[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2751861C1 - Method for obtaining carbon-graphite composite material - Google Patents

Method for obtaining carbon-graphite composite material Download PDF

Info

Publication number
RU2751861C1
RU2751861C1 RU2020142239A RU2020142239A RU2751861C1 RU 2751861 C1 RU2751861 C1 RU 2751861C1 RU 2020142239 A RU2020142239 A RU 2020142239A RU 2020142239 A RU2020142239 A RU 2020142239A RU 2751861 C1 RU2751861 C1 RU 2751861C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lead
melt
carbon
graphite
alloy
Prior art date
Application number
RU2020142239A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Александрович Гулевский
Николай Юрьевич Мирошкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреж-дение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреж-дение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреж-дение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority to RU2020142239A priority Critical patent/RU2751861C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2751861C1 publication Critical patent/RU2751861C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • B22F3/26Impregnating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy, composite materials.SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, namely to a method for producing a carbon-graphite composite material impregnated with a melt of a matrix alloy of lead. Vacuum degassing of a porous carbon-graphite billet is carried out in an aqueous solution of a copper electrolyte for 5-7 minutes. A two-layer electroplating coating containing an inner copper layer and an outer layer is applied to the said workpiece. The chamber for impregnation is filled with a molten matrix alloy of lead. A carbon-graphite blank with a galvanic coating is placed in a filled impregnation chamber. The porous billet is impregnated with a melt of a matrix lead alloy under the influence of excessive pressure due to the thermal expansion of the melt when heated at least 100°C above the liquidus temperature of the lead alloy melt. The outer layer of the electroplating is made in the form of a tin-lead layer consisting of, weight percentage: 60 tin and 40 lead deposited by electrolysis from an electrolyte containing 35 g/l of borofluoride tin, 25 g/l of borofluoride lead, 40 g/l of borofluoride acid, 25 ml/l of boric acid, 3 g/l of leather glue and 0.5 g/l of hydroquinone. Filling of the mentioned chamber with the melt of the matrix alloy of lead is carried out by 2/3 and kept at a temperature below the liquidus temperature of the matrix alloy of lead by 15-20°C.EFFECT: quality of composite materials is improved.1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию композиционных материалов пропиткой пористого каркаса, имеющих высокую электропроводность, антифрикционные свойства, стойкость в агрессивных средах.The invention relates to the field of metallurgy, namely to the creation of composite materials by impregnation of a porous frame with high electrical conductivity, antifriction properties, resistance in aggressive environments.

Известен способ получения композиционного материала пропиткой с одновременным химическим воздействием. Заготовку устанавливают на специальной графитовой платформе, прогревают над поверхностью расплава кремния или сплавом на основе кремния и меди, имеющим температуру 1700-1800°С, затем постепенно, со скоростью не более 10 см/мин опускают заготовку в ванну с расплавом. Тем самым осуществляя пропитку однонаправленным потоком расплава, распространяющимся фронтом по всему сечению заготовки (патент РФ № 2276631 МПК C04B 35/52, опубл. 02.08.2004).A known method of producing a composite material by impregnation with simultaneous chemical action. The workpiece is installed on a special graphite platform, heated over the surface of a silicon melt or an alloy based on silicon and copper, having a temperature of 1700-1800 ° C, then gradually, at a speed of no more than 10 cm / min, the workpiece is lowered into a bath with a melt. Thereby, carrying out impregnation with a unidirectional melt flow, propagating by the front along the entire section of the workpiece (RF patent No. 2276631 IPC C04B 35/52, publ. 02.08.2004).

Недостатком данного способа является отсутствие в процессе пропитки стадии вакуумирования как сплава, так и заготовки, вследствие чего различные загрязнения в порах углеграфитовой заготовки препятствуют их заполнению матричным сплавом, а также отсутствие вакуумирования негативно сказывается на расплаве матричного сплава, который окисляется, взаимодействуя с воздухом, снижая качество композиционного материала.The disadvantage of this method is the absence of the stage of evacuation of both the alloy and the workpiece during the impregnation process, as a result of which various impurities in the pores of the carbon-graphite workpiece prevent them from filling with the matrix alloy, and the lack of evacuation negatively affects the melt of the matrix alloy, which oxidizes, interacting with air, reducing the quality of the composite material.

Известен способ получения композиционного материала пропиткой пористой заготовки металлом, при котором армирующий пористый каркас предварительно нагревают, затем заливают его матричным сплавом, проводят вакуумную дегазацию и пропитывают под воздействии избыточного давления 15±3 МПа на заготовку за счет термического расширения расплава в замкнутом объеме емкости при нагреве (патент РФ №1759932, МПК C22C 1/09, B22F 3/26, опубл. 07.09.92).There is a known method of obtaining a composite material by impregnating a porous workpiece with metal, in which the reinforcing porous frame is preheated, then poured with a matrix alloy, vacuum degassing is carried out and impregnated under the influence of an excess pressure of 15 ± 3 MPa on the workpiece due to thermal expansion of the melt in a closed volume of the vessel during heating (RF patent No. 1759932, IPC C22C 1/09, B22F 3/26, publ. 07.09.92).

Недостатком этого способа при его использовании для получения КМ пропиткой является ограничение номенклатуры металлов для использования их в качестве матричного сплава, только свинец или его сплавы.The disadvantage of this method when it is used to obtain CM by impregnation is the limitation of the nomenclature of metals for their use as a matrix alloy, only lead or its alloys.

Наиболее близким является способ получения углеграфитового композиционного материала, включающий вакуумную дегазацию пористой заготовки до погружения пористой заготовки в расплав матричного сплава, нанесение на пористую заготовку двухслойного гальванического покрытия, состоящего из внутреннего медного и наружного никелевого слоев, ее пропитку расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава свинца (патент РФ № 2688772, МПК С22С 47/08, B22F 3/26, опубл. 22.05.2019).The closest is a method for producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous workpiece before immersing a porous workpiece in a matrix alloy melt, applying a two-layer galvanic coating on a porous workpiece, consisting of an inner copper and outer nickel layers, impregnating it with a melt of a lead matrix alloy under the influence of excessive pressure due to thermal expansion of the melt when heated above the liquidus temperature of the lead alloy (RF patent No. 2688772, IPC S22S 47/08, B22F 3/26, publ. 05/22/2019).

Недостатком этого способа является необходимость пропитки при высоких значениях температуры и давления.The disadvantage of this method is the need for impregnation at high temperatures and pressures.

Задача - разработка способа максимального заполнения пор в углеграфитовой заготовке при пропитке ее матричным сплавом.The task is to develop a method for maximum filling of pores in a carbon-graphite workpiece when impregnated with a matrix alloy.

Техническим результатом изобретения является повышение качества композиционных материалов (КМ).The technical result of the invention is to improve the quality of composite materials (CM).

Технический результат достигается в способе получения углеграфитового композиционного материала, пропитанного расплавом матричного сплава свинца, включающем вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в водном растворе медного электролита в течение 5-7 мин, нанесение на нее двухслойного гальванического покрытия, содержащего внутренний медный слой и наружный слой, заполнение камеры для пропитки расплавом матричного сплава свинца, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в заполненной камере для пропитки и пропитку пористой заготовки расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве не менее чем на 100оС выше температуры ликвидус расплава сплава свинца, при этом наружный слой гальванического покрытия выполняют в виде слоя олово-свинец, состоящего из 60 мас.% олова и 40 мас.% свинца, нанесенного электролизом из электролита, содержащего 35 г/л олова борфтористоводородного, 25 г/л свинца борфтористоводородного, 40 г/л кислоты борфтористоводородной, 25 мл/л кислоты борной, 3 г/л клея мездрового, 0,5 г/л гидрохинона, а заполнение упомянутой камеры расплавом матричного сплава свинца осуществляют на 2/3 и выдерживают при температуре ниже температуры ликвидус матричного сплава свинца на 15-20°С.The technical result is achieved in a method for producing a carbon-graphite composite material impregnated with a melt of a matrix alloy of lead, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in an aqueous solution of copper electrolyte for 5-7 minutes, applying a two-layer galvanic coating on it containing an inner copper layer and an outer layer, filling chamber for impregnation of molten matrix alloy of lead placement, carbon and graphite preform with the deposited plated in a filled chamber for impregnation and impregnation of a porous preform molten matrix alloy lead under the influence of excess pressure due to thermal expansion of the melt during heating at least 100 ° C above the temperature of the melt liquidus lead alloy, while the outer layer of the galvanic coating is made in the form of a tin-lead layer, consisting of 60 wt.% tin and 40 wt.% lead, deposited by electrolysis from an electrolyte containing 35 g / l of tin hydrofluoric acid o, 25 g / l of hydrofluoric lead, 40 g / l of hydrofluoric acid, 25 ml / l of boric acid, 3 g / l of flesh glue, 0.5 g / l of hydroquinone, and filling the said chamber with a melt of lead matrix alloy is carried out at 2 / 3 and kept at a temperature below the liquidus temperature of the lead matrix alloy by 15-20 ° C.

Разделение технологии на более простые этапы: разделение операций вакуумной дегазации углеграфитовой заготовки и пропитки, нанесение перед пропиткой на заготовку двухслойного гальванического покрытия, состоящего из внутреннего медного и наружного слоя, содержащего 60 масс.% олова и 40 масс.% свинца, способствует снижению температуры пропитки, лучшему смачиванию углеграфитового каркаса, увеличивает проницаемость его пор и, соответственно, повышает качество композиционных материалов (КМ). Dividing the technology into simpler stages: separating the operations of vacuum degassing of a carbon-graphite billet and impregnation, applying a two-layer galvanic coating to the billet prior to impregnation, consisting of an inner copper and an outer layer containing 60 wt.% Tin and 40 wt.% Lead, helps to reduce the impregnation temperature , better wetting of the carbon-graphite framework, increases the permeability of its pores and, accordingly, improves the quality of composite materials (CM).

Одновременный электролиз олова и свинца из раствора электролита приводит к их совместному гальваническому осаждению с образованием слоя олово-свинец на медном слое гальванического покрытия пористой заготовки, то есть с образованием покрытия с заданным соотношением олова и свинца (соотношение олова и свинца задается качественным и количественным составом электролита и условиями электролиза). Перед нанесением гальванического покрытия проводится вакуумная дегазация углеграфитового каркаса в медном электролите, вследствие чего происходит частичное заполнение пор электролитом, после чего на углеграфитовый каркас наносят гальваническим способом слой медного покрытия (3-5 мкм), который образуется и в порах, заполненных медным электролитом. После чего наносят покрытие олово-свинец. Данный способ позволяет получить легирующее действие нанесенных особо чистых металлов на межфазной границе углеграфитовый каркас/пропитывающий сплав и снизить величину краевого угла смачивания и поверхностного натяжения.Simultaneous electrolysis of tin and lead from an electrolyte solution leads to their joint galvanic deposition with the formation of a tin-lead layer on the copper layer of a galvanic coating of a porous workpiece, that is, with the formation of a coating with a given ratio of tin and lead (the ratio of tin and lead is determined by the qualitative and quantitative composition of the electrolyte and electrolysis conditions). Before applying the galvanic coating, the carbon-graphite frame is vacuum degassed in a copper electrolyte, as a result of which the pores are partially filled with electrolyte, after which a copper-plated layer (3-5 microns) is electroplated on the carbon-graphite frame, which is also formed in the pores filled with copper electrolyte. Then the tin-lead coating is applied. This method makes it possible to obtain the alloying effect of the deposited highly pure metals at the interface between the carbon-graphite framework / impregnating alloy and to reduce the value of the wetting angle and surface tension.

Содержание в наружном слое гальванического покрытия 60 масс.% олова и 40 масс.% свинца упрощает технологию пропитки, позволяя получать композиты при более низких температурах, а также способствует увеличению антифрикционных свойств КМ, так как за счет снижения температуры размягчения гальванического покрытия, сплав свинца продавливает и уплотняет его глубже в поры углеграфитового каркаса. The content of 60 wt.% Tin and 40 wt.% Lead in the outer layer of the galvanized coating simplifies the impregnation technology, allowing composites to be obtained at lower temperatures, and also contributes to an increase in the antifriction properties of CM, since by reducing the softening temperature of the galvanic coating, the lead alloy pushes through and seals it deeper into the pores of the carbon-graphite framework.

Пропитка пористой заготовки, с нанесенным на нее гальваническим покрытием, в расплаве матричного сплава свинца, находящегося в камере для пропитки, ведет к лучшей заполняемости пор матричным сплавом.Impregnation of a porous preform with an electroplated coating applied to it in the melt of the lead matrix alloy in the impregnation chamber leads to better filling of the pores with the matrix alloy.

Нанесение медного гальванического подслоя осуществляется в пластиковой емкости, которую наполняют сернокислым электролитом меднения, состоящим из медного купороса, дистиллированной воды, серной кислоты, спирта.The application of a copper galvanic sublayer is carried out in a plastic container, which is filled with sulfuric acid copper plating electrolyte, consisting of copper sulfate, distilled water, sulfuric acid, and alcohol.

Нанесение гальванического слоя олово-свинец осуществляется в пластиковой емкости, которую наполняют электролитом, состоящим из олова борфтористоводородного, свинца борфтористоводородного, кислоты борфтористоводородной (свободная), кислоты борной, клея мездрового, гидрохинона.The application of a tin-lead galvanic layer is carried out in a plastic container, which is filled with an electrolyte consisting of hydrofluoric tin, hydrofluoric lead, hydrofluoric acid (free), boric acid, flesh glue, hydroquinone.

После нанесения гальванических покрытий углеграфитовый каркас помещается в устройство для пропитки. При этом камера для пропитки, в которую помещают углеграфитовый каркас с нанесенным на него слоем гальванического покрытия, позволяет осуществлять пропитку пористой заготовки при нагреве под действием избыточного давления матричного сплава свинца, получаемого за счет теплового и термического расширения свинца при увеличении объема сплава в замкнутом объеме устройства для пропитки.After electroplating, the carbon-graphite frame is placed in an impregnator. In this case, the impregnation chamber, in which a carbon-graphite frame with a layer of galvanic coating deposited on it is placed, allows impregnation of a porous workpiece when heated under the influence of excess pressure of a lead matrix alloy obtained by thermal and thermal expansion of lead with an increase in the volume of the alloy in the closed volume of the device for impregnation.

Определение температуры ликвидус с перегревом позволяет учесть величину нагрева, обеспечивает создание требуемого давления пропитки, что позволяет получить КМ высокого качества с высокой степенью заполнения объема открытых пор пористой заготовки матричным сплавом.Determination of the liquidus temperature with overheating allows one to take into account the amount of heating, ensures the creation of the required impregnation pressure, which makes it possible to obtain high-quality CM with a high degree of filling the volume of open pores of a porous workpiece with a matrix alloy.

Использование в качестве матричного расплава - сплава свинца, а в качестве пористого тела углеграфитовой заготовки позволяет получать композиционные материалы, широко применяемые в машиностроении для изготовления направляющих, уплотнителей, вкладышей подшипников скольжения.The use of a lead alloy as a matrix melt, and a carbon-graphite billet as a porous body makes it possible to obtain composite materials that are widely used in mechanical engineering for the manufacture of guides, seals, and plain bearing shells.

По предложенному способу был получен КМ углеграфит - сплав свинца с использованием углеграфита марки АГ-1500, имеющего открытую пористость 15%. Образец углеграфита был выполнен в виде куба со стороной 30 мм. Таким образом, объем углеграфитового каркаса составлял 900 мм3, объем пор в каркасе составлял 135 мм3.According to the proposed method, KM carbon graphite was obtained - a lead alloy using carbon graphite grade AG-1500, having an open porosity of 15%. The carbon graphite sample was made in the form of a cube with a side of 30 mm. Thus, the volume of the carbon-graphite framework was 900 mm 3 , the pore volume in the framework was 135 mm 3 .

Углеграфитовую заготовку, закрепленную медной проволокой, погружают в емкость гальванической камеры, наполненную медным электролитом (водный раствор), состоящим из 200 г/л сернокислой меди, 70 г/л серной кислоты и 10-15 мл спирта, температура электролита 20-25°С. Затем емкость накрывают герметичным куполом, после чего через отверстие в куполе проводят вакуумную дегазацию в течение 5-7 минут с помощью вакуумного насоса. Далее в емкость погружают два медных анода соединенных между собой медной проволокой, после чего аноды и углеграфитовая заготовка подключаются к источнику постоянного тока, положительный заряд к анодам, а отрицательный к углеграфитовой заготовке, сила тока устанавливается 0.5 А/дм2 с выдержкой в 30 мин. A carbon-graphite workpiece, fixed with a copper wire, is immersed in a galvanic chamber filled with copper electrolyte (aqueous solution), consisting of 200 g / l of copper sulfate, 70 g / l of sulfuric acid and 10-15 ml of alcohol, electrolyte temperature 20-25 ° C ... Then the container is covered with a sealed dome, after which vacuum degassing is carried out through the hole in the dome for 5-7 minutes using a vacuum pump. Next, two copper anodes connected with a copper wire are immersed in the container, after which the anodes and the carbon-graphite workpiece are connected to a direct current source, a positive charge to the anodes, and a negative charge to the carbon-graphite workpiece, the current strength is set to 0.5 A / dm 2 with a holding time of 30 minutes.

После нанесения на углеграфитовый каркас медного слоя покрытия, каркас промывается в воде и наносится слой покрытия олово-свинец (60 масс.% олова и 40 масс.% свинца). Углеграфитовую заготовку, закрепленную медной луженой проволокой погружают в емкость гальванической камеры, наполненную электролитом (водный раствор), состоящим из олова борфтористоводородного - 35 г/л, свинца борфтористоводородного - 25 г/л, кислоты борфтористоводородной (свободная) - 40 г/л, кислоты борной - 25 мл/л, клея мездрового - 3 г/л, гидрохинона - 0,5 г/л, далее в емкость погружают два анода из слоя олово-свинец (олово 60 масс.%, свинец 40 масс.%) соединенных между собой медной луженой проволокой, подключение к источнику тока аналогично ванне меднения. Температура электролита при электролизе 20°С, плотность тока 0.8 - 1 А/дм2 с выдержкой в 120 мин. После нанесения на углеграфитовый каркас гальванического покрытия, углеграфитовую заготовку с нанесенным гальваническим покрытием промывают в воде и сушат. After applying a copper layer of coating to the carbon-graphite frame, the frame is washed in water and a tin-lead coating layer is applied (60 wt.% Tin and 40 wt.% Lead). A carbon-graphite workpiece fixed with a tinned copper wire is immersed in a galvanic chamber filled with an electrolyte (aqueous solution) consisting of tin hydrofluoric acid - 35 g / l, lead hydrofluoric acid - 25 g / l, hydrofluoric acid (free) - 40 g / l, acid boric - 25 ml / l, flesh glue - 3 g / l, hydroquinone - 0.5 g / l, then two anodes from a tin-lead layer (tin 60 wt.%, lead 40 wt.%) connected between a tinned copper wire, the connection to the current source is similar to the copper plating bath. The electrolyte temperature during electrolysis is 20 ° C, the current density is 0.8 - 1 A / dm 2 with a holding time of 120 min. After electroplating the carbon-graphite frame, the electroplated carbon-graphite workpiece is washed in water and dried.

Камера для пропитки углеграфитовой заготовки выполнена из титана ВТ1-0. Камеру для пропитки нагревают до температуры 150°С и на 2/3 заполняют расплавом сплава свинца. Выдерживают расплав свинца до достижения им температуры ниже температуры ликвидус сплава свинца на 15-20° С. В камеру для пропитки на закристаллизовавшуюся (в результате остывания) поверхность помещают углеграфитовую заготовку с нанесенным гальваническим покрытием. Затем в камеру для пропитки доливают расплав свинца, полностью покрывая им пористую заготовку. Камеру закрывают крышкой, доливают расплав матричного сплава до конического заливного отверстия в крышке, притирают пробкой, предварительно нагретой до 500° С, и шплинтуют ее.The chamber for impregnating the carbon-graphite billet is made of VT1-0 titanium. The impregnation chamber is heated to a temperature of 150 ° C and filled 2/3 with a molten lead alloy. Withstand the lead melt until it reaches a temperature below the liquidus temperature of the lead alloy by 15-20 ° C. In the impregnation chamber on the crystallized (as a result of cooling) surface, place a carbon-graphite workpiece with an applied galvanic coating. Then lead melt is added to the impregnation chamber, completely covering the porous workpiece with it. The chamber is closed with a lid, the melt of the matrix alloy is added to the conical filler hole in the lid, rubbed in with a stopper preheated to 500 ° C, and pinned.

После герметизации камеру для пропитки углеграфитовой заготовки нагревают не менее чем на 100°С выше температуры ликвидус расплава матричного сплава свинца с изотермической выдержкой 20 мин при достижении указанной температуры и расчетного давления. After sealing, the chamber for impregnating the carbon-graphite workpiece is heated at least 100 ° C above the liquidus temperature of the lead matrix alloy melt with isothermal holding for 20 minutes when the specified temperature and design pressure are reached.

За счет разницы коэффициентов термического расширения емкости и расплава матричного сплава свинца, а также за счет разницы, коэффициентов теплового (при расплавлении свинца) расширения свинца, при котором увеличивается объем расплава в камере, создается оптимальное давление пропитки.Due to the difference in the coefficients of thermal expansion of the container and the melt of the lead matrix alloy, as well as due to the difference in the coefficients of thermal (during the melting of lead) expansion of lead, at which the volume of the melt in the chamber increases, an optimal impregnation pressure is created.

Пропитка производилась при давлении 3 МПа, что обеспечивалось температурой нагрева камеры для пропитки, равной 450°С. По окончании пропитки полученный КМ извлекают и производят его охлаждение с кристаллизацией расплава матричного сплава свинца в порах. The impregnation was carried out at a pressure of 3 MPa, which was ensured by the heating temperature of the impregnation chamber, equal to 450 ° C. At the end of the impregnation, the obtained CM is removed and cooled with crystallization of the melt of the lead matrix alloy in the pores.

Полученный КМ испытывался на прочность при сжатии, степень заполнения открытых пор (плотность пропитки) оценивалась по удельному весу КМ до и после пропитки, структура КМ оценивалась по результатам металлографических исследований. Результаты испытаний приведены в таблице. The resulting CM was tested for compressive strength, the degree of filling of open pores (impregnation density) was estimated by the specific gravity of CM before and after impregnation, the CM structure was estimated from the results of metallographic studies. The test results are shown in the table.

Таблицаtable

Композиционный материалComposite material Температура начала пропитки, СImpregnation start temperature, С Температура в конце пропитки, СTemperature at the end of impregnation, С Давление пропитки, МПаImpregnation pressure, MPa Время выдержки давления, мин.Pressure holding time, min. Степень заполнения открытых пор, %The degree of filling of open pores,% Прочность КМ при сжатии, МПаCompressive strength of CM, MPa Результаты металлографических исследованийResults of metallographic studies По предлагаемому способуAccording to the proposed method 150150 450450 33 20twenty 97±397 ± 3 189±3189 ± 3 Заполнение микроскопических пор максимальноеMaximum filling of microscopic pores По способу прототипаBy prototype method 400400 550550 5five 20twenty 92±392 ± 3 181±3181 ± 3 Заполнение микроскопических пор не полное, присутствуют небольшие не заполненные участкиFilling of microscopic pores is incomplete, there are small unopened areas

Таким образом, способ получения углеграфитового композиционного материала, включающий вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе медного электролита, нанесение на нее двухслойного гальванического покрытия, содержащего внутренний медный слой и наружный слой олово-свинец, состоящего из 60 масс.% олова и 40 масс.% свинца, нанесенного электролизом из электролита, содержащего 35 г/л олова борфтористоводородного, 25 г/л свинца борфтористоводородного, 40 г/л кислоты борфтористоводородной, 25 мл/л кислоты борной, 3 г/л клея мездрового, 0,5 г/л гидрохинона, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере для пропитки, на 2/3 заполненной расплавом матричного сплава температурой ниже температуры ликвидус сплава свинца на 15-20° С, и пропитку пористой заготовки расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет теплового и термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава свинца, обеспечивает повышение качества получаемых композиционных материалов (КМ).Thus, a method for producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in a copper electrolyte solution, applying a two-layer galvanic coating on it, containing an inner copper layer and an outer tin-lead layer, consisting of 60 wt.% Tin and 40 wt.% lead applied by electrolysis from an electrolyte containing 35 g / l tin hydrofluoric, 25 g / l lead hydrofluoric acid, 40 g / l hydrofluoric acid, 25 ml / l boric acid, 3 g / l flesh glue, 0.5 g / l hydroquinone , placing a carbon-graphite billet with a galvanized coating in an impregnation chamber filled with 2/3 of a matrix alloy melt with a temperature below the liquidus temperature of a lead alloy by 15-20 ° C, and impregnating a porous billet with a lead matrix alloy melt under the influence of excessive pressure due to thermal and thermal expansion of the melt when heated above the liquidus temperature of the lead alloy, improves the quality of the resulting composite materials (CM).

Claims (1)

Способ получения углеграфитового композиционного материала, включающий вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе медного электролита, нанесение на нее двухслойного гальванического покрытия, содержащего внутренний медный слой, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере для пропитки, заполнение камеры расплавом матричного сплава и пропитку пористой заготовки расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава свинца, отличающийся тем, что наружный слой гальванического покрытия выполняют из слоя олово-свинец, состоящего из 60 масс.% олова и 40 масс.% свинца, нанесенного электролизом из электролита, содержащего 35 г/л олова борфтористоводородного, 25 г/л свинца борфтористоводородного, 40 г/л кислоты борфтористоводородной, 25 мл/л кислоты борной, 3 г/л клея мездрового, 0,5 г/л гидрохинона, а углеграфитовую заготовку помещают в камеру для пропитки, на 2/3 заполненную расплавом матричного сплава температурой ниже температуры ликвидус сплава свинца на 15-20°С. A method of producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in a copper electrolyte solution, applying a two-layer galvanic coating on it containing an inner copper layer, placing a carbon-graphite workpiece with an applied galvanic coating in a chamber for impregnation, filling the chamber with a melt of a matrix alloy and impregnating a porous melt of lead matrix alloy under the influence of excess pressure due to thermal expansion of the melt when heated above the liquidus temperature of the lead alloy, characterized in that the outer layer of the galvanic coating is made of a tin-lead layer, consisting of 60 wt.% tin and 40 wt.% lead, applied by electrolysis from an electrolyte containing 35 g / l of tin hydrofluoric acid, 25 g / l of lead hydrofluoric acid, 40 g / l of hydrofluoric acid, 25 ml / l of boric acid, 3 g / l of flesh glue, 0.5 g / l of hydroquinone, and I place the carbon-graphite billet t into the impregnation chamber, 2/3 filled with a matrix alloy melt with a temperature lower than the liquidus temperature of the lead alloy by 15-20 ° C.
RU2020142239A 2020-12-22 2020-12-22 Method for obtaining carbon-graphite composite material RU2751861C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142239A RU2751861C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Method for obtaining carbon-graphite composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142239A RU2751861C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Method for obtaining carbon-graphite composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2751861C1 true RU2751861C1 (en) 2021-07-19

Family

ID=77019956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020142239A RU2751861C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Method for obtaining carbon-graphite composite material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2751861C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4503010A (en) * 1982-07-16 1985-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Process of producing a compound material of chromium and copper
RU2080964C1 (en) * 1988-11-10 1997-06-10 Ланксид Текнолоджи Компани, Л.П. Method of making composite material with metallic matrix and composite material made according such method
RU2688484C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of graphite workpiece
RU2688780C1 (en) * 2018-03-12 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2733524C1 (en) * 2019-12-02 2020-10-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of producing ceramic-metal composite materials

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4503010A (en) * 1982-07-16 1985-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Process of producing a compound material of chromium and copper
DE3363383D1 (en) * 1982-07-16 1986-06-12 Siemens Ag Process for manufacturing a composite article from chromium and copper
RU2080964C1 (en) * 1988-11-10 1997-06-10 Ланксид Текнолоджи Компани, Л.П. Method of making composite material with metallic matrix and composite material made according such method
RU2688484C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of graphite workpiece
RU2688780C1 (en) * 2018-03-12 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2733524C1 (en) * 2019-12-02 2020-10-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of producing ceramic-metal composite materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2688538C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688779C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688781C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2725524C1 (en) Method of producing carbon-graphite composite material
RU2688782C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688557C1 (en) Method for increasing permeability of pores of graphite workpiece
RU2688778C1 (en) Method for increasing permeability of pores of graphite workpiece
RU2688368C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688535C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2751861C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2751868C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751865C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2749979C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2750075C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751869C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751859C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2749980C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2750072C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751863C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751871C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751867C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2764776C1 (en) Method for producing a carbon graphite composite material
RU2688522C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2753635C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2750073C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material