在20世紀(jì)，銅作為電極材料在電火花加工中被廣泛使用。那時(shí)只有在制作大型電極且模具加工要求不高或粗加工時(shí)，石墨材料才會(huì)成為備選考慮。據(jù)浙江石墨電極了解一些早期接觸過(guò)石墨電極的技術(shù)人員曾有普遍印象：石墨材料臟、易掉渣、表面效果不好、加工效率不高等等。

隨著高新技術(shù)的發(fā)展，石墨材料的制造工藝不斷完善，能滿(mǎn)足不同電火花加工需求的石墨材料層出不窮，市場(chǎng)上石墨高速銑削機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生，數(shù)控電火花加工機(jī)床的石墨放電性能也有了提升。當(dāng)今，模具企業(yè)超過(guò)百分之90的電極材料采用石墨。航空航天、汽車(chē)、家電、電子等模具已大范圍采用石墨作為電極材料，這種顯著變化歸功于石墨電極可實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)加工等諸多優(yōu)勢(shì)。

但在中國(guó)，當(dāng)前大多數(shù)模具企業(yè)還是選用銅作為主要的電極材料。根據(jù)石墨材料的特性，以下分析其電火花加工的優(yōu)勢(shì)與不足，介紹如何正確選擇石墨材料、電極制作與放電加工的要點(diǎn)，并提供實(shí)際應(yīng)用案例。

1.放電加工速度

石墨是一種非金屬材料，熔點(diǎn)高，達(dá)3 650℃，而銅的熔點(diǎn)是1083 ℃，因此石墨電極能承受更大的電流設(shè)定條件。當(dāng)放電面積與電極尺寸縮放量越大時(shí)，石墨材料效率粗加工的優(yōu)越性越顯著。石墨的導(dǎo)熱系數(shù)是銅的1/3，其放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱能可更有效地用于去除金屬材料，因此在中、精加工中，其加工效率也比銅電極要高。根據(jù)加工經(jīng)驗(yàn)，在正確的使用條件下，石墨電極的放電加工速度要比銅電極整體快1.5~2倍。

2.電極損耗

石墨電極具有能承受大電流條件的特性，另外，在合適的粗加工設(shè)定條件下，含碳元素的鋼工件在加工時(shí)產(chǎn)生的蝕除物和工作液在高溫下產(chǎn)生的分解物中的碳顆粒，在效應(yīng)的作用下，部分蝕除物、碳顆粒會(huì)粘附在電極表面形成一層保護(hù)層，保證了石墨電極在粗加工中的損耗小，甚至是“零損耗”。電火花加工中主要的電極損耗量來(lái)自于粗加工，精加工設(shè)定條件雖然損耗率較高，但因零件預(yù)留加工余量不多即加工蝕除量較少，其總體損耗量也較少。總體而言，石墨電極在大電流的粗加工中損耗會(huì)少于銅電極，在精加工中損耗可能會(huì)稍大于銅電極，二者的電極損耗情況相當(dāng)。

3.表面質(zhì)量

石墨材料的顆粒直徑直接影響電火花加工的表面粗糙度，直徑越小可獲得更低的表面粗糙度值。幾年前使用顆粒直徑φ5 μm的石墨材料，電火花加工的表面只能達(dá)到VDI18（Ra0.8 μm），現(xiàn)今石墨材料的顆粒直徑已能達(dá)到φ3 μm以?xún)?nèi)，電火花加工的表面可穩(wěn)定達(dá)到VDI12（Ra0.4 μm）或者更精細(xì)的等級(jí)，但石墨電極無(wú)法進(jìn)行鏡面電火花加工。銅材料的電阻率較低，組織結(jié)構(gòu)致密，電火花精加工易獲得穩(wěn)定的加工狀態(tài)，在較困難的條件下也能穩(wěn)定加工，表面粗糙度可小于Ra0.1 μm，能進(jìn)行鏡面電火花加工。

由此可見(jiàn)，如果放電加工追求其精細(xì)的表面，使用銅材料做電極更加合適，這是銅電極較石墨電極的主要優(yōu)勢(shì)。但銅電極在大電流設(shè)定條件下，電極表面容易變得粗糙不堪，甚至出現(xiàn)裂紋，而石墨材料則沒(méi)有這方面的問(wèn)題，對(duì)于表面粗糙度要求為VDI26（Ra2.0 μm）左右的型腔加工，使用1個(gè)石墨電極即可完成從粗到精的加工過(guò)程，實(shí)現(xiàn)均勻一致的紋面效果，表面不會(huì)有缺陷。

另外，由于石墨與銅材組織結(jié)構(gòu)的不同，石墨電極表面放電的腐蝕點(diǎn)比銅電極要規(guī)則，因此在加工VDI20及以上相同表面粗糙度時(shí)，浙江石墨電極小編建議使用石墨電極加工的工件表面顆粒度更加分明，這種紋面效果要優(yōu)于銅電極的放電表面效果。