本發(fā)明涉及石墨材料制備，具體為一種超高功率石墨接頭制備方法。
背景技術(shù)：
1、現(xiàn)有生產(chǎn)超高功率石墨接頭技術(shù)，是采用擠壓成型的方式進(jìn)行生坯制造，然后生坯經(jīng)過多次浸漬焙燒，再經(jīng)石墨化，最后加工成雙錐形帶螺紋的，用于連接超高功率石墨電極的成品，使用擠壓成型生產(chǎn)的超高功率石墨接頭，受成型方式技術(shù)限制，抗折強(qiáng)度受原料焦自身強(qiáng)度及過程工藝影響，數(shù)值波動(dòng)較大，且提升空間有限，同時(shí)擠壓成型圓柱坯體加工成雙錐形接頭時(shí)切削量較大，收率低，存在成品率低和成本高的缺陷，為此，我們提出一種超高功率石墨接頭制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種超高功率石墨接頭制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種超高功率石墨接頭制備方法，包括以下步驟：
3、a、原料處理：將煅燒后的石油焦或?yàn)r青焦原料破碎，獲得原料粉；
4、b、混捏處理：將原料粉、粘結(jié)劑和添加劑投入混捏設(shè)備，混合均勻并預(yù)熱到130-150℃，混捏時(shí)間為60-90min，之后對完成混捏的冷卻糊料進(jìn)行二次破碎，獲得糊料粉；
5、c、壓制處理：將糊料粉投入模具內(nèi)，先預(yù)壓成型，后裝入包套內(nèi)等靜壓成型，泄壓后獲得生坯；
6、d、焙燒浸漬處理：將獲得的生坯進(jìn)行焙燒、浸漬處理，獲得半成品；
7、e、石墨化處理：將半成品置入石墨化設(shè)備并加熱2800-3000℃進(jìn)行石墨化處理，獲得石墨化產(chǎn)品；
8、f、加工處理：將石墨化產(chǎn)品通過打磨機(jī)構(gòu)加工成超高功率石墨接頭。
9、優(yōu)選的，所述步驟a中，煅燒后的石油焦或?yàn)r青焦具有針狀性，且原料粉由1-6種粒度等級構(gòu)成，對破碎后的原料焦進(jìn)行分級配比，包含粗顆粒物料，粒度小于1.5mm，細(xì)顆粒物料，粒度d50為20-100μm，超細(xì)顆粒物料，粒度d50小于10μm。
10、優(yōu)選的，所述步驟b中，添加劑包含氣脹抑制劑，且原料粉與石油焦或?yàn)r青焦混捏具體混配為：分別取0-50份粗顆粒物料、40-70份細(xì)顆粒物料、0-10份超細(xì)顆粒物料、20-40份石油焦或?yàn)r青焦，依次加入混捏鍋中混捏。
11、優(yōu)選的，所述步驟c中，預(yù)壓壓力控制在50-100mpa，保持壓力10-20min，等靜壓壓力控制在100-200mpa，并保持壓力60-120min，且成型的生胚體積密度大于1.78g/cm3。
12、優(yōu)選的，所述步驟d中，根據(jù)最終成品的體積密度要求，將生坯焙燒、浸漬循環(huán)處理兩次或以上，成型生坯一次焙燒最高溫度控制在900-1000℃，升溫曲線最快速率不超過5℃/h，一次焙燒結(jié)束后在150-300℃下加壓浸漬200-300min，待浸漬冷卻后進(jìn)行二次焙燒，二次焙燒最高溫度不超過900℃，升溫曲線最快速率不超過10℃/h，且再浸再燒執(zhí)行浸漬和二次焙燒同樣工藝。
13、優(yōu)選的，所述步驟e中，為了保障石墨化產(chǎn)品電阻率，半成品進(jìn)行石墨化時(shí)的通電時(shí)長不小于30h。
14、優(yōu)選的，所述步驟f中，加工的成品接頭為雙錐型帶螺紋，且雙錐型錐度為9°27′。
15、優(yōu)選的，所述步驟c所用的模具包括模壓成型模具和包套，模壓成型模具內(nèi)腔和包套為雙錐形結(jié)構(gòu)，模壓成型模具內(nèi)腔尺寸與包套空腔尺寸一致，模壓成型模具內(nèi)腔和包套空腔尺寸指標(biāo)要求為：在不同規(guī)格超高功率石墨接頭成品尺寸基礎(chǔ)上，滿足大徑方向大10mm及以上，滿足長度方向大10mm及以上，滿足雙錐型錐度為9°27′，為減小垂直于大徑方向電阻，且模壓成型模具大徑方向與加壓方向平行。
16、優(yōu)選的，所述步驟f所用的打磨機(jī)構(gòu)包括安裝在雙向液壓桿伸縮端的夾板，雙向液壓桿的固定端固定連接在工作臺上，工作臺底部設(shè)置有四個(gè)支撐腿，工作臺頂部設(shè)置有前后伸縮的第一電動(dòng)伸縮桿，第一電動(dòng)伸縮桿的伸縮端設(shè)置有豎直伸縮的第二電動(dòng)伸縮桿，第二電動(dòng)伸縮桿的伸縮端設(shè)置有左右伸縮的第三電動(dòng)伸縮桿，第三電動(dòng)伸縮桿伸縮端的頂部固定連接輸出軸設(shè)置打磨塊的打磨電機(jī)。
17、優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑由瀝青、短切碳纖維、硬脂酸、糊精和聚乙烯組成，其重量份數(shù)的組分為：瀝青10-20份；短切碳纖維1-4份；硬脂酸4-9份；糊精3-5份；聚乙烯5-10份。
18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
19、本發(fā)明采用等靜壓技術(shù)制備超高功率石墨接頭，通過直接成型雙錐型接頭坯料，相對擠壓成型圓柱坯體減少了加工切削量，具有提高加工收率，進(jìn)而提高成品率的效果，且相對現(xiàn)有成型工藝具有機(jī)械強(qiáng)度高、組織結(jié)構(gòu)致密的特點(diǎn)，有效提高了接頭產(chǎn)品的抗折強(qiáng)度（與現(xiàn)有技術(shù)相比，抗折強(qiáng)度可提高35％以上），同時(shí)，設(shè)計(jì)的成型模具，根據(jù)實(shí)際加工所需切削余量進(jìn)行限定，可最低限度減少加工切削量，具有最大程度提高加工收率的效果（與現(xiàn)有技術(shù)相比，加工收率可提高30％左右）。
1.一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：所述步驟a中，煅燒后的石油焦或?yàn)r青焦具有針狀性，且原料粉由1-6種粒度等級構(gòu)成，對破碎后的原料焦進(jìn)行分級配比，包含粗顆粒物料，粒度小于1.5mm，細(xì)顆粒物料，粒度d50為20-100μm，超細(xì)顆粒物料，粒度d50小于10μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：所述步驟b中，添加劑包含氣脹抑制劑，且原料粉與石油焦或?yàn)r青焦混捏具體混配為：分別取0-50份粗顆粒物料、40-70份細(xì)顆粒物料、0-10份超細(xì)顆粒物料、20-40份石油焦或?yàn)r青焦，依次加入混捏鍋中混捏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：所述步驟c中，預(yù)壓壓力控制在50-100mpa，保持壓力10-20min，等靜壓壓力控制在100-200mpa，并保持壓力60-120min，且成型的生胚體積密度大于1.78g/cm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：所述步驟d中，根據(jù)最終成品的體積密度要求，將生坯焙燒、浸漬循環(huán)處理兩次或以上，成型生坯一次焙燒最高溫度控制在900-1000℃，升溫曲線最快速率不超過5℃/h，一次焙燒結(jié)束后在150-300℃下加壓浸漬200-300min，待浸漬冷卻后進(jìn)行二次焙燒，二次焙燒最高溫度不超過900℃，升溫曲線最快速率不超過10℃/h，且再浸再燒執(zhí)行浸漬和二次焙燒同樣工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：所述步驟e中，半成品進(jìn)行石墨化時(shí)的通電時(shí)長不小于30h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：所述步驟f中，加工的成品接頭為雙錐型帶螺紋，且雙錐型錐度為9°27′。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：所述步驟c所用的模具包括模壓成型模具和包套，模壓成型模具內(nèi)腔和包套為雙錐形結(jié)構(gòu)，模壓成型模具內(nèi)腔尺寸與包套空腔尺寸一致，模壓成型模具內(nèi)腔和包套空腔尺寸指標(biāo)要求為：在不同規(guī)格超高功率石墨接頭成品尺寸基礎(chǔ)上，滿足大徑方向大10mm及以上，滿足長度方向大10mm及以上，滿足雙錐型錐度為9°27′，且模壓成型模具大徑方向與加壓方向平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：所述步驟f所用的打磨機(jī)構(gòu)包括安裝在雙向液壓桿伸縮端的夾板，雙向液壓桿的固定端固定連接在工作臺上，工作臺底部設(shè)置有四個(gè)支撐腿，工作臺頂部設(shè)置有前后伸縮的第一電動(dòng)伸縮桿，第一電動(dòng)伸縮桿的伸縮端設(shè)置有豎直伸縮的第二電動(dòng)伸縮桿，第二電動(dòng)伸縮桿的伸縮端設(shè)置有左右伸縮的第三電動(dòng)伸縮桿，第三電動(dòng)伸縮桿伸縮端的頂部固定連接輸出軸設(shè)置打磨塊的打磨電機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高功率石墨接頭制備方法，其特征在于：所述粘結(jié)劑由瀝青、短切碳纖維、硬脂酸、糊精和聚乙烯組成，其重量份數(shù)的組分為：瀝青10-20份；短切碳纖維1-4份；硬脂酸4-9份；糊精3-5份；聚乙烯5-10份。