Xử lý than chì có thể là một công việc khó khăn, do đó, việc đặt một số vấn đề nhất định lên hàng đầu là rất quan trọng đối với năng suất và lợi nhuận.
Thực tế đã chứng minh rằng than chì rất khó gia công, đặc biệt đối với các điện cực EDM đòi hỏi độ chính xác tuyệt vời và tính nhất quán về cấu trúc.Dưới đây là năm điểm chính cần nhớ khi sử dụng than chì:
Các loại than chì rất khó phân biệt bằng mắt thường, nhưng mỗi loại có đặc tính vật lý và hiệu suất riêng.Các loại than chì được chia thành sáu loại theo kích thước hạt trung bình, nhưng chỉ có ba loại nhỏ hơn (kích thước hạt từ 10 micron trở xuống) thường được sử dụng trong EDM hiện đại.Thứ hạng trong phân loại là một chỉ số về ứng dụng và hiệu suất tiềm năng.
Theo một bài báo của Doug Garda (Toyo Tanso, người đã viết cho ấn phẩm “Công nghệ làm khuôn” của chúng tôi vào thời điểm đó, nhưng bây giờ là SGL Carbon), các loại có phạm vi kích thước hạt từ 8 đến 10 micron được sử dụng để gia công thô.Các ứng dụng hoàn thiện và chi tiết kém chính xác hơn sử dụng các loại kích thước hạt từ 5 đến 8 micron.Các điện cực được làm từ các loại này thường được sử dụng để chế tạo khuôn rèn và khuôn đúc khuôn, hoặc cho các ứng dụng bột và kim loại thiêu kết ít phức tạp hơn.
Thiết kế chi tiết đẹp và các tính năng nhỏ hơn, phức tạp hơn phù hợp hơn với kích thước hạt từ 3 đến 5 micron.Các ứng dụng điện cực trong phạm vi này bao gồm cắt dây và hàng không vũ trụ.
Các điện cực có độ chính xác siêu mịn sử dụng các loại than chì có kích thước hạt từ 1 đến 3 micron thường được yêu cầu cho các ứng dụng cacbua và kim loại hàng không vũ trụ đặc biệt.
Khi viết một bài báo cho MMT, Jerry Mercer của Poco Materials đã xác định kích thước hạt, độ bền uốn và độ cứng Shore là ba yếu tố chính quyết định hiệu suất trong quá trình xử lý điện cực.Tuy nhiên, cấu trúc vi mô của than chì thường là yếu tố hạn chế hiệu suất của điện cực trong quá trình vận hành EDM cuối cùng.
Trong một bài báo khác của MMT, Mercer cho biết cường độ uốn phải cao hơn 13.000 psi để đảm bảo than chì có thể được xử lý thành các gân sâu và mỏng mà không bị gãy.Quá trình sản xuất điện cực than chì kéo dài và có thể yêu cầu các tính năng chi tiết, khó gia công nên việc đảm bảo độ bền như thế này giúp giảm chi phí.
Độ cứng bờ đo lường khả năng làm việc của các lớp than chì.Mercer cảnh báo rằng các loại than chì quá mềm có thể làm tắc các khe dụng cụ, làm chậm quá trình gia công hoặc lấp đầy bụi vào các lỗ, do đó gây áp lực lên thành lỗ.Trong những trường hợp này, việc giảm tốc độ nạp và tốc độ có thể ngăn ngừa lỗi nhưng sẽ làm tăng thời gian xử lý.Trong quá trình xử lý, than chì cứng, hạt nhỏ cũng có thể khiến vật liệu ở rìa lỗ bị vỡ.Những vật liệu này cũng có thể gây mài mòn mạnh cho dụng cụ, dẫn đến mài mòn, ảnh hưởng đến tính nguyên vẹn của đường kính lỗ và làm tăng chi phí gia công.Nói chung, để tránh biến dạng ở các giá trị độ cứng cao, cần giảm bước tiến và tốc độ xử lý của từng điểm có độ cứng Shore cao hơn 80 xuống 1%.
Do cách EDM tạo ra hình ảnh phản chiếu của điện cực trong phần được xử lý, Mercer cũng cho biết rằng cấu trúc vi mô đồng nhất, được đóng gói chặt chẽ là điều cần thiết cho các điện cực than chì.Ranh giới hạt không đồng đều làm tăng độ xốp, do đó làm tăng sự ăn mòn hạt và làm tăng tốc độ hỏng điện cực.Trong quá trình gia công điện cực ban đầu, cấu trúc vi mô không đồng đều cũng có thể dẫn đến bề mặt hoàn thiện không đồng đều - vấn đề này thậm chí còn nghiêm trọng hơn ở các trung tâm gia công tốc độ cao.Các vết cứng trên than chì cũng có thể làm cho dụng cụ bị lệch, khiến điện cực cuối cùng không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.Độ lệch này có thể đủ nhẹ để lỗ xiên xuất hiện thẳng tại điểm vào.
Có máy chế biến than chì chuyên dụng.Mặc dù những chiếc máy này sẽ đẩy nhanh tốc độ sản xuất lên rất nhiều nhưng chúng không phải là những chiếc máy duy nhất mà các nhà sản xuất có thể sử dụng.Ngoài việc kiểm soát bụi (được mô tả ở phần sau của bài viết), các bài báo MMS trước đây cũng báo cáo những lợi ích của máy có trục xoay nhanh và khả năng điều khiển với tốc độ xử lý cao để sản xuất than chì.Lý tưởng nhất là điều khiển nhanh cũng phải có các tính năng hướng tới tương lai và người dùng nên sử dụng phần mềm tối ưu hóa đường chạy dao.
Khi tẩm các điện cực than chì – nghĩa là lấp đầy các lỗ của cấu trúc vi mô than chì bằng các hạt có kích thước micron – Garda khuyến nghị sử dụng đồng vì nó có thể xử lý ổn định các hợp kim đồng và niken đặc biệt, chẳng hạn như các hợp kim được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ.Các loại than chì tẩm đồng tạo ra lớp hoàn thiện mịn hơn so với các loại không ngâm tẩm cùng loại.Chúng cũng có thể đạt được khả năng xử lý ổn định khi làm việc trong các điều kiện bất lợi như xả nước kém hoặc người vận hành thiếu kinh nghiệm.
Theo bài báo thứ ba của Mercer, mặc dù than chì tổng hợp - loại dùng để chế tạo điện cực EDM - trơ về mặt sinh học và do đó ban đầu ít gây hại cho con người hơn một số vật liệu khác, nhưng việc thông gió không đúng cách vẫn có thể gây ra vấn đề.Than chì tổng hợp có tính dẫn điện, có thể gây ra một số vấn đề cho thiết bị, có thể gây đoản mạch khi tiếp xúc với vật liệu dẫn điện lạ.Ngoài ra, than chì được tẩm các vật liệu như đồng và vonfram cần được chăm sóc đặc biệt.
Mercer giải thích, mắt người không thể nhìn thấy bụi than chì ở nồng độ rất nhỏ nhưng nó vẫn có thể gây kích ứng, chảy nước mắt và mẩn đỏ.Tiếp xúc với bụi có thể bị mài mòn và hơi khó chịu nhưng khó có khả năng hấp thụ.Hướng dẫn phơi nhiễm trung bình theo thời gian (TWA) đối với bụi than chì trong 8 giờ là 10 mg/m3, đây là nồng độ có thể nhìn thấy được và sẽ không bao giờ xuất hiện trong hệ thống thu gom bụi đang sử dụng.
Tiếp xúc quá nhiều với bụi than chì trong thời gian dài có thể khiến các hạt than chì hít vào sẽ đọng lại trong phổi và phế quản.Điều này có thể dẫn đến bệnh bụi phổi mãn tính nghiêm trọng được gọi là bệnh than chì.Than chì hóa thường liên quan đến than chì tự nhiên, nhưng trong một số trường hợp hiếm hoi nó liên quan đến than chì tổng hợp.
Bụi tích tụ ở nơi làm việc rất dễ cháy và (trong bài báo thứ tư) Mercer nói rằng nó có thể phát nổ trong một số điều kiện nhất định.Khi đánh lửa gặp đủ nồng độ các hạt mịn lơ lửng trong không khí sẽ xảy ra cháy bụi và cháy nổ.Nếu bụi phát tán với số lượng lớn hoặc ở khu vực kín sẽ dễ phát nổ hơn.Kiểm soát bất kỳ loại yếu tố nguy hiểm nào (nhiên liệu, oxy, đánh lửa, khuếch tán hoặc hạn chế) có thể làm giảm đáng kể khả năng nổ bụi.Trong hầu hết các trường hợp, ngành tập trung vào nhiên liệu bằng cách loại bỏ bụi khỏi nguồn thông qua hệ thống thông gió, nhưng các cửa hàng nên cân nhắc tất cả các yếu tố để đạt được sự an toàn tối đa.Thiết bị kiểm soát bụi cũng phải có lỗ chống cháy nổ hoặc hệ thống chống cháy nổ hoặc được lắp đặt trong môi trường thiếu oxy.
Mercer đã xác định hai phương pháp chính để kiểm soát bụi than chì: hệ thống không khí tốc độ cao với bộ thu bụi—có thể cố định hoặc di động tùy theo ứng dụng—và hệ thống ướt làm bão hòa khu vực xung quanh máy cắt bằng chất lỏng.
Các cửa hàng xử lý một lượng nhỏ than chì có thể sử dụng thiết bị di động có bộ lọc không khí dạng hạt (HEPA) hiệu suất cao có thể di chuyển giữa các máy.Tuy nhiên, những xưởng xử lý số lượng lớn than chì thường nên sử dụng hệ thống cố định.Vận tốc không khí tối thiểu để thu giữ bụi là 500 feet mỗi phút và vận tốc trong ống dẫn tăng lên ít nhất 2000 feet mỗi giây.
Hệ thống ướt có nguy cơ chất lỏng “thấm hút” (bị hấp thụ) vào vật liệu điện cực để cuốn trôi bụi.Việc không loại bỏ chất lỏng trước khi đặt điện cực vào EDM có thể dẫn đến nhiễm bẩn dầu điện môi.Người vận hành nên sử dụng dung dịch gốc nước vì dung dịch này ít bị hấp thụ dầu hơn dung dịch gốc dầu.Làm khô điện cực trước khi sử dụng EDM thường bao gồm việc đặt vật liệu vào lò đối lưu trong khoảng một giờ ở nhiệt độ cao hơn điểm bay hơi của dung dịch một chút.Nhiệt độ không được vượt quá 400 độ, vì điều này sẽ làm oxy hóa và ăn mòn vật liệu.Người vận hành cũng không nên sử dụng khí nén để làm khô điện cực, vì áp suất không khí sẽ chỉ ép chất lỏng vào sâu hơn trong cấu trúc điện cực.
Princeton Tool hy vọng sẽ mở rộng danh mục sản phẩm của mình, tăng cường ảnh hưởng ở Bờ Tây và trở thành nhà cung cấp tổng thể mạnh mẽ hơn.Để đạt được ba mục tiêu này cùng lúc, việc mua lại một xưởng gia công khác trở thành lựa chọn tốt nhất.
Thiết bị EDM dây quay dây điện cực được dẫn hướng theo chiều ngang trong trục E được điều khiển bằng CNC, mang lại cho xưởng khoảng trống phôi và tính linh hoạt để tạo ra các công cụ PCD phức tạp và có độ chính xác cao.
Thời gian đăng: 26-09-2021