グラファイト用フライスの適用事例
事例の詳細
石墨電極は放電速度が速く、軽量で、熱安定性に優れ、複雑な形状の成形が可能であるといった多くの優れた特性を備えているため、金型メーカーの間では、石墨を電極材料の第一選択とするケースがますます増加しています。一方で、石墨の素材特性および切削原理は金属とは異なるため、石墨の加工には工具に対するより高い要求が課されるだけでなく、加工戦略も一般的な銅電極のそれとは大きく異なります。したがって、いかに効率的に石墨電極を加工するかという課題は、お客様自身にとって大きな挑戦となっています。南京箭穿石は石墨加工分野において豊富な加工経験を有しており、当社はお客様とともに石墨電極の加工効率を向上させ、ひいては石墨電極の優位性を金型や製品に最大限に活かすお手伝いをいたします。

グラファイト材料
グラファイトは一般的な鉱物材料であり、鉛筆にはグラファイトが含まれています。粉末状のグラファイトの化学的純炭素含有率は99.97%で、硬度が高く(タングステン鋼に近い)、その粉末は無毒であり、非常に微細な粉じんであっても自然発火や粉じん爆発を起こしません。さらに、高い導電性と熱安定性を有し、比重は銅の4分の1と軽く、耐酸性があり、非磁性であるという特性も、グラファイトが電極として用いられる理由となっています。世界には7つのグラファイト生産企業があり、各社が6種類の規格を提供しているため、総じて約50種類の製品が存在します。グラファイトの粒子径の違いによって、それぞれのグレードの特性が決まります。

グラファイトの切削原理
金属切削が材料に塑性変形を生じさせるのとは異なり、グラファイト加工の原理は、工具による衝撃によってグラファイト材料に亀裂が発生し、それが拡大して最終的に剥離に至る過程である。グラファイト加工における切削力は、アルミニウムや銅などの靭性のある金属を切削する場合の約10%にすぎず、さらに優れた熱伝導性により、切削温度はグラファイト加工において問題とならない。

加工戦略
グラファイトのフライス加工における加工戦略は極めて重要である。同じダイヤモンドコーティング工具であっても、同一の切削条件下で異なるプログラミング・加工戦略を採用すると、工具寿命は数倍もの差が生じる。同時に、適切な加工戦略を採用することで、グラファイト電極の角飛びなどの問題を効果的に回避し、電極の表面品質を向上させることができる。さらに、グラファイト電極のフライス加工は放電加工と密接に連携しているため、エンジニアにはフライス加工に関する知識に加え、放電加工についても一定の理解を備えていることが求められる。

グラファイト用フライス(ダイヤモンドコーティング工具)
周知のとおり、グラファイト材料は非常に高い硬度を有するため、ダイヤモンドコーティングエンドミルがグラファイトの加工に最適な選択です。また、コーティング自体も超硬合金基材に対して極めて厳しい要求を課します。ダイヤモンドコーティングはCVD法による化学気相成長によるコーティングであり、コーティング技術の中でも最も難易度が高いもので、その中でも炭素元素の結晶構造の組成および比率が性能特性に大きな影響を及ぼします。


アプリケーション事例 / デモパーツ
1. 平面フライス加工
加工パラメータ:
VC=565m/分
fz=0.08
n=30000回転/分
vf=4800
ap=0.35mm
ae=3mm

2. フライス加工、フォルミング加工


VC=565m/分
fz=0.055
n=30000回転/分
vf=3300
ap=2.7mm
ae=6mm
矢石は、お客様が金型に使用するグラファイト電極の加工ソリューションの提供または改善をお手伝いいたします。ご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。