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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。
石墨材料的密度小于铜,相同体积的石墨电极的重量只有铜电极的1/5。 体积大的电极使用石墨材料非常合适,大大减轻了电火花加工机床主轴的负荷,避免了由于重量大导致电极安装不方便、加工过程中出现偏航位移等问题,表明在大型模具加工中使用石墨电极是有意义的。
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。
优点
(1)石墨电极单位消耗的较少,生产成本有一定的降低。
(2) 石墨电极所耗电能较少,节约单位炼钢电消耗量,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) 石墨电极是低消耗和低污染产品,在节能减排环保提倡的今天,具有非常重要的社会意义。
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。 功率石墨电极 允许使用电流密度大于 25A/厘米 2的石墨电极。主要用于功率炼钢电弧炉。
石墨是非金属材料,熔点非常高,达到3 650℃,铜的熔点为1083℃,因此石墨电极可以承受更大的电流设定条件。放电面积和电极尺寸的比例越大,石墨材料粗加工的性就越明显。石墨的导热系数是铜的三分之一,放电过程中产生的热量对去除金属材料更有效,因此在中间精加工中处理效率比铜电。加工经验表明,在正确的使用条件下,石墨电极的放电处理速度比整个铜电极快1.5~2倍。
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。铜材料电阻率低,结构致密。电火花精加工容易获得稳定的加工状态,在困难条件下也能稳定加工。表面粗糙度可小于Ra0.1微米,可用于镜面电火花加工。
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