模具放电加工，铜电极与石墨电极哪种更好？

时间：2022-01-18作者：临漳县昊联碳素有限公司浏览：2413

铜做为电极原材料在模贝加工厂的火花放电加工中被普遍应用。许多人觉得只要在制做大中型电极且模贝加工规定不高或粗加工时，石墨材料才会变成待选考虑到。




现如今，在生产制造技术良好的欧洲地区，模具企业**出90%的电极原材料选用石墨。但在我国，当今大部分模具企业或是采用铜做为关键的电极原材料。依据石墨材料的特点，下列剖析其火花放电加工的优点与不够。




1.石墨材料的火花放电加工特点




（1）充放电加工速率




石墨是一种非金属材质，溶点极高，能承担更高的电压设置标准。当充放电总面积与电极规格缩放量越大时，石墨材料效率高粗加工的商品越明显。石墨的传热系数是铜的1/3，其充放电全过程中形成的热能工程可更合理地用来除去金属复合材料，因而在中国、精加工中，其加工高效率也比铜电极要高。一般来说，在合理的运用情况下，石墨电极的充放电加工速率要比铜电极总体快1.5~2倍。




（2）电极耗损




石墨电极具备能承担大功率标准的特点，此外，在适宜的粗加工设置标准下，含是碳元素的钢产品在加工时发生的蚀除物和工作液在持续高温下造成的溶解物中的碳颗粒物，在正负极效用的效果下，一部分蚀除物、碳颗粒物会黏附在电极表面产生一层防护层，确保了石墨电极在粗加工中的耗损很小，乃至是“零耗损”。火花放电加工中关键的电极损耗率来自于粗加工，精加工设置标准尽管耗损率较高，但因零件预埋加工容量很少即加工蚀除量较少，其不仅损耗率也较少。总而言之，石墨电极在大工作电流的粗加工中耗损会出现铜电极；在精加工中耗损可能会稍**过铜电极。




（3）表面品质




石墨材料的颗粒物直径立即导致火花放电加工的表面表面粗糙度，直径越小生得到更低的表面表面粗糙度值。两年前应用颗粒物直径φ5 μm的石墨材料，火花放电加工的表面只有做到VDI18（Ra0.8 μm），现如今石墨材料的颗粒物直径已能做到φ3 μm之内，火花放电加工的表面可平稳做到VDI12（Ra0.4 μm）或是更细致的级别。




铜原材料的电阻较低，组织架构高密度，火花放电精加工易得到平稳的加工情况，在较艰难的前提下也可以平稳加工，表面表面粗糙度可低于Ra0.1 μm，能开展镜面玻璃火花放电加工。不难看出，假如充放电加工追求**极为细致的表面，应用铜原材料做电极更为适合，这也是铜电极较石墨电极的具体优点。但铜电极在大电流量设置标准下，电极表面非常容易越来越不光滑无奈，乃至产生裂痕，而石墨材料则没有这方面的问题，针对表面表面粗糙度规定为VDI26（Ra2.0 μm）上下的凹模加工，应用1个石墨电极就可以进行从粗到精的加工全过程，完成匀称一致的纹面实际效果，表面不容易有缺陷。此外，因为石墨与铜材组织架构的不一样，石墨电极表面充放电的浸蚀点比铜电极要标准，因而在加工VDI20及以上同样表面表面粗糙度时，应用石墨电极加工的产品工件表面颗粒度更为明晰，这类纹面实际效果要好于铜电极的充放电表面实际效果。




（4）加工精密度




石墨材料的线膨胀系数小，铜原材料的线膨胀系数是石墨材料的4倍，因而在充放电加工中石墨电极对比铜电极不容易产生形变，可获取更平稳靠谱的加工精密度。尤其是在加工深窄筋位一部分时，部分高温非常容易使铜电极产生弯折形变，而石墨电极不容易那样；针对深径比大的铜电极，在加工设置时还必须赔偿一定的热变形值来校准规格，而石墨电极不用。




（5）电极净重




石墨材料较铜密度要小，同样容积的石墨电极净重仅为铜电极的1/5。由此可见面积很大的电极应用石墨材料十分适合，巨大地缓解了火花放电加工车床主轴的负载，电极不容易由于净重大而导致夹装不方便、加工中造成偏摆角位移等问题，由此可见在大中型模贝加工中应用石墨电极很更有意义。




（6）电极制做难度系数




石墨材料的机械设备加工特性好，钻削摩擦阻力仅为铜的1/4，在合理的加工标准下，切削加工石墨电极的速率是铜电极的2~6倍。石墨电极非常容易清角，可以将平常要由好几个电极进行的设计方案设计成一个总体电极来加工。石墨材料与众不同的颗粒物组织架构，促使电极切削成形后不容易形成毛边，针对繁琐设计不容易除去毛边的状况可以达到应用规定，省掉了人力对电极开展打磨抛光的工艺流程，防止了cnc精密机械加工造成的形态更改、规格偏差等。必须留意的是，因为石墨是烟尘沉积物，切削石墨的时候会造成很多的烟尘，因而切削加工中心务必要有密封性与除尘设备。假如要应用电火花线切割加工石墨电极，其加工特性就比不上铜原材料了，激光切割效率比较铜慢约40%。




（7）电极安装与应用




石墨材料的可粘结力好，可以利用导电胶带将石墨与工装夹具粘接的方式切削电极、充放电加工，可省掉在电极原材料上加工螺钉孔的工艺流程，节约了上班时间。石墨材料较为脆，尤其是细微窄长电极，在运用中遭受外力时非常容易断裂，但可以立刻了解电极发生了损害。如果是铜电极则只能弯折不容易断裂，这类情况在应用全过程中十分风险且无法发觉，非常容易造成产品工件损毁。




（8）价钱




铜原材料是**能源，价格趋势会愈来愈贵，而石墨材料的价钱保持稳定。近些年铜原材料价格持续增涨，而各种石墨生产商不断进步制做石墨的加工工艺使其极具性价比高优点。




现阶段全世界**的石墨经销商中不一样经销商有各种不同型号的石墨可选择。通常依据石墨材料的均匀颗粒物直径来归类，颗粒物直径≤φ4 μm的概念为细石墨，颗粒物在φ5~φ10 μm界定为中石墨，颗粒物在10 μm以上界定为粗石墨。颗粒物直径越小原材料的价钱越高，可以依据火花放电加工规定与成本费挑选较合适的石墨材料。




总的来说，在石墨电极的8项火花放电加工特点中，其优点显著：




切削电极高效率均明显好于铜电极；充放电加工高效率好于铜电极；大电极重量较轻，特别适合；规格可靠性优良，片状电极不易产生形变；切削电极没有毛边，自动化技术优选




石墨材料的存在的不足：




切削电极必须有专业的石墨加工机不太合适VDI12（Ra0.4 μm）下列的细致表面充放电加工；




石墨电极原材料的优势将逐步被中国模具生产领域了解和接纳。恰当采用石墨电极原材料，并相互配合完善有关加工工艺阶段，将为模具生产企业产生效率高、成本低经济效益。








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