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極材料的拋出
通道和正負(fù)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(jìn)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(xì)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(bǔ)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(fù)雜的,目前,人們對這一復(fù)雜的機(jī)理的認(rèn)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(shè)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(yīng)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(hù)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(shè)定條件雖然損耗率較高,但因零件預(yù)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(jī)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(shè)計成一個整體電極來加工。石墨材料獨特的顆粒組織結(jié)構(gòu),使得電極銑削成型后不會產(chǎn)生毛刺,對于復(fù)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(jìn)行拋光的工序,避免了拋光導(dǎo)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(jī)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(zhì)量分?jǐn)?shù))的鎢銅復(fù)合材料綜合了鎢和銅的諸多優(yōu)點,具有高的強(qiáng)度與硬度,良好的導(dǎo)電與導(dǎo)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(jī)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(fù)合材料作為電火花加工電極材料具有特殊的優(yōu)勢。