CN103964438A - 一种碳硅复合材料的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳硅复合材料的制造方法，特征是：取硅粉、硅溶胶、二硫化钼、联苯加入搅拌釜中搅合，升温，加熔溶煤沥青，制成硅粉添加剂混合溶液；在捏合釜内加入碳黑粉、石墨粉、沥青焦粉、石油焦粉混捏，加热，加入硅粉添加剂混合溶液，搅拌，混合制成熟料；将混合熟料热轧成薄片、冷却、磨粉、压制成型、焙烧、煤沥青浸渍、荒车、树脂浸渍、车加工、二次树脂浸渍、固化为成品。本发明在碳与硅的结合下，硅粉具有良好的抗磨性，在磨擦釜端与碳石墨相辅运动，或相对独立运动，不容易被磨擦挤压出去，较易挤压在磨擦釜端面，形成材料之间的相对滑动，寿命是现有材料的2～3倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳硅复合材料的制造方法，具体地说是属于非金属材料技术领域。
背景技术
随着技术的不断提高和发展，在实际生产应用领域，对专业对口针对性强的材料需求越来越迫切，事实证明用专业对口针对性强的材料，比用应用范围广泛性材料生产成本低，使用寿命长有保障。在高温的条件下干磨擦，已有的材料很难形成密封润滑膜，原因是：自润滑性不够、材料抗磨性差，在密封领域中是一大难题，对磨擦釜材料的考验，采用国际上最先进的优质机械用碳也寿命不长，而且价格十分昂贵，国内很多同行在这方面研发投入了很多，见效甚微，关键是碳石墨粉与硅粉比重相差太大，硅粉在碳石墨材料中分布的均匀性是产品质量的关键。该产品最终能否保持材料特有的自我修复也是该产品成败的关键，这与配方及烧结温度有关。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种碳硅复合材料的制造方法，采用二段混合法，生产出高度均匀分布的悬浮体颗粒材料，真正起到了增强自润滑性、提高抗磨性，寿命是现有材料的2～3倍。
按照本发明提供的技术方案，一种碳硅复合材料的制造方法，采用以下工艺步骤，其配方比例按重量份数计：
1、硅粉添加剂的制备：
取硅粉12～26份，硅溶胶3～6份，二硫化钼6～12份，联苯60～80份，加入搅拌釜中充分搅合，转速400～500转/分，室温下搅拌30～40分钟后开始升温，温升至135℃～150℃，加熔溶煤沥青70～80份，熔溶煤沥青温度在130～150℃，熔溶煤沥青占整个熟料为30～34％，继续搅拌与升温，温度为150～160℃，时间需1～1.5小时，制成硅粉添加剂混合溶液。
2、熟料制备：
在200立升捏合釜内加入碳黑粉3～5份，石墨粉8～15份，沥青焦粉40～60份，石油焦粉30～40份放在捏合釜中混捏，同时启动捏合釜加热设备，混捏1～1.5小时，温度在110～130℃时，加入硅粉添加剂混合溶液28～32份，硅粉占整个碳石墨粉料总和的11％，继续搅拌，温度为150～170℃，时间需2～2.5小时，即完成熟料制备。
3、熟料出捏合釜后趁热轧成1.5～2mm厚的薄片；
4、轧片冷却(温度＜50℃)后即可磨成150～200目的粉料；
5、磨粉后即可压制成型，压制密度1.70～2.0g/cm3；
6、进炉内焙烧，温度为1100～1200℃，一次烧结密度达到1.7～2.0g/cm3；
7、对焙烧品进行煤沥青浸渍，浸渍时间：8～12小时；
8、对浸渍品再进行焙烧至1100℃～1200℃，二次焙烧品密度达1.8～2.1g/cm3；
9、荒车；
10、树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍4～6小时，并固化18～24小时；
11、车加工至成品；
12、二次树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍4～6小时，并固化18～24小时为成品。
所述硅粉粒径为0.5～1微米。
本发明与已有技术相比具有以下优点：本发明在碳与硅的结合下，处于初级碳化硅状态，硅粉具有良好的抗磨性，在磨擦釜端与碳石墨相辅运动，或相对独立运动，不容易被磨擦挤压出去，较易挤压在磨擦釜端面，形成材料之间的相对滑动，寿命是现有材料的2～3倍。
具体实施方式
下面本发明将结合实施例作进一步描述：
实施例一：本发明一种碳硅复合材料的制造方法，采用以下工艺步骤：其配方比例按重量份数计：
1、硅粉添加剂的制备：
取硅粉12份，硅溶胶3份，二硫化钼6份，联苯60份，加入搅拌釜中充分搅合，转速400转/分，室温下搅拌30分钟后开始升温，温升至135℃，加熔溶煤沥青70份，熔溶煤沥青温度在130℃，熔溶煤沥青占整个熟料为30％，继续搅拌与升温，温度为150℃，时间需1小时，制成硅粉添加剂混合溶液。所述硅粉粒径为0.5微米。
2、熟料制备：
在200立升捏合釜内加入碳黑粉3份，石墨粉8份，沥青焦粉40份，石油焦粉30份放在捏合釜中混捏，同时启动捏合釜加热设备，混捏1小时，温度在110℃时，加入硅粉添加剂混合溶液28份，硅粉占整个碳石墨粉料总和的11％，继续搅拌，温度为150℃，时间需2小时，即完成熟料制备。
3、熟料出捏合釜后趁热轧成1.5mm厚的薄片；
4、轧片冷却(温度＜50℃)后即可磨成150目的粉料；
5、磨粉后即可压制成型，压制密度1.7g/cm3；
6、进炉内焙烧，温度为1100℃，一次烧结密度要达到1.7g/cm3；
7、对焙烧品进行煤沥青浸渍，浸渍时间：8小时；
8、对浸渍品再进行焙烧至1100℃，二次焙烧品密度达1.8g/cm3；
9、荒车；
10、树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍4小时，并固化18小时；
11、车加工至成品；
12、二次树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍4小时，并固化18小时为成品。
碳硅复合材料与常规材料的技术性能
实施例二：本发明一种碳硅复合材料的制造方法，采用以下工艺步骤：其配方比例按重量份数计：
1、硅粉添加剂的制备：
取硅粉19份，硅溶胶4.5份，二硫化钼9份，联苯70份，加入搅拌釜中充分搅合，转速450转/分，室温下搅拌35分钟后开始升温，温升至142.5℃，加熔溶煤沥青75份，熔溶煤沥青温度在140℃，熔溶煤沥青占整个熟料为32％，继续搅拌与升温，温度为155℃，时间需1.25小时，制成硅粉添加剂混合溶液。所述硅粉粒径为0.75微米。
2、熟料制备：
在200立升捏合釜内加入碳黑粉4份，石墨粉11.5份，沥青焦粉50份，石油焦粉35份放在捏合釜中混捏，同时启动捏合釜加热设备，混捏1.25小时，温度在120℃时，加入硅粉添加剂混合溶液30份，硅粉占整个碳石墨粉料总和的11％，继续搅拌，温度为160℃，时间需2.25小时，即完成熟料制备。
3、熟料出捏合釜后趁热轧成1.75mm厚的薄片；
4、轧片冷却(温度＜50℃)后即可磨成175目的粉料；
5、磨粉后即可压制成型，压制密度1.85g/cm3；
6、进炉内焙烧，温度为1150℃，一次烧结密度要达到1.85g/cm3。所述焙烧温度为1150℃；
7、对焙烧品进行煤沥青浸渍，浸渍时间：10小时；
8、对浸渍品再进行焙烧至1150℃，二次焙烧品密度达1.95g/cm3；
9、荒车；
10、树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍5小时，并固化21小时；
11、车加工至成品；
12、二次树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍5小时，并固化21小时为成品；
实施例三：本发明一种碳硅复合材料的制造方法，采用以下工艺步骤：其配方比例按重量份数计：
1、硅粉添加剂的制备：
取硅粉26份，硅溶胶6份，二硫化钼12份，联苯80份，加入搅拌釜中充分搅合，转速500转/分，室温下搅拌40分钟后开始升温，温升至150℃，加熔溶煤沥青80份，熔溶煤沥青温度在150℃，熔溶煤沥青占整个熟料为34％，继续搅拌与升温，温度为160℃，时间需1.5小时，制成硅粉添加剂混合溶液。所述硅粉粒径为1微米。
2、熟料制备：
在200立升捏合釜内加入碳黑粉5份，石墨粉15份，沥青焦粉60份，石油焦粉40份放在捏合釜中混捏，同时启动捏合釜加热设备，混捏1.5小时，温度在130℃时，加入硅粉添加剂混合溶液32份，硅粉占整个碳石墨粉料总和的11％，继续搅拌，温度为170℃，时间需2.5小时，即完成熟料制备。
3、熟料出捏合釜后趁热轧成2mm厚的薄片；
4、轧片冷却(温度＜50℃)后即可磨成200目的粉料；
5、磨粉后即可压制成型，压制密度2.0g/cm3；
6、进炉内焙烧，温度为1200℃，一次烧结密度要达到2.0g/cm3；
7、对焙烧品进行煤沥青浸渍，浸渍时间：12小时；
8、对浸渍品再进行焙烧至1200℃，二次焙烧品密度达2.1g/cm3；
9、荒车；
10、树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍6小时，并固化24小时；
11、车加工至成品；
12、二次树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍6小时，并固化24小时为成品。
Claims (2)
1.一种碳硅复合材料的制造方法，其特征是：采用以下工艺步骤，其配方比例按重量份数计：
(1)、硅粉添加剂的制备：
取硅粉12～26份，硅溶胶3～6份，二硫化钼6～12份，联苯60～80份，加入搅拌釜中充分搅合，转速400～500转/分，室温下搅拌30～40分钟后开始升温，温升至135℃～150℃，加熔溶煤沥青70～80份，熔溶煤沥青温度在130～150℃，熔溶煤沥青占整个熟料为30～34％，继续搅拌与升温，温度为150～160℃，时间需1～1.5小时，制成硅粉添加剂混合溶液；
(2)、熟料制备：
在200立升捏合釜内加入碳黑粉3～5份，石墨粉8～15份，沥青焦粉40～60份，石油焦粉30～40份放在捏合釜中混捏，同时启动捏合釜加热设备，混捏1～1.5小时，温度在110～130℃时，加入硅粉添加剂混合溶液28～32份，硅粉占整个碳石墨粉料总和的11％，继续搅拌，温度为150～170℃，时间需2～2.5小时，即完成熟料制备；
(3)、熟料出捏合釜后趁热轧成1.5～2mm厚的薄片；
(4)、轧片冷却(温度＜50℃)后即可磨成150～200目的粉料；
(5)、磨粉后即可压制成型，压制密度1.70～2.0g/cm3；
(6)、进炉内焙烧，温度为1100～1200℃，一次烧结密度要达到1.7～2.0g/cm3；
(7)、对焙烧品进行煤沥青浸渍，浸渍时间：8～12小时；
(8)、对浸渍品再进行焙烧至1100℃～1200℃，二次焙烧品密度达1.8～2.1g/cm3；
(9)、荒车；
(10)、树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍4～6小时，并固化18～24小时；
(11)、车加工至成品；
(12)、二次树脂浸渍，根据成品工况要求，酚醛或呋喃树脂浸渍4～6小时，并固化18～24小时为成品。
2.根据权利要求1所述的一种碳硅复合材料的制造方法，其特征在于：所述硅粉粒径为0.5～1微米。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140806 |