Các ưu thế của vật liệu Graphit

Quy trình sản xuất Phôi Graphit

Vật liệu Graphit có rất nhiều ưu thế điều đã khiến nó được ứng dụng rộng rãi cho điện cực EDM.

-          Dễ dàng gia công

-          Chống sốc nhiệt

-          Hệ số giãn nở nhiệt thấp (thấp hơn 3 lần so với đồng) điều đảm bảo sự ổn định của hình học điện cực trong quá trình gia công xả điện.

-          Có hình tấm khối lớn

-          Không tan chảy nhưng chuyển trực tiếp từ thể rắn sang khí ở 3.400 độ C, điều làm giảm sự hao mòn

-          Khối lượng riêng nhẹ, thấp hơn 5 lần so với đồng, đưa đến kết quả loại điện cực nhẹ hơn

-          Cung cấp một tỷ lệ loại bỏ kim loại cao hơn đồng với độ hao mòn thấp hơn

-          Có đặc tính độc đáo mà tỷ lệ hao mòn có xu hướng giảm khi cường độ xung tăng

-           

THÔNG TIN THÊM VỀ GRAPHIT:

Graphit dùng trong gia công EDM là một vật liệu đẳng hướng với kích thước hạt khác nhau, từ vài microns đến khoảng 20 microns. Trong thập niên 70 những cải tiến đã được thực hiện bởi các nhà sản xuất graphit (đặc tính đẳng hướng, chất lượng cứng vững, cỡ phôi lớn) kết hợp với sự xuất hiện của máy EDM được trang bị máy phát iso-plus, cho phép graphit trở thành vật liệu thông dụng nhất cho điện cực gia công EDM.

Phân loại nhóm vật liệu graphit: 03 nhóm

1. Graphit hạt lớn (khoảng 20 µm) với khối lượng riêng thấp (1.76g/cm3)
2. Graphit hạt mịn (khoảng 10µm) với khối lượng riêng cao (1.82g/cm3)
3. Graphit hạt rất mịn (khoảng 4µm) với khối lượng riêng lớn hơn 1.86g/dm3

Graphit hạt lớn được sử dụng cho việc gia công thô trong khi graphit mịn sản xuất những bề mặt tốt nhất cho quá trình hoàn thiện. Vì giá thành vật liệu graphit đã trở nên phải chăng hơn, các hãng gia công EDM thường tồn trữ hai hoặc thậm chí cả ba loại cấp graphit: Graphit hạt to ít tốn kém cho quá trình gia công thô; theo sau là graphit hạt mịn cho khâu hoàn thiện hoặc một sự kết hợp giữa khâu gia công thô và quá trình hoàn thiện; và có thể loại graphit hạt rất mịn, giá thành cao, cho quá trình hoàn thiện chính xác.

TẠI SAO LÀ GRAPHIT?

Graphit có rất nhiều lợi thế cho với các vật liệu khác. Nó có khả năng chống sốc nhiệt. Là vật liệu duy nhất mà đặc tính cơ học tăng theo nhiệt độ. Hệ số giãn nở nhiệt thấp cho tính ổn định hình học. Dễ dàng gia công. Không tan chảy nhưng thăng hoa ở nhiệt cao (3.400ºC), và cuối cùng, khối lượng riêng thấp (thấp hơn 5 lần so với đồng) có nghĩa là điện cực nhẹ. Graphit loại bỏ vật chất tốt hơn đồng hoặc đồng – vonfram trong khi mòn chậm hơn. Tỷ lệ mòn có xu hưởng giảm tại cường độ cao. Vì vậy, graphit rất thích hợp với việc gia công điện cực lớn vì làm việc với một cường độ dòng cao quy định thời gian gia công thô giảm.

Mặc dù vật liệu graphit có thể xảy ra việc phóng điện bất thường, điều có thể loại bỏ thông qua phun rửa chất lượng, và việc giảm cường độ xả trong quá trình gia công cực âm, tuy nhiên, như một kết quả của sự cân bằng này, việc gia công các-bít vonfram khó khăn hơn việc gia công điện cực đồng – vonfram. Ngoài ra, vì graphit là một loại sứ, nhạy cảm với các va chạm cơ khí, do đó cần phải xử lý và gia công cẩn thận.

So sánh các cấp graphit:

Không nên so sánh một cấp graphit này với cấp graphit khác chỉ bằng cách nhìn vào các đặc tính vật lý mà không có sự kiểm tra cấp graphit đó trong hoạt động gia công EDM thực tế. Tuy nhiên một số đặc tính vật lý của graphit sau đây sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình gia công EDM

-          Mật độ biểu kiến

-          Kích thước hạt trung bình

-          Điện trở

-          Cường độ uốn

-          Độ cứng

Mật độ:

Theo nguyên tắc chung, tỷ lệ hao mòn giảm và phần hoàn thiện bề mặt được cải thiện khi mật độ của graphit tăng.

Kích thước hạt:

Với loại graphit hạt rất mịn, sự hao mòn giảm và việc hoàn thiện bề mặt được cải thiện. Mặt khác, vật liệu loại bỏ thấp, kích thước khối graphit giảm và giá tăng

Điện trở:

Điện trở càng thấp, độ dẫn nhiệt càng cao. Vì vậy, loại graphit có khả năng tiêu tán năng lượng tích luỹ trong mỗi lần xả. Vì vậy, tốc độ mòn giảm với điện trở.

Cường độ uốn:

Cường độ uốn càng cao, việc gia công các chi tiết chính xác càng dễ và tỷ lệ hao mòn càng giảm.

Độ cứng:

Độ cứng của graphit càng cao, độ khó trong việc gia tăng điện cực càng tăng.

Cài đặt:

Graphit được sử dụng trong phân cực âm cung cấp một tốc độ gia công nhanh hơn cực dương với tỷ lệ hao mòn vào khoảng 20% tuỳ theo cường độ. Tuy nhiên, gia công cực dương sẽ dẫn tới tỷ lệ hao mòn xấp xỉ 10-50% ở chế độ kết thúc (với dòng điện nhỏ hơn 5A) và khoảng 0% trong thời gian gia công thô (dòng điện lớn hơn 25A) trong khi giảm bớt nguy cơ xả bất thường như đã đề cập ở trên.

Trong thực tế, các nhà điều hình sẽ thường sử dụng graphit trong cực dương khi ở chế độ gia công thô, trừ khi gia công thẳng qua những lỗ khi mà sự hao mòn không phải là yếu tố quan trọng. Gia công trong giai đoạn hoàn thiện sẽ được thực hiện tại cực âm hoặc dương tuỳ thuộc sự ổn định của quá trình. Để giữ ổn định quá trình điều được chỉ dẫn là nên làm việc với mật độ dòng thấp ở cực âm (45A/in2) so với cực dương (60A/in2).

Source: Mersen