电火花加工工艺对金属材料的影响

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摘要:金属模具因为其表面所具有的高硬度属性，其加工过程大多需要通过电火花加工完成。为了提高加工质量、优化加工工艺，详细研究了电火花加工工艺对金属材料表面的影响。通过对比电火花线切割所使用的割一修三法和磨削抛光法，综合分析对金属材料表面粗糙度、微观缺陷相关参数，从而获取电火花加工热应力对硬质合金表面的影响。旨在为未来金属材料加工和电火花加工工艺升级提供理论借鉴。

关键词:金属模具;高硬度;电火花

在现代工业化生产领域，随着科学技术和加工技术的不断提高，对金属加工模具的精度、硬度和综合使用强度等参数要求也在逐渐提高。硬质金属材料成为越来越多金属模具制造所使用的核心材料。但是其金属材料具有明显的高硬度、高耐磨性属性，并且金属模具自身的使用又对其金属材料表面光滑度等属性要求极高，所以传统常规的机械加工方法很难对其进行有效的机械加工。目前对金属材料模具的加工工艺大多使用电火花加工。而合金模具在加工过程中，金属材料表面很容易产生细裂纹，从而对金属产生直接影响。因此探究电火花加工工艺对金属表面的影响，从而寻找其解决办法具有非常重要的探究作用。研究表明，在进行电火花加工时，因为金属表面的能量作用，金属材料表面会产生不规则温度变化域，从而不断提高其热应力。这种热应力会产生强烈的冲击力，对金属表面裂纹产生影响。对此需要从打磨加工工艺角度，对其进行科学研究。［2］

1电火花加工参数仪器设置

为了详细研究电火花加工工艺对金属表面的影响性，采用实验探究的方式进行实际对比测试。研究金属选择现代金属模具制造领域常用的Cr12MoV材料。电火花设备选择闭路控制电火花线切割机床，电极丝材料选择为黄铜，直径为0．1毫米，其切割工艺参数如表1表2所示。

2影响结果分析

借助金属光学显微镜对金属样品进行5000倍以上观测。可以看出从第一组到第五组，其金属表面的细纹缺陷持续减少。因为切割材料热量的大小与切割热应力的最大值处于正比例关系，因此其热量在条件相同的情况下，与火花电源包括电流有直接关系。其电源电流输出功率越大，材料吸收的热量越多，其表面受到的热应力也就越大，越容易出现裂纹。此外在第一组试验样品中发现金属表面重铸层的出现，经过实际检测，重铸层有WC和Co组成。经过物理性测试，重铸层硬度和金属耐磨性均大幅度小于金属基体，对金属模具表面加工具有严重影响。在第五组样品中，没有明确的微观缺陷。切割表面问题的产生主要是由于WC和Co产生了严重的热膨胀现象，归其原因在于二者的热膨胀系数不同。在外部高温影响下，金属表面晶界热应力的出现以及其大小变化次数达到某种交点时，就会产生金属裂纹。另一方面，Co受到高温作用比WC先产生蒸发和去除，受到多重热能冲击后会产生孔洞破裂最终生成裂纹。

3结语

针对电火花加工工艺对金属表面影响进行研究，重点研究了其表面粗糙度和微观缺陷，获取如下结论:采用割一修三切割的方式对金属进行加工，其表面粗糙度会有所降低，金属表面细纹缺陷也会持续减少，但是不能完全消除，需要继续采用打磨工艺，消除金属表面明显微观缺陷。此外通过研究可以肯定，采用上述电火花工艺对金属表面强度影响较大，需要进一步提高其压应力。

参考文献:

［1］欧阳波仪．不同电极材料对电火花加工表面粗糙度影响的试验研究［J］．机械设计与制造，2017，5(11):146-148．

［2］王璟，祝锡晶，邹纯．工件超声振动对TC4钛合金快走丝电火花线切割加工表面质量影响的研究［J］．热加工工艺，2017，14(6):160-162．

作者:王迪 单位:淮安市高级职业技术学