郑州石墨电极加工

么是石墨电极？石墨电极包括：（1）普通功率石墨板允许使用电流密度低于17A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。（2）抗氧化涂层石墨板表面涂覆一层抗氧化保护层（石墨电极抗氧化剂）的石墨电极。形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗（19%~50%），延长电极的使用寿命（22%~60%），降低电极的电能消耗。这项技术的推广使用可以带来这样的经济社会效应：①石墨板单位消耗的较少，生产成本有一定的降低。例如某炼钢厂，按全年未发生停产一级LF精炼炉每周35根石墨电极左右，精炼处理165炉的消耗量计算，采用石墨电极抗氧化技术后，每年可节省373根（153吨）电极，每年每吨**高功率电极16，900元人民币计算，可节省258.57万元人民币。②石墨板所耗电能的较少，节约的单位炼钢电消耗量，节约了生产成本，节能！③由于石墨电极换次数较少，就较少了操作工人劳动量和危险系数，提高了生产效率。④石墨板是高消耗和高污染产品，在节能减排环保提倡的几天，具有非常重要的社会意义。这种技术在国内尚处于研究开发阶段，也有些国内厂家也开始生产。在日本等发达国家有得到比较广泛的应用。目前国内也出现了专门进口这中抗氧化保护涂层的公司。（3）高功率石墨电极。允许使用电流密度为18～25A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。（4）**高功率石墨板。允许使用电流密度大于25A／厘米2的石墨电极。主要用于**高功率炼钢电弧炉。
石墨放电加工特点：
a：价格便宜，经济实用。
b：能够受大电流，放电速度快效率高。
c：不易变形，适合薄的骨位（ria）加工。
d：目前在镜面放电方面有待改进。
石墨电极综合加工条件的参数设定：
1.粗加工参数组合：
①.脉宽：200us，峰值电流：55a，平均电流：25a，得粗糙度：ra12.5
2.中加工参数组合：
②.脉宽：100us，峰值电流：30a，平均电流：15a，得粗糙度：ra9
③.脉宽：50us，峰值电流：15a，平均电流：6a，得粗糙度：ra6.3
④.脉宽：25us，峰值电流：12a，平均电流：5a，得粗糙度：ra4.5
⑤.脉宽：12us，峰值电流：8a，平均电流：4a，得粗糙度：ra3
3.精加工参数组合：
⑥.脉宽：6us，峰值电流：6a，平均电流：3a，得粗糙度：ra2.1
⑦.脉宽：3.2us，峰值电流：4a，平均电流：1~2a，得粗糙度：ra2
8 电极损耗的调整：


放电加工时，单位时间内电极的蚀除量称之为损耗速度。在实际生产中，通常采用相对损耗作为衡量工具电极耐损耗的指标.


在电火花加工中存在4种损耗：整体损耗、角损耗、端面损耗和侧面损耗。由于角部损耗决定较后加工的精度，所以它的损耗率较重要，特别是电极精修时应重视角损耗。


石墨电极放电加工时,电流越大,电极损耗越小,


正常情况下,脉宽越大,电极损耗越小.但在石墨电极放电加工中过大的脉宽会导致石墨电极出现毛刺的负损现象,所以石墨电极的较大脉宽一般不**过420μs,且随着放电面积的越小,其脉宽值也越小；


合理配合脉宽,也可减少电极损耗,当IP=10A～120A、ON=100μs～300μs时,是石墨电极放电加工无损耗条件。
石墨具有较高的高温强度、低热膨胀系数、较好的可加工性和良好的热、电导率，因此石墨电极广泛应用于冶金、电炉、电火花加工等领域。在电火花加工方面，新型石墨电极材料及其加工技术的发展扩展了电火花加工的应用范围，提高了其使用性能。石墨电极与铜电极相比具有电极消耗小、加工速度快、机械加工性能好、加工精度高、热变形小、重量轻、表面处理容易、耐高温、加工温度高、电极可粘结等优点。尽管石墨是一种非常容易切削的材料，但由于用作EDM电极的石墨材料必须具有足够的强度以免在操作和EDM加工过程中受到破坏，同时电极形状（薄壁、小圆角、锐变）等也对石墨电极的晶粒尺寸和强度提出较高的要求，这导致在加工过程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨损。因此如何防止工件崩碎、提高表面加工质量、降低加工刀具成本成为石墨电极加工的一个重要问题。通常用常规的车削、铣削、磨削方法可以满足加工简单形状电极的需求，但近年来对电极几何形状复杂性的要求持续增加。高速加工的高加工表面质量和高加工精度使得石墨电极的高速加工已成为模具EDM加工中的一个热点，许多生产厂家都已推出了石墨高速加工中心。例如Makino SNC64数控高速石墨铣床、R？：ders RFM系列机床等，主轴转速通常在10000～60000r/min，进给速度可达60m/min 以上，加工壁厚小于1mm，较小圆角半径小于0.2mm。由于EDM石墨电极高速加工仍属一种新的工艺，不同石墨材料加工性能也各不相同，对于石墨电极高速加工中的工件崩碎、刀具磨损、加工策略等问题，国内较少有文献提及。本文介绍了日本、德国等在高性能石墨电极材料机械加工方面的研究成果，包括石墨电极材料的切削机理、切削温度、刀具磨损、切屑处理等方面的基本理论，以及石墨电极高速加工策略、加工参数选择等内容。
石墨电极注意事项1、受潮湿的石墨电极，使用前要烘干。2、去除备用石墨电极孔上的泡沫塑料保护帽，检查电极孔内螺纹是否完整。3、用不含油和水的压缩空气清理备用石墨电极表面和孔内螺纹；避免用钢丝团或金属刷砂布清理。4、将接头小心地旋入备用石墨电极一端（不建议将接头直接装入炉上撤换下来的电极）的电极孔内，不得碰撞螺纹。5、将电极吊具（建议采用石墨材质的吊具）拧入备用电极另一端的电极孔内。6、起吊电极时，垫松软物到备用电极装接头一端的下面，以防止地面碰损接头；用吊钩伸入吊具的吊环后吊起，吊运电极要平稳，防止电极由B端松脱或与其它的固定装置碰撞。7、将备用电极吊到待接电极上方，对准电极孔后慢慢落下；旋转备用电极，使螺旋吊钩与电极一起转动下降；在两支电极端面相距10-20mm时，再次用压缩空气清理电极两个端面和接头的裸露部分；在较后完全下放电极时，不可过猛，否则因猛烈碰撞，会导致电极孔和接头的螺纹受损。8、用力矩扳手拧备用电极，直到两支电极的端面紧密接触为止（电极和接头的正确连接夹缝小于0.05mm）。石墨在大自然中非常普遍，并且石墨烯是人类已知强度较高的物质，但科学家可能仍然需要花费数年甚至几十年时间，才能找到一种将石墨转变成大片高质量石墨烯薄膜的方法，从而可以用它们来为人类制造各种有用的物质。据科学家称，石墨烯除了异常牢固外，还具有一系列*一**的特性，石墨烯还是目前已知导电性能较出色的材料，这使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。研究人员甚至将石墨烯看作是硅的替代品，能用来生产未来的**级计算机。
石墨的特点：
1.重量轻：比重是铜的1/5，适合制作大型电极
2.机加工性能好：切削阻力为铜的1/3
3.表面易于处理：机加工后无毛刺，易于手工处理
4.耐高温：温度达3650℃时升华气化，能承受更大的电流
5.热膨胀系数低：为铜的1/4，且受热不变形
6.放电加工速度快：放电加工速度比铜块3~5倍，大面积或粗加工时更明显。
7.电极损耗小：与铜的比率为2：4，可以无损加工。
石墨电极机加工方法：
1.刀具要求：锋利、有较大的前后角和容屑槽
2.刀具材质：硬质合金刀 涂层刀 金刚石刀
3.进刀速度：粗加工5500~8000 精加工4000~6000
4.机台转速：粗加工6500~10000转；精加工6000~20000转
5.加工余量：粗加工0.6mm；精加工0.3mm
6.切削量：侧向切削量为刀径的1/2~2/3，深度切削量为刀径的1~1.5倍
7.切削方向：铣削方向使用切好于上切，顺铣好于逆铣
7 表面粗糙度的调整 ：


表面粗糙度由脉冲宽度、峰值电流、电极材料和工件材料共同决定的.电火花加工的表面和机械加工的表面不同，它是由无方向性的无数小坑和硬凸边所组成，电火花加工表面粗糙度通常用微观轮廓平面度的平均算术偏差Ra表示。


表面粗糙度受石墨颗粒直径大小的影响, 颗粒越大其得到的表面粗糙度就越粗.通常选用细粒径的石墨来提高表面光洁度；


脉宽越大,单位时间内放电时间越长,放电蚀痕越深,其加工表面也越粗.石墨电极以较小的脉宽来完成放电过程,则形成较浅的蚀痕而利于抛光.铜电极为了损耗小用较长的脉宽来完成放电,其形成的蚀痕较深、表面硬度也大,从而导致抛光困难；


峰值电流越大,加工表面粗糙度, 其没有脉宽影响大,所以石墨电极的“大电流、小脉宽”原则也是降低加工表面粗糙度的特点.


主轴摇动加工方式也是降低表面粗糙度和获得均匀纹面的有效手段。
当然，模具厂由铜电极转用石墨电极后，首先应该清楚的是该如何使用石墨材料以及考虑其他相关因素。如今部分群基火花机客户采用石墨以电极放电加工，这免除了模具型腔抛光和化学物品抛光的工序却仍然能达到预期的表面光洁度。如不增加时间和抛光的工序，铜电极不可能制作出这样的工件。另外，石墨分为不同的等级，在特定的应用程序下使用适当等级的石墨和电火花放电参数才能达到理想的加工效果，若在使用石墨电极的火花机上操作人员使用与铜电极相同的参数，那么结果肯定是令人失望的。如果要严格控制电极的物料，可将石墨板在粗加工时设于非损耗状态（损耗少于1%），但铜电极则不使用。石墨具有以下铜无法比拟的优质特性：加工速度：高速铣粗加工较铜块3倍；高速铣精加工较铜块5倍可加工性好，能实现复杂的几何造型重量轻，密度不足铜的1/4，电极容易夹持可减少单个电极的数量，因为可捆绑做成组合电极热稳定性好，不变形无加工毛刺。