专利名称：一种用于电火花加工的模具石墨材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及模具石墨材料制备技术领域，特别是涉及一种用于电火花加工的模具石墨材料的制备方法。
背景技术：
用高强度石墨材料加工而成的大规格模具电极，是在电火花精密加工大规格异型工件中必不可少的基础材料。与传统铜电极相比，电火花加工用石墨材料拥有如下优点I、更低的材料成本同体积的石墨价格仅为铜电极的50% ；2、更快的加工速度机加工速度为铜电极的2 3倍，且加工后没有毛刺；放电加工速度比铜电极快34% 200% ; 3、更小的损耗火花油分解碳化物被覆，补偿电极损耗；4、更轻的重量石墨的密度仅为铜的1/5，因此更适合于大型电极的放电；5、材料不易变形与铜电极相比，石墨的熔点高达3650摄氏度，在高温状态下不会变形，更适合于加工骨位电极；6、机加工后没有毛刺，并易于抛光，省却和提高辅助工序；7、可粘结性可用粘合剂粘结破损的石墨，以节省时间和材料成本。正是由于这些优点，电火花加工用石墨材料被越来越多的模具企业所接受和认可，在汽车、电器、电子等大型工件、精密工件、超硬工件、形状复杂的异型工件中越来越广泛应用。电火花加工用石墨材料的原料粒度小，制品尺寸大，产品性能要求高，生产过程中应力大，生产工艺复杂，技术难度极高。目前，只有为数不多的国家企业掌握了生产工艺，垄断市场。国内企业对该石墨电极的制备方法的研究处于探索阶段，产品还远远不能满足用户的需求。本发明制备工艺操作简单，成品率高，充分利用资源，节约成本，同时还保持了较高的体积密度和机械强度，实用性强。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产用于电火花加工的模具石墨电极材料的制备方法，该方法操作简单，节约资源。本发明采取的技术方案是一种用于电火花加工的模具石墨电极材料的制备方法，包括①准备原料原料按重量％，其组成为粒度为D50 = I 15 μ m的煅后浙青焦细粉末(一次粉)60% 70%，D50 = I 15μπι的人造石墨粉8% 10%，浙青20% 35%;②混捏将浙青焦和石墨粉加入到混捏锅中加热搅拌，然后加入熔融态软化点在100 150°C的浙青混捏。熔融浙青温度为150 180°C,混捏的干混时间50 60min,温度110 140°C ;混捏的湿混时间40 70min，温度140 170°C ；③轧片糊料出混捏锅后，经过轧辊轧成2mm左右的薄片，冷却后粉碎成300目筛通过率为70 % 90 %的细粉(二次粉)；④压型二次粉装入模具密封，抽真空至IOkPa以下，移至冷等静压机中压制成型，压型压力为70 120MPa ；⑤一次焙烧生坯装入耐热钢桶中，填入2 O. 5mm的石英砂或焦粉，钢桶再装入焙烧炉中，在隔绝空气的情况下，按升温曲线逐步加热，在最高温度为850 1000°C条件下进行一次焙烧600 800h ；⑥浸溃将一次焙烧品放入高压浸溃罐中，在保持真空和加压的状态下注入浸溃剂浙青，使浙青浸入一次焙烧品中，浙青在一次焙烧品的增重比为10% 25%，预热温度220 280°C，浸溃罐真空压力低于5kPa，抽真空时间lh，加压压力I. 5 3MPa，加压时间3 5h ;⑦二次焙烧将浸溃品放入焙烧炉中，在隔绝空气的情况下，按升温曲线逐步加·热，在最高温度750 800°C条件下二次焙烧190 220h ;—次浸溃品在800 900°C条件下二次焙烧300 400h ；⑧石墨化将二次焙烧品放入艾奇逊石墨化炉中，在隔绝空气的情况下，通电使焙烧品加热到2400 2800°C进行石墨化，送电时间150 220h，制造出用于电火花加工的模具石墨电极材料。步骤①中煅烧后浙青焦颗粒度在D50 = I 15 μ m，并且添加了 8% 10%的D50=I 15 μ m的人造石墨粉。步骤①中煅后浙青焦粉末重量为60% 70%，人造石墨粉重量为8% 10%，浙青重量为20% 35%。本发明制备的石墨电极的理化指标是
权利要求
1.一种用于电火花加工的模具石墨材料的制备方法，包括 ①准备原料原料按重量％，其组成为粒度为D50= I 15 μ m的煅后浙青焦细粉末(一次粉)60% 70%，D50 = I 15 μ m的人造石墨粉8% 10%，浙青20% 35% ； ②混捏将浙青焦和石墨粉加入到混捏锅中加热搅拌，然后加入熔融态软化点在100 150°C的浙青混捏。熔融浙青温度为150 180°C,混捏的干混时间50 60min,温度110 140°C ;混捏的湿混时间40 70min，温度140 170°C ； ③轧片糊料出混捏锅后，经过轧辊轧成2mm左右的薄片，冷却后粉碎成300目筛通过率为70 % 90 %的细粉(二次粉); ④压型二次粉装入模具密封，抽真空至IOkPa以下，移至冷等静压机中压制成型，压型压力为7O I2OMPa ； ⑤一次焙烧生坯装入耐热钢桶中，填入2 O.5_的石英砂或焦粉，钢桶再装入焙烧炉中，在隔绝空气的情况下，按升温曲线逐步加热，在最高温度为850 1000°C条件下进行一次焙烧600 800h ； ⑥浸溃将一次焙烧品放入高压浸溃罐中，在保持真空和加压的状态下注入浸溃剂浙青，使浙青浸入一次焙烧品中，浙青在一次焙烧品的增重比为10 % 25 %，预热温度220 2800C，浸溃罐真空压力低于5kPa，抽真空时间lh，加压压力I. 5 3MPa，加压时间3 5h ; ⑦二次焙烧将浸溃品放入焙烧炉中，在隔绝空气的情况下，按升温曲线逐步加热，在最高温度750 80(TC条件下二次焙烧190 220h ;—次浸溃品在800 90(TC条件下二次焙烧300 400h ； ⑧石墨化将二次焙烧品放入艾奇逊石墨化炉中，在隔绝空气的情况下，通电使焙烧品加热到2400 2800°C进行石墨化，送电时间150 220h，制造出用于电火花加工的模具石墨材料。
2.根据权利要求I所述的用于电火花加工的模具石墨材料的制备方法，其特征在于步骤①中煅烧后浙青焦颗粒度在D50 = I 15 μ m，并且添加了 8 % 10 %的D50 = I 15 μ m的人造石墨粉。
3.根据权利要求I所述的用于电火花加工的模具石墨材料的制备方法，其特征在于步骤①中煅后浙青焦粉末重量为60% 70%，人造石墨粉重量为8% 10%，浙青重量为20% 35%。
全文摘要
本发明涉及一种用于电火花加工的模具石墨材料的制备方法，将经过煅烧后的沥青焦和人造石墨粉经过破碎，配料，添加20％～35％熔融态的沥青，经过混捏、轧片、等静压成型，生坯在850～1000℃的条件下焙烧600～800h，再采用10％～25％熔融态的专用浸渍沥青高压浸渍，在800～900℃的条件下焙烧300～400h，最后在2400～2800℃条件下石墨化150～230h完成。本发明制备工艺操作简单，成品率高，充分利用资源，节约成本，同时还保持了较高的体积密度和机械强度，实用性强。
文档编号C04B35/622GK102898142SQ20121033621
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者臧文平, 张勇, 赵旭, 岳奎, 张绍辉 申请人:天津锦美碳材科技发展有限公司