《细结构等静压石墨》.doc

《细结构等静压石墨》行业标准编制说明2012 年 9 月标准起草小组《细结构等静压石墨》行业标准编制说明1、任务来源及工作简况根据国家工业和信息化部《关于印发 2012年第一批行业标准制修订计划的通知》 （工信厅科[2012]68 号） ，以及全国钢标准化委员会下达的《2012 年第一批行业标准修订项目计划的通知》 （钢标委[2012]10 号） ，由河南省特种热工炉材有限公司、冶金工业信息标准研究院等单位共同起草《细结构等静压石墨》行业标准项目计划号为 2012-0069T-YB标准在起草过程中，首先由起草单位的相关专家组成标准起草小组，查阅了 ISO、日本、德国及法国等国家的等静压石墨标准或产品样本，依据本国的原料、装备、技术水平和我公司多年来生产细结构等静压石墨的经验，充分考虑了国内外客户对产品普遍性使用要求，编写了《细结构等静压石墨》行业标准在这一过程中，起草小组借助冶金工业信息标准研究院的标准制定指导会，向国内知名炭素专家、教授反复求教，获得了大量宝贵的专业性指导意见，保证了标准的客观性、专业性、科学性和规范性2、标准的制定原则2.1 等静压石墨现状情况细结构等静压石墨作为具备多种优良特性的炭素新材料，被广泛应用于半导体、光伏太阳能、电火花及模具加工、核能、冶金、航天等众多领域。

目前国内已有成都炭素有限公司、河南省特种热工炉材有限公司、雅安恒圣高纯石墨科技有限公司、平顶山天宝碳素制造有限公司等 9 家企业能够正常生产，以及十多家企业正在研制或试生产行业生产水平参差不齐，缺乏统一标准在大规格、高质量方面距离日、德、美、法等国家还有不小差距根据海关总署统计数据，我国每年进口等静压石墨数量约占国内市场消耗量的 80%2.2 制定标准的原则《细结构等静压石墨》国家标准的制定要严格贯彻国家有关方针、政策、法规；合理利用国家资源，本着建设绿色产品的思路；保障安全、保护环境，充分考虑使用者的主要技术要求；做到科学合理，明确实用等静压石墨标准的制定一定要与国际接轨，以利于产品走向世界根据以上原则，我们参考国内外相关标准，制订适合国内本行业的标准3 国际国外相应标准情况由于等静压石墨目前国际上没有统一标准，我们主要参考了日本、德国及法国标准或产品样本 3.1 日本标准没有国家标准，产品主要以东洋炭素为代表，其产品技术指标见附录 A。

3.2 德国标准没有国家标准，产品主要以西格里炭素为代表，其产品技术指标见附录B3.3 法国标准没有国家标准，产品主要以美尔森碳制品（原罗兰炭素）为代表，其产品技术指标见附录 C4 标准主要内容4.1 范围本标准规定了细结构等静压石墨的技术性能及其检验规则本标准适用于以优质石油焦、沥青焦等为主要原料，经制粉(平均颗粒直径小于 43μm)、混捏、扎片、等静压成型、焙烧、浸渍、石墨化等工艺过程制成的石墨制品其中等静压成型包含了一次等静压成型，以及先模压再等静压成型的两种工艺成型方法4.2 规范性引用文件本标准在制定过程中，引用了十个国家标准和一个行业标准，分别为：GB/T 1429 炭素材料灰分含量的测定方法 GB/T 1431 炭素材料耐压强度测定方法GB/T 3074.1 石墨电极抗折强度测定方法GB/T 3074.2 石墨电极弹性模量测定方法GB/T 3074.4 石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法 GB/T 24525 炭素材料电阻率测定方法GB/T 24528 炭素材料体积密度测定方法JB/T 8133.4 电碳制品物理化学性能试验方法 肖氏硬度 GB/T 1427 炭素材料取样方法GB/T 8719 炭素材料及其制品的包装、标志、储存、运输和质量证明书的一般规定GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定4.3 细结构等静压石墨分类及技术性能按照产品外形分类，细结构等静压石墨可以分为圆柱体和方柱体两种；按照技术性能来分，由于细结构等静压石墨产品应用范围很广，且不同理化指标产品应用范围多有重叠，所以我们综合考虑可大致分为以下三种：1. 单晶多晶石墨热场、真空炉、军工用石墨；2. 压铸模具、塑胶模具电火花加工；3. 硬质合金烧结模具、贵金属熔炼、电子烧结模具、水平连铸模具等领域。

4.3.1 （FIG－1、FIG －2 说明） ；单晶多晶石墨热场中的三大核心部件如: 加热器、导流筒、三瓣锅，在加工生产时必须选用细结构等静压石墨材料细结构等静压石墨具有良好的导电、导热性能及耐高温的特性为了能够提升三大核心部件在使用过程中的抗氧化能力及其使用寿命，单晶多晶生产厂家为提升工作效率及降低生产成本往往都会要求三大核心部件必须选用高端材料来生产加工，在热场的正常运行中，核心部件起着非常重要的作用，核心部件材质的优劣将导致单晶多晶的质量的好与坏为防止在工作运行中三大核心部件出现掉渣及其氧化的现象而影响到单晶多晶的产品质量，所以细结构等静压石墨材料应对机械强度、灰分、电阻率、热膨胀系数等指标有所要求（具体技术指标要求详见列表 1） 细结构等静压石墨材料的颗粒分布比较致密、均匀，在制作成型时由于全方位受力成型的，所以导电性能亦较为稳定，通常也被作为一些真空炉里面的部件所选用的材料由于细结构等静压石墨材料具有其它材料所不能比拟的理化特性，在国防工业中制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件等都会选用细结构等静压石墨材料作为其理想的材料4.3.2 （FIG-E1、FIG-E2、FIG-E3 说明）等静压石墨材料作为电火花加工中的电极具有各种杰出的特性，堪称为一种理想的电极材料，它在迅速发展的电火花放电加工中起到了不可忽视的作用。

越来越多的塑胶模具企业为了提升制模的质量、效率并能够大大地降低企业生产成本都早已开始选用细结构等静压石墨材料来代替传统行业中的铜等静压石墨材料材质内部碳原子排列有序，各部位强度均匀，导电性能比较好，易于加工(切削抗力为铜的 1/4，加工效率为铜的 2 倍以上)，损耗小（为铜的 1/3-1/5） ，放电速度快（精打更为有利） ，由于石墨比重较轻，为铜的 1/5，更利于加工超大型的电极，加工后表面容易清理无需专人来清理其毛刺，在高温的条件下细结构等静压石墨不软化，由于热膨胀系数较低（仅为铜的 1/4）导致加工出的模具精度非常高，因而在电火花放电加工中，细结构等静压石墨材料为其理想的选材对象4.3.3 （FIG-4、FIG-5 说明）由于细结构等静压石墨材料内部的碳原子排布比较规律有序且结构致密均匀，导电性能良好，热膨胀系数较小并且能耐急冷急热的变化，因而其在硬质合金烧结、贵金属熔炼、电子烧结、水平连铸等领域中被广泛选用4.4 外形尺寸及表面质量4.4.1 外形尺寸由于生产等静压石墨产品的厂家往往是按照自身试验阶段产品尺寸发展而来，故市场上的外形尺寸种类繁多，我们按照市场需求情况和各生产厂家的设备能力划定了以下尺寸范围。

外形分类 尺寸要求圆柱体产品 直径大于 510mm，高度 350mm 至 2200mm方柱体产品 长度 410-2000mm,宽度 410 mm-650 mm,高度 360 mm-650mm4.4.2 表面质量细结构等静压石墨产品毛坯一旦发生氧化或是裂纹，很难检验氧化或是裂纹的深度，直接影响客户的使用，故细结构等静压石墨产品毛坯在出厂前表面不允许有氧化、裂纹现象由于等静压石墨生产周期长，生产过程中难免有磕碰现象，目前国内等静压石墨加工余量一般保持在 10-15mm，故在不影响用户使用的情况下，根据不同尺寸产品做如下规定：单位：mm表面缺陷 棱角缺口直径或最大边长 深度 数量 深度 数量 备注φ450—500 5 不限 5 不限 含 φ500φ500—600 6 不限 6 不限 含 φ600φ600 以上 7 不限 7 不限400 5 不限 5 不限≥400 6 不限 6 不限4.5 试验方法细结构等静压石墨材料的取样数量、取样位置、加工精度可按 GB/T 1427的规定进行细结构等静压石墨的体积密度、电阻率、抗压强度、抗折强度、灰分、弹性模量、热膨胀系数、肖氏硬度均按相应国家标准规定执行。

4.6 检验项目及规则4.6.1 产品质量的检查和验收由质量监督部门进行，用户有权按本标准验收收到的产品4.6.2 上述检测项目大都在石墨化出炉后检测因此，原则上是每炉石墨化后产品为一批次4.6.3 取样方法按 GB/T 1427 炭素材料取样方法进行4.6.4 细结构等静压石墨的体积密度、电阻率、抗压强度、抗折强度、灰分、属于考核指标弹性模量、热膨胀系数、肖氏硬度属于参考指标4.6.5 判定规则，参考指标项目有不合格项时视为不合格产品4.6.6 型式检验，当原料和工艺有改变时，对全部指标都要检验；当停产和设备检修重新生产时，对全部指标都要检验4.6.7 数值的修约按 GB/T8170 的规定执行4.7 包装、标志、运输、贮存和质量证明书随着国内外贸易的发展和人们对产品包装要求的增强，越来越多的用户重视产品的标志和包装质量等内容，并依据产品的标志和包装质量等内容来衡量产品的质量为此有必要对包装、标志、运输、贮存等内容进行规定，以满足贸易方面不断增长的需要包装、标志和质量证明书应按 GB/T8719 的规定进行5 预期的效果按照《新材料“十二五”规划》 ，光伏、电火花加工、模具、核石墨和航天航空等工业领域对等静压石墨的需求量将大幅增加，要求也不断提高，如何规范产品质量，准入市场，增强贸易沟通，用标准为依据，进行贸易往来尤为重要。

本标准的制定将对国家规范等静压石墨产品的质量，逐步替代进口等静压石墨产品，并进一步开拓国际市场有着现实的意义6 与国家和行业有关的现行的方针、政策、法律、法规的关系本标准的制定符合国家法律法规7 对该标准作为强制性标准或推荐性标准的建议建议该标准为推荐性标准8、贯彻标准的要求和措施建议标准批准发布后，组织宣传和贯彻，使生产厂家和广大用户知晓等静压石墨标准，更好地执行该标准2012年 9月 附录 A：日本东洋炭素产品理化指标表附录 B：德国西格里炭素 EDM用等静压石墨产品理化指标表R 8340（EK82） R 8500（V1466） R 8510 R 8650（V1364） R 8710体积密度 g/cm3 1.72 1.77 1.83 1.84 1.88开口气孔率 % 15 13 10 10 10粒度 μm 15 10 10 7 3孔径 μm 2.0 1.5 1.5 0.8 0.6透气率 ×10-2cm2/sec 15 10 4 3 1洛氏硬度 80HR10/100 70HR5/100 95HR5/100 95HR5/100 110HR5/100抗折强度 N/mm2 45 50 60 65 85杨氏模量 kN/mm2 10.5 10.5 11.5 12.5 14电阻率 μΩm 12 14 13 14 13热导率 W·m-1·K-1 90 80 100 90 100。