П'ять запобіжних заходів для обробки графіту |Сучасна техніка

Обробка графіту може бути складною справою, тому постановка певних питань на перше місце має вирішальне значення для продуктивності та прибутковості.
Факти довели, що графіт важко обробляти, особливо для електродів EDM, які вимагають відмінної точності та структурної консистенції.Ось п’ять ключових моментів, які слід пам’ятати при використанні графіту:
Сорти графіту візуально важко розрізнити, але кожен має унікальні фізичні властивості та характеристики.Сорти графіту поділяються на шість категорій відповідно до середнього розміру частинок, але лише три менші категорії (розмір частинок 10 мікрон або менше) часто використовуються в сучасному електромеріальному обробці.Ранг у класифікації є показником потенційних застосувань та продуктивності.
Згідно зі статтею Дуга Гарди (Toyo Tanso, який у той час писав для нашої дочірньої публікації «MoldMaking Technology», але тепер це SGL Carbon), для чорнової обробки використовуються марки з діапазоном розмірів частинок від 8 до 10 мікрон.Менш точна обробка та деталізація використовують сорти з розміром частинок від 5 до 8 мікрон.Електроди, виготовлені з цих сортів, часто використовуються для виготовлення форм для кування та лиття під тиском або для менш складних порошкових та спечених металевих виробів.
Тонкий дизайн і менші, складніші елементи більше підходять для розмірів частинок від 3 до 5 мікрон.Застосування електродів у цьому діапазоні включають різання дроту та аерокосмічні дії.
Ультратонкі прецизійні електроди з використанням графіту з розміром частинок від 1 до 3 мікрон часто потрібні для спеціальних аерокосмічних металів і карбідів.
При написанні статті для MMT Джеррі Мерсер з Poco Materials визначив розмір частинок, міцність на вигин і твердість по Шору як три ключові фактори, що визначають продуктивність під час обробки електродів.Однак мікроструктура графіту, як правило, є обмежуючим фактором у продуктивності електрода під час остаточної операції електроерозії.
В іншій статті MMT Mercer заявив, що міцність на вигин має бути вище 13 000 фунтів на квадратний дюйм, щоб гарантувати, що графіт можна переробляти на глибокі та тонкі ребра без руйнування.Процес виробництва графітових електродів тривалий і може вимагати детальних, складних для обробки функцій, тому забезпечення довговічності, як це, допомагає знизити витрати.
Твердість по Шору вимірює оброблюваність марок графіту.Mercer попереджає, що занадто м’які марки графіту можуть закупорювати щілини інструменту, уповільнювати процес обробки або заповнювати отвори пилом, тим самим чинити тиск на стінки отворів.У цих випадках зменшення подачі та швидкості може запобігти помилкам, але це збільшить час обробки.Під час обробки твердий дрібнозернистий графіт також може призвести до розриву матеріалу на краю отвору.Ці матеріали також можуть бути дуже абразивними для інструменту, що призводить до зносу, що впливає на цілісність діаметра отвору та збільшує витрати на роботу.Як правило, щоб уникнути прогину при високих значеннях твердості, необхідно зменшити подачу обробки та швидкість кожної точки з твердістю по Шору вище 80 на 1%.
Через те, як EDM створює дзеркальне відображення електрода в оброблюваній частині, Мерсер також сказав, що щільно упакована, однорідна мікроструктура є важливою для графітових електродів.Нерівні межі частинок збільшують пористість, тим самим збільшуючи ерозію частинок і прискорюючи вихід з ладу електрода.Під час початкового процесу обробки електродів нерівна мікроструктура також може призвести до нерівномірної обробки поверхні - ця проблема ще більш серйозна на високошвидкісних обробних центрах.Тверді місця в графіті також можуть спричинити відхилення інструмента, що призведе до того, що кінцевий електрод не відповідає вимогам.Це відхилення може бути досить незначним, щоб косий отвір виявився прямим у точці входу.
Існують спеціалізовані машини для обробки графіту.Хоча ці машини значно прискорять виробництво, вони не єдині машини, які можуть використовувати виробники.На додаток до контролю пилу (описаного далі в статті), попередні статті MMS також повідомляли про переваги машин із швидкими шпинделями та керуванням із високою швидкістю обробки для виробництва графіту.В ідеалі швидкий контроль також повинен мати перспективні функції, а користувачі повинні використовувати програмне забезпечення для оптимізації траєкторії інструментів.
При просочуванні графітових електродів, тобто заповненні пір мікроструктури графіту частинками мікронного розміру, Garda рекомендує використовувати мідь, оскільки вона може стабільно обробляти спеціальні сплави міді та нікелю, наприклад, які використовуються в аерокосмічній галузі.Просочені міддю марки графіту дають більш тонку обробку, ніж непросочені марки тієї ж класифікації.Вони також можуть досягти стабільної обробки при роботі в несприятливих умовах, таких як погана промивка або недосвідчені оператори.
Згідно з третьою статтею Мерсера, хоча синтетичний графіт, який використовується для виготовлення електродів EDM, є біологічно інертним і тому спочатку менш шкідливий для людей, ніж деякі інші матеріали, неправильна вентиляція все ще може викликати проблеми.Синтетичний графіт є електропровідним, що може спричинити деякі проблеми з пристроєм, який може викликати коротке замикання, коли він стикається зі сторонніми струмопровідними матеріалами.Крім того, графіт, просочений такими матеріалами, як мідь і вольфрам, вимагає особливого догляду.
Мерсер пояснив, що людське око не може бачити графітовий пил у дуже малих концентраціях, але він все одно може викликати роздратування, сльозотечу та почервоніння.Контакт з пилом може бути абразивним і злегка дратівливим, але навряд чи він поглинеться.Середньозважена за часом (TWA) експозиція для графітового пилу за 8 годин становить 10 мг/м3, що є видимою концентрацією і ніколи не з’явиться в системі збирання пилу, яка використовується.
Надмірний вплив графітового пилу протягом тривалого часу може призвести до затримки вдихуваних частинок графіту в легенях і бронхах.Це може призвести до важкого хронічного пневмоконіозу, який називається графітовою хворобою.Графітизація зазвичай пов’язана з природним графітом, але в рідкісних випадках – із синтетичним графітом.
Пил, який накопичується на робочому місці, дуже легкозаймистий, і (у четвертій статті) Mercer каже, що він може вибухнути за певних умов.Коли займання зустрічає достатню концентрацію дрібнодисперсних частинок, зважених у повітрі, виникне загоряння пилу та дефлаграція.Якщо пил розсіяний у великій кількості або знаходиться в закритому місці, ймовірність її вибуху є більшою.Контроль будь-якого виду небезпечних елементів (палива, кисню, займання, дифузії або обмеження) може значно зменшити ймовірність вибуху пилу.У більшості випадків промисловість зосереджується на паливі, видаляючи пил із джерела через вентиляцію, але магазини повинні враховувати всі фактори для досягнення максимальної безпеки.Обладнання для контролю пилу також повинно мати вибухозахищені отвори або вибухозахищені системи або встановлюватися в середовищі з дефіцитом кисню.
Mercer визначив два основні методи боротьби з графітовим пилом: високошвидкісні повітряні системи з пилозбірниками, які можуть бути стаціонарними або переносними залежно від застосування, і вологі системи, які насичують область навколо фрези рідиною.
Цехи, які займаються обробкою графіту, можуть використовувати портативний пристрій з високоефективним фільтром твердих частинок (HEPA), який можна переміщати між машинами.Однак у майстернях, які обробляють велику кількість графіту, зазвичай слід використовувати фіксовану систему.Мінімальна швидкість повітря для уловлювання пилу становить 500 футів на хвилину, а швидкість у каналі збільшується до щонайменше 2000 футів на секунду.
У вологих системах існує ризик «всмоктування» рідини (поглинання) в матеріал електрода, щоб змити пил.Неможливість видалити рідину перед розміщенням електрода в EDM може призвести до забруднення діелектричного масла.Операторам слід використовувати розчини на водній основі, оскільки ці розчини менш схильні до поглинання масла, ніж розчини на масляній основі.Висушування електрода перед використанням EDM зазвичай передбачає поміщення матеріалу в конвекційну піч приблизно на годину при температурі трохи вище точки випаровування розчину.Температура не повинна перевищувати 400 градусів, так як це призведе до окислення і корозії матеріалу.Операторам також не слід використовувати стиснене повітря для сушіння електрода, оскільки тиск повітря лише штовхне рідину глибше в структуру електрода.
Princeton Tool сподівається розширити свій продуктовий портфель, збільшити свій вплив на Західне узбережжя та стати сильнішим загальним постачальником.Щоб досягти цих трьох цілей одночасно, найкращим вибором стало придбання ще одного обробного цеху.
Пристрій EDM обертає горизонтально спрямований електродний дріт по осі E, керованої ЧПУ, забезпечуючи майстерні зазор і гнучкість для виготовлення складних і високоточних інструментів PCD.


Час розміщення: 26 вересня 2021 р