（以下内容由达海数控刀具-郭晓锋收集整理）
在模具加工中，精密放电是必不可少的一个工艺，也是非常重要的一个工艺，众所周知，放电必须要用到电极，电
极有两种常用材料，一种铜材，一种就是石墨，那我们来看看铜材跟石墨的做为电极的区别吧！
铜作为电极材料在模具工厂的电火花加工中被广泛使用。很多人认为只有在制作大型电极且模具加工要求不高或粗
加工时，石墨材料才会成为备选考虑。
当今，在制造技术领先的欧洲，特别是汽车模具企业超过 90%的电极材料采用石墨。但在中国，当前大多数模具企
业还是选用铜作为主要的电极材料。根据石墨材料的特性，以下全面分析其电火花加工的优势与不足。
1.石墨材料的电火花加工特性
（1）放电加工速度石墨是一种非金属材料，熔点极高，能承受更大的电流设定条件。当放电面积与电极尺寸缩放
量越大时，石墨材料高效率粗加工的优越性越显著。因此在中、精加工中，其加工效率也比铜电极要高。根据加工
经验，在正确的使用条件下，石墨电极的放电加工速度要比铜电极整体快 1.5~2 倍。
（2）电极损耗石墨电极具有能承受大电流条件的特性，石墨电极在大电流的粗加工中损耗会少于铜电极，在精加
工中损耗可能会稍大于铜电极，二者的电极损耗情况相当。
（3）表面质量石墨材料的颗粒直径直接影响电火花加工的表面粗糙度，直径越小可获得更低的表面粗糙度值。如
果放电加工追求极其精细的表面，使用铜材料做电极更加合适，这是铜电极较石墨电极的主要优势。但铜电极在大
电流设定条件下，电极表面容易变得粗糙不堪，甚至出现裂纹，而石墨材料则没有这方面的问题，对于表面粗糙度
要求为 VDI26（Ra2.0 μm）左右的型腔加工，使用 1 个石墨电极即可完成从粗到精的加工过程，实现均匀一致的纹
面效果，表面不会有缺陷。
（4）加工精度石墨材料的热膨胀系数小，铜材料的热膨胀系数是石墨材料的 4 倍，因此在放电加工中石墨电极相
比铜电极不易发生变形，可获得更稳定可靠的加工精度。尤其是在加工深窄筋位部分时，局部高温容易使铜电极发
生弯曲变形，而石墨电极不会这样；对于深径比大的铜电极，在加工设定时还需要补偿一定的热膨胀值来修正尺寸，
而石墨电极不需要。
（5）电极重量石墨材料较铜的密度要小，相同体积的石墨电极重量仅为铜电极的 1/5。可见体积较大的电极使用石
墨材料非常合适，极大地减轻了电火花加工机床主轴的载荷，电极不会因为重量大而导致装夹不便、加工中产生偏
摆位移等问题，可见在大型模具加工中使用石墨电极很有意义。
（6）电极制作难度石墨材料的机械加工性能好，切削阻力仅为铜的 1/4，在正确的加工条件下，铣削加工石墨电极
的效率是铜电极的 2~3 倍。石墨电极容易清角，可以将平时要由多个电极完成的工件设计成一个整体电极来加工。
石墨材料独特的颗粒组织结构，使得电极铣削成型后不会产生毛刺，对于复杂造型不便于去除毛刺的情况直接满足
使用要求，省去了人工对电极进行抛光的工序，避免了抛光导致的形状改变、尺寸误差等。
（7）电极安装与使用石墨材料的可粘结性好，可以使用导电胶将石墨与夹具粘结的方法铣削电极、放电加工，可
省去在电极材料上加工螺丝孔的工序，节省了工作时间。
（8）价格铜材料是不可再生资源，价格趋势会越来越贵，而石墨材料的价格趋于稳定。近几年铜材料价格不断上
涨，而各大石墨制造商不断改进制作石墨的工艺使其更具性价比优势。
综上所述，在石墨电极的 8 项电火花加工特性中，其优势明显：铣削电极与放电加工的效率均显著优于铜电极，生
产效率高；大电极非常适合；尺寸稳定性良好，薄片电极不容易发生变形；石墨材料的不足之处：铣削电极需要有
专门的石墨加工机不太适合 VDI12（Ra0.4 μm）以下的精细表面放电加工；石墨电极材料的优越性将逐渐被国内模
具制造行业认识和接受。正确选用石墨电极材料，并配合改进相关工艺环节，将为模具制造企业带来高效率、低成
本效益。
下面我们来做个对比更加直观！！！
紫铜电极与石墨电极的区别
材料特性：
紫铜：以无杂质锻打的电解铜最好.;
石墨：细粒致密,各向同性的高纯石墨.
精加工：
紫铜：
1、电极损耗小 ；
2、加工表面可达到 Ra≤0.1μm 适于镜面加工；
3、 如果表面有纹,铜蚀出来的纹比较均匀.
石墨： 1、精加工电极损耗大.
粗加工：
紫铜：
石墨：
1、开粗速度快,透气性好；
2、电极损耗小,适于加大型腔的加工.
材料利用率：
紫铜： 1、用过后经改制还可以再次利用,利用率高.
石墨：
机械加工性能：
紫铜：
1、机加性能差,在精车精磨精铣加工难,改进方法：将紫铜焊在钢基上；
2、易变形,磨削困难,不宜用作加工微细部位；
3、易成形
石墨： 1、机加性能好,易于成形及修正； `
2、做薄而深的骨位电极时不会变形,它很脆,宁可断也不会变形；
3、可以承受高温而不会变形；
4、高速机（20000 转以上） 才能加工,脆而硬,刀具易磨损,需用特殊的石墨刀
5、易崩口,粉尘较大,易脱落,易积碳,掉渣,要注意机床导轨等的防护.
改进方法：加工电极前把石墨浸在火花油里一段时间,崩角可以明显改善.
价格：
石墨价钱便宜,紫铜电极耐用但很贵.
其他：
紫铜：
石墨：
1、密度小,适用制作大型零件或模具加工用工具电极,整体质量小；
2、易发生电弧烧伤.
选择原则：
紫铜：精加工,镜面加工.加工纹蚀.
石墨：粗加工,薄而深的骨位加工.
石墨加工容易,且加工效率比铜至少高出三倍,放电速度也远比铜快（1.5~2 倍） ,作为现在高效率,短交货期的模具,石
墨是发展的趋势.
石墨的优点：
一、电极的设计
1、可减少单个电极的数量/可做成组合电极
2、能节省电极夹具系统从而节省费用
二、电极的加工制作
1、高速铣粗加工较铜块 3 倍
2、高速铣精加工较铜快 5 倍
3、可加工性好
4、能实现复杂的几何造型
三、重量轻,其密度不足铜的 1/4
1、热稳定性好（不变形）
2、可减少单个电极的数量/可做成组合电极
3、无需去毛刺
4、电极易夹持
四、电火花放电加工（EDM）
1、粗加工时电极损耗小
2、工作去除率高
3、可减少单个电极的数量/可做成组合电极
4、在电解液中对环境无污染
5、重量轻,其密度不足铜的 1/4
6、优良的热稳定性,电极不变形
7、选用细颗粒的石墨电极能加工出高品质的工件表面
首先石墨和铜在材质上作比较：
石墨的材质轻且脆,铜的材质韧性好且重.
二者的放电量是根据电极的大小来决定,一般情况下大的电极火花位要大一点.精公在一般情况下为 0.03-0.1mm.在选
材上要根据实际情况,各有优点：在小筋条方面,石墨在加工时容易又不会变形.铜材会变形,且加工难度大.在大电极方
面,二者的区别就是重量.对 CNC 的伤害石墨要大于铜,因石墨出来的是粉,对 CNC 的轨道伤害极大,这时要做好防护,吸
尘器、导轨的护套都要加上.铜一般是选取紫铜来做电极.
石墨电极是种颗粒组织,是加工不出来镜面的.要加工镜面的话最好的就是红铜电极了.还有石墨电极一般不用抛光.
石墨电极加工速度快但是面粗度没有红铜电极好,石墨电极消耗大,一般加工模具零件石墨电极粗逃,红铜电极精修,
这样我个人认为是比较理想的.石墨电极对于 CNC 加工切削性能要比红铜电极好,石墨 CNC 加工有专用 CNC 机台.石
墨电极常见的间隙有 0.11mm 0.08mm 0.03mm
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