模具表面强化技术

魔神

    

　　放电堆积造型 　　

　　毛利尚武教授、斋藤长男教授和三菱电极名古屋制作所合作，在进行液中电火花放电表面改性处理时，在S45C钢上成功地堆积除WC厚膜(层)，并进行了将电火花堆积和电火花去除加工相组合对工件进行修复的试验。毛利尚武教授还用钨电极(Φ0.1mm)成功地进行了电火花堆积。日本名古屋工业大学早川伸哉波士等，通过计算钢打钢时正极和负极的温度分布，选择合适的电参数，使得工具电极的放电温度超过器材料的沸点，工件电极的温度在材料熔点和沸点之间，在空气中进行了电火花堆积造型试验。用此法在气体中电火花附着堆积出直径约140μm，高2.2mm的微细圆柱，工件和电极都是S45C钢，电极直径0.1mm，放电电流2.5A，脉冲宽度5μm，工件接脉冲电源负极，加工时间6.3h。 　　气体中放电电火花加工

　　日本东京农工大学国枝正典教授开展了气体中放电电火花加工和气体中线切割加工的研究。该方法使用管状电极中喷出，在工件与电极间隙形成绝缘介质，从而取代绝缘工作液进行电火花加工。此方法加工没有火灾隐患，不污染环境，电极损耗率非常低，放电加工时的反作用小，有利于微细加工，选择合适的气体，可使加工表面在凝固层(白层)非常薄。富山地方大学岩井等人还利用压缩空气作介质代替液体介质，通过放电修形、修锐金属基金刚石砂轮。结果表明，经过这样处理后的砂轮磨削性能同传统的修形方法几乎相同。这种方法可以修出曲线轮廓。

　　钛合金表面电火花放电着色 　　 日本大阪府立产业技术综合研究所的增井清德和难久开展了钛合金线切割放电着色和钛合金电火花放电着色的研究。线切割着色使用单向脉冲电源，工件接脉冲电源正极，工具电极丝接脉冲电源的负极，工作液为去离子水，电阻率为(1～20)×104Ω.cm。其着色原理是利用线切割的放电作用，在钛合金形成透明的氧化钛膜，由于光的干涉，不同厚度的氧化钛膜将得到不同颜色的干涉光，通过控制氧化钛膜的厚度就可进行不同的颜色着色。

　　反复拷贝法微细电极电火花加工 　　日本松下电气与东京大学增泽隆久教授合作开发生产GMG-ED82W型超微细电火花加工机床后，为解决高密度、大深径比、复杂形状微细孔、微细轴、销、冲头等的的加工问题，松下电气生产技术研究所的正本健、和田纪彦开发了先用WEDG加工法加工微细电极，然后用该微细电极加工出具有多孔的中间电极，在用中加电极加工除具有多个微细轴形状的工作电极。用这样的电极可以一次加工出多个小孔。姑且将其称为发反拷贝法微细电极电火花加工方法，即μEDMN加工法，其中μ代表微细，EDM代表电火花加工，n带便反复次数，即反复多次微细电火花加工。例如n=1,用WEDG加工法加工简单的圆柱微细电极；n=2，用生产的微细圆柱电极在薄板上加工多个微细孔；n=3，用薄板中间电极在大的圆柱棒或块状工件上加工出一体化的具有多个微细轴的工作电极，也可作为销或冲头等工具；n=4，用上述工作电极进行多孔同时加工。在n》2后，为了实现稳定电火花放电加工，在进给方向上要对间隙加上振幅数μm，频率为数+Hz的微振动。又如，用此方法在STAVAX不锈钢上加工了直径100μm、长度400μm和直径50μm、长度100μm公400个锥度2度的微细圆锥柱。

　　电火花加工放电位置可控形的研究 　　日本东京农工大国枝正典等人，在研究电火花加工放电位置检测技术原理的基础上，进行了放电位置的可控形研究。其试验原理基于对放电等效电路的分析，认为由于分布电感的存在，如果施加一个足够陡峭的高电压，则仅进点附近的电压较其它远离进电处的高压升高的快一些。也就是说，可以在纳秒数量级内获得优先击穿的几率。经过较为系统的实验研究，它们还发现，施加的高电压上升速度较快，控制效果也就越好；电极和工件中的分布电感越大，控制效果越好；最佳的高压机理放电延迟时间为略短于普通放电延迟时间。在线切割机床上的试验表明：在施加高电压的进展块附近的放电概率高于另一端。

　　这一研究进展对于电火花加工的过程控制可能带来非常深刻的影响，很有可能将过去被动的控制策略变成为主动控制策略，从而不必依赖延长放电停歇时间来保证间隙消电力，避免放电集中导致的拉弧等有害放电。这样不仅保证加工更加稳定。而且可以大幅度提高加工效率。