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       科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,傳統的銅作為電極材料在電火花加工中被廣泛使用.隨著(zhù)高新技術(shù)的發(fā)展，石墨材料的制造工藝不斷完善，能滿(mǎn)足不同電火花模具加工需求的石墨材料層出不窮，市場(chǎng)上石墨高速銑削機床應運而生，數控電火花加工機床的石墨放電性能也有了全面的提升。航空航天、汽車(chē)、家電、電子等模具已大范圍采用石墨作為電極材料，這種顯著(zhù)變化歸功于石墨電極可實(shí)現高效率、高品質(zhì)加工等諸多特性。

       石墨電極電火花模具加工特性主要表現在如下方面:

       1.放電加工速度

       石墨是一種非金屬材料，熔點(diǎn)極高，達3650 ℃，而銅的熔點(diǎn)是1083 ℃，因此石墨電極能承受更大的電流設定條件。當放電面積與電極尺寸縮放量越大時(shí)，石墨材料高效率粗加工的優(yōu)越性越顯著(zhù)。石墨的導熱系數是銅的1/3，其放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱能可更有效地用于去除金屬材料，因此在中、精加工中，其加工效率也比銅電極要高。根據加工經(jīng)驗，在正確的使用條件下，石墨電極的放電加工速度要比銅電極整體快1.5~2倍。
       2.電極損耗

       石墨電極具有能承受大電流條件的特性，另外，在合適的粗加工設定條件下，含碳元素的鋼工件在加工時(shí)產(chǎn)生的蝕除物和工作液在高溫下產(chǎn)生的分解物中的碳顆粒，在極性效應的作用下，部分蝕除物、碳顆粒會(huì )粘附在電極表面形成一層保護層，保證了石墨電極在粗加工中的損耗極小，甚至是“零損耗”。電火花加工中主要的電極損耗量來(lái)自于粗加工，精加工設定條件雖然損耗率較高，但因零件預留加工余量不多即加工蝕除量較少，其總體損耗量也較少?？傮w而言，石墨電極在大電流的粗加工中損耗會(huì )少于銅電極，在精加工中損耗可能會(huì )稍大于銅電極，二者的電極損耗情況相當。

      3.表面質(zhì)量

       石墨材料的顆粒直徑直接影響電火花加工的表面粗糙度，直徑越小可獲得更低的表面粗糙度值。幾年前使用顆粒直徑φ5 μm的石墨材料，電火花加工的最佳表面只能達到VDI18（Ra0.8 μm），現今石墨材料的顆粒直徑已能達到φ3 μm以?xún)?，電火花加工的最佳表面可穩定達到VDI12（Ra0.4 μm）或者更精細的等級，但石墨電極無(wú)法進(jìn)行鏡面電火花加工。

       銅材料的電阻率較低，組織結構致密，電火花精加工易獲得穩定的加工狀態(tài)，在較困難的條件下也能穩定加工，表面粗糙度可小于Ra0.1 μm，能進(jìn)行鏡面電火花加工。由此可見(jiàn)，如果放電加工追求極其精細的表面，使用銅材料做電極更加合適，這是銅電極較石墨電極的主要優(yōu)勢。

       但銅電極在大電流設定條件下，電極表面容易變得粗糙不堪，甚至出現裂紋，而石墨材料則沒(méi)有這方面的問(wèn)題，對于表面粗糙度要求為VDI26（Ra2.0 μm）左右的型腔加工，使用1個(gè)石墨電極即可完成從粗到精的加工過(guò)程，實(shí)現均勻一致的紋面效果，表面不會(huì )有缺陷。另外，由于石墨與銅材組織結構的不同，石墨電極表面放電的腐蝕點(diǎn)比銅電極要規則，因此在加工VDI20及以上相同表面粗糙度時(shí)，使用石墨電極加工的工件表面顆粒度更加分明，這種紋面效果要優(yōu)于銅電極的放電表面效果。

      4.加工精度

      石墨材料的熱膨脹系數小，銅材料的熱膨脹系數是石墨材料的4倍，因此在放電加工中石墨電極相比銅電極不易發(fā)生變形，可獲得更穩定可靠的加工精度。尤其是在加工深窄筋位部分時(shí)，局部高溫容易使銅電極發(fā)生彎曲變形，而石墨電極不會(huì )這樣；對于深徑比大的銅電極，在加工設定時(shí)還需要補償一定的熱膨脹值來(lái)修正尺寸，而石墨電極不需要。
      5.電極重量

      石墨材料較銅的密度要小，相同體積的石墨電極重量?jì)H為銅電極的1/5?？梢?jiàn)體積較大的電極使用石墨材料非常合適，極大地減輕了電火花加工機床主軸的載荷，電極不會(huì )因為重量大而導致裝夾不便、加工中產(chǎn)生偏擺位移等問(wèn)題，可見(jiàn)在大型模具加工中使用石墨電極很有意義。
      6.電極制作難度

       石墨材料的機械加工性能好，切削阻力僅為銅的1/4，在正確的加工條件下，銑削加工石墨電極的效率是銅電極的2~3倍。石墨電極容易清角，可以將平時(shí)要由多個(gè)電極完成的工件設計成一個(gè)整體電極來(lái)加工。石墨材料獨特的顆粒組織結構，使得電極銑削成型后不會(huì )產(chǎn)生毛刺，對于復雜造型不便于去除毛刺的情況直接滿(mǎn)足使用要求，省去了人工對電極進(jìn)行拋光的工序，避免了拋光導致的形狀改變、尺寸誤差等。需要注意的是，由于石墨是粉塵堆積物，銑削石墨時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量的粉塵，因此銑削機床必須要有密封與吸塵裝置。如果需要使用電火花線(xiàn)切割加工石墨電極，其加工性能就不如銅材料了，切割速度相比銅慢約40%。
       7.電極安裝與使用

      石墨材料的可粘結性好，可以使用導電膠將石墨與夾具粘結的方法銑削電極、放電加工，可省去在電極材料上加工螺絲孔的工序，節省了工作時(shí)間。石墨材料比較脆，特別是細小窄長(cháng)電極，在使用中受到外力作用時(shí)容易折斷，但可以馬上知曉電極發(fā)生了損傷。如果是銅電極則只會(huì )彎曲不會(huì )折斷，這種狀況在使用過(guò)程中非常危險且難以發(fā)現，很容易導致工件報廢。

        新型石墨電極材料值得大力推廣，其優(yōu)越性將逐漸被國內模具制造行業(yè)認識和接受。正確選用石墨電極材料，并配合改進(jìn)相關(guān)工藝環(huán)節，將為模具制造企業(yè)帶來(lái)高效率、高品質(zhì)、低成本效益。作為株洲硬質(zhì)合金模具生產(chǎn)制造商,我一直致力于為高品質(zhì)模具制造提供優(yōu)質(zhì)合金產(chǎn)品.

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