一、石墨電極目前的應(yīng)用狀況
最近五年模具行業(yè)飛速發(fā)展，石墨材料、新工藝和不斷增加的模具工廠不斷沖擊著模具市場，隨著中底檔模具市場的不斷成熟，和新產(chǎn)品的開發(fā)周期越來越短，模具廠的壓力也不斷增大，生產(chǎn)周期越來越短，質(zhì)量、成本、交貨期和新產(chǎn)品的開發(fā)決定了企業(yè)的競爭優(yōu)勢。
二、石墨與銅的放電比較
1.機(jī)械加工性能好：切削阻力為銅的1/4，加工效率是銅的2-3倍，
2.電極拋光容易：石墨電極無毛刺，用砂紙簡單表面處理即可，極大避免電極形狀和尺寸受外力造成的形狀失真；
3.電極消耗小：導(dǎo)電性好，電阻率低，為銅的1/3～1/5，粗加工時(shí)可以達(dá)到無損耗放電；
4.放電速度快：放電速度為銅的1～2倍，粗加工的間隙可達(dá)0.5～0.8 m m，電流可達(dá)50～100Ａ；
5.重量輕：比重為1.7～1.9，為銅的1/5，對于大型電極可以極大減少工件重量，降低機(jī)床負(fù)荷和人工調(diào)裝難度；
6.耐高溫：升華溫度為3650℃，高溫條件下電極不軟化，避免薄壁工件的變形問題；
7.電極變形小：熱膨脹系數(shù)＜６CTEX10-6/℃，僅為銅的1/4，提高放電的尺寸精度；
8.電極的設(shè)計(jì)不同：石墨電極容易清角，可以將平時(shí)要由多個(gè)電極的工件設(shè)計(jì)成一個(gè)完整電極，提高模具的精確度，并減少放電時(shí)間。
三、石墨生產(chǎn)商介紹
目前全球知名的石墨供應(yīng)商主要有五家：東洋、西格里、東海、羅蘭和步高，其中日本東洋碳素是全球最大的EDM用石墨生產(chǎn)商，年產(chǎn)5000噸，其產(chǎn)品線覆蓋全部高、中、低端市場，廣泛應(yīng)用于塑料、壓鑄、鍛造等模具行業(yè)。
四、常用的幾種典型TOYO石墨
1.TTK-4特性
1）平均粒徑：4μm
2）體積密度：1.78Mg/m3
3）硬度：72shoreD
4）電阻率：14.0μΩm
5）抗折強(qiáng)度：73Mpa
6）可加工表面光潔度：Ra0.4μm
TTK-4屬于各向同性超細(xì)顆粒石墨，應(yīng)用于精密模具的超精細(xì)加工和超高表面光潔度的加工(面殼、表面火花紋加工)
2.ISO-63特性
1）平均粒徑：4μm
2）體積密度：1.78Mg/m3
3）硬度：72shoreD
4）電阻率：14.0μΩm
5）抗折強(qiáng)度：73Mpa
6）可加工表面光潔度：Ra0.4μm
ISO - 63屬于各向同性超微粒石墨，耐磨性能好，價(jià)格合理，應(yīng)用于塑膠成型模具，精密模具的精細(xì)加工 (骨位、筋位、面殼表面火花紋加工)
3.ISEM-7特性
1）平均粒徑：5μm
2）體積密度：1.78Mg/m3
3）硬度：76shoreD
4）電阻率：15.0μΩm
5）抗折強(qiáng)度：64.7Mpa
6）可加工表面光潔度：Ra1.2μm
ISEM-7屬于細(xì)石墨類中型材料，是經(jīng)濟(jì)又高效的牌號(hào)，應(yīng)用于壓鑄、鍛造、塑膠成型模具的粗加工和中粗加工。
五、加工機(jī)床
通常用常規(guī)的車削、銑削、磨削方法可以滿足加工簡單形狀的需求,但近年來對電極幾何形狀復(fù)雜性的要求持續(xù)增加,針對這類電極就必須采用高速加工。
石墨電極在機(jī)械加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，為了避免石墨顆粒吸入機(jī)床主軸和絲杠，需要專門的防塵設(shè)計(jì)。目前解決方案主要有兩種：專門的石墨加工機(jī)；或經(jīng)過改裝的CNC帶專門的吸塵設(shè)備，個(gè)別企業(yè)也采用火花油做冷卻液來加工。
六、典型石墨電極加工實(shí)例
1.超大型電極
材料：ISO-63
尺寸：800×600mm，如果用銅加工此電極根本無法進(jìn)行EDM加工。
2.喇叭網(wǎng)電極
材料：TTK-4
尺寸：970×100mm，電視機(jī)喇叭網(wǎng)模具表面火花紋要求高，用TOYO石墨做電極損耗小、加工出來的表面細(xì)膩均勻，棱角清晰。
3.手機(jī)模電極
材料：TTK-4
應(yīng)用于特定表面火花紋要求的手機(jī)，具有模具量產(chǎn)壽命長，表面花紋CH22。
4.汽車模電極
材料：ISEM-7
尺寸：750×150×190mm，放電速度快，損耗少，成本低。
5.骨位電極
材料：ISEM-7
尺寸：450×350×50mm，眾多筋條，一次成型，一次放電，放電時(shí)間縮短到原來的40%。
6.大型組合電極材料：ISO-63
尺寸：550×550×150m m，眾多
筋條，一次成型，一次放電，放電時(shí)間縮短到原來的55%，并節(jié)省大量材料。
七、前景展望
模具在家電、汽車、機(jī)電、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域日益成為工業(yè)化批量生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備，承擔(dān)了這些工業(yè)中60％～90％的產(chǎn)品零部件的加工生產(chǎn)。近年來高速銑削突破了傳統(tǒng)銑削難以加工高硬、高強(qiáng)、高韌模具材料的限制。但電火花加工具有加工精度和表面質(zhì)量高，可加工范圍寬，特別是在復(fù)雜、精密、薄壁、窄縫、高硬材料的模具型腔加工中的優(yōu)勢是高速銑削所不能比擬的，因此放電加工將仍然是模具型腔加工的主要手段。由于石墨電極(與銅相比)有電極消耗少、放電加工速度快、機(jī)械加工性能好、重量輕、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)越性，逐漸代替銅電極成為電加工電極的主流。
目前象海爾、康佳、科龍、創(chuàng)維、華益盛、恒佳等一批模具業(yè)的知名企業(yè)也已經(jīng)大量應(yīng)用石墨，并取得兩良好的經(jīng)濟(jì)效益。
針對未來模具行業(yè)的發(fā)展趨勢，誰能在最短的時(shí)間里完成模具的制作，誰就贏得了客戶，贏得了市場。石墨電極的優(yōu)越性已經(jīng)被大家逐步認(rèn)識(shí)并接受。擁有了石墨電極就擁有了模具的明天!
