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石墨电有耐受大电流条件的特性,在适当的粗加工设定条件下加工含碳元素的钢工件时产生的腐蚀物和工作液在高温下产生的分解物中的碳粒子,由于极性效应,部分腐蚀物、碳粒子附着在电极表面形成保护层,粗加工中石墨电极的损失极小。

国内石墨电极的机械加工大致可分为两种类型。 一是吉炭、兰炭等,从美、日等国家引进数控电极加工自动线,大大提高了电极的加工质量,达到国际水平。另一种是其他企业还普遍使用的经过简单改造的国产普通车床,加工时工人劳动强度大,生产效率低,规格受限,且加工精度、表面粗糙度难以满足炼钢行业的要求,在国际市场上竞争力不强。 对这些企业来说,迅速扭转这种状况的根本途径是立足国内,尽快采用技术和设备改造生产线,提高石墨电极的机械加工水平。

石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质,它们互为同素异形体。
1) 耐高温性:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
2) 导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在的温度下,石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
3)润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
4)化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
5)可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。
6)抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。

石墨质软,黑灰色;有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。比重为1.9~2.3。比表面积范围集中在1-20m2/g,在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是耐温的矿物之一。它能导电、导热。

石墨的工艺特性主要由其结晶形态决定。 晶体形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途。 在工业上,根据结晶形态将天然石墨分为三类。

1、作耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。
2.作导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。

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。
石墨电极优点
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。
2、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,其加工速度较其他金属加工快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的磨损耗和铜电极的破损。这样一来,加工时间大幅减少,同时也减少了制造成本。
3、石墨电极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方面有不同的预留量,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。
石墨电极注意事项
1、受潮湿的石墨电极,使用前要烘干。
2、去除备用石墨电极孔上的泡沫塑料保护帽,检查电极孔内螺纹是否完整。
3、用不含油和水的压缩空气清理备用石墨电极表面和孔内螺纹;避免用钢丝团或金属刷砂布清理。
4、将接头小心地旋入备用石墨电极一端(不建议将接头直接装入炉上撤换下来的电极)的电极孔内,不得碰撞螺纹。
5、将电极吊具(建议采用石墨材质的吊具)拧入备用电极另一端的电极孔内。
6、起吊电极时,垫松软物到备用电极装接头一端的下面,以防止地面碰损接头;用吊钩伸入吊具的吊环后吊起,吊运电极要平稳,防止电极由B端松脱或与其它的固定装置碰撞。
7、将备用电极吊到待接电极上方,对准电极孔后慢慢落下;旋转备用电极,使螺旋吊钩与电极一起转动下降;在两支电极端面相距10-20mm时,再次用压缩空气清理电极两个端面和接头的部分;在后完全下放电极时,不可过猛,否则因猛烈碰撞,会导致电极孔和接头的螺纹受损。
8、用力矩扳手拧备用电极,直到两支电极的端面紧密接触为止(电极和接头的正确连接夹缝小于0.05mm)。

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