[发明专利]一种用于密封的石墨材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于密封的石墨材料的制备方法。主要原料包括人造石墨、高耐磨碳黑与沥青，依次经过磨粉、筛分、配料、混捏、等静压成型、焙烧、石墨化、树脂浸渍等工艺步骤后制得密封用石墨材料。本密封用石墨材料制备工艺操作简单，充分利用资源，成品率高，节约成本，且具有优良的密封、耐磨、耐腐蚀等性能。

技术领域

本发明涉及石墨材料制备领域，具体涉及一种用于密封的石墨材料的制备方法。

技术背景

密封材料就是指能承受接缝位移以达到气密、水密目的，而嵌入装置、建筑等接缝中的材料。密封材料几乎涉及到所有的工业和民用领域，在国防、化工、煤炭、石油、冶金、交通运输、机械制造工业以及航空航天等方面都有着重要的作用。碳-石墨密封材料具有高导热率、低摩擦系数、低线膨胀系数、高耐热性、高耐震性、良好的化学稳定性、易于精加工等优点，因此常被用作密封材料。但是，随着航空航天业的发展，对密封提出了越来越高的要求，并且密封材料的性能是决定密封可靠性的首要因素，因此未来的密封材料需要具有更加好的性能。

发明内容

本发明的目的，在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种用于密封的石墨材料的制备方法。

本发明采用沥青为粘结剂，将粘结剂按比例加入到人造石墨粉与高耐磨碳黑的混合物中，经过充分混捏之后再将其按照程序进行等静压成型，对成型之后的坯料依次进行焙烧、石墨化与树脂浸渍等处理即可得所述密封用石墨材料。

所述的沥青所占比例为15%～30%，人造石墨粉所占比例为50%～70%，高耐磨碳黑所占比例为5%～20%。

所述的沥青与人造石墨粉和高耐磨碳黑混合物的充分混捏，混捏过程需要进行加热，加热温度为150℃～350℃。

所述的人造石墨粉粒径为≤10μm。

所述的高耐磨碳黑粒径为≤50μm。

所述的等静压成型，在成型过程中需将经过充分混捏的原料加入到模具中进行密封，抽真空至5KPa～30KPa，再移至等静压机中压制成型，压型压力为90MPa～160MPa，先以8～10MPa/min的升压速率上升至所设定的成型压力，稳压5～10min，再以10～15MPa/min的泄压速率泄压至70～80MPa，稳压5～10min；再以8～10MPa/min的泄压速率泄压至30～40MPa，稳压2～5min；最后以8～10MPa/min的泄压速率泄压至室压。

所述的焙烧，其处理过程为分段进行，具体步骤为，将压制好的生坯放入坩埚内，再把坩埚放入焙烧炉中进行焙烧，焙烧是在真空设备里进行的，在升温区间100℃～350℃时，升温速度为1.0℃/h～1.5℃/h，在升温区间350℃～600℃时，升温速度为0.5℃/h～1.0℃/h，在升温区间600℃～900℃时，升温速度为1.0℃/h～1.5℃/h，在升温区间900℃～1300℃时，升温速度为2.0℃/h～3.0℃/h。

所述的石墨化处理的过程具体为先将炭化后的样品均匀升温至1350℃～1550℃，保温2～5h，再均匀升温至2650℃～2950℃，最后以0.5℃/h～1.0℃/h的降温速率降至90℃出炉，自然冷却，即可得所述密封用石墨材料。

所述的树脂浸渍为将石墨化后的产品置于浸渍罐中，在温度为50℃左右的情况下进行真空加压浸渍，浸渍压力为3MPa～5MPa。

所述的固化处理为将树脂浸渍后的产品放入固化罐中进行加压固化，以抑制树脂从产品中流出，固化压力为1MPa～2MPa，升温速度为5℃/h～10℃/h，固化温度为140℃～170℃，保温时间为1h～4h。

所述的炭化处理为将固化后的产品放入炭化炉中，在氮气和氩气的保护下，进行炭化，炭化温度为650℃～1100℃，升温速度为10℃/h～30℃/h，保温时间为1h～5h。

本发明实现的有益效果：