粉末冶金爐石墨件的加工工藝首要包括材料預(yù)備、成型、燒結(jié)及后處理等環(huán)節(jié),詳細(xì)介紹如下:
材料預(yù)備:
石墨件的出產(chǎn)依賴于石油焦、針狀焦和煤焦油瀝青等材料。這些材料需經(jīng)過(guò)煅燒、損壞、研磨和篩分等預(yù)處理,以抵達(dá)所需的粒度和純度。
配料是根據(jù)特定配方,對(duì)各種巨細(xì)骨料、粉料和粘合劑進(jìn)行準(zhǔn)確核算、稱重和混合,以確保材料的均勻性和安穩(wěn)性。
成型:
捏合:將定量的碳粒、粉末與粘結(jié)劑在特定溫度下混合均勻,構(gòu)成塑料糊狀物。這一進(jìn)程包括干混和濕混兩個(gè)階段,以行進(jìn)糊的密度和粘結(jié)性。
成型:在成型設(shè)備施加的外力作用下,使捏合后的碳糊產(chǎn)生塑性變形,構(gòu)成具有特定形狀、規(guī)范、密度和強(qiáng)度的生坯。成型進(jìn)程中需注意模塑類型、設(shè)備選擇和產(chǎn)品質(zhì)量控制。
燒結(jié):
燒結(jié)是石墨件加工中的關(guān)鍵步驟,經(jīng)過(guò)高溫?zé)崽幚硎股髦械拿簽r青碳化,增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度,下降電阻率,并行進(jìn)熱安穩(wěn)性和化學(xué)安穩(wěn)性。
燒結(jié)溫度一般控制在2300℃以上,使非晶態(tài)無(wú)序碳轉(zhuǎn)化為三維有序石墨晶體結(jié)構(gòu)。這一進(jìn)程可在Acheson石墨化爐或LWG爐中結(jié)束,通電時(shí)刻根據(jù)爐型不同而有所差異。
后處理:
機(jī)加工:燒結(jié)后的石墨件或許需求進(jìn)行機(jī)加工,以滿足特定的規(guī)范、形狀和精度要求。機(jī)加工方法包括車削、鏜削、刨削、銑削、鉆削、鉸孔、攻絲等。
浸漬:為行進(jìn)石墨件的強(qiáng)度和耐熱性,可進(jìn)行浸漬處理。例如,浸漬耐熱玻璃可行進(jìn)石墨的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度,一同延伸運(yùn)用壽數(shù)。
包覆:在石墨模具外表面包覆玻璃碳或高溫石墨,可行進(jìn)模具的耐磨性、抗氧化性和耐熱性,然后延伸運(yùn)用壽數(shù)。
支撐接連出產(chǎn):石墨舟皿在接連燒結(jié)爐中可承載金屬粉末或坯體,其低熱膨脹系數(shù)使其在急冷急熱環(huán)境下不易開裂,設(shè)備利用率前進(jìn)25%,日產(chǎn)量明顯增加。
3.習(xí)氣雜亂工藝需求,拓寬運(yùn)用場(chǎng)景
精密成型支撐:石墨模具可經(jīng)過(guò)數(shù)控加工制成雜亂型腔,滿足微型電子元件(如MIM工藝制作的手機(jī)卡托)的精密成型需求,加工精度達(dá)±0.01mm。
高純度確保:高純石墨(灰分含量<50ppm)可防止雜質(zhì)污染,適用于半導(dǎo)體封裝用焊料(如金錫合金)的熔煉,良品率前進(jìn)至99.5%以上。
多功用運(yùn)用:石墨發(fā)熱元件不只用于粉末冶金,還廣泛運(yùn)用于真空爐、熔煉爐、陶瓷爐等工業(yè)爐,以及單晶拉制、金屬訓(xùn)練等進(jìn)程。例如,在釹鐵硼磁體燒結(jié)中,石墨舟皿可防止稀土元素氧化損耗,確保材料功用。
4.應(yīng)對(duì)工藝應(yīng)戰(zhàn),推動(dòng)技能打破
抗氧化性改進(jìn):針對(duì)石墨在600℃以上氧化環(huán)境中易損耗的問(wèn)題,研制涂層石墨(如碳化硅涂層)或復(fù)合石墨材料(增加碳化硅、氮化硼),使氧化損耗率下降50%,延伸運(yùn)用壽數(shù)。
大規(guī)范支撐才干:經(jīng)過(guò)等靜壓技能制作大規(guī)范石墨加熱器(如直徑達(dá)1.5米的等靜壓石墨加熱器),支撐第四代核反應(yīng)堆堆芯材料的大規(guī)范燒結(jié),填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。
環(huán)保與可持續(xù)性:石墨基潤(rùn)滑劑在800℃以上仍能構(gòu)成安穩(wěn)潤(rùn)滑膜,替代含氟脫模劑,削減有毒氣體排放,契合綠色制作規(guī)范。
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