模具銅電極加工和石墨電極加工哪種好

在製（zhì）造技（jì）術領先的歐洲，模具企業超過90%的電極（jí）材料采用石墨（mò）。但在中國，當前大多數模具（jù）企業還是選用銅（tóng）作為主（zhǔ）要的電極材料。根（gēn）據石墨材料的特性，以下全麵分析其電火花（huā）加工的優勢與不足（zú）.
　　（1）放電加工速度
　　石墨是一種非（fēi）金屬材料，熔點極高，能承受更大的電（diàn）流設定條件。當放電麵積與電極尺寸縮放量越大時，石墨材料高效（xiào）率粗加工的優（yōu）越性越顯著。石墨的導（dǎo）熱係數是銅的1/3，其放電過程中產生的熱能（néng）可更有效地用（yòng）於去除金屬材（cái）料，因此在（zài）中、精加工中，其加工效率也比銅電極要高。根據加工經驗，在正確的使用條（tiáo）件下，石墨電極的放電加工速（sù）度要（yào）比銅電極整體快1.5~2倍。
　　（2）電極損耗
　　石墨電極具有能（néng）承受大電流條件的（de）特（tè）性，另外，在合適的粗（cū）加工設定條件下，含碳（tàn）元素的鋼工（gōng）件在加工時產生的蝕除物和工作液在高溫下產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（tàn）顆粒會粘附在電極（jí）表麵形成一層保護層，保證了石墨電極在粗加工中的（de）損耗極小，甚至是“零損耗”。電火花（huā）加工中主要的（de）電極損耗量來（lái）自於粗加工，精加工（gōng）設定條件雖然損耗率較高，但因零件預留（liú）加工餘量不多即加工蝕除量較少，其總體損耗量（liàng）也較少。總（zǒng）體而言，石（shí）墨電極在大電流的粗（cū）加工中損耗會少於銅電極，在精加工中損耗可能會稍大於（yú）銅電極，二者的電（diàn）極損耗情況相當。
　　（3）表麵質量
　　石墨材料的顆粒直徑直接影（yǐng）響（xiǎng）電火花加工的表麵粗糙度，直徑越小可獲得更（gèng）低的表麵粗糙度值。幾年前使（shǐ）用顆粒直徑φ5μm的石墨材料，電火花加工的（de）佳表麵隻能達到VDI18（Ra0.8μm），現今石墨材料的顆粒直徑已能達到（dào）φ3 μm以內，電火花加工的佳表麵可穩定達到VDI12（Ra0.4 μm）或者更精細的等級。
　　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（zhuàng）態，在較困難的條件下也能穩定（dìng）加工，表麵粗糙度可小於Ra0.1 μm，能進行鏡麵電火花加工。由此可見，如果（guǒ）放電加工追求極其精細（xì）的表麵（miàn），使用銅材料做電極更加合適，這是銅電極較石墨電極的主（zhǔ）要優勢。但銅電極在大電流設定條件下，電極表麵容易變得粗（cū）糙不（bú）堪，甚至出現裂紋，而石墨材料則沒有這方麵的問題，對於表麵粗糙度要求為VDI26（Ra2.0 μm）左右的型腔加工，使用1個石（shí）墨電極即可完成從粗到精的加工過程，實現均勻一致的紋麵效果，表麵不會有缺陷。另外，由於石墨與銅材組（zǔ）織結構的不同，石墨電極表麵放電的腐蝕點比銅電極要規則，因此在加工VDI20及以上相同表麵粗（cū）糙度時，使用石墨電極加（jiā）工的工件表麵顆粒（lì）度（dù）更加分明，這（zhè）種紋麵（miàn）效果（guǒ）要優於銅電極的放電表（biǎo）麵效（xiào）果（guǒ）。
　　（4）加（jiā）工精（jīng）度
　　石墨材料的熱膨脹係數小，銅材料的熱膨脹（zhàng）係數是石墨（mò）材料的4倍，因（yīn）此（cǐ）在放電加工中石墨電極相比銅電極不易（yì）發生（shēng）變形，可獲得更穩定可（kě）靠的加工精度。尤其是在加工深窄筋位部分（fèn）時，局部高溫容易使銅電極發生彎曲變（biàn）形，而石墨電極不會這樣；對於深徑比大的銅電極，在加工設定時還需（xū）要補償一定的熱（rè）膨脹值來修（xiū）正尺寸，而石墨電極（jí）不需要。
　　（5）電極重（chóng）量
　　石墨材料較銅的密度（dù）要小（xiǎo），相同體積的石墨電極重量僅為銅電極的1/5。可見體積較（jiào）大的電極使用石墨材料非常合適，極大地減輕（qīng）了電火花加工機床主軸（zhóu）的載（zǎi）荷，電極不會因為重量大而導致裝夾不便（biàn）、加工中產生偏擺位移等問題，可見在大型模（mó）具加工中（zhōng）使用石墨電極（jí）很有意義。
　　（6）電極（jí）製作難度（dù）
　　石墨材（cái）料的機械（xiè）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（xuē）加工石（shí）墨電極的效率是銅電極的2~3倍。石墨電（diàn）極容易清（qīng）角，可以將平時要由多（duō）個電極完成的工件設計成一（yī）個整體電極來加工。石墨材料獨特的顆粒組織結構，使得電極銑削成型後不會產生毛刺，對於複雜造型不便（biàn）於去除毛刺的情況直接滿足使用要求，省去了人工對電極（jí）進行拋光的工序，避免了拋光導致的形狀改變（biàn）、尺寸誤（wù）差等。需（xū）要注意的（de）是，由於石墨（mò）是粉塵堆積物，銑削（xuē）石墨時會產生大量的粉塵，因此（cǐ）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切割加工石墨電極，其加工性能就不（bú）如銅材料了，切割速度（dù）相比銅慢約40%。
　　（7）電極安裝與（yǔ）使用
　　石墨材料的可粘結性好，可以使用（yòng）導（dǎo）電膠（jiāo）將石墨（mò）與夾具粘結的方法（fǎ）銑削電極、放電加工，可省去在電極材料上（shàng）加工（gōng）螺絲孔的（de）工序，節省了工作時間。石墨材料比較脆，特別是細小（xiǎo）窄長電極，在使（shǐ）用中受到外力作用時容易折斷，但可以馬上知（zhī）曉電極發（fā）生（shēng）了損傷。如果（guǒ）是銅電（diàn）極則隻會彎曲（qǔ）不會（huì）折（shé）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（jià）格
　　銅材料是（shì）不可再生資源，價格趨勢（shì）會越來（lái）越貴，而石墨材料的價格趨（qū）於穩定。近幾（jǐ）年銅材料價格不斷上漲，而各大石墨製造商（shāng）不斷改（gǎi）進製作石墨的工藝使其更具（jù）性價比（bǐ）優勢。
　　標簽：深（shēn）圳大型模具加工廠