本发明所公开的是一种冷/热交换器石墨芯柱及其制备方法，所述石墨芯柱以其由石墨粉和粘结剂复合制备而成；而其制备方法，以其以石墨粉为出发主料，其制备步骤依次包括：备料、配料、拌料、烘料、模压成型、焙烘固化、钻孔、浸胶、烘干而得石墨芯柱毛坯件为主要特征，具有选料和配料合理，制备工艺科学讲究，制备成本低，制成品质量好和使用寿命长等特点。
1.一种冷/热交换器石墨芯柱的制备方法，以油压机为成型加工手段，其特征在于，以石墨粉为原料主料，其制备方法依次包括如下步骤：a、备料；其中：
取1~2目粒度的石墨粉25~35wt%，10~30目粒度的石墨粉25~35 wt%，和95~105目粒度的石墨粉35~45%，且将重量百分总和为100 wt%的所述三种石墨粉混合拌匀成主料A，备用；
取呋喃树脂65~75 wt%，酚醛树脂25~35 wt%，56号偶联剂0.05~0.15 wt%, 邻苯二甲酸二丁脂8~12 wt%，和500~600目粒度的二氧化硅4~6 wt%，且将重量百分总和为100 wt%的所述五种物料混合拌匀成粘结剂B料，备用；
b、配料；按A：B＝70~85：15~30重量配比，且对A、B料重量百分总和为100 wt %实施所述主料A与粘结剂B料的配料；
c、拌料；将b步骤所得的A、B配合料，在真空场内实施拌料，时间控制在15~30min范围内，从而拌和成复合料；
d、烘料；将经c步骤拌好的复合料，在60~80℃温度范围内的加热炉内烘燥8~10h；
e、模压成型；将经d步骤烘燥了的复合料置入成型模内，用400t~1200t油压机模压成石墨芯柱坯料；
f、焙烘固化；所述焙烘固化，是将模压成型的坯料，在加热炉内采取步进式升温和步进式降温的焙烘工艺策略实施焙烘固化；
其升温过程是：先加热至50℃，然后每升温10~20℃为一档，经过多档升温直至升温到
160~180℃，升温总的时间为1~1.2h；然后在160~180℃温度条件下保持0.5~1h后开始降温；
其降温过程是：每降15~25℃为一档，降温总的时间为2.5~3h，经过多档降温直至降到常温后，将焙烘固化的石墨芯柱坯料从加热炉内取出；
g、钻孔；将从加热炉内取出的石墨芯柱坯料，在自然环境条件下时效处理3~5天之后，在钻机上实施冷/热介质孔和工质孔的钻孔加工；
（i）将经钻孔加工了的工件，置入容器内，密闭抽真空，真空度为-0.05~0.1MPa；
（ii）向存放工件的容器内注入树脂；所述树脂是a步骤的粘结剂B料75~85 wt%，与15~
25 wt%乙醇且两者重量百分总和为100 wt%的混合物；
（iii）向容器内导入0.3~0.6MPa的压缩空气，并维持1~3h；
至此即构成1次浸胶过程；而所述的浸胶过程反复进行3~5次；
i、烘干，所述烘干是将经h步骤浸胶了的工件置入加热炉内实施烘干，其烘干工艺策略与f步骤焙烘固化工艺策略相同；
2.如权利要求1所述石墨芯柱的制备方法，其特征在于，还包括金加工步骤；所述金加工步骤包括车外圆和加工上下相邻接的2个石墨芯柱配装面部位的凹凸副；至此即制得石墨芯柱制品。
3.如权利要求1所述石墨芯柱的制备方法，其特征在于，所述g步骤钻孔，是采用多钻头群钻纵横向4方对钻的专用钻机所实施的。
4.如权利要求1所述石墨芯柱的制备方法，其特征在于，h步骤用于工件浸胶的容器，是隔套容器。
冷/热交换器石墨芯柱及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种冷/热交换器石墨芯柱及其制备方法，属于热交换器制备技术。
背景技术
[0002] 本发明所述的冷/热交换器，是指一种具有石墨芯柱的冷/热交换器。
[0003] 而所述的石墨芯柱冷/热交换器，广泛应用于制药和诸如颜料、染料、粘结剂和表面涂装材料等精细化工等生产领域。
[0004] 所述石墨芯柱一般呈圆柱状，在其轴向有若干个工质孔（或称料孔），而在其圆柱面上，有若干个与工质孔相垂直布置的冷/热介质孔（或称水孔）。在通常情况下，所述呈圆柱状石墨芯柱的直径为φ300~1000mm，长度为300~500mm，工质孔孔径为φ16~20mm，冷/热介质孔孔径为φ14~20mm。以上所描述的是所述石墨芯柱通常的结构形式（如附图1所示）。
[0005] 在工况下，待加热或冷却处理的工质，以一定的动压力（例如0.3Mpa），通过所述石墨芯柱的工质孔，而冷/热介质则通过所述石墨芯柱的冷/热介质孔，由此实现工质的冷/热交换。
[0006] 由所述工况状态可见，要求石墨芯柱必须具备相当高的致密性、耐磨性和足够的机械强度，以及耐酸碱、耐温性能，以满足生产工艺技术要求。
[0007] 然而，已有技术的石墨芯柱，目前一般都是采用专业制造厂生产的石墨块，经车圆、钻孔和浸胶等加工所制备的。
[0008] 由于专业制造厂所生产的石墨块它的配料，主要是石墨粉、精煤和煤焦油，因而其制成品石墨芯柱不可避免地存在体质疏松，浸胶量相对较大，强度相对较差，和易磨损等不足，以致严重影响其工艺性能（易产生工质与冷/热介质相互串流）和使用寿命（一般在6个月内），且其制备成本也相对较高。
[0009] 由于已有技术的石墨芯柱是一种易耗品，而给使用者不但造成工艺成本高，维护保养烦，而且还直接影响了化工产品的生产效率（停机维修或更换石墨芯柱）。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于提供一种以全石墨粉为主料的冷/热交换器石墨芯柱及其制备方法，为社会提供一种体质致密、浸胶量相对较少、强度相对较高、不易磨损，耐酸碱耐温和使用寿命长的冷/热交换器石墨芯柱。
[0011] 本发明实现其目的的技术方案是：
[0012] 一种冷/热交换器的石墨芯柱，它是由石墨粉和粘结剂复合制备而成的石墨芯柱。
[0013] 如以上所述石墨芯柱制备方法的技术方案是：
[0014] 一种冷/热交换器的石墨芯柱的制备方法，以油压机为成型加工手段，其特征在于，以石墨粉为出发主料，其制备方法依次包括如下步骤：
[0015] a、备料；其中：
[0016] 取1~2目粒度的石墨粉25~35wt%，10~30目粒度的石墨粉25~35 wt%，和95~105目粒度的石墨粉35~45%，且将重量百分总和为100 wt%的所述三种石墨粉混合拌匀成主料A，备用；
[0017] 取肤腩树脂65~75 wt%，酚醛树脂25~35 wt%，56号耦联剂0.05~0.15 wt%，邻苯二甲酸二丁脂8~12 wt%，和500~600目粒度的二氧化硅4~6 wt%，且将重量百分总和为100 wt%的所述五种物料混合拌匀成粘结剂B料，备用；
[0018] b、配料；按A：B＝70~85：15~30重量配比，且对A、B料重量百分总和为100 wt %实施所述主料A与粘结剂B料的配料；
[0019] c、拌料；将b步骤所得的A、B配合料，在真空场内实施拌料，时间控制在15~30min范围内，从而拌和成复合料；
[0020] d、烘料；将经c步骤拌好的复合料，在60~80℃温度范围内的加热炉内烘燥8~10h；
[0021] e、模压成型；将经d步骤烘燥了的复合料置入成型模内，用400t~1200t油压机模压成石墨芯柱坯料；
[0022] f、焙烘固化；所述焙烘固化，是将模压成型的坯料，在加热炉内采取步进式升温和步进式降温的焙烘工艺策略实施焙烘固化；
[0023] 其升温过程是：先加热至50℃，在后每升温10~20℃为一档，经过多档升温直至升温到160~180℃，升温总的时间为1~1.2h；然后在160~180℃温度条件下保持0.5~1 h后开始降温；
[0024] 其降温过程是：每降15~25℃为一档，降温总的时间为2.5~3h，经过多档降温直至降到常温后，将焙烘固化的石墨芯柱坯料从加热炉内取出；
[0025] g、钻孔；将从加热炉内取出的石墨芯柱坯料，在自然环境条件下时效处理3~5天之后，在钻机上实施冷/热介质孔和工质孔的钻孔加工；
[0026] h、浸胶；所述浸胶依次包括如下工序：
[0027] （i）将经钻孔加工了的工件，置入容器内，密闭抽真空，真空度为-0.05~0.1Mpa；
[0028] （ii）向存放工件的容器内注入树脂；所述树脂是如同a步骤的粘结剂B料75~85 wt%，与15~25 wt%乙醇且两者重量百分总和为100 wt%的混合物；
[0029] （iii）向容器内导入0.3~0.6Mpa的压缩空气，并维持1~3h；
[0030] 至此即构成1次浸胶过程；而所述的浸胶过程反复进行3~5次；
[0031] i、烘干，所述烘干是将经h步骤浸胶了的工件置入加热炉内实施烘干，其烘干工艺策略如同f步骤焙烘固化工艺策略；
[0032] 至此，即制得冷/热交换器的石墨芯柱毛坯件。
[0033] 本发明进一步的创新点在于：
[0034] 还包括金加工步骤；所述金加工步骤包括车外圆和加工上下相邻接的2个石墨芯柱配装面部位的凹凸副；至此即制得石墨芯柱制品。
[0035] 所述g步骤钻孔，是采用多钻头群钻纵横向4方对钻的专用钻机所实施的。这一技术方案的目的在于有效提高加工效率和加工精度。当然，也可以是采用普通钻机钻孔。
[0036] h步骤用于工件浸胶的容器，是隔套容器。这一技术方案的目的在于，通过对隔套内导入冷介质或热介质，令所需要浸胶的工件，保持一定的工艺温度，以进一步提高浸胶的质量。
[0037] 上述技术方案得以实施后，本发明制成品石墨芯柱及其制备方法，所具有的选料和配料合理，制备工艺科学讲究，制成品质量好，制备成本低和使用寿命长等特点，是不言而喻的。
附图说明
[0038] 图1是本发明制成品石墨芯柱的主视（局剖）示意图，图中所示1为工质孔，2为冷/热介质孔；
[0039] 图2是图1的俯视图。
具体实施方式
[0040] 以下结合具体实施方式的描述，对本发明作进一步说明。
[0041] 一种冷/热交换器的石墨芯柱的具体实施方式是：
[0042] 一种冷/热交换器的石墨芯柱，它是由石墨粉和粘结剂复合制备的石墨芯柱（如附图1、2所示）。也就说，本发明所述石墨芯柱是由墨粉制备的。在它所用料中不包含煤精和煤焦油。
[0043] 一种典型的所述制备方法的具体实施方式是：
[0044] 一种冷/热交换器的石墨芯柱的制备方法，以油压机为成型加工手段，其特征在于，以石墨粉为出发主料，其制备方法依次包括如下步骤：
[0045] a、备料；其中：
[0046] 取1~2目粒度的石墨粉25~35wt%，10~30目粒度的石墨粉25~35 wt%，和95~105目粒度的石墨粉35~45%，且将重量百分总和为100 wt%的所述三种石墨粉混合拌匀成主料A，备用；
[0047] 取肤腩树脂65~75 wt%，酚醛树脂25~35 wt%，56号耦联剂0.05~0.15 wt%，邻苯二甲酸二丁脂8~12 wt%，和500~600目粒度的二氧化硅4~6 wt%，且将重量百分总和为100 wt%的所述五种物料混合拌匀成粘结剂B料，备用；
[0048] b、配料；按A：B＝70~85：15~30重量配比，且对A、B料重量百分总和为100 wt %实施所述主料A与粘结剂B料的配料；
[0049] c、拌料；将b步骤所得的A、B配合料，在真空场内（真空度为-0.05~0.1Mpa）实施拌料，时间控制在15~30min范围内，直至经拌和的A、B混合料，用手抓起来成团，一松手就碎的状态时，停止拌料而成复合料；
[0050] d、烘料；将经c步骤拌好的复合料，在60~80℃温度范围内的加热炉内烘燥8~10h；以去除复合料中的水份和气体。
[0051] e、模压成型；将经d步骤烘燥了的复合料置入成型模内，用400t~1200t油压机模压成石墨芯柱坯料；
[0052] f、焙烘固化；所述焙烘固化，是将模压成型的坯料，在加热炉内采取步进式升温和步进式降温的焙烘工艺策略实施焙烘固化；
[0053] 其升温过程是：先加热至50℃，在后每升温10~20℃为一档，经过多档升温直至升温到160~180℃，升温总的时间为1~1.2h；然后在160~180℃温度条件下保持0.5~1h后开始降温；且每档升温达到该档温度最高值时，维持3~5min；
[0054] 其降温过程是：每降15~25℃为一档，降温总的时间为2.5~3h；经过多档降温直至降到常温后，将焙烘固化的石墨芯柱坯料从加热炉内取出；且每档降温达到该档温度最低值时，维持3~5min；
[0055] g、钻孔；将从加热炉内取出的石墨芯柱坯料，在自然环境条件下存放时效处理3~5天之后，在钻机上实施冷/热介质孔和工质孔的钻孔加工；
[0056] h、浸胶；所述浸胶依次包括如下工序：
[0057] （i）将经钻孔加工了的工件，置入容器内，密闭抽真空，真空度为-0.05~0.1Mpa；
[0058] （ii）向存放工件的容器内注入树脂；所述树脂是如同a步骤的粘结剂B料75~85 wt%，与15~25 wt%乙醇且两者重量百分总和为100 wt%的混合物；
[0059] （iii）向容器内导入0.3~0.6Mpa的压缩空气，并维持1~3h；
[0060] 至此即构成1次浸胶过程；而所述的浸胶过程反复进行3~5次；
[0061] i、烘干，所述烘干是将经h步骤浸胶了的工件置入加热炉内实施烘干，其烘干工艺策略如同f步骤焙烘固化工艺策略；
[0062] 至此，即制得冷/热交换器的石墨芯柱毛坯件。
[0063] 而其还包括金加工步骤；所述金加工步骤包括对石墨芯柱毛坯件实施车外圆和加工上下相邻接的2个石墨芯柱配装面部位的凹凸副（如附图1所示的A和B）；至此即制得石墨芯柱制品。
[0064] 而其所述g步骤钻孔，是采用多钻头群钻纵横向4方对钻的专用钻机所实施的。而所述专用钻机的结构形式，优选的是包括十字形机架，和布置在纵横向两头的4个多钻头动力头，且其布置在两头多钻头动力头上相对应的钻头处在同一水平直线上；每个多钻头动力头，在进退刀装置驱动下作进退刀运动，而进退刀装置在自动控制装置控制下，按工艺设计实现进退刀自动控制。采用该专用钻机的钻孔工效，可比单头钻机钻孔工效，提高20多倍。
[0065] 而h步骤用于工件浸胶的容器，是隔套容器。
[0066] 本发明制备方法所制备的石墨芯柱初样，在机试用的结果显示，其一次使用期在一年以上，为已有技术石墨芯柱使用期的一倍以上，其浸胶量约为已有技术的1/5；其制备成本约为已有技术的20%左右，且其各项性能指标均达到或超过已有技术石墨芯柱的性能指标，取得了明显的技术经济效益，为工业生产提供了一种价廉物美的冷/热交换器的石墨芯柱。
