Val av grafit är nyckeln till att uppnå optimal prestanda hos ditt sänke
Grafit är det valda materialet för de flesta EDM-elektroder som tillverkas idag i västvärlden. Att välja den bästa grafitkvaliteten för en viss applikation kan vara svårt om skillnaderna mellan grafitkvaliteter inte förstås. Beroende på vald grafitkvalitet och applikation, kan grafiten vara den begränsande eller nyckelfaktorn för att uppnå önskade resultat från utrustningen.
Det finns ett brett utbud av kvaliteter från ett antal tillverkare att välja mellan. Varje tillverkare använder olika bearbetningstekniker, källmaterial och processkontroller, vilket innebär att slutprodukten kommer att vara helt annorlunda. Varje tillverkares kvaliteter är designade för optimal prestanda för specifika typer av applikationer. För att underlätta materialvalet publicerar varje tillverkare tekniska specifikationer för sitt material, men det finns inga standardtestmetoder.
Eftersom vilken grafit som helst ser ut som en annan är utseende inte en del av urvalskriterierna. Varje klass bör väljas efter dess fysiska egenskaper och egenskaper. För att göra denna process enklare grupperas olika kvaliteter av grafit i sex klassificeringar som är åtskilda efter genomsnittlig partikelstorlek. Endast fyra av de sex klassificeringarna är lämpliga för användning som EDM-elektroder. Hur de olika betygen rankas inom klassificeringarna är en indikator på deras prestationspotential.
Framsteg inom grafit
Grafitindustrin strävar ständigt efter att producera högre kvaliteter. Grafitmaterial har fortsatt att utvecklas tillsammans med de andra aspekterna av EDM-industrin, men i en mindre dramatisk takt. Framsteg har gjorts i mikrostrukturen hos grafitmaterialen, eftersom detta är nyckeln till prestanda.
Grova grafiter med partikelstorlekar över 100 mikron har aldrig varit lämpliga som elektrodmaterial. Under det senaste decenniet har medelstora kvaliteter med en partikelstorlek mellan 21-100 mikron nästan försvunnit från marknaden som ett EDM-material. Under de senaste åren har många av de låga kvaliteterna inom den fina klassificeringen (11-20 mikron partikelstorleksmaterial) också försvunnit. Materialen med superfin klassificering (6-10 partikelstorlek) har förblivit stabila. Vissa av tillverkarna av dessa material tillåter att deras grafitkvaliteter säljs som egna varumärken, vilket kan vara förvirrande för slutanvändaren. Förvirring uppstår när distributörer av förbrukningsartiklar ändrar namnen på sina egna varumärken, men fortfarande använder samma material eller ändrar materialet, men behåller samma namn för husmärket. Samma betyg kan erbjudas under många husmärken.
Den ultrafina klassificeringen (1-5 mikron partikelstorlek) är där de flesta av de verkliga utvecklingsinsatserna är inriktade. Många av konsumentprodukterna av plast kräver formar med fina detaljer och ytbehandlingar som enkelt kan uppnås med ultrafina material. Material i denna klassificering är mycket svåra och dyra att tillverka och det är ännu svårare att producera konsekvent material sats efter sats och år efter år.
Det finns väldigt få betyg i ångstrofinklassificeringen (< 1 micron particle size). The grades are available in small blocks to control the uniformity of the graphite. These grades are the most expensive to produce and have limited use. Generally, they are used for fine detailed engraving electrodes and small featured electrodes that produce very high surface finishes without the use of powder additives when polishing of cavities is not possible.
De lägre grafitkvaliteterna försvinner sakta från marknaden i takt med att EDM-applikationer förändras. Stort hålrumsarbete utan fina detaljer och smidesformar kan enkelt utföras genom höghastighetsfräsning vilket minskar behovet av sorter i finklassificeringen. Samtidigt kräver intrikat detaljerat hålrumsarbete grafit med små partikelstorlekar, enhetlig mikrostruktur och hög styrka för att producera komplexa hålrum med små funktioner.
Betyg inom klassificeringar
De fysikaliska egenskaperna för varje grafitkvalitet avgör rangordningen inom klassificeringar. De egenskaper som påverkar prestandan är partikelstorlek, böjhållfasthet och shore-hårdhet. Dessa egenskaper tillsammans med ett mikrofotografi av mikrostrukturen är de bästa verktygen för att förutsäga grafitprestanda.
Den bästa grafiten i någon klassificering har tätt packade partiklar med liten variation i storlek. Denna typ av enhetligt material motstår slitage orsakat av den termiska naturen hos EDM-processen. Partikelstorlek anges generellt som en medelstorlek. När partikelstorleken spänner över ett litet område blir materialets mikrostruktur mer enhetlig med minskad porositet. Porositeten i grafiten är gränsen mellan partiklar. Partiklarna binds samman med kemiska eller mekaniska medel och felet i detta system är det som släpper ut partiklar i gapet vid EDMing. Om materialets partiklar är små, enhetliga i storlek och tätt packade är erosion av elektroden minimal. Partikelstorleken har betydelse för den minsta ytfinish som materialet kommer att producera. Eftersom elektroden reproducerar sin struktur i kaviteten kan fina ytfinishar inte erhållas med grafitkvaliteter som har stora partiklar och ojämn mikrostruktur.
Mikrostrukturen hos grafitkvaliteten är ofta den begränsande faktorn som bestämmer EDM-prestanda. En olikformig mikrostruktur med ett brett spektrum av partikel- och porstorlekar kan ha mjuka fläckar som är stora områden med porositet och/eller hårda fläckar som är konglomerat orsakade av inkonsekvent blandning. Hårda fläckar kan också orsakas av impregnering av materialets öppna porositet med beck och sedan ombearbetning av materialet vilket ger partiklarna och de beckimpregnerade områdena olika hårdhetsvärden. Eftersom det blotta ögat inte kan se mikrostrukturen finns det inget sätt att upptäcka dessa problem innan bearbetningsprocessen. Identifiering av orsaken till bearbetningsproblem involverar destruktiv testning och undersökning av mikrofotografier.
