銅作為電極材料在模具工廠的電火花加工中被大量使用。很多人認為只有在制作大型電極且模具加工要求不高或粗加工時,石墨材料才會成為備選考慮。
根據石墨材料的(de)特性,以下是電(dian)火花(hua)加工的(de)優(you)勢。
1.石墨材料的(de)電火花加(jia)工特(te)性:
(1)放電(dian)加工速度
石(shi)墨是一種非金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料,熔點(dian)極高,當放電面(mian)積(ji)與電極尺寸縮放量越大時,石(shi)墨材(cai)(cai)料效率(lv)高粗加(jia)工的優越性越好。石(shi)墨的導熱系數(shu)是銅(tong)的1/3,其放電過程中(zhong)(zhong)產生(sheng)的熱能可(ke)更有效地用(yong)于去除金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料,因此在中(zhong)(zhong)、精加(jia)工中(zhong)(zhong),其加(jia)工效率(lv)也比銅(tong)電極要高。
(2)電(dian)極損耗
石墨電極具有能承受大電流條件的特性,石墨電極在大電流的粗加工中損耗會少于銅電極,在精加工中損耗可能會稍大于銅電極,二者的電極損耗情況相當。
(3)表面(mian)質(zhi)量
石墨材料的(de)(de)顆粒直(zhi)徑直(zhi)接影響電(dian)火花(hua)加工的(de)(de)表面粗糙度,直(zhi)徑越小(xiao)可獲得更(geng)低的(de)(de)表面粗糙度值。
如果放電(dian)加工(gong)追求極(ji)其精(jing)細(xi)的表(biao)面,使用銅(tong)材料(liao)做電(dian)極(ji)更加合適,這(zhe)是(shi)銅(tong)電(dian)極(ji)較(jiao)石墨電(dian)極(ji)的主要優(you)勢。但銅(tong)電(dian)極(ji)在(zai)大電(dian)流(liu)設(she)定條件下,電(dian)極(ji)表(biao)面容易變(bian)得粗糙不堪(kan),甚(shen)至出現裂紋,而石墨材料(liao)則沒(mei)有這(zhe)方面的問題。
(4)加(jia)工精度(du)
石(shi)墨材(cai)料(liao)的熱膨脹系(xi)數小,銅(tong)材(cai)料(liao)的熱膨脹系(xi)數是石(shi)墨材(cai)料(liao)的4倍,因此在放電加(jia)中石(shi)墨電極相比銅(tong)電極不易發生變形,可(ke)獲得(de)更穩定可(ke)靠的加(jia)工精度(du)。
(5)電極(ji)重量
石(shi)(shi)(shi)墨材(cai)(cai)料較銅的密度要小,相同體積的石(shi)(shi)(shi)墨電極(ji)(ji)重量(liang)僅(jin)為銅電極(ji)(ji)的1/5。可(ke)(ke)見體積較大(da)(da)的電極(ji)(ji)使(shi)用(yong)石(shi)(shi)(shi)墨材(cai)(cai)料非(fei)常合(he)適(shi),極(ji)(ji)大(da)(da)地減輕了電火花(hua)加(jia)(jia)工(gong)(gong)機床(chuang)主軸的載荷,電極(ji)(ji)不(bu)會因為重量(liang)大(da)(da)而導(dao)致裝(zhuang)夾(jia)不(bu)便、加(jia)(jia)工(gong)(gong)中(zhong)產生(sheng)偏(pian)擺位移(yi)等問題,可(ke)(ke)見在大(da)(da)型模具加(jia)(jia)工(gong)(gong)中(zhong)使(shi)用(yong)石(shi)(shi)(shi)墨電極(ji)(ji)很有意(yi)義(yi)。
(6)電極制作難(nan)度
石(shi)墨(mo)材(cai)(cai)料的(de)機械(xie)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)性能好,切削(xue)阻力僅為銅的(de)1/4,在正確(que)的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)條件下,銑削(xue)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)的(de)效率是銅電(dian)極(ji)的(de)2~3倍。石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)容易清角,可以(yi)將平時要由(you)多個電(dian)極(ji)完成(cheng)的(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)件設計(ji)成(cheng)一個整體電(dian)極(ji)來加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)。如果需要使用(yong)電(dian)火花(hua)線(xian)切割(ge)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji),其加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)性能就不如銅材(cai)(cai)料了,切割(ge)速度(du)相比銅慢約40%。
(7)電極安(an)裝與使用
石墨材料(liao)的可(ke)粘結性好,可(ke)以(yi)使用(yong)導電(dian)膠將石墨與(yu)夾(jia)具粘結的方法銑削電(dian)極(ji)、放電(dian)加工(gong),可(ke)省(sheng)去在(zai)電(dian)極(ji)材料(liao)上加工(gong)螺絲孔(kong)的工(gong)序,節省(sheng)了(le)工(gong)作時間。石墨材料(liao)比較(jiao)脆,特別是細小窄長電(dian)極(ji),在(zai)使用(yong)中受(shou)到外力作用(yong)時容易折斷(duan),但可(ke)以(yi)馬上知曉電(dian)極(ji)發生了(le)損(sun)傷。如果是銅電(dian)極(ji)則(ze)只會(hui)彎曲不會(hui)折斷(duan),這種狀況在(zai)使用(yong)過程中非(fei)常危險且難以(yi)發現,很容易導致工(gong)件(jian)報廢。
(8)價格
銅(tong)材(cai)料是不(bu)(bu)可再生資源,價格趨勢會(hui)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)貴(gui),而石墨材(cai)料的(de)價格趨于穩定。近幾年(nian)銅(tong)材(cai)料價格不(bu)(bu)斷(duan)上漲,而各大石墨制(zhi)造商(shang)不(bu)(bu)斷(duan)改(gai)進制(zhi)作石墨的(de)工藝使(shi)其更具性價比(bi)優(you)勢。
目前全球知名的石(shi)墨(mo)供應商中不同供應商有(you)多種不同牌號的石(shi)墨(mo)可供選擇。顆粒直徑越小材(cai)料的價格(ge)越貴(gui),可以根據電火花加工(gong)要(yao)求與成本(ben)選擇合(he)適的石(shi)墨(mo)材(cai)料。