石墨第4章.docVIP

第四章 电极材料 电火花加工过程中，电极用于传输电脉冲，蚀除工件材料，而电极本身尽量不损耗。为了实现这些目的，电极应该具有以下品质：加工速度快、损耗低、易精密加工且加工成本低。众所周知，针对不同的加工类型和不同的工件材料，各种电极材料的性能也不同。在相同情况下，有些电极加工速度快，但损耗很大，而另一些电极损耗相对小，但加工速度慢。这与电极材料的特性和放电间隙内的加工状况有关。 人们通常使用以下五种材料作为电极：紫铜、黄铜、锌、钨和石墨。这些材料可分为两大类，即金属和石墨。金属类可进一步分为普通金属、钨及钨合金、其它金属三种。 石墨根据微粒尺寸(粒径)分为以下六个等级： 特微级（埃米级）—— 1微米 极细级—— 1-5微米 超细级—— 6-10微米 精细级—— 11-20微米 中等级—— 21-100微米 粗糙级—— 100微米 粗糙类石墨不适用于电火花加工。 金属 普通金属—— 电火花加工早期，即一战和二战期间多使用这类金属作为电极材料，其中包括铜和锌。这些材料作为电极有 其出众之处。它们的导电、导热能力很强，质量均匀，成本低廉，在市场很容易买到。其中紫铜的熔点最高，为1100℃。但放电间隙内的温度超过它的熔点几千度，所以电极损耗厉害是个大问题。同时，这类金属加工速度慢、电极本身的加工也多受限制。 钨及钨合金—— 理论上说，钨是金属中最好的电极材料。它的强度和硬度高、密度大、熔点将近3400℃，可以有效抵御电火花加工时的损耗。但是使用纯钨作为电极材料有两个问题：加工困难，价格昂贵，这限制了钨的广泛使用。 当然，通过一些方法，可以使钨更易于加工。最普遍的方法是将钨和塑性好的金属如铜混合在一起。得到的复合材料比较容易加工，导电性能也大有改善；而且强度很高，不易损耗。 其他钨合金如银钨合金和碳化钨在使用时都获得了不同程度的成功。但是，由于钨本身价格昂贵，其他金属与之混合只有在特定加工情况下才是经济的。在本手册第五章描述的加工情况下，钨合金是经济适用的。 其它金属—— 此类金属包括有导电性能的所有其它金属，它们很少用作电极材料。其中我们所知的用于电火花特定加工情况的金属有：钽、镍和钼。 石墨 石墨是非金属。但由于它同时表现出金属与非金属的物理特性，所以通常被归为类金属。 石墨在高温下可直接从固态变为气态，其升华的温度很高（图4-1）。它的导电、导热性能好，加工方便，所以是极好的电极材料。 电火花加工用户可以选用的石墨种类和级别很多。石墨的性能由其微粒尺寸、微观结构均匀度和其他固有的物理特性决定。为了有效区分不同的石墨，我们根据微粒尺寸进行分类。在同一大类的石墨中还有众多品牌和不同的级别供您选择（图4-2）。有如此 图4-1。 只有石墨和钨化合物的熔点高于放电间隙内的温度。石墨受热不会液化，直接气化。 众多级别的EDM专用石墨，就是为了适应不同的加工要求，取得与之对应的预期效果。 图4-2。 各等级石墨例图（显微照片100倍放大）。每种石墨外观和性能都不同。 4-2 Coarse 100? Medium 21-100? Fine 11-20? Superfine 6-10? Ultrafine 1-5? Angstrofine 1?