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石墨材料的加工工艺与应用

2019-11-14 07:35:33    638次浏览

(一)石墨材料的加工形式

石墨电极的加工主要有三种形式:加压振动法、数控自动成形法和机械加工方法。

(1)加压振动法:加压振动法需要专门机床,电极母模与电极形状相反。石墨材料和成形工具在加工时相对放置,留有一定的间隙。由水和磨料混合而成的加工液注入其问。在通过加工液的同时,使石墨和成形工具发生超声波振动。在磨料冲击力的作用下,石墨被微量剥离而成所需要的形状。磨料为SiC、B4C或金刚石,磨料越粗则加工速度越快。机床工作时采用密封式和水幕式进行加工。适合于批量生产情况用的电火花成形加工。

(2)数控自动成形法:数控自动成形法需要专用的石墨电极成形机,它采用数控方式,有刀具自动调换装置,可容纳多把刀具。为改善加工环境,加工石墨电极的四周用水幕包围,防止石墨粉尘四处分散。另外也可以用湿式加工法,由水溶性切削液防止刀具被磨损和石墨粉尘飞散。机床具有高性能过滤装置,可以将切削液和石墨切屑分离,可保证长时间连续加工,是石墨电极加工的理想专用设备,适合于模具用电极加工。但是其价格较高,在国内应用还不普遍。

(3)机械加工方法:机械加工方法为国内一般模具生产单位采用的主要方法。

石墨材料可以采用车削、铣削、钻削和磨削的方法进行加工。另外,石墨材料在机械加工时易产生灰粉飞扬,给加工设备和操作人员带来不利的影响。

(二)石墨材料的加工程序

1)石墨浸油。石墨材料在机械加工之前,应该在机油内浸数十小时,使油渗入石墨材料,以使机械加工时灰粉不致飞扬,并能得到较光滑的表面。

2)涂漆划线。电极在外形表面粗加工以后,在划线表面喷涂一层很薄的白漆再进行划线,这样线条清晰,便于机械加工。

3)进行机械加工。

(1)生产周期长。普通功率石墨电极的生产周期为45天左右,超高功率石墨电极的生产周期达70天以上,而需要多次浸渍的石墨电极接头生产周期更长。

(2)能源消耗较高。生产1t普通功率石墨电极需要消耗电能6000kW·h左右,煤气或天然气数千立方米,冶金焦粒和冶金焦粉约1t。

(3)生产工序多。生产工序包括原料煅烧、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工等。其生产需要许多专用机械设备和特殊结构的窑炉,建设投资较大,投资回收期较长。

(4)生产过程中产生一定数量的粉尘和有害气体,需要采取完善的通风降尘及消除有害气体的环境保护措施。

(5)生产所需炭质原料石油焦和煤沥青等为炼油企业和煤化工企业生产加工副产品,原料的质量及其稳定性难以得到充分的保障,尤其是高功率和超高功率石墨电极生产用针状焦、改质电极沥青和低喹啉不溶物含量专用浸渍剂沥青,急需我国石油和煤化工加工企业的重视和积极配合。

(1)用于电弧炼钢炉

电炉炼钢是石墨电极的使用大户。我国电炉钢产量约占粗钢产量的18%左右,炼钢用石墨电极占石墨电极总用量的70%~80%。电炉炼钢是利用石墨电极向炉内导入电流,利用电极端部和炉料之间引发电弧所产生的高温热源来进行冶炼。

(2)用于矿热电炉

矿热电炉主要用于生产工业硅和黄磷等,其特点是导电电极的下部埋在炉料中,在料层内形成电弧,并利用炉料自身的电阻所发出的热能来加热炉料,其中要求电流密度较高的矿热电炉需用石墨电极,例如每生产1t硅需消耗石墨电极约100kg,每生产1t黄磷需消耗石墨电极约40kg。

(3)用于电阻炉

生产石墨制品的石墨化炉、熔化玻璃的熔窑和生产碳化硅用的电炉等都属于电阻炉,炉内所装物料既是发热电阻又是被加热对象,通常,导电用的石墨电极嵌入电阻炉端部的炉头墙中,用于此处的石墨电极不连续消耗。

(4)用于制备异型石墨产品

石墨电极的毛坯还用于加工成各种坩埚、模具、舟皿和发热体等异型石墨产品。例如,在石英玻璃行业,每生产1t电熔管,需用石墨电极坯料10t;每生产1t石英砖,需消耗石墨电极坯料100kg。

  •   石墨电极,主要以石油焦、针状焦为原料,煤沥青作结合剂,经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成,是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体,根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和超高功率。
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  •   石墨电极较容易加工,且加工速度明显快于铜电极。比如采用铣削工艺加工石墨,其加工速度较其它金属加工快2~3倍且不需要额外的人工处理,而铜电极则需要人手挫磨。同样,如果采用高速石墨加工中心制造电极,速度会更快,效率也更高,还不会产生粉尘问题
    17-07-29 17:03:27
  •   表面涂覆一层抗氧化保护层(石墨电极抗氧化剂)的石墨电极。形成既能导电又耐高温氧化的保护层,降低炼钢时的电极消耗(19%~50%),延长电极的使用寿命(22%~60%),降低电极的电能消耗。这项技术的推广使用可以带来这样的经济社会效应: 
    17-07-29 17:03:42
  •   普通功率石墨电极允许使用电流密度低于 17A/厘米2的石墨电极,主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。  高功率石墨电极允许使用电流密度为18~25A/厘米2的石墨电极,主要用于炼钢的高功率电弧炉。  超高功率石墨电极,允许使用电
    17-07-29 17:04:18
  •   模具几何形状的日益复杂化以及产品应用的多元化导致对火花机的放电精确度要求越来越高。石墨电极的优点是加工较容易,放电加工去除率高,石墨损耗小,因此,部分群基火花机客户放弃了铜电极而改用石墨电极。另外,有些特殊形状的电极无法用铜制造,但石墨
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  •   石墨具有以下铜无法比拟的优质特性:  1.加工速度:高速铣粗加工较铜快3倍;高速铣精加工较铜快5倍  2.可加工性好,能实现复杂的几何造型  3.重量轻,密度不足铜的1/4,电极容易夹持  4.可减少单个电极的数量,因为可捆绑做成组合电
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  •   表面涂覆一层抗氧化保护层(石墨电极抗氧化剂)的石墨电极。形成既能导电又耐高温氧化的保护层,降低炼钢时的电极消耗(19%~50%),延长电极的使用寿命(22%~60%),降低电极的电能消耗。这项技术的推广使用可以带来这样的经济社会效应: 
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  •   石墨及碳素制品具备优良的性能,应用日益广泛,产能及效益呈快速增长趋势。2011年,中国石墨及碳素制品行业发展迅速,行业内企业对成本费用的管理控制能力较高,盈利能力较强。国家统计局数据显示,2011年,我国石墨及碳素制品行业实现工业总产值
    17-08-01 11:32:08
  •   碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物--有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。生物体内
    17-08-01 11:33:17
  •   允许使用电流密度低于 17A/厘米2的石墨电极,主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。  抗氧化涂层石墨电极  表面涂覆一层抗氧化保护层(石墨电极抗氧化剂)的石墨电极。形成既能导电又耐高温氧化的保护层,降低聚兴碳素石墨电极炼钢时的
    17-08-01 11:39:58
  •   电子或电器装置、设备中的一种部件,用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端。输入电流的一极叫阳极或正极,放出电流的一极叫阴极或负极。电极有各种类型,如阴极、阳极、焊接电极、电炉电极等。  在电池中电极一般指与
    17-08-01 11:43:06
  •   任何金属与电解液接触都会产生电势(位),这是电极的最主要的特征性质。电极如果电极界面上存在着单独一种氧化还原对的快速电子交换,即存在着交换电流很大的(见迁越超电势)单一电极反应,这种电极能很快建立电化学平衡,称为可逆电极。可逆电极的电势
    17-08-01 11:44:23
  •   ④ 难溶盐电极,氧化还原对的一个组分是难溶盐或其他固相。因此它包含三个物相、 两个界面(图1),在每一相界面上存在着单一的快速迁越过程,如甘汞电极(Hg|Hg2Cl2|Cl)、电极(Hg|HgO|OH)。在甘汞电极中,甘汞与电解液的溶解
    17-08-01 11:46:29
  •   火花机电极,也称为铜公,也是火花机加工中不可缺少的。  电极火花机加工时,电极和工件分别连接脉冲电源的两极。在电极与工件上施加的脉冲电压产生火花放电。放电的瞬间温度可高达一万摄氏度以上,高温使得工件表面局部气化或熔化。  紧接着下一个脉
    17-08-01 11:48:50
  • 石墨棒为非金属制品,作为碳弧气刨切割工艺中的一种必备的焊接前的切割耗材,是由碳、石墨加上适当的粘合剂,通过挤压成形,经2200℃焙烤旋段后镀一层铜而制成,耐高温,导电性良好,不易断裂,适用于将金属切割成符合要求的形状。石墨棒常用于高温真空炉
    17-08-01 11:51:56
  •   石墨具有以下铜无法比拟的优质特性:  1.加工速度:高速铣粗加工较铜快3倍;高速铣精加工较铜快5倍  2.可加工性好,能实现复杂的几何造型  3.重量轻,密度不足铜的1/4,电极容易夹持  4.可减少单个电极的数量,因为可捆绑做成组合电
    17-08-02 16:47:57
  • 碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。
    17-08-02 16:51:07
  •   石墨新用途:  随着科学技术的不断发展,人们对石墨也开发了许多新用途。  柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨,是年代开发的一种新的石墨制品。  1971年美国研究成功柔性石墨密封材料,解决了原子能阀门泄漏问题,随后德、日、法也开始研制生
    17-08-02 16:53:36
  •   表面涂覆一层抗氧化保护层(石墨电极抗氧化剂)的石墨电极。形成既能导电又耐高温氧化的保护层,降低炼钢时的电极消耗(19%~50%),延长电极的使用寿命(22%~60%),降低电极的电能消耗。这项技术的推广使用可以带来这样的经济社会效应: 
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  •   石墨电极,主要以石油焦、针状焦为原料,煤沥青作结合剂,经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成,是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体,根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和超高功率。
    17-08-07 19:29:01

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