三、电极材料的抛出(蚀除材料的抛出)
由于加热过程非常短促(10-7~10-8s),因此金属熔化、气化及工作介质的汽化都具有突然膨胀即爆炸特性。
被加热至熔化状态的材料被挤出或溅出(抛出),进入附近的工作液中而冷却。此时,随着放电过程的结束,
气泡(瞬时形成的气体分子团发展而成的气泡)内压力降低,甚至降至大气压以下,形成局部真空,
这使在高压下熔融的过热材料瞬时汽化沸腾,被熔化的金属又一次抛出。抛离的金属向四处飞溅,
绝大部分在工作中收缩成球状小颗粒,一小部分飞溅转移在两极表面上,还伴随有吸附、镀覆现象 。
四、极间介质消电离
一次放电结束后,极间介质应有消电离过程,即通道中的带电粒子复合为中性粒子,恢复介质的绝缘强度,
以免总是重复在同一处发生放电而导致电弧放电,这样可以保证按两极相对最近或电阻率最小处形成下一击穿放电通
道。
在加工过程中产生的电蚀产物(如金属微粒、碳粒子、气泡等)如果来不及排除、扩散出去,
就会改变间隙介质的成分和降低绝缘强度,脉冲火花放电时产生的热量如不及时传出,带电粒子的自由能不易降低,
将大大减少复合的几率,使消电离过程不充分,结果将使下一个脉冲放电通道不能顺利地转移到其它部位,而始终集
中在某一部位,使该处介质局部过热而破坏消电离过程,脉冲火花放电将恶性循环转变为有害的稳定电弧放电,同时
工作液局部高温分解后可能结炭,在该处聚成焦粒而在两极间搭桥,使加工无法进行下去,并烧伤电极对。
由此可见,为了保证电火花加工过程正常地进行,在两次脉冲放电之间一般都应有足够的脉冲间隔时间,
这一脉冲间隔时间的选择,不仅要考虑介质本身消电离所需的时间(与脉冲能量有关),
还要考虑电蚀产物排离出放电区域的难易程度(与脉冲爆炸力大小、放电间隙大小、抬刀及加工面积有关)。
到目前为止,人们对于电火花加工微观过程的了解还是很不够的,诸如工作液成份作用、间隙介质的击穿、
放电间隙内的状况、正负电极间能量的转换与分配、材料的抛出、电火花加工过程中热场、流场、力场的变化,
通道结构及其振荡等等,都还需要进一步研究。
§2-3 电火花加工中的一些基本规律
一、影响材料放电腐蚀的主要因素? :(电蚀量、蚀除量)
1.极性效应
电火花加工过程中,正负极都会受到不同程度的电蚀,即使是一对电极的材料相同,它们的电蚀量也是不同的。
?极性效应—由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象称为极性效应。
“正极性”加工—工件接脉冲电源正极,工具接负极。“负极性”加工—与“正极性”加工相反
从提高生产率和减少工具消耗的角度来看,极性效应愈显著愈好。当用交变的脉冲电流加工时,单个脉冲的极性效应
便相互抵消,增加了工具电极的损耗。因此,电火花加工一般都采用单向脉冲电源。
极性效应与电源的脉宽、脉间、脉冲峰值、电极对材料、工作液等因素有关。
2.电参数对电蚀量的影响(脉冲能量)
3.金属材料热学常数对电蚀量的影响
热学常数指:熔点、沸点(气化点)、导热系数、比热容、熔化潜热、气化潜热等。
当脉冲放电能量相同时,金属的熔点、沸点、比热容、熔化潜热、气化潜热愈高,电蚀量愈少,愈难加工。
导热系数愈大的金属,本身的蚀除量降低。
蚀除量与材料的导热系数及其它热学常数密切相关。
4.工作液对电蚀量的影响
从电火花放电的过程理解工作液的作用:①形成火花击穿放电通道,并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态;②对
放电通道产生压缩作用;③帮助电蚀产物的抛出和排除;④对工具、工件有冷却作用。
选择原则:介电性能好(绝缘性高)、密度和粘度大的工作液有利于压缩放电通道截面,提高放电的能量密度,强
化电蚀产物的抛出效应。目前电火花成型加工主要采用油类工作液。
选择种类:粗加工时,应采用脉冲能量大,加工间隙也较大,爆炸排屑抛出能力强的工作液,往往选用介电性能高、
粘度较大的机油。
中、精加工时,放电间隙较小,排屑比较困难,故一般均选用粘度小流动性好、渗透性好的煤油作为工作液。
油类工作液的缺点:
1、有味,高温下味大且有烟,工作环境恶劣。
2、易燃烧。
水基工作液:绝缘性和黏度低,对通道的压缩性差,易锈蚀机床。
目前常将水基工作液添加一些物质后使用。