RU2751871C1 - Method for producing carbon-graphite composite material - Google Patents

Method for producing carbon-graphite composite material Download PDF

Info

Publication number
RU2751871C1
RU2751871C1 RU2020142372A RU2020142372A RU2751871C1 RU 2751871 C1 RU2751871 C1 RU 2751871C1 RU 2020142372 A RU2020142372 A RU 2020142372A RU 2020142372 A RU2020142372 A RU 2020142372A RU 2751871 C1 RU2751871 C1 RU 2751871C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
layer
carbon
graphite
workpiece
Prior art date
Application number
RU2020142372A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Александрович Гулевский
Николай Юрьевич Мирошкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 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 учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority to RU2020142372A priority Critical patent/RU2751871C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2751871C1 publication Critical patent/RU2751871C1/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
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/11Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1146After-treatment maintaining the porosity
    • 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

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, in particular to the creation of composite materials by impregnating a porous frame. The method for obtaining a carbon-graphite composite material includes vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in a copper electrolyte solution. An electroplated coating containing an inner copper layer and an outer nickel-containing layer is applied to the workpiece. The workpiece is impregnated with a lead matrix alloy melt under the influence of excessive pressure due to thermal expansion of the melt while heated above the liquidus temperature of the lead alloy. The outer nickel-containing layer of a two-layer galvanic coating is made of a nickel-boron layer consisting of 98.5 wt% nickel and 1.5 wt% boron deposited by electrolysis from an electrolyte containing 15 g/l of nickel chloride, 100 g/l nickel sulfamate, 25 g/l boric acid and 4 g/l alkyl borane derivative.
EFFECT: composite materials quality improvement.
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 С04В 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 С04В 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 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).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 it is 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 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, включающем вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе медного электролита, нанесение на нее гальванического покрытия, содержащего внутренний медный слой и наружный никельсодержащий слой, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере для пропитки, заполнение камеры расплавом матричного сплава и пропитку заготовки расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава свинца, при этом наружный никельсодержащий слой двухслойного гальванического покрытия выполняют из слоя никель-бор, состоящего из 98,5 масс.% никеля и 1,5 масс.% бора, нанесенного электролизом из электролита, содержащего 15 г/л хлорида никеля, 100 г/л сульфамата никеля, 25 г/л борной кислоты и 4 г/л алкилпроизводного борана, 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.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 a copper electrolyte solution, applying a galvanic coating on it containing an inner copper layer and an outer nickel-containing layer, placing a carbon-graphite billet with an applied galvanic coating in a chamber for impregnation, filling the chamber melt of the matrix alloy and impregnation of the workpiece with the melt of the matrix alloy of lead under the influence of excessive pressure due to thermal expansion of the melt when heated above the liquidus temperature of the lead alloy, while the outer nickel-containing layer of the two-layer galvanic coating is made of a nickel-boron layer consisting of 98.5 wt.% nickel and 1.5 wt.% boron deposited by electrolysis from an electrolyte containing 15 g / L of nickel chloride, 100 g / L of nickel sulfamate, 25 g / L of boric acid and 4 g / L of an alkyl derivative of borane, and the carbon-graphite blank is placed in the chamber for impregnation by 2/3 of a matrix alloy filled with a melt with a temperature below the liquidus temperature of a lead 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 никель-бор из 98,5 масс.% никеля и 1,5 масс.% бора, 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 nickel-boron layer of 98.5 wt.% Nickel and 1.5 wt.% boron, promotes a decrease in 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 никеля и бора из раствора электролита приводит к их совместному гальваническому осаждению с образованием слоя никель-бор из 98,5 масс.% никеля и 1,5 масс.% бора на медном слое гальванического покрытия пористой заготовки, то есть с образованием покрытия с заданным соотношением никеля и бора (соотношение никеля и бора задается качественным и количественным составом электролита и условиями электролиза). Перед нанесением гальваническим способом слоя меди проводится вакуумная дегазация углеграфитового каркаса в медном электролите, вследствие чего происходит частичное заполнение пор медным электролитом, после чего на углеграфитовый каркас наносят гальваническим способом медный слой, который образуется и в порах заполненных медным электролитом, затем, гальванически наносится слой покрытия из 98,5 масс.% никеля и 1,5 масс.% бора, что позволяет получить легирующие действие нанесенных особо чистых элементов на межфазной границе углеграфитовый каркас/пропитывающий сплав. Это позволяет снизить величину краевого угла смачивания и поверхностного натяжения.Simultaneous electrolysis of nickel and boron from an electrolyte solution leads to their joint galvanic deposition with the formation of a nickel-boron layer of 98.5 wt.% Nickel and 1.5 wt.% Boron on the copper layer of the electroplated coating of a porous workpiece, that is, with the formation of a coating with the specified ratio of nickel and boron (the ratio of nickel and boron is set by the qualitative and quantitative composition of the electrolyte and the electrolysis conditions). Before electroplating a copper layer, vacuum degassing of the carbon-graphite frame is carried out in a copper electrolyte, as a result of which the pores are partially filled with copper electrolyte, after which a copper layer is electroplated on the carbon-graphite frame, which is also formed in the pores filled with copper electrolyte, then a coating layer is galvanically applied from 98.5 wt.% nickel and 1.5 wt.% boron, which makes it possible to obtain the alloying effect of the deposited high-purity elements at the interface between the carbon-graphite framework / impregnating alloy. This makes it possible to reduce the value of the contact angle and surface tension.

Пропитка пористой заготовки с нанесенным на нее двухслойным гальваническим покрытием расплавом матричного сплава свинца, ведет к лучшей заполняемости пор матричным сплавом. Совместное взаимодействие бора и никеля в слое покрытия обеспечивает снижение краевого угла смачивания, повышает адгезию матричного сплава с углеродом в межфазном слое.Impregnation of a porous workpiece with a two-layer galvanic coating applied to it with a lead matrix alloy melt leads to better filling of the pores with the matrix alloy. The joint interaction of boron and nickel in the coating layer provides a decrease in the contact angle of wetting, increases the adhesion of the matrix alloy with carbon in the interfacial layer.

Нанесение гальванических покрытий осуществляется в пластиковых емкостях, которые соответственно наполняют:Electroplating is carried out in plastic containers, which respectively fill:

- для нанесения медного слоя - сернокислым электролитом меднения, состоящим из медного купороса, дистиллированной воды, серной кислоты;- for applying a copper layer - copper plating sulphate electrolyte, consisting of copper sulfate, distilled water, sulfuric acid;

- для нанесения слоя из 98,5 масс.% никеля и 1,5 масс.% бора - электролитом, состоящим из хлорида никеля, сульфамата никеля, борной кислоты и алкилпроизводного борана (C2B9H12NHnRm – где R - алкил, n = 0, 2, 2, 3, m = 4, 3, 2, 1).- for applying a layer of 98.5 wt.% nickel and 1.5 wt.% boron - an electrolyte consisting of nickel chloride, nickel sulfamate, boric acid and an alkyl derivative of borane (C 2 B 9 H 12 NH n R m - where R - alkyl, n = 0, 2, 2, 3, m = 4, 3, 2, 1).

После нанесения гальванического покрытия углеграфитовый каркас помещается в устройство для пропитки. При этом камера для пропитки, в которую помещают углеграфитовый каркас с нанесенным на него двухслойным гальваническим покрытием, состоящим из внутреннего медного и наружного никель-борного слоев, 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 is placed with a two-layer galvanic coating applied to it, consisting of an inner copper and an outer nickel-boron layer, makes it possible to impregnate a porous workpiece when heated under the action of an excess pressure of a matrix alloy of lead obtained due to thermal and thermal expansion of lead with an increase in the volume of the alloy in the closed volume of the impregnation device.

Определение температуры ликвидус с перегревом не менее чем в 100°С 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 of at least 100 ° C 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 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 1,5 А/дм2с выдержкой в 40-60 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 1.5 A / dm 2 with a shutter speed of 40 -60 minutes

После нанесения на углеграфитовый каркас медного покрытия, каркас промывается в воде и наносится слой покрытия из 98,5 масс.% никеля и 1,5 масс.% бора. Для этого емкость гальванической камеры наполняют никелевым электролитом (водный раствор), состоящим из хлорида никеля – 15 г/л, сульфамата никеля – 100 г/л, борной кислоты – 25 г/л и алкилпроизводного борана – 4 г/л. Используют аноды из никеля соединенные между собой медной проволокой. Затем сила тока устанавливается на 2 А/дм2 с выдержкой 60 минут при температуре электролита 25°С. Подключение к источнику постоянного тока аналогично ванне меднения. Процесс дегазации повторно не проводится. After applying a copper coating to the carbon-graphite frame, the frame is washed in water and a coating layer of 98.5 wt.% Nickel and 1.5 wt.% Boron is applied. For this, the capacity of the galvanic chamber is filled with a nickel electrolyte (aqueous solution) consisting of nickel chloride - 15 g / l, nickel sulfamate - 100 g / l, boric acid - 25 g / l, and an alkyl derivative of borane - 4 g / l. Nickel anodes connected by copper wire are used. Then the current strength is set at 2 A / dm 2 with a holding time of 60 minutes at an electrolyte temperature of 25 ° C. Connecting to a DC power supply is similar to a copper plating bath. The degassing process is not repeated.

Далее углеграфитовую заготовку с нанесенным двухслойным гальваническим покрытием промывают в воде и сушат. Next, a carbon-graphite billet with a two-layer electroplated coating 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 chamber for impregnation on the crystallized (as a result of cooling) surface is placed 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 выполненный из 98,5 масс.% никеля и 1,5 масс.% бора, нанесенный электролизом из электролита, содержащего 15 г/л хлорида никеля, 100 г/л сульфамата никеля, 25 г/л борной кислоты и 4 г/л алкилпроизводного борана, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере для пропитки на 2/3 заполненную расплавом матричного сплава температурой ниже температуры ликвидус сплава свинца на 15-20°С и пропитку 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 layer made of 98.5 wt.% Nickel and 1.5 wt.% boron applied by electrolysis from an electrolyte containing 15 g / L of nickel chloride, 100 g / L of nickel sulfamate, 25 g / L of boric acid and 4 g / L of an alkyl derivative of borane; 3 filled with a melt of a matrix alloy with a temperature below the liquidus temperature of the lead alloy by 15-20 ° C and impregnating the workpiece with a melt of a matrix alloy of lead 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, provides an increase in the quality of the resulting composite materials ( KM).

Claims (1)

Способ получения углеграфитового композиционного материала, включающий вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки в растворе медного электролита, нанесение на нее гальванического покрытия, содержащего внутренний медный слой и наружный никельсодержащий слой, размещение углеграфитовой заготовки с нанесенным гальваническим покрытием в камере для пропитки, заполнение камеры расплавом матричного сплава и пропитку 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 никельсодержащий слой двухслойного гальванического покрытия выполняют из слоя никель-бор, состоящего из 98,5 мас.% никеля и 1,5 мас.% бора, нанесенного электролизом из электролита, содержащего 15 г/л хлорида никеля, 100 г/л сульфамата никеля, 25 г/л борной кислоты и 4 г/л алкилпроизводного борана, 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 for producing a carbon-graphite composite material, including vacuum degassing of a porous carbon-graphite workpiece in a copper electrolyte solution, applying a galvanic coating on it containing an inner copper layer and an outer nickel-containing 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 impregnation of a workpiece 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 a lead alloy, characterized in that the outer nickel-containing layer of a two-layer galvanic coating is made of a nickel-boron layer consisting of 98.5 wt% nickel and 1.5 wt.% Boron deposited by electrolysis from an electrolyte containing 15 g / L of nickel chloride, 100 g / L of nickel sulfamate, 25 g / L of boric acid and 4 g / L of an alkyl derivative of borane, and the carbon-graphite blank is placed in a chamber for impregnation , 2/3 zapo cast with a melt of a matrix alloy with a temperature lower than the liquidus temperature of the lead alloy by 15-20 ° C.
RU2020142372A 2020-12-22 2020-12-22 Method for producing carbon-graphite composite material RU2751871C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142372A RU2751871C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Method for producing carbon-graphite composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142372A RU2751871C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Method for producing carbon-graphite composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2751871C1 true RU2751871C1 (en) 2021-07-19

Family

ID=77019923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020142372A RU2751871C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Method for producing carbon-graphite composite material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2751871C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1759932A1 (en) * 1990-01-19 1992-09-07 Волгоградский Политехнический Институт Method of producing composite materials
US6699410B2 (en) * 1998-12-09 2004-03-02 Hoffman & Co Elektrokohle Aktiengesellschaft Method of impregnating porous workpieces
RU2276631C2 (en) * 2004-08-02 2006-05-20 Открытое Акционерное Общество "Челябинский Электродный завод" Carbon carbide-silicon composition material producing method
RU2688772C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a graphite workpiece

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1759932A1 (en) * 1990-01-19 1992-09-07 Волгоградский Политехнический Институт Method of producing composite materials
US6699410B2 (en) * 1998-12-09 2004-03-02 Hoffman & Co Elektrokohle Aktiengesellschaft Method of impregnating porous workpieces
RU2276631C2 (en) * 2004-08-02 2006-05-20 Открытое Акционерное Общество "Челябинский Электродный завод" Carbon carbide-silicon composition material producing method
RU2688772C1 (en) * 2018-01-16 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for increasing permeability of pores of a graphite workpiece

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
RU2688471C1 (en) Method for increasing permeability of pores of 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
RU2688368C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2688778C1 (en) Method for increasing permeability of pores of graphite workpiece
RU2688535C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2751871C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751868C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751867C1 (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
RU2751861C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2751859C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2751869C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2753633C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2764776C1 (en) Method for producing a carbon graphite composite material
RU2688543C1 (en) Method for increasing permeability of pores of a carbon-graphite workpiece
RU2751860C1 (en) Method for obtaining carbon-graphite composite material
RU2751870C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2751862C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material
RU2750072C1 (en) Method for producing carbon-graphite composite material