石墨加工可能是一项棘手的业务，因此首先解决某些问题对于生产力和盈利能力至关重要。
事实证明，石墨很难加工，特别是对于需要极好的精度和结构一致性的电火花加工电极。使用石墨时要记住以下五个要点：
石墨等级在视觉上很难区分，但每种石墨都具有独特的物理特性和性能。石墨牌号根据平均粒度分为六类，但现代电火花加工中经常使用的只有三类较小的类别（粒度为10微米或更小）。分类中的排名是潜在应用和性能的指标。
根据 Doug Garda（Toyo Tanso，当时为我们的姊妹刊物《MoldMaking Technology》撰稿，但现在是 SGL Carbon）的一篇文章，粗加工时使用粒度范围为 8 至 10 微米的材质。不太精确的精加工和细节应用使用 5 至 8 微米粒径的等级。由这些牌号制成的电极通常用于制造锻造模具和压铸模具，或用于不太复杂的粉末和烧结金属应用。
精细的细节设计和更小、更复杂的特征更适合3至5微米的粒径。该范围内的电极应用包括线切割和航空航天。
特殊的航空航天金属和硬质合金应用通常需要使用粒径为 1 至 3 微米的石墨等级的超细精密电极。
Poco Materials 的 Jerry Mercer 在为 MMT 撰写文章时指出，颗粒尺寸、弯曲强度和肖氏硬度是电极加工过程中性能的三个关键决定因素。然而，石墨的微观结构通常是最终电火花加工操作中电极性能的限制因素。
在另一篇MMT文章中，Mercer表示，弯曲强度应高于13,000 psi，以确保石墨可以加工成深而薄的肋条而不断裂。石墨电极的制造过程很长，并且可能需要详细的、难以加工的特征，因此确保这样的耐用性有助于降低成本。
肖氏硬度衡量石墨等级的可加工性。美世警告说，太软的石墨等级会堵塞刀具槽，减慢加工过程或使孔充满灰尘，从而对孔壁施加压力。在这些情况下，降低进给量和速度可以防止错误，但会增加加工时间。加工过程中，坚硬的小颗粒石墨也会导致孔边缘材料破裂。这些材料也可能对工具具有很强的磨蚀性，导致磨损，从而影响孔径的完整性并增加工作成本。一般情况下，为避免高硬度值下的挠度，需要将肖氏硬度高于80的各点的加工进给和速度降低1%。
Mercer 还表示，由于 EDM 在加工零件中创建电极镜像的方式，紧密堆积、均匀的微观结构对于石墨电极至关重要。不均匀的颗粒边界会增加孔隙率，从而增加颗粒侵蚀并加速电极失效。在最初的电极加工过程中，不均匀的微观结构也会导致表面光洁度不均匀——这个问题在高速加工中心上更为严重。石墨中的硬点也会导致工具偏转，导致最终的电极不符合规格。该偏转可能足够轻微，使得斜孔在入口点处显得笔直。
有专门的石墨加工机器。尽管这些机器将大大加快生产速度，但它们并不是制造商可以使用的唯一机器。除了粉尘控制（本文稍后介绍）之外，过去的 MMS 文章还报道了具有快速主轴的机器和高处理速度控制对石墨制造的好处。理想情况下，快速控制还应具有前瞻性功能，用户应使用刀具路径优化软件。
当浸渍石墨电极时，即用微米级颗粒填充石墨微观结构的孔隙时，Garda 建议使用铜，因为它可以稳定地加工特殊的铜和镍合金，例如航空航天应用中使用的合金。铜浸渍石墨等级比相同类别的非浸渍等级产生更精细的光洁度。在冲洗不良或操作人员经验不足等不利条件下工作时，它们也能实现稳定的处理。
根据美世的第三篇文章，尽管人造石墨（用于制造 EDM 电极的那种）具有生物惰性，因此最初对人体的危害比其他材料要小，但通风不当仍然会导致问题。合成石墨具有导电性，这会给设备带来一些问题，当与异物导电材料接触时可能会发生短路。此外，用铜和钨等材料浸渍的石墨需要格外小心。
Mercer 解释说，人眼无法看到浓度非常低的石墨粉尘，但它仍然会引起刺激、流泪和发红。与灰尘接触可能会产生磨蚀性和轻微刺激性，但不太可能被吸收。8小时内石墨粉尘的时间加权平均（TWA）暴露准则为10 mg/m3，这是一个可见的浓度，永远不会出现在使用中的除尘系统中。
长期过量接触石墨粉尘，会导致吸入的石墨颗粒滞留在肺部和支气管中。这可能导致严重的慢性尘肺病，称为石墨病。石墨化通常与天然石墨有关，但在极少数情况下与合成石墨有关。
工作场所积聚的灰尘高度易燃，并且（在第四篇文章中）默瑟表示，它在某些条件下可能会爆炸。当点燃遇到空气中悬浮的细小颗粒浓度足够时，就会发生粉尘火灾和爆燃。如果粉尘大量分散或处于封闭区域，则更容易发生爆炸。控制任何一种危险元素（燃料、氧气、点火、扩散或限制）都可以大大降低粉尘爆炸的可能性。在大多数情况下，该行业通过通风从源头去除灰尘来关注燃料，但商店应考虑所有因素以实现最大的安全性。抑尘设备还应具有防爆孔或防爆系统，或安装在缺氧环境中。
美世公司确定了两种控制石墨粉尘的主要方法：带有除尘器的高速空气系统（根据应用可以是固定式或便携式）和用流体浸透刀具周围区域的湿式系统。
进行少量石墨加工的商店可以使用带有高效颗粒空气 (HEPA) 过滤器的便携式设备，该设备可以在机器之间移动。然而，加工大量石墨的车间通常应使用固定系统。捕获灰尘的最小空气速度为每分钟 500 英尺，管道中的速度至少增加到每秒 2000 英尺。
湿式系统存在液体“芯吸”（被吸收）到电极材料中以冲走灰尘的风险。在将电极放入 EDM 之前未能清除液体可能会导致介电油污染。操作员应使用水基溶液，因为这些溶液比油基溶液更不易吸收油。在使用 EDM 之前干燥电极通常需要将材料放入对流烘箱中约一小时，温度略高于溶液的蒸发点。温度不应超过400度，因为这会氧化和腐蚀材料。操作人员也不应该使用压缩空气来干燥电极，因为气压只会迫使流体更深地进入电极结构。
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发布时间：2021年9月26日