隨著高新技術(shù)的發(fā)展,石墨材料制備技術(shù)不斷完善,滿足不同電火花加工需求的石墨材料層出不窮,市場上誕生了石墨高速銑削機床,數(shù)控電火花加工機床的石墨放電性能也全面提高。 目前,在制造技術(shù)的歐洲,模具企業(yè)90%以上的電極材料采用石墨。 航天、汽車、家電、電子等模具已廣泛采用石墨作為電極材料,這種顯著變化得益于其可實現(xiàn)、的加工等諸多優(yōu)點。
石墨是非金屬材料,熔點,銅的熔點為1083 ℃,因此石墨電極可以耐受更大的電流設(shè)定條件。 放電面積和電極尺寸縮放量越大,石墨材料的粗加工優(yōu)勢越明顯。 石墨的導(dǎo)熱系數(shù)為銅的1/3,其放電過程中產(chǎn)生的熱能對去除金屬材料更為有效,因此在中、精加工中加工效率也銅電極。
石墨材料的密度小于銅,相同體積的石墨電極的重量只有銅電極的1/5。 體積大的電極使用石墨材料非常合適,大大減輕了電火花加工機床主軸的負荷,避免了由于重量大導(dǎo)致電極安裝不方便、加工過程中出現(xiàn)偏航位移等問題,表明在大型模具加工中使用石墨電極是有意義的。
石墨電極優(yōu)點
(1)模具幾何形狀的日益復(fù)雜化以及產(chǎn)品應(yīng)用的多元化導(dǎo)致對火花機的放電度要求越來越高。石墨電極的優(yōu)點是加工較容易,放電加工去除率高,石墨損耗小,因此,部分群基火花機客戶放棄了銅電極而改用石墨電極。另外,有些特殊形狀的電極無法用銅制造,但石墨則較容易成型,而且銅電極較重,不適合加工大電極,這些因素都造成部分群基火花機客戶應(yīng)用石墨電極。 (2)石墨電極容易加工,且加工速度明顯快于銅電極。 例如,銑削工藝加工石墨時,其加工速度比其他金屬加工快2~3倍,而且不需要額外的人工處理,但銅電極人工壓傷。 同樣,如果使用高速石墨加工中心制造電極,速度快,,也不會產(chǎn)生粉塵問題。 在這些加工過程中,選擇合適硬度的刀具和石墨,可以減少刀具磨損和銅電極破損。 石墨電極和銅電極銑削時間具體比較,石墨電極比銅電極快67%,一般電火花加工中采用石墨電極的加工比采用銅電極的加工快58%。 這樣可以大幅縮短加工時間,同時也降低了制造成本。
(3)石墨電極與以往的銅電極的設(shè)計不同。 許多模具廠對銅電極的粗加工和精加工通常有不同的預(yù)留量,而石墨電極使用基本相同的預(yù)留量,減少了CAD/CAM和機加工的次數(shù)。 只有這個理由,才能大幅度提高模具型腔的精度。
石墨電極的分類:
普通功率石墨電極
允許使用電流密度低于 17A/厘米2的石墨電極,主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。
抗氧化涂層石墨電極
表面涂有抗氧化保護層(石墨電極抗氧化劑)的石墨電極。形成既能導(dǎo)電又能高溫氧化的保護層,減少煉鋼時電極的消耗(19%~50%),延長電極的壽命(22%~60%),從而降低電極的功耗。