Материал электрода-инструмента для электроэрозионной обработки

СОЮЗ СОВЕТСНйХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК ш 4 В 23 Н 9/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ро- леТРОДАОЗИОННОссовани ом 100-160 мкм 1 - ом 71-100 мкм 10- ом 40-71 мкм 40- ом менее 40 мкм Осткое м пресс еродно льдеги онойтем,азме азм Ю 1 25 7 Х ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) 1. МАТЕРИАЛ ЗЛЕ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ЭЛЕКТРО ОБРАБОТКИ, получаемый пр из углеродно-полимерного рошка, состоящего из угл наполнителя и фенолформа смолы, о т л и ч а ю щ и то, с целью повышения проиэводиельности и снижения износа электрода-инструмента при копировально -п шивочной обработке, в качестве уг родного наполнителя берут порошок искусственного графита на основе не- прокаленного кокса со степенью графитации не ниже 0,8 при следующем соотношении компонентов, мас.7:Графит искусственный 80-90 Смола формальдегидная Остальное 2. Материал по п.1, в котором порошок графита искусственного беру в следующем фракционном составе, мас.7:Частицы размер 51284754 1Изобретение относится к электроэрозионной обработке, а именно кматериалам для изготовления электродов-инструментов . сложной конфигурации,Известен материал, позволяющийизготавливать электроды-инструментысложной конфигурации прессованиемв размер с последующим обжигом при1250-1800 С, содержащий 10-35 мас,ч.новолачной смолы и 100 мас.ч. углеродного наполнителя, в качестве которого используется смесь графитового порошка (60-98 мас.ч.) и нефтУного прокаленного кокса (10 - 40 мас.ч.),при этом размер частиц. наполнителясоставляет 74 мкм и менее 11.Наличие кокса в составе материалаПриводит к необходимости длительной,выдержки при конечной температуреобжига, к большой усадке материала,что не позволяет изготавливать электроды с требуемой точностью и толщиной стенки более 20 мм. Электродыинструменты из этого материала имеютнизкую производительность и большойизнос при электроэрозионной обработке (ЭЭО). Наиболее близким к изобретению является материал электрода-инструмента, состоящий из 85-92 мас.3 естественного рафинированного графита и 8-15 мас.Е связующего - термореактивной, например фенолформальдегиднойсмолы. Прессование электродов-инструментов из этого материала производят при 160 С, а последующую термообработку отпрессованной заготовки при 905-2700 ОС с выдержкой при конечной температуре не менее 4,ч23Использование в шихте практически . одной фракции (74-37 мкм) приводит к неравномерной упаковке и, соответ.ственно, плотности при прессовании Фасонных электродов-инструментов. Равномерно плотная упаковка с пористостью 10-153 достигается при широком Фракционном составе. Применение в качестве наполнителя естественного анизотропного мягкого графита, как показали эксперименты, определяют основные недостатки известного материала - низкую производительность, большой износ и длительность технологии изготовления из-за большогбвремени обжига (8-10 ч).Целью изобретения является повыше ние производительности электроэро 2зионной обработки и снижение износаэлектрода-инструмента сложной конфигурации.Указанная цель достигается тем,что в материале, содержащем углеродный наполнительи фенолформальдегиднуюсмолу, в качестве углеродного наполнителу использован порошок искусственного графита, полученного графи 10 тацией непрокаленного кокса при температуре .не ниже 2300 О С со степеньюграфитации 0,8 и выше в следующемфракционном составе, мас.7:Частицы размером 100-160 мкм 1-515 размером 71-100 мкм 10-30размером 40-71 мкм 40-60размером менее 40 мкм Остальноепри следующем соотношении компонен 20 тов пресс-порошка, мас.3:Графит искусственный ., 80- 90Смола Фенолформальдегидная 10-20Использование в качестве наполниг 5теля графитов на основе непрокаленного кокса, полученных при температуре графитации ниже 2300 С, так же,как и использование графитов на основе прок аленно го кокса, рез ко ухудшает электроэрозионные характеристики материала. В этом случае графитыимеют малый истинный удельный вес,в результате чего при оптимальномколичестве связующего и любом гранулометрическом составе наполнителя35 прессованный материал электродаинструмента получается с повышеннойплотностью, беспористый, Это вызывает растрескивание заготовок приобжиге и, следовательно, потерю ра 400 ботоспособности электродов-инструментов при ЭЭО,На чертеже показана зависимостьпроизводительности и износа электро да-инструмента при ЭЭО от пористостиуглеродного материала.Как видно из графика, зависимостипроизводительности и износа от нористости имеют ярко выраженные максимум и минимум. Зона оптимальныхзначений соответствует 15-20 У.-нойпористости термообработанного углеродного материала. Использование наполнителя, содержащего, мас.7.: часу тицы размером 100-160 мкм 1-5; размером 71-100 мкм 10-30; размером40-71 мкм 40"60 , позволяет получитьоптимальную. упаковку прессованной;г Произв.-полигр. кр"тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 обжиге облегчается выход летучих,сокращается время. термообработки,исключается растрескивание, обеспечиваются оптимальные конечная пористость (15-227) и электроэрозионные свойства углеродного электрода-инструмента,При содержании в шихте частицразмером 71 - 100 мкм меньше 10 мас. Жрастет электросопротивление материала, пористость увеличивается вышеоптимального значения (257) и в результате этого ухудшаются электроэрозионные свойства электродногоматериала. Особенно наглядно это проявляется при прессовании сложнофасонных электродов. В наиболее выступающих зонах электрода плотностьниже 1,55 г/смз и, соответственно,износ в 3-4 раза выше, а производительность процесса ЭЭО в 1,5-2,0 раза ниже, чем у электродов с плотностью 1,70-1,80 г/см. Увеличениесодержания в составе исполнителячастиц размером 71-100 мкм выше30 мас.7 приводит к неоднородностирабочей поверхности электрода-инструмента. Это вызывает "шлакование"электрода (локализацию заряда в однойточке, приостановку процесса ЭЭО)и увеличение износа электрода за счетудаления материала крупными частицами.Фракция 40-71 мкм является основной (40-60 мас.7), В сочетании с более мелкими частицами и незначительным количеством (1-5 мас.7) частицразмером 100-160 мкм основная фракция40-71 мкм и фракция 71-100 мкм обеспечивают наиболее равномерную упаковку при прессовании, Наличие. разныхфракций способствует снижению трениямежду частицами, разрушению арочныхперекрытий при прессовании, и в тоже время сохраняется открытая порис-.тость в пределах 10-157Содержание связующего в материалезависит от вида наполнителя и егофракционного состава. Для предлагаемого углеродного материала оптимальным является содержание связующего (фенолформальдегидной смолы) 10-20 мас. Х.Уменьшение количества смолы менее10 мас.7 приводит к снижению механи.ческой прочности обожженного изделия и резкому увеличению вследствие этого износа инструмента. При содержании смолы выше 20 мас. ьувеличивается склонность материалак растрескнванию при обжиге. Это приводит либо к необходимости удлинения. режима обжига (до сотен часов), либок резкому ухудшению работоспособносО ти электрода-инструмента при ЭЭО.Кроме того, даже длительный обжиг, непозволяет получить материал, обеспечивающий высокую производительность,так как частицы графитового наполни 15 теля -разделены менее электропроводными и прочными прослойками карбонизированной смолы,Предлагаемый углеродный материалэлектрода-инструмента получают сле 20 дующим образом.Измельчают искусственный графит,полученный из непрокаленного коксаграфитацией при температуре более2300 ОС, далее проводят фракциониро 25 ванне с помощью сит, и графитовыйпорошок согласно предлагаемому гранулометрическому составу смешиваютс фенолформальдегидной смолой. Полученную смесь вальцуют на горячих вал 30 ках при 90-140 С. Возможна также пропитка наполнителя растворами смдл.Графитосмоляную массу просушивают идробят до фракции меньше 200 мкм.Прессование изделий из полученногопресс-порошка производится в обогреваемой пресс-форме. Температура прессования в пределах 160-300 ОС, .давление 100-400 кгс/см, время выдержки15-100 мин выбираются в зависимости40 от типа смолы и конфигурации элект-рода такими, чтобы плотность прессованного изделия находилась в пределах 1,75-1,85 г/см.Обжиг прессованных заготовок элек 45 тродов-инструментов может быть произведен в условиях защиты изделияот окисления .ри 1250 ОС и вьпне в любом нагревательном устройстве, обеспечивающем такие условия.50 Испытания электродов-инструментовиз предлагаемого материала показалиих высокие эксплуатационные качества," повышение производительности обработки и снижение износа при прове 55 дении копировально-прошивочных работ.