Способ получения углеродных изделий Советский патент 1980 года по МПК C01B31/02 

т

„jjBft... .

% .. J/ fc..--.r..

дополнительное отличие - в том, что в качестве углеродного наполнителя используют смесь прокаленного нефтяного кокса с природным графитом, перед предварительным прессованием композицию измельчают до фракции менее 0,8 мм и предварительное прессование ведут при удельном давлении 350-450 КГС/СМ2.

Повторное прессование заготовок в перпендикулярном первоначальном направлении приводит к перемещению массы и повороту зерен наполнителя в заготовке. Такое иеремещение будет тем большим, чем выше давление повторного прессования. По мере увеличения давления анизотропия свойств (различие в свойствах вдоль направления первоначального прессования и перпендикулярио к нему) будет уменьшаться. При отношении повторного давления к первоначальному, равном 1,5 свойства материала во взаимно перпендикулярных направлениях становятся одинаковыми, т. е. анизотропия исчезает. Дальнейшее увеличение этого отношения приводит к появлению новой анизотропии свойств, которая обратна исходной. Поэтому повышать давление повторного прессования более, чем в 1,5 раза, не целесообразно.

Заметное уменьшение исходной анизотропии свойств наблюдается при давлении повторного прессования, которое не менее, чем в 1,4 раза, превышает первоначальное давление. Таким образом, отношение давления повторного прессования к первоначальному следует поддерживать в пределах 1,4-1,5.

Предлагаемый способ позволяет устранить анизотропию свойств материалов, получаемых прессованием через мундштук. Для этого такие материалы тоже подвергаются повторному прессованию в матрице в направлении, перпендикулярном направлению первого прессования.

Пример. Предлагаемый способ был апробирован на материале типа АРВ, представляюш,ем собой пресс-порошок для холодного прессования изделий в пресс-форме. Композиция содержит 65 вес. % прокаленного нефтяного кокса (марки КППС) в виде частиц с размерами менее 0,09 мм, 5 вес. % природного графита тех же размеров и 30% вес. среднетемпературиого каменноугольного пека (). Смесь этих компонентов готовят в смесильной машине при , охлаждают и измельчают в шаровой мёльнй11:е, после чего просеивают через сито с размером ячеек 0,8 мм. Полученный пресс-порошок содержит фракции с размером частиц 0,8-0,5 мм 5-7%, 0,5-0,3 мм 12-16%, 0,3-0,09 мм 27-33%, меиее 0,09 мм - около 50%.

Пресс-порошок прессуют предварительно в матрице квадратного сечения 20x20 мм при удельном давлении 400 кг/см. Отпрессованные заготовки кубической формы под768756

вергают повторному прессованию в той же матрице в направлении, перпендикулярном направлению предварительного прессования при удельном давлении 400, 440, 480, 520, 560, 600 и 640 кгс/см2. Как иредварительное, так и повторное прессование производят при одинаковой скорости повышения давления для всех заготовок без исключения. Эта скорость составляла 20 кгс/см в секунду.

Затем эти заготовки иомещают в графитовый тигель и обжигают в промышленной обжиговой печи до температуры 1300°С в течение 380 час. Скорость подъема температуры составляет: до 104 час; 400- 600 - 90; 600-800 - 70; 800-1000 - 50; 1000-1300 - 40; выдержка при 1300°С - 26. Всего - 380 час.

В качестве пересыпки для заготовок используют прокаленный кокс с размером зерен 0,15-0,5 мм. Благодаря этому во время обжига в тигле поддерживалась восстановительная атмосфера. В камере печи в процессе обжига поддерживают разрежение 2-6 мм водяного столба.

Обожженные заготовки подвергают графитации в промышленной электрической иечи сопротивления. В печь графитации заготовки помещают графитовый тигель с коксовой пересыпкой (размер зерен 0,15- 0,5 мм), поэтому графитация образцов также происходит при восстановительной атмосфере. Давление в печи графитации равно атмосферному. Скорость подъема температуры соответствует следующему графику: до 1000°С - 20 час; 1000-1500° - 3; 1500-1800° - 3; 1800-2000° - 4; 2000- 2200° - 4; 2200-2500° - 6. Всего - 40 час. По достижении температуры 2500°С подачу электроэнергии в печь прекращают, и в течение 4 суток охлаждают печь.

После графитации из каждой заготовки № 1-7 вырезают по 2 образца для измерения удельного электросоПрбтивления и коэффициента термического расширения материала в двух взаимнбперпендикулярных направлениях, совпадающих с направлениями первого и повторного прессования заготовок.

В таблице 1 представлены физико-механические характеристики изделий. Полученные но предложенному способу (заготовки 5-6), при значении отиощения давлений при предварительном прессЪ анйи и повторному прессованию, выходящих за предложенные пределы (образцы 1-4) и по прототипу (образи:у 8).

В таблице 2 предстаьйёйьг результаты по анизотропии коэффициента термического расширения и удельного эЛект{)осопротивления для образцов, yl asaHHbix в таблице 1. Из приведенных в таблицах данных следует, что irpH предлйжённом отношении удельных давлений взаймнопёрпендикулярных прессований (1,4-1,5) достигается

Таблица 1