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。
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。
石墨具有以下铜无法比拟的特性:
加工速度:高速铣粗加工较铜快3倍;高速铣精加工较铜快5倍
可加工性好,能实现复杂的几何造型
重量轻,密度不足铜的1/4,电极容易夹持
可减少单个电极的数量,因为可捆绑做成组合电极
热稳定性好,不变形无加工毛刺
石墨在大自然中非常普遍,并且石墨烯是人类已知强度高的物质,但科学家可能仍然需要花费数年甚至几十年时间,才能找到一种将石墨转变成大片石墨烯“薄膜”的方法,从而可以用它们来为人类制造各种有用的物质。据科学家称,石墨烯除了异常牢固外,还具有一系列的特性,石墨烯还是目前已知导电性能出色的材料,这使它在微电子领域也具有的应用潜力。研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品,能用来生产未来的超级计算机。
生产特点:生产周期长、能源消耗较高、生产工序多的,所需炭质原料石油焦和煤沥青等为炼油企业和煤化工企业生产加工副产品,原料的质量及其稳定性难以得到充分的保障,尤其是高功率和功率石墨电极生产用针状焦、改质电极沥青和低喹啉不溶物含量浸渍剂沥青,急需我国石油和煤化工加工企业的重视和积极配合。
应用领域:
(1)用于电弧炼钢炉;我国电炉钢产量约占粗钢产量的18%左右,炼钢用石墨电极占石墨电极总用量的70%~80%。电炉炼钢是利用石墨电极向炉内导入电流,利用电极端部和炉料之间引发电弧所产生的高温热源来进行冶炼。
(2)用于矿热电炉;矿热电炉主要用于生产工业硅和黄磷等,其特点是导电电极的下部埋在炉料中,在料层内形成电弧,并利用炉料自身的电阻所发出的热能来加热炉料,其中要求电流密度较高的矿热电炉需用石墨电极,例如每生产1t硅需消耗石墨电极约100kg,每生产1t黄磷需消耗石墨电极约40kg。
(3)用于电阻炉;生产石墨制品的石墨化炉、熔化玻璃的熔窑和生产碳化硅用的电炉等都属于电阻炉,炉内所装物料既是发热电阻又是被加热对象,通常,导电用的石墨电极嵌入电阻炉端部的炉头墙中,用于此处的石墨电极不连续消耗。
(4)用于制备异型石墨产品;石墨电极的毛坯还用于加工成各种坩埚、模具、舟皿和发热体等异型石墨产品。
虽说石墨是易切削的材料,但对刀具的损耗特别大,而且加工过程中产生的粉尘不仅会磨损机床内部零件(丝杠、导轨等),甚至会威胁操机人员的身心健康,所以石墨材料的加工需要使用密封性能良好的加工设备。石墨雕铣机则拥有良好的密封性,根据石墨材料的加工特性,配备了多重防护,在导轨面上安装了多层防护盔甲,有效保护丝杠导轨;配有率的集尘系统,有效吸收石墨粉尘 。在其他方面,石墨雕铣机的铸件结构稳定,加工精度高,使用寿命长,可以满足机床重切削或者高速切削的需求。
石墨能防止锅炉结垢,石墨的主要用途之一是生产耐火材料,包括耐火砖、坩埚、连铸粉、型芯、模具、洗涤剂和耐高温材料。石墨制品经过加热后能释放远红外线等等。随着科学技术的不断发展,人们也开发了许多石墨的新用途。
再有就是石墨电极材料的抗折强度,石墨电极材料的抗折强度是材料强度的直接体现,显示材料内部结构的紧密程度。强度高的材料,其放电的耐损耗性能相对较好,对于精度要求高的电极,尽量选择强度较好的材料。