电火花加工中的石墨电极具有加工速度快、加工精度高、耐高温、放电损耗小等优点 ,因而石墨电极广泛用于电加工修整大体积模具、微细筋槽、微细孔特殊结构、 复杂曲面的汽车轮胎模、 窄槽的薄壁(壁厚 0.1 mm)模具等(见图 1) 。 目前国外石墨电极已广泛应用在模具制造中 ,其与铜电极的应用比:日 本为 7∶3 ,美国为 9∶1 ,欧洲为 7∶3 ,已可满足汽车、家电、通讯、电子等行业制品中对复杂曲面、加强筋板、风冷的翅片或细网结构的加工要求[1] 。 而国内高精度、 高附加值的复杂结构石墨模具与国际先进水平存在较大差距 。 随着我国模具行业快速发展 , 石墨电极的用量将会不断增加 。 石墨切削过程中生成的微细切屑 , 极易堆积并粘附在前后刀面及已加工表面上 , 与被加工石墨材料同时对切削刃产生急剧的摩擦和局部冲击作用 , 导致刀具严重磨损 。 传统硬质合金及其涂层刀具难以满足加工要求 ,具有很高硬度的金刚石刀具具有良好的抗磨擦磨损性能 ,成为高纯石墨高速加工的理想刀具 。
石墨为典型层状结构脆性材料 ,材料机械强度差 ,加工时易崩碎 ,刀具磨损严重 ,为典型难加工材料 。 常规的车、铣、磨加工只能加工简单形状的石墨零件 ,无法满足各种复杂形状电极要求[2] 。 高速铣削具有加工速度高、切削力小、温度低以及加工工件表 面质量好等特点 ,可以用于加工复杂形状的电极 ,是 精密复杂石墨电极的主要加工方法之一 。石墨高速铣削刀具有硬质合金刀具、聚晶金刚石(PCD)刀具、 金刚石涂层刀具三类[3] 。硬质合金刀具高速铣削石墨时刀具磨损严重 ,需要及时检查刀具磨损状况和 频繁更换刀具 ,在大尺寸或精密电极加工方面应用有限;硬质合金涂层刀具加工石墨时寿命未见明显提高;而聚晶金刚石(PCD)刀具磨损较小,但刀具形状难以满足复杂电极要求 ,在高速加工精密复杂石墨电极方面应用有限 。因此寻找高性能金刚石涂层刀具已迫在眉睫 。
金刚石涂层刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导率、低热膨胀系数及与非铁金属亲和力小等优点 , 可以用于加工非金属硬脆材料如石墨、高耐磨材料、复合材料、高硅铝合金及其它韧性有色金属材料 。 目前金刚石涂层刀具加工石墨还处于试验阶段 , 金刚石涂层工艺还不够成熟 ,刀具昂贵 。国内外有关于金刚石涂层刀具高速切削石墨电极工艺参数选用规范以及刀具切削性能 评价指标尚待深入研究 , 而且金刚石涂层与刀具基体的附着力过低 ,造成刀具切削性能不稳定 ,离散性大 。 本文介绍金刚石涂层刀具在加工复杂结构石墨模具中的应用情况 , 以期引起相关企业对石墨模具加工技术的重视 , 促进国内石墨模具加工企业及相关产品的技术进步 。
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石墨具有较高的高温强度、低热膨胀系数、较好的可加工性和良好的热、电导率 ,因此石墨电极广泛应用于冶金、 核工业和电火花加工等领域 。 但石墨属典型的脆性难加工材料 , 其加工制备问题一直是高档石墨模具制品发展的瓶颈 。 CVD 金刚石涂层刀具高速铣削加工可解决这一难题 。 目前需要进一步解决 CVD 金刚石涂层刀具的膜-基结合力问题和表面粗糙度问题 , 以期使这一先进制造工艺得以推广应用 。
2020-10
的挑战 。 而新兴的纳米制造技术将突破传统半导体制造工艺的极限 ,克服短通道效应、寄生电容、互联延迟以及功耗过大等问题 ,使微电子器件向着更小、更快、更冷发展 。石墨烯自 2004 年被发现以来一直受到全世界研究者们极大的关注和研究[1-2] 。 由于其优异的电学、物理、光学等性质 ,被誉为… [了解更多]
2020-10
0 引言石墨加工过程中 ,各类机床利用高速旋转的刀具对石墨的外形进行加工 。 受旋转刀具与工件材料之间剪切力的影响 ,工件材料将产生大量带初速度的石墨粉尘 。 但我国石墨加工企业除尘系统相对落后 ,使得石墨材料在加工过程中产生的高浓度粉尘不能被迅速的处理掉 ,导致加工车间粉尘浓度严重超标 ,给… [了解更多]
2020-10
1 引言存在易变形、崩碎断裂和刀具磨损严重等问题 ,加工表面质量难以直接准确测量 。表面粗糙度是衡量零件加工产品质量的核心指标 ,常见的测量方法有对试样表面进行光切、样块和粗糙度仪等接触式直接测量法、非接触式测量法以及纳米表面粗糙度分析法[2] 。直接测量时存在接触工件的探针易磨损、误… [了解更多]
2020-10
0 引 言石墨材料相对于铜材料在加工效率、精密微细零部件加工和自动化生产加工中优势显著 ,石墨电极在模具制造中逐渐取代铜电极被广泛应用于电火花成形加工(简称EDM) 。近年来自动化生产以单件、个性化、零件结构复杂、高精度的特征在模具行业逐渐推广 。对精密微细电极的要求也越来越苛刻 ,提升… [了解更多]
2020-10
石墨电极经锥螺纹相互连接后 ,才可以进入电冶炼炉里进行使用 。 多年实践证实电炉中的石墨电极断裂的事故 90%发生在电极连接部位 ,所以石墨电极质量的重点就是理化指标和机械加工两项[1] 。石墨电极经一系列工序处理后合格的毛坯进入最后一道工序———机械加工 ,除了简单的外圆加工外 ,就是加工… [了解更多]