真空爐石墨導電桿規劃與制作流程
一、資料選擇
石墨類型
    等靜壓石墨：高密度（1.75~1.85 g/cm3），各向同性，抗熱震性強，適用于高精度導電桿。
    模壓石墨：本錢較低，但密度和均勻性較差，合適非高負荷場景。
    純度要求：灰分＜50 ppm，減少高溫氧化和污染危險。
    增加劑：部分應用可增加抗氧化劑（如硼化物）以延伸壽數。
二、結構規劃關鍵
幾許形狀
    截面規劃：圓形或矩形截面，優化電流分布（電流密度＜20A/cm2）。
    連接端規劃：螺紋（M12~M20）、法蘭或插接式，保證與電極嚴密觸摸。
熱脹大補償
    預留脹大間隙（按ΔL=α×L×ΔT計算）。
    運用柔性連接件（如石墨墊片）吸收脹大應力。
冷卻系統集成
    水冷通道：直徑3~5 mm的螺旋或直孔規劃，水流速≥2m/s。
    氣冷規劃：通入氬氣或氮氣，流量10~20L/min。
三、制作工藝流程
原料預處理
    切開：運用金剛石線切開機或CNC加工，精度±0.1mm。
    粗加工：預留0.2~0.5mm余量，避免精加工時崩邊。
精細加工
    CNC精銑：主軸轉速15,000~30,000rpm，進給速度100~300mm/min。
    電火花加工（EDM）：加工雜亂內腔或細小孔洞，精度±0.02mm。
外表處理
涂層工藝：
    CVD碳化硅涂層：厚度20~50μm，耐溫＞1600℃。
    金屬鍍層：外表鍍銀（2~5μm），觸摸電阻下降30%。
    浸漬處理：磷酸鹽浸漬填充孔隙，孔隙率＜3%。
質量檢測
    尺度檢測：三坐標丈量儀（精度±0.005mm）。
功能測試：
    電阻率測試（四探針法，誤差＜±5%）。
    高溫抗折強度測試（≥40 MPa @1600℃）。
四、關鍵工藝參數
工藝步驟 參數規模 控制關鍵
CNC精加工 轉速20,000rpm，進給200mm/min 刀具磨損監控（每50小時替換）
CVD涂層 溫度1200℃，時刻6小時。 氣體比例（CH2SiCl2:H2=1:10）
電阻率測試 四探針法，電流10A，電壓丈量 環境溫度25±1℃，濕度＜40%
五、常見問題與解決方案
問題 原因 解決方案
導電桿過熱氧化 冷卻缺乏或涂層失效 優化冷卻流量，重新涂覆SiC涂層
連接處電弧放電 觸摸面污染或緊固力不均 打磨觸摸面，扭矩扳手均勻緊固
加工后呈現裂紋 刀具磨損或進給速度過快 替換刀具，下降進給至100 mm/min
電阻率偏高 資料純度缺乏或孔隙率高 替換高純石墨，浸漬處理下降孔隙率
六、本錢與壽數優化
    資料本錢控制：優先選用國產等靜壓石墨（如方大炭素IG系列）。
    工藝簡化：批量生產時采用組合刀具加工，減少換刀時刻。
壽數延伸措施：
    定時外表清潔（每500小時）。
    涂層修正（每2000小時重新CVD處理）。
    經過上述規劃與制作流程，石墨導電桿可完成高溫下安穩作業（＞2000小時），電阻率動搖＜3%，明顯提高真空爐的整體功能和可靠性。