石墨按性能及强化类型归类:性石墨、耐氧性石墨、耐高温性石墨、导电材料石墨,耐磨性石墨等。
石墨类号:
1:等静压石墨:表示高纯产品灰分含量≤5ppm及向同性的精细石墨材料,具有极高的性价比,兼具较高的金属切除率和放电速度,为大型型腔电极材料的之选。(以上记数值为代表性特征,不是保证值;关于材料的选定必须要与本公司相关担当进行商谈。
2:模压石墨:表示产品具有良好的导电性能、耐高温、耐腐蚀、高纯度、自、抗热震、各向同性、易于精密机加工等优良特点。模压石墨广泛应用、太阳能光伏与半导体、连铸、硬质合金和电子模具烧结、电火花、玻璃、等行业。
3:石墨:表示对直径或截面较大的产品预压的时间应该比小规格产品长一些,气体充分,达到较高的密度。
4:高精密石墨:表示各向超细颗粒的石墨材料,是一款非常成熟的产品;具有较高的强度、较强的耐磨性能兼具较低的放电损耗和良好的表面光洁度。是一款高性价比的通用石墨材料。
5性石墨:表示具有更好的性及高温下强度增大、高抗热冲阻力及化学性、自性、良好的加工性。
6:石墨:表示具有更好的强度、耐磨性、抗损耗性方面、石墨极细颗粒的石墨材料,具有非常优异的。在清角等关键部位能达到效果。适用于表面光洁度要求极高及超难加工的模具;线切割电极等;如极细电极,镜面电极和硬质合金工件等加工件。
7:高纯石墨:表示各向特微极石墨材料,其平均颗粒直径仅为2μm,可以近似于镜面的表面光洁度;具有良好的切削性能和优异的耐磨性,以及超高的强度。
8:耐磨性石墨:表示具有高的硬度和强度以及更小的放电损耗。适用于超难加工模具的加工;如极细电极,硬质合金工件等的加工。
石墨具有以下铜无法比拟的优质特性:
加工速度:高速铣粗加工较铜块3倍;高速铣精加工较铜块5倍
可加工性好,能实现复杂的几何造型
重量轻,密度不足铜的1/4,电极容易夹持
可减少单个电极的数量,因为可捆绑做成组合电极
热稳定性好,不变形无加工毛刺
石墨
(1)、作耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。
(2)、作导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。
(3)、作耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000℃温度中在很高的滑动速度下,不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和轴承,它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。
(4)、石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。
(5)、作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:由于石墨的热膨胀系数小,能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管,棒、板、格棚等元件。
(6)、用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于 0.5PPM。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。
(7)、石墨还能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用 4~5克)能防止锅炉表面结垢。石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。 (8)、石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后,可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。
(9)、电极:石墨何以能取代铜做为电极?20世纪60年代,铜做为电极材料被广泛应用,使用率约占90%,石墨仅有10%左右;21世纪,越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料,在欧洲,超过90%以上的电极材料是石墨。铜,这种曾经占统治地位的电极材料,和石墨电极相比它的优势几乎消失殆尽。是什么导致了这个戏剧性的变化?当然是石墨电极的诸多优势。
(1)加工速度更快:通常情况下,石墨的机械加工速度能比铜快2~5倍;而放电加工速度比铜快2~3倍; 材料更不容易变形:在薄筋电极的加工上优势明显;铜的软化点在1000度左右,容易因受热而产生变形;石墨的升华温度为3650度;热膨胀系数仅有铜的1/30。
(2)重量更轻:石墨的密度只有铜的1/5,大型电极进行放电加工时,能有效降低机床(EDM)的负担;更适合于在大型模具上的应用。
(3)放电消耗更小;由于火花油中也含有C原子,在放电加工时,高温导致火花油中的C原子被分解出来,转而在石墨电极的表面形成保护膜,补偿了石墨电极的损耗。
(4)没有毛刺;铜电极在加工完成后,还需手工进行修整以去除毛刺,而石墨加工后没有毛刺,节约了大量成本,更容易实现自动化生产;
(5)石墨更容易研磨和抛光;由于石墨的切削阻力只有铜的1/5,更容易进行手工的研磨和抛光;
(6)材料成本更低,价格更稳定;由于近几年铜价上涨,如今各向同性石墨的价格比铜更低,相同体积下,东洋炭素的普遍性石墨产品的价格比铜的价格低30%~60%,并且价格更稳定,短期价格波动非常小。 正是这种无可比拟的优势,石墨逐渐取代铜成为EDM电极的材料,工业上将石墨矿石分为晶质(鳞片状)石墨矿石和稳晶质(土状)石墨矿石两大类。晶质石墨矿石又可分为鳞片状和致密状两种。中国石墨矿石以鳞片状晶质类型为主,为隐晶质类型,致密状晶质石墨只见于新疆托克布拉等个别矿床中,工业价值不大。鳞片状石墨矿石结晶较好,晶体粒径大于1μm,一般为0.05~1.5mm,大的可达5~10mm,多呈集合体。矿石品位较低,一般为3~13.5%。 伴生的矿物有云母、长石、石英、透闪石、透辉石、石榴石和少量硫铁矿、方解石等,有时还伴有金红石,钒云母等有用组分。鳞片石墨矿石按其所赋存岩石的岩性不同,分片麻岩型、片岩型、透辉岩型、变粒岩型、混合岩型、大理岩型及花岗岩型等七种,前六种矿石类型产于区域变质成因矿床中,后一种矿石类型则产于岩浆热液成因矿床中。 稳晶质石墨矿石一般呈微晶集合体,晶体粒径小于1μm,只有在电子显微镜下才能观察到其晶形。矿石呈灰黑色、钢灰色,一般光泽暗淡,具有致密块状、土状及层状、页片状构造。隐晶石墨的工艺性能不如鳞片状石墨,工业应用范围也较小,矿石品位一般都较高,但矿石可选性差。矿物成分以石墨为主,伴生有红柱石、水云母、绢云母及少量黄铁矿、电气石、褐铁矿、方解石等。品位一般为60~80%、灰分为15~22%、挥发分为1~2%、水分为2~7%。
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