石墨電極的螺紋加工是機(jī)械加工的關(guān)鍵工序,也是終加工工序。國內(nèi)炭素行業(yè)大多采用C630車床單刀銑削,其缺點(diǎn)是刀具磨損嚴(yán)重,螺距誤差大,牙面粗糙度高,倒角調(diào)整麻煩,且難以整齊劃一。部分企業(yè)已經(jīng)或正在改裝的手動(dòng)梳刀加工,比起單刀加工來,螺紋精度與牙面質(zhì)量已有較大提高,但軸向和徑向尺寸難以控制,倒角不規(guī)則,電極的長短不一,造成對(duì)刀困難,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也很大。
石墨電極生產(chǎn)線
1、原材料
石墨電極生產(chǎn)主要以石油焦為主,添加針狀焦和煤瀝青。
2、煅燒
在煅燒過程中,原料排除所含水分和揮發(fā)物,提高了原料的理化性能,設(shè)備采用罐式煅燒爐、回轉(zhuǎn)窯和電煅燒爐。
3、擠壓成型
混合后材料是用擠壓機(jī)擠壓成型的,擠壓設(shè)備為臥式液壓擠壓機(jī)和螺桿擠壓機(jī),擠壓出來叫生坯。
4、焙燒
通過焙燒工藝,可大大提高材料的熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和電導(dǎo)率。
焙燒爐主要爐型:
連續(xù)作業(yè):環(huán)式爐(帶蓋、不帶蓋)、隧道窯
間歇作業(yè):倒焰窯、車底式焙燒爐、箱式焙燒爐
5、浸漬
是焙燒品放入壓力容器中,在一定的壓力和溫度條件下將液態(tài)浸漬劑瀝青浸入滲透到電極孔隙中。
6、石墨化
是指在高溫電爐內(nèi)把電極半成品加熱到2300-3000 ℃以上,使無定形亂層結(jié)構(gòu)炭轉(zhuǎn)化成三維有序石墨晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的高溫?zé)崽幚磉^程。石墨化只有通電加熱方式才能進(jìn)行,采用的有艾奇遜(Acheson)石墨化爐和內(nèi)熱串接(LWG)爐。
7、機(jī)械加工
電極機(jī)械加工的目的是依靠自動(dòng)或者半自動(dòng)數(shù)控機(jī)切削加工來到達(dá)所需要的尺寸、形狀、精度等,制成符合使用要求電極本體和接頭。
石墨加工也是有一定的難度的:
(1) 石墨電極的生產(chǎn)周期長。普通功率石墨電極的生產(chǎn)周期為45天左右,功率石墨電極的生產(chǎn)周期達(dá)70天以上,而需要多次浸漬的石墨電極接頭生產(chǎn)周期更長。
(2) 能源消耗較高。生產(chǎn)1t普通功率石墨電極需要消耗電能6000kW·h左右,煤氣或天然氣數(shù)千立方米,冶金焦粒和冶金焦粉約1t。
(3) 生產(chǎn)工序多。生產(chǎn)工序包括原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機(jī)械加工等。其生產(chǎn)需要許多機(jī)械設(shè)備和特殊結(jié)構(gòu)的窯爐,建設(shè)投資較大,投資回收期較長。
(4) 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一定數(shù)量的粉塵和有害氣體,需要采取完善的通風(fēng)降塵及消除有害氣體的環(huán)境保護(hù)措施。
(5)生產(chǎn)所需炭質(zhì)原料石油焦和煤瀝青等為煉油企業(yè)和煤化工企業(yè)生產(chǎn)加工副產(chǎn)品,原料的質(zhì)量及其穩(wěn)定性難以得到充分的保障,尤其是高功率和功率石墨電極生產(chǎn)用針狀焦、改質(zhì)電極瀝青和低喹啉不溶物含量浸漬劑瀝青,急需我國石油和煤化工加工企業(yè)的重視和積極配合。
雖說石墨是易切削的材料,但對(duì)刀具的損耗特別大,而且加工過程中產(chǎn)生的粉塵不僅會(huì)磨損機(jī)床內(nèi)部零件(絲杠、導(dǎo)軌等),甚至?xí){操機(jī)人員的身心健康,所以石墨材料的加工需要使用密封性能良好的加工設(shè)備。石墨雕銑機(jī)則擁有良好的密封性,根據(jù)石墨材料的加工特性,配備了多重防護(hù),在導(dǎo)軌面上安裝了多層防護(hù)盔甲,有效保護(hù)絲杠導(dǎo)軌;配有率的集塵系統(tǒng),有效吸收石墨粉塵 。在其他方面,石墨雕銑機(jī)的鑄件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,加工精度高,使用壽命長,可以滿足機(jī)床重切削或者高速切削的需求。
確保石墨精雕機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是十分重要的,可以大限度地發(fā)揮出石墨精雕機(jī)的加工能力,為工廠創(chuàng)造更大的價(jià)值。石墨精雕機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn),則會(huì)影響到加工精度以及加工效率,甚至嚴(yán)重的會(huì)造成機(jī)床內(nèi)部件的損壞,石墨精雕機(jī)屬于大型機(jī)床,維修費(fèi)用也是非常高。
石墨材料到底有著比銅模電極有哪些優(yōu)勢(shì)呢?
選擇石墨作為電極材料在歐洲超過90%以上的電極材料是石墨。銅這種曾經(jīng)占統(tǒng)治地位的電極材料,和石墨電極相比它的優(yōu)勢(shì)幾乎消失殆盡。
石墨做電極的原因:
1.重量更輕:石墨的密度只有銅的1/5,大型電極進(jìn)行放電加工時(shí),能有效降低機(jī)床(EDM)的負(fù)擔(dān);更適合于在大型模具上的應(yīng)用。
2.加工速度更快:通常情況下,石墨的機(jī)械加工速度能比銅快2~5倍;而放電加工速度比銅快2~3倍;
3.放電消耗更??;由于火花油中也含有C原子,在放電加工時(shí),高溫導(dǎo)致火花油中的C原子被分解出來,轉(zhuǎn)而在石墨電極的表面形成保護(hù)膜,補(bǔ)償了石墨電極的損耗。
4.材料更不容易變形:在薄筋電極的加工上優(yōu)勢(shì)明顯;銅的軟化點(diǎn)在1000度左右,容易因受熱而產(chǎn)生變形;石墨的升華溫度為3650度;熱膨脹系數(shù)僅有銅的1/30。