Fem forholdsregler til behandling af grafit |Moderne Maskinværksted

Grafitbehandling kan være en vanskelig forretning, så det er afgørende for produktivitet og rentabilitet at sætte visse problemer først.
Fakta har bevist, at grafit er svært at bearbejde, især for EDM-elektroder, der kræver fremragende præcision og strukturel konsistens.Her er fem vigtige punkter at huske, når du bruger grafit:
Grafitkvaliteter er visuelt svære at skelne, men hver har unikke fysiske egenskaber og ydeevne.Grafitkvaliteter er opdelt i seks kategorier efter den gennemsnitlige partikelstørrelse, men kun tre mindre kategorier (partikelstørrelse på 10 mikron eller mindre) bruges ofte i moderne EDM.Rangeringen i klassifikationen er en indikator for potentielle anvendelser og ydeevne.
Ifølge en artikel af Doug Garda (Toyo Tanso, som skrev for vores søsterpublikation "MoldMaking Technology" dengang, men nu er det SGL Carbon), bruges kvaliteter med et partikelstørrelsesområde på 8 til 10 mikron til skrubning.Mindre præcise efterbehandlings- og detaljeapplikationer bruger kvaliteter på 5 til 8 mikron partikelstørrelse.Elektroder fremstillet af disse kvaliteter bruges ofte til at lave smedningsforme og trykstøbeforme eller til mindre komplekse pulver- og sintrede metalanvendelser.
Fint detaljeret design og mindre, mere komplekse funktioner er mere velegnede til partikelstørrelser fra 3 til 5 mikron.Elektrodeapplikationer i denne serie omfatter ledningsskæring og rumfart.
Ultrafine præcisionselektroder, der anvender grafitkvaliteter med en partikelstørrelse på 1 til 3 mikron, er ofte påkrævet til specielle metal- og carbidanvendelser i luftfarten.
Da han skrev en artikel til MMT, identificerede Jerry Mercer fra Poco Materials partikelstørrelse, bøjningsstyrke og Shore-hårdhed som de tre nøgledeterminanter for ydeevne under elektrodebehandling.Imidlertid er mikrostrukturen af ​​grafit normalt den begrænsende faktor i elektrodens ydeevne under den endelige EDM-operation.
I en anden MMT-artikel udtalte Mercer, at bøjningsstyrken skulle være højere end 13.000 psi for at sikre, at grafit kan forarbejdes til dybe og tynde ribber uden at gå i stykker.Fremstillingsprocessen for grafitelektroder er lang og kan kræve detaljerede, vanskelige at bearbejde funktioner, så at sikre holdbarhed som denne hjælper med at reducere omkostningerne.
Shore hårdhed måler bearbejdeligheden af ​​grafit kvaliteter.Mercer advarer om, at grafitkvaliteter, der er for bløde, kan tilstoppe værktøjsåbningerne, sænke bearbejdningsprocessen eller fylde hullerne med støv og derved lægge pres på hulvæggene.I disse tilfælde kan reduktion af tilførsel og hastighed forhindre fejl, men det vil øge behandlingstiden.Under forarbejdningen kan den hårde, småkornede grafit også få materialet ved kanten af ​​hullet til at knække.Disse materialer kan også være meget slibende for værktøjet, hvilket fører til slid, hvilket påvirker integriteten af ​​huldiameteren og øger arbejdsomkostningerne.For at undgå afbøjning ved høje hårdhedsværdier er det generelt nødvendigt at reducere forarbejdningstilførslen og hastigheden for hvert punkt med en Shore-hårdhed på over 80 med 1%.
På grund af den måde, som EDM skaber et spejlbillede af elektroden i den behandlede del, sagde Mercer også, at en tætpakket, ensartet mikrostruktur er afgørende for grafitelektroder.Ujævne partikelgrænser øger porøsiteten og øger derved partikelerosion og accelererer elektrodefejl.Under den indledende elektrodebearbejdningsproces kan den ujævne mikrostruktur også føre til ujævn overfladefinish - dette problem er endnu mere alvorligt på højhastighedsbearbejdningscentre.Hårde pletter i grafitten kan også få værktøjet til at afbøje, hvilket får den endelige elektrode til at være ude af specifikation.Denne afbøjning kan være lille nok til, at det skrå hul vises lige ved indgangspunktet.
Der er specialiserede grafitbearbejdningsmaskiner.Selvom disse maskiner i høj grad vil fremskynde produktionen, er de ikke de eneste maskiner, som producenterne kan bruge.Ud over støvkontrol (beskrevet senere i artiklen), rapporterede tidligere MMS-artikler også fordelene ved maskiner med hurtige spindler og kontrol med høje behandlingshastigheder til grafitfremstilling.Ideelt set bør hurtig kontrol også have fremadrettede funktioner, og brugere bør bruge software til optimering af værktøjsstier.
Ved imprægnering af grafitelektroder - det vil sige udfyldning af grafitmikrostrukturens porer med partikler i mikronstørrelse - anbefaler Garda brugen af ​​kobber, fordi det stabilt kan behandle specielle kobber- og nikkellegeringer, såsom dem, der bruges i rumfartsapplikationer.Kobberimprægnerede grafitkvaliteter giver finere finish end ikke-imprægnerede kvaliteter af samme klassifikation.De kan også opnå stabil bearbejdning, når de arbejder under ugunstige forhold, såsom dårlig gennemskylning eller uerfarne operatører.
Ifølge Mercers tredje artikel, selvom syntetisk grafit - den slags der bruges til at fremstille EDM-elektroder - er biologisk inert og derfor i starten mindre skadelig for mennesker end nogle andre materialer, kan forkert ventilation stadig forårsage problemer.Syntetisk grafit er ledende, hvilket kan forårsage nogle problemer for enheden, som kan kortslutte, når den kommer i kontakt med fremmede ledende materialer.Derudover kræver grafit imprægneret med materialer som kobber og wolfram ekstra pleje.
Mercer forklarede, at det menneskelige øje ikke kan se grafitstøv i meget små koncentrationer, men det kan stadig forårsage irritation, tåreflåd og rødme.Kontakt med støv kan være slibende og let irriterende, men det er usandsynligt, at det absorberes.Den tidsvægtede gennemsnitlige (TWA) eksponeringsretningslinje for grafitstøv i 8 timer er 10 mg/m3, hvilket er en synlig koncentration og aldrig vil optræde i støvopsamlingssystemet i brug.
Overdreven eksponering for grafitstøv i lang tid kan få de inhalerede grafitpartikler til at blive i lungerne og bronkierne.Dette kan føre til alvorlig kronisk pneumokoniose kaldet grafitsygdom.Grafitisering er normalt relateret til naturlig grafit, men i sjældne tilfælde er det relateret til syntetisk grafit.
Støv, der samler sig på arbejdspladsen, er meget brandfarligt, og (i den fjerde artikel) siger Mercer, at det kan eksplodere under visse forhold.Når tændingen støder på en tilstrækkelig koncentration af fine partikler suspenderet i luften, vil der opstå støvbrand og deflagration.Hvis støvet spredes i en stor mængde eller er i et lukket område, er det mere sandsynligt, at det eksploderer.Kontrol af enhver form for farligt element (brændstof, ilt, antændelse, diffusion eller begrænsning) kan i høj grad reducere muligheden for støveksplosion.I de fleste tilfælde fokuserer industrien på brændstof ved at fjerne støv fra kilden gennem ventilation, men butikker bør overveje alle faktorer for at opnå maksimal sikkerhed.Støvkontroludstyr bør også have eksplosionssikre huller eller eksplosionssikre systemer eller installeres i et iltfattigt miljø.
Mercer har identificeret to hovedmetoder til at kontrollere grafitstøv: højhastighedsluftsystemer med støvsamlere - som kan fastgøres eller transporteres afhængigt af anvendelsen - og våde systemer, der mætter området omkring fræseren med væske.
Butikker, der laver en lille mængde grafitbehandling, kan bruge en bærbar enhed med et højeffektivt partikelluftfilter (HEPA), som kan flyttes mellem maskiner.Værksteder, der behandler store mængder grafit, bør dog normalt bruge et fast system.Den mindste lufthastighed til at fange støv er 500 fod i minuttet, og hastigheden i kanalen stiger til mindst 2000 fod i sekundet.
Våde systemer risikerer, at væske "væder" (absorberes) ind i elektrodematerialet for at skylle støv væk.Undladelse af at fjerne væsken, før elektroden placeres i EDM'en, kan resultere i forurening af den dielektriske olie.Operatører bør bruge vandbaserede opløsninger, fordi disse opløsninger er mindre tilbøjelige til olieabsorption end oliebaserede opløsninger.Tørring af elektroden før brug af EDM involverer normalt at placere materialet i en konvektionsovn i cirka en time ved en temperatur lidt over opløsningens fordampningspunkt.Temperaturen bør ikke overstige 400 grader, da dette vil oxidere og korrodere materialet.Operatører bør heller ikke bruge trykluft til at tørre elektroden, fordi lufttrykket kun vil tvinge væsken dybere ind i elektrodestrukturen.
Princeton Tool håber at udvide sin produktportefølje, øge sin indflydelse på vestkysten og blive en stærkere samlet leverandør.For at nå disse tre mål på samme tid blev anskaffelsen af ​​endnu et maskinværksted det bedste valg.
Tråd-EDM-enheden roterer den horisontalt styrede elektrodetråd i den CNC-styrede E-akse, hvilket giver værkstedet frigang til emnet og fleksibilitet til at producere komplekse og højpræcise PCD-værktøjer.


Indlægstid: 26. september 2021