石墨電極是指以石油焦、瀝青焦為骨料,煤瀝青為黏結(jié)劑,經(jīng)過原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機械加工而制成的一種耐高溫石墨質(zhì)導(dǎo)電材料,稱為人造石墨電極(簡稱石墨電極),以區(qū)別于采用天然石墨為原料制備的天然石墨電極。
石墨電極主要以石油焦、針狀焦為原料,煤瀝青做結(jié)合劑,經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成,是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對爐料進行加熱熔化的導(dǎo)體,根據(jù)其質(zhì)量指標高低,可分為普通功率石墨電極、高功率石墨電極和超高功率石墨電極。
石墨電極生產(chǎn)的主要原料為石油焦,普通功率石墨電極可加入少量瀝青焦,石油焦和瀝青焦含硫量都不能超過0.5%。生產(chǎn)高功率或超高功率石墨電極時還需要加針狀焦。鋁用陽極生產(chǎn)的主要原料為石油焦,并控制硫分不大于1.5%~2%,石油焦和瀝青焦應(yīng)符合國家有關(guān)質(zhì)量標準。
(1)模具幾何形狀的日益復(fù)雜化以及產(chǎn)品應(yīng)用的多元化導(dǎo)致對火花機的放電度要求越來越高。石墨電極的優(yōu)點是加工較容易,放電加工去除率高,石墨損耗小,因此,部分群基火花機客戶放棄了銅電極而改用石墨電極。另外,有些特殊形狀的電極無法用銅制造,但石墨則較容易成型,而且銅電極較重,不適合加工大電極,這些因素都造成部分群基火花機客戶應(yīng)用石墨電極。
(2)石墨電極較容易加工,且加工速度明顯快于銅電極。比如采用銑削工藝加工石墨,其加工速度較其他金屬加工快2~3倍且不需要額外的人工處理,而銅電極則需要人手挫磨。同樣,如果采用高速石墨加工中心制造電極,速度會更快,效率也更高,還不會產(chǎn)生粉塵問題。在這些加工過程中,選擇硬度合適的工具和石墨可減少刀具的磨損耗和銅電極的破損。如果具體比較石墨電極與銅電極的銑削時間,石墨電極較銅電67%,在一般情況下的放電加工中,采用石墨電極的加工要比采用銅電58%。這樣一來,加工時間大幅減少,同時也減少了制造成本。
(3)石墨電極與傳統(tǒng)銅電極的設(shè)計不同。許多模具廠通常在銅電極的粗加工和精加工方面有不同的預(yù)留量,而石墨電極則使用幾乎相同的預(yù)留量,這減少了CAD/CAM和機器加工的次數(shù),單是這個原因,就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。