供应等静压石墨坩埚 等静压石墨坩埚价格

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等静压成型工艺基础 (fundamental of isostatic compaction technology)

装入模具内的炭糊或压粉在高压容器中直接受压而形成生坯的成型机理、液等静压成型的操作程序和工艺规律。生产细颗粒结构、均质的高密度石墨或各向同性石墨经常使用等静压成型。等静压成型分两种类型，即以液体为传递压力介质的液等静压成型和以气体为传递压力介质的气等静压成型。气等静压成型一般在加热状态下进行(主要在粉末冶金行业中使用)，生产炭素制品主要用液等静压成型。

简史早在20世纪初期，当时用传统机械加压工艺生产难熔金属钨、钼条等制品遇到了困难，如制得的产品出现裂纹、分层、产品机械强度低等，后来试用等静压技术成型钨、钼等金属条就解决了这些问题，l913年马登(HD．Madden)申请了用冷等静压成型技术生产钨、钼条的专利权。在陶瓷工业中，麦克尼尔(Mcneil)于1915年利用等静压工艺成型陶瓷中空制品获得成功。l960年以后等静压技术在核能材料生产、粉末冶金等领域中推广应用。中国从l960年起开展了等静压成型技术的研究，随着特殊耐火材料的开发，等静压成型技术进入中国耐火材料行业，38如采用高压容器内径为0．5--1．0m、高l．5～2．0m、额定压力为300MPa的冷等静压机成型连续铸钢用长水口、浸入式水口、整体塞棒等产品。20世纪80年代初，等静压成型技术被引入炭素制品生产，先后研制、生产过细颗粒结构的电火花加工用高密石墨块、连续铸钢用结晶器石墨块及更多的高密度特种石墨制品，到20世纪末，中国炭素厂已经拥有多台不同规格的以液体为压力介质的冷等静压成型设备。

工作原理液等静压成型的基本原理是遵循流体力学中的帕斯卡定律，即在一充满液体的封闭容器中，施加于流体中任一点的压力，必以相同的数值传递到容器中的任一部位。等静压成型工艺是将所需压制的粉状材料，装入有弹性的模具中，并将模具口扎紧，带料的模具置于高压容器中，再将高压容器入口严封。加压介质一般为变压器油，用超高压泵向高压容器注入变压器油对模具均匀加压，容器内压力可升至100～600MPa，保持一定时间后，逐渐降低压力、排出介质，打开容器入口，卸出模具，从模具中取得所成型的生坯，再进一步热处理(焙烧、石墨化)及机械加工得到所需的成品。

液等静压成型有以下特点：(1)压出的生坯密度分布比较均匀，内部结构缺陷较少，这是其他成型工艺无法比拟的。(2)可以生产体积密度受控制的生坯，只要调节液等静压高压容器内的压力，液等静压的压力和生坯的密度成正比。(3)由于高压容器内的压力比一般挤压成型或模压成型高得多，因此可以进行石油焦粉末的无黏结剂成型。(4)可以生产形状比较复杂的产品，如可直接压制球状或管状的生坯。等静压成型的操作比较费事，生产效率较低，因而生产成本高。另外从等静压成型得到的生坯外形多少有些不规则，必须在焙烧或石墨化后进行机械加工，因此成型时设计的模具尺寸要留出生坯热处理时的收缩余量和加工余量。

设备液等静压成型设备主要由弹性模具、高压容器、框架和液压系统组成。弹性模具一般用橡胶或树脂合成材料制作，物料颗粒大小和形状对弹性模具寿命有较大影响，模具设计是等静压成型的关键技术问题，弹性模具与制品的尺寸和均质有密切关系。高压容器多数是用高强度合金钢直接铸造后经机床加工而成的厚壁金属简体，足以抵抗强大的液体压力，简体结构也有多数形式，如双层组合简体、预应力钢丝缠绕加固筒体等。液压系统由低压泵、高压泵和增压器及各种阀门组成，开始由流量较大的低压泵供油，达到一定压力后由高压泵供油，并由增压器进一步增加高压容器内的液体压力。液等静压成型设备又分两种类型，即湿袋法冷等静压机和干袋法冷等静压机，图1为两种冷等静压机的构造原理图：图2为液等静压成型设备示意图。

(1)湿袋法冷等静压机(图1a)。此法将模具悬挂在高压容器内，高压容器根据产品尺寸大小可装入若干个模具，适用于批量小、尺寸不大、外形较复杂的产品。生产炭素制品主要用湿袋法冷等静压机，图2为用于生产特种炭素制品的液等静压机设备系统示意图。

(2)干袋法冷等静压机(图1b)。此法适用于尺寸较大、且生产量大的制品，此时冷等静压机设备也与湿袋法所用冷等静压机有区别。增加了压力冲头、限位器和顶料器，此法将弹性模具固定在高压容器内，用限位器定位，因此又称为固定模法。生产时用压力冲头将料粉装入模具内并封闭上口。加压时，液体介质注入容器内和弹性模具的外表面，对模具加压。脱模时不必取出模具，用顶料机构顶出成型后的生坯，批量生产特种耐火材料多用这种等静压设备。6图l液等静压机构造原理图“一湿袋法；6一干袋法1一顶盖；2一高压容器；3一弹性模具；4一粉料；5一框架6一油液；7一压力冲头；8一螺母；9一已成型好的生坯；10限位器；ll芯棒；l2顶砖器8，-931011操作程序液等静压生产炭素制品的程序有如下几个方面。

模具准备模具应选择耐油耐热的材料，如用天然橡胶制成的模具浸在变压器油内只能使用l--2次，因此以变压器油为压力介质时一般选用耐油性较好的氯丁橡胶，也可以选用聚氯乙烯塑料薄膜制成模具。

装料装入模具的原料有多种，如未煅烧过的生石油焦粉末(可不用黏结剂)；煅烧过的石油焦粉与沥青混捏成的糊料磨粉后使用；煅烧过的石油焦等deng磨成粉再与粉状沥青混合后使用。不同的原料及配比可以获得不同的成型效果及不同的物理机械性能。装料时应同时振动，使粉状原料在模具内初步密实。装完料后用手工对模具适当整形，然后将模具另一端按上橡胶塞或塑料塞，并用铁丝扎紧，防止液体介质侵入模具。为了使粉料中的气体能在受压时充分排出，预先在粉料中插入排气管，并外接真空泵抽气。生产某些球形产品时，则应先将粉料用模压法预压成球体、再置入相应尺寸的等静压成型的模具内，压制圆柱形制品时的模具结构见图3所示。最后把装好粉料的模具置于高压容器中，密封高压容器入口后进行加压