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微细电火花机加工使用的电极材料


微细电火花机加工使用的电极材料
  在微细电火花机加工中,使用微细电极后通常会增加单位面积的电火花机能量,造成较大的电极损耗,从而不易达到高精度加工的目标。此时可选择合适的电火花机加工参数,以减小单位面积的放电能量,但这样会延长加工时间;另外可使用低损耗的电极材料。微细电火花机加工中采用的电极材料主要有Cu、W、Cu-W和WC等,其中微细电火花机打孔和铣削加工中采用的电极主要是W或WC的棒或管。
  微细电火花机加工电极的耐损耗性时,采用的电极材料有Ag、Al、Cu、Fe、Mo、Ni、Pt、Ti、Ta和W。结果表明,沸点、熔点和热导率较高的电极材料损耗较小,其中加工不锈钢、纯Cu和纯Fe工件时W电极的损耗最小,Cu、Ag电极的损耗小于Fe、Ni电极,Al电极的损耗最大。
  用电铸Cu、Cu基复合材料电极进行微细电火花机加工,研究电极材料的抗电蚀性。在适当的电铸工艺条件下得到的材料具有很强的抗电蚀性,而当在电铸Cu溶液中加入较多纳米氧化镧添加剂时,得到的电铸Cu中出现了纳米氧化镧第二相,使材料的导电导热性能降低,削弱了它的抗电蚀能力。在电铸Cu溶液中加入微粉石墨,通过复合电铸得到Cu-石墨复合材料,这种材料是在Cu主体中引入微粉石墨,其微观形貌为Cu主体中均匀镶嵌着内核为片状石墨、外裹Cu的片状“微粒中心”。试验表明,含适量石墨的这种复合材料电极的抗电蚀性能比Cu好得多,分析认为,这是由于材料中的“微粒中心”在电火花机加工过程中综合了外层Cu的优良导热性能和石墨内核的储热与抗电蚀能力,且经过一段时间放电后露出的石墨内核起到了骨架的作用,可减少液体金属的飞溅。
  由于导电CVD金刚石膜作为电极材料时损耗很小,因而将其作为微细电火花机加工中的电极材料具有很好的应用前景。而且,用导电CVD金刚石膜作为电极电火花机加工同样的金刚石膜时,可以很好地控制后者的加工形状和尺寸,使其可以作为微细电火花机加工中不同形状的电极。

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