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極材料的拋出
通道和正負極表面放電點瞬時高溫使工作液汽化和金屬材料熔化、汽化,熱膨脹產(chǎn)生很高的瞬時壓力。通道中心的壓力較高,使汽化了的氣體不斷向外膨脹,壓力高處的熔融金屬液體和蒸汽,就被排擠、拋出而進入工作液中。由于表面張力和內(nèi)聚力的作用,使拋出的材料具有較小的表面積,冷凝時凝聚成細小的圓球顆粒。
熔化和汽化了的金屬在拋離電極表面時,向四處飛濺,除絕大部分拋入工作液中并收縮成小顆粒外,還有一小部分飛濺、鍍覆、吸附在對面的電極表面上。這種互相飛濺、鍍覆以及吸附的現(xiàn)象,在某些條件下可以用來減少或補償工具電極在加工過程中的損耗。
實際上,金屬材料的蝕除、拋出過程比較復雜的,目前,人們對這一復雜的機理的認識還在不斷深化中。
石墨材料的電火花加工特性
電極損耗
石墨電極具有能承受大電流條件的特性,另外,在合適的粗加工設定條件下,含碳元素的鋼工件在加工時產(chǎn)生的蝕除物和工作液在高溫下產(chǎn)生的分解物中的碳顆粒,在極性效應的作用下,部分蝕除物、碳顆粒會粘附在電極表面形成一層保護層,保證了石墨電極在粗加工中的損耗較小,甚至是“零損耗”。電火花加工中主要的電極損耗量來自于粗加工,精加工設定條件雖然損耗率較高,但因零件預留加工余量不多即加工蝕除量較少,其總體損耗量也較少??傮w而言,石墨電極在大電流的粗加工中損耗會少于銅電極;在精加工中損耗可能會稍大于銅電極。
石墨材料的電火花加工特性
電極制作難度
石墨材料的機械加工性能好,切削阻力僅為銅的1/4,在正確的加工條件下,銑削加工石墨電極的效率是銅電極的2~6倍。石墨電極容易清角,可以將平時要由多個電極完成的工件設計成一個整體電極來加工。石墨材料獨特的顆粒組織結構,使得電極銑削成型后不會產(chǎn)生毛刺,對于復雜造型不便于去除毛刺的情況直接滿足使用要求,省去了人工對電極進行拋光的工序,避免了拋光導致的形狀改變、尺寸誤差等。需要注意的是,由于石墨是粉塵堆積物,銑削石墨時會產(chǎn)生大量的粉塵,因此銑削機床必須要有密封與吸塵裝置。如果需要使用電火花線切割加工石墨電極,其加工性能就不如銅材料了,切割速度相比銅慢約40%。
鎢銅合金電極的物理性能:含鎢量為50%~90%(質量分數(shù))的鎢銅復合材料綜合了鎢和銅的諸多優(yōu)點,具有高的強度與硬度,良好的導電與導熱性,低的熱膨脹系數(shù),良好的耐電弧侵蝕性,耐高溫氧化性及抗熔焊性等特點。然而,鎢銅雖是金屬中較好的電極材料,但其價格昂貴,一般用于小型精密加工。鎢銅也耐消耗,而且機加工銳角成型容易。其實,在早些時候,科研人員便發(fā)現(xiàn)了鎢銅復合材料作為電火花加工電極材料具有特殊的優(yōu)勢。