石墨电极的应用

石墨电极的应用

石墨是一种由碳元素组成的化合物,其原子结构按六边形蜂窝状结构排列,原子核外围的4个电子中的3个电子和邻近原子核的电子组成牢固稳定的共价键,多余的1个原子可沿网平面作自由运动,使其具有导电的特性.

& 石墨电极使用注意事项

1.防湿---

避免雨、水淋湿或潮湿,使用前须经烘干.

2.防撞---

要轻拿轻放,运输时防止冲击和碰撞的损坏.

3.防裂---

用螺栓紧固电极时,注意力度,防止受力爆裂.

4.防折断---

石墨性脆,特别是细小窄长电极,在外力作用时都易折断.

5.防尘---

机械加工时要有防尘装置,减少对人体和环境的影响.

6.防烟---

放电加工易产生大量的烟幕，须有通风装置．

7.防积炭---

石墨放电时易积炭,放电加工时要密切留意其加工状态

一，石墨与红铜电极的放电加工的比较（要求完全掌握）

1.机械加工性能好：切削阻力为铜的1/4，加工效率是铜的2-3倍，

2.电极抛光容易：表面处理容易、无毛剌：容易手工修整，用砂纸简单表面处理即可，极大避免电极形状和尺寸受外力造成的形状失真；

3.电极消耗小：导电性好，电阻率低，为铜的1/3～1/5，粗加工时可以达到无损耗放电；

4.放电速度快：放电速度为铜的2～3倍，粗加工的间隙可达0.5～0.8 m m，电流最大可达240Ａ；正常使用为10～120A时电极损耗最小。

5.重量轻：比重为1.7～1.9，为铜的1/5，对于大型电极可以极大减少重量，降低机床负荷和人工调装难度；

6.耐高温：升华温度为3650℃，高温条件下电极不软化，避免薄壁工件的变形问题；

7.电极变形小：热膨胀系数＜６CTEX10-6/℃，仅为铜的1/4，提高放电的尺寸精度；

8.电极的设计不同：石墨电极容易清角，可以将平时要由多个电极的工件设计成一个完整电极，提高模具的精确度，并减少放电时间。

A.石墨的机加工速度比铜快，在正确的使用条件下比铜快2-5倍.

B.无需像铜那样因为去毛刺而消耗大量工时；

C.石墨的放电速度快，粗放电加工为铜的1.5-3倍

D.石墨电极损耗小,能减少电极使用量

E.价格稳定,受市场价格波动影响小

F.耐高温,放电加工电极不变形

G.热膨胀系数小，模具精度高

H.重量轻，可满足大型和复杂模具的需要

I.表面易加工，容易得到合适的加工表面

物理特性：

A.石墨的熔点比铜高得多

石墨为：3650度，铜仅为1060度

B.单位面积能承受更大的电流

由于铜熔点低，其总电流量受限，而石墨总的电流量允许值却可以放得很大.因此石墨可以进行大电流放电加工.

化学特性：加工液中碳原子的补偿作用减少了石墨电极的损耗

二，石墨生产商介绍（基本认知）

目前全球知名的石墨供应商主要有五家：东洋、西格里、东海、罗兰和步高

常用的几种典型TOYO（日本东洋）石墨：

普通级: ---大型低损耗石墨如: ISEM-7、ISEM-8

用于压铸模、锻造模、橡胶模、塑料成型模.如汽车、摩托车塑料部件

特点是大电流加工(粗加工)速度快,损耗小,但表面光洁度较差.

中等级:---精密低损耗石墨如: ISO-63、TTK-50

用于塑料成型、注塑成型(外观塑料件)模、普通精密模具.如大小家电类产品模具,骨位电极.

特点是既保证加工速度,又保证表面光洁度.

高等级:---超微粒子高精度石墨如: TTK系列石墨

用于高端产品的精密模具、深窄型腔、硬质合金和高品质表面的部位.如电子产品模、IC 模、纹面加工和喇叭网类电极等.

特点是放电加工能得到相当高的表面光洁度和加工精度,是目前生产高端产品的必选电极材料.

三、加工机床（基本认知）

通常用常规的车削、铣削、磨削、钻削和线切割的方法可以满足加工简单形状的需求,但近年来对电极几何形状复杂性的要求持续增加,针对这类电极就必须采用高速加工。

石墨电极在机械加工时会产生大量的粉尘，为了避免石墨颗粒吸入机床主轴和丝杠，需要专门的防尘设计。目前解决方案主要有两种：专门的石墨加工机；或经过改装的CNC带专门的吸尘设备，也可采用火花油做冷却液来加工。

四、典型石墨电极加工实例（基本认知）

1.超大型电极

材料：ISO-63

尺寸：800×600mm，如果用铜电极进行EDM加工是很困难的。

2.喇叭网电极

材料：TTK-4

尺寸：970×100mm，电视机喇叭网模具表面火花纹要求高，用TOYO石墨做电极损耗小、加工出来的表面细腻均匀，棱角清晰。

3.手机模电极

材料：TTK-4

应用于特定表面火花纹要求的手机，具有模具量产寿命长，表面花纹CH22。

4.汽车模电极

材料：ISEM-7

尺寸：750×150×190mm，放电速度快，损耗少，成本低。

5.骨位电极

材料：ISEM-7

尺寸：450×350×50mm，众多筋条，一次成型，一次放电，放电时间缩短到原来的40%。

6.大型组合电极材料：ISO-63

尺寸：550×550×150m m，众多

筋条，一次成型，一次放电，放电时间缩短到原来的55%，并节省大量材料。

石墨电极对放电条件的要求

1，对脉冲电流(IP)的要求：（要求很好掌握）

脉冲电流的特点是:数值越大,放电加工速度越快,放电间隙越大,表面粗糙度越粗,电极损耗越小.

1). 脉冲电流受放电面积的影响, 即电流密度的影响.

石墨电极脉冲电流的选用原则以平均电流为标准

石墨电极大型时，电流密度通常设为10～12A/cm2；

石墨电极时，电流密度通常设为6～8A/cm2.

2). 脉冲电流受电极减寸量（火花位）大小的影响

若大面积用小火花位或小面积用大火花位都不适合石墨电极的正常放电加工.

电流的选用须由电极面积的大小来确定,这是最合理选用方法.

石墨电极的平均电流达到10A～120A时,电极损耗最小.随电流的增大电极损耗也增大. 2，对脉冲宽度(ON TIME、放电脉宽)的要求：（要求很好掌握）