電加工西城石墨電極的優(yōu)點(diǎn)

近年來(lái)，材料的電加工方法在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。材料電加工方法的特點(diǎn)是:加工時(shí)材料的破壞或排除、材料的遷移以及材料形狀的變化或者組織改變是在電能直接作用于加工部位時(shí)發(fā)生的，而無(wú)須預(yù)先使電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或者其他形式的能。

金屬電加工方法可分為基于電流熱作用的電熱方法和基于電流化學(xué)作用的電化學(xué)方法兩類，電鍍、陰極腐蝕、電化學(xué)氧化和電化學(xué)著色、電解除油、電化學(xué)磨削、電解加工等屬于電化學(xué)方法；而熔煉、電液加工、電火花加工、電弧焊接、電弧切割等屬于電熱方法。石墨制品用做電加工電極具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)線膨脹系數(shù)低，大約是銅的1/6,使用中不變形；

(2)對(duì)被加工機(jī)件材料的蝕除率高；

(3)電極自身?yè)p耗率低，加工精度高；

(4)電極材料易于機(jī)械加工；

(5)西城石墨電極材料資源廣，成本低。

電加工石墨電極的制造

制造石墨電極的主要原料是焦炭。由于碳在正常壓力下、在氧氣中是一種難熔易燃物質(zhì)，并在3500℃以上直接升華，因此，它不能像金屬那樣釆用熔鑄或鍛壓的方法來(lái)制造，炭素材料的性質(zhì)決定了它的特殊制造工藝。

將原料焦炭(石油焦、瀝青焦)破碎成小塊，裝入煅燒爐在1100-1300℃高溫下煅燒，排除輕餡分有機(jī)揮發(fā)物，使焦炭達(dá)到預(yù)先收縮。將煅燒后焦炭磨成不同程度等級(jí)的細(xì)粉，按工藝規(guī)定配方投入混合鍋內(nèi)，以熔化瀝青作為黏結(jié)劑進(jìn)行加熱混合，混合后料糊在軋輻機(jī)上輻壓成片，冷卻后再度磨成細(xì)粉，并投入壓力機(jī)陰模內(nèi)壓制成型(毛坯)。將毛坯裝入焙燒爐在隔絕空氣的條件下焙燒至1300℃左右，目的是使黏結(jié)劑熱分解，脫氫焦化，從而使毛坯焦固成堅(jiān)實(shí)的整體。這一焦化過(guò)程產(chǎn)生了較多的氣孔，因此還需要裝入高壓真空氣中強(qiáng)迫浸漬瀝青液。第二次進(jìn)行焙燒使瀝青焦化，密度比這一次焙燒大大提高，但還有一定氣孔率，根據(jù)要求可如此進(jìn)行多次浸焙。最后將浸漬毛坯進(jìn)行石墨化。石墨化的方法是以毛坯本身為電阻，通電加溫至2500℃以上。它與焙燒一樣，是一種隔絕空氣的“熱處理過(guò)程”。根據(jù)對(duì)制品某些性能特殊要求，在各工序還可以釆取不同的工藝輔助手段。

本節(jié)主要介紹電火花加工和電解加工及電解成型磨削用石墨電極的性能及其使用。至于電弧氣刨用炭棒和熔煉用炭石墨電極等按習(xí)慣的分類方法將在其他章節(jié)介紹。

電火花加工原理

由于石墨比其他材料價(jià)格便宜，機(jī)械加工性能好以及損耗小等，因此廣泛用作電火花加工的電極材料。據(jù)報(bào)道，美國(guó)的電火花加工用電極材料約75%采用人造石墨。

眾所周知，電火花加工是電極間脈沖放電時(shí)電火花腐蝕的結(jié)果。電火花腐蝕的主要原因是電火花放電時(shí)，火花通道中瞬時(shí)產(chǎn)生大量的熱，足以使電極表面的金屬局部熔化，甚至汽化蒸發(fā)而被蝕除下來(lái)。要使電火花腐蝕原理用于金屬材料的加工，滿足被加工零件的精度、光潔度、生產(chǎn)率等的要求，還必須解決下列問(wèn)題。

(1)必須有足夠的火花放電強(qiáng)度，否則金屬只是發(fā)熱而不能熔化或汽化。

(2)火花放電的時(shí)間必須極短，且是間歇性的(脈沖性的)瞬時(shí)放電。因?yàn)橹挥性诤芏痰臅r(shí)間產(chǎn)生大量的熱能，才能使熱量來(lái)不及傳導(dǎo)擴(kuò)散到其他部分，從而能局部地蝕除金屬。每一脈沖延續(xù)的時(shí)間一般應(yīng)小于0.001s。否則，像電弧放電那樣，必然會(huì)使整個(gè)工件發(fā)熱，表面“燒糊”，而這只能用于切割或電焊，無(wú)法用于尺寸加工。

(3)必須把電火花加工后的金屬小屑等電蝕產(chǎn)物不斷從電極間隙中排除出去，否則加工過(guò)程將無(wú)法繼續(xù)下去。

上述問(wèn)題可通過(guò)下列方法解決：

(1)周期性地利用電容器緩慢充電，快速放電，把積蓄起來(lái)的電能在電極間隙內(nèi)瞬時(shí)放出，即用脈沖發(fā)生器把電流轉(zhuǎn)換為脈沖電流。

(2)使火花放電過(guò)程在不導(dǎo)電的液體(如煤油、機(jī)油)中進(jìn)行，以利于拋出電蝕下來(lái)的產(chǎn)物。