一种制备具有石墨衬里工件的方法及工件与流程

本发明属于石墨制压力容器加工领域，具体涉及一种石墨衬里的制备方法及其制备的泵和阀门等工件。

背景技术：

石墨是一种结晶形碳，其化学性质不活泼，耐腐蚀，与酸、碱等不易反应。因其具有的二维结构和润滑、耐高温、化学性能稳定、使用时间长等特点，使其被加工成石墨衬里而广泛应用于化工行业。石墨衬里耐腐蚀性能强，使用时间长，维修成本低，使用了石墨衬里的阀门、泵和管路等装置，在输送腐蚀类液体时不会与其反应。

目前，石墨衬里在加工上，主要是压铸出工件后，在待加工装置内部涂一层耐酸胶泥，再衬石墨。这种加工方法比较复杂，不适用小型零部件的加工。而且石墨衬里与装置内壁的粘合度不佳，使用寿命比较短，气密性也有待提高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中，衬石墨方法复杂，石墨衬里与装置内壁的粘合度不佳，使用寿命比较短，气密性不佳的问题，进而提供一种石墨衬里的制备方法及其制备的泵和阀门等工件。

本发明的技术方案是：一种具有石墨衬里的金属工件的制备方法，所述石墨衬里衬在所述工件的金属腔内部，包括如下步骤：

a)制备衬里：取石墨粉粒，将其经过挤压与模压工艺后，高温烘焙成与所述金属腔内部形状和尺寸相匹配的石墨衬里；

b)制备模具：将上述步骤中的石墨衬里作为模具的内模，利用砂模作为模具的外模铸造出所需模具；

c)制备金属工件：将热熔后的金属填充所述模具的型腔，并冷却成型，金属即与所述作为内模的石墨衬里紧密贴合在一起，去除模具的外模之后，就得 到所述具有石墨衬里的金属工件。

进一步地，在所述步骤c)中，所述石墨衬里在与所述金属的触面上均匀开设有多个凹槽。

本发明还包括一种根据上述方法制备的泵，包括偏心轮1、柱塞2、缸体3、弹簧4、单向阀5和石墨衬里6，柱塞2和缸体3的内壁上衬有石墨衬里6，石墨衬里6与所述内壁接触面上均开设有多个凹槽。

本发明还包括一种根据上述方法制备的阀门，包括阀杆7、球体8、阀体9和石墨衬里6，其特征在于，球体8和阀体9的内壁上衬有石墨衬里6。

本发明具有如下有益效果：本发明的制备方法与现有技术正好相反，采用了逆向思维。其先加工石墨衬里，再加工外部工件的思路，使得加工工艺大大简化，尤其适合制备小型复杂工件的加工，使其具有更好的气密性，大大提高了与工件内壁的粘合度。

附图说明

图1是本发明衬石墨泵的结构示意图。

图2是本发明衬石墨阀门的结构示意图。

本发明装置中各部件名称以及标号如下：

1、柱塞2、缸体3、弹簧4、单向阀5、石墨衬里6、阀杆7、球体8、阀体9。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：

请参阅图1，本发明的一种具有石墨衬里的金属工件的制备方法，所述石墨衬里衬在所述工件的金属腔内部，包括如下步骤：

a)制备衬里：取石墨粉粒，将其经过挤压与模压工艺后，高温烘焙成与所述金属腔内部形状和尺寸相匹配的石墨衬里；

b)制备模具：将上述步骤中的石墨衬里作为模具的内模，利用砂模作为模具的外模铸造出所需模具；

c)制备金属工件：将热熔后的金属填充所述模具的型腔，并在高压下冷却成型，金属即与所述作为内模的石墨衬里紧密贴合在一起，去除模具的外模之后，就得到所述具有石墨衬里的金属工件。

进一步地，在所述步骤c)中，所述石墨衬里在与所述金属的触面上均匀开设有多个凹槽。

本发明还包括一种根据上述方法制备的泵，包括偏心轮1、柱塞2、缸体3、弹簧4、单向阀5和石墨衬里6，柱塞2和缸体3的内壁上衬有石墨衬里6，石墨衬里6与所述内壁接触面上均开设有多个凹槽。

实施例1

制备上述泵的方法，包括如下步骤：

1)制备衬里：取石墨粉粒，将其经过挤压与模压工艺后，高温烘焙成与所述柱塞2和缸体3的内腔形状尺寸相匹配的石墨衬里6；

2)制备模具：将上述步骤中的石墨衬里6作为模具的内模，在其外表面上开设多个凹槽，再利用砂模作为模具的外模铸造出所需模具；；

3)制备金属壳体：将热熔后的金属填充模具型腔，并冷却成型，去除模具的外模之后，即得到具有石墨衬里的所述泵。

本发明还包括一种根据上述方法制备的阀门，包括阀杆7、球体8、阀体9和石墨衬里6，其特征在于，球体8和阀体9的内壁上衬有石墨衬里6。

实施例2

制备上述阀门的方法，包括如下步骤：

a)制备衬里：取石墨粉粒，将其经过挤压与模压工艺后，高温烘焙成与所述柱塞2和缸体3的内腔形状尺寸相匹配的石墨衬里6；

b)制备模具：将上述步骤中的石墨衬里6作为模具的内模，在其外表面上开设多个凹槽，再利用砂模作为模具的外模铸造出所需模具；

c)制备金属壳体：将热熔后的金属填充模具型腔，并冷却成型，去除模具的外模之后，即得到具有石墨衬里的所述阀门。

需要说明的是，现有技术中，应用的方法一般是压铸，即在重力作用下将熔融金属浇铸到金属型腔中获得铸件的方法。其铸型必须预热，铸型须喷刷涂料并及时开型取件。不易铸造结构复杂、薄壁或大型铸件；用于铸钢、铸铁等熔点较高的合金时，铸型寿命短。石墨衬里用胶泥粘贴在金属腔内部，极易脱落，而且密封性不佳。

本发明应用的砂模铸造是应用广泛的铸造形式。正如名称所示，就是用砂子制造铸模。砂模加工厂可以铸造大型零件，其造价低廉，而且可以生产各种尺寸的零件，设备投资少，原材料易得且价格低廉。

而且本发明巧妙地将石墨衬里作为模具的内模，与砂模结合使用，使得热熔后的金属与石墨衬里紧密贴合在一起，省去了胶粘的工艺，气密性十分理想。同时还可在石墨衬里表面打麻出多个凹槽，这样热熔的金属流入凹槽中，凝结后与石墨衬里更紧密的贴合，不会脱落。

综上，本发明的制备方法与现有技术正好相反，采用了逆向思维。其先加工石墨衬里，再加工外部工件的思路，使得加工工艺大大简化，适合大中小型复杂工件的加工，使其具有更好的气密性，大大提高了与工件内壁的粘合度。

本发明不限于制备泵和阀门，还包括成批、大量生产铝合金、铜合金等合金的中小型工件，如活塞、缸体、液压泵壳体、轴瓦、轴套和管路等。

上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种具有石墨衬里的金属工件的制备方法，所述石墨衬里衬在所述工件的金属腔内部，包括如下步骤：a)制备衬里；b)制备模具；c)制备金属工件。还涉及一种上述方法制备的泵和阀门等工件。本发明的制备方法与现有技术正好相反，采用了逆向思维。其先加工石墨衬里，再加工外部工件的思路，使得加工工艺大大简化，尤其适合制备小型复杂工件的加工，使其具有更好的气密性，大大提高了与工件内壁的粘合度。

技术研发人员：张忠;王振廷;张金玉
受保护的技术使用者：哈尔滨摆渡新材料有限公司
技术研发日：2016.04.28
技术公布日：2017.11.07