Способ формования углеродных заготовок

 

1,767022

О Ф44."с - А Й и е

Союз Советскии

Социелксткческик

Реслублмк

ИЗОБРЕТЕН ИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.10.77 (21) 2535895/23-26 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 01 В 31/02

Веуаарстиеиимй комитет

СССР ао делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 30.09.80 (53) УД К 661.666..1 (088.8) А. И. Житник, В. А. Дербенев, С. Г. Толкачев и В. Г. Баженов (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к области химической технологии, касается способов формования углеграфитовых материалов с пропусканием электрического тока и может быть использовано в электроугольной промышленности, Известен способ формования углеродистых заготовок, включающий формование смеси углеродного наполнителя и углеродсодержащего связующего в пресс-форме при пропускании электрического тока высокой плотности (порядка 120 А/см ) и наложение давления до плавления связующего (11 ° е

Недостатком указанного способа является низкая производительность процесса формования (увеличение времени выдержки при максимальном давлении), низкое качество формуемых

15 изделий, обусловленное образованием внутренних дефектов и трещин эа счет скопления в формуемом материале летучих веществ; выделяющихся при .плавлении .связующего.

Известен способ формования углеродных заготовок, включающий пропускание электрического тока плотностью 24 — 80 А/см через пресс-порошок из смеси углеродного наполнителя с термопластичным связующим — пеком с одновременным наложением давления 7 — 421 кгс/см, формование ведут выдавливанием через мундштук (2) ..

Недостатком указанного способа является большая разноплотность сформованных изделий за счет местных перегревов формуемого материала и искрения, возникающего при пропускании тока большой плотности.

Кроме того,,сформованные этим способом изделия обладают низкой открытой порнстостью и не могут быть использованы в производстве электр о щеток.

Целью изобретения является повышение равноплотности заготовок и повышение открытой пористости нх.

Указанная цель достигается тем, что пресспорошок из смеси углеродного наполнителя (сажа или смесь сажи с коксом) и термопластичного связующего — пека загружают в матрицу пресс-формы и пропускают через него электрический ток плотностью 1 — 10 А/ем с одновременным наложением давления.

3 767022 4 Отличие предложенного способа заключается Одновременно с прило в том, что пропускают электрический ток формуемый пресс-порош плотностью 1 — 10 А/см 1 и дополнительное от- лой 35А (плотность тока личие — в том, что формование ведут в мат- Формование заготовок рице пресс-формы. нии прессования 1000 — 10

Пропускаиие через пресс-порошок электри5 ности 1,30 — 1,35 кгс/см г ческого тока плотностью 1 — 10 А/смг обеспечи- Отформованные загото вает его равномерный прогрев по всему объе- батывают в туннельной п о му до температуры перехода пека в вязкоплас- 1150 — 1200 С при частоте тичное состояние..Переход пека в такое состоя- $0 графнтации типа HePC— ние значительно повышает формующую спо- 2900 С. / собность пресс-порошка и его текучесть, что Отформованные загото приводит к снижению давления прессования тов, однако обладали вы и уменьшению разноплотности сформованных П. р и м е р 2. В уел заготовок. пресс-порошок пропуск .Ф г

П отность пропускаемого тока через пресс- . 1,25 А/см, а давление п порошок в заявляемых пределах определяется . 600 — 750 кгс/см . г температурой плавления пека и составом пресс. порошка. рез пресс-порошок IIpo

При пропусканин через пресс-порошок тока 2р 4,5 А/см, а Удельное да г плотностью менее 1 А/см не происходит прогрев составляет 400 — 450 кгс/ до температуры перехода пека в вязкопластич- Пример .4. В уел ное состояние. Формуемость пресс-порошка рез пресс-порошок прону практически не изменяется, что не позволяет 9,8 А/смг, давление соста уменьшить разноплотность сформованных за- 25 Около 5% сформованных готово к. . Вз

Предложенный способ, примеры

Характеристики

Прототип

3 4

4,5 .

Плотность тока, А/смг

0,9

1,25

9,8

10,3

2,5

Давление прессования, кгс/см

350 1000 — 1050 600 — 750 400-450. 300 — 350 200 — 250 450 — 500

При пропусканин через пресс-порошок тока с плотйостью более 10 А/см разогревается вйше температуры плавления пека, что приводит к выделению легколетучнх компонентов, удаление которых из материала, находящегося под давлением, затруднено. Накопление легколетучих веществ в формуемом материале приводит к образованию внутренних дефектов и увеличению раэноплотности, а. следовательно, снижает качество отформованных иэделий. При прессованни заготовок в матрицу пресс-формы формующие плоскости матрицы н пуансонов не нагреваются, поэтому не происходит оплавления связующего на поверхности заготовки, это позволяет получать материал с повышенной открытой пористостью.;

Пример 1. Пресс-йорошок, содержащий

40 вес.% высокоплавкого пека с температурой размягчения 122 С и 60 вес.% сажи ПМ 169, просеивают через сетку 045 и формуют в матри це пресс-формы с размером 163х63 мм на гидравлическом прессе Д2434.жением давления через ок пропускают ток сн0,9А/см ). производят при давле50 кгс/смг до плотэаготовки., вки затем термообраечи до температуры толкания 4 ч и в печи до температуры 2800вки не имели дефексокой разноплотностью, овиях примера 1 через ают ток плотностью рессования составляет овиях примера 1 ческают ток плотностью вление прессования см . овиях примера 1 че-. скают ток плотностью. вляет 300 — 350 кгс/смг, заготовок имели дутия

Пример 5. В условиях примера 1 плотность тока составляет 10,3 А/смг, давление прессования — 200 — 250 кгс/смг.

Все отформованные изделия имели высокую .Разноплотность.

Пример 6, Пресс-порошок, просеянный через сито 045, содержащий 30 вес.% среднетемпературного пека с температурой размягчения 65 С, 46 вес.% прокаленного пекового кокса с размером частиц не более 0,1 мм и 24 вес.% сажи марки ПМ169, формуют в матрице пресс-формы с размером 115х70 мм.

Одновременно с приложением давления через пресс-порошок пропускают ток плотностью

2„5 А/смг. Заготовки с плотностью 148—

1,52 г/cM3 формуют при давлении прессования 450 — 500 кгс/смг. Сформованные заготовки имеют низкую разноплотность и не имеют дефектов.

Термообработку заготовок проводят в условиях, описанньи в примере 1.

Характеристики заготовок, изготовленных по известному и предложенному способам, приведены в таблице.

767022

Продолжение таблицы

Прототип

Характеристики

Предложейный способ, примеры

2 3

Разноплотность заготовок после прессоваHHHi%

11,5

l2,5

7,5

6,5

Открытая пористость заготовок, у

2,5

18,5

18,0

Составитель Т. Ильинская

Техред Н. Граб

Редактор Т. Пилипенко

Корректор M. Коста

Заказ 7121/18

Тираж 565

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из таблицы следует, что пропускание через формуемый пресс-порошок тока плотностью 1 —,10 A/ñì (примеры 2-4 и 6) позволяет получать заготовки с малой разноплотностью, а это дает возможность получить готовые изделия с более стабильными свойствами, .т.е. более высокого качества; снижение плотности тока до 0,9 А/ем (при20 мер 1) и повышение ее свыше 10 А/ем (пример 5) увеличивает разноплотность заготовок; прессование заготовок в матрицу прессформы позволяет значительно увеличить, открытую пористость.

Таким образом, заготовки, полученные по предложенному способу (примеры 2 — 4,6), имеют более высокую раэноплотность и открытую пористость по сравнению с прототипом.

17,80 . 17,8 16,5 16,8

Формула изобретения

1. Способ формовання углеродных заготовок, включающий пропускание электрического тока через пресс-порошок из смеси углеродного наполннтеля с термопластичным связующим неком с одновременным наложением давления, отличающийся тем, что, с целью повышения равноплотности заготовок, пропускают электрический ток плотностью 1 — 10 А/см .

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения открытой пористости, формование ведут в матрице пресс-формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Австралии У 209870, кл. 12а 19/03, опублик. 15.12.59.

2. Патент CltIA и 3284372, кл. 252 †5; опублик. 8.11.66 (прототип).