銅做為陰極板材在鑄件工廠的電弧研磨中被廣泛采用,。很多人認為只有在制做大型陰極且鑄件研磨要求相對較低或粗研磨時，硅板材才會成為候選考慮,。

現(xiàn)今,，在制造技術(shù)實力的歐洲，鑄件民營企業(yè)超過90%的陰極板材采用硅,。但在中國,，當(dāng)前大多數(shù)鑄件民營企業(yè)還是換用銅做為主要就的陰極板材。根據(jù)硅板材的優(yōu)點,，以下分析其電弧研磨的競爭優(yōu)勢與不足,。

1.硅板材的電弧研磨優(yōu)點

（1）振動研磨速率

硅是一種非金屬板材，沸點很高,，能忍受Villamblard的電阻預(yù)設(shè)前提,。當(dāng)振動面積與陰極體積縮沖高越大時，硅板材高效粗研磨的局限性越明顯,。硅的熱傳導(dǎo)常數(shù)是銅的1/3,，其振動過程中造成的電能可更有效地用于除去金屬板材,，因此在中、精研磨中,，其研磨工作效率也比銅陰極要高,。一般而言，在正確的采用前提下,，硅陰極的振動研磨速率要比銅陰極整體快1.5~2倍,。

（2）陰極耗損

硅陰極具有能忍受大電阻前提的優(yōu)點，另外,，在最合適的粗研磨預(yù)設(shè)前提下,，含碳元素的鋼鉆孔在研磨時造成的蝕除物和工作液在低溫下造成的降解物中的碳微粒，在陰離子效應(yīng)的作用下,，部分蝕除物,、碳微粒會黏附在陰極表層形成幾層隔熱，保證了硅陰極在粗研磨中的耗損很小,，甚至是零耗損,。電弧研磨中主要就的陰極耗損量來自于粗研磨，精研磨預(yù)設(shè)前提雖然耗損率較高,，但因配件留出研磨余量太少即研磨蝕除量較少,，其總體耗損量也較少。整體而言,，硅陰極在大電阻的粗研磨中耗損會多于銅陰極,；在精研磨中耗損可能會稍小于銅陰極。

（3）表層質(zhì)量

硅板材的微粒直徑約直接影響電弧研磨的表層溫度梯度,，直徑約越自力贏得更低的表層溫度梯度值,。幾年前采用微粒直徑約φ5 μm的硅板材，電弧研磨的表層只能達至VDI18（Ra0.8 μm）,，時至今日硅板材的微粒直徑約已能達至φ3 μm以上，電弧研磨的表層可平衡達至VDI12（Ra0.4 μm）或者更精巧的級別,。

銅板材的電導(dǎo)率較高,，組織結(jié)構(gòu)球狀，電弧精研磨易贏得平衡的研磨狀態(tài),，在較困難的前提下也能平衡研磨,，表層溫度梯度可小于Ra0.1 μm，能進行鏡片電弧研磨,。由此看來,，如果振動研磨崇尚極為精巧的表層，采用銅板材做陰極更加最合適,，這是銅陰極較硅陰極的主要就競爭優(yōu)勢,。但銅陰極在大電阻預(yù)設(shè)前提下,，陰極表層容易變得粗糙不堪，甚至出現(xiàn)裂紋,，而硅板材則沒有這方面的問題,，對于表層溫度梯度要求為VDI26（Ra2.0 μm）左右的型腔研磨，采用1個硅陰極即可完成從粗到精的研磨過程,，實現(xiàn)均勻一致的紋面效果,，表層不會有缺陷。另外,，由于硅與角蕨組織結(jié)構(gòu)的不同,，硅陰極表層振動的腐蝕點比銅陰極要規(guī)則，因此在研磨VDI20及以上相同表層溫度梯度時,，采用硅陰極研磨的鉆孔表層微粒度更加分明,，這種紋面效果要優(yōu)于銅陰極的振動表層效果。臥式研磨中心

（4）研磨精度

硅板材的熱膨脹常數(shù)小,，銅板材的熱膨脹常數(shù)是硅板材的4倍,，因此在振動研磨中硅陰極相比銅陰極不易發(fā)生變形，可贏得更平衡可靠的研磨精度,。尤其是在研磨深窄筋位部分時,，局部低溫容易使銅陰極發(fā)生彎曲變形，而硅陰極不會這樣,；對于深徑比大的銅陰極,，在研磨預(yù)設(shè)時還需要補償一定的熱膨脹值來修正體積，而硅陰極不需要,。

（5）陰極重量

硅板材較銅的密度要小,，相同體積的硅陰極重量僅為銅陰極的1/5�,？梢婓w積較大的陰極采用硅板材非常最合適,，極大地減輕了電弧研磨機床主軸的載荷，陰極不會因為重量大而導(dǎo)致裝夾不便,、研磨中造成偏擺位移等問題,，可見在大型鑄件研磨中采用硅陰極很有意義。

（6）陰極制做難度

硅板材的機械研磨性能好,，切削阻力僅為銅的1/4,，在正確的研磨前提下，銑削研磨硅陰極的工作效率是銅陰極的2~6倍,。硅陰極容易清角,，可以將平時要由多個陰極完成的鉆孔設(shè)計成一個整體陰極來研磨。硅板材獨特的微粒組織結(jié)構(gòu)，使得陰極銑削成型后不會造成毛刺,，對于復(fù)雜造型不便于除去毛刺的情況直接滿足采用要求,，省去了人工對陰極進行拋光的工序，避免了拋光導(dǎo)致的形狀改變,、體積誤差等,。需要注意的是，由于硅是粉塵堆積物,，銑削硅時會造成大量的粉塵,，因此銑削機床必須要有密封與吸塵裝置。如果需要采用電弧線切割研磨硅陰極,，其研磨性能就不如銅板材了,，切割速率相比銅慢約40%。

（7）陰極安裝與采用

硅板材的可粘結(jié)性好,，可以采用導(dǎo)電膠將硅與夾具粘結(jié)的方法銑削陰極,、振動研磨，可省去在陰極板材上研磨螺絲孔的工序,，節(jié)省了工作時間,。硅板材比較脆，特別是細小窄長陰極,，在采用中受到外力作用時容易折斷,，但可以馬上知曉陰極發(fā)生了損傷。如果是銅陰極則只會彎曲不會折斷,，這種狀況在采用過程中非常危險且難以發(fā)現(xiàn),，很容易導(dǎo)致鉆孔報廢。

（8）價格

銅板材是不可再生資源,，價格趨勢會越來越貴,，而硅板材的價格趨于平衡。近幾年銅板材價格不斷上漲,，而各大硅制造商不斷改進制做硅的工藝使其更具性價比競爭優(yōu)勢,。

目前全球知名的硅供應(yīng)商中不同供應(yīng)商有多種不同牌號的硅可供選擇。通常根據(jù)硅板材的平均微粒直徑約來分類,，微粒直徑約≤φ4 μm的定義為細硅,，微粒在φ5~φ10 μm定義為中硅，微粒在10 μm以上定義為粗硅,。微粒直徑約越小板材的價格越貴，可以根據(jù)電弧研磨要求與成本選擇最合適的硅板材,。臥式研磨中心

綜上所述,，在硅陰極的8項電弧研磨優(yōu)點中，其競爭優(yōu)勢明顯：

• 銑削陰極工作效率均明顯優(yōu)于銅陰極,；

• 振動研磨工作效率優(yōu)于銅陰極,；

• 大陰極重量輕,，非常適合；

• 體積平衡性良好,，薄片陰極不容易發(fā)生變形,；

• 銑削陰極沒有毛刺，自動化首選

硅板材的不足之處：

• 銑削陰極需要有專門的硅研磨機

• 不太適合VDI12（Ra0.4 μm）以下的精巧表層振動研磨,；

硅陰極板材的局限性將逐漸被國內(nèi)鑄件制造行業(yè)認識和接受,。正確換用硅陰極板材，并配合改進相關(guān)工藝環(huán)節(jié),，將為鑄件制造民營企業(yè)帶來高效,、低成本效益。