隨著加工技術(shù)的發(fā)展,硬質(zhì)合金已被日益廣泛地用於工模具製造業(yè)中。但是,由於硬質(zhì)合金的材料性能與淬火鋼有較大差異,在電火花加工時(shí),呈現(xiàn)出一定的加工特性,在加工效率、電極損耗和表面微觀裂紋方面所出現(xiàn)的問題較淬火鋼更為突出。
目前,國(guó)內(nèi)硬質(zhì)合金電火花成型加工常用的工具電極材料是銅、鑄鐵和鎢銅合金,這三種電極材料的材料性能各有特點(diǎn),可用於不同的場(chǎng)合。銅 用作電極材料較多,且拉延性能好可用冷擠壓方法製造形狀較複雜的工具電極;鎢銅合金是一致公認(rèn)的耐熱性好的工具電極材料,但製造成本高,價(jià)格昂貴;鑄鐵在早期的閘流管脈衝電源時(shí)期就大量用作電極材料用於硬質(zhì)合金電火花加工,目前一些模具製造者在電晶體脈衝電源電火花機(jī)床上仍繼續(xù)使用。上述三種電極材料在硬質(zhì)合金電火花加工時(shí),電極損耗特性是不盡相同的。找出硬質(zhì)合金電火花加工規(guī)律,能為研製加工硬質(zhì)合金專用脈衝電源,提供一些資料,並對(duì)制訂電火花加工工藝,提高模具加工精度有一定的實(shí)用意義。
通過實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:
1、銅、鎢銅和鑄鐵三種電極材料在相同的條件下,鎢銅合金損耗最小,銅次之,鑄鐵最大。
2、銅作為電極加工時(shí),脈衝寬度和加工電流的改變對(duì)其損耗影響較大,隨著數(shù)值的增大( 尤其是加工電流) ,電極損耗也增大,而極性選擇對(duì)電極損耗的影響不明顯。
3、鎢銅合金作為電極加工時(shí),加工電流和極性選擇對(duì)其損耗有影響,而脈衝寬度的影響不大,隨著加工電流的增大,電極的損耗卻減小;電極正極時(shí),損耗大於負(fù)極性。
4、鑄鐵作為電極加工時(shí),脈衝寬度和加工電流的改變對(duì)其損耗的影響不大,但極性選擇對(duì)損耗影響較大,電極正極時(shí),損耗小,反之負(fù)極性,損耗大。
5、用銅作電極加工時(shí),在謀證加工穩(wěn)定的條件下,改變脈衝間隔,對(duì)電極損耗的影響不大。
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三種電極材料銅、鎢銅合金和鑄鐵中,銅的特點(diǎn)在於它具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能,鎢銅合金( 20 % 的銅與8 0% 的W 的機(jī)械混合物) 既有銅的優(yōu)良導(dǎo)熱性能,又有鎢高熔點(diǎn),高密度特點(diǎn),鑄鐵導(dǎo)熱率,密度均較低。因此,耐蝕性能鎢銅合金最好,銅次之,鑄鐵最差,這樣在加工硬質(zhì)合金時(shí),電極的相對(duì)損耗是不盡相同的。
從材料熱物理性質(zhì)來區(qū)分,鎢銅合金由於鎢的含量較大而具有熱陰極材料特點(diǎn),銅屬於冷陰極材料,鐵則介於兩者之間。作為熱陰極材料,鎢銅合金具有隨著溫度的升高,熱電子容易放出的性質(zhì)。當(dāng)它作陰極進(jìn)行放電加工時(shí),隨著電流的流過,溫度上升,放出的熱電子就增多,因而極間放電柱的電流密度就高,因此相對(duì)的電極(即工件) 被熔融除去的部分也就多,有助於工件的去除。這樣鎢銅合金作陰極時(shí),隨著功率管數(shù)的增多,峰值電流的增大,電極相對(duì)損耗比反而減小。
通過銅,鎢銅合金和鑄鐵三種電極材料作硬質(zhì)合金電火花加工的實(shí)驗(yàn)研究,可以得出以下結(jié)論
1、極性對(duì)電極損耗影響較大,不同的電極材料應(yīng)選擇不同的加工極性,鎢銅合金宜作負(fù)極。
2、在較小脈衝寬度下,由於不易促使保護(hù)膜的生成,難以實(shí)現(xiàn)電極低損耗。
3、加工電流對(duì)電極損耗影響較大,不同的電極材料隨加工電流的改變,其變化趨勢(shì)不
同;鎢銅合金隨加工電流的增大,電極損耗下降,而銅的電極損耗增大。
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