銅作為電極材料在模具工廠的電火花加工中被廣泛使用。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。 當今,在制造技術領先的歐洲,模具企業超過90%的電極材料采用石墨。但在中國,當前大多數模具企業還是選用銅作為主要的電極材料。根據石墨材料的特性,以下分析其電火花加工的優勢與不足。 1.石墨材料的電火花加工特性 (1)放電加工速度 石墨是一種非金屬材料,熔點極高,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,石墨材料高效率粗加工的優越性越顯著。石墨的導熱系數是銅的1/3,其放電過程中產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。一般來說,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。
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,節省了工作時間。石墨材料比較脆,特別是細小窄長電極,在使用中受到外力作用時容易折斷,但可以馬上知曉電極發生了損傷。如果是銅電極則只會彎曲不會折斷,這種狀況在使用過程中非常危險且難以發現,很容易導致工件報廢。 (8)價格 銅材料是不可再生資源,價格趨勢會越來越貴,而石墨材料的價格趨于穩定。近幾年銅材料價格不斷上漲,而各大石墨制造商不斷改進制作石墨的工藝使其更具性價比優勢。
目前全球知名的石墨供應商中不同供應商有多種不同牌號的石墨可供選擇。通常根據石墨材料的平均顆粒直徑來分類,顆粒直徑≤φ4 μm的定義為細石墨,顆粒在φ5~φ10 μm定義為中石墨,顆粒在10 μm以上定義為粗石墨。顆粒直徑越小材料的價格越貴,可以根據電火花加工要求與成本選擇合適的石墨材料。 綜上所述,在石墨電極的8項電火花加工特性中,其優勢明顯: 銑削電極效率均顯著優于銅電極;放電加工效率優于銅電極;大電極重量輕,非常適合;尺寸穩定性良好,薄片電極不容易發生變形;銑削電極沒有毛刺,自動化首選