石墨制品石墨匣缽熱加工

石墨制品石墨匣缽熱加工
    壓制后的產(chǎn)品還不能運(yùn)用，需進(jìn)行石墨制品石墨匣缽熱加工處理，其意圖是使固體粉末原料(炭和金屬粉末)緊密的聯(lián)合在一起，前進(jìn)制品的機(jī)械強(qiáng)度、下降電阻、增加耐磨性和使制品可進(jìn)行機(jī)械加工。
石墨制品石墨匣缽熱加工處理可分為以下幾種：
(1)固化
    選用樹脂(酚醛、環(huán)氧、呋喃等）作粘結(jié)劑時(shí)要經(jīng)過固化處理，固化可在熱模壓中進(jìn)行，也可在專用烘箱中進(jìn)行。加熱溫度由選用樹脂品種不同而定，一般在200℃左右。為防止產(chǎn)品開裂，固化升溫曲線應(yīng)進(jìn)行恰當(dāng)控制。
(2)燒結(jié)
    對(duì)金屬石墨匣缽的熱加工進(jìn)程稱為燒結(jié)。壓坯中的金屬粉末，在燒結(jié)進(jìn)程中，由于高溫作用，金屬原子的振幅加大，經(jīng)過粘性活動(dòng)、蒸騰與凝集、體積分散、外表分散、晶界分散、塑性活動(dòng)等作用，使接觸面上有更多的原子進(jìn)入原子作用力的規(guī)劃，構(gòu)成粘結(jié)面，導(dǎo)致再結(jié)晶與晶粒長(zhǎng)大，構(gòu)成金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體,使燒結(jié)體的強(qiáng)度增加、電阻下降。金屬石墨匣缽的燒結(jié)屬互不熔系固相燒結(jié)。在金屬石墨匣缽中，由于金屬含量不同（30-90%)，燒結(jié)溫度也不同。金屬含量較低的石墨匣缽，主?？空辰Y(jié)劑焦化聯(lián)合。金屬粉末不能構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但參與導(dǎo)電。
    燒結(jié)的技術(shù)要害主要有:
    a)是燒結(jié)的最高溫度。一般選用金屬的熔點(diǎn)溫度的2/3-4/5,溫度指數(shù)a=0.67-0.8。過燒與欠燒均影響產(chǎn)品質(zhì)量。延伸高溫保溫時(shí)刻，可以恰當(dāng)下降燒結(jié)溫度,但時(shí)刻的影響不如溫度大。
    b)是防止制品氧化，銅氧化后電阻將增加，燒結(jié)時(shí)應(yīng)采取保護(hù)性方法。
    c)是升溫速度，對(duì)粘結(jié)劑含量較高的產(chǎn)品，為防止燒結(jié)開裂，應(yīng)控制升溫速度。
①氣體保護(hù)燒結(jié)
    金屬石墨匣缽在國(guó)際上已普遍選用在保護(hù)氣氛中燒結(jié)，我國(guó)粉末冶金行業(yè)也選用該法。
    選用的保護(hù)性氣氛有:純氫、分化氨（氫一氮混合氣體）、煤氣、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化氣 (H2、CO的混合氣體)等。
    上述氣體不只起到保護(hù)作用，還可對(duì)氧化物進(jìn)行恢復(fù)。
    選用氣氛保護(hù)時(shí)，一般均選用網(wǎng)帶式接連燒結(jié)爐。為了削減造價(jià)，意大利EBN公司選用在特別的密封燒結(jié)箱中燒結(jié)。這種燒結(jié)箱，底部裝置一個(gè)進(jìn)氣口，中心為多孔式隔匣缽，其上放置產(chǎn)品，箱頂部有一個(gè)微壓排氣孔。當(dāng)箱中發(fā)生必定壓力后自動(dòng)打開放出氣體。燒結(jié)箱標(biāo)準(zhǔn)為長(zhǎng)900mm;寬400mm;高800mm。氣體為純氫，加熱方法為電熱。燒結(jié)后，產(chǎn)品有金屬光澤，質(zhì)量較好，無氧化現(xiàn)象。
②真空燒結(jié)
    真空燒結(jié)是近年來發(fā)展起來的新技術(shù),用于不帶粘結(jié)劑石墨匣缽的燒結(jié)。真空度一般為10—1-15_5mmHg。
真空燒結(jié)的長(zhǎng)處有:
    a)防止氣氛對(duì)產(chǎn)品的影響（如氫氣對(duì)石墨匣缽引線）
    b)可以下降燒結(jié)溫度100℃左右，削減能耗;
    c)取消了供氣系統(tǒng)，安全性好。
    真空燒結(jié)爐設(shè)備制造費(fèi)用較高,但產(chǎn)品出產(chǎn)成本較低，已逐漸為人們所選用。
(3)焙燒
    焙燒是對(duì)黑色石墨匣缽而言,將毛坯從室溫加熱到1300℃時(shí)所發(fā)生的各個(gè)進(jìn)程的總稱。焙燒，可以在接連爐、環(huán)式爐、倒焰爐和單體爐中進(jìn)行。
    在焙燒進(jìn)程中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著的改動(dòng)，其間包含：粘結(jié)劑變成焦炭、炭素粉末顆粒與粘結(jié)劑焦之間構(gòu)成化學(xué)鍵和物理結(jié)合，上述組合構(gòu)成附聚體和集聚體、幾何標(biāo)準(zhǔn)和體積密度改動(dòng)，構(gòu)成氣孔結(jié)構(gòu)等。
    上述改動(dòng)的原因是粘結(jié)劑分化和聚合反應(yīng)，或許說是焦化反應(yīng)的結(jié)果。粘結(jié)劑在焙燒進(jìn)程中，隨溫度的改動(dòng)情況如下：
    室溫至200℃時(shí)，制品內(nèi)粘結(jié)劑軟化，制品處于塑性情況，化學(xué)反應(yīng)沒有開端。
    200-300℃：時(shí)，掃除吸附的水份、粘結(jié)劑化學(xué)結(jié)合的水分、碳的氧化物和輕餾份。
    300-500℃時(shí)，粘結(jié)劑進(jìn)行分化與聚合，很多掃除揮發(fā)份。液相開端構(gòu)成中心相。
    500-650℃時(shí)，粘結(jié)劑構(gòu)成半焦化情況，揮發(fā)份掃除削減。300-600℃改動(dòng)最為劇烈，是要害區(qū)域。
    650-750℃時(shí)，粘結(jié)劑焦化反應(yīng)基本完成。
    900℃以上時(shí)，由粘結(jié)劑構(gòu)成的焦炭膜繼續(xù)緊密化，進(jìn)一步掃除大芳香分子外圍的其他原子。
    跟著焙燒進(jìn)程的進(jìn)行，制品體積收縮，真密度前進(jìn)、體積密度稍有下降，電阻下降，機(jī)械強(qiáng)度前進(jìn)。這些指標(biāo)受下述要素影響，如升溫速度、最高溫度、填充料性質(zhì)、壓力、氣氛 等等。特別足為防止制品開裂，制品實(shí)際溫度在300-600℃之間應(yīng)緩慢升溫。體積越大，升溫速度應(yīng)越慢。當(dāng)制品受熱溫度均勻時(shí),溫升速度可以加速。
    焙燒時(shí)為防止制品氧化，將產(chǎn)品裝在爐槽或坩堝（金屬或耐火材料）中，產(chǎn)品四周一般用0.5-3mm的焦炭(冶金焦或石油焦)充填。為削減填充料燒損，有的廠家尚參與1/3左右的純河沙。這種填充料不只能保護(hù)產(chǎn)品不被氧化，還可以起到防止產(chǎn)品變形和吸附揮發(fā)份的作用。我國(guó)現(xiàn)在出產(chǎn)金屬石墨刷時(shí)，大都也選用這種方法。