模具之家讯：一、石墨电极目前的应用状况

最近五年模具行业飞速发展，石墨材料、新工艺和不断增加的模具工厂不断冲击着模具市场，随着中底档模具市场的不断成熟，和新产品的开发周期越来越短，模具厂的压力也不断增大，生产周期越来越短，质量、成本、交货期和新产品的开发决定了企业的竞争优势。

二、石墨与铜的放电比较

1. 机械加工性能好：切削阻力为铜的 1/4 ，加工效率是铜的 2-3 倍；

2. 电极抛光容易：石墨电极无毛刺，用砂纸简单表面处理即可，极大避免电极形状和尺寸受外力造成的形状失真；

3. 电极消耗小：导电性好，电阻率低，为铜的 1/3 ～ 1/5 ，粗加工时可以达到无损耗放电；

4. 放电速度快：放电速度为铜的 1 ～ 2 倍，粗加工的间隙可达 0.5 ～ 0.8 m m ，电流可达 50 ～ 100 Ａ；

5. 重量轻：比重为 1.7 ～ 1.9 ，为铜的 1/5 ，对于大型电极可以极大减少工件重量，降低机床负荷和人工调装难度；

6. 耐高温：升华温度为 3650 ℃，高温条件下电极不软化，避免薄壁工件的变形问题；

7. 电极变形小：热膨胀系数＜６ CTEX10-6/ ℃，仅为铜的 1/4 ，提高放电的尺寸精度；

8. 电极的设计不同：石墨电极容易清角，可以将平时要由多个电极的工件设计成一个完整电极，提高模具的精确度，并减少放电时间。

三、石墨生产商介绍

目前全球知名的石墨供应商主要有五家：东洋、西格里、东海、罗兰和步高，其中日本东洋碳素是全球最大的 EDM 用石墨生产商，年产 5000 吨，其产品线覆盖全部高、中、低端市场，广泛应用于塑料、压铸、锻造等模具行业。

四、常用的几种典型 TOYO 石墨

1.TTK-4 特性

1 ）平均粒径： 4 μ m
2 ）体积密度： 1.78Mg/m3
3 ）硬度： 72shoreD
4 ）电阻率： 14.0 μΩ m
5 ）抗折强度： 73Mpa
6 ）可加工表面光洁度： Ra0.4 μ m
TTK-4 属于各向同性超细颗粒石墨，应用于精密模具的超精细加工和超高表面光洁度的加工 ( 面壳、表面火花纹加工 )

2.ISO-63 特性

1 ）平均粒径： 4 μ m
2 ）体积密度： 1.78Mg/m3
3 ）硬度： 72shoreD
4 ）电阻率： 14.0 μΩ m
5 ）抗折强度： 73Mpa
6 ）可加工表面光洁度： Ra0.4 μ m
ISO - 63 属于各向同性超微粒石墨，耐磨性能好，价格合理，应用于塑胶成型模具，精密模具的精细加工 ( 骨位、筋位、面壳表面火花纹加工 )

3.ISEM-7 特性

1 ）平均粒径： 5 μ m
2 ）体积密度： 1.78Mg/m3
3 ）硬度： 76shoreD
4 ）电阻率： 15.0 μΩ m
5 ）抗折强度： 64.7Mpa
6 ）可加工表面光洁度： Ra1.2 μ m
ISEM-7 属于细石墨类中型材料，是经济又高效的牌号，应用于压铸、锻造、塑胶成型模具的粗加工和中粗加工。

五、加工机床

通常用常规的车削、铣削、磨削方法可以满足加工简单形状的需求 , 但近年来对电极几何形状复杂性的要求持续增加 , 针对这类电极就必须采用高速加工。
石墨电极在机械加工时会产生大量的粉尘，为了避免石墨颗粒吸入机床主轴和丝杠，需要专门的防尘设计。目前解决方案主要有两种：专门的石墨加工机；或经过改装的 CNC 带专门的吸尘设备，个别企业也采用火花油做冷却液来加工。

六、典型石墨电极加工实例

1. 超大型电极
材料： ISO-63

尺寸： 800 × 600mm ，如果用铜加工此电极根本无法进行 EDM 加工。

2. 喇叭网电极
材料： TTK-4

尺寸： 970 × 100mm ，电视机喇叭网模具表面火花纹要求高，用 TOYO 石墨做电极损耗小、加工出来的表面细腻均匀，棱角清晰。

3. 手机模电极



材料： TTK-4

应用于特定表面火花纹要求的手机，具有模具量产寿命长，表面花纹 CH22 。

4. 汽车模电极
材料： ISEM-7

尺寸： 750 × 150 × 190mm ，放电速度快，损耗少，成本低。

5. 骨位电极
材料： ISEM-7

尺寸： 450 × 350 × 50mm ，众多筋条，一次成型，一次放电，放电时间缩短到原来的 40% 。

6. 大型组合电极材料： ISO-63
尺寸： 550 × 550 × 150mm ，众多筋条，一次成型，一次放电，放电时间缩短到原来的 55% ，并节省大量材料。

七、前景展望

模具在家电、汽车、机电、航空航天等工业领域日益成为工业化批量生产的主要工艺设备，承担了这些工业中 60 ％～ 90 ％的产品零部件的加工生产。近年来高速铣削突破了传统铣削难以加工高硬、高强、高韧模具材料的限制。但电火花加工具有加工精度和表面质量高，可加工范围宽，特别是在复杂、精密、薄壁、窄缝、高硬材料的模具型腔加工中的优势是高速铣削所不能比拟的，因此放电加工将仍然是模具型腔加工的主要手段。由于石墨电极 ( 与铜相比 ) 有电极消耗少、放电加工速度快、机械加工性能好、重量轻、热膨胀系数小等优越性，逐渐代替铜电极成为电加工电极的主流。

目前象海尔、康佳、科龙、创维、华益盛、恒佳等一批模具业的知名企业也已经大量应用石墨，并取得两良好的经济效益。

针对未来模具行业的发展趋势，谁能在最短的时间里完成模具的制作，谁就赢得了客户，赢得了市场。石墨电极的优越性已经被大家逐步认识并接受。拥有了石墨电极就拥有了模具的明天 !
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