Выбор графита является ключом к достижению оптимальной производительности вашего долбяка.
Графит является материалом выбора для большинства электродов EDM, производимых сегодня в западном мире. Выбор наилучшего сорта графита для конкретного применения может быть сложным, если не понимать различий между сортами графита. В зависимости от выбранного сорта графита и применения, графит может быть ограничивающим или ключевым фактором в достижении желаемых результатов от оборудования.
Существует широкий выбор марок от ряда производителей. Каждый производитель использует различные методы обработки, исходные материалы и методы контроля процесса, что означает, что конечный продукт будет совершенно разным. Марки каждого производителя разработаны для оптимальной производительности для определенных типов применений. Чтобы помочь в выборе материала, каждый производитель публикует технические характеристики своего материала, но стандартных методов испытаний не существует.
Поскольку любой сорт графита выглядит похожим на другой сорт, внешний вид не является частью критерия выбора. Каждый сорт следует выбирать по его физическим характеристикам и свойствам. Чтобы упростить этот процесс, различные сорта графита сгруппированы в шесть классификаций, которые разделены по среднему размеру частиц. Только четыре из шести классификаций подходят для использования в качестве электродов EDM. То, как различные сорта ранжируются в классификациях, является показателем их потенциала производительности.
Достижения в области графита
Графитовая промышленность постоянно стремится производить более качественные сорта. Графитовые материалы продолжают развиваться вместе с другими аспектами электроэрозионной промышленности, но менее драматичными темпами. Были достигнуты успехи в микроструктуре графитовых материалов, поскольку это ключ к производительности.
Крупные графиты с размером частиц более 100 микрон никогда не были пригодны в качестве электродного материала. За последнее десятилетие средние сорта с размером частиц между 21-100 микрон практически исчезли с рынка как материал для электроэрозионной обработки. За последние несколько лет многие из низкосортных сортов в пределах тонкой классификации (материалы с размером частиц 11-20 микрон) также исчезли. Материалы сверхтонкой классификации (размер частиц 6-10) остались стабильными. Некоторые производители этих материалов разрешают продавать свои сорта графита как собственные торговые марки, что может сбивать с толку конечного пользователя. Путаница возникает, когда дистрибьюторы расходных материалов меняют названия своих собственных торговых марок, но продолжают использовать тот же материал или меняют материал, но сохраняют то же название для собственной торговой марки. Один и тот же сорт может предлагаться под многими собственными торговыми марками.
Сверхтонкая классификация (размер частиц 1-5 микрон) — это то, на что направлены большинство реальных усилий по разработке. Многие из пластиковых потребительских товаров требуют форм с мелкими деталями и отделкой, которые можно легко получить с помощью сверхтонких материалов. Материалы этой классификации очень сложны и дороги в производстве, и еще сложнее производить постоянный материал партия за партией и год за годом.
В классификации ангстрофинов очень мало градаций (< 1 micron particle size). The grades are available in small blocks to control the uniformity of the graphite. These grades are the most expensive to produce and have limited use. Generally, they are used for fine detailed engraving electrodes and small featured electrodes that produce very high surface finishes without the use of powder additives when polishing of cavities is not possible.
Графитовые сорта начального уровня постепенно исчезают с рынка по мере изменения приложений EDM. Крупноформатные формы без мелких деталей и штампы для ковки можно легко обрабатывать высокоскоростным фрезерованием, что снижает потребность в сортах в мелкой классификации. В то же время для сложных подробных полостей требуется графит с малым размером частиц, однородной микроструктурой и высокой прочностью для производства сложных полостей с мелкими деталями.
Оценки в рамках классификаций
Физические свойства каждого сорта графита определяют рейтинг в классификациях. Свойства, которые влияют на производительность, — это размер частиц, прочность на изгиб и твердость по Шору. Эти свойства вместе с микрофотографией микроструктуры являются лучшими инструментами для прогнозирования производительности графита.
Лучший графит в любой классификации имеет плотно упакованные частицы с небольшими отклонениями в размере. Этот вид однородного материала устойчив к износу, вызванному термической природой процесса электроэрозионной обработки. Размер частиц обычно указывается как средний размер. Когда размер частиц охватывает небольшой диапазон, микроструктура материала становится более однородной с уменьшенной пористостью. Пористость в графите является границей между частицами. Частицы связаны вместе химическими или механическими средствами, и отказ этой системы является тем, что высвобождает частицы в зазор при электроэрозионной обработке. Если частицы материала малы, однородны по размеру и плотно упакованы, эрозия электрода минимальна. Размер частиц влияет на минимальную чистоту поверхности, которую будет производить материал. Поскольку электрод воспроизводит свою структуру в полости, тонкую чистовую отделку поверхности нельзя получить с помощью сортов графита, которые имеют крупные частицы и неоднородную микроструктуру.
Микроструктура сорта графита часто является ограничивающим фактором, определяющим производительность EDM. Неоднородная микроструктура с широким диапазоном размеров частиц и пор может иметь мягкие пятна, которые представляют собой большие области пористости, и/или твердые пятна, которые представляют собой конгломераты, вызванные неравномерным смешиванием. Твердые пятна также могут быть вызваны пропиткой открытой пористости материала пеком и последующей повторной обработкой материала, придающей частицам и пропитанным пеком областям различные значения твердости. Поскольку невооруженным глазом нельзя увидеть микроструктуру, нет способа обнаружить эти проблемы до процесса обработки. Определение причины проблем обработки включает разрушающие испытания и изучение микрофотографий.
