目前市场上的氢燃料电池常采用的双极板主要包括石墨板、复合板以及金属板三大类,石墨板凭借着优良的特性成为市面上多数双极板的较好的选择。但是石墨因为自身性能特性的优越,也因此对其加工刀具性能要求较高,尤其是铣削和钻孔工序。
只有选择一把合适的加工刀具,才能大大降低加工成本,提升生产效率。选择合适的刀具前,应该先了解该材料在生产加工过程中会遇到的问题:
1、石墨是非金属材料,属于非均质脆性材料,由于其结构不均匀、多孔、较脆导致加工过程中容易崩边;
2、石墨板保证性能的情况下薄可以做到1.8mm,过薄因此在加工工程中容易发生变形和松动,装夹方式直接影响到石墨板加工过程中变形程度、表面垂直度等;
3、由于石墨板脆而薄,钻入和钻出工件时轴向力的突变,使得加工孔的直径和垂直度及孔质量难于保证,甚至出现崩边崩角,造成工件破损报废;
4、石墨粉尘易吸附于工件表面和刀具上,这样加速了刀具的磨损,影响工件已加工表面的质量。
目前市场上主要有高速钢刀具、硬质合金刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具和金刚石刀具、金刚石涂层刀具,其中陶瓷刀具和立方氮化硼刀具主要用于黑色金属材料的加工,所以不适合切削加工石墨件。剩余四类材质刀具可加工石墨,但高速钢刀具和硬质合金刀具由于自身硬度低,加工石墨时,石墨颗粒对刀具的磨损加剧,造成刀具刃口变钝,不适合用于加工表面质量和尺寸要求较高的石墨板。
石墨板钻孔时用的刀具材料应与石墨材料本身的硬度相适应,金刚石刀具因兼具基体韧性与耐磨性等良好的综合性能成为石墨板钻孔中的理想刀具形式。