O procesamento de grafito pode ser un negocio complicado, polo que poñer certos problemas en primeiro lugar é fundamental para a produtividade e a rendibilidade.
Os feitos demostraron que o grafito é difícil de mecanizar, especialmente para electrodos de electroerosión que requiren unha excelente precisión e consistencia estrutural.Aquí tes cinco puntos clave para lembrar ao usar grafito:
Os graos de grafito son visualmente difíciles de distinguir, pero cada un ten propiedades físicas e rendemento únicos.Os graos de grafito divídense en seis categorías segundo o tamaño medio de partícula, pero só tres categorías máis pequenas (tamaño de partícula de 10 micras ou menos) adoitan usarse na electroerosión moderna.O rango na clasificación é un indicador de posibles aplicacións e rendemento.
Segundo un artigo de Doug Garda (Toyo Tanso, que escribiu para a nosa publicación irmá "MoldMaking Technology" naquel momento, pero agora é SGL Carbon), utilízanse calidades cun rango de tamaño de partículas de 8 a 10 micras para o desbaste.Aplicacións de acabado e detalle menos precisos usan graos de tamaño de partícula de 5 a 8 micras.Os electrodos feitos con estes graos úsanse a miúdo para fabricar moldes de forxa e moldes de fundición a presión ou para aplicacións menos complexas de po e metal sinterizado.
O deseño de detalle fino e as características máis pequenas e complexas son máis axeitados para tamaños de partículas de 3 a 5 micras.As aplicacións de electrodos nesta gama inclúen o corte de fíos e a aeroespacial.
Para aplicacións especiais de metal duro e aeroespacial, adoitan necesitarse electrodos de precisión ultrafinas que usan calidades de grafito cun tamaño de partícula de 1 a 3 micras.
Ao escribir un artigo para MMT, Jerry Mercer de Poco Materials identificou o tamaño das partículas, a resistencia á flexión e a dureza Shore como os tres determinantes fundamentais do rendemento durante o procesamento dos electrodos.Non obstante, a microestrutura do grafito adoita ser o factor limitante no rendemento do electrodo durante a operación final de EDM.
Noutro artigo de MMT, Mercer afirmou que a resistencia á flexión debería ser superior a 13.000 psi para garantir que o grafito se poida procesar en costelas profundas e finas sen romperse.O proceso de fabricación dos electrodos de grafito é longo e pode requirir características detalladas e difíciles de mecanizar, polo que garantir unha durabilidade como esta axuda a reducir os custos.
A dureza Shore mide a traballabilidade das calidades de grafito.Mercer advirte de que as calidades de grafito demasiado brandas poden obstruír as ranuras das ferramentas, ralentizar o proceso de mecanizado ou encher os buratos de po, poñendo así presión nas paredes dos buracos.Nestes casos, reducir a alimentación e a velocidade pode evitar erros, pero aumentará o tempo de procesamento.Durante o procesamento, o grafito duro e de gran pequeno tamén pode facer que o material no bordo do burato se rompa.Estes materiais tamén poden ser moi abrasivos para a ferramenta, provocando un desgaste, o que afecta á integridade do diámetro do orificio e aumenta os custos de traballo.Xeralmente, para evitar a deflexión a valores de dureza elevados, é necesario reducir nun 1% o avance de procesamento e a velocidade de cada punto cunha dureza Shore superior ao 80%.
Debido á forma en que EDM crea unha imaxe especular do electrodo na peza procesada, Mercer tamén dixo que unha microestrutura uniforme e ben compacta é esencial para os electrodos de grafito.Os límites irregulares das partículas aumentan a porosidade, aumentando así a erosión das partículas e acelerando a falla dos electrodos.Durante o proceso inicial de mecanizado do electrodo, a microestrutura irregular tamén pode provocar un acabado superficial irregular; este problema é aínda máis grave nos centros de mecanizado de alta velocidade.Os puntos duros do grafito tamén poden facer que a ferramenta se desvíe, facendo que o electrodo final estea fóra das especificacións.Esta desviación pode ser o suficientemente leve como para que o burato oblicuo apareza recto no punto de entrada.
Existen máquinas de procesamento de grafito especializadas.Aínda que estas máquinas acelerarán moito a produción, non son as únicas máquinas que os fabricantes poden utilizar.Ademais do control do po (descrito máis adiante no artigo), os artigos MMS anteriores tamén informaron dos beneficios das máquinas con fusos rápidos e control con altas velocidades de procesamento para a fabricación de grafito.Idealmente, o control rápido tamén debería ter características de futuro e os usuarios deberían utilizar un software de optimización de rutas de ferramentas.
Ao impregnar os electrodos de grafito, é dicir, encher os poros da microestrutura de grafito con partículas do tamaño de micrones, Garda recomenda o uso de cobre porque pode procesar de forma estable aliaxes especiais de cobre e níquel, como as que se utilizan en aplicacións aeroespaciais.As calidades de grafito impregnadas con cobre producen acabados máis finos que as calidades non impregnadas da mesma clasificación.Tamén poden conseguir un procesamento estable cando traballan en condicións adversas, como un lavado deficiente ou operadores sen experiencia.
Segundo o terceiro artigo de Mercer, aínda que o grafito sintético, o tipo que se usa para fabricar electrodos de electroerosión, é bioloxicamente inerte e, polo tanto, inicialmente menos prexudicial para os humanos que algúns outros materiais, unha ventilación inadecuada aínda pode causar problemas.O grafito sintético é condutor, o que pode causar algúns problemas ao dispositivo, que pode curtocircuíto cando entra en contacto con materiais condutores estraños.Ademais, o grafito impregnado con materiais como o cobre e o volframio require coidados especiais.
Mercer explicou que o ollo humano non pode ver o po de grafito en concentracións moi pequenas, pero aínda así pode causar irritación, lagrimeo e vermelhidão.O contacto co po pode ser abrasivo e lixeiramente irritante, pero é pouco probable que se absorba.A pauta de exposición media ponderada no tempo (TWA) para o po de grafito en 8 horas é de 10 mg/m3, que é unha concentración visible e nunca aparecerá no sistema de recollida de po en uso.
A exposición excesiva ao po de grafito durante moito tempo pode facer que as partículas de grafito inhaladas permanezan nos pulmóns e bronquios.Isto pode levar a unha pneumoconiose crónica grave chamada enfermidade do grafito.A grafitización adoita estar relacionada co grafito natural, pero en casos raros está relacionada co grafito sintético.
O po que se acumula no lugar de traballo é altamente inflamable e (no cuarto artigo) Mercer di que pode explotar en determinadas condicións.Cando a ignición atopa unha concentración suficiente de partículas finas suspendidas no aire, producirase un incendio de po e deflagración.Se o po se dispersa en gran cantidade ou se atopa nunha zona pechada, é máis probable que estoupe.Controlar calquera tipo de elemento perigoso (combustible, osíxeno, ignición, difusión ou restrición) pode reducir en gran medida a posibilidade de explosión de po.Na maioría dos casos, a industria céntrase no combustible eliminando o po da fonte a través da ventilación, pero as tendas deben considerar todos os factores para conseguir a máxima seguridade.Os equipos de control de po tamén deberían ter orificios ou sistemas a proba de explosión ou estar instalados nun ambiente con deficiencia de osíxeno.
Mercer identificou dous métodos principais para controlar o po de grafito: os sistemas de aire de alta velocidade con colectores de po -que poden ser fixos ou portátiles segundo a aplicación- e os sistemas húmidos que saturan con fluído a zona arredor da cortadora.
As tendas que realizan unha pequena cantidade de procesamento de grafito poden usar un dispositivo portátil cun filtro de aire de partículas de alta eficiencia (HEPA) que se pode mover entre máquinas.Non obstante, os talleres que procesan grandes cantidades de grafito deberían empregar normalmente un sistema fixo.A velocidade mínima do aire para capturar o po é de 500 pés por minuto, e a velocidade no conduto aumenta ata polo menos 2000 pés por segundo.
Os sistemas húmidos corren o risco de que o líquido se "absorba" no material do electrodo para eliminar o po.Se non se elimina o fluído antes de colocar o electrodo no EDM, pode producirse a contaminación do aceite dieléctrico.Os operadores deben usar solucións a base de auga porque estas solucións son menos propensas á absorción de aceite que as solucións a base de aceite.Secar o electrodo antes de usar EDM normalmente implica colocar o material nun forno de convección durante aproximadamente unha hora a unha temperatura lixeiramente superior ao punto de evaporación da solución.A temperatura non debe superar os 400 graos, xa que isto oxidará e corroerá o material.Os operadores tampouco deben usar aire comprimido para secar o eléctrodo, porque a presión do aire só forzará o fluído a entrar máis profundamente na estrutura do electrodo.
Princeton Tool espera ampliar a súa carteira de produtos, aumentar a súa influencia na costa oeste e converterse nun provedor xeral máis forte.Para acadar estes tres obxectivos ao mesmo tempo, a adquisición doutro taller de mecanizado converteuse na mellor opción.
O dispositivo de electroerosión por fío xira o fío do electrodo guiado horizontalmente no eixe E controlado por CNC, proporcionando ao taller espazo libre de pezas e flexibilidade para producir ferramentas PCD complexas e de alta precisión.
Hora de publicación: 26-09-2021