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中走絲線(xiàn)切割加工中模具表面變質(zhì)層的分析

閱讀:2158          發(fā)布時(shí)間:2011-11-3

中走絲線(xiàn)切割加工中模具表面變質(zhì)層的分析

中走絲線(xiàn)切割已在模具制造中得到廣泛應(yīng)用。然而,中走絲線(xiàn)切割加工時(shí)也會(huì)對(duì)模具表面造成某些負(fù)面影響,在線(xiàn)切割的瞬時(shí)高溫和工作液的快速冷卻作用下,模具表面經(jīng)線(xiàn)切割后會(huì)形成變質(zhì)層,使表面硬度下降,并產(chǎn)生顯微裂紋等弊病,嚴(yán)重影響模具的制造質(zhì)量和使用壽命,應(yīng)引起足夠重視。
   中走絲線(xiàn)切割一變質(zhì)層的形成
    中走絲線(xiàn)切割是利用瞬間放電能量的熱效應(yīng),使工件材料熔化、蒸發(fā)達(dá)到尺寸要求的加工方法。由于線(xiàn)切割的工作液多采用具有介電作用的液體,因此在加工過(guò)程中還伴有一定的電解作用。切割時(shí)的熱效應(yīng)和電解作用,通常使加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層,如表層硬度降低,出現(xiàn)顯微裂紋等,致使中走絲線(xiàn)切割加工的模具易發(fā)生早期磨損,直接影響模具沖裁間隙的保持以及模具刃口容易崩刃,縮短了模具的使用壽命。
    對(duì)于碳鋼來(lái)說(shuō),工件表面的熔化層(變質(zhì)層由熔化凝固層與熱影響層組成)在金相照片上呈現(xiàn)白色,有成為白層。它與基體金屬*不同,是一種樹(shù)枝狀的淬火鑄造組織,與內(nèi)層的結(jié)合也不甚牢固。它主要由馬氏體、大量晶粒極細(xì)的殘余奧氏體和某些碳化物組成。
   中走絲線(xiàn)切割二變質(zhì)層的影響因素
    1、工件材料的金相組織及元素成份由于電火花的放電作用,使工件材料表面層的金相組織發(fā)生了明顯的變化,形成不連續(xù)的。厚度不均勻的變質(zhì)層。它與工件材料、電極絲材料、脈沖電源和工作液等到參數(shù)有關(guān)。經(jīng)金相組織分析,變質(zhì)層中殘留了大奧氏體。在使用鉬絲電極絲和含碳工作液時(shí),經(jīng)光譜分析和電子探針檢測(cè),在變質(zhì)層內(nèi),鉬和碳元素的含量大幅度增加;而使用銅絲電極絲和去離子水的工作液時(shí),發(fā)現(xiàn)變質(zhì)層內(nèi)銅元素含量增加,而無(wú)滲碳現(xiàn)象。
    2、變質(zhì)層的厚度通常,變質(zhì)層的厚度隨脈沖能量的增大而變厚。因電火花放電過(guò)程的隨機(jī)性,在相同的加工條件下,變質(zhì)層的厚度往往是不均勻的,從有關(guān)試件所測(cè)得的變質(zhì)層厚度的數(shù)據(jù)表明,中走絲線(xiàn)切割電規(guī)準(zhǔn)對(duì)變質(zhì)層厚度有明顯的影響。例如:電極絲為黃銅絲,低速走絲(0.6m/s)加工電壓60V,電流5.,變質(zhì)層厚度zui大值為20.0μm,平均增為13.8μm。
    3、顯微硬度明顯下降,并出現(xiàn)顯微裂紋由于變質(zhì)層金相組織和元素含量的變化,使工件表面的顯微硬度明顯下降。例如在去離子水中進(jìn)行70HV下降到線(xiàn)切割加工后的670HV,通常在距表面十幾微米的深度內(nèi)出現(xiàn)了線(xiàn)切割的軟化層。同時(shí),表面變質(zhì)層一般存在拉應(yīng)力,會(huì)出現(xiàn)顯微裂紋。尤其是切割硬質(zhì)合金時(shí),在常規(guī)的電規(guī)準(zhǔn)參數(shù)條件下,更容易出現(xiàn)裂紋,并存在空洞。危害極大。
 

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