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1、.基于线切割加工中模具表面变质层的分析newmaker电火花线切割 加工模具已在模具制造中得到广泛应用。然而，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。一 变质层的形成电火花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
2、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（变质层由熔化凝固层与热影响层组成）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。二 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
3、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、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，线切割电规准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 5.5A ，变质层厚度最大值为 20.0 m,平均增为 13.8 m。.3、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
4、工件表面的显微硬度明显下降。例如在去离子水中进行缁鸹咔懈罴庸螅 砻嬗捕戎涤上咔懈钋暗 ?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。三 显微裂纹的形成机理与预防措施线切割是利用放电热效应进行加工的，模具材料表面因放电产生高温而熔化，然后急冷产生变质层，变质层上常出现较多的显微裂纹，这种显微裂纹大多是由于金属从熔化状态突然急冷凝固，材料收缩产生拉伸热应力所造成的。不同的工件材料对裂纹的第三性也不同，硬脆材料容易
5、产生裂纹。工件预先热处理状态对裂纹的产生也有较大影响，加工淬火材料比加工淬火后为或退火材料材料容易产生裂纹，因为淬火材料硬脆，原始应力也较大。为防止模具表面产生显微裂纹， 应对钢材热加工 （铸、锻）、热处理直到制成模具的各个环节都要充分关注和重视，并采取相应的措施。在线切割加工前的热处理，应不免材料过热、渗碳、脱碳等现象；线切割时应优化电规准：1）采用高峰值窄脉冲电参数，使工件材料以气相抛出，气化热大大高于融化热，以带走大部分热量，避免工件表面过热； 2）有效地进行逐个脉冲检测，控制好集中放电脉冲串的长度，也可解决局部过热问题，消除显微裂纹的产生；3）脉冲能量对显微裂纹的影响极其明显，能量越大
6、，显微裂纹则越宽越深； 脉冲能量很小时，例如采用精加工电规准，表面粗糙度值小于 Ra1.25m,一般不易出现显微裂纹；工作液中的电蚀产物（如液渣等）常会导致集中放电，形成显微裂纹。此外，在线切割 加工中心 ，为了预防裂纹和变形，加工条件也应慎重选择，尤其是对于那些大型、 厚壁、形状复杂、 厚度不均匀的模具零件， 宜采用多次切割法，这是减少和去除表面缺陷的一种非常有效的方法。以及应选择叫平坦，易精加工或对工件性能影响不大的部位设置线切割的起始点，这也很重要。对于有些要求高的模具，可采用多种有效措施，在线切割加工后把表面变质层抛除、研磨掉，提高零件的表面质量。四 结语优化线切割加工的工艺方案，选择合理的工艺参数，以防止模具表面发生过热的现象，减少和避免变质层的形成，消除表面显微裂纹，对于提高模具制造质量和延长模具使用寿命均是十分有效的.