基于电火花加工方法的硅强化45钢工艺的研究

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1、《电加工与模具》$##"年第’期设计·研究基于电火花加工方法的硅强化!"钢工艺的研究张维平，叶国萍（大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁大连!!"#$%）摘要：以单晶硅作电极，用电火花成形机在煤油介质中对&’钢进行表面强化实验研究。分析了脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流、加工时间对强化层厚度的影响，并对强化层的显微硬度和耐磨性进行了分析。研究结果表明，合适的工艺参数和加工时间，能使工件的表面获得具有一定的厚度、较高硬度和耐磨性的强化层。关键词：电火花加工；单晶硅；表面强化中图分类号：()""!#$%&’()#*+*,()#%-./,0#$-0)1$20)*)1(.!"#$00+3/40&(

2、)56770$2(&*+,-./0121-.，30)4521-.（6,71,-8-190:;1<=5>(0?+-575.=，6,71,-!!"#$%，@+1-,）894$-/,$：A-<+02,20:，0B20:1C0-<;5>;4:>,?0;<:0-.<+0-1-.2:5?0;;D0:0C,E0D1<+;1-.70?:=;F<,7;171?5-,;070?<:5E0C,<0:1,7,-E&’;<007,;;4G;<:,<0C,<0:1,71-H0:5;0-05-I6J>5:C1-.C,F?+1-0K(+00>>0?<;5>247;0D1E<+，247;01-<0:9,7，20,H?4

3、::0-<,-E2:5?0;;<1C05-1-<0-;1>10E7,=0:,:0,-,7=L0EKM-E<+0C1?:5F+,:E-0;;,-E<+02:520:<=5>;<:0-.<+0-1-.7,=0:,:0,7;5,-,7=L0EK(+0:0F;47<;;+5D<+,<,?0:<,1-<=<+1?H-0;;’1-<0-;1>10E7,=0:,-E;,<1;>=1-.;4:>,?0N4,71<=D1<++1.+C1?:5F+,:E-0;;,-E.55ED0,:F:0;1;<,-?0?,-G05G<,1-0EG=2:520:2:5?0;;<1C0,-E2:5?0;;1-.2,:,C0

4、<0:;K:0’;(-&4：I6J；;1-.70?:=;<,7;171?5-；;4:>,?0;<:0-.<+0-1-.电火花表面强化工艺是指通过电火花放电将电溶于铁素体和奥氏体中，能提高&’钢的硬度和强度，同时，还可以提高抗氧化性、耐蚀性和耐磨性［Q］。因极材料熔渗进工件的金属表层，形成表面合金强化层，从而使工件表面的物理、化学和力学性能得到改此，研究用硅作电极对&’钢进行表面强化具有很重善［!，$］。日本的毛利尚武教授和斋藤长男教授［!］发要的实用价值。但是利用硅电极进行电火花强化可现，利用硅电极在煤油介质中对不锈钢进行表面强导致强化层的硅含量过高，使材料表面的塑性和韧性降低［R］，

5、因而需要合理选择工艺参数和掌握加工时化，可显著地提高不锈钢材料的耐腐蚀性，加工过的表面呈玻璃状的非晶态，结合强度很高。其他研究间来调整。我们采用单晶硅为强化电极材料，对&’成果也表明，利用硅电极做强化工艺可明显地提高钢进行了电火花表面强化工艺实验研究。通过实金属材料表面的特性。验，分析归纳了脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流和加工时间对表面强化层厚度和表面质量的影响规律。&’钢作为机械制造中常用的中碳钢，因其具有优良的性能，在工业领域得到了广泛的应用。随着!实验条件与方法工业生产的进一步发展，对各种生产设备主要工作实验基体采用&’钢，尺寸为$#CCS$#CCS部件的表面强度及耐磨性的要求也日

6、益提高，使原!$CC，将试样加热到R$#T保温!RC1-后水淬，有的硬度及耐磨性标准已不能满足使用要求。硅固$$#T保温%#C1-后空冷，然后用磨床磨平，再经收稿日期：$##"O#"O#’砂纸打磨。电极材料选用单晶硅，含硅量为第一作者简介：张维平，男，!P"&年生，副教授。PPKPPPPPU，制成尺寸为$#CCS$#CCS’#CC—$R—设计·研究《电加工与模具》&--4年第(期的电极。化层产生热疲劳而形成裂纹。使用!"#$%&型精密电火花成形机，选择不同图%是加工$(678时的强化层表面微观形貌。的工艺参数，在煤油中对’(钢进行正极性电火花表从图中可以看出，放电蚀坑分布均匀、形状规则

7、，为面强化实验。圆、浅的盘形，表面无微裂纹出现，且表面粗糙度值采用)*+,$--金相显微镜测量强化层的厚度。较低。因为电火花表面强化层是经多次放电所形成采用"./,%型高温金相显微镜对强化层的表面形的强化点的融合和重叠的结果，所以是由密集的圆貌和截面进行观察。通过0"1,&型多功能测试系盘状放电凹坑所组成的无方向性表面。这种表面形统进行磨损试验确定工件的抗磨损能力。貌对于改善工件表面的耐磨性是非常有利的。&实验结果与分析!2"加工时间对强化层的