Dans l'industrie moderne, le graphite est largement utilisé en raison de ses propriétés uniques, qu'il s'agisse de produits de première nécessité ou d'industries de haute technologie. Le traitement du graphite est le maillon clé, son niveau technique est lié à la performance du produit et à la gamme d'applications. La recherche approfondie est d'une grande importance pour le développement industriel.

Caractéristiques et classification du graphite

Graphite est composé d'atomes de carbone, dans une structure cristalline en couches. Les atomes de la couche sont liés de manière covalente en un réseau hexagonal, et les couches sont soumises aux forces de van der Waals. Cela lui confère une bonne conductivité électrique, un point de fusion élevé et un excellent pouvoir lubrifiant. Le graphite est divisé en deux catégories : le graphite naturel et le graphite artificiel. Le graphite naturel comprend le graphite en paillettes, le graphite en terre et le graphite en bloc, qui ont des utilisations différentes. Le graphite artificiel est fabriqué à partir d'un traitement à haute température, avec des performances contrôlables. Il est utilisé dans les batteries au lithium et dans d'autres domaines.

Technologie d'usinage du graphite

Technologie de coupe

Le découpage du graphite est une méthode de traitement courante, qui utilise le mouvement relatif de l'outil et du graphite pour enlever le matériau. La coupe à grande vitesse est souvent utilisée pour réduire le temps de contact entre l'outil et le matériau et réduire l'impact de la force de coupe. Le graphite étant mou et fragile, il est facile de briser l'arête et le laitier. En même temps, il est nécessaire de choisir des outils tranchants et des paramètres de coupe appropriés. Pour l'usinage de moules en graphite de haute précision, par exemple, la vitesse de coupe doit atteindre des milliers de tours par minute et l'avance doit être réglée avec précision pour assurer l'exactitude de l'usinage.

Processus de broyage

La rectification est un micro-découpage de la surface du graphite afin d'améliorer l'état de surface et la précision. Les outils de meulage s'usant rapidement, il est nécessaire de choisir des abrasifs et des liquides de meulage appropriés. Les abrasifs couramment utilisés sont carbure de siliciumEn raison de leur grande dureté et de leur résistance à l'usure, les abrasifs diamantés sont largement utilisés pour le meulage du graphite. Le fluide de meulage peut refroidir, réduire l'usure, nettoyer et lubrifier, et améliorer la qualité de la surface. Comme le moule en graphite utilisé pour le traitement des lentilles optiques, et la rugosité de surface après le meulage peut atteindre Ra0,1μm.

Broyage de graphite

Le fraisage du graphite à l'aide d'une fraise rotative permet d'obtenir des formes complexes, des sous-plans, des profils et des cavités. Le fraisage de surface traite le plan, le fraisage de contour traite le contour et le fraisage de cavité traite la cavité. L'usinage à l'aide d'une fraise à plusieurs arêtes et l'optimisation de la trajectoire et des paramètres, comme le traitement de grands moules en graphite. Le fraisage à grande vitesse et à cinq axes permet de réduire le temps de traitement et de garantir la précision et la qualité.

Processus de forage

Le perçage consiste à réaliser des trous sur le graphite, qui est fragile et de faible dureté. Le perçage est sujet à des problèmes de rugosité de la paroi du trou, de déviation de l'ouverture et d'effondrement du bord du trou. Il est nécessaire de sélectionner le foret et les paramètres appropriés, avec un foret en carbure. Réduire la vitesse de perçage et l'avance, avec une lubrification par liquide de refroidissement. Par exemple, dans le trou de refroidissement de l'électrode de graphite, les paramètres d'optimisation peuvent permettre de contrôler la précision de l'ouverture à ±0,1 mm, la rugosité de la paroi du trou jusqu'à Ra3,2μm.

Usinage du carbone graphite

Le graphite de carbone est un matériau spécial, dont la technologie de traitement est différente de celle du graphite ordinaire. La dureté et la résistance de certains graphites de carbone sont élevées, ce qui nécessite des outils plus résistants à l'usure et une plus grande force de coupe. Le coefficient de dilatation thermique est faible, ce qui oblige à contrôler la température pour éviter les déformations et les fissures. Il est largement utilisé dans les garnitures mécaniques, les moteurs d'avion et d'autres domaines, la qualité du traitement affectant les performances et la fiabilité de l'équipement.

Explication détaillée de l'équipement et des outils d'usinage

Équipement de transformation

CNC machining center

Il réunit diverses fonctions d'usinage, contrôlées par la trajectoire de l'outil du système CNC. Elle présente un degré élevé d'automatisation, une efficacité rapide, une précision stable et convient au traitement du graphite par lots et de haute précision.

Machine-outil EDM

L'utilisation de la décharge pour enlever le graphite, le traitement des électrodes et des moules en graphite, etc., permet de traiter des formes complexes et des structures minuscules. et garantir la précision du traitement et la qualité de la surface en contrôlant les paramètres de décharge.

Machine à broyer

Utilisé pour la rectification, la machine de rectification plane, cylindrique, interne, etc., pour assurer la finition de la surface et la précision des produits en graphite.

Outils d'usinage en graphite

Cutter

En raison des caractéristiques du graphite, le matériau de l'outil est choisi en carbure ou en diamant. Les outils en carbure conviennent au traitement général, tandis que les outils revêtus de diamant conviennent au traitement à grande vitesse et de haute précision. La géométrie de l'outil doit être optimisée.

Outils abrasifs

Les meules abrasives couramment utilisées sont en carbure de silicium ou en diamant. Le prix de la meule en carbure de silicium est bas, pour le meulage ordinaire. La meule diamantée est efficace et très précise, pour l'usinage de haute précision. Les paramètres de la meule doivent être sélectionnés en fonction du matériau et des exigences de traitement.

Points de contrôle de la qualité

Contrôle de la précision dimensionnelle

Pour garantir la précision des dimensions, il faut procéder à un étalonnage et à un entretien réguliers de l'équipement, mesurer avec précision les matières premières et ajuster les paramètres avant le traitement. Contrôle en temps réel à l'aide d'une MMT, prise en compte de l'impact de la déformation thermique et de l'usure de l'outil, optimisation du processus et de l'algorithme de compensation.

Évaluation de la qualité de la surface

Évaluer la qualité de la surface, y compris la rugosité, les défauts et la dureté. L'instrument de mesure de la rugosité est utilisé pour mesurer la rugosité, les défauts de surface sont vérifiés à l'œil nu et au microscope. Le test de dureté permet de s'assurer que la dureté de la surface est conforme aux exigences. La sélection des paramètres appropriés lors du traitement permet d'éviter toute détérioration de la surface.

Détection des défauts internes

Les ultrasons, les rayons X, la tomographie industrielle et d'autres technologies de contrôle non destructif sont utilisés pour détecter les défauts internes. Le contrôle par ultrasons tire parti des caractéristiques de propagation des ultrasons. Les essais aux rayons X sont basés sur la différence entre l'absorption et la diffusion des rayons X des défauts. La tomodensitométrie industrielle génère des images tridimensionnelles pour montrer les conditions internes, garantissant ainsi la qualité et la sécurité du produit.

Pratiques de l'industrie de l'usinage du graphite

Usinage d'électrodes en graphite

Les électrode en graphite est le principal consommable dans le domaine de l'élaboration de l'acier par four électrique. Le graphite artificiel sélectionné est d'une grande pureté et d'une grande densité. Il est utilisé pour le découpage, le meulage, le perçage et d'autres processus. Les exigences en matière de précision du traitement et de qualité de la surface sont élevées, l'écart de taille et la rugosité affecteront la conductivité et la stabilité. Dans le cas de la fabrication d'acier par four électrique, par exemple, la taille ne doit pas affecter l'efficacité de la fabrication de l'acier. Le manque de rugosité entraîne une instabilité de l'arc et une perte rapide de l'électrode.

Usinage du graphite Edm

Pour la fabrication des électrodes EDM, les exigences en matière de densité, de pureté et d'uniformité de la structure organisationnelle des matériaux sont plus élevées. Outre le processus conventionnel, il est également nécessaire d'éliminer les impuretés à haute température, d'améliorer la cristallinité et la conductivité électrique. L'imprégnation permet de remplir les pores, d'améliorer la densité et la résistance. La précision et la qualité du traitement affectent la précision et l'efficacité de l'électroérosion. Dans le cas de la fabrication de moules, par exemple, des électrodes de haute précision garantissent la précision et la durée de vie des moules.

Blocs de graphite pour l'usinage

Bloc de graphite est une matière première courante, composée de poudre de graphite pressée et frittée. Ses propriétés varient en fonction des besoins de traitement et des scénarios d'application. L'usinage de haute précision, comme les électrodes en graphite, nécessite des blocs de graphite d'une densité uniforme et d'une grande pureté pour garantir une précision dimensionnelle stable. Dans le domaine aérospatial, les exigences en matière de résistance sont élevées et le bloc de graphite sera renforcé par des fibres de carbone. La taille et les spécifications sont diverses, la forme est régulière. Il existe également des formes spéciales personnalisées, ce qui offre une grande variété d'options de traitement.

Canaux d'usinage en graphite

Il existe deux types de traitement du graphite : le traitement indépendant et le traitement sur commande. Le traitement indépendant est réalisé par l'entreprise elle-même, le cycle de traitement et la qualité sont contrôlables, mais le coût est élevé. Elle convient aux entreprises dont la demande est importante, les exigences élevées et la force de frappe forte. Le traitement sur commande consiste à trouver des fabricants professionnels, ce qui permet de réduire les coûts et les risques et convient aux entreprises dont la capacité de traitement est faible ou inexistante.

Conclusion

Le développement industriel a favorisé la performance et la qualité des produits en graphite, ainsi que les progrès de la technologie de traitement du graphite. En optimisant le processus et en contrôlant strictement la qualité, l'industrie peut fabriquer des produits de haute précision. À l'avenir, la transformation du graphite fera également des percées dans les domaines des matériaux, de la précision et de l'intelligence pour contribuer au développement de l'industrie.