一种电动真空泵用石墨转子的制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种电动真空泵用石墨转子的制备方法，包括如下步骤：1)包括以下重量份数的原料：20～30份石墨、30～60份煅后焦、20～40份改质沥青、1～5份润滑剂和1～5份耐磨剂，经配料、混捏、磨粉后得到粉料；2)将步骤1)得到的粉料、水、粘结剂添加至快速搅拌制粒机内进行造粒，得到造粒料，其中，粉料、水和粘结剂的质量比为100：30～100：0.1～1；3)将步骤2)的造粒料在液压机上近净成型，得到石墨转子生坯；4)烧成；5)精加工。本发明专利技术对石墨转子粉料原料的组成及含量进行选择，经混料、造粒、近净成型、烧成等工序，使制得的石墨转子具有强度高、耐磨性好、批次性能稳定、成本低等优点，适用于电动真空泵，适合大规模批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种电动真空泵用石墨转子的制备方法
本专利技术涉及真空泵
，具体涉及一种电动真空泵用石墨转子的制备方法。
技术介绍
现代车辆大多采用真空助力器作为制动系统的辅助助力方式，真空助力器通过单向阀与发动机进气歧管相通，当发动机运转时，产生负压，进而在助力器膜片两端形成压力差，从而达到减轻制动踏板操作力的作用，真空度的大小直接影响制动效果，因此真空度对于制动系统起着重要作用。对于传统汽车，随着对发动机排放标准的提高及用户对于汽车性能要求的提升，涡轮增加技术日益普及，为了保证涡轮增压发动机在各种工作条件下均能满足真空度的要求，各大汽车公司纷纷研究相应的解决方案，电动真空泵的作为辅助真空助力泵使用，较好地满足了各种要求，其应用范围也日益扩大。电动真空泵作为涡轮增压汽车的辅助真空泵使用时，抽真空时间为10～12秒，累计工作时间大于600小时，一般采用五片式石墨转子。对于电动汽车，发动机被电机取代，没有可供助力器使用的真空源，即不能产生助力的作用，此时的真空助力器不能为驾驶者提供必要助力保证，电动汽车的安全行驶成为一个必需解决的问题，而电动真空泵通过传感器的检测以及逻辑的判断，能很好地解决这种难题。电动真空泵作为新能源汽车独立真空泵使用时，抽真空时间为5～7秒，累计工作时间大于1200小时，一般采用八片式石墨转子。电动真空泵是涡轮增压汽车和新能源汽车刹车系统的重要部件，而石墨转子则是旋片式电动真空泵的关键零件，因此要求石墨转子具有优良的机械强度和耐磨性。现有石墨转子一般采用等静压石墨或模压石墨等特种石墨坯料经机械加工制备而成。特种石墨材料的制备工序复杂、制备周期长，同时还具有非均质性的缺点，同一块坯料不同部位的密度和强度等指标存在差异，因此即使是同一块坯料制备的产品，其最终的磨损值和使用寿命也有波动，不同坯料间的波动更大，这种波动会增大真空泵出现极限真空度不足的几率，甚至会出现石墨转子破碎的情况，最终影响汽车的刹车性能。此外，石墨转子具有叶片槽、定位孔、中心孔、台阶等复杂结构，加工量大，加工效率低，需要投入大量的加工设备，不易实现大批量生产，材料利用率低，制造成本高。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种近净成型、性能优良、加工效率高、成本低的电动真空泵用石墨转子的制备方法，用以解决现有技术存在的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例的第一方面提供了一种电动真空泵用石墨转子的制备方法，包括如下步骤：1)包括以下重量份数的原料：20～30份石墨、30～60份煅后焦、20～40份改质沥青、1～5份润滑剂和1～5份耐磨剂，经配料、混捏、磨粉后得到粉料；2)将步骤1)得到的粉料、水、粘结剂添加至快速搅拌制粒机内进行造粒，得到造粒料，其中，粉料、水和粘结剂的质量比为100：30～100：0.1～1；3)将步骤2)的造粒料在液压机上近净成型，得到石墨转子生坯；4)烧成；5)精加工。优选地，步骤1)中，所述石墨选自天然石墨、人造石墨中的一种或两种，平均颗粒粒径为10～50μm。优选地，步骤1)中，所述煅后焦选自煅后石油焦、煅后沥青焦中的一种或两种，平均颗粒粒径为10～50μm。优选地，步骤1)中，所述改质沥青的软化点为105～120℃，喹啉不溶物含量为6～10％，甲苯不溶物含量为20～30％。优选地，步骤1)中，所述润滑剂选自二硫化钨、二硫化钼中的一种或两种；所述耐磨剂选自碳化硅、二氧化硅、氧化铝、磷酸二氢铝、硅酸镁、硅灰石中的一种或多种；步骤2)中，所述粘结剂选自聚丙烯酸氨、聚乙烯醇、聚氯乙烯、甘油乙醇、石蜡乙醚中的一种或多种。优选地，步骤1)中，所述原料还包括0.1～10重量份数的喷雾碳黑。优选地，步骤1)中，所述原料还包括0.1～5重量份数的短切碳纤维，所述短切碳纤维长度为1～5mm。优选地，步骤2)中，所述快速搅拌制粒机内进一步添加脱膜剂，所述脱膜剂与粉料的重量比为0.1～1：100，所述脱膜剂选自硬脂酸、油酸、N,N'-乙撑双硬脂酰胺、石蜡、硬脂酸锌中的一种或多种。优选地，步骤1)中，所述粉料的平均粒径为5～35μm；步骤2)中，所述快速搅拌制粒机的电机转速为5000～30000转/分钟，搅拌时间为0.5～2小时，搅拌温度为100～120℃，所述造粒料的平均粒径为30～80μm；步骤3)中，所述近净成型的压力为100～300Mpa；步骤4)中，所述烧成温度为800～1200℃，保温时间为1～5h。本专利技术实施例的第二方面提供了上述任一制备方法制得的电动真空泵用石墨转子。本专利技术实施例具有如下优点：1、本专利技术的石墨转子采用近净成型的方式，生坯的表面积大，烧结时有利于挥发物的排放，产品不易开裂，可以实现快速烧结；同时能够极大的减少加工量，提高材料利用率，降低生产成本，易于实现大批量生产。2、本专利技术通过对粉体进行造粒处理，改善了粉体的流动性，粉体能够更均匀的填充到成型模具中，压制时在模具内部也能够更好的进行流动，提高了产品的稳定性。3、本专利技术对石墨转子粉料原料的组成及含量进行选择，经混料、造粒、近净成型、烧成等工序，使制得的石墨转子的强度、耐磨性等性能得到大幅提高，增加了产品的可靠性，适用于电动真空泵。4、本专利技术采用石墨和煅后焦作为主要原料，采用焙烧后具有高残碳值和高强度的改质沥青作为粘结剂，制备出来的碳-石墨材料，即具备碳材料高强度、高硬度的特性，又具有石墨材料的润滑特性，添加的耐磨剂和润滑剂进一步提升了材料的耐磨损性能，能够适用于真空泵运行时的长期的干摩擦环境。5、对于要求真空泵运行时间在1500小时以上的真空泵，为了确保石墨转子的可靠性，可以添加喷雾碳黑和碳纤维作为增强成分，喷雾碳黑可以进一步的提升材料的耐磨性能，而短切碳纤维在提高强度的同时也能够适度的提高材料的耐磨性，这两种添加剂作为碳质原料都不会改变最终材料中碳的百分含量。具体实施方式下面通过具体的实施例进一步说明本专利技术，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本专利技术。本部分对本专利技术试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本专利技术目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本专利技术仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本专利技术所用材料和操作方法是本领域公知的。无特殊说明，以下实施例中的“份”均指“重量份数”。实施例1本实施例的电动真空泵用石墨转子，按如下步骤制备：1)按将25份天然石墨、37份煅后石油焦、32份改质沥青、2份二硫化钨和4份碳化硅经配料、混捏和磨粉后得到平均粒径为34.8μm为粉料，天然石墨的平均颗粒粒径为35.2μm，煅后石油焦的平均颗粒粒径为18.6μm，改质沥青软化点为106℃，喹啉不溶物含量为8.5％，甲苯不溶物含量为28.3％；2)将100份粉料、50份水、0.5份聚丙烯酸氨添加至快速搅拌制粒机内进行造粒，得到平均粒径为65.7μm的造粒料，快速搅拌制粒机电机转速为8000转/分钟，搅拌时间为2小时，搅拌温度为105℃；3)将造粒料在液压机上近净成型，成型压力为200MPa，得到石墨转子生坯；4)将石墨转子生坯在1100℃下进行烧成处理，1100℃保温时间为2h；5)精加工。实施结果：石墨转子的体积密度为1.72g/cm3，肖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动真空泵用石墨转子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)包括以下重量份数的原料：20～30份石墨、30～60份煅后焦、20～40份改质沥青、1～5份润滑剂和1～5份耐磨剂，经配料、混捏、磨粉后得到粉料；2)将步骤1)得到的粉料、水、粘结剂添加至快速搅拌制粒机内进行造粒，得到造粒料，其中，粉料、水和粘结剂的质量比为100：30～100：0.1～1；3)将步骤2)的造粒料在液压机上近净成型，得到石墨转子生坯；4)烧成；5)精加工。

【技术特征摘要】
1.一种电动真空泵用石墨转子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)包括以下重量份数的原料：20～30份石墨、30～60份煅后焦、20～40份改质沥青、1～5份润滑剂和1～5份耐磨剂，经配料、混捏、磨粉后得到粉料；2)将步骤1)得到的粉料、水、粘结剂添加至快速搅拌制粒机内进行造粒，得到造粒料，其中，粉料、水和粘结剂的质量比为100：30～100：0.1～1；3)将步骤2)的造粒料在液压机上近净成型，得到石墨转子生坯；4)烧成；5)精加工。2.根据权利要求1所述的电动真空泵用石墨转子的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述石墨选自天然石墨、人造石墨中的一种或两种，平均颗粒粒径为10～50μm。3.根据权利要求1所述的电动真空泵用石墨转子的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述煅后焦选自煅后石油焦、煅后沥青焦中的一种或两种，平均颗粒粒径为10～50μm。4.根据权利要求1所述的电动真空泵用石墨转子的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述改质沥青的软化点为105～120℃，喹啉不溶物含量为6～10％，甲苯不溶物含量为20～30％。5.根据权利要求1所述的电动真空泵用石墨转子的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述润滑剂选自二硫化钨、二硫化钼中的一种或两种，所述耐磨剂选自碳化硅、二氧化硅、氧化铝、磷酸二氢铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹国彬，于嗣东，
申请(专利权)人：上海东洋炭素有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31