海南石墨电极

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

石墨具有较高的高温强度、低热膨胀系数、较好的可加工性和良好的热、电导率，因此石墨电极广泛应用于冶金、电炉、电火花加工等领域。在电火花加工方面，新型石墨电极材料及其加工技术的发展扩展了电火花加工的应用范围，提高了其使用性能。石墨电极与铜电极相比具有电极消耗小、加工速度快、机械加工性能好、加工精度高、热变形小、重量轻、表面处理容易、耐高温、加工温度高、电极可粘结等优点。尽管石墨是一种非常容易切削的材料，但由于用作EDM电极的石墨材料必须具有足够的强度以免在操作和EDM加工过程中受到破坏，同时电极形状（薄壁、小圆角、锐变）等也对石墨电极的晶粒尺寸和强度提出较高的要求，这导致在加工过程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨损。因此如何防止工件崩碎、提高表面加工质量、降低加工刀具成本成为石墨电极加工的一个重要问题。通常用常规的车削、铣削、磨削方法可以满足加工简单形状电极的需求，但近年来对电极几何形状复杂性的要求持续增加。高速加工的高加工表面质量和高加工精度使得石墨电极的高速加工已成为模具EDM加工中的一个热点，许多生产厂家都已推出了石墨高速加工中心。例如Makino SNC64数控高速石墨铣床、R？：ders RFM系列机床等，主轴转速通常在10000～60000r/min，进给速度可达60m/min 以上，加工壁厚小于1mm，较小圆角半径小于0.2mm。由于EDM石墨电极高速加工仍属一种新的工艺，不同石墨材料加工性能也各不相同，对于石墨电极高速加工中的工件崩碎、刀具磨损、加工策略等问题，国内较少有文献提及。本文介绍了日本、德国等在高性能石墨电极材料机械加工方面的研究成果，包括石墨电极材料的切削机理、切削温度、刀具磨损、切屑处理等方面的基本理论，以及石墨电极高速加工策略、加工参数选择等内容。

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。

电弧炉炼钢从整体可分为原材料的收集、冶炼前的准备工作、熔化期、氧化期和还原期五大阶段。原材料的收集废钢是电弧炉炼钢的主要材料，废钢质量的好坏直接影响钢的质量、成本和石墨电极生产率，因此，对废钢有如下几点要求：(1)废钢表面应清洁少锈，因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉料的导电性能，延长熔化时间，还会影响氧化期去磷效果以及侵蚀炉衬。废钢锈蚀严重或沾有油污时会降低钢和合金元素的收得率，增加钢中的含氢量。(2)废钢中不得混有铅、锡、砷、锌、铜等有色金属。铅的密度大，熔点低，不溶于钢液，易沉积在炉底缝隙中造成漏钢事故。锡、砷和铜，易引起钢的热脆。(3)废钢中不得混有密封容器，易燃、易爆物和有毒物，以保证安全生产。(4)废钢化学成分应明确，硫、磷含量不宜过高。(5)废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜**过150mm×150mm，较大长度不宜**过350mm)。生铁在电弧炉炼钢中，一般被用来提高炉料的配碳量，通常配入量不**过炉料的30%。冶炼前的准备工作配料是石墨电极炼钢工艺中不可缺少的组成部分，配料是否合理关系到炼钢工能否按照工艺要求正常地进行冶炼操作。合理的配料能缩短冶炼时间。配料时应注意：一是必须正确地进行配料计算和准确地称量炉料装入量。二是炉料的大小要按比例搭配，以达到好装、快化的目的。三是各类炉料应根据钢的质量要求和冶炼方法搭配使用。四是配料成分必须符合工艺要求。熔化期在电弧炉炼钢工艺中，从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化期。熔化期约占整个冶炼时间的一半左右，耗电量占电耗总数的2/3左右。熔化期的任务是在保证炉体寿命的前提下，用较少的电耗快速地将炉料熔化升温，并造好烧化期的炉渣，以便稳定电弧，防止吸气和提前去磷。(1)启弧阶段。通电启弧时炉膛内充满炉料，电弧与炉**距离很近，如果输入功率过大，电压过高炉**容易被烧坏，所以一般选用中级电压和输入变压器额定功率的2/3左右。(2)穿井阶段。这个阶段电弧完全被炉料包围起来，热量几乎全部被炉料所吸收，不会烧坏炉衬，所以使用最大功率，一般穿井时间为20min左右，约占总熔化时间的1/4。(3)石墨电极上升阶段。石墨电极穿井到底后，炉底已形成熔池，炉底石灰及部分元素氧化，使得在钢液面上形成一层熔渣，四周的炉料继续受辐射热而熔化，钢液增加使液面升高，石墨电极逐渐上升。这阶段仍采用最大功率输送电能，所占时间为总熔化时间的1/2左右。(4)熔化末了**。炉料被熔化3/4以上后，电弧已不能被炉料遮蔽，3个石墨电极下的高温区已连成一片，此时如长时间采用最大功率供电，电弧会强烈损坏炉盖和炉墙。熔化期的主要任务是熔化炉料，但是在熔化期既是造好炉渣，也是熔化期的重要操作内容，如果仅为满足覆盖钢液及稳定电弧的要求，只需1%～1.5%的渣量就已足够了，但从脱磷的要求考虑，熔化渣必须具有一定的氧化性、碱度和渣量。

么是石墨电极？石墨电极包括：（1）普通功率石墨板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。（2）抗氧化涂层石墨板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：①石墨板单位消耗的较少，生产成本有一定的降低。例如某炼钢厂，按全年未发生停产一级LF精炼炉每周35根石墨电极左右，精炼处理165炉的消耗量计算，采用石墨电极抗氧化技术后，每年可节省373根（153吨）电极，每年每吨**高功率电极16，900元人民币计算，可节省258.57万元人民币。②石墨板所耗电能的较少，节约的单位炼钢电消耗量，节约了生产成本，节能！③由于石墨电极换次数较少，就较少了操作工人劳动量和危险系数，提高了生产效率。④石墨板是高消耗和高污染产品，在节能减排环保提倡的几天，具有非常重要的社会意义。这种技术在国内尚处于研究开发阶段，也有些国内厂家也开始生产。在日本等发达国家有得到比较广泛的应用。目前国内也出现了专门进口这中抗氧化保护涂层的公司。（3）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。（4）**高功率石墨板。允许使用电流密度大于25A／厘米2的石墨电极。主要用于**高功率炼钢电弧炉。