De keuze van grafiet is de sleutel tot het bereiken van optimale prestaties van uw zinklood
Grafiet is het materiaal van keuze voor de meeste EDM-elektroden die tegenwoordig in de westerse wereld worden geproduceerd. Het selecteren van de beste grafietkwaliteit voor een bepaalde toepassing kan moeilijk zijn als de verschillen tussen grafietkwaliteiten niet worden begrepen. Afhankelijk van de geselecteerde grafietkwaliteit en de toepassing kan het grafiet de beperkende of de belangrijkste factor zijn bij het bereiken van de gewenste resultaten van de apparatuur.
Er is een breed scala aan kwaliteiten van een aantal fabrikanten om uit te kiezen. Elke fabrikant gebruikt verschillende verwerkingstechnieken, bronmaterialen en procescontroles, wat betekent dat het eindproduct behoorlijk zal verschillen. De kwaliteiten van elke fabrikant zijn ontworpen voor optimale prestaties voor specifieke soorten toepassingen. Om te helpen bij de materiaalselectie, publiceert elke fabrikant technische specificaties van hun materiaal, maar er zijn geen standaardtestmethoden.
Omdat elke graad grafiet op een andere graad lijkt, is uiterlijk geen onderdeel van de selectiecriteria. Elke graad moet worden geselecteerd op basis van zijn fysieke kenmerken en eigenschappen. Om dit proces gemakkelijker te maken, worden verschillende graad grafiet gegroepeerd in zes classificaties die worden gescheiden op basis van gemiddelde deeltjesgrootte. Slechts vier van de zes classificaties zijn geschikt voor gebruik als EDM-elektroden. Hoe de verschillende graad binnen de classificaties wordt gerangschikt, is een indicator van hun prestatiepotentieel.
Vooruitgang in grafiet
De grafietindustrie streeft er voortdurend naar om hogere kwaliteitsklassen te produceren. Grafietmaterialen zijn blijven evolueren samen met de andere aspecten van de EDM-industrie, maar in een minder dramatisch tempo. Er zijn vorderingen gemaakt in de microstructuur van de grafietmaterialen, aangezien dit de sleutel is tot prestaties.
Grof grafiet met deeltjesgroottes van meer dan 100 micron is nooit geschikt geweest als elektrodemateriaal. In het laatste decennium zijn mediumkwaliteiten met een deeltjesgrootte tussen 21-100 micron vrijwel verdwenen van de markt als EDM-materiaal. In de laatste paar jaar zijn veel van de low-endkwaliteiten binnen de fijne classificatie (11-20 micron deeltjesgroottematerialen) ook verdwenen. De superfijne classificatie (6-10 deeltjesgrootte) materialen zijn stabiel gebleven. Sommige fabrikanten van deze materialen laten hun grafietkwaliteiten verkopen als huismerken, wat verwarrend kan zijn voor de eindgebruiker. Verwarring ontstaat wanneer distributeurs van verbruiksartikelen de namen van hun huismerken veranderen, maar nog steeds hetzelfde materiaal gebruiken of het materiaal veranderen, maar dezelfde naam behouden voor het huismerk. Dezelfde kwaliteit kan onder veel huismerknamen worden aangeboden.
De ultrafijne classificatie (1-5 micron deeltjesgrootte) is waar de meeste echte ontwikkelingsinspanningen op gericht zijn. Veel van de plastic consumentenproducten vereisen mallen met fijne details en afwerkingen die gemakkelijk bereikt kunnen worden met ultrafijne materialen. Materialen in deze classificatie zijn erg moeilijk en duur om te maken en het is nog moeilijker om consistent materiaal te produceren, batch na batch en jaar na jaar.
Er zijn zeer weinig klassen in de angstrofine classificatie (< 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 lagere grafietkwaliteiten verdwijnen langzaam van de markt naarmate EDM-toepassingen veranderen. Grote holtevormwerk zonder fijne details en smeedmatrijzen kan eenvoudig worden gedaan door middel van hogesnelheidsfrezen, waardoor de behoefte aan kwaliteiten in de fijne classificatie afneemt. Tegelijkertijd vereist ingewikkeld gedetailleerd holtewerk grafiet met kleine deeltjesgroottes, uniforme microstructuur en hoge sterktes om complexe, kleine holtes te produceren.
Cijfers binnen classificaties
De fysieke eigenschappen van elke graad grafiet bepalen de rangschikking binnen classificaties. De eigenschappen die de prestaties beïnvloeden zijn deeltjesgrootte, buigsterkte en shore-hardheid. Deze eigenschappen, samen met een fotomicrografie van de microstructuur, zijn de beste hulpmiddelen voor het voorspellen van de prestaties van grafiet.
Het beste grafiet in elke classificatie heeft dicht opeengepakte deeltjes met weinig variatie in grootte. Dit soort uniform materiaal is bestand tegen slijtage veroorzaakt door de thermische aard van het EDM-proces. De deeltjesgrootte wordt over het algemeen vermeld als een gemiddelde grootte. Wanneer de deeltjesgrootte een klein bereik beslaat, wordt de microstructuur van het materiaal uniformer met verminderde porositeit. De porositeit in het grafiet is de grens tussen deeltjes. De deeltjes worden door chemische of mechanische middelen aan elkaar gebonden en het falen van dit systeem is wat deeltjes in de opening vrijgeeft bij het EDM-en. Als de deeltjes van het materiaal klein, uniform van grootte en dicht opeengepakt zijn, is erosie van de elektrode minimaal. De deeltjesgrootte heeft invloed op de minimale oppervlakteafwerking die het materiaal zal produceren. Omdat de elektrode zijn structuur in de holte reproduceert, kunnen fijne oppervlakteafwerkingen niet worden verkregen met grafietsoorten met grote deeltjes en een niet-uniforme microstructuur.
De microstructuur van de grafietsoort is vaak de beperkende factor die de EDM-prestaties bepaalt. Een niet-uniforme microstructuur met een breed scala aan deeltjes- en poriegroottes kan zachte plekken hebben die grote gebieden van porositeit zijn en/of harde plekken die conglomeraten zijn die worden veroorzaakt door inconsistente menging. Harde plekken kunnen ook worden veroorzaakt door het impregneren van de open porositeit van het materiaal met pek en vervolgens het materiaal opnieuw te verwerken, waardoor de deeltjes en pek geïmpregneerde gebieden verschillende hardheidswaarden krijgen. Omdat het blote oog de microstructuur niet kan zien, is er geen manier om deze problemen te detecteren voorafgaand aan het bewerkingsproces. Identificatie van de oorzaak van bewerkingsproblemen omvat destructief testen en het onderzoeken van fotomicrografieën.
