一种硅化石墨制品的加工工艺的利记博彩app
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种娃化石墨制品的加工工艺，属于复合材料及其加工技术领域。
[0002]
【背景技术】
[0003]娃化石墨又称碳化娃涂层石墨或渗娃石墨。它是以石墨为基体，在其表面或表面深层渗入硅或碳化硅而形成的一种由碳化硅、石墨、游离硅多相组成的新型碳化硅/石墨复合材料。硅化石墨综合了碳与碳化硅的特点，它不仅具有碳石墨材料的自润滑性，良好的导电导热性及抗热震性，还具有碳化硅的高硬度、抗氧化、耐化学腐蚀等优点，因此，硅化石墨材料应用越来越广泛，并且特别适于在重载、高温或大温度冲击等苛刻场合下的应用，已广泛用于化工、冶金及宇航和核工业领域。
[0004]目前硅化石墨是通过化学气相沉积法、化学气相反应法和液硅渗透反应等方法在粗糙的石墨毛还表面形成碳化娃层，石墨毛还加工时预留加工余量0.1?1_，表面粗糙度大于Ral2.5，加工后表面粗糙度一般大于Ra3.2，这种表面粗造度大的毛坯用于硅碳化处理制备硅化石墨时存在后机械加工对表面碳化硅层破坏大、加工难度大、制品尺寸精度较难控制、成品率低(约为80%)等缺点。
[0005]
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种硅化石墨制品的加工工艺，本工艺加工容易、成品率高，制备的硅化石墨材料表面性质均匀，硬度高且耐磨损、抗腐蚀等综合性能优异。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种硅化石墨制品的加工工艺，其特征在于:步骤如下，
1)石墨毛坯基体先通过粗加工、精加工得到表面光洁的石墨毛坯，精加工后的石墨毛坯表面粗糙度小于Ra0.8，预留加工余量0.05?0.5mm ;
2)采用真空气相沉积反应法对石墨毛坯进行石墨硅化处理，在其表面形成带有碳化硅层的硅化石墨粗品，碳化硅层由碳化硅、石墨和游离硅多相组成；
3)将第2)步得到的硅化石墨粗品浸泡于熔融氢氧化钠中除去其中的游离硅；
4)最后再依次经过水洗、干燥、机械加工即可得到需要的硅化石墨制品。
[0008]第2)步气相沉积反应法在石墨毛坯表面形成的碳化硅层厚度为I?3mm。
[0009]第3)步除去游离硅的方法为，
3-1)将氢氧化钠、硝酸钠和亚硝酸钠按质量比75?98:2?20:0.01?5混合均匀，置于铸铁容器中，加热至290°C?380°C使其熔融；
3-2)将第2)步得到的硅化石墨粗品浸泡于第3-1)步得到的熔融状态的混合物中1min?lOOmin，取出后冷却，最后用水浸泡或冲洗使生成的硅酸钠溶解即可去除。
[0010]所述氢氧化钠、硝酸钠和亚硝酸钠的质量配比优选85:13:2，使其熔融的加热温度为300 °C。
[0011]第3-2)步硅化石墨粗品浸泡于熔融状态的混合物中的时间为30min。
[0012]与现有技术相比较，本发明有益效果在于:采用真空气相沉积反应法对精加工的石墨表面进行硅碳化处理，石墨毛坯表面精加工后粗糙度小于Ra0.8，真空气相沉积反应法在石墨基材表面形成的碳化娃层厚度为I?3mm，石墨毛还表面光洁，有利于娃的均勾渗透，形成高硬度、耐磨、耐腐蚀的碳化硅层。由于石墨毛坯表面粗糙度小，预留加工余量小，仅为0.05?0.5mm，在后机械加工时对表面形成的碳化娃层破坏小；娃化石墨表面肖氏硬度一般为100?110HS，硬度极高，切削、打磨、抛光机械加工难度大，预留加工余量小0.05?0.5mm，容易后机械加工，娃化石墨制品的精度容易控制，成品率尚于98%。
[0013]同时，本发明在去除硅化石墨中的游离硅时采用硝酸钠、亚硝酸钠作为助熔剂，较单独用氢氧化钠浸泡温度低，混合物熔点最低可降至290°C，故浸泡温度低，条件更容易实现，同时温度降低也降低了能耗。亚硝酸钠在浸泡温度下分解生成氧化钠，加快游离硅反应速度，显著减少硅化石墨制品浸泡时间，能更快速的去除游离硅。本方法游离硅去除率高，达到提高生产效率的目的。
[0014]
【具体实施方式】
[0015]本发明硅化石墨制品的加工工艺依次包括粗加工、精加工、石墨硅化处理、除游离硅、水洗、干燥、机械加工等工序。具体而言，
1)石墨毛坯基体先通过粗加工、精加工得到表面光洁的石墨毛坯，精加工后的石墨毛坯表面粗糙度小于Ra0.8，预留加工余量0.05?0.5mm ;
2)采用真空气相沉积反应法对石墨毛坯进行石墨硅化处理，在其表面一定深度形成带有碳化硅层的硅化石墨粗品，碳化硅层由碳化硅、石墨、游离硅多相组成；其中碳化硅层厚度为I?3_。
[0016]3)将第2)步得到的硅化石墨粗品浸泡于熔融氢氧化钠中除去其中的游离硅；
4)最后再依次经过水洗、干燥、机械加工即可得到需要的硅化石墨制品。
[0017]本发明第3)步去除硅化石墨粗品中的游离硅的方法包括以下步骤:
3-1)按质量比氢氧化钠:硝酸钠:亚硝酸钠=75?98:2?20:0.01?5将三种原料混合均匀，置于铸铁容器中，加热至290°C?380°C使其熔融。
[0018]3-2)将硅化石墨粗品完全浸泡于熔融状态的氢氧化钠与硝酸钠、亚硝酸钠混合物中1min?lOOmin，然后取出冷却，再用水冲洗或浸泡于水中使生成的硅酸钠溶解去除，其中水冲洗或浸泡的同时，硅化石墨取出附带的氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠混合物(碱液)也同时被溶解去除。
[0019]本发明去除原理:熔融氢氧化钠与硅化石墨粗品中的游离硅反应生成水溶性的硅酸钠，再用水洗除去硅酸钠，从而达到快速去除游离硅的目的。其中硝酸钠主要作用是促进氢氧化钠与游离硅的反应和降低混合物熔点。亚硝酸钠作用是降低熔点，其高温分解生成的氧化钠可与游离硅快速反应。
[0020]上述第3-1)步中比较优化的一个配比为:氢氧化钠:硝酸钠:亚硝酸钠=85:13:2，该原料配比的混合物置于铸铁容器中，加热至300°C左右全部熔融。
[0021]进一步地，上述第3-2)步中将硅化石墨粗品浸泡于熔融的氢氧化钠:硝酸钠:亚硝酸钠=85:13:2的混合熔体中，浸泡30min后取出冷却，再用水浸泡或冲洗，去除生成的硅酸钠。本实施例游离硅去除率99%，同时能去除二氧化硅。
[0022]本发明采用氢氧化钠与硝酸钠、亚硝酸钠的熔融混合物浸泡硅化石墨粗品，熔融氢氧化钠与游离硅反应生成水溶性的硅酸钠可水洗除去。熔融氢氧化钠与游离硅高温反应速度快，浸泡时间短，游离硅去除率高。熔融混合物中的硝酸钠、亚硝酸钠有助熔作用，降低混合物熔点。亚硝酸钠高温下分解生成氧化钠与游离硅反应，能快速去除游离硅。
[0023]本发明采用真空气相沉积反应法对精加工的石墨表面进行硅碳化处理，石墨毛坯表面精加工后粗糙度小于Ra0.8，其好处在于:气相沉积反应法在石墨基材表面形成的碳化娃层厚度为I?3_，石墨毛还表面光洁，有利于娃的均勾渗透，形成高硬度、耐磨、耐腐蚀的碳化娃层；由于石墨毛还表面粗糙度小，预留加工余