比较铜电极与石墨电极在模具放电加工中哪个更好？

    铜作为电极资料在模具工厂的电火花加工中被广泛运用。很多人认为只要在制作大型电极且模具加工要求不高或粗加工时，石墨资料才会成为备选考虑。

    当今，在制作技能抢先的欧洲，模具企业超过90%的电极资料采用石墨。但在我国，当时大多数模具企业仍是选用铜作为首要的电极资料。依据石墨资料的特性，以下全面 分析其电火花加工的优势与不足。

1.石墨资料的电火花加工特性

（1）放电加工速度

    石墨是一种非金属资料，熔点极高，能接受更大的电流设定条件。当放电面积与电极尺寸缩放量越大时，石墨资料高效率粗加工的优越性越明显。石墨的导热系数是铜的1/3，其放电进程中产生的热能可更有效地用于去除金属资料，因此在中、精加工中，其加工效率也比铜电极要高。依据加工经历，在正确的运用条件下，石墨电极的放电加工速度要比铜电极整体快1.5~2倍。

（2）电极损耗

    石墨电极具有能接受大电流条件的特性，别的，在适宜的粗加工设定条件下，含碳元素的钢工件在加工时产生的蚀除物和工作液在高温下产生的分化物中的碳颗粒，在极性效应的作用下，部分蚀除物、碳颗粒会粘附在电极外表形成一层保护层，保证了石墨电极在粗加工中的损耗极小，乃至是“零损耗”。电火花加工中首要的电极损耗量来自于粗加工，精加工设定条件虽然损耗率较高，但因零件预留加工余量不多即加工蚀除量较少，其整体损耗量也较少。整体而言，石墨电极在大电流的粗加工中损耗会少于铜电极，在精加工中损耗可能会稍大于铜电极，二者的电极损耗情况相当。

（3）外表质量

    石墨资料的颗粒直径直接影响电火花加工的外表粗糙度，直径越小可取得更低的外表粗糙度值。几年前运用颗粒直径φ5 μm的石墨资料，电火花加工的最佳外表只能到达VDI18（Ra0.8 μm），现今石墨资料的颗粒直径已能到达φ3 μm以内，电火花加工的最佳外表可安稳到达VDI12（Ra0.4 μm）或者更精密的等级。

    铜资料的电阻率较低，安排结构致密，电火花精加工易取得安稳的加工状态，在较困难的条件下也能安稳加工，外表粗糙度可小于Ra0.1 μm，能进行镜面电火花加工。由此可见，假如放电加工追求极端精密的外表，运用铜资料做电极愈加适宜，这是铜电极较石墨电极的首要优势。但铜电极在大电流设定条件下，电极外表简单变得粗糙不胜，乃至出现裂纹，而石墨资料则没有这方面的问题，对于外表粗糙度要求为VDI26（Ra2.0 μm）左右的型腔加工，运用1个石墨电极即可完成从粗到精的加工进程，完成均匀一致的纹面作用，外表不会有缺点。别的，因为石墨与铜材安排结构的不同，石墨电极外表放电的腐蚀点比铜电极要规则，因此在加工VDI20及以上相同外表粗糙度时，运用石墨电极加工的工件外表颗粒度愈加清楚，这种纹面作用要优于铜电极的放电外表作用。

（4）加工精度

    石墨资料的热膨胀系数小，铜资料的热膨胀系数是石墨资料的4倍，因此在放电加工中石墨电极比较铜电极不易产生变形，可取得更安稳牢靠的加工精度。尤其是在加工深窄筋位部分时，部分高温简单使铜电极产生曲折变形，而石墨电极不会这样；对于深径比大的铜电极，在加工设守时还需求补偿必定的热膨胀值来批改尺寸，而石墨电极不需求。

（5）电极分量

    石墨资料较铜的密度要小，相同体积的石墨电极分量仅为铜电极的1/5。可见体积较大的电极运用石墨资料十分适宜，极大地减轻了电火花加工机床主轴的载荷，电极不会因为分量大而导致装夹不方便、加工中产生偏摆位移等问题，可见在大型模具加工中运用石墨电极很有意义。

（6）电极制作难度

    石墨资料的机械加工功能好，切削阻力仅为铜的1/4，在正确的加工条件下，铣削加工石墨电极的效率是铜电极的2~3倍。石墨电极简单清角，能够将平常要由多个电极完成的工件规划成一个整体电极来加工。石墨资料共同的颗粒安排结构，使得电极铣削成型后不会产生毛刺，对于杂乱造型不方便于去除毛刺的情况直接满足运用要求，省去了人工对电极进行抛光的工序，避免了抛光导致的形状改动、尺寸误差等。需求留意的是，因为石墨是粉尘堆积物，铣削石墨时会产生很多的粉尘，因此铣削机床有必要要有密封与吸尘装置。假如需求运用电火花线切开加工石墨电极，其加工功能就不如铜资料了，切开速度比较铜慢约40%。

（7）电极装置与运用

    石墨资料的可粘结性好，能够运用导电胶将石墨与夹具粘结的方法铣削电极、放电加工，可省去在电极资料上加工螺丝孔的工序，节省了工作时间。石墨资料比较脆，特别是细微窄长电极，在运用中受到外力作用时简单折断，但能够立刻知晓电极产生了损害。假如是铜电极则只会曲折不会折断，这种情况在运用进程中十分危险且难以发现，很简单导致工件作废。
（8）价格

    铜资料是不可再生资源，价格趋势会越来越贵，而石墨资料的价格趋于安稳。近几年铜资料价格不断上涨，而各大石墨制作商不断改善制作石墨的工艺使其更具性价比优势。

    目前全球知名的石墨供货商中不同供货商有多种不同商标的石墨可供挑选。一般依据石墨资料的均匀颗粒直径来分类，颗粒直径≤φ4 μm的定义为细石墨，颗粒在φ5~φ10 μm定义为中石墨，颗粒在10 μm以上定义为粗石墨。颗粒直径越小资料的价格越贵，能够依据电火花加工要求与成本挑选适宜的石墨资料。

    综上所述，在石墨电极的8项电火花加工特性中，其优势明显：

    铣削电极与放电加工的效率均明显优于铜电极，生产效率高；大电极十分合适；尺安稳性良好，薄片电极不简单产生变形；石墨资料的不足之处：铣削电极需求有专门的石墨加工机不太合适VDI12（Ra0.4 μm）以下的精密外表放电加工；

    石墨电极资料的优越性将逐步被国内模具制作行业知道和接受。正确选用石墨电极资料，并合作改善相关工艺环节，将为模具制作企业带来高效率、低成本效益。