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分析中走丝线切割加工模具变质层形成的影响因

编辑: admin来源: 本站时间:2021-02-07
  中走丝线切割是利用瞬间放电能量的热效应,使工件材料熔化、蒸发达到尺寸要求的加工方法。由于线切割的工作液多采用具有介电作用的液体,因此在加工过程中还伴有一定的电解作用。切割时的热效应和电解作用,通常使加工表面产生一定厚度的变质层,如表层硬度降低,出现显微裂纹等,致使中走丝线切割加工的模具易发生早期磨损,直接影响模具冲裁间隙的保持以及模具刃口容易崩刃,缩短了模具的使用寿命。
   对于碳钢来说,工件表面的熔化层在金相照片上呈现白色,有成为白层。它与基体金属完全不同,是一种树枝状的淬火铸造组织,与内层的结合也不甚牢固。它主要由马氏体、大量晶粒极细的残余奥氏体和某些碳化物组成。
   中走丝线切割变质层的影响因素:
   (1)工件材料的金相组织及元素成份由于电火花的放电作用,使工件材料表面层的金相组织发生了明显的变化,形成不连续的。厚度不均匀的变质层。它与工件材料、电极丝材料、脉冲电源和工作液等到参数有关。经金相组织分析,变质层中残留了大奥氏体。在使用钼丝电极丝和含碳工作液时,经光谱分析和电子探针检测,在变质层内,钼和碳元素的含量大幅度增加;而使用铜丝电极丝和去离子水的工作液时,发现变质层内铜元素含量增加,而无渗碳现象。
   (2)显微硬度明显下降,并出现显微裂纹由于变质层金相组织和元素含量的变化,使工件表面的显微硬度明显下降。例如在去离子水中进行70HV下降到线切割加工后的670HV,通常在距表面十几微米的深度内出现了线切割的软化层。同时,表面变质层一般存在拉应力,会出现显微裂纹。尤其是切割硬质合金时,在常规的电规准参数条件下,更容易出现裂纹,并存在空洞。危害极大。
   (3)变质层的厚度通常,变质层的厚度随脉冲能量的增大而变厚。因电火花放电过程的随机性,在相同的加工条件下,变质层的厚度往往是不均匀的,从有关试件所测得的变质层厚度的数据表明,中走丝线切割电极丝对变质层厚度有明显的影响。例如:电极丝为黄铜丝,低速走丝(0.6m/s)加工电压60V,电流 5.,变质层厚度zui大值为20.0μm,平均增为13.8μm。
   中走丝线切割已在模具制造中得到广泛应用。然而,中走丝线切割加工时也会对模具表面造成某些负面影响,在线切割的瞬时高温和工作液的快速冷却作用下,模具表面经线切割后会形成变质层,使表面硬度下降,并产生显微裂纹等弊病,严重影响模具的制造质量和使用寿命,应引起足够重视。
   通过对中走丝线切割加工工艺的改进,大家可以减少和避免模具的表面变质层的产生,也大大提高了模具的质量,延长了模具的使用寿命,从而提升了产品质量,节省加工成本。
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