石墨材料的顆粒直徑直接影響電火花加工的表面粗糙度,直徑越小可獲得更低的表面粗糙度值。幾年前使用顆粒直徑φ5 μm的石墨材料,電火花加工的表面只能達(dá)到VDI18(Ra0.8 μm),現(xiàn)今石墨材料的顆粒直徑已能達(dá)到φ3 μm以內(nèi),電火花加工的表面可穩(wěn)定達(dá)到VDI12(Ra0.4 μm)或者更精細(xì)的等級。 銅材料的電阻率較低,組織結(jié)構(gòu)致密,電火花精加工易獲得穩(wěn)定的加工狀態(tài),在較困難的條件下也能穩(wěn)定加工,表面粗糙度可小于Ra0.1 μm,能進(jìn)行鏡面電火花加工。由此可見,如果放電加工追求極其精細(xì)的表面,使用銅材料做電極更加合適,這是銅電極較石墨電極的主要優(yōu)勢。但銅電極在大電流設(shè)定條件下,電極表面容易變得粗糙不堪,甚至出現(xiàn)裂紋,而石墨材料則沒有這方面的問題,對于表面粗糙度要求為VDI26(Ra2.0 μm)左右的型腔加工,使用1個石墨電極即可完成從粗到精的加工過程,實現(xiàn)均勻一致的紋面效果,表面不會有缺陷。另外,由于石墨與銅材組織結(jié)構(gòu)的不同,石墨電極表面放電的腐蝕點比銅電極要規(guī)則,因此在加工VDI20及以上相同表面粗糙度時,使用石墨電極加工的工件表面顆粒度更加分明,這種紋面效果要優(yōu)于銅電極的放電表
石墨材料的機械加工性能好,切削阻力僅為銅的1/4,在正確的加工條件下,銑削加工石墨電極的效率是銅電極的2~6倍。石墨電極容易清角,可以將平時要由多個電極完成的工件設(shè)計成一個整體電極來加工。石墨材料獨特的顆粒組織結(jié)構(gòu),使得電極銑削成型后不會產(chǎn)生毛刺,對于復(fù)雜造型不便于去除毛刺的情況直接滿足使用要求,省去了人工對電極進(jìn)行拋光的工序,避免了拋光導(dǎo)致的形狀改變、尺寸誤差等。需要注意的是,由于石墨是粉塵堆積物,銑削石墨時會產(chǎn)生大量的粉塵,因此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,其加工性能就不如銅材料了,切割速度相比銅慢約40%。
目前全球知名的石墨供應(yīng)商中不同供應(yīng)商有多種不同牌號的石墨可供選擇。通常根據(jù)石墨材料的平均顆粒直徑來分類,顆粒直徑≤φ4 μm的定義為細(xì)石墨,顆粒在φ5~φ10 μm定義為中石墨,顆粒在10 μm以上定義為粗石墨。顆粒直徑越小材料的價格越貴,可以根據(jù)電火花加工要求與成本選擇合適的石墨材料。 綜上所述,在石墨電極的8項電火花加工特性中,其優(yōu)勢明顯: 銑削電極效率均顯著優(yōu)于銅電極;放電加工效率優(yōu)于銅電極;大電極重量輕,非常適合;尺寸穩(wěn)定性良好,薄片電極不容易發(fā)生變形;銑削電極沒有毛刺,自動化首選