石墨制品的制備過程是怎么樣的?
1.素坯的預(yù)燒結(jié)和粗加工
在坯體最終燒成前,應(yīng)在低于燒成溫度的溫度下進(jìn)行預(yù)燒(稱為生燒),以除去添加在坯體中的各種有機(jī)粘結(jié)劑,特別是熱壓注射成型的坯體中所含的蠟。預(yù)燒后,坯體有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,再對坯體進(jìn)行粗加工,如尺寸修整、切割、鉆孔等。因?yàn)樽罱K燒制出來的產(chǎn)品硬度很高,很難再進(jìn)行機(jī)加工。
2.開火
最終燒成是石墨板、石墨棒和石墨制品制造過程中最重要的環(huán)節(jié)。只有通過燒制才能得到想要的產(chǎn)品。這個(gè)環(huán)節(jié)掌握不好,之前的所有努力都白費(fèi)了。
3.佐料
將加工合格的各種原料按比例混合,然后加入粘結(jié)劑,為坯體成型做準(zhǔn)備。
4.生坯成型
將混合均勻的坯料進(jìn)一步加工成具有特定形狀和尺寸的坯料。隨著成型技術(shù)的不斷發(fā)展,成型方法也越來越多:常用的成型方法,即在粉末中加入一定量的粘結(jié)劑,在金屬模具中加壓成型。此外,還有搗固法、灌漿法、擠壓法、熱壓法、乳膠膜法、等靜壓法、熱壓法、澆鑄法、化學(xué)蒸發(fā)法等。
干燥
坯體成型后要在空氣中自然干燥一定時(shí)間,然后在烘箱或烘房中充分干燥,除去坯體中的游離水分,最后燒制。或者,可以將成型的生坯直接運(yùn)輸?shù)礁G中,在1401℃下干燥,最后燒制。
5.最終冷加工和檢驗(yàn)。
石墨、石墨棒和石墨制品的制造工藝復(fù)雜,工序多。在一系列工藝中,由于受原料質(zhì)量、工藝條件、技術(shù)操作等因素的影響,最終燒成的產(chǎn)品往往與設(shè)計(jì)要求存在一定的誤差。必須使用特殊的設(shè)備和工具來加工燒制產(chǎn)品的最終精確尺寸,以滿足造型和尺寸公差的要求。其加工是在冷態(tài)下進(jìn)行的,故稱冷加工,包括:切削、車削、刨、鉆、銑、磨、拋光等。加工后經(jīng)過嚴(yán)格的產(chǎn)品檢驗(yàn)才能出廠。
6.原材料的選擇
原料是決定石墨板、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,少數(shù)直接用礦物原料。一般在市場上可以直接買到,但也有少數(shù)原料,比如難熔化合物,在市場上不容易買到,必須自己配制合成。用于石墨、石墨棒和石墨產(chǎn)品的原料通常純度很高。例如,鎂碳磚的生產(chǎn)要求氧化鎂等于或大于95%,鱗片石墨含量不低于92%。從材質(zhì)性能來看,似乎用的材質(zhì)越純越好。其實(shí)沒有什么是絕對的。比如鎂碳磚中的雜質(zhì)Fe2O3在0.35%以下,就足以保證材料性能。如果太純,價(jià)格會(huì)更高。
7.原材料的熱處理
用于制造石墨板、石墨棒和石墨制品的原料,特別是氧化物原料,在使用前需要在一定溫度下進(jìn)行熱處理。熱處理的方法、性質(zhì)和意義有以下兩個(gè)方面:(1)煅燒,原料在低于制品燒結(jié)溫度的溫度下預(yù)先燒成一次。(2)電熔:將原料送入電弧爐加熱熔化,冷卻,粉碎成各種大小的顆粒,根據(jù)需要進(jìn)行挑選。這樣,可以降低原料的活性,從而可以降低燒制過程中生坯的收縮,并且可以精確控制其尺寸。
擠壓
研磨是制造石墨板、石墨棒和石墨制品的重要工序。它的任務(wù)是改變原料的粒度,從而為以后的工序提供所需的各種粒度的粉末。原料的細(xì)度對成型、燒成和產(chǎn)品性能影響很大。如果原料粒度過粗,泥料的可塑性會(huì)降低,而燒成溫度會(huì)升高,制品表面會(huì)粗糙。

