石墨应用领域广泛,但是石墨硬度高(莫氏硬度1.5-2,但微观结构脆)具有高硬度与脆性,因此加工难点是,加工时易崩角、边缘碎裂(尤其在薄壁或复杂结构)。
石墨加工,选择刀具很重要,如采用具或金刚石涂层刀加工石墨,刀具容易磨损,甚至引起结瘤和石墨崩碎,而选择加工石墨是很好的选择,可以提高刀具的耐用性和加工效率。
一、石墨加工专用PCD铣刀的核心优势
1、高硬度与耐磨性
PCD(聚晶金刚石)刀具的硬度远超石墨材料,可有效减少切削过程中的磨损,延长刀具寿命。例如,CDW302和CDW025材质的PCD铣刀因其混合粒度和高耐磨性,成为石墨粗加工与精加工的首选。
2. 加工效率与表面质量
PCD铣刀刃口锋利,切削阻力小,能实现高速加工(转速可达10000-20000r/min),适用于大批量生产。
力博SWM系列D20pcd铣刀在石墨开粗时仍能保证加工面光滑无毛刺。
3. 成本效益
相比硬质合金刀具,PCD铣刀寿命可延长数十倍,且支持返修换片服务,进一步降低使用成本。
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二、石墨加工专用PCD铣刀的材质与规格选择
1、推荐材质
- CDW302:混合粒度(2μm和25μm),兼顾耐磨性和刃口强度,适合粗加工。
- CDW025:25μm单一粒度,刃口质量高,耐磨性极佳,适用于精加工。
- CDW010:通用型材质,平衡韧性与耐磨性,适合复杂加工场景。
2. 刀具规格
- 刀杆式铣刀:直径范围φ10-φ50,适用于常规石墨零件加工。
- 式铣刀:直径可达φ63-φ160,适合大尺寸石墨板铣削。
- 非标定制:如三阶倒角刀、钻头等,可满足多工件同步加工或深孔加工需求。
三、应用场景与工艺优化
1. 典型应用领域
- 燃料电池石墨板:需高精度加工以保障导电性和密封性,PCD铣刀可高效完成双极板铣削与钻孔。
- 石墨电极与模具:用于电火花加工或3D热弯模具,可避免崩角和表面裂纹。
2. 工艺优化建议
- 切削参数:粗加工推荐高转速(3000-5000r/min)与大进给量,精加工需提高转速(10000-20000r/min)并降低进给速度以减少崩角。
- 加工策略:优先采用顺铣方式以减小振动,并配合吹气或吸尘装置清除石墨粉尘,延长刀具寿命。
- 几何角度设计:负前角(增强刃口强度)、适中后角(减少后刀面磨损)、优化螺旋角(平衡切削力与振动)。
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四、厂商推荐与典型案例
1. 力博SWM系列PCD刀具 ,经济通用
- SWM经济系列:提供钢基体焊接PCD刀具,内冷设计提升散热效率,支持φ10-φ160直径范围,适用于石墨、铜、铝等多材料加工。
- 非标定制服务:如三阶倒角刀可同时加工3块石墨,效率提升显著。
- 技术优势:寿命为硬质合金刀具的数十倍,基体韧性高,避免脆性断裂,适配高速加工中心,支持高精度批量生产。
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五、行业趋势与选购建议
1、技术趋势
- 涂层技术:纳米涂层PCD铣刀可进一步提升耐腐蚀性和表面光洁度。
- 智能化加工:结合石墨专用机床与自适应切削系统,实现加工参数动态调整。
2. 选购建议
- 匹配加工需求:根据石墨工件复杂度选择材质(粗加工用CDW302,精加工用CDW025)。
- 关注售后服务:优先选择提供返修换片、非标定制及技术指导的厂商(如力博刀具)。
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总结
石墨加工选择SWM系列PCD石墨刀,经济耐用,凭借其超硬耐磨、高效稳定的特性,已成为石墨电极、燃料电池组件等领域的核心工具,用户在选择时需综合考虑材质、规格、加工场景及厂商技术支持,以实现降本增效。
未来,随着涂层技术和智能加工的普及,PCD刀具在石墨加工中的应用将进一步扩展。