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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生的蝕除物和工作液在高溫下產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。
加工精度
石墨材料的熱膨脹系數小,銅材料的熱膨脹系數是石墨材料的4倍,因此在放電加工中石墨電極相比銅電極不易發(fā)生變形,可獲得更穩(wěn)定可靠的加工精度。尤其是在加工深窄筋位部分時,局部高溫容易使銅電極發(fā)生彎曲變形,而石墨電極不會這樣;對于深徑比大的銅電極,在加工設定時還需要補償一定的熱膨脹值來修正尺寸,而石墨電極不需要。
鎢銅合金電極的物理性能:含鎢量為50%~90%(質量分數)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,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。