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国产、进口等静压石墨材料

  我邦冷等静压各向同性石墨的进展与本能_农林牧渔_专业材料。我邦 冷等静压各向同性石墨的进展与本能(2010/09/26 14:10) 用冷等静压机来创筑各向同性石墨正在邦内已有 30 来年的史乘,进展到这日,无论是临盆界限, 仍是产物的工艺、质地和利用,都

  我邦 冷等静压各向同性石墨的进展与本能(2010/09/26 14:10) 用冷等静压机来创筑各向同性石墨正在邦内已有 30 来年的史乘,进展到这日,无论是临盆界限, 仍是产物的工艺、质地和利用,都已到达了较高的程度。目前,冷等静压各向同性石墨的利用 限制已渗入到今世高新本事各个范畴中,如原子能响应堆、火箭喷咀、相连铸钢、电火花、加 工、半导体用用具等创筑业中。本文就邦内冷等静压各向同性石墨的进展、临盆企业及产物 本能作以综述。 1 苛重临盆企业大概 1. 1 吉林炭素集团有限仔肩公司 该公司前身是吉林炭素厂,是我邦“第一个五年策划”时候 156 项要点工程之一,也是我 邦兴筑的一个炭素临盆基地。1955 年筑成投产,闭幕了我邦炭素产物依赖进口的史乘,通过 40 众年的策划扩展和几次强大本事改制,成为我邦最大的归纳性炭素临盆企业。采用冷等静 压本事来拓荒尖端新型石墨,该公司是邦内炭石墨行业中最早的企业。 远正在 70 年代初,就购买 了管事缸 Φ100 mm ×600 mm 的小型冷等静压机,为原子能工业用石墨实行了工艺斟酌。通 过众年洪量测验,格外是拣选与确定最佳成型工艺, 获得了丰盛的履历, 并正在此根蒂上,于 1975 年增购了一台 中型冷等静压机(管事缸 Φ500 mm ×2 200 mm) 。该机构造特性和苛重本能如下:框架为叠 板式,由厚度为 40 mm 的 15MnV 钢板 13 层叠合而成。上缸体为双层套筒,配合为过盈热装, 材质为 33 CrNiMn 经锻制加工而成。高压、超高压体例是由高压泵和超高压泵(600 MPa) 及 使用截止阀、压力外、管道等零部件组成。其它还附有电烘箱、真空泵、滤油机等。压机设 计压力、试验压力、最高运用压力分裂为 300 , 250 , 200 MPa ; 缸体为 Φ500 mm ×2 280mm , 框架主体总高度为 5 596 mm ,主缸体与整机质地为 12 t 与 52 t 。 80 年代初,该公司高、精、尖产物 TSJ - 9 型石墨的研制告捷就取决于采用中型冷等静压机 的成果。该石墨先是采用挤压法,后再经等静压的双次成型工艺,这不光保留了从来的构造形 态,使成品体积密度从 1. 70 g/ cm3 提升到 1. 80 g/ cm3 ,况且焙烧制品率提升到 90 %以 上。采用冷等静压工艺所得的各向同性石墨经用户试验,统统到达打算的哀求。80 年代中期, 程度连铸是炼钢工业的新本事,它所用的连铸坎阱键部件之一即是石墨结晶器,简称连铸石 墨。这种产物美、法、德、日等首都采用冷等静压本事创筑,对它的质地哀求很高,必需具有 很高的密度与强度,较好的导热性与抗热震本能,构造均一,运用寿命长,当时邦内无法餍足, 总共凭借进口。1986 年 9 月该公司开首担负程度连铸专用石墨的攻闭,通过 4 年的极力,采 用冷等静压与高压浸渍等工艺, 研制出高密度、高强度、较好导热系数的连铸石墨。利用效 果到达了具有天下先辈程度的德邦 EK432 型连铸石墨的程度, 1991 年 3 月 28 日该效率通 过了部级判定[1 ] 。别的,该公司还拓宽了冷等静压工艺的利用,拓荒了军用石墨喉衬、人制 骨用石墨基体、冶炼冶金用石墨坩埚等,而且都获得了令人舒服的成果。 1. 2 上海碳素厂 上海碳素厂(于 2000 年 8 月 1 日被吉林炭素集团吞并) 注意并采用冷等静压机来研制 各向同性石墨是正在 70 年代末,当时,邦度科委为拓荒大界限集成电道,急需大硅单晶的单晶炉 配套用石墨发烧元件。该厂为杀青此职司,于 1978 年正在中科院上海硅酸盐斟酌所冷等静压机 上初探了成型工艺, 研制出细构造、高纯、致密的各向同性石墨。1979 年后又使用上海钢铁 斟酌所的冷等静压机实行较大规格的各向同性石墨的成型斟酌。 数年的科学测验,统统驾御了 冷等静压成型等工艺,研制出 Φ340 mm ×500 mm 大单晶炉配套用石墨发烧元件,经 19 家厂、 院运用,质地优异,可与美、日同类产物相媲美。1983 年邦度科委、上海科委耗资 160 万元, 委托上海市重型呆板厂打算与创筑当时 邦内炭石墨行业中最大的冷等静压机,1985 年 5 月该机正在上海碳素厂装配、试车告捷。该机 管事缸内径为 800 mm ,高为 2 000 mm ,从此该厂可能大量量临盆大规格、高纯、致密的各向 同性石墨,除餍足邦内配套须要外,再有少量出口[2 。该厂针对电火花用石墨模压规格较小, 对大型模具须要粘接的缺乏,又拓荒出特大规格电火花用各向同性石墨,使电火花加工不光无 需粘结,况且不必再思虑石墨资料的倾向,均可使成模到达理思哀求,从而推动了我邦电加工 成模技的发展。10 众年来,该厂冷等静压各向同性石墨的科研与临盆也获得了新的发展。产 品已变成了系列,已有 SIFC - 320 、SIFB - 550 等 7 种型号的各向同性石墨供用户拣选, 产物的本能到达了邦内先辈程度,利用范畴也有拓展,已从单晶炉用加热器、隔热屏、电火花 加工,进展到相连锻制用结晶器、响应堆构造资料等。 1. 3 东新电碳股份有限公司 东新电碳服份有限公司是电炭行业中最早从事冷等静压本事拓荒与利用的企业。 年代 70 末,该公司纵观邦内冷等静压本事正在炭素硬质合金方面的进展,为使企业上台阶,进展新产物, 胀动电炭行业的本事发展,购买了一台上海大隆呆板厂创筑的 TY2 - 3 型冷等静压机。 该机管事缸内径为 200 mm ,高为 1 000 mm ,压力为 360 MPa ,管事介质为 1∶1 的夹杂火油 和变压器油,外形尺寸为 Φ800 mm ×2 095 mm ,质地 1 592 kg 。 用该机对冷等静压成型工艺实行了洪量试验,获得了较为舒服的结果。 该公司于 80 年代中期, 委托德阳第二重型呆板厂,按电炭工艺特性打算与创筑了一台大型冷等静压机, 该机管事缸内径为 800 mm ,高 1 600mm ,最大管事压力为 250 MPa ,总高度 5. 3 m ,总重 87 t ,作缸体是采用 34CrNi3Mo 高强度合金钢制制芯筒,皮相面用截面为 4 mm ×1 mm、资料为 65 Mn 高强度扁钢丝。上下端盖是浮动式的,框架是由 2 根立柱和上下半圆梁拼合后,用圆柱 销定位的。一共压机的操作分别动及分段联动,其它可采用众种压制工艺和三种泄压速率。 该压机为公司告捷地研制了较大规格的高质地电火花用石墨、连铸石墨、刻板用炭,冶金、化 工用石墨等产物。 该公司正在使用冷等静压本事拓荒新产物的同时,为避免冷等静压机液体的污 染,对液压体例实行了改革, 获得了较好的成果, 并以是得回了专利[3 ] 。改革的实际即是 正在压机主缸内腔底部,安置了由钢环、钢盘和弹性胶袋构成的断绝装配,使高压液体仅能充入 到胶袋内,将压力再传达到上部液体(已被断绝) ,履行压型。泄压后,唯有充入胶袋内不受污 染的液体回到液压体例,偏护了液压体例免遭污染。 1. 4 成都化工炭素总厂 成都化工炭素总厂自 1991 年转为全经过临盆炭素成品,炭素成品(苛重是电极) 的年产 量横跨万吨,成为西南区域最大的炭素成品临盆基地。 年代中期,该厂为巩固新产物的拓荒 90 气力,从四川雅安川西呆板厂购买了一台缸径为 Φ830mm、高为 1 500 mm 的大型冷等静压机, 并于 1995 年装配、调试、参加临盆。所临盆出的各向同性石墨产物德地优异,况且焙烧的成 品率高,领先于邦内。 1. 5 哈尔滨电碳斟酌所 哈尔滨电碳斟酌所于 80 年代中期开首从事冷等静压本事利用的探究。冷等静压机是由 北京 703 所让渡, 该机管事缸内径为 Φ400 mm、高为 1 500 mm。该所通过洪量的工艺试验, 也得回了告捷,如新产物电火花加工用 T401 各向同性石墨即是采用冷等静压本事制成的。该 石墨与邦内兄弟厂电火花石墨电极比拟,其电极损耗低,加工速率、加工精度等工艺目标都较 高,况且加工安谧性较好。以是该产物已于 1987 年 9 月通过了专家判定 。 1. 6 兰州炭素有限公司 兰州炭素有限公司于 1987 岁首开首实行冷等静压与平时冷模压的对照斟酌,模压是正在 200 t 油压机进步行,而冷等静压是借用北京钢铁斟酌总院管事缸内径为 Φ500 mm、 高为 1 460 mm、管事压力为 300 MPa 的 6 000 t 冷等静压机进步行。对照斟酌结果,冷等静压成型成品 密度高达 1. 95g/ cm3 ,而模压成品密度为 1. 87 g/ cm3 , 异向度也低于模压成品, 从而确 认了冷等静压本事的优异性, 不久后, 该厂购买了四川省雅安川西呆板厂临盆的 LDZ - 300 MPa 型的冷等静压机, 该机重为 6 000 t ,管事压力为 300 MPa ,管事缸内径为 Φ500 mm、 高为 1 500 mm ,运用的压油为 30 # 机油。 1. 7 河南省特种热工炉材有限公司 河南省特种热工炉材有限公司是近几年迅疾进展的碳素行业新秀,于河南省巩义市工 业树范区朝阳东道,占地面积 30000 ㎡,开发面积 15800 ㎡,绿化面积 8000 ㎡,是一座集科 研、临盆、贩卖、加工、办事为一体的花圃式高科技企业。公司具有一流的冷等静压成型设 公司具有一流的冷等静压成型设 备、双面压压机、高级焙烧炉、浸渍炉、大型石墨化炉等临盆工序配套筑筑,具有邦内最大 双面压压机、 高级焙烧炉、浸渍炉、 大型石墨化炉等临盆工序配套筑筑, 的等静压 ICP1250,增添了邦内临盆大规格冷等静压石墨的空缺,目前已能大量临盆直径 Φ650 mm 的大规格等静压石墨。该公司产物最大的上风就正在于临盆的等静压石墨长度仍旧达 到 2200 mm,正在邦内的等静压石墨临盆中独此一家! 1. 8 其他 中邦航空总公司四院四十三所为发展炭石墨成品正在高、精、尖范畴中的利用斟酌,也设备 有 2 台冷等静压机,一台缸体内径为 Φ400 mm ,高为 Φ800 mm , 另一台内径为 Φ180 mm , 高 为 600mm。它们都是上海大隆呆板厂打算与创筑的。天津耐火资料厂也采用冷等静压本事开 发了“长命牌”石墨坩埚。上海化工总厂机修分厂也有冷等静压机用于研制炭石墨刻板密封 资料等。 2 冷等静压各向同性石墨的本能 冷等静压各向同性石墨的本能将按创筑工艺(如粒度,压力、焙烧后的浸渍等) 的分别与 产物用处的哀求而改观,对它的稽核较为同等的是体积密度与抗压强度。其他如肖氏硬度、抗 折强度、电阻率、气孔率、热膨胀系数、导热等本能由临盆企业与用户商榷而定。目前邦内 的冷等静压各向同性石墨的体积密度都能到达高密哀求,即正在 1. 80 g/ cm3 以上。吉林炭素 集团公司研制拓荒的连铸用各向同性石墨其密度的均匀值达 1. 85 g/ cm3 ,睹外 1 。其他各 临盆厂都能临盆出体积密度高于 1 . 80 g/ cm3 的各向同性石墨。而抗压强度凡是摇动正在 60 ~80MPa ,哈尔滨电碳斟酌所拓荒的 T401 型各向同性石墨抗压强度已达 110 MPa 。河南 热工集团临盆的细构造冷等静压石墨体密能到达 1.81 g/ cm3 以上。 综上所述,我邦冷等静压各向同性石墨的进展是敏捷的,到目前为止,我邦无论是炭素行 业,仍是电炭行业的骨干企业都已具有大型冷等静压机,都有冷等静压各向同性石墨的种类, 它的临盆工艺对比成熟,产物的利用也愈来愈广,这不光餍足了邦民经济进展的须要,也为企 业本身的气力巩固与得回较众的科技效率、更高的经济效益奠定了根蒂。跟着我邦科技工作 的进展,确信冷等静压各向同性石墨的进展前景会更俊美。 肖氏硬度:简称 HS。体现资料硬度的一种规范。由英邦人肖尔(Albert F.Shore)最先提出。肖氏硬 度试验是一种动态力试验,与布、洛、维等静态力试验法比拟,切确度稍差,受测试时的笔直性, 试样外外光洁度等成分的影响,数据分开性较大,其测试结果的对比只限于弹性模量雷同的资料。 它对试样的厚度和重量都有必然哀求,不适于较薄和较小试样,然则它是一种简便的手提式仪器, 便于现场测试,其构造简略,便于操作,测试出力高。是指用肖氏硬度计测出的值的读数,它的单 位是“度”,其描摹举措分 A、D 两种,分裂代外分别的硬度限制,90 度以下的用肖氏 A 硬度计测 试,并得出数据,90 度及以上的用肖氏 D 硬度计测试并得出数据,