放電加工業界における電極材料の選び方とは？

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金型精度の向上、難加工材部品の増加、放電加工技術の成熟に伴い、タングステン-銅複合材料の放電加工電極はますます一般的になっています。それでも、放電加工において電極材料を合理的に選択することは、加工品質を確保するための重要な保証であると同時に、放電加工に従事するすべての技術者が放電加工電極材料の特性を深く理解する必要があります。

放電加工用電極材料

放電加工の電極材料には、主に黒鉛、赤銅、タングステンと銅の複合材料などがあります。機械加工者なら誰でも知っているように、電極材料の物理的性質は放電加工における放電蝕、電極損失、加工速度、加工精度、加工安定性に大きな影響を及ぼし、パラメータ選択の条件下で異なる電極材料を使用することにより、加工品質は直接影響を受けます。

赤銅電極

赤銅は熱伝導率と熱伝達率が高いため、耐食性が高い。そのため、赤銅の電極は小中金型部品の加工用電極材料としてよく使用され、電極消耗が少ない。

黒鉛電極

黒鉛は融点、沸点が高く、耐食性に優れています。グラファイトの熱容量は非常に大きく、ワイドパルス荒加工の過程で電極の損失を補うために遊離炭素を吸収することができます。その上、黒鉛は消費に強く、高温で変形が小さく、品質が軽く、加工効率が高いという利点もある。しかし、黒鉛電極は剛性が低く、鋭角で割れやすいという欠点がある。

graphite electrode

タングステン銅合金電極

タングステンの含有量が50％〜90％（質量分率）のタングステン-銅複合材料は、タングステンと銅の多くの利点を兼ね備えており、高強度・高硬度、良好な導電性・熱伝導性、低熱膨張係数、良好な耐アーク性、耐高温酸化性、耐溶接性を特徴としています。しかし、タングステン-銅は金属では優れた電極材料ですが、その価格は高価であり、一般的に小さな精密加工に使用されます。

電極材料の選び方

放電加工において、適切な電極材料を選択することは、加工品質を確保し、生産性を向上させるための重要な要素です。電極の空洞は使用する過程で異なるため、大きさや形状に大きな違いがあり、工具電極を標準化することは困難です。したがって、電極材料を選択する際には、以下の原則に従うべきである。

EDM electrode

* 被加工物の特性と技術的要求（表面粗さ、寸法、公差精度）を分析した上で、被加工物の材質と技術的要求に応じて電極材料を選択する。

* まず、熱伝導率が良く、融点の高い材料を電極材料として選択する。

* 良好な放電加工効果が得られるように、電極の形状が作りやすいこと、加工性が良いことなどの要素を考慮する。放電加工に使用される電極材料は、主に銅電極、黒鉛電極、タングステン-銅電極ですが、純度、粘度、コンパクト構造、均一性、物理化学的性質など高性能電極の特性により、加工対象や要求によって選択する電極や加工パラメータは全く異なります。

著者について

Chin Trento

イリノイ大学で応用化学の学士号を取得。彼の学歴は、多くのトピックにアプローチするための幅広い基盤となっている。スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）で4年以上にわたり先端材料の執筆に携わる。彼がこれらの記事を書く主な目的は、読者に無料で、しかも質の高いリソースを提供することである。誤字、脱字、見解の相違など、読者からのフィードバックを歓迎する。

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