基于电火花加工方法的45钢表面强化研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要随着对电火花加工技术研究的日益深入，电火花加工技术的应用范围日趋广泛。利用该技术独特的加工原理，电火花加工技术已被成功应用到表面强化技术领域，并取得了一定的成果。目前电火花加工机床已成为工模具车间的必备设备。在我国经济条件不很发达的情况下，利用普通的电火花加工机床对导电材料进行表面强化，将成为一种极具应用潜力和经济价值的工艺方法。本文利用DM7132型精密电火花成型机，选用晶体硅作强化电极材料对45钢进行表面强化处理，深入的研究了表面强化层成份、形貌、性能和组织结构以及强化机理。通过分析实验数据，研究了峰值电流、脉宽、脉间和

2、加工时间等不同工艺参数对强化层厚度和表面质量的影响规律。用X射线衍射分析和电子探针等检测手段分析表明，强化层组织中含有硅、铁和碳三种元素，其中硅和碳两种元素的含量远远超过基体中的含量，并且从工件表面到基体按一定的梯度分布。电火花表面强化不是电极材料在基体上的简单涂覆，强化层实际为电极材料、工件材料以及工作介质电离出的离子在高温、高压下熔渗扩散、发生物理化学冶金过程而使工件表面重新合金化的结果。强化工件的显微硬度、耐磨性和耐蚀性实验表明，强化层显微硬度、耐磨性和耐蚀性均显著高于基体材料。通过实验分析表明，选择合适的工艺条件和加工时间，可获得具有一定厚度、

3、较高硬度、耐磨性和耐蚀性的强化层，使得工件的表面质量得到了明显的改善。关键词：电火花加工；表面强化；硅电极基于电火花加工方法的45钢表面强化研究Studyonsurfacestrengtheningof45steelbyEDMNDstractWimthedeepresearchofEDMtechnology．itisusedwidelytoday．BecauseEDMhastheuniqueprocessprinciple，itisalsobeingusedforsurfaces廿engtheningsuccessfullyandfavorablebe

4、nefithasbeenobtained．EDMmachinehasbecomerequisiteequipmentintheworkshopoftoolsandmoulds．Iftheelectric—materialcanbestrengthenedbyusingordinaryEDMmachine，itwillhavegoodpotentialapplicationsandeconomicalvalueontheconditionofunderdevelopmenteconomicinourcountry．Inthispaper，experime

5、ntsofsurfacestrengtheningprocessweremadewithsiliconcrystalaselectrodcmaterialand45steelassubstratcmaterialonDM7132precisionformingmachine．Andthedementdistribution,morphology,perfommceandnlemicro舭ofstrengtbening-hyeraswellasthestrengtheningmechanismhavebeenstudied．Throughtheanaly

6、sisofexperimentdata,thelawofinfluenceofstrengtheninglayerandsurfacequalityhasbeenstudiedunderdifferentprocessparameterssuchaspeakcurrent，pulsewidth，pulseintervalandprocessingperiod．BymeansofdetectionandanalysesoftheX-raydiffractionandEPMA,strengtheninglayercontainsSilicon，Fe玎oan

7、dCarbon．nlccontentofSiliconandFerroismuchmorethanthatofsubstratematerialanditisalsodistributedgradientfromthesurfacetosubstrateofworkpiece．111eelectricaldischargestrengtheningisnotonlyaprocessofelectrode’soverlayingonthesurfaceofworkpiece，butalsoacomplicatedphy’sicochemicalalloy

8、ingandmetallurgyprocessoftheelementscomingfromt