热等静压用石墨金属包套的制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及高性能石墨密封材料的制备技术，具体为热等静压用石墨金属包套的制备装置。该装置设有石墨柱、金属棒、石墨垫片、石墨坩埚盖、石墨坩埚、浇铸口，石墨坩埚内装有石墨柱，石墨柱四周留有用于填充金属的间隙，石墨柱下表面与石墨坩埚内底部设置的石墨垫片之间插设有金属棒，石墨柱上表面与石墨坩埚顶部设置的石墨坩埚盖之间插设有金属棒，石墨柱上表面设有石墨垫片，金属棒穿过该石墨垫片，石墨坩埚盖上开设有浇铸口。本发明专利技术通过轴向固定和径向固定法将石墨柱悬于石墨坩埚内，减少了金属银的浸渍余量，降低了制造成本；由于减少了石墨柱外表面包覆银的厚度，减少了浇铸后的开裂，提高了成品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高性能石墨密封材料的制皿术，具体为一种热等静压用石墨金 属包套的制备装置。
技术介绍
浸银石墨材料具有高密度、高强度、耐磨，特别是导热性能、导电性能和密 封性能好靴点，在国防、电子、机械等很多领域得到应用。但是由于银是贵重 金属，制备过程中需要热等静压处理，使其制造成本很高，因此，提高生产效率，提高成品率，降低WI量尤为重要。制造浸银石墨需要进行热等静压处理，才能使熔融的金属银均匀地渗皿石 墨材料的孔隙中。在热等静压处理前需要通过浇铸的方法在圆柱形欲浸银石墨(简 称石墨柱)表面均匀的包覆金属银，形成金属银包套。由于金属银的密度为10.5g/cm3，而石墨的密度仅为1.8g/cm3，石墨柱在熔融金属银中受到很大的浮力。 为了浇铸金属银时不使石墨柱飄孚起来，也不让石墨柱碰到柑埚壁，浇铸前必须 将石墨柱固定，且悬在石墨坩埚中心位置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种热等静压用石墨金属包套的制备装置，在石墨表面 均匀的包覆金属。本专利技术的技术方案是热等静压用石墨金属包套的制备驢，该装置设有石墨柱、金属棒、石墨垫 片、石墨埘埚盖、石墨坩埚、浇铸口，石墨坩埚内装有石墨柱，石墨柱四周留有 用于填充金属的间隙，石墨柱下表面与石墨坩埚内底部设置的石墨垫片之间插设 有金属棒，石墨柱上表面与石墨坩埚顶部设置的石墨柑埚盖之间插设有金属棒， 石墨柱上表面设有石墨垫片，金属棒穿过该石墨垫片，石墨坩埚盖上开设有浇铸 □。所述的热等静压用石墨金属包套的制备装置，石墨柱下表面与石墨坩埚内底部设置的石墨垫片之间保持2 5mm的间隙；石墨柱上表面的石墨垫片与石墨坩 埚顶部设置的石墨坩埚盖之间保持60 80mm的间隙；石墨柱侧面与石墨坩埚内 壁之间保持4 6mm的间隙。戶;m的热等静压用石墨金属包套的制备装置，石墨柱分上层石墨柱、中间石墨柱、下层石墨柱，中间石墨柱、下层石墨柱的一面带圆柱形凸台，另一面带相 同尺寸的圆柱形凹孔，上层石墨柱两面都带圆柱形凹孔，上层石墨柱、中间石墨 柱、下层石墨柱对接，对接后的石墨柱針表面和最下表面都是凹 u对接后的石墨柱下表面凹孔中插入一m:径与凹孑l直径尺寸相同的金属棒，该金属棒的另 一端插上带有与金属棒直径尺寸相同凹孔，且外径略小于坩埚内径的石墨垫片，该石墨垫片与石墨柑埚内壁间隙为0.5-1.Omm;对接后的石墨柱上表面插入与凹 孔直径尺寸相同的金属棒，金属棒套入一片外径与石墨掛卜径相同的石墨垫片， 该石墨垫片与石墨柱上表面接触；在金属棒的另一端插上带有与金属棒直径尺寸 相同凹孔的石墨柑埚盖，通过石墨坩埚盖上面的孑l插入金属棒，顶在石墨柱上表 面的石墨垫片上。本专利技术的有益效果是1、 在制造浸金属石墨需要进行热等静压处理，才能使熔融的金属均匀地渗透 进石墨材料的孔隙中。本专利技术采用轴向固定和径向固定法将石墨柱悬于石墨柑埚 内，在热等静压处理前通过浇铸的方法，在石墨表面均匀的包覆金属，形成石墨 金属包套。2、 本专利技术尤其适用于热等静压处理前在圆柱形石墨外表面包覆金属银，制备 银包套。采用轴向固定和径向固定法，由于固定了欲浸银石墨柱在柑埚中的位置， 縮小了石墨柱与坩埚的间隙，减少了金属银的浸渍余量，斷氐了帝隨成本。浇铸 出的金属银包覆石墨柱，银包套厚度均匀、完整，提高了成品率。附图说明图1是热等静压用石墨金属包套的制备装置结构示意图。1石墨柱I ; 2石墨柱II; 3石墨柱III; 4金属钨棒I ; 5石墨垫片I ; 6金属 钨棒II; 7石墨垫片II; 8石墨坩埚盖；9石墨坩埚；10金属鸨棒III; ll浇铸口。 具体实施例方式本专利技术在热等静压处理前通过浇铸的方法，在石墨表面均匀的包覆金属，形 成石墨金属包套，包覆金属可以为银、铜、铝或巴氏合金等。以在石墨柱外表面包覆金属银为例，采用轴向固定和径向固定的方法将石墨 柱悬于石墨坩埚内。如图1所示，a翁文浸银石墨加工成圆柱， 一种石墨柱I 1、石 墨扭ffi—面带圆柱形凸台，另一面带相同尺寸的圆柱形凹？L另一种石墨柱I12 两面都带圆柱形凹 L将加工好的圆柱形石墨柱X射妾起来，石墨柱I1位于中间，石墨柱I12、石墨ttl113分别位于石墨柱11上、下两端，使对接后^J:表面和最 下表面都是凹孔。在下表面凹孔中插入一小段直径与凹？L直径尺寸相同的金属鸨 棒14，金属鸨棒I 4的另一端插上一片带有与金属钨棒I 4直径尺寸相同凹孔， 且外径略小于柑埚内径的石墨垫片I 5，石墨垫片I 5与石墨坩埚9内壁间隙为 0.5-1.0mm;石墨垫片I 5与石墨柱Iffi下表面保持2 5mm的间隙。欲浸银石墨 柱上表面插入1根与凹孑L直径尺寸相同的长金属钨棒II6，套入一片外径与石墨柱 相同的石墨垫片H7，并且与欲浸银石墨柱II2上表面接触，石墨柱II2上表面的 石墨垫片II7与石墨柑埚9顶部设置的石墨坩埚盖8之间保持60 80mm的间隙； 石墨柱侧面与石墨坩埚9内壁之间保持4 6mm的间隙。在金属钨棒I16的另一 端插上带有与金属钩棒直径尺寸相同凹孔的石墨坩埚盖8，通过石墨坩埚盖8上 面的小 L插入3 4根金属鸨棒IIIIO，顶在石墨垫片II7上，石墨坩埚盖8上开有 浇铸口ll。将这一组装体整体^A石墨坩埚9，让石墨坩埚盖8刚好盖住石墨坩 埚9上口。欲浸银石墨柱I 1、石墨柱I12、石墨扭I13通过金属鸽棒I 4、石墨垫片I 5、 石墨坩埚底和金属鸨棒H6、石墨坩埚盖8的支撑作用轴向被固定，Xffi过与金属 钨棒I 4连接的石墨垫片5、石墨垫片117和石墨坩埚盖8的支撑作用径向被固定， 使欲浸银石墨柱悬于石墨坩埚内。浇铸银时，麟好的石墨坩埚m真空感应炉内，坩埚上面放置装有金属银 的另一坩埚。抽真空后加热，抽真空排气1小时，真空度为100-500Pa，熔融的 金属M过柑埚盖浇铸口 11流入石墨坩埚9内，充满石墨柱周围空间，将石墨柱 ilA熔融金属银内包,来，在130(TC恒温30 ^!中停炉，冷却后取出，浇铸出 的金属银包覆石墨柱，银包套厚度均匀、完整。鸨棒的支撑固定作用克服了熔融 金属TO石墨柱产生的浮力，使石墨柱不飘浮起来；石墨垫片的径向定位作用使 浸银石墨柱碰不到石墨坩埚壁。坩埚内的上部留有足量的金属银，以便下道工序 热等静压时不让石墨柱暴露在银的外面。但是由于金属银的膨胀系数比石墨的膨 胀系数大得多，浇铸冷却后石墨柱上表面与金属银的交界处会开裂，将石墨上表面暴露出来。因此，在石墨柱II2上表面盖上一片石墨垫片I17，将余量银与石墨 柱II2隔开，石墨柱表面不再开裂。为了不使石墨垫片II7飄孚起来，通过石墨坩埚盖上面的小 L插入3 4根金属钨衛IIIO，顶在石墨垫片II7上。权利要求1、热等静压用石墨金属包套的制备装置，其特征在于该装置设有石墨柱、金属棒、石墨垫片、石墨坩埚盖、石墨坩埚、浇铸口，石墨坩埚内装有石墨柱，石墨柱四周留有用于填充金属的间隙，石墨柱下表面与石墨坩埚内底部设置的石墨垫片之间插设有金属棒，石墨柱上表面与石墨坩埚顶部设置的石墨坩埚盖之间插设有金属棒，石墨柱上表面设有石墨垫片，金属棒穿过该石墨垫片，石墨坩埚盖上开设有浇铸口。2、 按照权禾腰求1所述的热等静压用石墨金属包套的制錢置，其特征在于: 石墨柱下表面与石墨坩埚内底部设置的石墨垫片之本文档来自技高网...

【技术保护点】
热等静压用石墨金属包套的制备装置，其特征在于：该装置设有石墨柱、金属棒、石墨垫片、石墨坩埚盖、石墨坩埚、浇铸口，石墨坩埚内装有石墨柱，石墨柱四周留有用于填充金属的间隙，石墨柱下表面与石墨坩埚内底部设置的石墨垫片之间插设有金属棒，石墨柱上表面与石墨坩埚顶部设置的石墨坩埚盖之间插设有金属棒，石墨柱上表面设有石墨垫片，金属棒穿过该石墨垫片，石墨坩埚盖上开设有浇铸口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白朔，徐红军，成会明，杜海峰，巴力学，周序科，罗川，吴俊峰，赵金福，周金玉，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]