电火花加工电极材料

(4) 电极
    像前面阐述的那样,在放电机放电过程中,电极把自己的完整形状转移给了工件,所以电极的形状和精度对最后工件的加工精度起着非常大的影响。
想要成为一个合格的电极材料,它需要有以下特点:
1) 是一个良好的电和热的导体
2) 易于机械加工
3) 良好的材料去除率
4) 良好的抗侵蚀能力
5) 很低的电极(工具)磨损率
6) 可塑成多种形状
    常用的的电极材料有石墨,铜,碳纤维,黄铜,锌合金,钢,铜钨,银钨,钨等相应的电
极材料物理性质在表3.2.4中给出。
3.2.4一些电极材料的物理性质
小功率电磁炉性能
石墨
熔点,
1083
-
3395
1535
沸点,
2580
>4000
5930
2800
1 cm3从室温加热到气化所需热量cal/cm3
12740
20000
22680
16900
导热系数 AG=100
94.3
30.0
29.6
16.2
导电系数
96.5
0.1
48.1
16.2
导热系数  陶瓷发簪℃×
16.0
4.5
4.6
15.0
强度 MPa
241
34
4137
276
夹筋铝箔
弹性模量 MPa×
124
59
352
186
关于个别电极材料的选择,给出以下几行参考:
      纯铜和电解质铜作为电极材料被广泛使用,它曾是工件精密加工的需要元素。在电火花加工中它也有优良的磨损性能,有着非常小的磨损率。铜的主要缺点是切削性比较差。
    碲铜  铜的主要问题是在磨削精加工,径向载荷的产生。碲铜在这点上比纯铜有优势。碲铜有着和易于切削的黄铜媲美的切削性。电火花加工中,其他属性碲铜和纯铜是几乎相同的。唯一遗憾的是碲铜比较稀缺。
  黄铜  易切削的黄铜是常用的电极材料。它的主要优点是容易获得和其易机械加工性。对于小电极,它的磨削比例大约达到16。它经常被制作成管状电极用于允许高磨损的特殊电火花小孔钻削。在加工像钛合金这种排屑困难的材料时,黄铜已被证实是一种良好的电极材料。
  但是由于其较高的磨损率,他不能用于加工硬质合金。黄铜可用于小管状和片状。
  石墨 由于石墨的良好机械性能和抗磨损性能,使其成为被广泛应用的电火花加工电极材料
在加工中,石墨有着优良的稳定性,因为它有良好的磨损率允许材料的快速去除。
  晶粒尺寸为石墨电极的最重要的属性。穗粗石墨通常用于大体积的电火花加工工作,几乎不用于精加工。另外细颗粒的高密度石墨在精加工中是必需的,因为它的强度使得它能够加工薄的横截面。由于石墨是一种烧结材料,它是多孔的。这必须考虑到在加工需要精细的表面和光洁度三维空腔时的影响。粗颗粒有更多的孔隙度和产生粗糙的表面处理。在钢上加工通孔时,中高档石墨通常有很好的效果。
  在加工硬质合金时应做一些护理。在石墨电极加工硬质合金材料中,如果排屑条件不是很好,切割表面变得碳化,它可能会导致不可控的电弧。这种不受控制的电弧也被称为直流电弧放电,有时是很危险的。
直流电弧是由于被加热到时,积碳​​沉积在工作表面上,电介质溶液不发生离子的自由移动引起的。这时,会在电极和工件之间的相同点的电流流动;引起过度加热。
    在电火花加工硬质合金时,只能使用细颗粒和高密度石墨。它的主要优点是:
1) 它比较便宜。
2) 它的磨损率相当于铜钨合金。
3) 大的电极可以通过叠片粘结制成
4) 它有很高的材料去除率。
铜石墨 铜石墨是经过渗铜处理的石墨。其抗弯刚度比普通石墨更高,并具有铜和石墨的一些优点。然而,它要比石墨昂贵1.52倍。它比石墨更强的导电性,但其边角磨损不如纯石墨。在冲铣条件差的情况下它有优势。被用来加工硬质合金材料。
钢不是一个令人满意的电极材料。然而,当模具的一半是电极,另一半是工件时,钢被用来做他们的分割面件。因为这样的组合钢材料拥有非常缓和的去除速率是和磨损率。
    铜钨合金 铜钨合金也是一种烧结电极,渗铜后的使材料更紧凑。机械加工过程是平稳的,并具有良好的耐磨性,能获得较好的加工质量。用于精密公差,精加工和低磨损加工。它具有较高的密度和强度,良好的导热性和导电性。
钨具有高硬度和良好的磨损率。它被用于加工直径小于0.2毫米小孔。钨的缺点是其成本较高。
锌合金 锌合金主要用于大量生产,这时需要很多相同的电极,可通过压模铸造或冲压铸造。与其他加工电极的方法相比,形状复杂的电极可以较容易用压铸的方法加工。在电流高达150安培的加工环境下,使用锌合金电极的成本低于使用其他材料的电极。锌合金的主要缺点是它们易磨损,磨损率非常差。
电极材料性能的比较如下表:
3.2.5 电极材料的选择
懒人床
电极材料
形状
精整加工中的角磨损率
粗加工中的边缘磨损率
相对成本
可加工性指数
应用
推荐
不推荐
石墨
块、管、条、棒
5:1
接近100:1
非常好
模具
条、薄片、线状、管、锻件、冲压件
1:1
2:1
中等
孔、槽
精密加工滚动鼠标
铜石墨
块,条
2:1
4:1
中等
通用
黄铜
同铜
0.71
1:1
粘尘辊低
孔、型腔
高精度
锌合金
铸件
0.71
2:1
皆可
1:1
2:1
非常好
通孔
碳化物
碲铜
条、垫片、线、管、棒
3:1
8:1
中等
槽、碳化物
大平面
银钨合金
烧结件
8:1
12:1
小槽,孔和复杂细节
大平面
线、条、带
5:1
10:1
小孔
不规则孔

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