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石墨材料的选择
作者:上海东洋炭素有限公司董事总经理 詹国彬
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东洋炭素可满足不同类型的模具需求的电极材料。可根据实际的需求,有针对性地对材料进行选择使用。石墨电极材料选择的依据有很多,但主要的有四个标准:

1.材料的平均颗粒直径

材料的平均颗粒直径直接影响到材料放电的状况。材料的平均颗粒越小,材料的放电越均匀,放电的状况越稳定,表面质量越好。

对于表面、精度要求不高的锻造、压铸模具,通常推荐使用颗粒较粗的材料,如ISEM-3等;对于表面、精度要求较高的电子模具,推荐使用平均粒径在4μm以下的材料,以确保被加工模具的精度、表面光洁度。材料的平均颗粒越小,材料的损耗情况就越小,各离子团之间的作用力就越大。比如:通常推荐在精密压铸模具、锻造模具方面,ISEM-7已足以满足要求;但客户对于精度要求特别高时,推荐使用TTK-50或ISO-63材料,以确保更小的材料损耗,从而保证模具的精度和表面粗糙度。

同时,颗粒越大,放电的速度就越快,粗加工的损耗越小。主要是放电过程的电流强度不同,导致放电的能量大小不一。但放电后的表面光洁度也随着颗粒的变化而变化。

2.材料的抗折强度

材料的抗折强度是材料强度的直接体现,显示材料内部结构的紧密程度。强度高的材料,其放电的耐损耗性能相对较好,对于精度要求高的电极,尽量选择强度较好的材料。比如:TTK-4可以满足一般电子接插件模具的要求,但有些有特殊精度要求的电子接插件模具,可以选用同等粒径,但强度略高的材料TTK-5材料。

3.材料的肖氏硬度

在对石墨的潜意识认识中,石墨一般会被认为是一种比较软的材料。但实际的测试数据及应用情况显示,石墨的硬度要比金属材料高。在特种石墨行业中,通用的硬度检验标准是肖氏硬度测量法,其测试原理与金属的测试原理不同。由于石墨的层状结构,使其在切削过程中有非常优越的切削性能,切削力仅为铜材料的1/3左右,机械加工后的表面易于处理。

但由于其较高的硬度,在切削时,对于刀具的损耗会略大于切削金属的刀具。与此同时,硬度高的材料在放电损耗方面的控制比较优秀。在我司的EDM用材料体系中,对于应用较多的同等粒径的材料均有两款材料可供选择,一种硬度略高,一种硬度略低,以满足各种不同要求的客户的需求。如:平均粒径为5μm的材料,有ISO-63和TTK-50;平均粒径为4μm的材料,有TTK-4和TTK-5;平均粒径为2μm的材料,有TTK-8和TTK-9。主要是考虑到各种类型的客户对于放电和机械加工的偏重方向。

4.材料的固有电阻率

根据我司对于材料的特性统计,如果材料的平均颗粒相同,电阻率大的放电速度会比电阻率小的慢。对于同等平均粒径的材料,电阻率小的材料,其强度和硬度也会相应略低于电阻率高的材料。即,放电的速度、损耗会有所不同。故此,根据实际应用的需要选择材料非常重要。

由于粉末冶金的特殊性,对于每一个批号材料的各参数都有其材料的代表值有一定的波动范围。但同一档次的石墨材料,其放电效果非常接近,由于各种参数造成的应用效果的差异非常小。

电极材料的选择直接关系到放电的效果,在很大程度上材料的选取是否恰当,决定了放电速度、加工精度以及表面粗糙度的最终情况。

这四种数据代表了材料的主要放电性能,并直接决定着材料的使用性能。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (11/30/2006)
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