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    石墨粉采取石墨電極確實具有很多優勢

    2019-11-22 11:33:13

    石墨粉采取石墨電極確實具有很多優勢,但是如何將這種材料優勢發揮出來,真正做到提高效率、降低成本、提高市場競爭力,這些問題不僅僅是石墨生產商考慮的問題,更是石墨的使用者要慎重對待的問題。那么在應用石墨材料的時候首先應該解決哪些問題呢?

    除塵:由于石墨是細顆粒結構,在機械加工時,會產生大量的粉塵,對工廠環境有較大影響;此外,粉塵對設備的影響主要體現在對設備電源的影響上,由于石墨的導電性非常好,進入電源箱后,容易造成電源短路等故障;因此建議配備石墨專用加工機進行加工。但是由于石墨專用加工設備投資成本較大,很多企業在此方面均比較謹慎。在這樣的情況下,可以采取以下幾種解決方案:

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    石墨電極外協:隨著石墨在模具行業中的應用日趨廣泛,越來越多的模具代工(OEM)企業也紛紛導入了石墨電極的代工業務。

    浸油后加工:購買石墨后,先在火花油中浸泡一段時間(具體根據石墨的體積來判斷),然后在放到加工中心中進行加工,這樣,石墨粉塵便不會亂飛,而是往下掉。這樣對設備和環境的影響會降到Z少。

    改裝加工中心:所謂改裝,主要是在普通的加工中心上加裝吸塵器。

    放電石墨加工時的放電間隙:與銅不同的是,由于石墨電極放電速度更快,單位時間內腐蝕出來的加工渣更多,如何有效排渣成為一個問題;因此,要求放電間隙比銅更大些。一般而言,在設置放電間隙時,石墨的放電間隙比銅要大10~30%。

    正確認識其不足:除了粉塵外,石墨還存在一些不足。比如在加工鏡面模具時,相較于銅電極,石墨電極更不容易達到理想效果,而要達到較好的表面效果,則需選擇顆粒度Z細的石墨,而這種石墨的成本往往比一般石墨要高4~6倍。另外,石墨的再利用性較低,由于生產工藝的關系,石墨只有很少一部分才能用于再生產和利用。電火花加工后的廢棄石墨暫時無法進行再利用,因此對企業的環境管理帶來一定的考驗,在此方面,可以為客戶進行免費回收廢棄石墨,以免給客戶的環境認證帶來困擾。

    機械加工中的崩角:由于石墨比銅更脆,如果用加工銅電極的方法來加工石墨的話,容易造成電極崩角,尤其是在加工薄筋電極時。在此方面,可以為模具廠家提供免費的技術支持。主要是通過刀具選擇,走刀的方式,以及加工參數的合理配置來實現。采用天然鱗片石墨無粘結劑冷壓成型為天然鱗片石墨樣品,分別研究了成型壓力、保壓時間的變化對樣品密度、孔隙度和抗折強度的影響。定性的分析了天然鱗片石墨樣品的微觀結構和抗折強度之間的關系。選用硼酸—尿素和硅酸四乙酯—丙酮—鹽酸兩種體系,分別研究和探討了天然石墨粉體和天然石墨電極樣品在抗氧化處理前后的抗氧化性能和機理。主要研究內容和結果如下: 研究了天然鱗片石墨的成型性能,成型條件對微觀結構和性能的影響。結果表明,對天然鱗片石墨樣品的成型壓力越大,樣品的密度和抗折強度越大,而樣品的孔隙率越小;保壓時間對樣品的密度影響不大,在5分鐘以上樣品的成型性較好;抗折強度表現出明顯的各向異性,在不同方向的平均抗折強度分別為5.95MPa、9.68MPa、12.70MPa??拐蹚姸鹊母飨虍愋耘c石墨的微觀結構密切相關。

    研究了溶液法和溶膠法制備硼氮體系和硅溶膠包覆天然鱗片石墨粉體前后的抗氧化性。結果表明,隨著浸漬次數越多,硅溶膠和硼氮體系在石墨粉體表面包覆的量越多,抗氧性越好;天然鱗片石墨的氧化起始溫度在883K,在923K時的氧化失重率為407.6mg/g/h;分別采用硼酸-尿素體系和硅酸乙酯-乙醇-鹽酸體系9次浸漬,在1273K,N2氣氛下石墨粉熱處理1小時后,天然鱗片石墨氧化失重率在923K分別為47.9 mg/g/h和206.1mg/g/h;分別在1973K和1723K N2氣氛下熱處理1小時后,天然鱗片石墨氧化失重率在923K分別為3.0 mg/g/h和42.0mg/g/h;2種體系都能降低天然鱗片石墨的氧化失重率,但硼酸-尿素體系的抗氧化效果優于硅酸乙酯-乙醇-鹽酸體系。

    石墨電極主要用于電爐煉鋼、礦爐制磷、電熔鎂砂、電熔制備耐火材料、電解鋁以及工業制磷、硅、電石等大型工業。石墨電極分天然石墨電極和人造石墨電極兩類。天然石墨電極與人造石墨電極相比,由于不需要石墨化工序,天然石墨電極的生產周期大為減少,能耗和污染也大為降低,成本明顯降低,具有明顯的價格優勢和經濟效益,這是發展天然石墨電極的主要原因之一。

    另外天然石墨電極是高附加值天然石墨深加工產品,具有重大的開發與應用價值,但是天然石墨電極的成型性能、抗氧化性能和機械性能目前都不如人造石墨電極,這是其發展的主要障礙。因而,克服這些障礙是發展天然石墨電極應用的關鍵。

    研究了溶液法和溶膠法制備硼氮體系和硅溶膠包覆天然鱗片石墨塊體前后的抗氧化性。結果表明,硅溶膠包覆天然石墨塊體隨著浸漬次數的增多,抗氧性越差;硼氮體系包覆天然石墨塊體隨著浸漬次數的增多,抗氧性越好;天然石墨塊體在923K和1273K時的氧化失重率分別為122.432mg/g/h和191.214mg/g/h;分別采用硼酸-尿素體系和硅酸乙酯-乙醇-鹽酸體系9次浸漬,在1273K,N2氣氛下熱處理1小時后,天然石墨塊體的氧化失重率在923K分別為20.477mg/g/h和28.753mg/g/h;在1273K分別為37.064mg/g/h和54.398mg/g/h;分別在1973K和1723K處理后,天然石墨塊體氧化失重率在923K分別為8.182 mg/g/h和31.347mg/g/h;在1273K分別為126.729mg/g/h和169.978mg/g/h;2種體系都能大大降低天然石墨塊體的氧化失重率,同樣,硼酸-尿素體系的抗氧化效果優于硅酸乙酯-乙醇-鹽酸體系。


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