Cosa sono le canne in grafite
Come tipo di barra, le barre di grafite sono prodotte da grafite lavorata o composti di grafite. Sono noti per la loro eccellente resistenza agli shock termici, resistenza al calore, elevata resistenza alla corrosione, non reattività e capacità di invecchiare bene (perché la grafite è un materiale non soggetto a fatica).
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Vantaggi delle canne in grafite
Tipi di aste di grafite
Le barre di grafite possono essere lavorate a macchina da blocchi di grafite per l'uso in vari settori e applicazioni. Le dimensioni standard sono prodotte e lavorate a macchina in grafite estrusa.
1. Canne in grafite a grana fine JC3
JC3 è un'asta densa a grana fine che può essere lavorata a macchina e ha una temperatura elevata compresa tra 5432 gradi F e 3000 gradi. Il suo grado è grafite estrusa JC3 e la densità apparente è compresa tra 1,72 e 1,74 g/cc. Le sue caratteristiche consentono una forte conduttività elettrica. Le aste in grafite JC3 sono lavorabili con tolleranze estremamente strette.
Le barre di grafite hanno una buona conduttività termica perché la grafite è un eccellente conduttore di calore e ha un'elevata resistenza agli shock termici. La resistenza alla compressione dell'asta varia da 11.000 a 38.000 libbre/pollice2. Resistente alla corrosione per tutti gli scopi pratici ed è resistente a molti acidi, alcali, solventi e composti correlati.
Presenta planarità della faccia della tenuta grazie all'elevato modulo di elasticità e stabilità per rimanere piatta durante il funzionamento sulle facce di sfregamento. Ha anche caratteristiche anti-irritamento e lubrificazione incorporata. La struttura molecolare della grafite genera un rivestimento estremamente sottile sulle parti in movimento. I prodotti non si grippano né si irritano nelle applicazioni più severe. La grafite è porosa ma vengono utilizzati impregnanti per riempire questi pori, che possono variare da elevati a completamente impermeabili a seconda dell'applicazione.
Le barre di grafite JC3 sono utilizzate principalmente nel trattamento termico e nelle applicazioni elettrochimiche. Vengono utilizzati anche per sostenere travi o binari del focolare per consentire la dilatazione termica. Altri usi includono dispositivi o pali di supporto, bastoncini di agitazione, elettrodi e altri scopi di reazione.
2. Canne in grafite a grana fine JC4
JC4 è una robusta canna a grana fine che è lavorabile a macchina e classificata a temperatura media (trattamento termico da 1355 gradi F a 735 gradi). Il suo grado è grafite estrusa JC4 e la sua densità è 1,76 g/cc.
Quando non sono necessarie temperature più elevate, le sue proprietà consentono una buona densità e resistenza. Per il resto le sue caratteristiche sono simili a quelle del JC3 già menzionate sopra. Queste aste sono tipicamente utilizzate in applicazioni meccaniche.
3. Asta di grafite stampata superfine
Le sue caratteristiche sono granulometria super fine, alta densità, non reattività, resistenza superiore e asta di grafite stampata. È consigliato per applicazioni elettrochimiche e su metalli ad alta temperatura, tra cui crogioli, aste di agitazione, stampi, elettrodi, anodi, boccole.
Tolleranze sul diametro: +.010" / -.005". La grafite superfine è classificata a una temperatura fino a 2760 gradi Celsius. La dimensione delle particelle è 0,001 pollici, la densità è 1,8 gr/cm, la resistenza alla compressione è 13K psi e la resistività è 0,00050 ohm/pollice.
4. Canne di grafite a grana media
La costruzione di queste aste è ideale per operazioni di sgrossatura e finitura in varie applicazioni industriali. Queste aste sono prodotte mediante l'uso di una procedura di produzione alternativa che riduce i costi rispetto alla procedura di stampaggio isostatico.
L'etichetta di grafite a grana media si riferisce in genere a materiali con singole particelle di dimensioni variabili da 0,0508 mm fino a 1,575 mm, che sono state stampate a compressione o estruse nella loro forma di materia prima. Dal 12 al 20% del volume di un bastoncino è costituito da pori tra le singole particelle visibili ad occhio nudo.
5. Aste di grafite a grana grossa
Esistono diverse circostanze in cui le bacchette di grafite a grana grossa sono desiderate e soddisfacenti per un'applicazione. Di solito quando si parla di una canna in grafite a grana grossa, si parla di grafite estrusa. La dimensione delle particelle di questo materiale di grafite varia da 1,016 mm fino a 6,096 mm e presenta una grande quantità di pori nel materiale.
Questo materiale a grana grossa è un ottimo materiale per la produzione di barre di grafite. A causa della grande dimensione delle particelle e dei pori aperti, le barre resistono molto bene allo shock termico e possono gestire i cambiamenti di temperatura quando i metalli fusi toccano la sua superficie. Sebbene questi bastoncelli abbiano circa il 12-20% del loro volume costituito da pori tra le singole particelle, questi pori sono abbastanza visibili ad occhio nudo a causa delle particelle che compongono i bastoncelli. Queste barre vengono utilizzate principalmente come elettrodi di grafite per forni siviera e archi elettrici nell'industria siderurgica.
6. Aste di grafite a densità più elevata
La grafite ad alta densità è un materiale eccezionalmente speciale con elevata resistenza, alta densità e una microstruttura fine. Può essere utilizzato per realizzare canne grazie alla sua capacità di sopportare temperature estremamente elevate mantenendo la sua forma e resistenza. Inoltre, queste aste sono economiche e semplici da lavorare in qualsiasi forma.
Nella tecnologia odierna, i campioni di grafite venivano prodotti da polveri di semi-coke a base di pece di catrame di carbone senza l'uso di alcun legante supplementare. Le aste di grafite isostatica mostrano caratteristiche maggiori rispetto alla grafite artificiale ottenuta con la procedura di riempimento e legante vecchio stile. Questo viene quindi carbonizzato, riempito di pori e grafitizzato.
7. Aste di grafite rivestite in carbonio pirolitico
Uno strato di carbonio pirolitico sulla grafite riduce la permeabilità ai gas, migliora la stabilità all'ossidazione e protegge dal rilascio di particelle. Viene creato mediante una procedura di deposizione chimica da fase vapore (CVD). I rivestimenti in carbonio pirolitico, come la grafite, hanno un'eccezionale stabilità termica e inerzia chimica. Inoltre, il carbonio pirolitico può essere utilizzato per penetrare e addensare la grafite, riducendone notevolmente la porosità interna.
Specifiche delle aste in grafite
Le specifiche delle aste in grafite includono la densità standard di ciascun grado in quanto determina dove può essere applicato il grado dell'asta. Anche la resistenza alla compressione è una caratteristica altrettanto importante e varia da 11 000 a 38 000 libbre per pollice quadrato.
Il modulo di elasticità è 14 K10-5 psi a temperatura ambiente e 27 K10-5 psi a 2315 gradi Celsius (gradi purificati G). L'espansione termica è di 6 pollici/pollici/grado x 10-7 a temperatura ambiente e 18 pollici/pollici/grado x 10-7 a 2315 gradi Celsius (gradi purificati G). La resistività elettrica va da 29 a 36 ohm-in. x10-5.
La conduttività termica è di 179 W/(mK) a temperatura ambiente e di 154 W/(mK) a 2.315 gradi Celsius (gradi purificati G). Anche la dimensione massima dei grani, la resistenza alla flessione e il coefficiente di dilatazione termica sono specifiche importanti.
Processo delle barre di grafite
Lo stampaggio a compressione, la pressatura isostatica o l'estrusione delle barre sono i tre metodi più comuni per produrre barre di grafite. Molte di queste tecniche sono paragonabili a quelle utilizzate per creare tubi di grafite.
1. Stampaggio a compressione
Lo stampaggio a compressione è un processo di formatura in cui una sostanza viene ammorbidita e poi costretta a prendere la forma dello stampo in cui è appoggiata. Per iniziare, il materiale da modellare viene preriscaldato prima di essere collocato in uno stampo o foro aperto e riscaldato. Lo stampo viene quindi chiuso dall'alto e pressato da un elemento a tappo mentre si ammorbidisce. La sostanza di grafite si espande e prende la forma dello stampo per effetto della pressione e del calore. Verrà tenuto qui finché non guarirà.
2. Preriscaldamento dello stampo
Lo stampo deve prima essere preparato con le tipiche fasi di preparazione, tra cui: pulizia dello stampo, applicazione di un agente distaccante e riscaldamento effettuato per indurre la viscosità della carica quando viene finalmente caricata.
3. Preparazione della carica
Lo stampaggio a compressione viene eseguito su una varietà di materiali. Pertanto, sono disponibili in molte composizioni, dimensioni, forme, condizioni e confezioni. La preparazione trasforma il materiale dallo stato di consegna in uno più adatto alla compressione. La preparazione della carica comprende: disimballaggio, pulizia, taglio, dimensionamento, pesatura e riscaldamento.
4. Caricamento della carica
Ciò comporta il posizionamento della carica sulla parte inferiore dello stampo. In questo modo è garantito il risultato di compressione ottimale. La carica viene quindi applicata allo stampo secondo il modello richiesto, a seconda della forma dello stampo, dello spessore richiesto e di altre considerazioni.
5. Compressione dell'asta
Per avvicinare il più possibile le due parti dello stampo si crea un movimento relativo. La carica viene compressa man mano che le parti si avvicinano. La compressione può essere utilizzata per forzare la carica a riempire l'intero volume previsto nella cavità dello stampo. Inoltre garantisce la giusta densità del prodotto e facilita la polimerizzazione.
6. Indurimento nel processo di stampaggio
Questa fase del processo di stampaggio favorisce l'indurimento della carica compressa nel prodotto finito. Per consentire la presa e l'indurimento può essere semplicemente necessario abbassare la temperatura o utilizzare agenti indurenti e catalizzatori. Il tipo di condensazione e il tipo di aggiunta sono alcuni dei tipi di cura.
7. Raffreddamento dello stampo
Il raffreddamento garantisce che lo stampo abbia la temperatura perfetta per i successivi cicli di stampaggio. Garantire che lo stampo sviluppi le proprietà termiche e meccaniche preferite è importante per la rimozione, l'utilizzo o lo stoccaggio.
8. Espulsione della grafite
L'espulsione è il rilascio della grafite dopo la polimerizzazione. L'espulsione automatizzata utilizza spesso uno stantuffo che si sposta dalla parte inferiore dello stampo quando è necessaria l'espulsione o un sistema separato di ventose. L'espulsione è spesso accompagnata da un agente distaccante e da un rivestimento applicato allo stampo per evitare che il prodotto aderisca allo stampo e per facilitare l'espulsione.
9. Estrusione di aste
L'estrusione di barre si inserisce semplicemente nel processo standard di stampaggio per estrusione. Questo processo inizia con la raccolta del materiale di grafite e di eventuali aggiunte necessarie in una tramoggia, dove vengono riscaldati fino alla fusione. Quando lo stock è
fuso (o liquido), viene pressato attraverso una trafila a forma di tubo. Dopo il raffreddamento, il grezzo assume le dimensioni e la forma della trafila. Può essere rilasciato dallo stampo come forma solida una volta che si è raffreddato.
10. Processo di estrusione a caldo
Si tratta di una tecnica di lavorazione a caldo, ovvero effettuata al di sopra della temperatura di ricristallizzazione della grafite. Ciò impedisce alla grafite di solidificarsi e facilita la spinta attraverso lo stampo. Il processo di estrusione a caldo viene generalmente effettuato su presse idrauliche pesanti orizzontali. Le loro pressioni variano tra 30 e 700 MPa (4,400 - 101,500 psi). Pertanto, è necessaria la lubrificazione. Per estrusioni a temperature più basse è possibile utilizzare olio o grafite, mentre per estrusioni a temperature più elevate è possibile utilizzare polvere di vetro.
11. Pressatura isostatica
La pressatura isostatica è un metodo di formatura che utilizza la pressione da tutti i lati. La sostanza di grafite viene posta all'interno di un recipiente di contenimento ad alta pressione per funzionare. Per pressurizzare il recipiente di contenimento viene utilizzato un gas inerte, come l'argon. Una volta che la grafite è all'interno, il recipiente viene riscaldato, aumentando la pressione e provocando la formazione della grafite in questo modo.
12. Pressatura isostatica a caldo (HIP)
Non viene utilizzato solo per il consolidamento delle polveri e il completamento simultaneo del lavoro in due fasi della tradizionale formatura e sinterizzazione della metallurgia delle polveri, ma anche per l'eliminazione di difetti di fusione, l'incollaggio per diffusione del pezzo e la produzione di parti di forma complessa. Nella pressione isostatica calda, argon, ammoniaca e altri gas inerti vengono comunemente utilizzati come mezzo di trasferimento della pressione e il pacchetto di componenti è generalmente realizzato in metallo o vetro. La temperatura operativa è spesso compresa tra 1000 e 2200 gradi e la pressione di esercizio è spesso compresa tra 100 e 200 MPa.
13. Pressatura isostatica a freddo (CIP)
La pressatura isostatica a freddo è vantaggiosa per la creazione di parti in cui l'elevato costo iniziale degli stampi di pressatura non può essere giustificato o sono necessari componenti estremamente grandi o complessi. Su scala commerciale, un'ampia gamma di polveri, inclusi metalli, ceramiche, polimeri e compositi, può essere pressata isostaticamente. Le pressioni di compattazione vanno da meno di 5,000 psi a più di 100,000 psi (34,5 - 690 MPa). Sia nel processo con sacco umido che a secco, le polveri vengono compattate in stampi elastomerici.
Lavorazione della grafite
La lavorazione della grafite è la tecnica di taglio o modellatura del materiale di grafite per adattarsi a una serie di applicazioni e scopi. Poiché la grafite è molto difficile da tagliare e smussa la maggior parte dei metalli, è fondamentale utilizzare solo utensili diamantati e in metallo duro. Tuttavia, grazie alla sua resistenza, la grafite offre molti vantaggi. Il materiale è incredibilmente robusto, non arrugginisce né si rompe e può essere utilizzato come lubrificazione naturale per cuscinetti e altri componenti della macchina. Ciò riduce la spesa di altri oli e lubrificanti.
Il processo di lavorazione della grafite è identico a quello della lavorazione della ghisa. I trucioli fini, spesso noti come trucioli, vengono estratti come polvere fine. I dispositivi utilizzati nella procedura non afferrano il pezzo ma lo tagliano in modo simile allo spalamento della neve.
La resistenza alla compressione della grafite è elevata e può essere mantenuta in posizione mediante la forza di serraggio. Prima di operare sul pezzo è fondamentale calcolare la quantità di forza di serraggio necessaria. La quantità di forza di bloccaggio richiesta viene determinata testando un pezzo fino alla soglia di cedimento per compressione.
Alcuni metodi utilizzati per la lavorazione della grafite sono strumenti specializzati. La prima cosa a cui pensare quando si pianifica la lavorazione della grafite sono gli strumenti che possono essere utilizzati. La grafite è un materiale abrasivo che usura gravemente gli strumenti metallici nudi. Sono preferiti gli utensili con bordo diamantato, ma si possono utilizzare anche utensili in carburo di tungsteno. È possibile utilizzare l'acciaio rapido, sebbene si consumi rapidamente, limitandone l'applicazione. Scheggiature e rotture si verificano quando si utilizza l'utensile, la velocità o l'avanzamento sbagliato.
Fasi nella produzione delle aste di grafite
Coca Cola -Il coke è un componente delle raffinerie di petrolio che viene creato riscaldando il carbon fossile (da 600 a 1200 gradi). Questa procedura viene effettuata in una cokeria appositamente costruita, che utilizza gas di combustione e ha una disponibilità limitata di ossigeno. Il suo potere calorifico è superiore a quello del carbone fossile tradizionale.
Polverizzare -Dopo che gli ingredienti grezzi sono stati accuratamente ispezionati, vengono polverizzati fino a raggiungere una dimensione granulometrica specifica. Appositi macchinari che macinano il materiale trasferiscono la finissima polvere di carbone risultante in appositi sacchi, che vengono poi selezionati in base alla granulometria.
Impastare -Una volta terminato il processo di macinazione del coke, viene miscelato con la pece. Ad alte temperature, le materie prime vengono combinate in modo tale che il carbone si scioglie e si combina con i grani di coke.
Seconda Polverizzazione -In seguito al processo di miscelazione si formano piccole palline di carbone che devono poi essere macinate in grani molto fini.
Pressatura Isostatica -La fase di pressatura inizia una volta pronti i grani fini della dimensione necessaria. La polvere viene poi depositata in enormi stampi con dimensioni che corrispondono alle dimensioni dei blocchi finali. Il carbonio in polvere negli stampi è sottoposto ad alta pressione (superiore a 150 MPa), che conferisce uguale pressione e forza ai grani, determinando una disposizione simmetrica e una distribuzione uniforme. Questo processo consente di ottenere proprietà identiche della grafite su tutto lo stampo.
Carbonizzazione -La fase successiva e più dispendiosa in termini di tempo (da 2 a 3 mesi) è la cottura nel forno. Il materiale frantumato uniformemente viene posto in enormi forni che raggiungono temperature di 1000 gradi. La temperatura nel forno viene mantenuta costantemente per evitare eventuali guasti o crepe. Dopo la cottura il blocco ha raggiunto la durezza necessaria.
Impregnazione della pece -Per ridurre la porosità, il blocco potrebbe essere impregnato di pece e bruciato nuovamente in questa fase del processo. Per l'impregnazione viene generalmente utilizzata una pece con una viscosità inferiore rispetto alla pece utilizzata come legante. Per colmare eventuali lacune in modo più preciso, è necessaria una bassa viscosità.
Grafitizzazione -A questo punto la matrice degli atomi di carbonio è ormai ordinata e il processo di transizione dal carbonio alla grafite è noto come grafitizzazione. La grafitizzazione è il processo di riscaldamento dei blocchi creati a circa 3000 gradi. Dopo la grafitizzazione, la conduttività elettrica, la densità, la conduttività termica e la resistenza alla corrosione migliorano notevolmente, così come l'efficienza della lavorazione.
Materiale grafite -È fondamentale ispezionare tutti i parametri della grafite dopo la grafitizzazione, comprese la dimensione dei grani, la flessione, la densità e la resistenza alla compressione.
Lavorazione -Una volta che il materiale è stato accuratamente preparato ed esaminato, può essere trasformato in barre di grafite.
Applicazioni delle barre di grafite
Le aste di grafite sono spesso utilizzate per fibre ottiche e applicazioni di semiconduttori, che richiedono entrambe precisione e sensibilità. Gli usi più popolari delle canne in grafite sono le canne da pesca e le piccole canne da pesca (poiché la grafite è sensibile, resistente e leggera).
Le applicazioni industriali includono il trattamento termico
Sono utilizzati per supportare travi o binari del focolare per consentire l'espansione termica perché la grafite può resistere a temperature estreme. Anche come aste di agitazione di metalli caldi e fondenti, aste di cilindri per elettrodi di grafite. Nell'elettrolisi vengono utilizzate barre di grafite e i numerosi elettroni delocalizzati consentono all'elettricità di muoversi rapidamente attraverso la grafite.
Le aste di grafite possono essere utilizzate per estendere un soffiato
Nel foro di un tubo, come dispositivo di svasatura o per creare una rientranza su una parete laterale di vetro. Le barre di grafite vengono applicate come moderatori nei reattori nucleari per controllare la velocità di reazione. La grafite consente la reazione a catena della fissione rallentando i neutroni in un reattore di grafite. Vengono inserite alcune barre e assorbono più neutroni che diventano disponibili, quindi la reazione a catena accelera. Il livello di potenza nel reattore inizia a salire.
La grafite lavorata è comunemente costituita da un composito o da una miscela di grafite e rame
La grafite pura con l'aggiunta di rame conferisce le sue ricercate proprietà di elevata resistenza e conduttività garantita. Come accennato in precedenza, le barre di grafite sono estremamente resistenti al calore. Per definire e quantificare il termine "estremo", è da notare che le bacchette di grafite possono mantenere la loro forma anche se esposte a temperature "estreme" come 5000 gradi.
Le barre di grafite sono comunemente utilizzate come elettrodi nei processi di elettrolisi. L'elettrolisi è una tecnica che utilizza una corrente elettrica per innescare una reazione chimica non spontanea. Gli elettrodi, che conducono l'elettricità alla soluzione elettrolitica, svolgono un ruolo cruciale in questo processo. Le canne in grafite sono preferite per diversi motivi:
● Conduttività:La grafite è un ottimo conduttore di elettricità. Permette alla corrente elettrica di fluire attraverso l'elettrolita, facilitando il movimento degli ioni e il verificarsi dell'elettrolisi.
● Stabilità chimica:La grafite è chimicamente stabile e non reagisce con molte sostanze. Questo è importante perché gli elettrodi non devono subire reazioni chimiche che potrebbero interferire con il processo di elettrolisi desiderato.
● Alto punto di fusione:La grafite ha un punto di fusione elevato, che la rende adatta all'uso nei processi di elettrolisi ad alta temperatura.
● Resistenza meccanica:La grafite è meccanicamente resistente e garantisce durata e resistenza all'usura durante l'elettrolisi.
● Disponibilità:La grafite è facilmente disponibile e relativamente economica, il che la rende una scelta pratica per gli elettrodi in varie applicazioni di elettrolisi.
La nostra fabbrica
Henan Daking Import and Export Co., Ltd. (Henan Daking in breve) è uno dei produttori cinesi di produzione, ricerca e sviluppo e vendita professionali di stampi in grafite. L'azienda si impegna a fornire ai clienti materie prime di grafite di alta qualità e lavorazione di prodotti di grafite di precisione. Le materie prime utilizzate dalla nostra azienda, come la grafite pressata isostatica, la grafite stampata e la grafite EDM, hanno le caratteristiche di elevata resistenza, buona resistenza agli shock termici, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione e forte resistenza all'ossidazione.
Domande frequenti
Siamo produttori e fornitori professionali di barre di grafite in Cina, specializzati nella fornitura di servizi personalizzati di alta qualità. Ti diamo un cordiale benvenuto nell'acquisto di aste in grafite di alta qualità prodotte in Cina qui dalla nostra fabbrica.