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石墨材料的热膨胀系数小,铜材料的热膨胀系数是石墨材料的4倍,因此在放电加工中石墨电极与铜电极相比难以变形,能够得到更稳定可靠的加工精度。 特别是在加工深而窄筋的部位的情况下,如果局部变高,则铜电极容易产生弯曲变形,但石墨电极不会这样; 对于长宽比大的铜电极,在加工设定时需要通过修正一定的热膨胀值来修正尺寸,但不需要石墨电极。
石墨电极生产特点
(1)生产周期长。普通功率石墨电极的生产周期为45天左右,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)生产工序很多。 生产工艺包括原料焙烧、粉碎、配料、混炼、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等。 其生产需要大量的机械设备和特殊结构的窑炉,建设投资大,投资回收期长。
石墨电极的运输和贮存:
1、吊运或倒运电极时,要小心操作,防止由于电极倾斜造成滑落,打坏电极。
2、为电极端面和电极螺纹的良好,请不要直接用铁钩钩挂电极两端孔吊运电极。
3、装卸接头箱子时,要轻拿轻放,以防磕碰接头,造成螺纹损伤。
4、请不要把电极和接头直接堆放在地面上,要放在木方或铁架上,要防止电极碰损或粘上泥土,暂时不用的电极和接头,不要把包装物去掉,要防止灰尘、杂物落到螺纹上或电极孔内。
5、电极在库房内贮存要摆放整齐,电极垛两侧要垫好,以防滑垛。电极的堆放高度一般不超过2米。
6、存放的电极要注意防雨、防潮。受潮湿的电极,使用前要烘干,以免炼钢时电极产生裂纹和增加氧化。
7、存放电极接头不要靠近高温处,以防温度过高使接头栓熔化。
石墨电有能承受大电流条件的特性,另外,在合适的粗加工设定条件下,含碳元素的钢工件在加工时产生的蚀除物和工作液在高温下产生的分解物中的碳颗粒,在极性效应的作用下,部分蚀除物、碳颗粒会粘附在电极表面形成一层保护层,了石墨电极在粗加工中的损耗极小,甚至是“零损耗”。
电火花加工中主要的电极损耗量来自于粗加工,精加工设定条件虽然损耗率较高,但因零件预留加工余量不多即加工蚀除量较少,其总体损耗量也较少。总体而言,石墨电极在大电流的粗加工中损耗会少于铜电极,在精加工中损耗可能会稍大于铜电极,二者的电极损耗情况相当。
石墨材料的颗粒直径直接影响电火花加工的表面粗糙度,直径越小可获得更低的表面粗糙度值。几年前使用颗粒直径φ5 μm的石墨材料,电火花加工的佳表面只能达到VDI18(Ra0.8 μm),现今石墨材料的颗粒直径已能达到φ3 μm以内,电火花加工的佳表面可稳定达到VDI12(Ra0.4 μm)或者更精细的等级,但石墨电极无法进行镜面电火花加工。铜材料的电阻率较低,组织结构致密,电火花精加工易获得稳定的加工状态,在较困难的条件下也能稳定加工,表面粗糙度可小于Ra0.1 μm,能进行镜面电火花加工。
石墨电极根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和功率,功率石墨电极占比近年不断提升,2016 年占比已达 38%。石墨电极下游主要包括电弧炉炼钢、黄磷工业、磨料和工业硅等,其中电弧炉炼钢占比石墨电极需求一半以上。
石墨电极主要以石油焦、针状焦为原料,煤沥青做结合剂,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,可分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极和功率石墨电极。
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