模具电火花电极材料的选择.doc

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1、模具制造电火花加工电极材料的合理选取刊号：2007年第1期作者：伍端阳北京阿奇夏米尔技术服务有限责任公司（北京101300）摘要:本文通过对各类电火花加工电极材料进行及其对加工效果、电极损耗和生产率的影响进行了详细的分析，提出了在实际加工中合理选取电极材料的原则，对进一步提高加工质量具有一定意义。关键词:模具制造；电火花；电极；材料电极材料的选取直接关系到放屯加工的效果，在很人程度上，材料的选取是否恰九决定了放电速度、加工精度以及表面粗糙度的最终情况。应根据不同类型模具的实际需求，有针对性地对材料进行选择使用。1电极材料的加工性能及特点电火花加工型腔常用

2、的电极材料主要有紫铜、石墨，特殊情况下也可采用铜钩合金与银餌合金材料。下文对这几种屯极材料的加工性能及特点作介绍。1.1紫铜紫铜是FI前在电加工领域应用最多的电极材料。紫铜材料塑性好，可机械加T成形、锻造成形、电铸成形及电火花线切割成形等，能制成各种复杂的电极形状，但难于磨削加工。用于电火花加工的紫铜必须是无杂质的电解铜，最好经过锻打。紫铜加工稳定性好，在电火花加工过程屮，物理性能稳定，能比较容易获得稳定的加工状态，不容易产生电弧等不良现象，在较困难的条件下也能稳定加工。精加丁屮采用低损规准可获得轮廓清晰的型腔，因组织结构致密，加工表面光洁度高，配合一定

3、的工艺手段和电源后，表而加工粗糙度可达RaO.025um的镜而超光加工。但因本身材料熔点低（1083°C）,不宜承受较人的电流密度，-•般不能超过30A电流的加工，否则会使电极表面严重受损、龟裂，影响加工效果。紫铜热膨胀系数较大，在加工深窄筋位部分，较大电流下产牛的局部高温很容易使电极发生变形。紫铜电极通常采用低损耗的加丁条件，由于低损耗加工的平均电流较小，其生产率不高，故常对工件进行预加工。紫铜电极可适合较高精度模具的屯火花加工，像加工屮、小型型腔，花纹图案，细微部位等均非常合适。紫铜电极材料石墨也是模具制造屮常用的电极材料。近年来，由于国内外石墨生产

4、企业大力推广EDMH1的石墨，石墨的优越性逐渐被大家所认识和接受，越来越多地把它当作电极材料使用。石墨的机械加工性能优良，其切削阻力小，容易磨削，很容易制造成形，无加工毛刺。密度小，只有铜的1/5,电极制作和准备作业容易。石墨电极的制作有专门的石墨CC高速加工机，CNC加工速度快，对于超高(50mm-90mm)、超薄(0.2mm-0.5mm)的电极，加工时不易变形；做成整体电极时，存在种种隐性清角，由于石墨易修整的特性，使这•难题很容易得到解决;对石墨的切削加工小，刀具很容易磨损，-般建议用硬质合金或金刚石涂层的刀具，在粗加工时刀具可直接在工件上下刀，

5、精加工易发生崩角、碎裂的现象，常采用轻刀快走的方式加工，切削深度可小于0.2mm；石墨电极CNC加工吋产生的灰尘比较大，粉尘有毒性，这就要求机床应有和应的处理装置，机床密封性要好;在加工前将石墨在煤油屮浸泡一段时间也是防止加工创角、减少粉尘的方法。随着石墨材料制作工艺的不断完善，高新技术的发展，多种石墨材料可满足不同的加工需求。石墨电极材料选择的依据有很多种，但主要有以下四个标准直接决定着材料的使用性能：(1)材料的平均颗粒直径。材料的平均颗粒直径直接影响到材料放电的状况。平均颗粒越小，材料的放电越均匀，放电状况越稳定，表面质量越好，损耗情况越小。对于精

6、度要求不高的模具，可使用颗粒较粗的材料，对于精度要求较高的模具，推荐使用平均颗粒在4um以下的材料。（2）材料的抗折强度。材料的抗折强度是材料强度的直接体现，显示材料内部结构的紧密程度。强度高的材料，其放电的耐损耗性能相对较好，对于精度要求高的电极，尽可能选择强度较好的材料。（3）材料的肖氏硬度。在特种石墨行业屮，通用的硬度检验标准是肖氏硬度测量。据测试，石墨的硬度比金属材料还要高，由于其较高的破度，在切削时,刀具的损耗比切削金属还要大些，与此同时，硬度高的石墨材料在放电损耗方而的控制比较优秀。（4）材料的固有电阻率。根据材料的特性统计，如果材料的平均颗

7、粒相同,电阻率较大的放电速度会比电阻率小的慢。对于同等平均颗粒的材料，其强度和破度也会和应略低于电阻率高的材料。即放电的速度、损耗会有所不同。因此根据实际应用的需要选择材料非常重要。综上所述，石墨电极特别适用于加工蚀除量较人的型腔，在人面积加工情况下能实现低损耗、高速粗加工，像在大型燃料模具、锻模、压铸模等模具的电火花加工屮可发挥其独特的加工优势。石墨材料的电极因其重量轻，常用于大型电极的制造，热变形小，是用于加工精度要求高的深窄缝条的首选材料。1.3铜磚合金与银铸合金铜鹄合金与银餌合金类电极材料在通常加工屮很少采用，只有在高精密模具及一些特殊场合的电火

8、花加工屮才常被采用。铜鸭合金与银鸭合金类电极材料它的强度和硬度高，密度大，熔点将