電極石墨材料的選擇及應用

　　碳素可滿足不同類型的模具需求的電極材料。可根據實際的需求，有針對性地對材料進行選擇使用。石墨電極材料選擇的依據有很多，但主要的有四個標準：
1、材料的平均顆粒直徑
　　材料的平均顆粒直徑直接影響到材料放電的狀況。材料的平均顆粒越小，材料的放電越均勻，放電的狀況越穩定，表面質量越好。
　　對于表面、精度要求不高的鍛造、壓鑄模具，通常推薦使用顆粒較粗的材料，如ISEM-3等；對于表面、精度要求較高的電子模具，推薦使用平均粒徑在4μm以下的材料，以確保被加工模具的精度、表面光潔度。材料的平均顆粒越小，材料的損耗情況就越小，各離子團之間的作用力就越大。比如：通常推薦在精密壓鑄模具、鍛造模具方面，ISEM-7已足以滿足要求；但客戶對于精度要求特別高時，推薦使用TTK-50或ISO-63材料，以確保更小的材料損耗，從而保證模具的精度和表面粗糙度。
　　同時，顆粒越大，放電的速度就越快，粗加工的損耗越小。主要是放電過程的電流強度不同，導致放電的能量大小不一。但放電后的表面光潔度也隨著顆粒的變化而變化。
2、材料的抗折強度
　　材料的抗折強度是材料強度的直接體現，顯示材料內部結構的緊密程度。強度高的材料，其放電的耐損耗性能相對較好，對于精度要求高的電極，盡量選擇強度較好的材料。比如：TTK-4可以滿足一般電子接插件模具的要求，但有些有特殊精度要求的電子接插件模具，可以選用同等粒徑，但強度略高的材料TTK-5材料。
3、材料的肖氏硬度
　　在對石墨的潛意識認識中，石墨一般會被認為是一種比較軟的材料。但實際的測試數據及應用情況顯示，石墨的硬度要比金屬材料高。在特種石墨行業中，通用的硬度檢驗標準是肖氏硬度測量法，其測試原理與金屬的測試原理不同。由于石墨的層狀結構，使其在切削過程中有非常優越的切削性能，切削力僅為銅材料的1/3左右，機械加工后的表面易于處理。
　　但由于其較高的硬度，在切削時，對于刀具的損耗會略大于切削金屬的刀具。與此同時，硬度高的材料在放電損耗方面的控制比較優良。在我司的EDM用材料體系中，對于應用較多的同等粒徑的材料均有兩款材料可供選擇，一種硬度略高，一種硬度略低，以滿足各種不同要求的客戶的需求。如：平均粒徑為5μm的材料，有ISO-63和TTK-50；平均粒徑為4μm的材料，有TTK-4和TTK-5；平均粒徑為2μm的材料，有TTK-8和TTK-9。主要是考慮到各種類型的客戶對于放電和機械加工的偏重方向。
4、材料的固有電阻率
　　根據我司對于材料的特性統計，如果材料的平均顆粒相同，電阻率大的放電速度會比電阻率小的慢。對于同等平均粒徑的材料，電阻率小的材料，其強度和硬度也會相應略低于電阻率高的材料。即，放電的速度、損耗會有所不同。故此，根據實際應用的需要選擇材料非常重要。
　　由于粉末冶金的特殊性，對于每一個批號材料的各參數都有其材料的代表值有一定的波動范圍。但同一檔次的石墨材料，其放電效果非常接近，由于各種參數造成的應用效果的差異非常小。
　　電極材料的選擇直接關系到放電的效果，在很大程度上材料的選取是否恰當，決定了放電速度、加工精度以及表面粗糙度的*終情況。
　　這四種數據代表了材料的主要放電性能，并直接決定著材料的使用性能。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　

編　　輯：日加金屬制品（上海）有限公司技術部
題　　目：電極石墨材料的選擇及應用
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