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石墨結(jié)構(gòu)材料的電火花加工技術(shù)特性

作者:     發(fā)布日期:2021-01-28

石墨結(jié)構(gòu)材料的電火花加工技術(shù)特性

放電加工速度 石墨是一種學(xué)習(xí)非金屬?gòu)?fù)合材料,熔點(diǎn)極高,達(dá)3 650℃,而銅的熔點(diǎn)是1083 ℃,因此對(duì)于石墨電極能承受能力更大的電流通過(guò)設(shè)定一個(gè)條件。石墨塊一種人造石墨,而人造石墨是焦類產(chǎn)品人工加熱等工藝制成的。一般如果提純做高純,或者做碳纖維的話附加值就高了。石墨電極主要以石油焦、針狀焦為原料,煤瀝青作結(jié)合劑,經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機(jī)加工而制成,是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對(duì)爐料進(jìn)行加熱熔化的導(dǎo)體,根據(jù)其質(zhì)量指標(biāo)高低,可分為普通功率、高功率和超高功率。石墨電極主要包括普通功率石墨電極、抗氧化涂層石墨電極、高功率石墨電極以及超高功率石墨電極四類。石墨棒常用于高溫真空爐的電熱體,最高使用溫度可達(dá)3000℃,在高溫下易于氧化,除真空外,只能在中性氣氛或還原性氣氛中使用。它的熱膨脹系數(shù)較小,熱導(dǎo)率較大,電阻系數(shù)為(8~13)×10-6 Ω·m,加工性較SiC、MoSi2棒好,耐高溫,耐極冷極熱性好,價(jià)格較便宜。當(dāng)放電面積與電極結(jié)構(gòu)尺寸縮放量越大時(shí),石墨進(jìn)行材料具有高效率粗加工的優(yōu)越性越顯著。石墨的導(dǎo)熱系數(shù)是銅的1/3,其放電發(fā)展過(guò)程中可以產(chǎn)生的熱能可更有效地管理用于研究去除金屬納米材料,因此在中、精加工中,其加工技術(shù)效率也比銅電極要高。根據(jù)我國(guó)加工工作經(jīng)驗(yàn),在正確的使用不同條件下,石墨電極的放電加工處理速度方面要比銅電極整體快1.5~2倍。 電極損耗 石墨作為電極材料具有能承受大電流工作條件的特性,另外,在合適的粗加工設(shè)定不同條件下,含碳元素的鋼工件在加工時(shí)可以產(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,在極性環(huán)境效應(yīng)的作用下,部分蝕除物、碳顆粒會(huì)粘附在電極進(jìn)行表面沒(méi)有形成學(xué)生一層混凝土保護(hù)層,保證了石墨通過(guò)電極在粗加工中的損耗影響極小,甚至是“零損耗”。電火花以及加工中主要的電極損耗量來(lái)自于粗加工,精加工我們?cè)O(shè)定一個(gè)條件發(fā)展雖然損耗率達(dá)到較高,但因零件需要預(yù)留信息加工設(shè)計(jì)余量不多即加工蝕除量較少,其總體損耗量也較少。總體國(guó)家而言,石墨結(jié)構(gòu)電極在大電流的粗加工中損耗會(huì)少于銅電極,在精加工中損耗問(wèn)題可能會(huì)稍大于銅電極,二者的電極系統(tǒng)損耗基本情況也是相當(dāng)。 表面質(zhì)量 石墨材料的粒徑直接影響電火花加工的表面粗糙度,直徑越小,表面粗糙度值越低。 幾年前使用粒徑φ5μm石墨材料,EDM的最佳表面只能達(dá)到VDI18(Ra0.8μm)。 目前,石墨材料的粒徑可達(dá)不到φ3μm。 電火花加工的最佳表面可穩(wěn)定到VDI12(Ra0.4μm)或更細(xì)的等級(jí),但石墨電極不能進(jìn)行鏡面電火花加工。 銅材料電阻率低,顯微組織致密,電火花加工容易獲得穩(wěn)定的加工狀態(tài)。 它也可以在困難的條件下穩(wěn)定加工,表面粗糙度可以小于Ra0。1μm,進(jìn)行鏡面電火花加工。 因此,如果追求電火花加工極細(xì)的表面,使用銅電極更為合適,這是銅電極相對(duì)于石墨電極的主要優(yōu)點(diǎn)。 但銅電極在大電流條件下容易出現(xiàn)表面粗糙甚至裂紋,石墨材料不存在這種問(wèn)題。 對(duì)于需要 vdi26(ra2.0 m)左右的表面粗糙度加工,使用1個(gè)石墨電極可以完成從粗到細(xì)的加工過(guò)程,達(dá)到均勻的條紋表面效果,表面不會(huì)有缺陷。 另外,由于石墨和銅的結(jié)構(gòu)不同,石墨電極表面放電的腐蝕點(diǎn)比銅電極更有規(guī)律。 因此,在加工相同表面粗糙度的 vdi20及以上時(shí),石墨電極加工的工件表面晶粒尺寸更加明顯,條紋表面效果優(yōu)于銅電極。