電火花加工中的石墨電極具有加工速度快、加工精度高、耐高溫、放電損耗小等優點,因而石墨電極廣泛用于電加工修整大體積模具、微細筋槽、微細孔特殊結構、 復雜曲面的汽車輪胎模、 窄槽的薄壁(壁厚 0.1 mm)模具等(見圖 1)。 目前國外石墨電極已廣泛應用在模具制造中,其與銅電極的應用比:日 本為 7∶3,美國為 9∶1,歐洲為 7∶3,已可滿足汽車、家電、通訊、電子等行業制品中對復雜曲面、加強筋板、風冷的翅片或細網結構的加工要求[1]。 而國內高精度、 高附加值的復雜結構石墨模具與國際先進水平存在較大差距。 隨著我國模具行業快速發展, 石墨電極的用量將會不斷增加。 石墨切削過程中生成的微細切屑, 極易堆積并粘附在前后刀面及已加工表面上, 與被加工石墨材料同時對切削刃產生急劇的摩擦和局部沖擊作用, 導致刀具嚴重磨損。 傳統硬質合金及其涂層刀具難以滿足加工要求,具有很高硬度的金剛石刀具具有良好的抗磨擦磨損性能,成為高純石墨高速加工的理想刀具。
石墨為典型層狀結構脆性材料,材料機械強度差,加工時易崩碎,刀具磨損嚴重,為典型難加工材料。 常規的車、銑、磨加工只能加工簡單形狀的石墨零件,無法滿足各種復雜形狀電極要求[2]。 高速銑削具有加工速度高、切削力小、溫度低以及加工工件表 面質量好等特點,可以用于加工復雜形狀的電極,是 精密復雜石墨電極的主要加工方法之一。石墨高速銑削刀具有硬質合金刀具、聚晶金剛石(PCD)刀具、 金剛石涂層刀具三類[3]。硬質合金刀具高速銑削石墨時刀具磨損嚴重,需要及時檢查刀具磨損狀況和 頻繁更換刀具,在大尺寸或精密電極加工方面應用有限;硬質合金涂層刀具加工石墨時壽命未見明顯提高;而聚晶金剛石(PCD)刀具磨損較小,但刀具形狀難以滿足復雜電極要求,在高速加工精密復雜石墨電極方面應用有限。因此尋找高性能金剛石涂層刀具已迫在眉睫。
金剛石涂層刀具具有極高的硬度和耐磨性、低摩擦系數、高彈性模量、高熱導率、低熱膨脹系數及與非鐵金屬親和力小等優點, 可以用于加工非金屬硬脆材料如石墨、高耐磨材料、復合材料、高硅鋁合金及其它韌性有色金屬材料。 目前金剛石涂層刀具加工石墨還處于試驗階段, 金剛石涂層工藝還不夠成熟,刀具昂貴。國內外有關于金剛石涂層刀具高速切削石墨電極工藝參數選用規范以及刀具切削性能 評價指標尚待深入研究, 而且金剛石涂層與刀具基體的附著力過低,造成刀具切削性能不穩定,離散性大。 本文介紹金剛石涂層刀具在加工復雜結構石墨模具中的應用情況, 以期引起相關企業對石墨模具加工技術的重視, 促進國內石墨模具加工企業及相關產品的技術進步。
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石墨具有較高的高溫強度、低熱膨脹系數、較好的可加工性和良好的熱、電導率,因此石墨電極廣泛應用于冶金、 核工業和電火花加工等領域。 但石墨屬典型的脆性難加工材料, 其加工制備問題一直是高檔石墨模具制品發展的瓶頸。 CVD 金剛石涂層刀具高速銑削加工可解決這一難題。 目前需要進一步解決 CVD 金剛石涂層刀具的膜-基結合力問題和表面粗糙度問題, 以期使這一先進制造工藝得以推廣應用。
2020-10
的挑戰。 而新興的納米制造技術將突破傳統半導體制造工藝的極限,克服短通道效應、寄生電容、互聯延遲以及功耗過大等問題,使微電子器件向著更小、更快、更冷發展。石墨烯自 2004 年被發現以來一直受到全世界研究者們極大的關注和研究[1-2]。 由于其優異的電學、物理、光學等性質,被譽為… [了解更多]
2020-10
0 引言石墨加工過程中,各類機床利用高速旋轉的刀具對石墨的外形進行加工。 受旋轉刀具與工件材料之間剪切力的影響,工件材料將產生大量帶初速度的石墨粉塵。 但我國石墨加工企業除塵系統相對落后,使得石墨材料在加工過程中產生的高濃度粉塵不能被迅速的處理掉,導致加工車間粉塵濃度嚴重超標,給… [了解更多]
2020-10
1 引言存在易變形、崩碎斷裂和刀具磨損嚴重等問題,加工表面質量難以直接準確測量 。表面粗糙度是衡量零件加工產品質量的核心指標,常見的測量方法有對試樣表面進行光切、樣塊和粗糙度儀等接觸式直接測量法、非接觸式測量法以及納米表面粗糙度分析法[2]。直接測量時存在接觸工件的探針易磨損、誤… [了解更多]
2020-10
0 引 言石墨材料相對于銅材料在加工效率、精密微細零部件加工和自動化生產加工中優勢顯著,石墨電極在模具制造中逐漸取代銅電極被廣泛應用于電火花成形加工(簡稱EDM)。近年來自動化生產以單件、個性化、零件結構復雜、高精度的特征在模具行業逐漸推廣。對精密微細電極的要求也越來越苛刻,提升… [了解更多]
2020-10
石墨電極經錐螺紋相互連接后,才可以進入電冶煉爐里進行使用。 多年實踐證實電爐中的石墨電極斷裂的事故 90%發生在電極連接部位,所以石墨電極質量的重點就是理化指標和機械加工兩項[1]。石墨電極經一系列工序處理后合格的毛坯進入最后一道工序———機械加工,除了簡單的外圓加工外,就是加工… [了解更多]