Pièces en graphite pour équipements automatisés Le graphite, en raison de sa résistance aux températures élevées, de sa résistance à la corrosion, de son autolubrification et de sa conductivité thermique élevée, est un matériau idéal pour les composants fonctionnels clés des équipements automatisés.
1. Types de composants de base
Composants de champ thermique : y compris les appareils de chauffage, les guides de flux et les couvercles isolants, utilisés dans des équipements tels que les fours de croissance de plaquettes semi-conductrices et les fours photovoltaïques monocristallins pour obtenir un contrôle précis de la température grâce à une conduction thermique uniforme.
Joints mécaniques : tels que les bagues d'étanchéité d'arbre, les bagues rotatives et les bagues fixes, remplaçant les joints traditionnels en caoutchouc ou en métal, adaptés à l'étanchéité à long terme dans les équipements rotatifs tels que les pompes chimiques et les pompes à vide.
Électrodes EDM (usinage par décharge électrique) : les électrodes en graphite, en graphite haute densité ou en graphite isostatique, sont utilisées pour l'usinage EDM de précision des moules et des composants aérospatiaux, atteignant une précision d'usinage de ± 0,005 mm.
Composants du four sous vide : tels que les lits de four, les plateaux et les écrans thermiques, prenant en charge les processus à haute température tels que la métallurgie des poudres métalliques et le frittage de la céramique, et résistant aux environnements extrêmes supérieurs à 2 000 ℃.
Composants de transmission et de rail de guidage
Des curseurs en graphite et des manchons de rail de guidage sont utilisés dans les systèmes de convoyeurs des lignes de production automatisées pour réduire les pertes par friction et la fréquence de maintenance.
2. Composition des matériaux et processus
Matériaux de base
Graphite naturel : 95 % à 99 % de teneur en carbone, faible coût, adapté aux applications générales résistantes à la corrosion.
Graphite artificiel : fabriqué par calcination à haute température de coke de brai ou de coke de pétrole, pureté ≥99,9 %, structure dense, résistance supérieure à haute température.
Matériaux composites
Composites graphite-métal : intégrés à des fils de cuivre, de molybdène ou d'autres métaux pour améliorer la conductivité thermique ; par exemple, les électrodes en graphite-cuivre améliorent l'efficacité de la dissipation thermique de 30 %.
Revêtements graphite-céramique : Surface pulvérisée avec SiC ou Al₂O₃, résistance à l'oxydation augmentée de 5 fois, adaptée aux environnements oxydants à haute température.
Processus de moulage
Moulage par compression : convient aux pièces structurelles simples, telles que les bagues d’étanchéité et les curseurs.
Pressage isostatique : produit des électrodes de graphite haute densité avec une densité de 1,9 g/cm³ ou plus.
Usinage CNC : permet l'usinage de précision de surfaces courbes complexes, telles que les moules d'aubes de turbine.
3. Applications typiques
Équipement de fabrication de semi-conducteurs : les composants de champ thermique en graphite sont utilisés dans les fours de croissance de silicium monocristallin pour contrôler le gradient de température pendant l'extraction des cristaux, améliorant ainsi le rendement des lingots.
Équipement de production photovoltaïque : les radiateurs en graphite et les cylindres d'isolation fonctionnent ensemble dans des fours à lingots de silicium polycristallin, réduisant ainsi la consommation d'énergie de 20 %.
Machines chimiques et pharmaceutiques : les joints en graphite remplacent le caoutchouc fluoré, résistant aux acides et aux alcalis forts, prolongeant la durée de vie jusqu'à plus de 3 ans.
Équipement aérospatial : Des matériaux composites graphite-céramique sont utilisés dans les tuyères des moteurs de fusée, résistant à un flux d'air à haute température de 3 000 ℃.
Lignes de production de véhicules à énergie nouvelle : des rails de guidage en graphite sont utilisés dans les lignes d'assemblage de modules de batterie, offrant une précision de positionnement de ± 0,02 mm et permettant un fonctionnement à grande vitesse.
4. Avantages
Résistance aux environnements extrêmes : résistant aux températures élevées (2000 ℃ dans une atmosphère inerte) et aux basses températures (-200 ℃), adapté au fonctionnement par tous temps des équipements automatisés.
Faibles coûts de maintenance : les propriétés autolubrifiantes réduisent l'utilisation de lubrifiant ; le coefficient de friction est aussi bas que 0,05, prolongeant les intervalles d'entretien de 50 %. Efficacité énergétique
Sa conductivité thermique (150 W/m·K) est trois fois supérieure à celle de l'acier, égalisant rapidement le champ de température de l'équipement et réduisant la consommation d'énergie.
Respectueux de l'environnement et conforme
Non toxique et sans pollution, conforme aux normes RoHS, remplaçant les matériaux métalliques nocifs contenant du plomb, du mercure, etc.
5. Processus personnalisé
Analyse des besoins en graphite personnalisé
Les clients fournissent les paramètres de fonctionnement des équipements (température, pression, fluide) et les exigences fonctionnelles (étanchéité, conductivité électrique, conductivité thermique).
Sélection des matériaux
Combinaisons de matériaux recommandées (par exemple, graphite pur/graphite composite) basées sur la corrosivité environnementale et la plage de températures.
Conception structurelle
Optimisation des structures des pièces à l'aide de la simulation CAO/IAO, comme l'angle de coin de la bague d'étanchéité ou la courbure de la surface de décharge de l'électrode.
Fabrication de prototypes
Fabriquer rapidement des échantillons grâce à l'impression 3D ou à l'usinage CNC pour les tests d'étanchéité et de résistance à l'usure.
Production de masse
Réalisation d'une production à grande échelle à l'aide de pressages isostatiques ou de machines-outils automatisées, avec un contrôle de tolérance à ±0,01 mm.
Suivi après-vente
Fournir des services de surveillance des données d'utilisation et ajuster les formulations de matériaux ou les conceptions structurelles en fonction des conditions d'usure.
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