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?这是金属加工（mwpub）公布的第篇文章

编者按

针对线切割加工硬质合金产物时呈现裂纹的景象，分离公司产物本质情状，经过调换线切割加工参数，对合金表层的宏观布局举办分析，在实验对照的根底上，找出影响裂纹的重要成分妥协决法子。

1弁言

当前在硬质合金被做为模具材料和耐磨零件产物的加工中，常采取电火花线切割工艺来加工尺寸小、形态繁杂、砂轮没法加工的工件表面，况且与保守法子比拟，可大大升高加功效率。在本质运用历程中，独特是在线切割加工布局繁杂的合金零件时，寻常只斟酌尺寸精度、表面毛糙度和临盆效率，每每漠视了对合金表层宏观布局地域的影响。本质情状是电火花线切割加工会对合金加工表层宏观布局形成较大的变动，进而对被加工的硬质合金工件自身本能形成较大影响。比年来在此方面有不少协商效果，指出电火花线切割加工模具产物表层会形成微裂纹等弊病，严峻影响所加工的工件自身的本能，协商人员在此根底上提议了响应的鼎新举措[1-4]。王兴盛等叙述了硬质合金材料的电火花线切割加工特色，经过在前两次切割采取复合切削液，着末精修采取石油做为处事介质，对硬质合金YG8举办了屡屡切割，工件表面毛糙度值Ra在1mm下列[5]。刘毅克凭借电火花放电加工道理，对电火花线切割加工硬质合金模具的实验成果举办详细分析，得出在放电电压、放电电流稳固的情状下，脉宽增长则放电能量亦增长，也许升高加功效率，但当脉宽增大到肯定值时则形成裂纹[6]。罗斌辉平分析了硬质合金样本刀具呈现的合金裂纹题目，针对或者影响裂纹的电加工工艺举办比拟赛验，在实验对照的根底上，找到了影响裂纹题目的重要成分妥协决法子，为临盆高原料的样本刀具供给了要紧的工艺技能支柱[7]。在上述协商根底上，本文分离前期协商效果及我公司硬质合金产物线切割加工本质情状，进一步分析线切割加工引发硬质合金产物呈现裂纹的机理，并经过变动电火花线切割加工电参数，对加工出的合金表层宏观布局布局举办分析，得出线切割电参数对合金表层宏观布局裂纹的影响情状，提议节减和防备裂纹形成的法子。

2裂纹形成机理

差别于寻常的切削加工，线切割加工时切割丝与工件并不直接来往，而是靠与工件间一直形成的脉冲性火花放电，欺诈放电时形成部分、刹时的高温把金属材料逐步蚀除[8]。火花放电在绝缘的液体介质（如乳化液）中举办。线切割加工时，放电区电流密度高达A/mm2，温度高达～℃，加注的介质液赶紧冷却，在电火花加工能量的影响下，材料表面形成非匀称的时变温度场，进而形成很大的热应力，且这类热应力具备较强的热冲锋性质。在电火花线切割加工中，加工表面骤热骤冷，材料胀缩不均，可形成很大的热应力，独特是加工一些硬脆材料（硬质合金、金属陶瓷等）和电参数取舍失那时，一旦热应力高出强度极限，工件表面便形成裂纹[9]。关于显微裂纹景象，体现为在电火花加工表面由于遭到刹时高温影响，并火速冷却而形成拉应力，每每在表面呈现显微裂纹，寻常裂纹仅在凝结层内呈现，惟有在脉冲能量很大的情状下（粗加工时）才或者平添到热影响层。工件采纳放电能量的巨细对显微裂纹的影响是独特显然的，能量愈大，显微裂纹愈宽、愈深；脉冲能量愈小，显微裂纹愈窄、愈浅，孔洞散布越少且小。不同工件材料随材料自身热导性质的变动体现出对裂纹的敏锐性也不同，硬质合金等脆性材料简单形成表面显微裂纹[10]。线切割放电如图1所示。图1　线切割放电凭借热应力模子，加入材料的热量巨细与应力峰值成正比，而此热量巨细在其余前提雷同的情状下与输入的电脉冲能量有直接瓜葛，输入功率越大，材料汲取的热量就越多。是以功率越大，应力越大，也就越易形成裂纹。在漠视能量流失的情状下，加工历程中对工件形成影响的能量也许简化为线切割放电脉冲能量[11]，为式中，W为脉冲能量（J）；U为停止刹时放电电压（V）；I为停止刹时放电电流（A）；t为工夫（s）；tk为放电延续工夫（脉冲宽度，s）。由此也许看出，线切割放电脉冲能量W与放电电压U、放电电流I和放电延续工夫即脉冲宽度tk呈比例瓜葛。声明在放电延续工夫（脉冲宽度）一准时，增长放电电压、放电电流会加重显微裂纹的形成和平添；当放电电压、放电电流固准时，增长放电延续工夫（脉冲宽度）会形成一样的成果。

3实验计划

硬质合金轴套具备优秀的硬度、杰出的耐磨损和抗侵蚀本能，被精深运用于采油摆设潜油电泵的电动机、离心泵、守护器和离别器轴等部件，比如滑动轴承套、电动机轴套、扶正轴承套、止推轴承套和密封轴套等，起到扭转支柱、扶正、止推和密封等影响。实验采取向例硬质合金轴套（见图2），材质为YG6，产物高度30mm，键槽宽度1.6mm、深度1mm。请求键槽显微裂纹深度＜20mm。加工达成后将样本制成合金金相样，举办SEM探测，调查合金加工表层显微裂纹的变动。图2　向例硬质合金轴套实验采取中走丝线切割摆设CTP，切削液为浓度8%的乳化液，切割丝为φ0.18mm钼丝，屡屡装夹1件加工，线切割加工参数见表1。表1　线切割加工参数

4实验成果

4.1脉冲宽度对合金表层微裂纹的影响1#～4#产物金相相片如图3～图6所示。也许看出，跟着脉冲宽度的减小，合金表层微裂纹逐突变小。脉冲宽度为40ms时，显微裂纹深度达15mm；而脉冲宽度为12ms时，根底没有微裂纹。图3　1#产物金相相片图4　2#产物金相相片图5　3#产物金相相片图6　4#产物金相相片4.2电流对合金表层微裂纹的影响5#～8#产物金相相片如图7～图10所示。也许看出，加工电流为3.5A时，裂纹深度为30mm以上；加工电流为2.8A时，裂纹深度为30mm；加工电流为2.4A时，裂纹深度为20mm；加工电流为2.0A时，裂纹深度为10mm。加工电流越大，裂纹深度越大。图7　5#产物金相相片图8　6#产物金相相片图9　7#产物金相相片图10　8#产物金相相片4.3电压对合金表层微裂纹的影响9#～12#产物金相相片如图11～图14所示。也许看出，在电流为2A、脉冲宽度为20ms、脉冲间为8倍脉冲宽度的情状下，加工电压为70～V，切切断面未觉察合金微裂纹，也便是说，在电流、脉冲宽度一准时，电压对合金微裂纹的影响水平不显然。图11　9#产物金相相片图12　10#产物金相相片图13　11#产物金相相片图14　12#产物金相相片4.4切割次数对合金表层微裂纹的影响13#～15#产物金相相片如图15～图17所示。也许看出，经过屡屡切割工艺加工，产物表面原料有显然改革，微裂纹深度显然减小。经过中走丝2次切割加工，产物呈现显微裂纹深度在15mm之内；经过中走丝3次切割加工，产物呈现显微裂纹深度在10mm之内。经过2次切割加工，即也许餍足当前硬质合金轴套产物微裂纹深度＜20mm的请求。图#产物金相相片图#产物金相相片图#产物金相相片

5结果语

电火花加工时，工件表面蒙受着冷热骤变带来的猛烈温度变动，这类变动具备速率快、幅值大的特色，使加工显现出猛烈的瞬态热冲锋历程的特点。在加工硬质合金等脆性材料时，要节减或防备裂纹的形成，从根底上说，一切低落应力幅值及那时变性即热冲锋的法子都是有用的。脉冲宽度和加工电流对合金表层微裂纹有显然的影响，脉冲宽度、电流越大，裂纹越深，而电压对合金表层微裂纹的影响不显然。脉冲宽度在12ms时未觉察微裂纹。由于电流在2A以上时，均呈现肯定水平的裂纹，因而在取舍电参数时，应防备取舍2A以上的加工电流。应采取顶峰值窄脉冲电参数，充足欺诈温度场的叠加效应，低落热应力的巨细及其冲锋性质，使工件材料以气相抛出，气化热大大高于凝结热，以带走大部份热量，防备工件表面过热。采取屡屡切割是节减和去除表面微裂纹的一种独特有用的法子。

参考文件：

[1]冯晓丹，张玉，张黔.线切割加工对模具处事表面的影响及后处置[J].模具产业，（9）：51-54.

[2]朱世根，郑飞.电火花线切割模具的增长回火工艺[J].材料热处置技能，（14）：80-82.

[3]付继业，潘修峰，丁辉.何如防备模具线切割开裂[J].汽车工艺与材料，（6）：42-43.

[4]李平和，黄晓民.模具电火花线切割加工断裂生效分析[J].建造技能与机床，（1）：-.

[5]王兴盛，刘志东，田宗军，等.电火花屡屡切割升高硬质合金表面原料的协商[J].航空精细建造技能，，45（4）：27-30.

[6]刘毅克，邹静.硬质合金模具放电加工工艺参数协商[J].轻金属，（7）：51-53.

[7]罗斌辉，熊友荣，陈全胜，等.样本刀刀具合金裂纹题目分析[J].对象技能，，42（1）：-.

[8]李明辉.数控电火花线切割加工工艺及运用[M].北京：国防产业出书社，.

[9]周继烈，凌湛，徐建中.硬质合金电火花加工裂纹个性分析[J].电加工与模具，（6）：19-22.

[10]南欢.电火花加工蜕变层对模具成形表面的影响[J].当代建造工程，（8）：75-78.

[11]北京《金属切削理论与尝试》编委会.电火花加工[M].北京：北京出书社，.

本文公布于《金属加工（冷加工）》年第6期第26~29页，做家：自贡硬质合金有限义务公司　颜娟，胡启明，苏伟，高建，原题目：《线切割加工参数对硬质合金裂纹的影响》。

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