石墨电极是采用石油焦为骨料,煤沥青为粘结剂,经过破碎、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺生产的一种耐高温抗氧化的导电材料。
石墨电极具有良好的电性能和化学稳定性,在高温下机械强度高,杂质含量少,抗振性能好。是热和电的良好导体。
广泛用于炼钢电弧炉、精炼炉、生产铁合金、工业硅、黄磷、刚玉等矿热炉及其他利用电弧产生高温的熔炼炉中。
根据使用时功率和电流的不同,采用不同原材料和生产工艺生产,可分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极、**高功率石墨电极。按电极的直径不同,有φ75~600mm不同规格。根据用户的特殊要求,可加工生产特殊规格的石墨电极和异型石墨产品。
普通功率石墨电极
允许使用电流密度低于 17A/cm2的石墨电极,主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。
抗氧化石墨电极,就是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。它与普通石墨电极相比,其特点是:
①1500℃内有效防止石墨电极表面氧化。
②减低石墨电极消耗24%~50%。
③提高电极使用寿命26%~60%。
石墨电极的优点注:电火花加工用石墨板,也称为铜公1: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,但石墨则较容易成型,而且铜电极较重,不适合加工大电极,这些因素都造成部分群基火花机客户应用石墨电极。2:石墨板较容易加工,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。在这些加工过程中,选择硬度合适的工具和石墨可减少刀具的磨损耗和铜公的破损。如果具体比较石墨电极与铜电极石墨电极的铣削时间,石墨较铜电极快67%,在一般情况下的放电加工中,采用石墨电极的加工要比采用铜电极快58%。这样一来,加工时间大幅减少,同时也减少了制造成本。3:石墨板与传统铜电极的设计不同。许多模具厂通常在铜电极的粗加工和精加工有不同的预留量,而石墨电极则使用几乎相同的预留量,这减少了CAD/CAM和机器加工的次数,单是这个原因,就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。
石墨板在工业生产中的重要性
石墨板较大的用途就是在半导体领域中,但是在太阳能电池、传感器方面、纳米电子学、高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料等领域应用也是非常广泛的。
石墨板在工业上运用较广,用于制作冶炼上的高温坩埚、机械工业的润滑剂、制作电极和铅笔芯;广泛用于冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业催化剂等。鳞片石墨经过深加工,又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石墨制品、石墨减磨添加剂等**产品,成为各个工业部门的重要非金属矿物原料。石墨板不再是我们以前简单的认识--只做电极。如今石墨在工业中占有的重要地位也是有目共睹。
8 电极损耗的调整:
放电加工时,单位时间内电极的蚀除量称之为损耗速度。在实际生产中,通常采用相对损耗作为衡量工具电极耐损耗的指标.
在电火花加工中存在4种损耗:整体损耗、角损耗、端面损耗和侧面损耗。由于角部损耗决定最后加工的精度,所以它的损耗率较重要,特别是电极精修时应重视角损耗。
石墨电极放电加工时,电流越大,电极损耗越小,
正常情况下,脉宽越大,电极损耗越小.但在石墨电极放电加工中过大的脉宽会导致石墨电极出现毛刺的负损现象,所以石墨电极的较大脉宽一般不**过420μs,且随着放电面积的越小,其脉宽值也越小;
合理配合脉宽,也可减少电极损耗,当IP=10A~120A、ON=100μs~300μs时,是石墨电极放电加工无损耗条件。
7 表面粗糙度的调整 :
表面粗糙度由脉冲宽度、峰值电流、电极材料和工件材料共同决定的.电火花加工的表面和机械加工的表面不同,它是由无方向性的无数小坑和硬凸边所组成,电火花加工表面粗糙度通常用微观轮廓平面度的平均算术偏差Ra表示。
表面粗糙度受石墨颗粒直径大小的影响, 颗粒越大其得到的表面粗糙度就越粗.通常选用细粒径的石墨来提高表面光洁度;
脉宽越大,单位时间内放电时间越长,放电蚀痕越深,其加工表面也越粗.石墨电极以较小的脉宽来完成放电过程,则形成较浅的蚀痕而利于抛光.铜电极为了损耗小用较长的脉宽来完成放电,其形成的蚀痕较深、表面硬度也大,从而导致抛光困难;
峰值电流越大,加工表面粗糙度, 其没有脉宽影响大,所以石墨电极的“大电流、小脉宽”原则也是降低加工表面粗糙度的特点.
主轴摇动加工方式也是降低表面粗糙度和获得均匀纹面的有效手段。
石墨放电加工特点:
a:价格便宜,经济实用。
b:能够受大电流,放电速度快效率高。
c:不易变形,适合薄的骨位(ria)加工。
d:目前在镜面放电方面有待改进。
石墨电极综合加工条件的参数设定:
1.粗加工参数组合:
①.脉宽:200us,峰值电流:55a,平均电流:25a,得粗糙度:ra12.5
2.中加工参数组合:
②.脉宽:100us,峰值电流:30a,平均电流:15a,得粗糙度:ra9
③.脉宽:50us,峰值电流:15a,平均电流:6a,得粗糙度:ra6.3
④.脉宽:25us,峰值电流:12a,平均电流:5a,得粗糙度:ra4.5
⑤.脉宽:12us,峰值电流:8a,平均电流:4a,得粗糙度:ra3
3.精加工参数组合:
⑥.脉宽:6us,峰值电流:6a,平均电流:3a,得粗糙度:ra2.1
⑦.脉宽:3.2us,峰值电流:4a,平均电流:1~2a,得粗糙度:ra2