Năm biện pháp phòng ngừa khi chế biến than chì |Xưởng máy móc hiện đại

Chế biến than chì có thể là một công việc khó khăn, vì vậy việc đặt một số vấn đề lên hàng đầu là rất quan trọng đối với năng suất và lợi nhuận.
Thực tế đã chứng minh rằng graphite rất khó gia công, đặc biệt là 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 graphit rất khó phân biệt bằng mắt thường, nhưng mỗi loại có tính chất vật lý và hiệu suất riêng.Các cấp graphit 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 bảng phân loại là một chỉ số về các ứng dụng tiềm năng và hiệu suất.
Theo một bài báo của Doug Garda (Toyo Tanso, người đã viết cho ấn phẩm chị em của chúng tôi “Công nghệ làm khuôn” vào thời điểm đó, nhưng bây giờ là SGL Carbon), các loại có 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 có kích thước hạt từ 5 đến 8 micron.Các điện cực làm từ các lớp này thường được sử dụng để làm khuôn rèn và khuôn đúc, hoặc cho các ứng dụng bột và kim loại thiêu kết ít phức tạp hơn.
Thiết kế chi tiết tốt và các tính năng nhỏ hơn, phức tạp hơn phù hợp hơn với các kích thước hạt khác nhau, 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 chính xác siêu mịn sử dụng các lớp graphit với kích thước hạt từ 1 đến 3 micron thường được yêu cầu cho các ứng dụng kim loại và cacbua 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 của Shore là ba yếu tố quyết định chính đến hiệu suất trong quá trình xử lý điện cực.Tuy nhiên, cấu trúc vi mô của than chì thường là yếu tố giới hạn trong hiệu suất của điện cực trong quá trình vận hành EDM cuối cùng.
Trong một bài báo khác của MMT, Mercer nói rằng độ bền uốn phải cao hơn 13.000 psi để đảm bảo rằng than chì có thể được gia công thành các tấm sườn sâu và mỏng mà không bị gãy.Quá trình sản xuất điện cực graphite kéo dài và có thể yêu cầu các tính năng chi tiết, khó chế tạo, vì vậy việc đảm bảo độ bền như thế này giúp giảm giá thành.
Độ cứng của bờ đo khả năng làm việc của các lớp graphit.Mercer cảnh báo rằng các lớp graphite quá mềm có thể làm tắc các rãnh dao, làm chậm quá trình gia công hoặc lấp đầy các lỗ bằng bụi, do đó gây áp lực lên thành lỗ.Trong những trường hợp này, việc giảm nguồn cấp dữ liệu và tốc độ có thể tránh được lỗi, nhưng sẽ làm tăng thời gian xử lý.Trong quá trình gia công, graphit cứng, hạt nhỏ cũng có thể làm vỡ vật liệu ở rìa lỗ.Các vật liệu này cũng có thể rất mài mòn dụng cụ, dẫn đến mài mòn, ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của đường kính lỗ và làm tăng chi phí gia công.Nói chung, để tránh bị lệch ở các giá trị độ cứng cao, cần phải giảm tốc độ tiến dao và tốc độ gia công của mỗi điểm có độ cứng Shore cao hơn 80 đi 1%.
Vì cách thức mà EDM tạo ra hình ảnh phản chiếu của điện cực trong phần được xử lý, Mercer cũng nói rằng một cấu trúc vi mô đồng nhất, được đóng gói chặt chẽ là điều cần thiết cho các điện cực graphite.Các ranh giới hạt không đồng đều làm tăng độ xốp, do đó làm tăng sự ăn mòn của 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 điểm cứng trên than chì cũng có thể làm cho dụng cụ bị lệch hướng, khiến điện cực cuối cùng không đúng thông số kỹ thuật.Độ lệch này có thể đủ nhẹ để lỗ xiên xuất hiện thẳng tại điểm vào.
Có máy gia công graphit chuyên dụng.Mặc dù những chiếc máy này sẽ tăng 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 khả năng kiểm soát bụi (được mô tả ở phần sau của bài viết), các bài báo MMS trước đây cũng đã báo cáo những lợi ích của máy có trục xoay nhanh và điều khiển với tốc độ xử lý cao để sản xuất than chì.Tốt nhất, điều khiển nhanh cũng nên có các tính năng hướng tới tương lai và người dùng nên sử dụng phần mềm tối ưu hóa đường dẫn công cụ.
Khi ngâm tẩm điện cực graphit - tức là lấp đầy các lỗ rỗng của cấu trúc vi mô graphit bằng các hạt có kích thước micromet - 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 lớp graphit được ngâm tẩm đồng tạo ra lớp hoàn thiện mịn hơn so với các lớp không ngâm tẩm có cùng phân loại.Chúng cũng có thể đạt được quá trình 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 được sử dụng 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 hệ thống thông gió không đúng cách vẫn có thể gây ra vấn đề.Graphit tổng hợp có tính dẫn điện, có thể gây ra một số sự cố cho thiết bị, có thể gây đoản mạch khi tiếp xúc với vật liệu dẫn điện lạ.Ngoài ra, than chì được ngâm tẩm với các vật liệu như đồng và vonfram đòi hỏi phải cẩn thận hơn.
Mercer giải thích rằng 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 đỏ.Tiếp xúc với bụi có thể bị mài mòn và hơi khó chịu, nhưng nó không có khả năng bị hấp thụ.Hướng dẫn tiếp xúc trung bình trọng số 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 được sử dụng.
Tiếp xúc quá nhiều với bụi than chì trong thời gian dài có thể khiến các hạt than chì hít vào sẽ lưu 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.Quá trình graphit 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 cho biết nó có thể phát nổ trong một số điều kiện nhất định.Khi quá trình đánh lửa gặp phải một nồng độ đủ các hạt mịn lơ lửng trong không khí, sẽ xảy ra hiện tượng cháy bụi và bốc cháy.Nếu bụi phát tán với số lượng lớn hoặc ở trong khu vực kín thì càng dễ phát nổ.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 công nghiệp tập trung vào nhiên liệu bằng cách loại bỏ bụi khỏi nguồn thông qua hệ thống thông gió, nhưng các cửa hàng nên xem xét tất cả các yếu tố để đạt được sự an toàn tối đa.Thiết bị kiểm soát bụi cũng cần có lỗ chống cháy nổ hoặc hệ thống chống cháy nổ, hoặc được lắp đặt trong môi trường thiếu ôxy.
Mercer đã xác định hai phương pháp chính để kiểm soát bụi than chì: hệ thống không khí tốc độ cao với bộ hút bụi - có thể cố định hoặc di động tùy thuộc vào 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 quả cao có thể di chuyển giữa các máy.Tuy nhiên, các phân xưởng xử lý một lượng lớn than chì thường nên sử dụng một hệ thống cố định.Tốc độ không khí tối thiểu để bắt bụi là 500 feet / phút và vận tốc trong ống dẫn tăng lên ít nhất 2000 feet / giây.
Hệ thống ướt có nguy cơ bị chất lỏng “bấc” (bị hấp thụ) vào vật liệu điện cực để loại bỏ bụi.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 những dung dịch này ít bị hút dầu hơn so với dung dịch gốc dầu.Làm khô điện cực trước khi sử dụng EDM thường bao gồm việc đặt vật liệu trong lò đối lưu trong khoảng một giờ ở nhiệt độ cao hơn một chút so với điểm bay hơi của dung dịch.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 cấu trúc điện cực.
Princeton Tool hy vọng sẽ mở rộng danh mục sản phẩm, tăng ảnh hưởng của mình ở Bờ Tây và trở thành một nhà cung cấp tổng thể mạnh hơn.Để đạt được đồng thời ba mục tiêu này, 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 theo trục E được điều khiển bằng CNC, cung cấp cho phân xưởng sự linh hoạt và khe hở phôi để sản xuất các công cụ PCD phức tạp và có độ chính xác cao.


Thời gian đăng bài: 26/09-2021