[发明专利]石墨加热元件一次成型方法及其专用模具

说明书

技术领域

本发明属于石墨加热元件的成型技术领域，尤其涉及一种石墨加热元件的一次成型方法及其专用模具。

背景技术

目前生产熔融单晶和金属用石墨加热元件是用圆柱形石墨坯料通过机械加工的方法来实现的，即：在制作石墨加热元件成品时需要将圆柱形石墨坯料的中部掏成中空圆筒形，这就使得石墨加热元件生产时的材料浪费大，生产周期长，同时，由于圆柱形坯料的内外质量存在差异，加工出来的石墨加热元件产品质量不均匀，极易影响石墨加热元件的使用效果及其寿命。为了保证石墨加热元件达到使用要求、延长石墨加热元件使用寿命，在圆柱形石墨坯料生产过程中，必须至少进行三焙二浸等加工步骤（如图1所示），从如图1所示可知，每次焙烧需30～40天时间，然后再放入高压容器内的沥青中浸渍8～12小时，如此往复，将最后一次焙烧得到的焙烧品石墨加热元件再经石墨化处理、表面加工处理及机械掏空后才得到用户要求的石墨加热元件。因此，现有技术中石墨加热元件生产周期长、单位产品的能耗高、生产成本高不言而喻。近些年来，石墨加热元件生产厂家均致力于研究可一次成型的石墨加热元件生产方法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种石墨加热元件一次成型方法及其专用模具，可缩短石墨加热元件生产周期，减少石墨加热元件坯料浪费，还可提高石墨加热元件质量，延长石墨加热元件的使用寿命。 

本发明通过以下技术方案实现： 

石墨加热元件专用模具，包括阴模和模芯，所述模芯同圆心设于所述阴模内；模芯的上部设有折弯边，所述折弯边覆盖于所述阴模的上端，所述模芯为贯通的管，模芯的下端坐在阴模底表面。

本发明进一步改进方案是，阴模和模芯之间的夹腔与石墨加热元件尺寸匹配。

本发明更进一步改进方案是，所述折弯边的外边部设有一圈限位缺口，阴模上端位于限位缺口内。

本发明更进一步改进方案是，所述折弯边与模芯轴线呈90°设置。

一种石墨加热元件的一次成型方法，包括如下步骤：

1).磨粉：将沥青焦及石油焦磨成粉料；

2).配料：将沥青焦与石油焦按30～40：60～70的质量比进行配比；

3).混捏：将磨成粉后的沥青焦和石油焦粉加入混捏锅中搅拌，混捏温度为150～200℃，再向混捏锅中加入熔化后的沥青，继续搅拌2.5～3.5ｈ后至沥青完全浸润粉料颗粒成为糊料；

4).轧片：将糊料加入轧片机中轧成料片；

5).磨粉：将料片磨成粉料；

6).等静压成型：将步骤5)得到的粉状物料加入专用模具中，并对专用模具作密封处理，然后将其放入等静压成型机中，压力为150～200MP_a下，等静压成型30～90min，成型密度为1.65～1.75g/cm³； 

7).将步骤6)得到的加热元件坯料放入焙烧炉中进行750～1000℃焙烧，得焙烧品加热元件；

8).将焙烧品加热元件装入石墨化炉中进行2500～3000℃的石墨化处理，得石墨加热元件。

本发明的进一步改进方案为：步骤1）中所述的磨粉，是将沥青焦及石油焦磨成15～25μm的粉料。

本发明的进一步改进方案为：步骤4）中所述的轧片是将糊料轧成1～2mm厚的料片。

本发明的进一步改进方案为：步骤5）中所述的磨粉是将料片磨成75μm以下的粉料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

一、本发明将石墨坯料生产过程中的粉料直接加入模具中等静压成型，由于等静压成型后的石墨坯料为中空结构，其质量要比实心圆柱体坯料小得多，因此只须经过一次焙烧和石墨化即可得到石墨加热元件成品，不仅可以避免圆柱形石墨坯料的二次加工带来的坯料浪费，而且大大缩短了生产周期，节约了能源，更为重要的是，由于采用专用模具等静压成型，成型的石墨加热元件壁厚均匀、质量一致，提高了石墨加热元件的使用寿命。

二、由于本发明是在石墨坯料生产过程中将粉料直接加入模具中等静压成型，因此，生产过程中不易出现废品，成品率高。

综上，采用本发明提供的石墨加热元件一次成型方法可大大缩短生产周期，有效节约生产成本，降低单位产品的能耗。

附图说明

图1为现有技术工艺流程图；

图2为本发明工艺流程图；

图3为本发明的专用模具轴向剖视示意图。

图4为图3A-A剖视示意图。

具体实施方式