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。
石墨电极主要以石油焦、针状焦为原料,以煤沥青为粘结剂,经焙烧、配料、混炼、压制、焙烧、石墨化、机械加工制成,是电弧炉中以电弧形式释放电能加热熔化炉料的导体。
随着高科技的发展,石墨材料的制备技术不断完善,满足不同电火花加工需求的石墨材料层出不穷,市场上诞生了石墨高速铣削机床,数控电火花加工机床的石墨放电性能也全面提高。
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。 特别是在加工较深窄筋部位的情况下,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,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。
石墨材料密度比铜小,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。