在各个工业领域,尤其是家电、汽车、机电和航空航天等领域,模具作为主要工艺设备的重要性愈发凸显。模具在这些工业领域中承担了高达60%至90%的产品零部件的加工生产任务。随着科技的发展,高速铣削技术取得了显著突破,能够应对过去难以加工的高硬度、高强度、高韧性的模具材料。电火花加工技术仍具有不可替代的优势。
电火花加工具有高精度、高表面质量的加工特点,其加工范围广泛,特别是在处理复杂、精密、薄壁、窄缝以及高硬材料模具型腔时,其优势是高速铣削所无法比拟的。放电加工依然是模具型腔加工的主要手段。
在电加工领域,石墨电极因其出色的性能逐渐成为主流。与铜电极相比,石墨电极具有电极消耗少、放电加工速度快、机械加工性能优越、重量轻以及热膨胀系数小等优点。这些优势使得石墨电极在电加工领域中脱颖而出,成为放电加工电极的主流选择。
具体来说,石墨电极材料具备以下显著优势:
1. 速度优势:石墨放电的速度是铜的两到三倍,且材料不易变形,尤其适用于薄筋电极的加工。铜的软化点较高,容易因受热而产生变形,而石墨的升华温度远高于铜,其热膨胀系数仅为铜的三十分之一。
2. 轻量化:石墨的密度仅为铜的五分之一,这在大型电极进行放电加工时,能有效减轻机床(EDM)的负担,更适用于大型模具的应用场景。
3. 损耗小:在放电加工过程中,火花油中的C原子在高温下被分解出来,并在石墨电极表面形成保护膜,有效补偿了石墨电极的损耗。
4. 刺加工:相比需要手工去除毛刺的铜电极,石墨加工后无需额外处理,刺产生,这既节省了成本和人力,同时也为自动化生产创造了条件。
5. 易抛光:石墨的切削阻力仅为铜的五分之一,使得操作上更容易进行手工研磨和抛光。
6. 成本效益:近年来铜材价格的持续上涨,使得各方面石墨的价格相较铜更低。在相同体积下,石墨产品的价格比铜低百分之三十到六十,且价格相对稳定,短期价格波动较小。