國內石墨模具性能如何?
一.石墨模具
這些產品包括石墨化電極、石墨化陽極、石墨化塊、高純度、高強度和高密度石墨等。
這些產品是以石油焦或瀝青焦為主要原料,最后通過200℃以上的高溫熱處理將無定形碳轉化為石墨。其特點:碳> 99%,灰分< 0.5%;良好的導電性、電熱性和耐腐蝕性;生產過程復雜,周期長,一般40 ~ 60天。
二。碳素產品
指1300℃左右焙燒后才能用于成型坯體的石墨制品,可分為低灰碳制品C > 99%;C > 90%的炭粉產品,生產周期一般為30天。
第三,商業粘貼
它是指原料(粉碎的無煙煤或焦炭顆粒)與粘結劑在加熱條件下均勻混合,不需壓制和進一步的熱處理,而只需將加熱混合后的糊狀物料簡單澆鑄成塊或在常壓下裝入容器的產品。按用途可分為兩種,一種用作連續自焙電極;另一種是碳塊的粘結和填縫材料。商品糊的生產工藝簡單,生產周期短,成本低。
石墨電極和石墨陽極
石墨電極在電弧冶金爐中用作導電材料,冶煉各種合金鋼、鐵合金、有色金屬、稀有金屬等。當熔煉硬質合金和生產應時玻璃時,也使用從石墨化電極坯切割的各種石墨管和坩堝。
高純石墨經過化學處理、水洗和高溫膨脹后,得到柔性蓬松的石墨材料。這不是最終目的。最終目的是產生各種用途的石墨制品。如石墨紙箔、石墨紙板、石墨管、石墨槽、石墨棒等。機械加工各種規格、形狀、大小的石墨制品需要有成型工藝。目前有三種成型方法:(1)滾壓成型;(2)成型方法;(3)擠壓法。
一、滾壓成型法
主要用于壓制石墨紙箔或板。分為單層平連軋和多層平連軋兩種。
1.單層板坯連續軋制方法
這種軋制方法可以在不使用任何粘結劑的情況下將柔性石墨壓制成板材。整個過程在裝有壓路機的特殊設備上進行。
輥磨機的結構包括裝有蠕蟲狀石墨的料斗1、振動進料裝置2、傳送帶3、四個壓力輥4、一對加熱器5、用于控制板厚度的輥6、壓花或圖案輥8、卷繞輥9、切割器10和成品卷繞輥。
工作過程:高純石墨從料斗進入加料裝置,落在傳送帶上。經壓輥滾壓后,形成一定厚度的材料層。加熱裝置產生高溫加熱,去除放電層中的殘余氣體,最后一次膨脹未膨脹石墨。然后將初步成型的反料送入控制厚度和尺寸的軋輥中,按照規定的尺寸再次壓制,得到厚度均勻、具有一定密度的平板。最后經過刀具切割后,纏繞在成品筒上。
2.單層平軋法
單層碾壓,壓板雖然平整光滑,但也不能太厚。當一次成型過厚時,其均勻性和密度難以保證。為了制造厚板,將多層單板層壓并壓制成多層復合板。應在兩層之間添加粘合劑,然后進行碾壓。成型后,需要熱處理來碳化和硬化粘合劑。多層板坯軋制法是在多層連軋機上進行的。
多層連軋機的工作過程:單板從單板卷繞桿中抽出,通過涂膠輥在土壤的兩面涂上膠,然后與卷繞輥和單板結合形成三層厚板,進入輥間間隙,軋制成一定厚度。然后送入加熱器加熱干燥。通過厚度控制輥,將厚度調整到規定尺寸,然后送入烘烤裝置進行烘烤。當粘結劑碳化后,最后用壓輥壓制成型。
采用的連軋臺可以壓制0.6~2mm厚的柔性石墨片,優于單層卷板機。但是板材的厚度也會帶來脫層的缺點,給使用帶來麻煩。原因是壓制時氣體溢出停留在夾層中間,阻礙了層間的緊密結合。改進的方法是解決壓制過程中的排氣問題。
作為耐火材料
石墨制品及其制品具有耐高溫、高強度的性能。它們在冶金工業中主要用于制造石墨坩堝,在煉鋼中石墨常被用作鋼錠的保護劑和冶金爐的爐襯。
作為導電材料
在電氣工業中,用作電極陽極、電刷、碳棒、碳管、水銀正電流器、石墨墊圈、電話零件、電視顯像管涂層等。
作為耐磨潤滑材料
石墨在機械工業中常用作潤滑劑。潤滑油不能在高速、高溫、高壓下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000℃的高滑動速度下工作,不需要潤滑油。許多輸送腐蝕性介質的設備廣泛采用石墨材料,如活塞皮碗、密封圈、軸承等,運行時不需要潤滑油。石墨乳液也是許多金屬加工(拉絲和拔管)的良好潤滑劑。
用作換熱器、反應罐、冷凝器、燃燒塔、吸收塔等設備。
石墨具有良好的化學穩定性。經過特殊處理的石墨具有耐腐蝕、導熱性好、滲透性低等特點。,因此廣泛用于制造熱交換器、反應罐、冷凝器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器和泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業部門,可節約大量金屬材料。
用作鑄造、翻砂、模壓和高溫冶金材料。
石墨可以用作玻璃器皿的鑄模,因為它的熱膨脹系數小,并且耐快速冷卻和加熱。使用石墨后,黑色金屬鑄件尺寸準確,表面光滑,成品率高,不加工或稍加加工即可使用,節省了大量金屬。在生產硬質合金的粉末冶金工藝中,石墨材料通常用于制造燒結用壓模和瓷舟。晶體生長坩堝、區域精煉容器、支撐夾具、感應加熱器等。都是由高純度石墨制成的。此外,石墨還可用作真空熔煉石墨絕熱板和底座、高溫電阻爐管、棒、板、柵棚等部件。
用于原子能工業和國防工業。
石墨具有良好的中子減速劑,用于原子反應堆。鈾石墨反應堆是目前應用最廣泛的原子反應堆之一。作為核電反應堆中的減速材料,應具有較高的熔點、穩定性和耐腐蝕性,而石墨完全可以滿足上述要求。用作原子反應堆的石墨純度很高,雜質含量不應超過幾十PPM。特別是硼含量應小于0.5PPM,在國防工業中,石墨還用于制造固體燃料火箭的噴管、導彈的鼻錐、航空航天設備的零件、隔熱材料和防輻射材料。
石墨也可以防止鍋爐結垢。
有關機組試驗表明,在水中加入一定量的石墨粉(每噸水約4 ~ 5g)可防止鍋爐表面結垢。此外,石墨可以涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁和管道上,以防止腐蝕和生銹。
石墨可用作鉛筆芯、顏料和拋光劑。
經過特殊加工,石墨可以制成各種特殊材料,供有關工業部門使用。
取代石墨銅作為電極。
20世紀60年代,銅被廣泛用作電極材料,利用率約為90%,而石墨僅為10%左右。進入21世紀,越來越多的用戶開始選擇石墨作為電極材料。在歐洲,90%以上的電極材料是石墨。與石墨電極相比,曾經占主導地位的電極材料銅幾乎失去了優勢。是什么導致了這種戲劇性的變化?當然,石墨電極有很多優點。
(1)加工速度更快:一般石墨的加工速度可以比銅快2~5倍;電火花的速度比銅快2~3倍。材料不易變形:在薄筋電極的加工中優勢明顯;銅的軟化點在1000度左右,加熱容易變形。石墨的升華溫度為3650度;熱膨脹系數只有銅的1/30。
(2)重量更輕:石墨的密度僅為銅的1/5,使用大電極進行電火花加工時,可有效減輕機床(EDM)的負擔;更適合在大型模具上應用。
(3)排放消耗少;由于火花油中還含有C原子,放電加工時火花油中的C原子在高溫下分解,在石墨電極表面形成一層保護膜,補償石墨電極的損耗。
(4)無毛刺;銅電極加工后需要人工修邊去除毛刺,而石墨加工后沒有毛刺,節省了大量成本,也更容易實現自動化生產。
(5)石墨更容易研磨和拋光;因為石墨的切削阻力只有銅的1/5,更容易手工打磨拋光。
(6)材料成本更低,價格更穩定;由于近年來銅價的上漲,各向同性石墨的價格低于銅。在同等體積下,東洋炭素的通用石墨產品價格比銅低30% ~ 60%,價格更穩定,短期價格波動不大。
正是這種無可比擬的優勢,使得石墨逐漸取代銅成為電火花加工電極的首選材料。
隨著科學技術的不斷發展,人們為石墨開發了許多新的用途。
石墨制品靈活性。柔性石墨又稱膨脹石墨,是年代發展起來的新型石墨制品,柔性石墨密封材料在美國研究成功,解決了原子能閥門的泄漏問題,隨后德國、日本、法國開始研制生產。該產品不僅具有天然石墨的特性,還具有特殊的柔韌性和彈性。因此,是一種理想的密封材料。廣泛應用于石油化工、原子能等工業領域。國際市場需求逐年增加。
此外,石墨還是輕工業中玻璃、造紙的拋光劑和防銹劑,是制造鉛筆、墨水、黑漆、墨水、人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。

