在粉末中加入一定量的粘结剂,在金属模具中加压成型。此外,还有捣固法、灌浆法、挤压法、热压法、乳胶膜法、等静压法、热压法、浇铸法、化学蒸发法等。
干燥
坯体成型后要在空气中自然干燥一定时间,然后在烘箱或烘房中充分干燥,除去坯体中的游离水分,最后烧制。或者,可以将成型的生坯直接运输到窑中,在1401℃下干燥,最后烧制。
5.最终冷加工和检验。
石墨、石墨棒和石墨制品的制造工艺复杂,工序多。在一系列工艺中,由于受原料质量、工艺条件、技术操作等因素的影响,最终烧成的产品往往与设计要求存在一定的误差。必须使用特殊的设备和工具来加工烧制产品的最终精确尺寸,以满足造型和尺寸公差的要求。其加工是在冷态下进行的,故称冷加工,包括:切削、车削、刨、钻、铣、磨、抛光等。加工后经过严格的产品检验才能出厂。
6.原材料的选择
原料是决定石墨板、石墨棒和石墨制品性能的重要因素。大部分原料是化工原料,少数直接用矿物原料。一般在市场上可以直接买到,但也有少数原料,比如难熔化合物,在市场上不容易买到,必须自己配制合成。用于石墨、石墨棒和石墨产品的原料通常纯度很高。例如,镁碳砖的生产要求氧化镁等于或大于95%,鳞片石墨含量不低于92%。从材质性能来看,似乎用的材质越纯越好。其实没有什么是绝对的。比如镁碳砖中的杂质Fe2O3在0.35%以下,就足以保证材料性能。如果太纯,价格会更高。
7.原材料的热处理
用于制造石墨板、石墨棒和石墨制品的原料,特别是氧化物原料,在使用前需要在一定温度下进行热处理。热处理的方法、性质和意义有以下两个方面:(1)煅烧,原料在低于制品烧结温度的温度下预先烧成一次。(2)电熔:将原料送入电弧炉加热熔化,冷却,粉碎成各种大小的颗粒,根据需要进行挑选。这样,可以降低原料的活性,从而可以降低烧制过程中生坯的收缩,并且可以精确控制其尺寸。
挤压
研磨是制造石墨板、石墨棒和石墨制品的重要工序。它的任务是改变原料的粒度,从而为以后的工序提供所需的各种粒度的粉末。原料的细度对成型、烧成和产品性能影响很大。如果原料粒度过粗,泥料的可塑性会降低,而烧成温度会升高,制品表面会粗糙。