RU2750066C1 - Method for producing carbon-graphite composite material - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy, composite materials.SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, namely the creation of carbon-graphite composite materials with a metal matrix having high electrical conductivity, anti-friction properties and resistance in aggressive environments. The method for producing a carbon-graphite composite material includes vacuum degassing of a porous carbon-graphite billet in an electrolyte solution, applying a galvanic coating on it, containing sequentially applied inner nickel, intermediate zinc and outer copper layers, impregnating it in the impregnation chamber with a melt of a matrix copper-phosphorous alloy under the influence of excessive pressure due to the thermal expansion of the lead melt in the pressure chamber when heated 100°C above the liquidus temperature of the matrix copper-phosphorous alloy simultaneously with molten lead, and along with this, vacuum degassing is carried out in a solution of nickel electrolyte containing 140 g/l of nickel sulfate, 50 g/l of sodium sulfate, 30 g/l of magnesium sulfate, 20 g/l of dry boric acid, and the carbon-graphite billet is placed in the impregnation chamber at the temperature of the lead melt in the pressure chamber for 5-10° below the liquidus temperature of the lead alloy.EFFECT: invention improves quality of carbon-graphite composite materials.1 cl, 1 tbl, 1 ex

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 С04В35/52, 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 impregnating unidirectional melt flow, spreading front over the entire section of the workpiece (RF patent No. 2276631, MPK S04V35 / 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 воздействием избыточного давления 15±3 МПа на заготовку за счет термического расширения расплава в замкнутом объеме емкости при нагреве (патент РФ №1759932, МПК С22С 1/09, B22F 3/26, опубл. 07.09.92).A known method of producing 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 S22S 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 углеграфитовой заготовки, ее пропитку в камере пропитки расплавом матричного сплава под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава свинца в камере давления при нагреве на 100°С выше температуры ликвидус матричного сплава одновременно с расплавом свинца. В качестве матричного сплава используют медно-фосфористый сплав, дегазацию проводят до погружения пористой заготовки в расплав матричного сплава, а перед пропиткой пористую заготовку покрывают двухслойным гальваническим покрытием, состоящим из внутреннего медного и наружного цинкового слоя (патент РФ № 2688529, МПК B22F 3/26, C22C 1/08, B60L 5/00, опубл. 21.05.2019).The closest is a method for producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece, its impregnation in an impregnation chamber with a matrix alloy melt under the influence of excessive pressure due to thermal expansion of a lead melt in a pressure chamber when heated by 100 ° C above the liquidus temperature of the matrix alloy simultaneously with melted lead. A copper-phosphorous alloy is used as a matrix alloy, degassing is carried out before immersing the porous workpiece in the melt of the matrix alloy, and before impregnation, the porous workpiece is covered with a two-layer galvanic coating consisting of an inner copper and outer zinc layer (RF patent No. 2688529, IPC B22F 3/26 , C22C 1/08, B60L 5/00, publ. 05/21/2019).

Недостатком этого способа является использование высоких температур при пропитке (980°С), для растворения гальванического покрытия.The disadvantage of this method is the use of high temperatures during impregnation (980 ° C) to dissolve the electroplated coating.

Задача - разработка способа максимального заполнения пор в углеграфитовой заготовке при пропитке ее матричным сплавом.The task is to develop a method for the 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, включающем вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе электролита, нанесение на нее гальванического покрытия, содержащего медный и цинковый слои, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере пропитки и пропитку расплавом матричного медно-фосфористого сплава под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава свинца в камере давления при нагреве на 100°С выше температуры ликвидус матричного медно-фосфористого сплава одновременно с расплавом свинца, при этом вакуумную дегазацию проводят в растворе никелевого электролита, содержащего 140 г/л сульфата никеля, 50 г/л сульфата натрия, 30 г/л сульфата магния, 20 г/л сухой борной кислоты, гальваническое покрытие содержит дополнительный никелевый слой и выполнено из последовательно нанесенных внутреннего никелевого, промежуточного цинкового и наружного медного слоев, а углеграфитовую заготовку помещают в камеру пропитки при температуре расплава свинца в камере давления на 5-10° С ниже температуры ликвидус сплава свинца.The technical result is achieved in a method for producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite billet in an electrolyte solution, applying a galvanic coating on it containing copper and zinc layers, placing a carbon-graphite billet with an applied galvanic coating in an impregnation chamber and impregnating a matrix copper-phosphorus alloy with a melt under the influence of excess pressure due to thermal expansion of the lead melt in the pressure chamber when heated to 100 ° C above the liquidus temperature of the copper-phosphorous alloy matrix simultaneously with the lead melt, while vacuum degassing is carried out in a nickel electrolyte solution containing 140 g / l of nickel sulfate, 50 g / l sodium sulfate, 30 g / l magnesium sulfate, 20 g / l dry boric acid, electroplating contains an additional nickel layer and is made of successively applied inner nickel, intermediate zinc and outer copper layers e, and the carbon-graphite workpiece is placed in the impregnation chamber at the temperature of the lead melt in the pressure chamber 5-10 ° C below the liquidus temperature of the lead alloy.

Разделение технологии на более простые этапы: разделение операций вакуумной дегазации углеграфитовой заготовки и пропитки, нанесение перед пропиткой на заготовку трехслойного гальванического покрытия, состоящего из внутреннего никелевого, промежуточного цинкового и наружного медного слоев, способствует 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 workpiece and impregnation, applying a three-layer galvanic coating on the workpiece before impregnation, consisting of an inner nickel, intermediate zinc and outer copper layers, contributes to better wetting of the carbon-graphite frame, increases the permeability of its pores and, accordingly , improves the quality of composite materials (CM).

Перед нанесением гальваническим способом слоя никеля проводится вакуумная дегазация углеграфитового каркаса в никелевом электролите, вследствие чего происходит частичное заполнение пор электролитом, после чего на углеграфитовый каркас наносят гальваническим способом никелевый слой, который образуется и в порах заполненных электролитом, затем, гальванически наносится цинковый слой покрытия и наружный медный слой покрытия, что позволяет предотвратить пироэффект при соприкосновении расплавленного металла и углеграфитового каркаса с гальваническим покрытием, сохранить легирующий слой цинка, в результате чего матричный сплав фосфористой меди в большей степени усваивает легирующие компоненты и получает легирующее действие нанесенных особо чистых металлов на межфазной границе каркас/пропитка и снижение величины краевого угла смачивания.Before electroplating a nickel layer, the carbon-graphite frame is vacuum degassed in a nickel electrolyte, as a result of which the pores are partially filled with electrolyte, after which a nickel layer is electroplated on the carbon-graphite frame, which is also formed in the pores filled with electrolyte, then a zinc coating layer is galvanically applied and the outer copper layer of the coating, which allows to prevent the pyroeffect when the molten metal and the carbon-graphite frame come into contact with the galvanized coating, to preserve the alloying layer of zinc, as a result of which the matrix alloy of phosphorous copper assimilates the alloying components to a greater extent and receives the alloying effect of the deposited highly pure metals at the interface / impregnation and reduction of the contact angle.

За счет расплавления промежуточного слоя цинка и размягчения гальванического покрытия в целом обеспечивается снижение температуры пропитки, повышается коэффициент теплового и термического расширения, сплав продвигается внутри поры за счет своей работы расширения в поре. Происходит более эффективное взаимодействия за меньшее время матричного сплава и особо чистых металлов, на межфазной границе каркас/пропитка, позволяя снизить величину краевого угла смачивания.Due to the melting of the intermediate zinc layer and softening of the galvanic coating, in general, the impregnation temperature is reduced, the coefficient of thermal and thermal expansion increases, the alloy moves inside the pore due to its expansion work in the pore. There is a more efficient interaction in a shorter time between the matrix alloy and highly pure metals, at the frame / impregnation interface, thus reducing the value of the contact angle.

Нанесение слоев гальванического покрытия осуществляется в пластиковых емкостях, которые соответственно наполняют:Electroplating layers are applied in plastic containers, which respectively fill:

- для нанесения никелевого слоя покрытия - сульфатным электролитом никелирования, состоящим из сульфата никеля, сульфата натрия, сульфата магния, сухой борной кислоты;- for applying a nickel coating layer - nickel sulfate electrolyte consisting of nickel sulfate, sodium sulfate, magnesium sulfate, dry boric acid;

- для нанесения цинкового слоя покрытия - сульфатным электролитом, состоящим из оксида цинка и щелочи;- for applying a zinc coating layer - sulfate electrolyte, consisting of zinc oxide and alkali;

- для нанесения медного слоя покрытия - цианистым электролитом меднения, состоящим из цианистой меди, цианистого натрия (свободного);- for the application of a copper coating layer - with cyanide copper plating electrolyte, consisting of copper cyanide, sodium cyanide (free);

После нанесения гальванического покрытия углеграфитовый каркас помещается в устройство для пропитки. При этом камера пропитки, в которую помещают углеграфитовый каркас с нанесенным на него гальваническим покрытием, позволяет осуществлять пропитку пористой заготовки при нагреве под действием избыточного давления медно-фосфористого матричного сплава и получаемого за счет дополнительного теплового и термического расширения свинца, через металлическую мембрану при увеличении объема свинца в замкнутом объеме камеры давления устройства для пропитки (камера давления предварительно заполнена расплавом свинца). After electroplating, the carbon-graphite frame is placed in an impregnator. In this case, the impregnation chamber, in which a carbon-graphite frame with an electroplated coating applied to it is placed, allows impregnation of a porous workpiece when heated under the influence of excess pressure of a copper-phosphorous matrix alloy and lead obtained due to additional thermal and thermal expansion through a metal membrane with an increase in volume lead in the closed volume of the pressure chamber of the device for impregnation (the pressure chamber is pre-filled with lead melt).

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 makes it possible 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 медно-фосфористого сплава, а в качестве пористого тела углеграфитовой заготовки позволяет получать композиционные материалы, широко применяемые в машиностроении для изготовления токосъемников, вставок пантографов, электрических щеток, уплотнителей, вкладышей подшипников скольжения.The use as a matrix copper-phosphorous alloy, and as a porous body of a carbon-graphite workpiece, makes it possible to obtain composite materials that are widely used in mechanical engineering for the manufacture of current collectors, pantograph inserts, electric brushes, seals, and plain bearing shells.

По предложенному способу был получен КМ углеграфит - медно-фосфористый сплав 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. В качестве медно-фосфористого сплава (сплава фосфористой меди, CuP) использовался матричный сплав на основе меди, согласно патента на изобретение RU 2430983 (МПК С22С 9/00, С22С 1/04, опубл. 10.10.2011).According to the proposed method, KM carbon graphite was obtained - a copper-phosphorous 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 . As a copper-phosphorous alloy (alloy of phosphorous copper, CuP), a matrix alloy based on copper was used, according to the patent for invention RU 2430983 (IPC С22С 9/00, С22С 1/04, publ. 10.10.2011).

Углеграфитовую заготовку, закрепленную медной проволокой, погружают в емкость гальванической камеры, наполненную никелевым электролитом (водный раствор), состоящим из 140 г/л сульфата никеля, 50 г/л сульфата натрия, 30 г/л сульфата магния, 20 г/л сухой борной кислоты. 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 никелевых 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 2 А/дм² с выдержкой в 40-60 мин. A carbon-graphite billet, fixed with a copper wire, is immersed in a galvanic chamber filled with a nickel electrolyte (aqueous solution) consisting of 140 g / l of nickel sulfate, 50 g / l of sodium sulfate, 30 g / l of magnesium sulfate, 20 g / l of dry boric acid acid. 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 nickel anodes are immersed in the container, interconnected by a copper wire, 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 at 2 A / dm ² with an exposure time of 40 60 minutes

После нанесения никелевого слоя покрытия углеграфитовый каркас промывается в горячей воде и наносится слой цинка. Для этого емкость гальванической камеры наполняют щелочным цинковым электролитом (водный раствор), состоящим из 10 г/л оксида цинка, 100 г/л гидроксида натрия. В гальваническую ванну погружается углеграфитовая заготовка, закрепленная на низкоуглеродистую проволоку. Затем в гальваническую ванну устанавливают аноды, выполненные из цинка соединенные между собой проволокой из низкоуглеродистой стали. Подключение к источнику постоянного тока аналогично ванне никелирования. Сила тока устанавливается на 2-3 А/дм² с выдержкой в течении 40 минут. Процесс дегазации повторно не проводится. After applying a nickel coating layer, the carbon-graphite framework is washed in hot water and a zinc layer is applied. For this, the capacity of the galvanic chamber is filled with an alkaline zinc electrolyte (aqueous solution) consisting of 10 g / l of zinc oxide, 100 g / l of sodium hydroxide. A carbon-graphite workpiece fixed on a low-carbon wire is immersed in a galvanic bath. Then, anodes made of zinc connected to each other by a wire made of low-carbon steel are installed in the galvanic bath. The DC connection is similar to a nickel plating bath. The current strength is set at 2-3 A / dm ² with an exposure time of 40 minutes. The degassing process is not repeated.

После нанесения цинкового слоя углеграфитовый каркас промывается горячей водой, и наносят медный слой покрытия. Для этого емкость гальванической камеры наполняют цианистым электролитом меднения (водный раствор), состоящим из 50-70 г/л цианистой меди (NaCu(CN)₂), 10-25 г/л цианистого натрия (свободного). В ванну устанавливаются медные аноды. Сила тока устанавливается на 0.5 А/дм² с выдержкой в 30 минут при температуре электролита 20-30 °С. After applying the zinc layer, the carbon-graphite framework is washed with hot water, and a copper coating layer is applied. For this, the capacity of the galvanic chamber is filled with cyanide copper plating electrolyte (aqueous solution), consisting of 50-70 g / l of copper cyanide (NaCu (CN) ₂ ), 10-25 g / l of sodium cyanide (free). Copper anodes are installed in the bath. The current strength is set at 0.5 A / dm ² with an exposure of 30 minutes at an electrolyte temperature of 20-30 ° C.

Далее углеграфитовую заготовку с нанесенным трехслойным гальваническим покрытием промывают в воде, сушат и помещают в устройство для пропитки матричным сплавом.Next, a carbon-graphite billet with a three-layer electroplated coating is washed in water, dried and placed in a device for impregnation with a matrix alloy.

При осуществлении способа устройство для пропитки углеграфитовой заготовки, выполненное из двух камер (камеры пропитки и камеры давления) и нагревают до температуры 300°С и заполняют камеру давления расплавом свинца. Выдерживают расплав свинца до достижения им температуры ниже температуры ликвидус сплава свинца на 5-10° С. Между камер устанавливают металлическую мембрану и скручивают их так, чтобы мембрана герметизировала соединение. Затем, в камере пропитки размещают углеграфитовую заготовку с нанесенным гальваническим покрытием. В камеру пропитки заливают расплав медно-фосфористого матричного сплава, температура которого на 100° С выше температуры ликвидус сплава (CuP), полностью покрывая им пористую заготовку, затем устанавливают крышку доливают расплав (CuP) до конического заливного отверстия в крышке, притирают пробкой, предварительно нагретой до 900° С, и шплинтуют ее.When implementing the method, a device for impregnating a carbon-graphite workpiece, made of two chambers (impregnation chambers and a pressure chamber), is heated to a temperature of 300 ° C and the pressure chamber is filled with lead melt. Withstand the lead melt until it reaches a temperature below the liquidus temperature of the lead alloy by 5-10 ° C. A metal membrane is installed between the chambers and twisted so that the membrane seals the connection. Then, in the impregnation chamber, a carbon-graphite workpiece with an applied galvanic coating is placed. A melt of a copper-phosphorous matrix alloy is poured into the impregnation chamber, the temperature of which is 100 ° C higher than the liquidus temperature of the alloy (CuP), completely covering the porous workpiece with it, then the lid is added to top up the melt (CuP) to the conical filler hole in the lid, rubbed with a plug, preliminarily heated to 900 ° C, and pin it.

После этого устройство для пропитки углеграфитовой заготовки нагревают до 850° С с изотермической выдержкой 20 мин при достижении указанной температуры и расчетного давления. За счет разницы коэффициентов термического расширения емкости и расплава медно-фосфористого матричного сплава, а также за счет разницы, коэффициентов теплового (при расплавлении свинца) и термического расширения расплава свинца внутри камеры и расплава медно-фосфористого матричного сплава, при котором увеличивается объем расплава в камере, создается оптимальное давление пропитки.After that, the device for impregnating the carbon-graphite workpiece is heated to 850 ° C with isothermal holding for 20 minutes when the specified temperature and design pressure are reached. Due to the difference in the coefficients of thermal expansion of the container and the melt of the copper-phosphorous matrix alloy, as well as due to the difference in the coefficients of thermal (during melting of lead) and thermal expansion of the lead melt inside the chamber and the melt of the copper-phosphorous matrix alloy, at which the volume of the melt in the chamber increases , the optimum impregnation pressure is created.

Пропитка производилась при давлении 4 МПа, что обеспечивалось термическим расширением расплава медно-фосфористого матричного сплава и двойным расширением свинца (сначала при расплавлении - при переходе из твердого состояния в расплав, а затем при термическом расширении расплава свинца) в процессе дальнейшего нагревания устройства для пропитки до температуры равной 850°С. The impregnation was carried out at a pressure of 4 MPa, which was ensured by thermal expansion of the copper-phosphorous matrix alloy melt and double expansion of lead (first, during melting - during the transition from the solid state to the melt, and then during the thermal expansion of the lead melt) during further heating of the impregnation device to temperature equal to 850 ° C.

По окончании пропитки, удаляют пробку, сливают третью часть расплава медно-фосфористого матричного сплава, отворачивают крышку, извлекают полученный КМ и производят его охлаждение с кристаллизацией расплава медно-фосфористого матричного сплава в порах.At the end of the impregnation, remove the plug, drain the third part of the melt of the copper-phosphorous matrix alloy, unscrew the lid, remove the obtained CM and produce it cooling with crystallization of the melt of the copper-phosphorous 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 300300 850850 4four 20twenty 93±293 ± 2 184±2184 ± 2 Не заполненных микроскопических пор нетThere are no unoccupied microscopic pores По способу прототипаBy prototype method 680680 980980 5five 20twenty 82±282 ± 2 178±2178 ± 2 Не заполнены микроскопические порыMicroscopic pores are not filled

Таким образом, способ получения углеграфитового композиционного материала, включающий вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе никелевого электролита, содержащего 140 г/л сульфата никеля, 50 г/л сульфата натрия, 30 г/л сульфата магния, 20 г/л сухой борной кислоты, гальваническое покрытие выполнено из последовательно нанесенных внутреннего никелевого, промежуточного цинкового и наружного медного слоев, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере пропитки при температуре расплава свинца в камере давления на 5-10° С ниже температуры ликвидус сплава свинца и пропитку расплавом матричного медно-фосфористого сплава под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава свинца в камере давления при нагреве на 100°С выше температуры ликвидус матричного медно-фосфористого сплава одновременно с расплавом свинца, обеспечивает повышение качества композиционных материалов (КМ).Thus, a method for producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in a nickel electrolyte solution containing 140 g / L of nickel sulfate, 50 g / L of sodium sulfate, 30 g / L of magnesium sulfate, 20 g / L of dry boric acid, The galvanic coating is made of sequentially deposited inner nickel, intermediate zinc and outer copper layers, placing a carbon-graphite workpiece with a galvanized coating in an impregnation chamber at a temperature of lead melt in a pressure chamber 5-10 ° C below the liquidus temperature of a lead alloy and impregnation with a melt of matrix copper phosphorous alloy under the influence of excess pressure due to thermal expansion of the lead melt in the pressure chamber when heated to 100 ° C above the liquidus temperature of the matrix copper-phosphorous alloy simultaneously with the lead melt, provides an increase in the quality of composite materials (CM).

Claims (2)

Способ получения углеграфитового композиционного материала, включающий вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе электролита, нанесение на нее гальванического покрытия, содержащего медный и цинковый слои, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере пропитки и пропитку расплавом матричного медно-фосфористого сплава под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава свинца в камере давления при нагреве на 100°С выше температуры ликвидус матричного медно-фосфористого сплава одновременно с расплавом свинца, отличающийся тем, что вакуумную дегазацию проводят в растворе никелевого электролита, содержащего 140 г/л сульфата никеля, 50 г/л сульфата натрия, 30 г/л сульфата магния, 20 г/л сухой борной кислоты, гальваническое покрытие содержит дополнительный никелевый слой и выполнено из последовательно нанесенных внутреннего никелевого, промежуточного цинкового и наружного медного слоев, а углеграфитовую заготовку помещают в камеру пропитки при температуре расплава свинца в камере давления на 5-10 ⁰С ниже температуры ликвидус сплава свинца. A method of obtaining a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in an electrolyte solution, applying a galvanic coating on it containing copper and zinc layers, placing a carbon-graphite workpiece with an applied galvanic coating in an impregnation chamber and impregnation with a melt of a copper-phosphorous alloy matrix under the influence of a copper-phosphorous alloy matrix melt due to thermal expansion of the lead melt in the pressure chamber when heated to 100 ° C above the liquidus temperature of the matrix copper-phosphorous alloy simultaneously with the lead melt, characterized in that vacuum degassing is carried out in a nickel electrolyte solution containing 140 g / l of nickel sulfate, 50 g / l sodium sulfate, 30 g / l magnesium sulfate, 20 g / l dry boric acid, the galvanic coating contains an additional nickel layer and is made of successively applied inner nickel, intermediate zinc and outer copper layers, and carbon graphite The casting is placed in the impregnation chamber at the temperature of the lead melt in the pressure chamber by 5-10 ⁰ C below the liquidus temperature of the lead alloy.