一種石墨電極及利用石墨電極進(jìn)行鋼管內(nèi)徑加工的方法
【專利摘要】一種石墨電極及利用石墨電極進(jìn)行鋼管內(nèi)徑加工的方法，所述石墨電極包括一絕緣外殼、連接電纜、一絕緣承接盤和一石墨電極頭；所述絕緣外殼固定連接于絕緣承接盤的頂端；所述連接電纜的一端穿過(guò)絕緣外殼，并與石墨電極頭電連接；所述石墨電極頭包括一連接部和一體連結(jié)于該連接部底端的一工作部，所述連接部固定于絕緣承接盤上。石墨電極與一支承座、一鋼管、一電解液箱和一沉淀箱組成一電解裝置，利用所述電解裝置對(duì)不銹鋼鋼管內(nèi)徑進(jìn)行加工，可以精確修正不銹鋼管內(nèi)徑，避免了擠壓成型造成的偏壁、凸起等缺陷；可以加工3米以上的不銹鋼長(zhǎng)管，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)械加工的缺陷，且工作效率高，環(huán)保無(wú)污染。
【專利說(shuō)明】—種石墨電極及利用石墨電極進(jìn)行鋼管內(nèi)徑加工的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石墨電極，以及利用石墨電極進(jìn)行鋼管內(nèi)徑加工的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上的一些無(wú)縫不銹鋼長(zhǎng)管，由于采用擠壓工藝生產(chǎn)，內(nèi)徑尺寸控制均勻，常常有偏壁或者橢圓凸起的現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致無(wú)法滿足一些對(duì)不銹鋼管內(nèi)徑尺寸精確度和均勻度要求較高的行業(yè)使用(例如旋轉(zhuǎn)靶材生產(chǎn)，要求不銹鋼管內(nèi)徑直徑125mm，內(nèi)徑公差尺寸正負(fù)0.5_，壁厚相差0.5mm以內(nèi)，但現(xiàn)有的不銹鋼長(zhǎng)管內(nèi)往往超過(guò)公差尺寸2?3倍左右)。
[0003]由于不銹鋼管管較長(zhǎng)，采用傳統(tǒng)的機(jī)械車削，只能加工長(zhǎng)度約0.5米，對(duì)于3米長(zhǎng)度的不銹鋼長(zhǎng)管，無(wú)法進(jìn)行車削加工鋼管內(nèi)徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一在于提供一種石墨電極，可以精確修正不銹鋼管內(nèi)徑。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題之一的:一種石墨電極，包括一絕緣外殼、連接電纜、一絕緣承接盤和一石墨電極頭；所述絕緣外殼固定連接于絕緣承接盤的頂端；所述連接電纜的一端穿過(guò)絕緣外殼，并與石墨電極頭電連接；所述石墨電極頭包括一連接部和一體連結(jié)于該連接部底端的一工作部，所述連接部固定于絕緣承接盤上。
[0006]優(yōu)選地，所述絕緣承接盤的縱軸處設(shè)有一回轉(zhuǎn)孔，該回轉(zhuǎn)孔內(nèi)壁的下部環(huán)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第一螺紋；所述連接部的外壁環(huán)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)與所述第一螺紋相嚙合的第二螺紋，且所述連接部通過(guò)所述第一螺紋和第二螺紋旋轉(zhuǎn)連接于絕緣承接盤的回轉(zhuǎn)孔上。
[0007]優(yōu)選地，所述回轉(zhuǎn)孔為二級(jí)階梯孔，所述第一螺紋設(shè)于該階梯孔的大孔內(nèi)壁，且所述連接部的頂端可抵接于該階梯孔的小孔底端。
[0008]優(yōu)選地，還包括至少一排氣單元，所述排氣單元包括彼此連通的一回流孔和一排氣孔，該回流孔設(shè)于絕緣承接盤上，該排氣孔設(shè)于所述工作部上。
[0009]優(yōu)選地，所述排氣單元還包括一缺口，該缺口設(shè)于絕緣承接盤的下表面，所述回流孔、缺口和排氣孔依次貫通。
[0010]優(yōu)選地，所述缺口的徑向截面呈梯形。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述工作部的下表面對(duì)應(yīng)于所述排氣孔處向內(nèi)凹陷，形成凹陷部。
[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之二在于提供一種利用所述的石墨電極進(jìn)行鋼管內(nèi)徑加工的方法，可以加工3米以上的不銹鋼長(zhǎng)管，工作效率高，環(huán)保無(wú)污染。
[0013]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題之二的:一種利用所述的石墨電極進(jìn)行鋼管內(nèi)徑加工的方法，先配置一電解裝置，所述電解裝置包括石墨電極、一支承座、一鋼管、一電解液箱和一沉淀箱；所述支承座上設(shè)有一凹槽、一進(jìn)水孔和至少一排水孔；所述凹槽位于支承座的上表面，所述鋼管插設(shè)于該凹槽內(nèi)，且凹槽的上表面與鋼管之間設(shè)有一密封圈；所述鋼管、進(jìn)水孔和電解液箱依次連通；所述排水孔分別與鋼管、沉淀箱連通；一電源分別與所述石墨電極和鋼管電連接；
[0014]所述鋼管內(nèi)徑加工的方法具體包括以下步驟:
[0015](I)對(duì)所述鋼管頂部的內(nèi)壁進(jìn)行車削加工，至己加工部分的長(zhǎng)度為100mm，內(nèi)徑比石墨電極的絕緣承接盤外徑大0.2mm，且己加工部分的內(nèi)孔不能偏壁；
[0016](2)將鋼管安裝在所述支承座的凹槽上，并用所述密封圈密封鋼管底端，將鋼管作為陽(yáng)極；然后將電解液通入鋼管和所述電解液箱，并將石墨電極置于鋼管內(nèi)與電解液接觸；
[0017](3)所述電解裝置接通直流電，對(duì)鋼管內(nèi)壁進(jìn)行電解腐蝕；當(dāng)鋼管內(nèi)壁腐蝕到內(nèi)徑大于所述絕緣承接盤外徑時(shí)，石墨電極會(huì)下降高度，繼續(xù)腐蝕靠近石墨電極的鋼管內(nèi)壁，所述絕緣承接盤以上部分不會(huì)再被腐蝕；
[0018]( 4 )在電解過(guò)程中，不斷地往所述電解液箱內(nèi)通電解液，接著電解液箱內(nèi)的電解液通過(guò)所述進(jìn)水孔流到鋼管內(nèi)，同時(shí)鋼管內(nèi)的電解液會(huì)攜帶著電解所產(chǎn)生的沉淀物流經(jīng)所述排水孔，最后流入所述沉淀箱中進(jìn)行靜置分離；在電解過(guò)程中，電解液不斷進(jìn)行上述循環(huán)。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020]1、可以精確修正不銹鋼管內(nèi)徑，避免了擠壓成型造成的偏壁、凸起等缺陷，可滿足對(duì)鋼管內(nèi)徑精度要求較高的行業(yè)使用。
[0021]2、傳統(tǒng)的車削加工只能加工長(zhǎng)度為0.5米左右的鋼管，本發(fā)明的加工方法可以加工3米以上的不銹鋼長(zhǎng)管，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)械加工的缺陷。
[0022]3、采用本發(fā)明的電解裝置和加工方法工作效率高，加工鋼管內(nèi)徑每米僅需耗時(shí)約Ih0
[0023]4、采用本發(fā)明的加工方法環(huán)保，因?yàn)殡娊猱a(chǎn)物只有氫氧化鐵沉淀和其他單質(zhì)雜質(zhì)沉淀和無(wú)污染的氫氣。
[0024]5、本發(fā)明采用的電解質(zhì)為氯化鈉溶液，電解完畢經(jīng)沉淀可重復(fù)利用，極具經(jīng)濟(jì)性。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0026]圖1為本發(fā)明中石墨電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明中電解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為本發(fā)明中電解原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]請(qǐng)參閱圖1，一種石墨電極1，包括一絕緣外殼11、連接電纜12、一絕緣承接盤13、一石墨電極頭14和至少一排氣單元15 ;所述絕緣外殼11固定連接于絕緣承接盤13的頂端；所述連接電纜12的一端穿過(guò)絕緣外殼11，并與石墨電極頭14電連接；連接電纜12用于石墨電極I與直流電源相連接。
[0030]請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1，所述絕緣承接盤13的縱軸處設(shè)有一回轉(zhuǎn)孔131，該回轉(zhuǎn)孔131內(nèi)壁的下部環(huán)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第一螺紋(未圖示);即所述回轉(zhuǎn)孔131為二級(jí)階梯孔，所述第一螺紋設(shè)于該階梯孔的大孔1311內(nèi)壁，且下文所述連接部141的頂端可抵接于該階梯孔的小孔1312底端，如此設(shè)計(jì)可使石墨電極頭14更牢固地固定于絕緣承接盤13上。絕緣承接盤13用于控制鋼管內(nèi)徑加工尺寸，其外徑直接決定不銹鋼管加工后的內(nèi)徑。
[0031]請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1，所述石墨電極頭14包括一連接部141和一體連結(jié)于該連接部141底端的一工作部142，所述連接部141固定于絕緣承接盤13上。所述連接部141的外壁環(huán)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)與所述第一螺紋相嚙合的第二螺紋(未圖示)，且所述連接部141通過(guò)所述第一螺紋和第二螺紋旋轉(zhuǎn)連接于絕緣承接盤13的回轉(zhuǎn)孔131上；石墨陰極5與絕緣承接盤53采用螺紋旋轉(zhuǎn)連接可確保石墨電極5與絕緣承接盤53同心，同時(shí)方便拆卸更換部件。所述工作部142的下表面對(duì)應(yīng)于所述排氣孔處向內(nèi)凹陷，形成凹陷部1421，以引導(dǎo)氫氣進(jìn)入，使氫氣快速擴(kuò)散。
[0032]請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1，所述排氣單元15包括彼此連通的一回流孔151和一排氣孔152，以及一缺口 153，該回流孔151設(shè)于絕緣承接盤13上，該排氣孔152設(shè)于所述工作部142上；所述缺口 153設(shè)于絕緣承接盤13的下表面，所述回流孔151、缺口 153和排氣孔152依次貫通，且所述缺口 153的徑向截面呈梯形。所述回流孔151用于排氫氣和回流電解液，所述排氣孔152用于排放電解反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體，所述缺口 153的設(shè)置，使電解液能更快更順暢地回流。
[0033]請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2，一種利用所述的石墨電極I進(jìn)行鋼管內(nèi)徑加工的方法，先配置一電解裝置100,所述電解裝置100包括石墨電極1、一支承座2、一鋼管3、一電解液箱4和一沉淀箱5 ;所述支承座2上設(shè)有一凹槽21、一進(jìn)水孔22和至少一排水孔23 ;所述凹槽21位于支承座2的上表面，所述鋼管3插設(shè)于該凹槽21內(nèi)，且凹槽21的上表面與鋼管3之間設(shè)有一密封圈6 ;所述鋼管3、進(jìn)水孔22和電解液箱4依次連通；所述排水孔23分別與鋼管3、沉淀箱5連通；一電源7分別與所述石墨電極I和鋼管3電連接；
[0034]所述鋼管3內(nèi)徑加工方法的工作原理如下:
[0035]如圖3所示 ，利用可調(diào)電流直流電源(即電源7)(輸入電壓380V，輸入功率9kw)。不銹鋼鋼管3接直流電源(即電源7)正極為陽(yáng)極，石墨電極I接直流電源(即電源7)負(fù)極為陰極，并用氯化鈉溶液作為電解液。
[0036]電解反應(yīng):
[0037]陽(yáng)極:FeH2e—Fe2陰極:2H20+2e—2OH +H2 個(gè)
[0038]總反應(yīng)式:Fe+2H20— Fe (OH) 2+Η2 ?
[0039]電解反應(yīng)產(chǎn)生的Fe(OH)2跟空氣接觸反應(yīng)生成Fe (OH) 3 (紅褐色沉淀)，不銹鋼中的N1、Cr等其他元素由于Fe的電解分離而轉(zhuǎn)為單質(zhì)形成沉淀。
[0040]請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2，所述鋼管3內(nèi)徑加工的方法具體包括以下步驟:
[0041](I)對(duì)所述鋼管3頂部的內(nèi)壁進(jìn)行車削加工，至己加工部分的長(zhǎng)度為100_，內(nèi)徑比石墨電極I的絕緣承接盤13外徑大0.2mm，且己加工部分的內(nèi)孔不能偏壁，因?yàn)樗黾杭庸げ糠钟糜谛?zhǔn)不銹鋼鋼管3腐蝕進(jìn)行的方向。
[0042](2)將鋼管3安裝在所述支承座2的凹槽21上，并用所述密封圈密封鋼管3底端，將鋼管3作為陽(yáng)極；然后將電解液通入鋼管3和所述電解液箱4，并將石墨電極I置于鋼管3內(nèi)與電解液接觸。
[0043](3)所述電解 裝置100接通直流電(380V)，對(duì)鋼管3內(nèi)壁進(jìn)行電解腐蝕；當(dāng)鋼管3內(nèi)壁腐蝕到內(nèi)徑大于所述絕緣承接盤13外徑時(shí)，石墨電極I會(huì)下降高度，繼續(xù)腐蝕靠近石墨電極I的鋼管3內(nèi)壁，所述絕緣承接盤13以上部分不會(huì)再被腐蝕。
[0044]由于陰陽(yáng)極距離越近，兩級(jí)間的電流密度越大，腐蝕速度也越大，如果鋼管3內(nèi)壁出現(xiàn)偏壁或有凸起，則由于凸起部分或偏壁部分距離所述石墨電極頭14較近，因而腐蝕也相對(duì)較快，如此保證了腐蝕后鋼管3內(nèi)壁尺寸的均一性。
[0045](4 )在電解過(guò)程中，不斷地往所述電解液箱4內(nèi)通電解液，接著電解液箱4內(nèi)的電解液通過(guò)所述進(jìn)水孔22流到鋼管3內(nèi)，同時(shí)鋼管3內(nèi)的電解液會(huì)攜帶著電解所產(chǎn)生的沉淀物流經(jīng)所述排水孔23，最后流入所述沉淀箱5中進(jìn)行靜置分離；在電解過(guò)程中，電解液不斷進(jìn)行上述循環(huán)。
[0046]電解所產(chǎn)生的沉淀物由于重力作用會(huì)隨電解液流入沉淀箱5，電解液在沉淀箱5中經(jīng)靜置沉淀后可用一管道通入電解液箱4內(nèi)進(jìn)行循環(huán)。電解液循環(huán)不僅能夠保證反應(yīng)區(qū)域的離子濃度穩(wěn)定，而且也帶走了電解所釋放的熱量，有利于電解反應(yīng)的快速進(jìn)行。
[0047]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0048]1、可以精確修正不銹鋼管3內(nèi)徑，避免了擠壓成型造成的偏壁、凸起等缺陷，可滿足對(duì)鋼管3內(nèi)徑要求較高的行業(yè)使用。
[0049]2、傳統(tǒng)的車削加工只能加工長(zhǎng)度為0.5米左右的鋼管3，本發(fā)明的加工方法可以加工3米以上的不銹鋼長(zhǎng)管，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)械加工的缺陷。
[0050]3、采用本發(fā)明的電解裝置100和加工方法工作效率高，加工鋼管3內(nèi)徑每米僅需耗時(shí)約Ih。
[0051]4、采用本發(fā)明的加工方法環(huán)保，因?yàn)殡娊猱a(chǎn)物只有氫氧化鐵沉淀和其他單質(zhì)雜質(zhì)沉淀和無(wú)污染的氫氣。
[0052]5、本發(fā)明采用的電解質(zhì)為氯化鈉溶液，電解完畢經(jīng)沉淀可重復(fù)利用，極具經(jīng)濟(jì)性。
【權(quán)利要求】
1.一種石墨電極，其特征在于:包括一絕緣外殼、連接電纜、一絕緣承接盤和一石墨電極頭；所述絕緣外殼固定連接于絕緣承接盤的頂端；所述連接電纜的一端穿過(guò)絕緣外殼，并與石墨電極頭電連接；所述石墨電極頭包括一連接部和一體連結(jié)于該連接部底端的一工作部，所述連接部固定于絕緣承接盤上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種石墨電極，其特征在于:所述絕緣承接盤的縱軸處設(shè)有一回轉(zhuǎn)孔，該回轉(zhuǎn)孔內(nèi)壁的下部環(huán)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)第一螺紋；所述連接部的外壁環(huán)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)與所述第一螺紋相嚙合的第二螺紋，且所述連接部通過(guò)所述第一螺紋和第二螺紋旋轉(zhuǎn)連接于絕緣承接盤的回轉(zhuǎn)孔上。
3.如權(quán)利要求2所述的一種石墨電極，其特征在于:所述回轉(zhuǎn)孔為二級(jí)階梯孔，所述第一螺紋設(shè)于該階梯孔的大孔內(nèi)壁，且所述連接部的頂端可抵接于該階梯孔的小孔底端。
4.如權(quán)利要求1所述的一種石墨電極，其特征在于:還包括至少一排氣單元，所述排氣單元包括彼此連通的一回流孔和一排氣孔，該回流孔設(shè)于絕緣承接盤上，該排氣孔設(shè)于所述工作部上。
5.如權(quán)利要求4所述的一種石墨電極，其特征在于:所述排氣單元還包括一缺口，該缺口設(shè)于絕緣承接盤的下表面，所述回流孔、缺口和排氣孔依次貫通。
6.如權(quán)利要求5所述的一種石墨電極，其特征在于:所述缺口的徑向截面呈梯形。
7.如權(quán)利要求4所述的一種石墨電極，其特征在于:所述工作部的下表面對(duì)應(yīng)于所述排氣孔處向內(nèi)凹陷，形成凹陷部。
8.一種利用權(quán)利要求1所述的石墨電極進(jìn)行鋼管內(nèi)徑加工的方法，其特征在于:先配置一電解裝置，所述電解裝置包括石墨電極、一支承座、一鋼管、一電解液箱和一沉淀箱；所述支承座上設(shè)有一凹槽、一進(jìn)水孔和至少一排水孔；所述凹槽位于支承座的上表面，所述鋼管插設(shè)于該凹槽內(nèi)，且凹槽的上表面與鋼管之間設(shè)有一密封圈；所述鋼管、進(jìn)水孔和電解液箱依次連通；所述排水孔分別與鋼管、沉淀箱連通；一電源分別與所述石墨電極和鋼管電連接； 所述鋼管內(nèi)徑加工的方法具體包括以下步驟: (1)對(duì)所述鋼管頂部的內(nèi)壁進(jìn)行車削加工，至己加工部分的長(zhǎng)度為100mm，內(nèi)徑比石墨電極的絕緣承接盤外徑大0.2mm，且己加工部分的內(nèi)孔不能偏壁； (2)將鋼管安裝在所述支承座的凹槽上，并用所述密封圈密封鋼管底端，將鋼管作為陽(yáng)極；然后將電解液通入鋼管和所述電解液箱，并將石墨電極置于鋼管內(nèi)與電解液接觸； (3)所述電解裝置接通直流電，對(duì)鋼管內(nèi)壁進(jìn)行電解腐蝕；當(dāng)鋼管內(nèi)壁腐蝕到內(nèi)徑大于所述絕緣承接盤外徑時(shí)，石墨電極會(huì)下降高度，繼續(xù)腐蝕靠近石墨電極的鋼管內(nèi)壁，所述絕緣承接盤以上部分不會(huì)再被腐蝕； (4 )在電解過(guò)程中，不斷地往所述電解液箱內(nèi)通電解液，接著電解液箱內(nèi)的電解液通過(guò)所述進(jìn)水孔流到鋼管內(nèi)，同時(shí)鋼管內(nèi)的電解液會(huì)攜帶著電解所產(chǎn)生的沉淀物流經(jīng)所述排水孔，最后流入所述沉淀箱中進(jìn)行靜置分離；在電解過(guò)程中，電解液不斷進(jìn)行上述循環(huán)。
【文檔編號(hào)】B23H3/00GK103878457SQ201410101643
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】陳欽忠, 張科, 林志河 申請(qǐng)人:福州阿石創(chuàng)光電子材料有限公司