电火花石墨电极的特性研究及应用

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1、电火花石墨电极的特性研究及应用摘要：由于石墨作为电加工中的电极具有各种杰出的特性，堪称一种理想的电极材料，它在迅速发展的电火花放电加工业中起到了不可忽视的作用。从石墨的物理性能、机械加工性能、放电加工性能等方面进行了详细的分析，为广大电加工用户使用石墨提供尽可能多的经验和参考。关键词：石墨物理性能机械加工性能放电加工性能0前言电火花放电加工中用石墨作电极，具有以下令人称道的优点：优良的热稳定性，电极不变形，在电介液中对环境无污染，重量轻，其密度不足铜的1/4，选用细颗粒的石墨电极能加工出高品质的工件表面等等。由于其杰出的特性，石墨堪称一种理想的电极材料，它在迅

2、速发展的电火花放电加工业中起到了不可忽视的作用。在今天模具生产制造的许多领域及现代加工方式中，起着基础的作用。使用石墨的可能性还远不止此，石墨有许多被广泛认同的优点，如加工材料的高去除率和低的自身损耗，与此同时，石墨有着优良的可加工性。对不同的加工精度，人们都能找到相适应的石墨牌号。如果对有些人在试用石墨时不能达到预期满意的效果，那是因为人们对石墨及其特有的性能还缺乏了解所致。1石墨的物理性能电火花放电加工用石墨从化学的角度来说是由碳和尽可能少的灰份所构成，这种纯度的石墨在生理学上是惰性的，故在加工时不必拘于特别的安全规则。但有一点例外就是用于某些特别用途的浸

3、铜石墨，这种纯度的铜即所谓的高导电性的铜。石墨毛坯的形成大致有挤压、模压和等静压3种形式，分别对应不同的需求。其中等静压因为应力均布，材质一致性及密实性好而被广泛推崇。通常等静压石墨可制成长方体型或圆柱体型，也可按实际需要进行切割。品质控制对石墨生产的全过程是极为重要的，从原材料的进厂检验至全流程工艺参数的持续监控，是整个生产过程的有机组成部分。生产完成后，所得到的石墨是多孔性的，其孔的结构和气孔率视不同牌号的石墨而有着显著的不同。气孔的结构(孔径及气孔分布)决定了石墨在完成最终加工后能达到的表面质量。开口气孔率通常可用浸渍(如铜浸渍)加以改善，但闭口的单个气

4、孔却无法有效地浸渍。如果把石墨置于绝缘液体中，它会吸收电介质，其吸收量取决于浸泡的时间，所用压力，介质粘度及石墨的材料结构。若是细颗粒，密实结构的石墨，在无压情况下，其外表面吸收的电介质是很少的，这也是为何在石墨加工时，并不能推荐此方法以减少石墨加工所带来的粉尘，改变气孔中电介质的粘度，对石墨电极在加工时的损耗以及加工材料的去除率会带来负面影响。若需要的话可在炉中加热至200℃左右几个小时，让石墨气孔中的电介质蒸发掉。由于惰性，即使存放若干年，石墨的材料结构和性能也不会改变。几种石墨的物理特性和显微照片(200∶1)对比如图1所示，显然石墨标号越高，粒度和孔径

5、就越小，密实程度也越好。2石墨的机械加工性能石墨电极用传统的方法来进行机械加工非常容易，机械加工过程包括：锯开、研磨、车削、研铣、火花浸蚀等。R8340(EK82)*R8500XR8500(V1466)*R8510R8650(V1364)*R8710体积密度g/cm31.721.751.771.831.841.88开口气孔率%151413101010粒度mm1512101073孔径mm2.02.01.51.50.80.6气率10–2cm2/s151510431洛氏硬度80HR10/10080HR5/10070HR5/10095HR5/10095HR5/1001

6、10HR5/100抗折强度N/mm2454350606585杨氏模量kN/mm210.51010.511.512.514电阻率mWm121514131413热导率W·m–1·K–190808010090100热膨胀系数(20-200°C)10–6/K2.93.83.94.03.94.7灰份max.%0.20.20.20.20.20.2*以前的牌号R8340R8500XR8500R8510R8650R8710作者：fxbdt2007-4-2512:45　回复此发言2电火花石墨电极的特性研究及应用图1几种石墨的物理特性和显微照片对比研铣法是电极加工最常使用的方法。

7、所使用的机械加工机床是一般传统的CNC铣床和仿形铣床，正如用于钢件加工的机床一样。若能使用高转速高成本效益的石墨电极专用加工机床则更佳。应该说，同手工研铣石墨(一种非常规的加工方式)不同，用计算机辅助设计三维成型的直接用高速铣床加工石墨电极己扮演着越来越重要的角色。加工石墨时铣床的转速是由计算机控制的而非材料本身。但走行速度也可按电极的几何形状进行调整，通常为10m／min，同加工铝或塑料相类似。图2是切削刀具的几何参数，在图2中，我们特别标出影响石墨切削的刀具的角度和表面。决定刀具寿命的因素是使用期间在斜面上所造成的磨损宽度VB，平均磨损宽度达到0.2mm的

8、时候，此刀具视同被磨损报废。刀具的前角