Entendendo a usinagem de grafite

Na indústria moderna, o grafite é amplamente utilizado devido às suas propriedades exclusivas, desde as necessidades diárias até as indústrias de alta tecnologia. O processamento do grafite é o elo principal e seu nível técnico está relacionado ao desempenho do produto e à faixa de aplicação. Uma pesquisa aprofundada é de grande importância para o desenvolvimento industrial.

Características e classificação do grafite

Grafite é composto de átomos de carbono, em uma estrutura cristalina em camadas. Os átomos da camada são ligados covalentemente em uma rede hexagonal, e as camadas são influenciadas pelas forças de van der Waals. Isso lhe confere boa condutividade elétrica, alto ponto de fusão e excelente lubricidade. O grafite é dividido em dois tipos: natural e artificial. O grafite natural inclui flocos, solo e grafite em bloco, com diferentes usos. O grafite artificial é feito de tratamento de alta temperatura, com desempenho controlável, usado em baterias de lítio e outros campos.

Tecnologia de usinagem de grafite

Tecnologia de corte

O corte de grafite é um método de processamento comum, que usa o movimento relativo da ferramenta e do grafite para remover o material. O corte de alta velocidade é frequentemente usado para reduzir o tempo de contato entre a ferramenta e o material e reduzir o impacto da força de corte. Como o grafite é macio e quebradiço, é fácil quebrar a borda e a escória. Ao mesmo tempo, é necessário escolher ferramentas afiadas e parâmetros de corte adequados. Por exemplo, a usinagem de moldes de grafite de alta precisão, a velocidade de corte de milhares de rotações por minuto, o ajuste fino da alimentação para garantir a precisão.

Processo de moagem

O esmerilhamento é um micro corte da superfície de grafite para melhorar o acabamento e a precisão da superfície. Como as ferramentas de esmerilhamento se desgastam rapidamente, é necessário selecionar abrasivos e fluidos de esmerilhamento adequados. Os abrasivos comumente usados são carbeto de silícioOs abrasivos de diamante, diamante e diamante, devido à sua alta dureza e resistência ao desgaste, são amplamente utilizados na retificação de grafite. O fluido de retificação pode esfriar, reduzir o desgaste, limpar e lubrificar e melhorar a qualidade da superfície. Por exemplo, o molde de grafite usado para o processamento de lentes ópticas, e a rugosidade da superfície após a retificação pode chegar a Ra0,1μm.

Moagem de grafite

O fresamento de grafite com o processamento de fresa rotativa pode alcançar o processamento de formas complexas, subplano, perfil, fresamento de cavidades. O fresamento de superfície processa o plano, o fresamento de contorno processa o contorno e o fresamento de cavidade processa a cavidade. Usinagem com fresa de várias arestas e otimização do caminho e dos parâmetros, como o processamento de grandes moldes de grafite. Com fresamento de alta velocidade e articulação de cinco eixos, ele reduz o tempo de processamento, garantindo precisão e qualidade.

Processo de perfuração

A perfuração é para processar furos em grafite, grafite frágil, de baixa dureza, e a perfuração é propensa a problemas de paredes ásperas do furo, desvio da abertura e colapso da borda do furo. É necessário selecionar a broca e os parâmetros adequados, com broca de metal duro. E reduzir a velocidade de perfuração e o avanço, com lubrificação por resfriamento de líquido de corte. Por exemplo, no furo de resfriamento do processamento do eletrodo de grafite, os parâmetros de otimização podem fazer o controle de precisão da abertura em ±0,1 mm e a rugosidade da parede do furo em até Ra3,2 μm.

Usinagem de carbono grafite

O grafite de carbono é um material de grafite especial, e a tecnologia de processamento é diferente do grafite comum. A dureza e a resistência de alguns grafites de carbono são altas, o que exige ferramentas mais resistentes ao desgaste e maior força de corte. E o coeficiente de expansão térmica é baixo, o processamento para controlar a temperatura evita deformações e rachaduras. Pode ser amplamente utilizado em selos mecânicos, motores de aeronaves e outros campos, pois a qualidade do processamento afeta o desempenho e a confiabilidade do equipamento.

Explicação detalhada dos equipamentos e ferramentas de usinagem

Equipamento de processamento

CNC machining center

Define uma variedade de funções de usinagem em uma só, controlada pela trajetória da ferramenta do sistema CNC. Possui alto grau de automação, eficiência rápida, precisão estável e é adequado para processamento de grafite em lote e de alta precisão.

Máquina-ferramenta EDM

Usando a descarga para remover o grafite, processando eletrodos e moldes de grafite, etc., é possível processar formas complexas e estruturas minúsculas. E garantir a precisão do processamento e a qualidade da superfície por meio do controle dos parâmetros de descarga.

Máquina de moagem

Usado para retificação, superfície, cilíndrica, interna, etc., para garantir o acabamento da superfície e a precisão dos produtos de grafite.

Ferramentas de usinagem de grafite

Cortador

Incluindo fresa, broca, etc., devido às características do grafite, o material da ferramenta é selecionado como carboneto ou ferramenta revestida de diamante. As ferramentas de metal duro são adequadas para o processamento geral, enquanto as ferramentas com revestimento de diamante são adequadas para o processamento de alta velocidade e alta precisão. E a geometria da ferramenta precisa ser otimizada.

Ferramentas abrasivas

Rebolo de esmeril comumente usado, seleção abrasiva de carboneto de silício ou diamante. O preço do rebolo de carbeto de silício é baixo, para retificação comum. A eficiência e a alta precisão do rebolo de diamante são adequadas para a usinagem de alta precisão. Os parâmetros do rebolo devem ser selecionados de acordo com os requisitos do material e do processamento.

Pontos de controle de qualidade

Controle de precisão dimensional

Para garantir a precisão dimensional, a calibração e a manutenção regulares do equipamento, a medição precisa das matérias-primas e o ajuste dos parâmetros antes do processamento. Monitoramento em tempo real com CMM, considerando o impacto da deformação térmica e do desgaste da ferramenta, otimização do processo e algoritmo de compensação.

Avaliação da qualidade da superfície

Avaliar a qualidade da superfície, incluindo rugosidade, defeitos e dureza. O instrumento de medição de rugosidade é usado para medir a rugosidade, os defeitos da superfície são verificados a olho nu e com o microscópio. E o teste de dureza garante que a dureza da superfície atenda aos requisitos. Selecione os parâmetros adequados no processamento e o processo evita danos à superfície.

Detecção de defeitos internos

As tecnologias de testes ultrassônicos, de raios X, de tomografia computadorizada industrial e outras tecnologias de testes não destrutivos são usadas para detectar defeitos internos. O teste ultrassônico tira proveito das características de propagação ultrassônica. O teste de raios X se baseia na diferença de absorção e dispersão de defeitos por raios X. E a TC industrial gera imagens tridimensionais para mostrar as condições internas, garantindo a qualidade e a segurança do produto.

Prática do setor de usinagem de grafite

Usinagem de eletrodos de grafite

O eletrodo de grafite é o principal consumível no campo da fabricação de aço para fornos elétricos. Selecione grafite artificial de alta pureza e alta densidade, corte, esmerilhamento, perfuração e outros processos. A precisão do processamento e os requisitos de qualidade da superfície são altos, o desvio de tamanho e a rugosidade afetarão a condutividade e a estabilidade. Como na fabricação de aço em fornos elétricos, o tamanho não pode afetar a eficiência da fabricação de aço. A inconsistência da rugosidade causará instabilidade do arco e perda rápida do eletrodo.

Usinagem de grafite Edm

Para a fabricação de eletrodos EDM, são necessários requisitos mais altos de densidade do material, pureza e uniformidade da estrutura organizacional. Além do processo convencional, também é necessário remover as impurezas em alta temperatura, melhorar a cristalinidade e a condutividade elétrica. Impregnação para preencher os poros, melhorar a densidade e a resistência. Sua precisão e qualidade de processamento afetam a precisão e a eficiência do EDM. Por exemplo, na fabricação de moldes, os eletrodos de alta precisão garantem a precisão e a vida útil do molde.

Blocos de grafite para usinagem

Bloco de grafite é uma matéria-prima comum, feita de pó de grafite prensado e sinterizado. E suas propriedades variam de acordo com as necessidades de processamento e os cenários de aplicação. A usinagem de alta precisão, como eletrodos de grafite, exige blocos de grafite com densidade uniforme e alta pureza para garantir uma precisão dimensional estável. O campo aeroespacial tem requisitos de alta resistência, e o bloco de grafite será reforçado com fibra de carbono. Seu tamanho e especificações são diversos, o formato é regular. Além disso, há personalização de formatos especiais, oferecendo uma variedade de opções para processamento.

Canais de usinagem de grafite

Há duas formas de processamento de grafite: independente e comissionado. O processamento independente é realizado pela própria empresa, o ciclo de processamento e a qualidade são controláveis, mas o custo é alto. É adequado para empresas com grande demanda, altas exigências e grande força. O processamento comissionado para encontrar fabricantes profissionais pode reduzir custos e riscos, sendo adequado para empresas com pouca ou nenhuma capacidade de processamento.

Conclusão

O desenvolvimento industrial promoveu o desempenho e a qualidade dos produtos de grafite e promoveu o progresso da tecnologia de processamento de grafite. Ao otimizar o processo e controlar rigorosamente a qualidade, o setor pode produzir produtos de alta precisão. No futuro, o processamento de grafite também fará avanços em materiais, precisão e inteligência para ajudar no desenvolvimento do setor.