2018年工程科学与技术国际期刊：不同材料电极对钛合金电火花加工影响研究

工程科学与技术，国际期刊21（2018）507完整文章不同刀具材料对钛合金Munmun Bhaumik，Kaduada Maity机械工程系，NIT Rourkela，Orissa 769008，印度阿提奇莱因福奥文章历史记录：2017年9月15日收到2018年3月13日修订2018年4月24日接受在线发售2018年保留字：电火花加工材料去除率重铸层钛6级合金刀具磨损率A B S T R A C T在这项调查中，已进行了比较研究，电火花加工（EDM）的钛6级合金使用不同类型的电极，即。铜黄铜和锌通过材料去除率（MRR）和刀具磨损率（TWR）对采用基于响应面法的面心中心组合设计（FCCCD）进行了实验设计。研究了脉冲时间、峰值电流、间隙电压和占空比等工艺参数对工艺性能的影响。对加工表面进行金相分析。与铜电极相比，黄铜和锌电极获得更高的材料去除率。铜焊条具有较少的工具磨损和较少的重铸层，其次是黄铜和锌焊条。©2018 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍现代制造技术是在材料不断增长的驱动下发展和发现新的工艺过程，其目标是实现远远超出传统加工工艺范围的性能。因此，为了实现加工效率以及表面质量，非常规加工工艺已经开发出来。Pecas和Henriques[1]研究了电极面积（铜电极）对传统和混粉电火花加工（PMEDM）表面质量分析的影响。他们报告说，粗糙度和凹坑宽度随着电极面积的增加而增加。Lee和Li[2]研究了放电电流、脉冲持续时间、间隙电压、脉冲间隔和冲洗压力在使用铜钨、石墨和铜电极的碳化钨电火花加工过程中的影响他们报告说，铜钨是加工碳化钨的合适电极，石墨电极获得的MRR最高，其次是铜钨和铜电极。Boujelbene等人[3]分析了X200Cr15和50CrV4在铜电极和石墨电极电火花加工过程中加工参数对表面特性的影响。选择白层厚度、磁电阻率、电阻率和显微硬度作为响应，输入电流、脉冲放电能量作为控制参数。他们表示，在较低的*通讯作者。电子邮件地址：munmunbhaumik@gmail.com（M.Bhaumik）。由Karabuk大学负责进行同行审查。脉冲持续时间和较低的放电电流，可以获得较薄的热影响区（HAZ），但MRR降低。Khan等人[4]采用负极性石墨电极预测了Ti-5Al-2.5Sn电火花加工过程中他们采用响应曲面法（RSM）设计实验，并考虑脉冲关断时间，脉冲导通时间，伺服电压和峰值电流作为工艺参数。他们的结论是，已经达到了令人满意的精度，所获得的模型可以成为一个准确的工具设置，使电火花加工过程的成本效益和效率。他们再次为EWR开发了相同合金的数学模型，考虑了相同的工艺参数，使石墨电极处于正极。他们报告称，所获得的模型成功预测了EDM性能特征（EWR），平均误差为5.74%[5]。进一步研究了用铜钨电极、铜电极和石墨电极加工Ti-5Al-2.5Sn的表面特性他们报告说，铜钨电极产生最好的表面光洁度，而石墨在较低的放电能量下产生最差的表面光洁度[6]。Choudhary等人[7]开发了一种新的模型，用于研究由铜、黄铜和石墨电极加工的电火花加工不锈钢316，以研究MRR和表面粗糙度（SR）。他们发现，与黄铜电极相比，铜电极的MRR较高。黄铜提供比铜电极更好的表面质量Jafferson和Hariharan[8]在AISI 304不锈钢的微放电加工（M-EDM）过程中使用不同类型的微电极（碳化钨、黄铜和铜）他们发现，使用钨合金，https://doi.org/10.1016/j.jestch.2018.04.0182215-0986/©2018 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestch508M. Bhaumik，K.Maity/Engineering Science and Technology，an International Journal 21（2018）507硬质合金焊条次之，黄铜焊条和铜焊条分别减少51%和35%碳化钨的MRR降低了55%，其次是黄铜和铜电极，分别降低了39%和34%Bai等人[9]在黄铜和铜电极加工45碳钢和W18 Cr 4V的过程中，进行了掺硅粉的近干式电火花加工（PMND-EDM）他们发现，在大多数放电条件下，黄铜电极和W18Cr4V工件获得更高的MRR。Batish等人[10]报道了不同刀具材料（石墨钨铜和黄铜）和工艺参数对模具钢（H11、HCHCr和AISI 1045）加工特性的影响。他们检查了材料迁移、表面形态变化、晶粒尺寸和加工后的微观应变。他们得出的结论是，钨铜电极提供了较高的MRR和过切，其次是石墨和黄铜电极，黄铜电极加工的TWR较低，其次是石墨和钨铜电极。Hascalık和Caydas[11]使用石墨、电解质铜和铝电极对钛合金（Ti-6Al-4V）进行EDM。推荐石墨电极具有较高的MRR、较低的TWR、较低的表面裂纹密度（SCD）。Ghamdi和Taylan[12]开发了MRR、工艺参数（即，脉冲开启时间、电流和脉冲关闭时间以及电极材料（石墨、铜和铝），使用ANFIS和多项式建模方法。Ali等[13]研究铍铜（BeCu）在EDM操作过程中的作用报告的MRR越高，实现更高的峰值电流值，Ti-5Al-2.5Sn钛合金采用直径为10 mm的圆柱形铜、黄铜和锌电极进行了焊接。表1显示了钛合金的化学成分，表2显示了工件和电极材料的性能2.2. 加工参数和实验计划在研究中考虑的加工参数是脉冲时间，峰值电流，间隙电压和占空比 。考 虑的输 出参数 是刀 具磨损 率（ TWR ） 和材料 去除率（MRR）。加工参数及其级别见表3。表4显示了Ti-5Al-2.5Sn钛合金的实验表工艺参数的选择应使工艺处于半精加工条件下。采用标准响应面法设计的电火花加工工艺称为面心中心复合设计。响应面（RSM）是一组数学和统计技术，用于建模和分析输入变量控制响应的问题，目标是在它们之间建立关系[14]。使用黄铜、锌和铜电极进行了总共3组实验（L31*3）。图1示出了EDM操作的实验设置。图2示出了加工后的工件-电极组合。使用以下公式计算MRR和TWR材料去除率工件的体积材料损失mm3mm更高的脉冲接通时间值。¼钛被称为难加工材料，加工时间最小10分钟常规机械加工工艺。因此，钛合金已成为工业生产的重要因素，刀具磨损率电极材料体积损失mm3mm研究和工作。Ti-5Al-2.5Sn是6级钛合金，在侧面这次调查是因为的其广泛率应用于汽轮机叶片、机身、压缩机叶片、喷气发动机、飞机发动机、结构件和导弹油箱¼表1加工时间最小20分钟电火花加工可以有效地加工钛合金，但选择合适的加工工艺参数是一个具有挑战性的任务，研究人员增加它的可加工性。文献综述表明，人们对不同类型电极的电火花加工性能进行了大量的研究但目前还没有关于电致放电的Ti-5Al-2.5Sn钛合金的化学成分。元素C Fe N O Al Sn H Ti% 0.02 0.16 0.02 0.012 5.1 2.6 0.009余额表2工件和电极的性能以Ti-5Al-2.5Sn钛合金为工件以及黄铜和锌作为电极材料。本文对Ti-5Al-2.5Sn钛合金的电火花性能密度（g/cm3）熔融温度（°C）导热系数（W/m.k.）特性是根据刀具磨损率（TWR）测量的，黄铜8.73 930 159锌材料去除率（MRR）考虑脉冲时间，峰值电流，租金、占空比和间隙电压作为工艺参数。一种基于面心中心复合设计的响应面方法学（RSM）设计了实验。2. 实验程序2.1. 材料选择Ti-5Al-2.5Sn钛合金属于钛合金组。这种材料具有一些优点，即i）低密度，其落在Al和Fe之间，并给出实验在ELECTRONICA-ELECTRAPLUS PS 50 ZNC型电火花加工机上进行。行政首长协调会的运作表3Ti-5Al-2.5Sn钛合金的切削加工参数及其水平工艺参数参数符号水平单元123峰值电流Ip101520一间隙电压VG405060V脉冲on时间不在100200300Ms占空比u607590%固定参数冲洗压力FP0.5KGF/cm2工作时间重量10min伺服灵敏度森6抗电弧灵敏度阿森5电火花加工（EDM）不同类型的工具材料，即钛64.4115707.7黄铜、锌和铜被用于调查。性能铜8.961084401M. Bhaumik，K.Maity/Engineering Science and Technology，an International Journal 21（2018）5075092222222表4Ti-5Al-2.5Sn钛合金实验台。运行编号Pt型块IP Ton Vg u1 1 1 10 100 40 602 1 1 20 100 40 603 1 1 10 300 40 604 1 1 20 300 40 605 1 1 10 100 40 906 1 1 20 100 40 907 1 1 10 300 40 908 1 1 20 300 40 909 1 1 10 100 60 6010 1 1 20 100 60 6011 1 1 10 300 60 6012 1 1 20 300 60 6013 1 1 10 100 60 9014 1 1 20 100 60 9015 1 1 10 300 60 9016 1 1 20 300 60 9017-1 1 10 200 50 7518 - 1 1 20 200 50 7519-1 1 15 100 50 7520-1 1 15 300 50 7521-1 1 15 200 50 6022-1 1 15 200 50 9023-1 1 15 200 40 7524-1 1 15 200 60 7525 0 1 15 200 50 7526 0 1 15 200 50 7527 0 1 15 200 50 7528 0 1 15 200 50 7529 0 1 15 200 50 7530 0 1 15 200 50 7531 0 1 15 200 50 75工件因此，MRR增加[2]。Ton增加，火花能量增加，导致更高的MRR。对于铜和黄铜电极，MRR随T_on的增加而增加，而对于锌电极，在200ms后，MRR开始下降。在较高的Ton下，等离子体通道扩大，导致放电能量密度下降。因此，MRR下降。随着Vg的增加，铜和锌电极的MRR增加，但黄铜电极的MRR最初增加，然后开始下降。Vg火花能量的增加导致MRR的增加。但在较高的Vg下，会出现剧烈的集中放电.结果，MRR恶化。MRR随着三个电极的占空比的增加而增加。这是因为u的增加，每个脉冲的火花能量增加导致更高的MRR。电火花加工的性能很大程度上受电极材料的热物理性质的影响[15]。总体而言，黄铜和锌电极实现了比铜电极更好的材料去除率。铜工具具有较高的热导率（401 W/m.k.）比黄铜（159 W/m.k.）和锌（116W/m.k.）个电极由于较高的热导率，热传导速率将更快。随后，与黄铜和锌电极相比，火花放电的点燃持续更短的时间。因此，由于较高的散热速率导致工件表面形成小而浅的凹坑，因此传递到工件的热量较少。因此，MRR下降。方差分析（ANOVA）用于检查二阶模型的充分性为了检验置信水平为95%的模型的充分性，概率（P）值应小于0.05。P栏中标记为“/”的项是值超过0.05的无意义项。表6-对于铜、黄铜和锌电极，不显著的拟合缺失值为0.156、0.619和0.260，这意味着模型与实验数据拟合铜、黄铜和锌电极的MRR决定系数（ R2）分别为98.19%、97.71%和95.48%用于将三个电极的MRR和工艺参数相关联的基于RSM的数学关系示出为方程：（3）MRR铜¼ 7： 24360Ω 0： 48656ω IP- 0： 01791ω Ton2-0： 05888ωs- 0： 30381ω Vg- 0： 01315ω IP0：00004ω TonFig. 1. 实验设置。0： 00014ω IPω TonωIPω Vg- 0： 00001ω Tonωs 0： 00014ω Tonω Vg0： 00126ωsω VgMRR黄铜1/4： 57384- 0： 81336ω IP- 0： 01690ω T开启0： 02343ωs3. 结果和讨论表5示出了通过铜、黄铜和锌电极加工的Ti-5Al-2.5Sn钛合金的实验结果0： 00001ω Ton- 0： 00033ωs2- 0： 00436ω Vg0： 00032ω IPωTonωIPω Vg< $0： 00015ω Tonωs< $0： 00004ω Tonω Vg-0： 00008ωsω Vg43.1. 工艺参数对MRRMRR锌沪公网安备31010502000112号0：0292ωTon 2-0： 3358ωs2在EDM中，熔化和汽化导致材料从工件上去除。 图 3显示了工艺参数对MRR的影响。峰值电流增加，所有阳极的MRR增加这是因为IP的增加，放电能量增加，这促进了熔化和蒸发。-0： 0978ω Vg 0： 0188ω IP- 0： 0001ω Ton0：0020ωs0： 0014ω IPω Vgð5Þ510M. Bhaumik，K.Maity/Engineering Science and Technology，an International Journal 21（2018）507图二. 使用未经处理的铜、黄铜和锌电极加工的钛合金。表5Ti-5Al-2.5Sn钛合金的实验结果。运行编号MRR（mm3 min-1）TWR（mm3 min-1）铜黄铜锌铜黄铜锌10.82511.02850.98200.829101.170933.605021.91431.45711.33760.971207.445544.305331.62411.24551.42840.889106.351038.005642.87532.10171.89111.1220111.115555.305351.18551.21250.95530.956403.865536.106462.10782.28641.98641.1405610.263749.815271.55632.05902.38300.932467.290939.904782.97113.69113.54671.3191011.536464.207290.57061.15630.93481.029105.636734.9224101.48222.06781.51331.151569.245853.3967111.65081.31251.71251.1149010.282341.3973122.91322.62412.04211.4478312.073367.4362131.34061.35810.96790.9664010.918551.7445142.42412.31342.59081.1562814.509776.4569152.60952.30192.04641.0327313.218865.6248163.83704.41013.63571.6391014.519293.2807170.71091.93481.50711.082737.745738.8347182.08133.06882.81891.3991012.036759.4313191.47211.55800.59100.980127.618342.6106202.74032.51701.21351.3152810.291054.6100211.40901.35711.53030.726128.545545.2072222.08702.42412.75010.8387311.291060.6050231.57311.29011.46820.750716.182029.2324242.27581.76972.11551.1052810.454748.7030251.76501.80481.83780.987469.281947.2102261.59802.05711.44681.024019.300144.6289271.78462.08001.69111.104609.263745.0137281.55751.76701.57100.985709.180144.0261291.80101.72411.36020.956639.381943.2186301.72501.94551.62500.726128.947742.5173311.76242.11201.78301.008609.300146.72313.2. 工艺参数对TWR的影响电极磨损是在电火花加工应用中增加主要关注的参数。为了确保高的加工精度，有必要知道增加的原因在电极磨损的工业角度来看。图4示出工艺参数对TWR的影响。增加的IP，放电能量增加，促进熔化和蒸发的材料从电极。因此，TWR激增。火花能量T的增加有助于产生更大量的热量，导致更多的热量传递到电极。因此，TWR变得更高。TWR随着Vg的增加而增加。作为M. Bhaumik，K.Maity/Engineering Science and Technology，an International Journal 21（2018）5075113.052.552.051.551.050.550.052.42.221.81.61.41.21铜黄铜锌10 1520峰值电流（A）铜黄铜锌32.521.510.5032.521.51铜黄铜锌100 200300脉冲开启时间（μs）40 5060间隙电压（V）60 75 90占空比（%）图3.第三章。峰值电流、脉冲时间、间隙电压和占空比对MRR的影响表6铜电极的MRR的 Anova源DF序列SS调整MSFP捐款百分比回归1414.74941.0535362.130.00098.19线性412.77870.2295213.540.00085.07IP16.16340.3420720.170.00041.03不在14.96680.3238919.100.00033.07u11.30910.019041.120.305*8.72VG10.33930.2253313.290.0022.26平方41.00740.2518614.850.0006.71IP *IP10.09990.2806016.550.0010.66Ton*T on10.78480.3772622.250.0005.22u*u10.01940.001380.080.779*0.13Vg *Vg10.10330.103316.090.025*0.69相互作用60.96330.160559.470.0006.41我P *T上10.08260.082564.870.042*0.55IP *u10.00110.001120.070.801*0.007IP *Vg10.00230.002320.140.717*0.015Ton *u10.00790.007890.470.505*0.052Ton *Vg10.30220.3022017.820.0012.01u*Vg10.56720.5672033.450.0003.77残差160.27130.016961.81失拟100.21570.021572.330.156*1.44纯误差60.05560.009260.37总3015.0206S = 0.130214 R-Sq = 98.19% R-Sq（adj）= 96.61%MRR（mm3 min-铜黄铜锌MRR（mm3 min-MRR（mm3 min-MRR（mm3 min-512M. Bhaumik，K.Maity/Engineering Science and Technology，an International Journal 21（2018）507表7黄铜电极MRR的方差分析。源DF序列SS调整MSFP捐款百分比回归1415.95081.1393448.680.00097.70线性413.20350.4094517.490.00080.87IP16.02210.9558640.840.00036.88不在13.40150.2882612.320.00320.83u13.29900.003020.130.724*20.20VG10.48090.4429418.920.0002.94平方41.02810.2570310.980.0006.29IP *IP10.34280.7456531.860.0002.10Ton*T on10.07270.013350.570.461*0.44u*u10.11950.014660.630.440*0.73Vg *Vg10.49300.4930421.070.0003.01相互作用61.71920.2865312.240.00010.53我P *T上10.40280.4028417.210.0012.47IP *u10.31970.3196813.660.0021.95IP *Vg10.10490.104944.480.050*0.64Ton *u10.86380.8637836.910.0005.29Ton *Vg10.02560.025621.090.311*0.16u*Vg10.00230.002340.100.756*0.014残差160.37450.023412.29失拟100.21790.021790.830.619*1.33纯误差60.15660.026100.96总3016.3253S = 0.152989 R-Sq = 97.71% R-Sq（adj）= 95.70%表8锌电极MRR的方差分析。源DF序列SS调整MSFP捐款百分比回归1414.64051.0457524.130.00095.48线性410.80930.6239114.400.00070.49IP13.96230.8531219.680.00025.84不在13.59150.8577419.790.00023.42u13.11680.6192414.290.00220.33VG10.13870.023370.0540.473*0.91平方42.39420.5985513.810.00015.61IP *IP10.63630.5734213.230.0024.15Ton*T on11.08551.6224637.440.0007.08u*u10.64700.5191411.980.0034.22Vg *Vg10.02540.025390.0590.455*0.17相互作用61.43700.239505.530.0039.37我P *T上10.00010.000110.010.960*0.00IP *u10.84670.8466819.540.0005.52IP *Vg10.07660.076621.770.202*0.49Ton *u10.49180.4917511.350.0043.21Ton *Vg10.01950.019460.450.512*0.13u*Vg10.00240.002360.050.819*0.02残差160.69340.043344.5失拟100.51450.051451.730.260*3.36纯误差60.17890.029821.17总3015.3339S = 0.208181 R-Sq = 95.48% R-Sq（adj）= 91.52%Vg增大，放电能量增大。增加占空比放电能量增加。在较高的u速率下，火花保持自身较长的时间，导致TWR增加TWR取决于工具的热物理性质和放电能量。获得良好刀具磨损特性的材料主要是具有高熔化温度的难加工材料。据观察，工具磨损与电极的熔化温度成反比 从比较图中可以看出，铜电极的TWR较低，其次是黄铜和锌电极。这是因为铜电极具有较高的熔化温度（1084 °C），其次是黄铜（930 °C）和锌（693 °C）电极。铜工具获得更高的导热率（401 W/m.（k.）比黄铜（159 W/m.k.）和锌（116 W/m.k.）个电极与其他两种电极相比，更高的导热性使热能够快速通过铜工具的主体传递随后，观察到铜电极的TWR最低。表9无意义的拟合值不足0.370，对铜、黄铜和锌电极的拟合系数分别为0.344和0.663，表明该模型与实验数据吻合较好。铜、黄铜和锌电极的TWR的决定系数（R2）分别为93.92%、99.84%和99.26%。用于将TWR与三个电极的工艺参数相关联的基于RSM的数学关系示出为Eq. （6）M. Bhaumik，K.Maity/Engineering Science and Technology，an International Journal 21（2018）507513见图4。 峰值电流、脉冲时间、间隙电压和占空比对TWR的影响。表9铜电极TWR的方差分析。源DF序列SS调整MSFP捐款百分比回归141.113660.07954717.650.00093.92线性40.693050.08146418.070.00058.45IP10.351070.16115135.170.00029.60不在10.147930.07720217.130.00112.48u10.027290.12645028.050.0002.30VG10.166760.0182224.040.062*14.06平方40.308300.07707417.100.00025.99IP *IP10.125580.14765532.760.00010.59Ton*T on10.001470.05480012.160.0030.13u*u10.166880.12556027.850.00014.07Vg *Vg10.014360.0143613.190.093*1.21相互作用60.112310.0187194.150.011*9.47我P *T上10.052930.05292911.740.0034.46IP *u10.018000.0180003.990.063*1.52IP *Vg10.005850.0058461.300.272*0.49Ton *u10.000770.0007680.170.685*0.07Ton *Vg10.020010.0200094.440.051*1.69u*Vg10.014760.0147623.270.089*1.24残差160.072120.0045086.08失拟100.049940.0049941.350.370*4.21纯误差60.022190.0036981.87总301.18578S = 0.0671398 R-Sq = 93.92% R-Sq（adj）= 88.60%6050403020100铜黄铜锌10峰值电流（A）15206050403020100铜黄铜锌100200脉冲开启时间300铜黄铜锌504030201004050间隙电压60铜黄铜锌7060504030201006075占空比（%）90TWR（mm3 min-1）TWR（mm3 min-1）TWR（mm3 min-1）TWR（mm3 min-1）514M. Bhaumik，K.Maity/Engineering Science and Technology，an International Journal 21（2018）5072222222表10黄铜电极的TWR的方差分析。源DF序列SS调整MSFP捐款百分比回归14244.50117.4644697.650.00099.84线性4217.4504.0500161.790.00088.79IP173.0660.504520.150.00029.84不在137.5676.7088268.000.00015.34u136.2591.129845.130.00014.81VG170.5582.9693118.620.00028.81平方43.6830.920736.780.0001.50IP *IP10.4521.081743.210.0000.18Ton*T on10.5520.21968.770.009*0.23u*u10.4481.174246.910.0000.18Vg *Vg12.2312.231189.120.0000.91相互作用623.3693.8948155.800.0009.54我P *T上13.7753.775150.800.0001.54IP *u10.0510.5112.040.173*0.02IP *Vg18.1108.109633.950.0003.31Ton *u15.4235.4233216.650.0002.21Ton *Vg10.8860.886135.400.0000.36u*Vg15.1245.1240204.690.0002.09残差160.4010.02500.16失拟100.2820.02821.430.344*0.12纯误差60.1190.01980.05总30244.902S = 0.158218 R-Sq = 99.84%% R-Sq（adj）= 99.69%%表11锌电极TWR的方差分析。源DF序列SS调整MSFP捐款百分比回归145429.84387.846152.520.00099.26线性44375.35133.51552.510.00079.98IP11870.4654.07121.260.00034.19不在1520.6648.91419.240.0009.52u1856.49219.62386.370.00015.66VG11127.7444.15917.370.00120.61平方4580.74145.18657.090.00010.62IP *IP1340.5135.17013.830.0026.22Ton*T on144.2225.89210.180.006*0.81u*u186.91144.20956.710.0001.59Vg *Vg1109.11109.10542.910.0001.99相互作用6473.7478.95731.050.0008.66我P *T上147.9647.96018.860.0010.88IP *u119.9519.9517.850.013*0.36IP *Vg159.5659.56123.420.0001.09Ton *u110.5310.5294.140.059*0.19Ton *Vg119.4219.4217.640.014*0.35u*Vg1316.32316.324124.400.0005.78残差1640.692.5430.74失拟1022.802.2800.770.6630.42纯误差617.882.9800.33总305470.53S = 1.59465 R-Sq = 99.26%% R-Sq（adj）= 98.61%%TWR铜<$-4： 09344- 0： 33397ω IP- 0： 00875ω T上 TWR锌< $186： 071- 6： 117ω IP- 0： 220ω T上-6： 323ωs0： 15173ωs4： 253ω Vg0： 00001ω Ton-0： 00098ωs2-0： 00074ωVg0： 003ω IPω Ton0： 00012ω IPωTonωIPω Vg< $0： 00004ω Tonω Vgω 0： 00020ωsω Vg<$6TWR黄铜¼-26： 8737 0： 5909ω IP 0： 0815ω Ton- 0： 4535ωs1： 1029ω Vg 0： 0258ω IP 0： 0030ωs2-0： 0093ω Vg-0： 0010ω IPω Ton- 0： 0008ω IPωs-0： 0142ω IPω Vg- 0： 0004ω Tonωs- 0： 0002ωTonω Vg 0： 0038ωsω Vg70： 001ω Tonωs3.3. 微观结构分析利用扫描电镜对Ti-5Al-2.5Sn钛合金切削加工后的表面形貌进行了研究。加工表面由磨粒、麻点、凹坑和表面裂纹组成。因此，加工表面具有不均匀的表面质量。裂纹是导致疲劳抗力下降的主要表面缺陷M. Bhaumik，K.Maity/Engineering Science and Technology，an International Journal 21（2018）507515以及材料的耐腐蚀性，特别是在拉伸条件下。图5示出了在15 A峰值电流、200 ms脉冲开启时间、75%占空比和50V间隙电压下由铜、黄铜和锌电极加工后的表面。从加工表面观察到，锌电极的凹坑直径和深度较大，其次是黄铜和铜电极。凹坑直径和深度越大，材料去除率越高。与黄铜和锌电极相比，铜电极加工的表面看起来更光滑。铜电极的裂纹长度较大。因此，铜电极的表面裂纹密度也较高，其次是黄铜和锌电极。由于在脉冲开/关期间产生的残余应力，在加工表面上产生裂纹[16]。图6显示了在15 A峰值电流、200m/s脉冲下时间，75%占空比和50 V间隙电压。与其他两种电极相比，锌电极观察到更宽的裂纹。随着裂缝宽度的增加，自由程变得更大[11]。因此，对于锌电极观察到较低的表面裂纹密度。图图7示出了在15 A峰值电流、200 ms脉冲接通时间、75%占空比和50 V间隙电压下由铜、黄铜和锌电极加工的表面上的重铸层。从图像中可以看出，与黄铜和锌电极相比，铜电极的重铸层似乎更薄，这是由于其更高的由于锌电极具有较低的热导率，因此传递到工件的热量将高于其他两个电极。因此，工件表面会产生更多体积的熔融金属，但电介质无法将熔融金属冲洗掉。因此，在冷却过程中，残留物作为重铸层积聚在机加工表面上。图五、钛合金表面由（a）铜，（b）黄铜和（c）锌电极加工而成见图6。 在15A IP、200m s Ton、75%u和50 V Vg条件下，由（a）铜、（b）黄铜和（c）锌电极加工的表面上的裂纹宽度。516M. Bhaumik，K.Maity/Engineering Science and Technology，an International Journal 21（2018）507见图7。 在15A IP、200m s Ton、75%u和50 V Vg下，在由（a）铜、（b）黄铜和（c）锌电极加工的表面上重铸层。4. 结论本文以Ti-5Al-2.5Sn钛合金为加工对象，研究了不同类型电极（铜、黄铜和锌）在电火花加工过程中的作用。根据面心响应面设计矩阵进行了实验研究。MRR和TWR是本研究的测量响应。通过以上工作，得出以下结论：1. 黄铜电极和锌电极的材料去除率高于铜电极。所有电极在20 A峰值电流下实现最高MRR。2. 铜电极的工具磨损较小，其次是黄铜和锌电极。在较低的峰值电流（10 A），较高的工具磨损率获得黄铜和锌电极。3. 铜表面比黄铜和铜电极产生相对光滑的表面。4. 铜焊条比其它两种焊条产生的裂纹宽度小，重铸层少。引用[1] P. Pecas，E.王志华，矽粉混合电介质对传统电火花加工之影响，国立成功大学机械工程研究所硕士论文。工具制造43（2003）1465-1471。[2] S.H.李祥平，放电加工碳化钨时加工参数对加工特性影响之研究，国立成功大学机械工程研究所硕士论文。 过程115（2001）344-358。[3] M. Boujelbene，E.拜拉克塔尔湾Tebni，S.B.陈文辉，电火花加工中加工参数对加工表面完整性的影响，硕士论文。Mater. Sci. Eng.37（2）（2009）110-116。[4] A.