保護模具型腔表面的完整性，是EDM工藝的一個重要方面兴蒸。型腔表面光潔度的完整性盾饮，取決于EDM工藝中形成的熱蝕層，這其中包括了電極與工件之間發(fā)生的電火花轉移戏阅。而在這一轉移過程中肚乓，施加于工件上的電流會使金屬熔化和汽化，并在型腔內形成熱蝕層做法。若要了解EDM對表面完整性的影響案帆，必須首先了解型腔內產(chǎn)生的不同熱蝕層。EDM影響的不僅是金屬的工作面反饲，而且也包括其下層捎梢。

　　熱蝕層

　　受到EDM工藝影響的層面，被稱為金屬蝕變區(qū)堵闪。圖1所示的金屬蝕變區(qū)由兩個受到熱蝕的原料層構成：再鑄層(或稱白層)和熱影響區(qū)摹搂。 
 
　　白層是由于表面雖被加熱至熔融狀態(tài)，但溫度并不足以使熔融物進入沖模間隙并被沖洗掉而形成的涤玷。EDM工藝會改變這一層面的金相組織和其特性指佳，這是因為該層是在沖洗過程中，由無法去除的熔融金屬在絕緣液中迅速冷卻并在型腔中重新固化而形成的称几。

　　該層所包含的一些可去除的顆粒捏梯，卻在被沖洗出沖模間隙之前固化并重新沉積于表面稿施。由于白層含有大量碳，因此其結構明顯不同于基料某弦。這一富碳層是由于EDM工藝中桐汤，電極和絕緣液中含有的烴類發(fā)生降解而形成的，并在材料處于熔融狀態(tài)時滲入白層靶壮。

　　白層以下為熱影響區(qū)怔毛。該層由于經(jīng)過熱處理，因此富含碳的白層對其影響甚微腾降。但由于熱影響區(qū)未達到熔融溫度拣度，不足以改變材料結構，因此保留了母料中的金相組織螃壤。而熱影響區(qū)以下的原材料層不受EDM 工藝的影響抗果。

　　微裂紋

　　模具中產(chǎn)生的大量微裂紋，一直是模具生產(chǎn)商非常關注的問題奸晴。如圖3所示冤馏，白層中產(chǎn)生的微裂紋清晰可見。如果該層變得太厚寄啼，或未采用EDM精加工或拋光工藝將其去除逮光，微裂紋就會在一些用途中導致部件過早損壞。此外诬簇，這些微裂紋也會降低材料的耐腐蝕和耐疲勞性能蔬澜。所以，表面完整性應成為評價EDM技術特性的首要因素芜既，而該技術的主要目標也是要建立可以克服該問題的工藝條件阶糖。 
 
　　在EDM工藝周期中由于時間效應產(chǎn)生的熱應力，導致了微裂紋的形成庵锰。其深度一定程度上取決于EDM程序的控制秃练，而電火花強度的增大無疑會使白層變厚，并使型腔中的微裂紋數(shù)量增多经翻、尺寸變大写雾。很明顯，受EDM工藝影響的表面完整性如今可通過控制EDM的供電而予以控制竹砾。影響表面完整性的特定參數(shù)包括電壓、電流強度衩缘、時間效應和占空比吊违。通過控制這些參數(shù)，可以優(yōu)化工藝效率延都，并控制粗加工雷猪、半精加工和精加工階段的表面完整性睛竣。

　　由于EDM放電過程產(chǎn)生了白層和微裂紋，因此可以保守地認為其厚度取決于電火花的能量強度求摇。當電火花能量減小時射沟，我們就會看到在粗加工到精加工的工藝條件變化過程中，白層深度和微裂紋數(shù)量都逐漸減少了与境。

　　工件的特性

　　影響模具表面完整性验夯，不僅包括電火花強度，而且也包括被加工金屬的導熱系數(shù)摔刁。導熱系數(shù)高的金屬挥转，產(chǎn)生的白層通常比導熱系數(shù)低的要薄，而且微裂紋也少共屈。

　　這一現(xiàn)象是由于高導熱系數(shù)的金屬表面的能量耗散所致绑谣。據(jù)此，我們可以認為銅合金的高導熱系數(shù)和韌性拗引，會使熱影響區(qū)減小借宵，產(chǎn)生的微裂紋減少。相反椿烂，在采用導熱系數(shù)低的材料(如工具鋼)時策谅，由于在原料將能量釋放到周圍區(qū)域之前，火花區(qū)的電火花強度仍將保持較長時間优狡，因此會產(chǎn)生較厚的熱影響層和較多的微裂紋呻舆。

　　燃燒的碳化物會帶來另一問題，即模具材料會變得異常脆弱铣瞒，且熱裂解程度高于其它材料芯拇。有些人認為該材料的電導率高，但是含有碳化鎢或碳化硅顆粒的碳化物需要用鈷粘結劑進行粘劑腔资。正是這種具有高電導率的鈷粘結劑双漫，成為EDM工藝的影響區(qū)域，而非碳化物本身淡厦。電火花產(chǎn)生的能量刑吕，會使粘結劑裂開，從而使碳化物顆粒掉入沖模間隙旋乙。

　　表面光潔度和完整性

　　作為表現(xiàn)型腔質量的兩個不同因素端伪，表面光潔度和表面完整性都是模具所具有的重要特性。影響型腔內各個層面的機器參數(shù)装蓬，也同樣影響著表面光潔度著拭。

　　使用的電極材料是另一項影響因素。電極材料對型腔內各層面的表面完整性影響很小，但卻對型腔表面的光潔度起著重要作用儡遮。通過改善型腔的表面光潔度乳蛾，可以降低生產(chǎn)成本、交貨時間鄙币，并提供優(yōu)質模具肃叶。經(jīng)過EDM精加工的模具，可以直接在儲罐外使用;而其它模具由于需要拋光或刻蝕十嘿，因而產(chǎn)生附加成本因惭。采用高頻EDM程序，可以在電流強度低和時間效應短的情況下進行精加工详幽。電極材料的質量與EDM程序共同決定了加工效果筛欢。若不考慮EDM程序，則型腔的表面性能可反映出加工型腔的電極材料的質量唇聘。

　　材料所含的顆粒尺寸及相應的孔徑蝴勉，對于其具有良好的表面光潔度非常重要。若由于電極材料的結構而無法使模具具有特定的表面光潔度匿忿，則EDM設備在運行時就永遠無法達到所期望的表面光潔度生肖。

　　微觀結構差的電極材料(如顆粒形狀大或不規(guī)則)，會由于不同程度的磨損而使開腔表面變得不均勻执鲜。由于多型腔模具中的型腔表面光潔度應保持一致盘瞄，因此這種情況對該模具變得尤為關鍵。若采用石墨電極材料鲜伶，則應嚴格確保所有電極的質量一致裹侍。由于各個廠家提供的石墨牌號的耐磨損性不同，因此EDM設備有可能達不到程序設定的表面光潔度惨侍。這種情況驳鸿，在用各種電極材料生產(chǎn)或用EDM設備制造模具時頗為常見。

　　局限性

　　由于表面光潔度和表面完整性影響了模具質量箱充，因此必須了解EDM在這兩個方面的局限性动苍。盡管在當今的EDM工藝中，能采用標準技術和設備進行精密加工镰吆，然而在優(yōu)化工藝方面帘撰，常規(guī)手段還是壓倒了這些技術。

　　如果不知道如何計算白層厚度万皿、不了解電極材料對EDM工藝的影響摧找，那么對優(yōu)化工藝的嘗試可能會導致優(yōu)質部件性能下降甚至毀壞。

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