گرافیت یا مس؟ - √دنیـــــــای متـــــــــــالورژی فقـــــــط از ایـــــــنجا
به "با سابقه ترين و محبوب ترين وبلاگ متالورژي در ايران" خوش آمديد

تاريخ : یکشنبه ٢٧ خرداد ۱۳۸٦

گرافیت یا مس؟
 
ماهنامه ساخت و تولید

در دهه 1960 مس تقریبا 90 درصد مواد الكترودهای مصرفی اسپارك را تشكیل می داد و گرافیت تنها 10 درصد مصرف را شامل می شد.اما امروزه این درصد مصرف كاملا برعكس شده است.علت این تغییر در صنعت EDM (اسپارك)مزیت های گرافیت نسبت به مس است.
قابلیت ماشینكاری: قابلیت ماشینكاری تقریبا مهمترین عامل در تعیین جنس الكترود است.دربعضی از شرایط ماشینكاری مس بیش از 5 برابر ازماشینكاری گرافیت زمان می برد.چون مس تمایل به پوسته شدن ‌،ماسیدگی و پارگی دارد و نیازمند مقداری كار دست برای برداشتن پلیسه هامی باشد.از آنجاییكه مس تمایل به چسبندگی دارد،وقتیكه ماشینكاری ریب های باریك و قسمت های ظریف مدنظرباشد مس انتخاب خوبی نیست.همچنین مس مقاومت خوبی درمقابل نیروهای ماشینكاری و حرارت حاصل از اصطكاك نداشته و درحمل و نقل نیز ضربه پذیراست. اماگرافیت همانطوركه ذكرشد تا پنج برابر سریعترماشینكاری شده و نیازی به عملیات اضافی همچون پلیسه گیری ندارد.ضمن اینكه بخاطر داشتن جرم مخصوص بسیار پایین (1.8-1.6 ) سبك بوده و حمل و نقل آن راحت است.
نرخ براده برداری: MPR درعرف به سرعت براده برداری شناخته شده و منظوراز آن سرعت براده برداری از قالب یا جسمی كه بر روی آن ماشینكاری انجام می شود است.از آنجاییكه مس هدایت حرارتی بالایی دارد گرمای حاصل از فرآیند اسپارك به سرعت در الكترود پخش می شود.درنتیجه دمای الكترود بالا رفته و مقاومت الكتریكی آن افزایش می یابد بهمین علت انرژی بیشتری برای اسپارك لازم است.ازطرف دیگر انتقال حرارت گرافیت پایین تر از مس بوده و درمقابل تغییرات مقاومت الكتریكی پایدارتراست.درنتیجه انرژی لازم برای ایجاد جرقه اسپارك نسبت به مس كمتر است.این اختلاف در انتقال حرارت یك مزیت گرافیت به مس است خصوصا هنگامیكه نرخ برداشت مواد زیادی مدنظر باشد.
خوردگی الكترود: یكی از نگرانی های هراپراتور اسپارك خوردگی الكترود است ، زیرا خوردگی بیش از حد الكترود منجربه ساخت الكترود جایگزین میشود.باپارامترهای اسپارك مناسب میزان خوردگی گرافیت 1 درصد عمق براده برداری بوده درصورتیكه این درصد برای مس بیشتر است.نقطه ذوب این دو ماده بازگوكننده میزان خوردگی آنها درعملیات اسپارك است.نقطه ذوب مس ۱۰۰۰-1100 درجه می باشد كه در رده فلزات درجه پایینی محسوب میشود.برای رسیدن به حداكثرسرعت براده برداری نیاز به افزایش آمپربوده و الكترود مسی بسادگی نمی تواند گرمای تولید شده را تحمل كند.گرافیت گرچه نقطه ذوب ندارد اما در 3500 درجه تصعید میشود و با این نقطه مقاومت در برابر حرارت بالا میتوان با آمپر و سرعت بیشتری براده برداری نمود.
كیفیت سطح: اگرچه مس كیفیت سطح خوبی می دهد اما به تنهایی نمی تواند كاستی های عوامل تعیین كننده ای مانند زمان ماشینكاری راجبران كند.باگرافیت دانه ریز پرداخت سطح مشابه مس باسرعت بیشتر و خوردگی الكترود كمتر می توان بدست آورد.صافی سطح Ra۷ با الگوی اوربیتالی كه نیازی به پولیش دستی ندارد به راحتی قابل حصول است. علاوه بر مطالب ذكرشده از بحث مهم مالی نیز نمی توان بسادگی گذشت.گرافیت دارای جرم مخصوص 7/1-5/1 (بسته به میزان فشردگی ذرات آن)و مس دارای جرم مخصوص 9/8 می باشد.برای پی بردن به این مسئله كه كدامیك از این مواد جهت ساخت الكترود اسپارك بصرفه ترمی باشند این مطلب را با ذكریك مثال توضیح می دهیم:فرض را براین قرار می دهیم كه برای ساخت یك الكترود به یك بلوكه با ابعاد 100x۵۰x۵۰میلیمتر نیاز داریم:
وزن بلوكه مس 100x۵۰x۵۰x۸.۹/۱۰۰۰x۱۰۰۰=۲.۲۲۵ kg
وزن بلوكه گرافیت 100x۵۰x۵۰x۱.۶/۱۰۰۰x۱۰۰۰=۰.۴ kg
تا اینجای كار همه چیز به نفع گرافیت پیش می رود.یك بلوكه بسیار سبك و قابلیت حمل و نقل آسان.ولی وقتی قیمت هركیلو از این مواد را در اعداد بدست آمده ضرب كنیم داریم: (قیمت هركیلو از مواد بطور میانگین درنظرگرفته شده است)
مس 2.225x۶۰۰۰۰=۱۳۳۵۰۰ Rls گرافیت 0.4x۴۰۰۰۰۰= ۱۶۰۰۰۰ Rls
دراینجا به اختلافی جزئی خواهیم رسید كه ممكن است نظرها را نسبت به گرافیت كمی به گمراهی بكشاند اما وقتی هزینه های ماشینكاری را (درصورت استفاده از پیمانكار ارائه دهنده خدمات مثلا فرز CNC ) و یا حداقل زمان ماشینكاری (درصورت ساخت الكترود توسط خود شما)را در این معادله دخیل كنیم به اختلاف زمانی شاید تا 4 برابر در ماشینكاری بر روی مس برسیم.این مطلب را با ذكر یك مثال دیگر پی میگیریم. ساخت الكترود (فرضا با استفاده از فرز CNC وبامیانگین اجرت ساعتی ده هزارتومان) بر روی بلوكه های مثال قبل:
مس 12x۱۰۰۰۰۰=۱۲۰۰۰۰۰ Rls گرافیت 3x۱۰۰۰۰۰= ۳۰۰۰۰۰Rls
دراینجا می بینیم كه اختلاف بسیار زیادی بین این دو ایجاد شده و گرافیت با حداكثر امتیاز بر سكوی نخست می نشیند!! ضمن اینكه با توجه به ماندگاری و خوردگی كمتر الكترودهای گرافیتی نیاز به الكترود جدید حداقل به میزان 15-10 درصد كاهش می یابد كه بنوعی صرفه اقتصادی محسوب می شود. حال پس از پرداختن به مزیت های گرافیت بد نیست به ایرادات جزئی آن نیز اشاراتی داشته باشیم: تنوع گرافیت جامد بسیار زیاد بوده و هرنوعی از آن را نمی توان درجهت ساخت الكترود اسپارك استفاده نمود. امكان تشخیص گرافیت مناسب جهت ساخت الكترود بسیار مشكل بوده و دراغلب موارد فقط با ماشینكاری و اسپارك چند نمونه از آن می توان به كیفیت آن پی برد. ماشینكاری بر روی گرافیت با توجه به شكنندگی جزئی آن درابتدا كمی مشكل بوده،لیكن با رسیدن به سرعت دوران و پیشروی مناسب به سادگی كار باآن پی خواهید برد.(هرچند كه هرجنس جدیدی اعم از انواع فولاد،مس،آلومنیوم،برنج و .... نیز نیاز به تجربه و تعویض ابزار،پیشروی و سرعت دوران برای رسیدن به حالت ایده آل دارد. شركت بازرگانی و تجارت الكترونیك استوك ماشین با سابقه پنج ساله استفاده و فروش انواع گرافیت جامد، هم اكنون پس از آزمایشات بسیار و تستهای ماشینكاری و اسپارك با انواع دستگاههای EDM ایرانی و خارجی به نمونه ای از گرافیت، ساخت كشور آلمان، دست یافته كه حداكثر راحتی در ماشینكاری،كمترین خوردگی و بیشترین میزان پیشروی در اسپارك و حداكثر مقاومت در مقابل ضربه را دارا می باشد.این نوع گرافیت تاكنون مورد استفاده بیش از بیست شركت و كارگاه و برای ساخت الكترود حداقل پانصد قطعه خودروئی و غیرخودروئی قرارگرفته و میزان رضایت استفاده كنندگان آن طی نظرسنجی انجام شده طی یكسال گذشته بشرح ذیل می باشد:
راحتی درماشینكاری %98 - راحتی دراسپارك %91
كیفیت سطح ماشینكاری %100 - كیفیت سطح اسپارك %95
مقاومت درمقابل ضربه %92 - عدم خوردگی الكترود %98

خواهشمند است درصورت تمایل به استفاده از مشاوره رایگان و دریافت یك نمونه جهت تست به آدرس زیر مراجعه فرمایید:
http://stockmachine.blogfa.com/post-61.aspx

استفاده از گرافیت مایع در فرآیند تولید قطعات فورج
استفاده از روان كننده ها و باصطلاح (Lubrication) امروزه در اغلب صنایع مرسوم و ملزوم است.این نیاز در بعضی از صنایع مانند فورج بسیار فراگیرتر و غیر قابل چشم پوشی بنظرمی رسد.عملیات فورج در هر رده ای و برای تولید هرقطعه ای كه انجام پذیرد بدون استفاده از روان كننده ها تقریبا غیرممكن می نماید.بهتر است برای روشنتر شدن لزوم استفاده از روان كننده ها به فرآیند فورج نگاهی اجمالی داشته باشیم:
بیلت (مواد برش خورده جهت تولید قطعه) در كوره به دمایی درحدود ۱۰۰۰ درجه رسیده و پس از اكسیدزدائی بر روی قالب كه درحدود 200 درجه گرما دارد قرار میگیرد.پرس ،كه میزان تناژ آن به حجم و شكل قطعه بستگی دارد، بر روی بیلت ضربه وارد كرده و مواد گرم شده را به داخل حفره های قالب هدایت می كند. درهنگام ضرب زدن پرس كه بعضا ثانیه ای بیشتر بطول نمی انجامد اتفاقات زیادی بوقوع پیوسته است. قالب بر اثر جریان سریع مواد متحمل نیروی اصطكاك بسیار زیادی میشود. گرمای بیلت به همراه اصطكاك ایجاد شده و سرعت جریان مواد، قالب را دچارشوك حرارتی بسیار بالایی می نماید.پران نشدن به موقع قطعه و گیركردن آن درقالب زمان این شوك رابیشتر و اثرات مخرب بیشتری برجای میگذارد.این اثرات سو ء در صورت عدم استفاده از روانكار مناسب و تمهیدات پیشگیرانه بسادگی باعث شكستن قالب و ضررهای بسیار دیگر مانند قفل كردن پرس خواهد شد.
درپاره ای از شركت های كوچك و تولیدكنندگان قطعات غیرخودروئی دیده شده كه از روغن سوخته !! بجای گرافیت استفاده میشود كه البته نتیجه ای جز فرو بردن كارگاه در دودی غلیظ ندارد! گرافیت مایع كه برای استفاده می بایست آنرا به میزان اشاره شده توسط تولیدكننده آن با آب یا روغن مخلوط نمود، دارای مزایای بسیاری است كه به پاره ای ازآنها اشاره می كنیم:
1- جلوگیری از چسبیدگی قطعه به قالب
2- جلوگیری از ایجاد تنش های حرارتی درقالب و درنتیجه افزایش عمرقالب
3- بهبود كیفیت سطح قطعات
4- كم كردن اصطكاك و تسهیل جریان مواد درقالب
5- مقرون به صرفه بودن آن نسبت به سایرمواد با توجه به رقیق شدن آن با آب
6- مقاومت در برابر حرارت و عدم ایجاد دود موارد ذكر شده پاره ای از وظایف گرافیت مایع در فرآیند فورج بوده لیكن نوع و روش استفاده ازآن نیز پارامتری اساسی تلقی میشود.با توجه به تست نمونه های زیادی ازگرافیت های موجود در بازار ایران عواملی همچون وجود ناخالصی و نسبت رقیق شدن پایین (درحدود ده به یك ) بیشتر به چشم می آیند.
گرافیت مایع ارائه شده توسط شركت بازرگانی استوك ماشین ساخت كارخانه معتبر فوكس (FUCHS) آلمان و دارای كیفیت بسیار عالی می باشد. این محصول تاكنون توسط شركتهای معتبر تولید قطعات فورج همانند پارت سازان ،قطعات آهنگری خراسان ،مجتمع صنعتی هفتم تیر و ... مورد استفاده قرار گرفته و رضایت كامل از كیفیت آن اعلام شده است. بعنوان نمونه در تولید یك قطعه با نرم 5000 با استفاده از قالب پیش فرم ،با استفاده از این نوع گرافیت و با همان قالبها تعداد 12000 قطعه تولید شده و میزان تخریب قالب %50 دفعات گذشته تولید بوده است .ضمن اینكه گرافیت ارائه شده توسط شركت استوك ماشین به میزان بیست به یك با آب رقیق شده كه با توجه به سایر نمونه ها (ده به یك) ارزش ریالی آن دوبرابر سایر نمونه ها می باشد.هرچند كه قیمت هركیلو از آن با سایر نمونه ها تفاوت چندانی ندارد !!



ارسال توسط محسن حیدری
آخرين مطالب
کارت اعتباری ویزا

کتاب کسب درآمد از اینترنت در ۷ روز

آدرس مجازی خارجی برای گوگل ادسنس