Người ta phõn biệt ba nhúm vật liệu điện cực:
-Nhúm vật liệu kim loại: Đồng điện phõn, đồng- volfram, bạc- volfram, đồng thau và thộp.
-Nhúm vật liệu phi kim loại: Graphit.
-Nhúm vật liệu pha trộn kim loại- phi kim loại: Đồng- graphit.
Ngoài ra, cỏc vật liệu như: thộp, volfram, nhụm, molipđen, hợp kim cứng,… chỉ được sử dụgn làm điện cực trong một số ứng dụng đặc biệt.
Dưới đõy ta đi tỡm hiểu một vài vật liệu điện cực phổ biến nhất trong gia cụng tia lửa điện.
Trong nhúm vật liệu kim loại, thường dựng đồng điện phõn và đồng- volfram.
2.1 Đồng điện phõn:
Đồng điện phõn chứa ớt chất 99,92% Cu và tối đa 0,005% O2 . Khối lượng riờng: 8,9 g/cm3
Điểm núng chảy: 1083oC.
Điện trở riờng: 0,0178 Ωmm2/m.
Đồng điện phõn phự hợp để gia cụng thộp. Nú cú thể được dựng nhiều lần để gia cụng thụ hoặc gia cụng tinh. Việc gia cụng đồng điện phõn hầu như khụng cú khú khăn gỡ nhưng khú hơn graphit. Điện cực đồng điện phõn cần được khử ứng suất nội để trỏnh bị biến dạng do sự giải phúng ứng suất nội trong khi gia cụng tia lửa điện.
Ưu điểm:
- Điện cực đồng điện phõn cú độ hớt vật liệu cao và độ mũn nhỏ. Nhược điểm:
-Điện cực bằng đồng điện phõn nặng và cú độ dón nở vỡ nhiệt lớn.
-Điện cực bằng đồng điện phõn dễ bị biến dạng nờn khi làm việc điện cực mảnh dẻ thỡ điện cực khụng ổn định về hỡnh dỏng.
2.2 Đồng- volfram:
Đồng- volfram gồm (65ữ80)% W, cũn lại là đồng. Khối lượng riờng: 15ữ18 g/cm3
Điểm núng chảy: khoảng 2500oC. Điện trở riờng: 0,045ữ0,055 Ωmm2/m
Điện cực bằng đồng-volfram cú độ bền mũn cao là nhờ cú mặt của volfram, cú tớnh dẫn điện cao là nhờ cú đồng. Điện bằng đồng- volfram đạt được chất lượng bề mặt gia cụng tia lửa điện tương đương với điện cực đồng điện phõn, nhưng tớnh gia cụng kộm hơn.
Nhược điểm lớn của đụng- volfram là khối lượng riờng lớn và giỏ thành cao nờn kớch thước của điện cực bị giới hạn.
2.3 Graphit:
Graphit là cacbon tinh khiết với 0,1% tro. Khối lượng riờng: 1,6ữ1,85g/cm3
Điện trở riờng: 8ữ15 Ωmm2/m.
Độ bền gẫy: 200ữ700 kg/cm2
Graphit cú cấu trỳc gốm nờn nú cú độ bền hỡnh dỏng- nhiệt rất cao và hơn nữa , nú rất bền núng. Graphit cũng thớch hợp để gia cụng thộp. Khi gia cụng thộp, nếu graphit đầu cực dương sẽ cú độ mũn ớt hơn so với đồng.
Với đồng điện phõn, nếu tăng cường độ phúng điện thỡ luụn luụn gắn với việc điện cực bị mũn nhiều hơn. Nhưng ở graphit thỡ khỏc, nếu tăng cường độ phúng tia lửa điện thỡ mũn điện cực khụng đổi, chỉ khi dũng phúng tia lửa điện rất cao (trờn 200A) thỡ mới cú sự thay đổi mũn điện cực.
Ưu điểm của graphit:
-Graphit cú thể được gia cụng cơ một cỏch rất dễ dàng, và được chế tạo nhanh hơn đồng 10 lần.
-Do khối lượng riờng thấp nờn graphit trở thành vật liệu lý tưởng để làm cỏc điện cực lớn.
-Graphit cú độ bền nhiệt cực kỳ cao, khụng bị núng chảy ngay cả ở 3600oC. -Graphit cú độ bền xung nhiệt.
-Graphit cso tớnh dẫn nhiệt tốt, độ dẫn nhiệt là 10 μΩm. -Graphit cú độ dẫn nhiệt cao hơn nhiều kim loại.
-Độ gión nở nhiệt rất thấp, bằng 3.10-6/K và chỉ bằng 1/6 độ gión nở nhiệt của đồng điện phõn (17.10-6/K).
-Duới tỏc dụng của nhiệt trong quỏ trỡnh gia cụng tia lửa điện cỏc điện cực graphit vẫn giữ được hỡnh dỏng ngay cả khi cỏc điện cực cú thành mỏng và phức tạp.
Nhược điểm:
-Graphit dũn, làm yếu đụi chỳt quan hệ mài mũn ở gúc điện cực.
-Graphit khụng thớch hợp khi gia cụng tinh, do đạt độ nhỏm thấp. Graphit cú độ hạt càng nhỏ thỡ càng đắt.
2.4 Đồng- graphit:
Khối lượng riờng: 2,4ữ3,2g/cm3. Điện trở riờng: 3ữ5 Ωmm2/m. Độ bền gẫy: 700ữ900 kg/cm2.
Để pha trộn đồng- graphit, người ta dựng phương phỏp chõn khụng, trong đú đồng điền đầy cỏc lỗ hổng của graphit. Do vậy trong quỏ trỡnh gia cụng tia lửa điện, đồng cú xu hướng chảy ra khỏi cỏc lỗ hổng của graphit nờn chất lượng bề mặt gia cụng khụng được tốt như graphit.
Vật liệu điện cực đồng- graphit chỉ dựng cho những nhiệm vụ đặt biệt vỡ nú rất đắt, nhưng nú cú độ bền vững tốt hơn so với graphit nờn thường được dựng làm cỏc điện cực nhỏ cho cỏc chi tiết tinh xảo.