解析高温窑炉石墨隔板的承烧与分隔双重功能原理

那些在窑炉里面被一层又一层堆叠起来的黑色板子, 生产线的工人们习惯将它们称呼为石墨隔板, 然而真正决定这些板子使用寿命的关键因素并不是它们的厚度, 而是窑炉里面的气氛情况, 一旦选择了错误的气氛类型, 即使是价格再昂贵的板子在短短半年的时间里也会出现起粉的现象并最终报废。

一块板子在炉子里干三件事

石墨隔板这种零件, 它是被加工成了平面样子的石墨制品, 它在真空环境或者是氮气氛围的窑炉里面工作的时候, 它同一块板子能够同时起到三个方面的作用, 一个是作为承烧的平台去托举住产品的重量, 第二个是当作层间的隔板去把上层的瓷件和下层的瓷件给隔开, 第三个是充当炉壁的衬板去挡住那些辐射出来的热量, 这三件事情让一块板子全都干完了。

石墨与耐火砖或者是不锈钢板是不一样的, 在高温的环境条件之下, 它不会出现金属离子析出的现象, 同时, 它也不会和釉料以及磁体粉体发生反应行为, 因此, 产品的表面就不会产生任何的金属斑点现象, 这也就是为什么电子陶瓷生产线以及磁性材料生产线会特别偏爱这种材料的至关重要的原因所在。

为什么非要高纯细结构

在牌号的挑选方面, 一般来说需要把碳含量选为达到99.8%以上, 还要把气孔率选在12%到18%范围内的细结构石墨。如果碳含量低的话, 就会意味着灰分高, 灰分在高温条件下会挥发生成微粒。这些微粒落到瓷面上以后, 就是没法修复的废品了。

所谓细结构, 就是指晶粒比较小、气孔分布比较均匀, 导热系数非常稳定。层间隔板凭借这一点, 才可以把炉膛温度均匀控制在正负3摄氏度以内, 从而抑制住磁体的批次色差问题。使用粗结构石墨是做不到这种均热精度的。

从方块到隔板的加工工序

所用原料为高密度石墨方块, 首先参照设计图样将其切割成大面积板材，随后利用CNC加工中心执行钻孔及台阶加工操作，接着借助金刚石砂轮对板材表面实施精密磨削工艺, 使其粗糙度指标降低至Ra≤8μm以下, 针对形状异常的部件, 则安排经由五轴联动中心进行铣削加工处理, 其尺寸公差必须严格管控于±0.05mm范围之内。

每一条生产线的承重能力、幅面大小以及孔位分布都是不相同的, 石墨隔板通常都属于需要定制的零件, 而并非库存中常备的货品。

在您提交订单之前, 必须把所有的图纸信息、实际使用时的温度条件、所处的具体气氛环境以及所承受的载荷吨位等数据全部提供给工厂, 这样工厂才可以最终确定材料的具体牌号以及合理的厚度规格。

四条产线上的具体用法

在电子陶瓷的烧成生产线上, 采用的是石墨承烧板来支撑那些瓷片。为了防止不同瓷件之间发生粘连现象, 会在两个瓷片中间夹上厚度为0.5毫薄的垫片进行隔离。

而对于磁材热处理炉来说, 则是使用厚度达到6毫米的厚隔板将整个空间分隔成五层。在这样的设置下, 各个磁体之间的间距保持在40毫米, 而实现热量均匀分布的功能主要依靠在隔板背面贯通冷却水的方式来完成。

在精密结构件的烧结炉内部, 石墨衬板会贴合于炉壁, 用作耐温内衬以保护炉膛砖。在小批量、多品种的生产线上, 隔板设计成带有T型槽的框架形式, 并且配合快换夹具使用, 从而省去了重新排版所花费的工时。

气氛是生死线

当环境温度超过600℃时, 石墨在空气中便开始出现氧化的现象, 而一旦温度达到900℃, 其材料表面的损耗速度将达到每分钟几十微米的程度。

随着板材表面因氧化反应而逐渐变薄, 整体的承重能力会出现下降的趋势, 同时材料的边缘容易产生起粉的问题。这种脱落的碎屑一旦掉落到釉面之上, 就会形成无法逆转的永久性污点。

因此, 采用真空环境或者氮氩气氛是必要的前提条件。

此外, 还需要注意以下三个要点: 第一, 如果板面不够平整, 就会导致叠放时出现偏斜现象；第二, 由于石墨和钢件的热膨胀系数不一样, 所以必须预留出0.5到1mm的间隙余量；第三, 在进行装配之前, 务必把碎屑和油污擦拭干净, 以免它们在烘烤过程中混入到产品里面去。

信瑞达的板类加工经验

信瑞达这家公司在生产石墨隔板类型的制品方面已经坚持了三十年的时间, 其主要的业务方向是根据客户提供的图纸来进行异形件以及板类产品的加工服务, 在客户服务流程方面, 若是客户能够提供相关的设计图纸, 那么企业便会在十五个工作日的周期之内完成样品的制作工作, 在具体生产技术指标的控制上, 板面的平整度会被严格控制在每五百毫米长度范围内偏差不超过零点一毫米的标准以内。

在进行选板操作之前, 必须先确定三件重要的事情, 这三件重要的事情分别是最高使用温度、炉内气氛以及单片承重。拿磁材炉作为例子来说, 其最高使用温度为980℃炉内气氛为氮气保护氛围且单层承重能力要求达到120kg这样的情况下, 应当选择材质为99.9%碳含量的细结构石墨并且厚度设定为12mm的板材。

只有在明确并且定下了这上述三项核心要素之后再去商讨公差范围与交货期限, 这时候所得到的报价结果才是具备参考意义且比较靠谱的。

请问你现在是在生产线上使用石墨隔板还是在生产线上使用碳化硅承烧板呢。请你说一说你在之前经历过的种种困难和陷阱。如果你觉得这些信息是有用的话, 就点赞这个内容。请点击转发动作, 把这条信息发送给你的采购部门的同事看一看。