石墨电极是什么原料，石墨电极用途介绍

很多朋友对石墨电极是什么原料，石墨电极用途介绍不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

文摘：石墨电极已广泛应用于我们的生活中。那么石墨电极的材料是什么呢？石墨电极的原料是什么？本文主要介绍了石墨电极的定义、优点和加工形式，然后重点介绍了石墨电极的应用及其原料分析。

什么是石墨电极？石墨电极是指以石油焦和沥青焦为骨料，以煤沥青为粘结剂，经过原料煅烧、粉碎研磨、配料、捏合、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而成的一种耐高温石墨导电材料，称为人造石墨电极(简称石墨电极)，它不同于天然石墨制备的天然石墨电极。

石墨电极的优点(1)日益复杂的模具几何形状和多样化的产品应用，导致对火花机放电精度的要求越来越高。石墨电极的优点是易于加工，放电加工去除率高，石墨损耗低。所以群发火花机的部分客户放弃了铜电极，改用石墨电极。

另外，有些特殊形状的电极不能用铜做，但石墨容易形成，铜电极重，不适合加工大电极。这些因素已经导致基于组的火花机器的一些客户使用石墨电极。

(2)石墨电极易于加工，加工速度明显快于铜电极。例如，采用铣削工艺加工石墨，其加工速度比其他金属快2 ~ 3倍，不需要额外的手工处理，而铜电极则需要手工打磨。同样，如果用高速石墨加工中心制造电极，速度会更快，效率会更高，也不会有粉尘问题。在这些加工过程中，选择合适硬度的刀具和石墨可以减少刀具的磨损和铜电极的损伤。

如果对比石墨电极和铜电极的铣削时间，石墨电极比铜电极快67%，一般情况下，石墨电极的加工比铜电极快58%。这样，加工时间大大减少，制造成本也降低。

(3)石墨电极的设计不同于传统的铜电极。很多模具厂通常在铜电极的粗加工和精加工上有不同的储备，而石墨电极使用的储备几乎相同，减少了CAD/CAM和机加工的数量。单单这个原因就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。石墨电极的加工形式石墨电极的加工形式主要有三种：加压振动法、数控自动成型法和机械加工法。

(1)加压振动法：加压振动法需要专用机床，电极母模与电极相对。石墨材料和成形工具在加工过程中彼此相对放置，留有一定的间隙。将混合有水和磨料的加工液注入其中。当加工液体通过时，石墨和成形工具超声振动。在磨料的冲击力下，石墨被少量剥离成所需的形状。磨料是碳化硅、B4C或金刚石。磨料越粗，加工速度越快。

机床工作时，采用密封式和水幕式进行加工。适用于批量生产中的电火花加工。

(2) CNC自动成型法：CNC自动成型法需要专用的石墨电极成型机，采用CNC模式，具有自动换刀装置，可容纳多种刀具。为了改善加工环境，石墨电极被水幕包围，防止石墨粉尘四处散落。此外，还可以采用湿法加工方法，防止水溶性切削液对刀具的磨损和石墨粉尘的飞扬。

机床具有高性能过滤装置，可将切削液与石墨屑分离，保证长时间连续加工。是石墨电极加工的理想专用设备，适用于模具的电极加工。但由于其价格较高，在国内应用并不广泛。

(3)机加工方法：机加工方法是国内一般模具生产单位采用的主要方法。石墨材料可以通过车削、铣削、钻孔和磨削进行加工。此外，石墨材料在加工过程中容易在粉尘中飞扬，给加工设备和操作人员带来不利影响。

石墨电极的应用(1)用于电弧炉炼钢炼钢是石墨电极的大用户。我国电炉钢产量约占粗钢的18%，炼钢用石墨电极占石墨电极总消耗量的70% ~ 80%。电炉炼钢是利用石墨电极向炉内引入电流，利用电极端与炉料之间电弧产生的高温热源进行熔炼。

(2)矿热炉主要用于生产工业硅和黄磷，其特点是将导电电极的下部埋入炉料中，在料层中形成电弧，利用炉料自身电阻产生的热能加热物料。其中，高电流密度的矿热炉需要石墨电极，例如生产1t硅消耗石墨电极约100kg，生产1t黄磷消耗石墨电极约40kg。

(3)生产石墨制品的石墨化炉、熔化玻璃的熔炼炉、生产碳化硅的电炉都是电阻炉。炉内物料既是加热电阻，又是被加热物体。通常情况下，用于导电的石墨电极是嵌在电阻炉尾部的炉头壁中，这里使用的石墨电极是不连续消耗的。

(4)用于制备异形石墨制品的石墨电极坯料也可用于加工各种异形石墨制品，如坩埚、模具、舟皿、加热器等。例如，在应时玻璃行业，每生产1t的熔管，就有10t需要石墨电极坯料；每生产1t石英砖，消耗100kg石墨电极坯。

石墨电极原料介绍(1)石油焦石油焦是由石油残渣和石油沥青焦化而成的可燃固体产品。黑色多孔，主要元素是碳，灰分很低，一般在0.5%以下。石油焦是一种可石墨化的碳。石油焦广泛应用于化工、冶金等行业，是生产人造石墨制品和电解铝用炭素制品的主要原料。

根据热处理温度，石油焦可分为生焦和煅焦。前者是石油焦延迟焦化得到的，含有大量挥发性物质，机械强度低。煅烧焦炭通过煅烧生焦炭获得。中国大部分炼油厂只生产生焦，大部分煅烧操作在炭素厂进行。

石油焦按硫含量可分为三种：高硫焦(硫含量在1.5%以上)、中硫焦(硫含量在0.5%-1.5%)和低硫焦(硫含量在0.5%以下)。石墨电极和其他人造石墨产品通常用低硫焦炭生产。

(2)针状焦针状焦是一种优质焦炭，具有明显的纤维状结构，特别是热膨胀系数低，容易石墨化。焦炭块破碎后可分成细长的条状颗粒(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，故称针状焦。

针状焦的物理力学性能各向异性非常明显，具有良好的平行于颗粒长轴的导电性和导热性，热膨胀系数低。在挤出成型过程中，大多数颗粒的长轴沿挤出方向排列。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低、热膨胀系数小、抗热震性好。针状焦可分为以石油残渣为原料生产的油基针状焦和以精制煤焦油沥青为原料生产的煤基针状焦。

(3)煤沥青煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。它是各种碳氢化合物的混合物。常温下为黑色半固体或高粘度固体，无固定熔点。加热后变软，然后熔化，密度为1.25-1.35g/cm3。按其软化点可分为低温、中温、高温沥青三种。软沥青的产率是煤焦油产率的54-56%。煤焦油沥青的组成极其复杂，与煤焦油的性质和杂原子的含量有关，还受焦化工艺系统和煤焦油加工条件的影响。

表征煤沥青特性的指标有很多，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。

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、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。

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