Fem forholdsregler for behandling av grafitt |Moderne maskinverksted

Grafittbehandling kan være en vanskelig forretning, så å sette visse problemer først er avgjørende for produktivitet og lønnsomhet.
Fakta har bevist at grafitt er vanskelig å bearbeide, spesielt for EDM-elektroder som krever utmerket presisjon og strukturell konsistens.Her er fem hovedpunkter å huske på når du bruker grafitt:
Grafittkarakterer er visuelt vanskelige å skille, men hver har unike fysiske egenskaper og ytelse.Grafittkvaliteter er delt inn i seks kategorier i henhold til gjennomsnittlig partikkelstørrelse, men bare tre mindre kategorier (partikkelstørrelse på 10 mikron eller mindre) brukes ofte i moderne EDM.Rangeringen i klassifiseringen er en indikator på potensielle bruksområder og ytelse.
I følge en artikkel av Doug Garda (Toyo Tanso, som skrev for vår søsterpublikasjon "MoldMaking Technology" på den tiden, men nå er det SGL Carbon), brukes kvaliteter med et partikkelstørrelsesområde på 8 til 10 mikron til grovbearbeiding.Mindre presis etterbehandling og detaljapplikasjoner bruker kvaliteter på 5 til 8 mikron partikkelstørrelse.Elektroder laget av disse kvalitetene brukes ofte til å lage smiformer og støpeformer, eller for mindre komplekse pulver- og sintrede metallapplikasjoner.
Fin detaljdesign og mindre, mer komplekse funksjoner er mer egnet for partikkelstørrelser fra 3 til 5 mikron.Elektrodeapplikasjoner i denne serien inkluderer trådskjæring og romfart.
Ultrafine presisjonselektroder som bruker grafittkvaliteter med en partikkelstørrelse på 1 til 3 mikron er ofte nødvendig for spesielle metall- og karbidapplikasjoner i romfart.
Da han skrev en artikkel for MMT, identifiserte Jerry Mercer fra Poco Materials partikkelstørrelse, bøyestyrke og Shore-hardhet som de tre nøkkeldeterminantene for ytelse under elektrodebehandling.Imidlertid er mikrostrukturen til grafitt vanligvis den begrensende faktoren i ytelsen til elektroden under den endelige EDM-operasjonen.
I en annen MMT-artikkel uttalte Mercer at bøyestyrken bør være høyere enn 13 000 psi for å sikre at grafitt kan bearbeides til dype og tynne ribber uten å knekke.Produksjonsprosessen for grafittelektroder er lang og kan kreve detaljerte funksjoner som er vanskelige å maskinere, så det å sikre holdbarhet som dette bidrar til å redusere kostnadene.
Shore hardhet måler bearbeidbarheten til grafittkvaliteter.Mercer advarer om at grafittkvaliteter som er for myke kan tette verktøysporene, bremse bearbeidingsprosessen eller fylle hullene med støv, og dermed legge press på hullveggene.I disse tilfellene kan reduksjon av fôring og hastighet forhindre feil, men det vil øke behandlingstiden.Under bearbeiding kan den harde, småkornede grafitten også føre til at materialet ved kanten av hullet går i stykker.Disse materialene kan også være svært slitende for verktøyet, noe som fører til slitasje, noe som påvirker integriteten til hulldiameteren og øker arbeidskostnadene.Generelt, for å unngå avbøyning ved høye hardhetsverdier, er det nødvendig å redusere prosesseringsmatingen og hastigheten til hvert punkt med en Shore-hardhet høyere enn 80 med 1 %.
På grunn av måten EDM lager et speilbilde av elektroden i den behandlede delen, sa Mercer også at en tettpakket, jevn mikrostruktur er avgjørende for grafittelektroder.Ujevne partikkelgrenser øker porøsiteten, og øker dermed partikkelerosjon og akselererer elektrodesvikt.Under den innledende elektrodebearbeidingsprosessen kan den ujevne mikrostrukturen også føre til ujevn overflatefinish - dette problemet er enda mer alvorlig på høyhastighetsmaskineringssentre.Harde flekker i grafitten kan også føre til at verktøyet bøyer seg, noe som fører til at den endelige elektroden ikke er spesifisert.Denne avbøyningen kan være liten nok til at det skrå hullet vises rett ved inngangspunktet.
Det er spesialiserte grafittbehandlingsmaskiner.Selv om disse maskinene vil få kraftig fart på produksjonen, er de ikke de eneste maskinene som produsenter kan bruke.I tillegg til støvkontroll (beskrevet senere i artikkelen), rapporterte tidligere MMS-artikler også fordelene med maskiner med raske spindler og kontroll med høye prosesseringshastigheter for grafittproduksjon.Ideelt sett bør rask kontroll også ha fremtidsrettede funksjoner, og brukere bør bruke programvare for verktøystioptimering.
Ved impregnering av grafittelektroder – det vil si å fylle porene i grafittmikrostrukturen med partikler i mikronstørrelse – anbefaler Garda bruk av kobber fordi det stabilt kan behandle spesielle kobber- og nikkellegeringer, slik som de som brukes i romfartsapplikasjoner.Kobberimpregnerte grafittkvaliteter gir finere overflater enn ikke-impregnerte kvaliteter av samme klassifisering.De kan også oppnå stabil behandling når de arbeider under ugunstige forhold som dårlig spyling eller uerfarne operatører.
I følge Mercers tredje artikkel, selv om syntetisk grafitt - den typen som brukes til å lage EDM-elektroder - er biologisk inert og derfor i utgangspunktet mindre skadelig for mennesker enn noen andre materialer, kan feil ventilasjon fortsatt forårsake problemer.Syntetisk grafitt er ledende, noe som kan forårsake noen problemer med enheten, som kan kortslutte når den kommer i kontakt med fremmede ledende materialer.I tillegg krever grafitt impregnert med materialer som kobber og wolfram ekstra forsiktighet.
Mercer forklarte at det menneskelige øyet ikke kan se grafittstøv i svært små konsentrasjoner, men det kan likevel forårsake irritasjon, tårer og rødhet.Kontakt med støv kan virke slitende og lett irriterende, men det er usannsynlig at det absorberes.Retningslinjen for tidsvektet gjennomsnittlig eksponering (TWA) for grafittstøv i 8 timer er 10 mg/m3, som er en synlig konsentrasjon og vil aldri vises i støvoppsamlingssystemet som er i bruk.
Overdreven eksponering for grafittstøv i lang tid kan føre til at de inhalerte grafittpartiklene forblir i lungene og bronkiene.Dette kan føre til alvorlig kronisk pneumokoniose kalt grafittsykdom.Grafitisering er vanligvis relatert til naturlig grafitt, men i sjeldne tilfeller er det relatert til syntetisk grafitt.
Støv som samler seg på arbeidsplassen er svært brannfarlig, og (i den fjerde artikkelen) sier Mercer at det kan eksplodere under visse forhold.Når tenningen møter en tilstrekkelig konsentrasjon av fine partikler suspendert i luften, vil det oppstå støvbrann og deflagrering.Hvis støvet spres i store mengder eller er i et lukket område, er det mer sannsynlig at det eksploderer.Kontroll av enhver form for farlig element (drivstoff, oksygen, antenning, diffusjon eller restriksjon) kan i stor grad redusere muligheten for støveksplosjon.I de fleste tilfeller fokuserer industrien på drivstoff ved å fjerne støv fra kilden gjennom ventilasjon, men butikker bør vurdere alle faktorer for å oppnå maksimal sikkerhet.Støvkontrollutstyr bør også ha eksplosjonssikre hull eller eksplosjonssikre systemer, eller installeres i et oksygenfattig miljø.
Mercer har identifisert to hovedmetoder for å kontrollere grafittstøv: høyhastighets luftsystemer med støvsamlere – som kan festes eller bærbare avhengig av bruken – og våte systemer som metter området rundt kutteren med væske.
Butikker som utfører en liten mengde grafittbehandling kan bruke en bærbar enhet med et høyeffektivt partikkelluftfilter (HEPA) som kan flyttes mellom maskiner.Imidlertid bør verksteder som behandler store mengder grafitt vanligvis bruke et fast system.Minste lufthastighet for å fange opp støv er 500 fot per minutt, og hastigheten i kanalen øker til minst 2000 fot per sekund.
Våte systemer risikerer at væske "slipper" (absorberes) inn i elektrodematerialet for å skylle bort støv.Unnlatelse av å fjerne væsken før du plasserer elektroden i EDM kan føre til forurensning av den dielektriske oljen.Operatører bør bruke vannbaserte løsninger fordi disse løsningene er mindre utsatt for oljeabsorpsjon enn oljebaserte løsninger.Tørking av elektroden før bruk av EDM innebærer vanligvis å plassere materialet i en konveksjonsovn i omtrent en time ved en temperatur litt over løsningens fordampningspunkt.Temperaturen bør ikke overstige 400 grader, da dette vil oksidere og korrodere materialet.Operatører bør heller ikke bruke trykkluft for å tørke elektroden, fordi lufttrykket bare vil tvinge væsken dypere inn i elektrodestrukturen.
Princeton Tool håper å utvide sin produktportefølje, øke sin innflytelse på vestkysten og bli en sterkere totalleverandør.For å nå disse tre målene samtidig, ble anskaffelsen av en annen maskineringsverksted det beste valget.
Tråd-EDM-enheten roterer den horisontalt styrte elektrodetråden i den CNC-kontrollerte E-aksen, og gir verkstedet arbeidsstykkeklaring og fleksibilitet til å produsere komplekse og høypresisjons PCD-verktøy.


Innleggstid: 26. september 2021