石墨材料的密度小于铜,相同体积的石墨电极的重量只有铜电极的1/5。 体积大的电极使用石墨材料非常合适,大大减轻了电火花加工机床主轴的负荷,避免了由于重量大导致电极安装不方便、加工过程中出现偏航位移等问题,表明在大型模具加工中使用石墨电极是有意义的。
石墨电极的分类:
普通功率石墨电极
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。
抗氧化涂层石墨电极
表面涂有抗氧化保护层(石墨电极抗氧化剂)的石墨电极。形成既能导电又能高温氧化的保护层,减少炼钢时电极的消耗(19%~50%),延长电极的寿命(22%~60%),从而降低电极的功耗。
石墨电极根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和功率,石墨电极所耗电能的较少,节约的单位炼钢电消耗量,节约了生产成本,石墨电极是低消耗和低污染产品,在节能减排环保提倡的今天,具有非常重要的社会意义。
随着高科技的发展,石墨材料的制造工艺得到了改善,能够满足多种火花加工需求的石墨材料层出不穷,市场上正在出现石墨高速铣床,数字火花加工机械的石墨放电性能也全面提高。今天,在制造技术的欧洲,模具企业90%以上的电极材料采用石墨。航空航天、汽车、家电、电子等模具广泛使用石墨作为电极材料,这种明显的变化是因为石墨电极可以获得、加工等诸多优点。
石墨电有能承受大电流条件的特性,另外,在合适的粗加工设定条件下,含碳元素的钢工件在加工时产生的蚀除物和工作液在高温下产生的分解物中的碳颗粒,在极性效应的作用下,部分蚀除物、碳颗粒会粘附在电极表面形成一层保护层,了石墨电极在粗加工中的损耗极小,甚至是“零损耗”。
火花加工的主要电极损失来自粗加工。整理设置条件降低率高,但零件预约处理余量不多,加工腐蚀量小,整体损失量也小。总的来说,石墨电极在高电流粗加工中损失比铜电极少,在精加工中损失可能比铜电极稍大,两个电极的损失差不多。
石墨材料的颗粒直径直接影响电火花加工的表面粗糙度,直径越小可获得更低的表面粗糙度值。几年前使用颗粒直径φ5 μm的石墨材料,电火花加工的佳表面只能达到VDI18(Ra0.8 μm),现今石墨材料的颗粒直径已能达到φ3 μm以内,电火花加工的佳表面可稳定达到VDI12(Ra0.4 μm)或者更精细的等级,但石墨电极无法进行镜面电火花加工。铜材料电阻率低,结构致密。电火花精加工容易获得稳定的加工状态,在困难条件下也能稳定加工。表面粗糙度可小于Ra0.1微米,可用于镜面电火花加工。