搜档网
当前位置:搜档网 › 石墨电极知识

石墨电极知识

石墨电极知识
石墨电极知识

石墨电极

1、石墨电极,主要以石油焦、针状焦为原料,煤沥青作结合剂,经

煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成,是在电

弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体,根据其质

量指标高低,可分为普通功率、高功率和超高功率。

2、使用说明

(1)受潮湿的石墨电极,使用前要烘干。

(2)去除备用石墨电极孔上的泡沫塑料保护帽,检查电极孔内螺纹

是否完整。

(3)用不含油和水的压缩空气清理备用石墨电极表面和孔内螺纹;

避免用钢丝团或金属刷砂布清理。

(4)将接头小心地旋入备用石墨电极一端(不建议将接头直接装入

炉上撤换下来的电极)的电极孔内,不得碰撞螺纹。

(5)将电极吊具(建议采用石墨材质的吊具)拧入备用电极另一端的

电极孔内。

(6)起吊电极时,垫松软物到备用电极装接头一端的下面,以防止

地面碰损接头;用吊钩伸入吊具的吊环后吊起,吊运电极要平稳,防

止电极由B端松脱或与其它的固定装置碰撞。

(7)将备用电极吊到待接电极上方,对准电极孔后慢慢落下;旋转

备用电极,使螺旋吊钩与电极一起转动下降;在两支电极端面相距

10-20mm时,再次用压缩空气清理电极两个端面和接头的裸露部分;

在最后完全下放电极时,不可过猛,否则因猛烈碰撞,会导致电极

孔和接头的螺纹受损。

(1)用力矩扳手拧备用电极,直到两支电极的端面紧密接触为止

(电极和接头的正确连接夹缝小于0.05mm)。

石墨在大自然中非常普遍,并且石墨烯是人类已知强度最高的物质,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

石墨转变成大片高质量石墨烯"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,

还具有一系列独一无二的特性,石墨烯还是目前已知导电性能最出

色的材料,这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。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。

3、石墨电极的分类:

(1)普通功率石墨电极

允许使用电流密度低于 17A/厘米2的石墨电极,主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。

(2)抗氧化涂层石墨电极

表面涂覆一层抗氧化保护层(石墨电极抗氧化剂)的石墨电极。

形成既能导电又耐高温氧化的保护层,降低聚兴碳素石墨电极炼钢

时的电极消耗(19%-50%),延长电极的使用寿命(22%-60%),降低电

极的电能消耗。这项技术的推广使用可以带来这样的经济社会效应:

①石墨电极单位消耗的较少,生产成本有一定的降低。

②石墨电极所耗电能较少,节约单位炼钢电消耗量,节约了生

产成本、节能。

③由于石墨电极换次数较少,就较少了操作工人劳动量和危险

系数,提高了生产效率。

④石墨电极是低消耗和低污染产品,在节能减排环保提倡的今天,具有非常重要的社会意义。

(3)高功率石墨电极

允许使用电流密度为18-25A/厘米2的石墨电极,主要用于炼钢

的高功率电弧炉。

(4)超高功率石墨电极

允许使用电流密度大于 25A/厘米 2的石墨电极。主要用于超高

功率炼钢电弧炉。

4、石墨电极技术指标(国标)

5、电极的产品规格(Product mix)

单位(Unit) :mm

电极和接头理化指标(Physical & Chemical Properties of Electrode & Nipple)

电极接头为圆锥形,电极孔及接头的形状、尺寸(Socket and nipple of cone connection)

超高功率石墨电极的参考电流负荷建议(Reference current load of UHP electrodes)

建议拧紧力矩(Reference tightening torque)

石墨电极的原料及制造工艺

石墨电极的原料及制造工艺 一、石墨电极的原料 1、石墨电极 是采用石油焦、针状焦为骨料,煤沥青为粘结剂,经过混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源,使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能,在其他工业部门也有广泛的用途。2、石墨电极的原料 生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 (1)石油焦 石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑多孔,主要元素为碳,灰分含量很低,一般在%以下。石油焦属于易石墨化炭一类,石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途,是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种,前者由延迟焦化所得的石油焦,含有大量的挥发分,机械强度低,煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦,煅烧作业多在炭素厂内进行。 石油焦按硫分的高低区分,可分为高硫焦(含硫%以上)、中硫焦(含硫%%)、和低硫焦(含硫%以下)三种,石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 (2)针状焦 针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭,焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒(长宽比一般在以上),在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构,因而称之为针状焦。 针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具有良好的导电导热性能,热膨胀系数较低,在挤压成型时,大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。因此,针状焦是制造高功率或超高功率石墨电极的关键原料,制成的石墨电极电阻率较低,热膨胀系数小,抗热震性能好。 针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。 (3)煤沥青 煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合物,常温下为黑色高粘度半固体或固体,无固定的熔点,受热后软化,继而熔化,密度为-cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54-56%。煤沥青的组成极为复杂,与煤焦油的性质及杂原子的含量有关,又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多,如沥青软化点、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)、结焦值和煤沥青流变性等。 煤沥青在炭素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用,其性能对炭素制品生产工艺和产品质量影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高、β树脂高的中温或中温改质沥青,浸渍剂要使用软化点较低、 QI低、流变性能好的中温沥青。 二、石墨电极的制造工艺

石墨烯基础知识简介

1. 石墨烯(Graphene)的结构 石墨烯是一种由碳原子以sp 2杂化轨道组成六角型呈蜂巢状晶格的平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的二维材料。如图1.1 所示,石墨烯的原胞由晶格矢量a1 和a2 定义每个原胞内有两个原子,分别位于A和B的晶格上。C原子外层3 个电子通过sp2杂化形成强σ键(蓝),相邻两个键之间的夹角120°,第4 个电子为公共,形成弱π键(紫)。石墨烯的碳- 碳键长约为0.142nm,每个晶 格内有三个σ键,所有碳原子的p 轨道均与sp 2杂化平面垂直,且以肩并肩的方式形成一个离域π键,其贯穿整个石墨烯。 如图1.2 所示,石墨烯是富勒烯(0 维)、碳纳米管(1 维)、石墨(3 维) 的基本组成单元,可以被视为无限大的芳香族分子。形象来说,石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂巢状的晶格结构,看上去就像由六边形网格构成的平面。每个碳原子通过sp 2杂化与周围碳原子构成正六边形,每一个六边形单元实 际上类似一个苯环,每一个碳原子都贡献一个未成键的电子,单层石墨烯的厚度仅为0.335nm,约为头发丝直径的二十万分之一。 图1.1 (a)石墨烯中碳原子的成键形式(b)石墨烯的晶体结构。

图1.2 石墨烯原子结构图及它形成富勒烯、碳纳米管和石墨示意图 石墨烯按照层数划分,大致可分为单层、双层和少数层石墨烯。前两类具有相似的电子谱,均为零带隙结构半导体(价带和导带相较于一点的半金属),具有空穴和电子两种形式的载流子。双层石墨烯又可分为对称双层和不对称双层石 墨烯,前者的价带和导带微接触,并没有改变其零带隙结构;而对于后者,其两 片石墨烯之间会产生明显的带隙,但是通过设计双栅结构,能使其晶体管呈示出明显的关态。 单层石墨烯(Graphene):指由一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期 性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。 双层石墨烯(Bilayer or double-layer graphene ):指由两层以苯环结构 (即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛,AA‘堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。 少层石墨烯(Few-layer or multi-layer graphene ):指由3-10 层以苯环 结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC 堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。 石墨烯(Graphenes):是一种二维碳材料,是单层石墨烯、双层石墨烯和少

一份低调的电炉钢石墨电极产业链深度报告,请您斧正!

一份低调的电炉钢石墨电极产业链深度报告,请您斧正! 钢铁行业2017年中期策略报告:后钢铁时代,电炉钢和石墨电极全面崛起不止是钢货6月14日 【备注:本文节选自光大证券钢铁王招华/杨华/王凯/沈继富团队今日发布的深度报告,未获当事人授权、不保证内容的准确性;如需本报告的PDF版全文,请转发本微信文章、并获得20个点赞后,发送截屏至微信号“1842204974”,我们将在24小时内发送给您,谢谢!】 石墨电极产业链12家企业调研:四、五月份已显著消耗掉前期库存,供求更紧张的日子很快就会来到 1)后钢铁时代板块难有大的投资机会。从人均钢产量和钢铁积蓄量等多个维度来看,中国的钢铁消费峰值在2013年已经达到;参考美国和日本的经验,钢铁峰值过后的10年内,市场化的兼并重组并没有展开,产销量降20%-50%,从业人口减半,整个板块几无大的投资机会。我们认为供给侧改革有助于改善中国钢铁板块的投资机会,但不能改变大趋势;中国钢铁板块的大机会只能寻找结构性的细分领域。 2)电炉钢产业链的战略机遇已到:市场和政策双重共振。2016年10月开始的轰轰烈烈清零地条钢的供给侧改革使得废钢价格大跌,进而引发电炉钢和高炉-转炉钢经济效益的

比较出现了拐点,我们认为这一红利能持续1-2年,随后中国步入废钢折旧周期,将继续推动电炉钢步入一个新的更长的成长周期。电炉钢相对于高炉-转炉钢更加节能、环保和低碳,预计其占整个钢产量的比重有望由2016年的6%提升至2030年的30%。 3)石墨电极行业迎来供给和需求双重驱动的景气趋势。一方面,全国石墨电极46%的产能受到“2+26”大气污染防治强化督查影响,产能利用率难有提升甚至面临下降,21%的产能则受制于常年亏损和资金匮乏影响,复产之路漫长;另一方面,石墨电极55%用在电炉钢,而电炉钢产量今年有望增长70%,未来10-20年有望翻4番以上。在目前高利润驱使下电炉钢复产成趋势,而石墨电极全产业低库存、生产周期4.5个月,新建产能周期2-3年,因此行业的景气趋势有望继续。 4)主要原材料针状焦的供求紧张局面有望逐步趋缓。一方面,虽然针状焦价格年内已涨77%,但并没有阻碍石墨电极盈利的改善,以500mm超高功率石墨电极为例,1-5月价格累计上涨2.23万元(涨幅150%),而税前利润则上涨 1.90万元;另一方面,在针状焦国产化已有55%的背景下,2017年6月开始,11万吨(相当于2016年全年全国表观消费量的76%)针状焦将步入逐步投产期,有助于缓解供不应求的局面。

石墨电极

石墨电极 石墨电极(graphite electrode) 以石油焦、沥青焦为颗粒料,煤沥青为黏结剂,经过}昆捏、成型、焙烧、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温的石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源,使炉料熔化进行炼钢,其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极为导电材料。2000年全世界消耗石墨电极100万t左右,中国2000年消耗石墨电极25万t左右。利用石墨电极优良的物理化学性能,在其他工业部门中也有广泛的用途,以生产石墨电极为主要品种的炭素制品工业已经成为当代原材料工业的重要组成部门。 简史早在1810年汉佛莱?戴维(Humphry Davy)利用木炭制成通电后能产生电弧的炭质电极,开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景,1846年斯泰特(Stair)和爱德华(Edwards)用焦炭粉及蔗糖混合后加压成型,并在高温下焙烧从而制造出另一种炭质电极,再将这种炭质电极浸在浓糖水中以提高其体积密度,他们获得了生产这种电极的专利权。1877年美国克利夫兰(Cleveland)的勃洛希(C.F.Brush)和劳伦斯(https://www.sodocs.net/doc/963874097.html,wrence)采用煅烧过的石油焦研制低灰分的炭质电极获得成功。1899年普利查德(O.G.Pritchard)首先报道了用锡兰天然石墨为原料制造天然石墨电极的方法。1896年卡斯特纳(H.Y.Gastner)获得了使用电力将炭质电极直接通电加热到高温,而生产出比天然石墨电极使用性能更好的人造石墨电极的专利权。1897年美国金刚砂公司(Carborundum Co.)的艾奇逊(E.G.Acheson)在生产金刚砂的电阻炉中制造了第一批以石油焦为原料的人造石墨电极,产品规格为22mm×32m mX380mm,这种人造石墨电极当时用于电化学工业生产烧碱,在此基础上设计的“艾奇逊”石墨化炉将由石油焦生产的炭质电极及少量电阻料(冶

石墨电极的生产工艺流程和质量指标的及消耗原理知识讲解

石墨电极的生产工艺流程和质量指标的及 消耗原理

目录 一、石墨电极的原料及制造工艺 二、石墨电极的质量指标 三、电炉炼钢简介及石墨电极的消耗机理 石墨电极的原料及制造工艺 ●石墨电极是采用石油焦、针状焦为骨料,煤沥青为粘结剂,经过混 捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源,使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能,在其他工业部门也有广泛的用途。生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 ●石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑 多孔,主要元素为碳,灰分含量很低,一般在0.5%以下。石油焦属于 易石墨化炭一类,石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途,是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 ●石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种,前者由延迟 焦化所得的石油焦,含有大量的挥发分,机械强度低,煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦,煅烧作业多在炭素厂内进行。 ●石油焦按硫分的高低区分,可分为高硫焦(含硫1.5%以上)、中 硫焦(含硫0.5%-1.5%)、和低硫焦(含硫0.5%以下)三种,石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 ●针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石 墨化的一种优质焦炭,焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒(长宽比一般在1.75以上),在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结 构,因而称之为针状焦。 ●针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具 有良好的导电导热性能,热膨胀系数较低,在挤压成型时,大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。因此,针状焦是制造高功率或超高功率石墨电极的关键原料,制成的石墨电极电阻率较低,热膨胀系数小,抗热震性能好。 ●针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青 原料生产的煤系针状焦。 ●煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合 物,常温下为黑色高粘度半固体或固体,无固定的熔点,受热后软化,继而熔化,密度为1.25-1.35g/cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54-56%。煤沥青的组成极为复杂,与煤焦油的性质及杂原子的含量有关,又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多,如沥青软化点、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)、结焦值和煤沥青流变性等。

石墨烯性能简介

第一章石墨烯性能及相关概念 1 石墨烯概念 石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯狭义上指单层石墨,厚度为0.335nm,仅有一层碳原子。但实际上,10层以内的石墨结构也可称作石墨烯,而10层以上的则被称为石墨薄膜。单层石墨烯是指只有一个碳原子层厚度的石墨,碳原子-碳原子之间依靠共价键相连接而形成蜂窝状结构。完美的石墨烯具有理想的二维晶体结构,由六边形晶格组成,理论比表面积高达2.6×102m2 /g。石墨烯具有优异的导热性能(3×103W/(m?K))和力学性能(1.06×103 GPa)。此外,石墨烯稳定的正六边形晶格结构使其具有优良的导电性,室温下的电子迁移率高达1.5×104 cm2 / (V·s)。石墨烯特殊的结构、突出的导热导电性能和力学性能,引起科学界巨大兴趣,成为材料科学研究热点。 石墨烯结构图

2 石墨烯结构 石墨烯指仅有一个原子尺度厚单层石墨层片,由 sp2 杂化的碳原子紧密排列而成的蜂窝状晶体结构。石墨烯中碳 -碳键长约为 0.142nm。每个晶格内有三个σ键,连接十分牢固形成了稳定的六边状。垂直于晶面方向上的π键在石墨烯导电的过程中起到了很大的作用。石墨烯是石墨、碳纳米管、富勒烯的基本组成单元,可以将它看做一个无限大的芳香族分子,平面多环烃的极限情况就是石墨烯。 形象来说,石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构,看上去就像一张六边形网格构成的平面。在单层石墨烯中,每个碳原子通过 sp2 杂化与周围碳原子成键给构整流变形,每一个六边单元实际上类似苯环,碳原子都贡献出个一个未成键电子。单层石墨烯厚度仅0.35nm ,约为头发丝直径的二十万分之一。 石墨烯的结构非常稳定,碳原子之间连接及其柔韧。受到外力时,碳原子面会发生弯曲变形,使碳原子不必重新排列来适应外力,从而保证了自身的结构稳定性。 石墨烯是有限结构,能够以纳米级条带形式存在。纳米条带中电荷横向移动时会在中性点附近产生一个能量势垒,势垒随条带宽度的减小而增大。因此,通过控制石墨烯条带的宽度便可以进一步得到需要的势垒。这一特性是开发以石墨烯为基础的电子器件的基础。

石墨电极知识

石墨电极 1、石墨电极,主要以、为原料,作结合剂,经、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成,是在电弧炉中以电弧形式释放电能 对炉料进行加热熔化的导体,根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和超高功率。 2、使用说明 (1)受潮湿的石墨电极,使用前要烘干。 (2)去除备用石墨电极孔上的泡沫塑料保护帽,检查电极孔内螺纹 是否完整。 (3)用不含油和水的压缩空气清理备用石墨电极表面和孔内螺纹; 避免用钢丝团或金属刷砂布清理。 (4)将接头小心地旋入备用石墨电极一端(不建议将接头直接装入 炉上撤换下来的电极)的电极孔内,不得碰撞螺纹。 (5)将电极吊具(建议采用石墨材质的吊具)拧入备用电极另一端的 电极孔内。 (6)起吊电极时,垫松软物到备用电极装接头一端的下面,以防止 地面碰损接头;用吊钩伸入吊具的吊环后吊起,吊运电极要平稳,防 止电极由B端松脱或与其它的固定装置碰撞。 (7)将备用电极吊到待接电极上方,对准电极孔后慢慢落下;旋转 备用电极,使螺旋吊钩与电极一起转动下降;在两支电极端面相距 10-20mm时,再次用压缩空气清理电极两个端面和接头的裸露部分; 在最后完全下放电极时,不可过猛,否则因猛烈碰撞,会导致电极 孔和接头的螺纹受损。 (1)用力矩扳手拧备用电极,直到两支电极的端面紧密接触为止 (电极和接头的正确连接夹缝小于0.05mm)。 石墨在大自然中非常普遍,并且石墨烯是人类已知强度最高的物质,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 石墨转变成大片高质量石墨烯"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,

石墨电极的原料及制造工艺

石墨电极的原料及制造工艺

石墨电极的原料及制造工艺 一、石墨电极的原料 1、石墨电极 是采用石油焦、针状焦为骨料,煤沥青为粘结剂,经过混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源,使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能,在其他工业部门也有广泛的用途。 2、石墨电极的原料 生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 (1)石油焦 石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑多孔,主要元素为碳,灰分含量很低,一般在0.5%以下。石油焦属于易石墨化炭一类,石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途,是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种,前者由延迟焦化所得的石油焦,含有大量的挥发分,机械强度低,煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦,煅烧作业多在炭素厂内进行。 石油焦按硫分的高低区分,可分为高硫焦(含硫1.5%以上)、中硫焦(含硫0.5%-1.5%)、和低硫焦(含硫0.5%以下)三种,石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 (2)针状焦 针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭,焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒(长宽比一般在1.75以上),在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构,因而称之为针状焦。 针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具有良好的导电导热性能,热膨胀系数较低,在挤压成型时,大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。因此,针状焦是制造高功率或超高功率石墨电极的关键原料,制成的石墨电极电阻率较低,热膨胀系数小,抗热震性能好。 针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。 (3)煤沥青 煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合物,常温下为黑色高粘度半固体或固体,无固定的熔点,受热后软化,继而熔化,密度为1.25-1.35g/cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54-56%。煤沥青的组成极为复杂,与煤焦油的性质及杂原子的含量有关,又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多,如沥青软化点、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)、结焦值和煤沥青流变性等。 煤沥青在炭素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用,其性能对炭素制品生产工艺和产品质量影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高、β树脂高的中温或中温改质沥青,浸渍剂要使用软化点较低、 QI低、流变性能好的中

石墨烯基础知识简介

1.石墨烯(Graphene)的结构 石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢状晶格的平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的二维材料。如图1.1所示,石墨烯的原胞由晶格矢量a1和a2定义每个原胞内有两个原子,分别位于A和B的晶格上。C原子外层3个电子通过sp2杂化形成强σ键(蓝),相邻两个键之间的夹角120°,第4个电子为公共,形成弱π键(紫)。石墨烯的碳-碳键长约为0.142nm,每个晶格内有三个σ键,所有碳原子的p轨道均与sp2杂化平面垂直,且以肩并肩的方式形成一个离域π键,其贯穿整个石墨烯。 如图1.2所示,石墨烯是富勒烯(0维)、碳纳米管(1维)、石墨(3维)的基本组成单元,可以被视为无限大的芳香族分子。形象来说,石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂巢状的晶格结构,看上去就像由六边形网格构成的平面。每个碳原子通过sp2杂化与周围碳原子构成正六边形,每一个六边形单元实际上类似一个苯环,每一个碳原子都贡献一个未成键的电子,单层石墨烯的厚度仅为0.335nm,约为头发丝直径的二十万分之一。 图 1.1(a)石墨烯中碳原子的成键形式(b)石墨烯的晶体结构。 图1.2石墨烯原子结构图及它形成富勒烯、碳纳米管和石墨示意图石墨烯按照层数划分,大致可分为单层、双层和少数层石墨烯。前两类具有

相似的电子谱,均为零带隙结构半导体(价带和导带相较于一点的半金属),具有空穴和电子两种形式的载流子。双层石墨烯又可分为对称双层和不对称双层石墨烯,前者的价带和导带微接触,并没有改变其零带隙结构;而对于后者,其两片石墨烯之间会产生明显的带隙,但是通过设计双栅结构,能使其晶体管呈示出明显的关态。 单层石墨烯(Graphene):指由一层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。 双层石墨烯(Bilayer or double-layer graphene):指由两层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括AB堆垛,AA堆垛,AA‘堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。 少层石墨烯(Few-layer or multi-layer graphene):指由3-10层以苯环结构(即六角形蜂巢结构)周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(包括ABC 堆垛,ABA堆垛等)堆垛构成的一种二维碳材料。 石墨烯(Graphenes):是一种二维碳材料,是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称。 由于二维晶体在热力学上的不稳定性,所以不管是以自由状态存在或是沉积在基底上的石墨烯都不是完全平整,而是在表面存在本征的微观尺度的褶皱,蒙特卡洛模拟和透射电子显微镜都证明了这一点。这种微观褶皱在横向上的尺度在8~10nm 范围内,纵向尺度大概为 0.7~1.0nm。这种三维的变化可引起静电的产生,所以使石墨单层容易聚集。同时,褶皱大小不同,石墨烯所表现出来的电学及光学性质也不同。 图1.3 单层石墨烯的典型构象 除了表面褶皱之外,在实际中石墨烯也不是完美存在的,而是会有各种形式的缺陷,包括形貌上的缺陷(如五元环,七元环等)、空洞、边缘、裂纹、杂原子等。这些缺陷会影响石墨烯的本征性能,如电学性能、力学性能等。但是通过一些人为的方法,如高能射线照射,化学处理等引入缺陷,却能有意的改变石墨烯的本征性能,从而制备出不同性能要求的石墨烯器件。 2.石墨烯的性质 2.1 力学特性

我国石墨电极行业研究

我国石墨电极行业研究 (一)行业发展概况 炭素材料是指以碳元素为主要成分的材料的总称。炭素制品根据生产工艺大致可分为石墨制品、炭制品、炭素新材料和其他炭素产品四大类,其中石墨制品主要包括石墨电极、特种石墨。 石墨电极以石油焦、针状焦为骨料,煤沥青作结合剂,经混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工等工序制成。石墨电极根据允许使用电流密度大小,可分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极、超高功率石墨电极,具体如下: 石墨电极是钢铁生产所需的重要耗材。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源,使炉料熔化进行炼钢,其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极作为导电材料。电弧炉炼钢石墨电极的消耗量既取决于电极的质量,也与炼钢操作及管

理水平有关。 十九世纪末美国公司发明了以石油焦为原料的人造石墨电极,开启了工业化制造石墨电极的历史,开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景。随着石墨电极的优良性能以及制造工艺的不断改进,大规格石墨电极的大批量生产以及超高功率石墨电极的研发成功,电炉炼钢工业逐步开始大规模使用人造石墨电极。 中国石墨电极工业起步较晚但发展较快。石墨电极行业起步于国家“一五”期间建设的156项工程,20世纪50年代末我国从苏联引进技术建设首条电极生产线,奠定了我国石墨电极产业发展的基础。到20世纪80年代及90年代中国各地相继建成的炭素企业有上百家。20世纪90年代初我国已经掌握了代表国际先进水平大规格大直径超高功率石墨电极的生产技术。进入二十一世纪以来,在国民经济较快增长和钢铁行业快速发展的带动下,我国石墨电极产业得到了快速发展。 目前我国已成为全球主要的石墨电极产销国之一,中国石墨电极已出口超过80多个国家和地区,由于价格合适、质量可靠,国际化经营已初具规模,在全球炭素行业具有较大的影响力。根据中国炭素行业协会的不完全统计,2018年中国石墨电极类产品产量为64.97万吨,同比增长17.83%,其中超高功率石墨电极产量26.90万吨,同比增长47.53%;2018年石墨电极类产品销售量58.73万吨,同比增长6.77%,其中超高功率石墨电极26.24万吨,同比增长37.04%。

石墨电极材料的选择标准

石墨电极材料的选择标准 石墨电极材料选择的依据有很多,但主要的有四个标准: 1.材料的平均颗粒直径 材料的平均颗粒直径直接影响到材料放电的状况。材料的平均颗粒越小,材料的放电越均匀,放电的状况越稳定,表面质量越好。 对于表面、精度要求不高的锻造、压铸模具,通常推荐使用颗粒较粗的材料,如ISEM-3等;对于表面、精度要求较高的电子模具,推荐使用平均粒径在4μm 以下的材料,以确保被加工模具的精度、表面光洁度。材料的平均颗粒越小,材料的损耗情况就越小,各离子团之间的作用力就越大。比如:通常推荐在精密压铸模具、锻造模具方面,ISEM-7已足以满足要求;但客户对于精度要求特别高时,推荐使用TTK-50或ISO-63材料,以确保更小的材料损耗,从而保证模具的精度和表面粗糙度。 同时,颗粒越大,放电的速度就越快,粗加工的损耗越小。主要是放电过程的电流强度不同,导致放电的能量大小不一。但放电后的表面光洁度也随着颗粒的变化而变化。 2.材料的抗折强度 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。比如:TTK-4可以满足一般电子接插件模具的要求,但有些有特殊精度要求的电子接插件模具,可以选用同等粒径,但强度略高的材料TTK-5材料。 3.材料的肖氏硬度 在对石墨的潜意识认识中,石墨一般会被认为是一种比较软的材料。但实际的测试数据及应用情况显示,石墨的硬度要比金属材料高。在特种石墨行业中,通用的硬度检验标准是肖氏硬度测量法,其测试原理与金属的测试原理不同。由于石墨的层状结构,使其在切削过程中有非常优越的切削性能,切削力仅为铜材料的1/3左右,机械加工后的表面易于处理。 但由于其较高的硬度,在切削时,对于刀具的损耗会略大于切削金属的刀具。与此同时,硬度高的材料在放电损耗方面的控制比较优秀。在我司的EDM用材料

电解池知识点归纳

电解池 第1课时 电解原理 学习目标 1、理解电解原理,初步掌握一般电解反应两极反应物、产物的判断方法,能写出电极反应式和电解化学方程式。 知识归纳 1、电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程,叫做电解。其实质是电解质溶液导电的过程。 电解池:把电能转化为化学能的装置,叫做电解池。 2、电极:(与电极材料无关)阳极:与电源的正极相连,发生氧化反应; 阴极:与电源的负极相连,发生还原反应。 3、构成条件:“三电一回路”①直流电源;②阴、阳电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。 4、(1)影响离子放电能力的因素:①离子得失电子的能力;②离子的浓度。 (2)离子的放电顺序:(物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电) 阴极:氧化性强的离子先得电子 Ag +>Hg 2+>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸溶液)>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +(水溶液)>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K + 阳极:阳极金属或还原性强的离子先失电子 活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->N>S>F - 5、分析总结书写电解池电极反应的一般思路 ? 6、原电池和电解池的区别 负较活泼金属阳与电源正极相连正不活泼金属或非金属导体阴与电源负极相连三个①活动性不同的两个电极①两个电极原电池 电解池一个概念 将化学能转变为电能的装置将电能转变为化学能的装置两个电极 极—失电子—发生氧化反应极—失电子—发生氧化反应极—得电子—发生还原反应极—得电子—发生还原反应流向电子负极→外电路→正极阳极→外电路→阴极 电流正极→外电路→负极阴极→外电路→阳极 离子阳离子→正极,阴离子→负极阳离子→阴极,阴离子→阳极 四个条件 ②电解质溶液③闭合电路④自发进行的氧化还原反应②电解质溶液③闭合电路④外加直流电源相同点氧化还原反应

《石墨烯相关知识》word版

石墨烯 石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的 平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov),成功地在 实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸 收2.3%的光;导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其 电子迁移率超过15000 cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10- 6Ω·cm,比铜或银更低,为目前世上电阻率最小的材料(仅限常温下,肯定 比不过超导)。因为它的电阻率极低,电子跑的速度极快,在室温状况,传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯的原子尺寸结构非常特殊,必须用量子场论 才能描绘。石墨烯被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件 或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明 触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。 石墨烯另一个特性,是能够在常温下观察到量子霍尔效应。 石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同,是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢 晶格(honeycomb crystal lattice)排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。石墨烯的命名来自英文的 graphite(石墨) + -ene(烯类结尾)。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。 石墨烯的结构非常稳定,碳碳键(carbon-carbon bond)仅为1.42?。石墨烯 内部的碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持结构稳定。这种稳定的晶 格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外,石墨烯中的电子在轨道中移动时, 不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强,在常 温下,即使周围碳原子发生挤撞,石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。 石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元:石墨,木炭,碳纳米管和富勒烯。完美的石墨烯是二维的,它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边 形存在,则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。 石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管;另外石墨烯还被做成弹道晶体管(ballistic transistor)并且吸引了大批科学家的兴趣。在2006年3月, 佐治亚理工学院研究员宣布, 他们成功地制造了石墨烯平面场效应晶体管,并 观测到了量子干涉效应,并基于此结果,研究出以石墨烯为基材的电路. 发现历史 在本质上,石墨烯是分离出来的单原子层平面石墨。按照这说法,自从20世纪初,X射线晶体学的创立以来,科学家就已经开始接触到石墨烯了。1918年,V. Kohlschütter 和 P. Haenni详细地描述了石墨氧化物纸的性质(graphite oxide paper)。1948年,G. Ruess 和 F. Vogt发表了最早用穿透式电子显微 镜拍摄的少层石墨烯(层数在3层至10层之间的石墨烯)图像。

2019年石墨电极企业发展战略和经营计划

2019年石墨电极企业发展战略和经营计划 2019年4月

目录 一、行业发展趋势 (3) 二、公司发展战略 (4) 三、公司经营计划 (4) 1、积极开拓国内外市场 (4) 2、启动公司ERP升级、规范业务流程 (5) 4、加大人才培养和扩充 (5) 5、进一步完善治理结构,优化管理体系 (6) 6、加强成本控制,全面提升生产能力 (6) 四、风险因素 (7) 1、宏观经济和产业政策波动风险 (7) 2、经营管理风险 (7) 3、产品研发、技术创新风险 (8) 4、原材料价格波动风险 (8)

一、行业发展趋势 公司将以石墨电极为主,石墨设备为辅的模式努力壮大,健康科学持续发展。 石墨电极:随着中国电炉炼钢的推广以及新型钢企规模化要求、环保条件的要求等,对于石墨电极的需求突然暴增,中国现有石墨电极产能已无法满足钢厂需求。公司在2018 年新建产能3 万吨直径600mm 超高功率石墨电极项目新增太重研发制造吨压机以及配套的中碎、电子配料、混捏系统,可满足最大生产直径800mm 超高功率石墨电极,为公司生产大规格高端石墨电极产品打下坚实的基础。另外,新建一条隧道窑生产线,配套浸渍设备,增加二次焙烧产能,同时释放现有环室焙烧炉产能给一次焙烧。 公司现在已于国内外多家知名钢铁企业达成合作供货关系,如大冶特钢、青岛钢铁、兴澄特钢、太钢不锈钢、通化钢铁、河北钢铁、鞍钢集团、塔塔钢铁、安裕钢铁、南达线材、金狮钢铁、三菱商事、美国GES 集团、德国恒施克公司等钢铁企业和专业石墨电极销售代理公司。 石墨设备:公司通过6 年发展,已拥有稳定的石墨设备用户,并在行业内小有名气。继续维持现有客户,通过多种渠道推广,承揽设计、生产、维修、更换配件的业务。参与项目投标,争取拿到更多项目订单。

电解池知识点归纳完整版

电解池知识点归纳 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

电解池 第1课时电解原理 学习目标 1、理解电解原理,初步掌握一般电解反应两极反应物、产物的判断方法,能写出电极反应式和电解化学方程式。 知识归纳 1、电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程,叫做电解。其实质是电解质溶液导电的过程。 电解池:把电能转化为化学能的装置,叫做电解池。 2、电极:(与电极材料无关)阳极:与电源的正极相连,发生氧化反应; 阴极:与电源的负极相连,发生还原反应。 3、构成条件:“三电一回路”①直流电源;②阴、阳电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。 4、(1)影响离子放电能力的因素:①离子得失电子的能力;②离子的浓度。 (2)离子的放电顺序:(物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电) 阴极:氧化性强的离子先得电子 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水溶液)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极:阳极金属或还原性强的离子先失电子

活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->N>S>F - 5、分析总结书写电解池电极反应的一般思路 6、 原电池和电解池的区别 【练习1】如图所示是电 解氯化铜溶液的装置,其中c 、d 为石墨电极,下列有关判断正确的是( ) A.a 为负极,b 为正极 B.a 为阳极,b 为阴极 C.电解过程中,d 电极质量增加 D.电解过程中,氯离子的浓度不变 随堂检测 1.关于原电池、电解池的电极名称,下列说法错误的是( ) A.原电池中失去电子的一极为负极 负较活泼金属阳与电源正极相连正不活泼金属或非金属导体阴与电源负极相连三个①活动性不同的两个电极①两个电极原电池 电解池 一个概念将化学能转变为电能的装置将电能转变为化学能的装置两个电极 极—失电子—发生氧化反应 极—失电子—发生氧化反应 极 —得电子—发生还原反应极 —得电子—发生还原反应流向 电子 负极→外电路→正极阳极→外电路→阴极电流正极→外电路→负极阴极→外电路→阳极离子 阳离子→正极,阴离子→负极阳离子→阴极,阴离子→阳极 四个条件②电解质溶液③闭合电路 ④自发进行的氧化还原反应 ②电解质溶液③闭合电路④外加直流电源 相同点 氧化还原反应

石墨电极编程作业

目的: 为了完善公司的编程管理制度,电脑文档管理,编程方法,加工参数,程序单制做,各种类型的工件的刀路编写能有固定.统一的制度及方法。以达到公司各类型产品制做周期准时,确保生产编排运作正常,产品质量稳定,赢得客户信任。和提高编程技术人员编程技能之目的。 目录: 1.电脑管理制度。 2.图档管理及NC程序管理规范。 3.程序单编写归定。 4.一般类型电极编程技巧及实例。 5.超行程电极的编程方法。 6.喇叭网孔电极编程方法。 7.EROWA制具使用方法。 8.长条(小电极用)夹具组使用方法。 电脑管理制度 1.1 每台电脑责任人必须管理好所用电脑及其各组件之保护及保养,

以确保无遗失,无损坏,能够长期正常运作。 1.2 电脑外表面必须每天清理.主机箱每周清理一次。 1.3 电脑不得私自更改.添加及删除用户名和密码。 1.4 未经主管批准.不得安装工作必须使用的软件之外的任何电脑程序及软件.如:游戏.音乐.非本公司常用编程软件等。 1.5不得私自拷贝.删除公司电脑内的任何资料。 1.6电脑如有硬件方面故障要及时填写“电脑维修申请单”交由电脑 部处理。 图档管理及NC程序管理规范 电极编程技巧及实例 特别说明:骨位电极侧面光刀一般选用平底刀或平底R角刀,其加工步距一定要跟据骨位斜度设定加工下切步距.我公司归定为:从0到0.5度每刀下切0.22MM, 从0.5到1度每刀下切0.2MM, 从1到2度每刀下切0.17MM, 从2到5度每刀下切0.12---0.15MM,如斜度大于5度可跟据电极型壮选合理的刀具及步距(一般用球头刀)。 扫顶程序:(目的:铲掉高度方向多余材料)每个电极必须要有扫顶程序,编程用“偏置粗加工策略”分2层加工,每层下2MM,高度方

2019年碳素石墨电极行业分析报告

2019年碳素石墨电极行业分析报告 2019年9月

目录 一、行业管理 (5) 1、行业主管部门及监管体制 (5) (1)行业主管部门 (5) (2)行业管理机构 (5) 2、行业主要法律法规 (6) 3、行业主要产业政策 (6) 二、行业发展概况 (7) 三、行业发展前景 (9) 1、电炉炼钢的快速发展,驱动石墨电极需求提升 (9) 2、石墨电极向超高功率电极发展是未来趋势 (10) 3、石墨电极价格理性回归,促进行业健康发展 (11) 四、行业竞争格局和市场化程度 (12) 五、行业壁垒 (14) 1、品牌及客户转换壁垒 (14) 2、能源及原料获取壁垒 (14) 3、资金壁垒 (14) 六、行业替代性分析 (15) 七、影响行业发展的因素 (16) 1、有利因素 (16) (1)国家政策驱动超高功率石墨电极发展 (16) (2)国民经济的增长为本行业发展创造了有利环境 (16) (3)短流程炼钢优势带动石墨电极需求 (16)

(4)原材料来源丰富 (17) (5)符合绿色经济、循环经济潮流 (17) 2、不利因素 (18) (1)行业发展时间短,整体实力不足 (18) (2)环境治理的压力对炭素行业的生产经营提出了更高的要求 (18) 八、行业周期性特点 (18) 1、周期性 (18) 2、区域性 (19) 3、季节性 (19) 九、行业利润水平变动趋势及原因 (19) 十、行业技术水平 (20) 十一、行业上下游产业关系 (20) 1、上游原材料 (21) (1)针状焦 (21) (2)煤沥青 (23) 2、行业下游 (23) (1)电弧炉炼钢 (23) (2)矿热炉冶炼黄磷 (24) (3)矿热炉冶炼磨料 (24) (4)矿热炉冶炼工业硅 (24) 十二、产品进口国的有关进口政策、贸易摩擦对产品进口的影响 . 25十三、行业主要企业情况 (25) 1、方大炭素 (25) 2、吉林炭素 (26) 3、南通扬子 (26)

石墨电极电火花加工性能的影响因素分析

石墨电极电火花加工性能的影响因素分析 影响石墨电极电火花加工性能的因素很多,各因素的合理配合对电火花加工特性有重要的影响。分析了主轴性能、脉冲电源及智能控制、工作液、电参数和加工极性选择等对石墨电极加工性能的影响,为生产实践提供了理论依据。 在电火花加工中如何正确选用石墨材料,并达到最佳的使用效果,不仅需考虑石墨电极材料牌号,同时要考虑加工参数及其机床性能等因素。影响石墨电极电火花加工性能(加工速度、加工表面粗糙度和电极损耗)的因素主要有机械系统性能、脉冲电源、控制系统、加工面积、放电参数、工件材料、工作液、电极形状、冲液方式等。本文根据国内外的有关研究着重从电火花机床、放电加工参数和加工材料等方面进行系统的分析和论述。 1 机床特性对石墨电极加工性能的影响 1.1 主轴性能的影响 主轴是电火花成形机的一个关键部件,它控制工件与工具电极之间的放电间隙。主轴的抬刀速度、传动速度和摇动方式直接影响生产率、表面粗糙度和加工稳定性等工艺指标。目前已普遍采用步进电动机、直流电动机或交流伺服电动机驱动主轴。 1.1.1 抬头排屑 主轴抬刀对于改善深槽(型腔)窄缝等微细加工的排屑,防止积碳和二次放电等现象有明显影响。发展高速抬刀是必然趋势。目前交流伺服电机驱动,抬刀速度一般可达3~5m/min[1]。日本Sadick公司AQ35L主轴采用直线电机控制,传动机构简单,不用滚珠丝杠,没有传动间隙,能实现高速度、高加速度移动,满足了EDM加工高速响应的要求。最大驱动力高达3000N,快进速度可达100m/min,最大加速度达到1g以上,能及时排除电蚀产物消除集中放电、二次放电。间隙不均匀性等得到极大的抑制,特别是对加工深槽窄缝能产生良好的效果[2]。例如:用端面面积为1mm×38mm、斜度1°的石墨片电极加工钢,深度达70mm,免冲液,粗加工用时2h10min,精加工用时1h30min,总共用3h40min,提高了加工速度。瑞士 Charmilles公司的ROBOFORM 35P机床,不但提高了主轴运动速度,还提高了坐标轴的运动速度,使电极交换时间节省35%。用截面20mm×20mm的电极,无冲液加工100mm深的型腔,加工时间仅为5h,表面粗糙度达到R max10μm。Makino EDNC系列抬刀速度在小型机床上是 2m/min,在大型机床上是10m/min。 1.1.2 主轴摇动 主轴的摇动功能可使加工表面均匀,得到高精度和高质量的加工表面。目前已有多种摇动方式,除了圆形和方形摇动外,还有六角、半圆柱、半球、三维射线、三维圆弧等摇动轨迹,遇到其他任意形状,可根据一个完整的轮廓建立所需的摇动方式。日本Mitsubishi EA系列电火花机床新开发的Orbit Pro摇动功能,电极以恒定运动进行加工,跟踪目标形状,实现高稳定加工;而常规摇动加工,沿目标形状一点一点连续加工,电极移动不平滑,变速移动,加工不稳定,两者对比如图1所示。 1.2 脉冲电源及智能化控制的影响 脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工速度、电极损耗等都有很大的影响。

相关主题