SU1284754A1 - Материал электрода-инструмента дл электроэрозионной обработки - Google Patents

Description

U21) 3434552/25-08

(22) 24.05. (46) 23.01.87. Бюл. № 3 (72) С.А.Асатуров,, В.И.Костиков, С.В.Кудр вцев, М.Л.Левит, Н.В.Вой- нов, А.Л.Лившиц, Е.Т.Зареченский, А.С.Корот  и Е.А.Лобачков (53) 621.9.048(088.8) (56) 1. Патент Великобритании 1347391, кл. В 23 Р 1/12, 1970.

2,- Патент Франции № 2109624, кл. С 04 В 35/00, 1972.

(54)(57) 1. МАТЕРИАЛ ЭЛЕКТРОДА- ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ, получаемый прессованием из углеродно-полимерного пресс-порошка , состо щего из углеродного наполнител  и фенолформальдегидной смолы, отличающийс  Тем,

что, с целью повьшени  производительности и снижени  износа электрода-инструмента при копировально -прошивочной обработке, в качестве углеродного наполнител  берут порошок искусственного графита на основе непрокаленного кокса со степенью гра- фитации не ниже 0,8 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Графит искусственный 80-90 Смола формальдегидна  Остальное 2. Материал по п.1, в котором порошок графита искусственного берут в следующем фракционном составе, мас.%:

Частицы размером 100-160 мкм 1-5 размером 71-100 мкм 10-30 размером 40-71 мкм 40-60 размером менее 40 мкм Остальное

i

W

и т пин

Н 52 najTfiuH

т

П5.

150 .

15 1ч: )

00 4

«М

Сл 4;

го

 

Изобретение относитс  к электроэрозионной обработке, а именно к материалам -дл  изготовлени  электродов-инструментов сложной конфигурации .

Известен материал, позвол ющий из готавливать электроды-инструменты сложной конфигурации прессованием в размер с последующим обжигом при 1250-1800°С, содержащий 10-35 мае.ч. новолачной смолы и 100 мае.ч. углеродного наполнител , в качестве которого используетс  смесь графитового порошка (60-98 мае.ч.) и нефт ного прокаленного кокса (10-40 мае.ч.), при этом размер частиц наполнител  составл ет 74 мкм и менее 1.

Наличие кокса в составе материала приводит к необходимости длительной |Вьщержки при конечной температуре обжига, к большой усадке материала, что не позвол ет изготавливать электроды с требуемой точностью и толщиной стенки более 20 мм. Электроды- инструменты из этого материала имеют низкую производительность и большой износ при электроэрозионной обработке (ээа).

Наиболее близким к изобретению  вл етс  материал электрода-инструмента ,- состо щий из 85-92 мас.% естественного рафинированного графита и 8-15 мас.% св зующего - термореактивной , например фенолформальдегидной смелый Прессование электродов-инструментов из этого материала производ т при 160 °С, а последующую термообработку отпрессованной заготовки при 905-2700 С с выдержкой при конечной температуре не менее 4/ч C2J.

Использование в шихте практическ . одной фракции (74-37 мкм) приводит к неравномерной упаковке и, соответственно , плотности при прессовании фасоннык электродов-инструментов. Равномерно плотза  упаковка с пористостью 10-15% достигаетс  при широком фракционном составе. Применение в качестве наполнител  естественног анизотропного м гкого -графита, как показали эксперименты, определ ют основные недостатки известного материала - низкую производительность, большой износ и длительность техно- логии изготовлени  из-за большого , ввемени обжига (8-10 ч).

Целью изобретени   вл етс  повьш1 ние производительности электроэро

5

0

зионной обработки и снижение износа электрода-инструмента сложной конфигурации .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в материале, содержащем углеродный наполнитель и фенолформальдегидную смолу в качестве углеродного наполнител  использован порошок искусственного графита, полученного графи- тацией непрокаленного кокса при температуре не ниже со степе«ью графитации 0,8 и выше в следующем фракционном составе, мас.%: Частицы размером 100-160 мкм 1-5 размером 71-100 мкм 10-30 размером 40-71 мкм 40-60 размером менее 40 мкм Остальное

при следующем соотношении компонентов пресс-порошка, мас.%:

Графит искусствеиньш ,,. 80-90 Смола фенолформальдегидна  10-20 Использование в качестве наполнител  графитов на основе непрокаленного кокса, полученных при температуре графитации ниже 2300°С, так же, как и использование графитов на основе прокаленного кокса, резко ухудшает электроэрозионные характеристики материала. В этом случае графиты имеют мальй истинньш удельный вес, в результате чего при оптимальном количестве св зующего и любом гранулометрическом составе наполнител  5 прессованный материал электрода- инструмента получаетс  с повьш1енной плотностью, беспористый. Это вызывает растрескивание заготовок при обжиге и, следовательно, потерю работоспособности электродов-инструментов при ЭЭО.

5

0

40

На чертеже показана зависимость производительности и износа электрода-инструмента при ЭЭО от пористости углеродного материала.

Как видно из графика, зависимости производительности и износа от пористости имеют  рко выраженные максимум и минимум. Зона оптимальных значений соответствует 15-20%-ной пористости термообработанного углеродного материала. Использование наполнител , содержащего, мас,%: частицы размером 100-160 мкм 1-5; размером 71-100 мкм 10-30; размером 40-71 мкм 40-60 , позвол ет получить оптимальную упаковку прессованной заготовки с пористостью 10-15%, при

обжиге облегчаетс  выход летучих, сокращаетс  врем , термообработки, исключаетс  растрескивание, обеспечиваютс  оптимальные конечна  пористость (15-22%) и электроэрозионные свойства углеродного электрода- инструмента.

При содержании в шихте частиц размером 71-100 мкм меньше 10мас.% растет электросопротивление материала , пористость увеличиваетс  вьше оптимального значени  (25%) и в результате этого ухудшаютс  злектро- эрозиоиные свойства электродного

материала. Особенно нагл дно это про-, f5 тел - разделены менее электропроводны

 вл етс  при прессовании сложнофа- сонных электродов. В наиболее выступающих зонах электрода плотность ниже 1,55 г/смЗ и, соответственно, износ в 3-4 раза вьш1е, а производительность процесса ЭЭО в 1,5-2,0 раза ниже, чем у электродов с плотностью 1,70-1,80 г/см. Увеличение содержани  в составе наполнител  частиц размером 71-100 мкм вьте 30 мас.% приводит к неоднородности рабочей поверхности электрода-инструмента . Это вызывает шлакование электрода (локализацию зар да в одно точке, приостановку процесса ЭЭО) |и увеличение износа электрода за счет удалени  материала крупными частицами .

Фракци  40-71 мкм  вл етс  основной (40-60 мас.%). В сочетании с более мелкими частицами и незначительным количеством (1-5 мас.%) частиц размером 100-160 мкм основна  фракци 40-71 мкм и фракци  71-100 мкм обеспечивают наиболее равномерную упаков ку при прессовании. Наличие, разных фракций способствует снижению .трени  между частицами, разрушению арочных перекрытий при прессовании, и в то же врем  сохран етс  открыта  порис-. тость в пределах 10-15%.

Содержание св ззпощего в материале зависит от вида наполнител  и его фракционного состава. Дл  предлагаемого углеродного материала оптималь- ным  вл етс  содержание св зующего (фе- нолформальдегидной смолы) 10-20 мас.%. Уменьшение .количества смолы менее 10 мас.% приводит к снижению механической прочности обожженного издели 

12847544

и резкому увеличению вследствие этого износа инструмента.

При содержании смолы выше 20 мае./о увеличиваетс  склонность материала к растрескиванию при обжиге. Это приводит либо к необходимости удлинени  режима обжига (до сотен часов), либо к резкому ухудшению работоспособнос- ти электрода-инструмента при ЭЭО. Кроме того, даже длительный обжиг, не позвол ет получить материал, обеспечивающий высокую производительность, так как частицы графитового наполни0

5

0

ми и прочными прослойками карбонизированной смолы.

Предлагаемый углеродный материал электрода-инструмента получают следующим образом.

Измельчают искусственный графит, полученный из непрокаленного кокса графитацией при температуре более , далее провод т фракционирование с помощью сит, и графитовый порошок согласно предлагаемому гранулометрическому составу смешивают с фенолформальдегидной смолой. Полученную смесь вальцуют на гор чих вал- 0 ках при 90-140°С. Возможна также пропитка наполнител  растворами смбл. Графитосмол ную массу просушивают и дроб т.до фракции меньше 200 мкм.

Прессование изделий из полученного пресс-порошка производитс  в обогреваемой пресс-форме. Температура прессовани  в пределах 160-300°С, давление 100-400 КГС/СМ2-, врем  вьщержки 15-100 мин выбираютс  в зависимости от типа смолы и конфигурации элект- рода такими, чтобы плотность прессованного издели  находилась в преде- лах 1,75-1,8.5 г/смЗ.

Обжиг прессованных заготовок электродов-инструментов может быть произведен в услови х защиты издели  от окислени  лри 1250°С и вьш1е в любом нагревательном устройстве, обеспечивающем такие услови .

Испытани  электродов-инструментов из предлагаемого материала показали их высокие эксплуатационные качества: повьш1ение производительности обработки и снижение износа при прове- 5 дении копировально-прошивочных работ.

5

5

0

Claims (2)

1. МАТЕРИАЛ ЭЛЕКТРОДАИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ЭЛЕКТР0ЭР03И0НН0Й ОБРАБОТКИ, получаемый прессованием из^углеродно-полимерного пресс-порошка, состоящего из углеродного наполнителя и фенолформальдегидной смолы, отличающийся Тем, что, с целью повышения производительности и снижения износа электрода-инструмента при копировально-прошивочной обработке, в качестве углеродного наполнителя берут порошок искусственного графита на основе непрокаленного кокса со степенью графитации не ниже 0,8 при следующем соотношений компонентов, мас.%: Графит искусственный 80-90 Смола формальдегидная Остальное

2. Материал по п.1, в котором порошок графита искусственного берут в следующем фракционном составе, мае.%:

Частицы размером 100-160 мкм 1-5 размером 71-100 мкм 10-30 размером 40-71 мкм 40-60 размером менее 40 мкм Остальное