电火花表面强化技术是直接利用电能的高能量密度对金属模板
电火花表面修复和强化技术
电火花表面修复和强化技术目前，随着模具产业的不断发展及应用。
以及产品对模具的要求不断提高，越来越多的高端精密模具投入使用，在模具不断的使用过程中，不可避免的会出现对模具的伤害，诸如磨损、划伤、针孔、裂纹以及缺损等缺陷。
传统的修复设备再一定程度上，帮助客户对模具进行修复以节约成本。
但也不可避免的出现了一些问题，如修复模具后造成模具变形、硬度降低、内应力、沙眼、损伤甚至报废。
精密模修补冷焊机，利用高频电火花放电原理，对模具进行无热堆焊，以保证模具的完好性，也可以利用强化功能对模具进行强化处理，来实现模具的耐磨性、耐热性、耐蚀性等等。
设备工作原理当电极棒（焊条）在工作表面旋转，当某些部位间隙很小时，使主机放电回路形成通路。
在他们相互接触的微小区域瞬时流过电流，电流密度可达到105~106/cm2，而放电时间仅10-6~10-5秒，由于放电能量在时间上和空间上高度集中，在放电微小的区域内产生了约8000~10000℃的高温，使该区域的局部材料高能离子化，电极棒（焊条）在等离子冶金状态下高速转移到工件表面，并扩散进入到工件表层，形成冶金型牢固结合的沉积层。
主机电源放电周期为10-3~10-1秒，高频率的放电和电极棒（焊条）在工件表面的高速旋转扫描，可实现大面积高效率的沉积涂层。
为什么能实现“冷焊”（热输入低）？是因为放电时间（Pt）比放电间隔时间（It）短，放电间隔期间热量迅速扩散到工件的其他部分，因此热量不会集中在工件的处理部分，实现真正意义的冷焊。
为什么结合强度高？电极棒（焊条）瞬间被电弧离子化并转移到与其接触的工件上面，同时出与等离子电弧的高温（8000-10000℃）在工件表层下形成如盘跟错节般的坚固扩散层，因此结合强度高不会脱落。
精密模具修补冷焊机设备特点：¤设备先进可靠，德本土技术，国际水准大功率氩气保护，可时间工作。
¤旋转式自损电极，沉积、堆焊效率高，冶金结合、涂层质密。
金属表面处理的电火花加工技术
金属表面处理的电火花加工技术1. 前言电火花加工技术（Electrical Discharge Machining, EDM）是一种利用连续或断续的电火花放电来去除金属的非接触式加工方法。
该技术在金属表面处理领域具有广泛的应用，特别是在硬质合金、高速钢、淬硬钢等难加工材料的加工上表现出了显著的优势。
本文将从电火花加工的原理、工艺特点、应用领域等方面进行详细探讨。
2. 电火花加工原理电火花加工技术的基本原理是利用高压电源在工件和工具之间产生连续或断续的电火花放电，放电时产生的高温熔化金属和气体，在气压作用下迅速从放电通道中排出，从而达到去除金属的目的。
放电过程中，工件表面和工具表面都会形成一层熔融层，随着后续的冷却和固化，这层熔融层会形成一种特殊的微观结构，对工件的性能产生重要影响。
3. 电火花加工的工艺特点电火花加工具有以下几个显著的工艺特点：（1）非接触式加工：由于加工过程中不直接接触，因此适用于硬质合金、高速钢、淬硬钢等难加工材料的加工。
（2）加工精度高：电火花加工可以达到非常高的加工精度，加工表面质量好，适用于复杂形状的加工。
（3）加工效率：电火花加工的加工效率相对较低，但随着技术的不断发展和设备的更新，加工效率有所提高。
（4）加工变形小：由于是非接触式加工，加工过程中工件的变形较小。
（5）适用范围广：电火花加工适用于各种金属和非金属材料的加工，特别是在难加工材料的加工上具有显著优势。
4. 电火花加工的应用领域电火花加工技术在金属表面处理领域有广泛的应用，主要应用领域包括：（1）模具制造：电火花加工技术在模具制造领域有广泛应用，如冲压模、压铸模、塑料模等。
（2）航空航天：电火花加工技术在航空航天领域中，用于加工难加工材料，如钛合金、镍基高温合金等。
（3）汽车制造：电火花加工技术在汽车制造领域中，用于加工发动机部件、变速箱齿轮等。
（4）微细加工：电火花加工技术在微细加工领域有重要应用，如微细模具制造、微细零件加工等。
电火花表面强化工艺及设备分析
电火花表面强化工艺及设备分析摘要：电火花表面强化有助于提高机械零部件的表面质量，已被广泛应用于交通运输、电机电器等行业。
本文从电火花表面强化工艺的原理说起，简述该工艺的特点，并分析当今社会电火花表面强化设备的发展现状，最后总结该工艺以及设备的未来发展趋势。
关键词：电火花表面强化原理特点设备工艺表面工程是改善机械零部件表面质量的重要技术工艺，而机电设备许多零部件都非常容易磨损和腐蚀，如果提高表面质量，就会减轻磨损和腐蚀。
所以说，表面工程是改善机械零部件质量的关键。
电火花表面强化工艺是机械零部件表面工程的重要技术之一，具有设备简单、操作方便、成本低等优点，具有广阔的应用空间。
一、电火花表面强化工艺原理及特点1.原理将硬质合金作为电极材料，利用电容器在阴阳极之间产生能量，从而逐渐熔融阳极，将其涂抹至阴极，这样就形成了特殊性质的合金强化层。
该强化层具有高硬度、高耐磨和高抗腐蚀等优点，这样就能有效提高机械零部件的表面质量。
而一个完整的电火花表面强化设备主要由脉冲电源振动电源和振动器组成。
2.特点相比于其他表面强化工艺而言，电火花表面强化工艺具有以下五个特点：一、设备简单，操作方便。
其组成设备体积小，操作起来非常方便，操作人员可以根据实际情况灵活使用。
二、负面影响小。
火花放电的热作用只会对微小的局部区域产生一定的不良影响，不会对零部件产生较大损伤。
三、能对平面或是曲面零部件进行局部表面强化。
四、可以根据实际需要调节工艺参数，进而获得不同的强化强度。
五、由于强化层是电极材料和工件材料形成的合金材料，因而强度较高，使得零部件的耐磨性、抗腐蚀性等性能较好。
二、电火花表面强化设备发展现状电火花表面强化理论最早由苏联学者提出，并由中央电气科学研究院在1950年研发出уир系列电火花表面强化机，该强化机的应用效果不好。
1964年，研发出эφи系列电火花表面强化机，该强化机在工业领域得到广泛运用，强化效果好。
20世纪50年代后期，欧美等国着重研究电火花表面强化工艺，并研制成功众多效果良好的强化机，如：英国的SPARCARD、美国的TVNGCARB220，这两种强化机适用于刀具和模具的表面强化，功率较小。
电火花涂敷表面覆膜技术原理及应用
铜陵学院本科课程论文题目:电火花涂敷表面覆膜技术原理及应用院校专业科目现代表面工程技术学号姓名指导老师成绩2012年11月20日【摘要】:1943年，苏联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工，之后随着脉冲电源和控制系统的改进，而迅速发展起来。
电火花涂覆是直接利用电能的高密度能量对金属表面进行涂覆处理的工艺，英文简称EDM。
本文主要介绍了电火花加工技术的原理、特点、影响因素以及应用现状和发展前景。
【关键词】：电火花加工技术原理设备影响因素发展前景引言：电火花加工基于电火花腐蚀原理,是在工具电极与工件电极相互靠近时,极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温,使局部金属融化,甚至汽化,从而将金属蚀除下来的一门技术。
该项技术在20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产。
从最初只能去除折断在工件中的钻头、丝锥、切割硬质合金刀片开始，经过半个多世纪的发展，电火花加工现在已成为精密模具、复杂形状零件以及精密微小孔加工的重要装备，在航空航天、模具制造等领域获得了极为广泛的应用。
近年来，电火花技术的研究和应用日新月异，并在精密微细化、智能化、个性化、绿色环保化和高效化等方面获得了长足的发展一、电火花涂覆的基本原理及特点（一）技术原理电火花涂敷设备的最基本组成部分是脉冲电源和振动器，前者供给瞬间放电能量，后者使电极振动并周期地接触工件。
其工作原理图如图所示。
工作时，电极随振动器作上下振动。
当电极接近工件但没有接触工件时，电极与工件的状态如下图：图中箭头表示该时刻电极振动的方向。
当电极向工件运动而接近工件达到某个距离时，电场强度足以使间隙电离击穿而产生电火花，这种放电使回路形成通路。
在火花放电形成通路时，相互接近的微小区域内将瞬间流过非常大的放电电流，电流密度可达105～106A/cm2，而放电时间仅为几个微米至几个毫米。
由于这种放电在时间上和空间上的高度集中，在放小微小区域内会产生约5000～10000℃的高温，使该区域的局部材料融化甚至气化，而且放电时产生的压力使部分材料抛离工件或电极的基体，向周围介质中溅射。
模具型腔中表面强化技术的应用分析
模具型腔中表面强化技术的应用分析摘要：随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高，当前人们逐渐对模具制造行业的发展重视起来。
众所周知，模具型腔制作是我们在进行模具制作过程中的重点施工环节，而模具型腔表面强化就是其中的重中之重。
机械相关零件粗加工和机械相关零件细加工中的主要程序都是由模具成型来完成的。
对模具型腔表面强化技术进行科学合理研究，可以在一定程度上提高模具使用寿命。
关键词：模具型腔；表面强化技术；应用分析和探讨广义来讲，当前最为常用的模具使用类型包括塑性变形失效模具、磨损失效模具、疲劳失效模具和冷热疲劳失效模具以及断裂失效模具五种。
为了有效防止模具失效，我们应该对模具型腔表面进行强化，其中强化分为主要包括硬度强化、耐磨强化和耐腐蚀强化以及抗疲劳抗高温氧化强化措施等。
所以应在对模具材料进行正确全面选取之外还应该对模具型腔表面实施适当强化操作以保证模具制作效率。
本文从有关模具型腔表面强化方法和强化特点以及强化目的等方面进行分层阐述，并对模具型腔表面强化机理等作出解释。
1.模具型腔中表面工况概述根据对当前各种模具工况的研究与分析可以看出，其工作条件存在这很大不同，并且此时失效形式也是各不相同。
需要注意的是，在同一副模具上其损伤形式多种多样，此种损伤形式大多数情况是以交叉损伤形式产生的，并且其之间关系是相互联系且相互影响的，此时加速磨具会过早失效。
热作模具制作是当前我国模具生产中的重点生产环节，因为热作模具会受到负荷影响并会使其中的金属材料产生塑性变形状况，另外一种可能的情况就是会使温度较高的液体金属压铸得以成形且相对炽热非金属注射也会成型。
金属材料发生一定塑性变形时会对整体模具生产造成影响，一般来讲，固体金属材料塑性变形模具主要包括热锻模和热镦模以及相关热挤压模等。
模腔被破坏变形的主要原因是有模具生产中的实际生产环境所造成的，其同时也是相应成型部分可逆变形和成型部分磨损以及成型部分产生裂纹等。
电火花表面强化技术是直接利用电能的高能量密度对金属
电火花表面强化技术是直接利用电能的高能量密度对金属电火花强化工艺在刀具，模具和机械零件上的运用取得了明显的成效，还大量地应用于缺损，砸伤的模具，量具，精铸件和机械零件的周密修复上面。
电火花强化层与基体的结合专门牢固，可不能发生剥落。
因为强化层是电极和工件材料在放电时的瞬时高温高压条件下重新合金化而形成的新合金层，而不是电极材料简单的涂覆和堆积，而且合金层与基体金属之间具有氮元素等的扩散层，如用石墨电极则有表面渗碳的成效。
电极材料可依照用途自由选择，如以提高耐磨性为目的，能够选用YG/YT或YW类硬质合金，用YG8硬质合金强化Gr12、3Cr2W8V等合金钢，能形成高硬度，高耐磨，抗腐蚀的强化层，可使模具或机件的使用寿命提高1~3倍。
模具电火花强化工艺应用说明，电火花强化工艺应用在模具的强化和磨损件的周密修补方面能够取得专门明显的技术经济成效。
模具（机件）在磨损之后，利用电火花强化能使工件表面增厚的作用，能够进行周密修补，模具强化工艺要紧包括：强化前的预备、强化方法、强化后处理和强化工件的使用等四个方面。
1、强化操作前的预备①了解工件的工作性质和经强化后期望达到的技术要求，以便确定是否能够采纳电火花强化工艺。
就材料来说，一样碳钢，合金工具钢、铸铁等黑色金属通常都能够强化，而有色金属，如铜、铝是能够修补的，但专门难进行表面强化，关于模具来讲，本身要通过淬硬处理使其具有合格的硬度，电火花强化不可能代替热处理，电火花强化层尽管化较薄，只有0.05-0.1mm，但在专门多情形下，10-20微米，甚至几微米就能起良好的作用。
然而需要强化的表面假如差不多严峻缺损，就无法用电火花来进行修补和强化了。
比如，冷冲模具的配合间隙假如超差已达0.15mm以上，用FUSSEN200型冷焊机就不能使其修复。
此外，粗糙度要求专门细的工件，例如：薄片材料的冲模粗糙度要求在R.a0.3um以下，且配合周密要求专门高，这就要依照情形进行考虑了具工作表面的耐磨度和硬度，因此各类模具的磨损通常差不多上局部性的，易磨损的部分都能够作为强化的部位，对提高模具的使用寿命成效显著。
浅谈电火花加工在钛合金加工中的应用
浅谈电火花加工在钛合金加工中的应用摘要电火花加工技术已广泛应用于钛合金的加工，特别是对钛工件表面质量要求高或微细孔工件的加工，本文对电火花铣削、微细电火花加工、电火花加工钛表面合金化三种电火花在钛合金加工方面的应用进行了介绍，并提出在电火花加工过程中需要优选加工参数，并尽可能的提高加工精度和加工稳定性。
关键词电火花钛合金复合加工金属钛除具有极佳的强度重量比及耐蚀性，且其质轻、耐高温、疲劳强度大、非磁性、非毒性等性质，目前已被广泛运用，但是由于钛的导热系数低，线膨胀系数小，加工并不容易，采用传统车、铣等机械加工方式，不仅造成大量的刀具损耗，而且加工效率低，加工质量很难达到要求。
电火花加工是一种有效加工钛的方法，电火花加工是利用工具和工件（正、负电极）之间脉冲火花放电腐蚀的原理来除去多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的要求[1]。
电火花加工具有不受工件材料强度、硬度等力学性能的限制，工具电极与工件材料不接触，无宏观作用力，且工具的硬度可低于工件等特点，因此，该技术在加工复杂结构零件以及难切削材料方面具有独特的优势，本文着重论述电火花加工技术在钛合金加工中的应用。
1．电火花铣削工艺电火花铣削用在钛合金粗、中、精和镜面加工中，在加工过程中，向工件表面冲油，使放电腐蚀产生的碎屑能够用油及时地排出放电区域，增大了放电间隙，并保持其相对稳定。
进而细化了放电蚀坑，减少了二次放电和拉弧的机率，提高了加工质量。
同时碎屑的排除，使工件上的放电点增多，且均布于工件上，增加了加工效率。
同时在油的冲击压力下，采用碳质负极的加工过程中使电极表面的积碳现象无法形成，从整个加工效果来看，冲油电火花铣削钛合金很值得进一步研究。
2．微细电火花加工微细电火花加工是电火花加工的一个分支，一般是指用微小棒状电极加工或用线电极研磨微孔、微槽等微小结构的零件[1]。
微细电火花加工的原理与普通电火花加工并无本质差异，但由于其结构尺寸小、微细电极制作及安装困难、放电电流量难以控制等技术难点，应用受到了一定的限制[1]。
电火花表面强化
第一章电火花表面强化技术电火花表面强化理论最早由前苏联学者拉扎连科于1943年提出。
随后在1950年，苏联中央电气科学研究院成功研制出了уир系列电火花表面强化机，使该技术得以在工业上得到应用。
到了19世纪60年代中期，电火花技术在我国开始推广应用。
如今电火花强化技术已经广泛应用于航空航天、能源、军事、电力、医疗等众多领域。
1.1电火花表面强化原理电火花表面强化技术，也称为电火花沉积，电火花合金化等，它是一种表面处理技术，其原理是通过电火花放电将电极材料熔渗到工件表层，并与表层金属发生合金化作用，以得到结合牢固的强化层。
如图1-1为电火花强化表面原理示意图。
在工具电极和工件之间接上直流或交流电源，在振动器的作用下，电极与工件之间的距离周期性地发生变化，当两者之间距离很小时，空气被击穿并产生电火花，使电极和工件表面局部区域熔化，形成强化层。
1-1电火花表面强化原理示意图图1-2为电火花强化过程示意图。
如图可知电火花强化过程可分为三个阶段，即工具电极远离工件，工具电极与工件之间的距离达到火花放电的临界值，以及工具电极与工件接触短路。
当工具电极与工件之间距离较大时[如图1-2(a)]，电源将经过电阻R对电容C进行充电，此时无电火花产生。
在振动器的作用下，工具电极逐渐向工件表面靠近，当二者之间间隙达到一个临界值时[如图1-2（b）]，将发生火花放电。
此时产生的热量使工具电极和工件局部区域开始熔化甚至气化，并伴随发生一系列复杂的化学反应。
当工具电极继续向工件靠近并接触时[如图1-2(c)]，火花放电停止，从工具电极与工件接触点流过的短路电流，使该处持续加热。
由于振动器的下压，此时接触点还受到来自工具电极的压力，这有利于熔化了的材料之间相互粘结图1-2 电火花强化过程示意图，扩散，进而形成合金以及新的化合物。
当振动器向上运动时，将带动工具电极离开工件表面[如图1-2(d)]。
由于火花放电热影响区很小，故当工具电极离开工件后，工件的放电部位快速冷却。
电火花表面强化工艺
电火花表面强化工艺我跟你说啊，这电火花表面强化工艺，那可真是个很有意思的事儿。
我就见过那些个搞这个工艺的人，戴着厚厚的眼镜，眼睛紧紧盯着那些个设备，那表情严肃得就像在面对世界上最重要的事儿。
他们的手啊，在那些个操作台上熟练地摆弄着，一会儿调调这个参数，一会儿又检查检查那个线路。
周围的环境呢，到处都是那种金属的味道，还有设备嗡嗡作响的声音，就像一群小蜜蜂在耳边低声细语。
我就好奇啊，凑上去问他们：“这电火花表面强化工艺到底是咋回事儿呢？”有个师傅就转过头来，眼睛里带着那种对自己手艺的骄傲，慢悠悠地跟我说：“嘿，这你就不懂了吧。
这就是利用电火花的能量，在金属表面弄出一层强化层，就好比给金属穿上了一层超级铠甲。
”我听了就觉得特别神奇，又问：“那这层铠甲有啥用呢？”师傅就笑了，脸上的皱纹都挤到一块儿去了，说：“用处可大了去了。
这能让金属表面更耐磨，不容易被腐蚀，就像人的皮肤变得更结实了一样。
”我就站在那儿，看着那些个电火花在金属表面噼里啪啦地闪着，就像小闪电在跳舞。
这时候我就想啊，这小小的电火花竟然有这么大的能耐，能把那些个普普通通的金属变得这么厉害。
这就像我们人一样啊，别看有时候就是一个小小的改变，可能就会有大大的不同呢。
你看那些个金属，原本可能就是个容易生锈、不耐磨的家伙，经过这么一强化，立马就不一样了。
我越想越觉得这个工艺就像是一个魔法，那些个师傅就是魔法师，在他们手下，那些金属就有了新的生命。
我又在那儿看了好一会儿，看着那些个经过强化的金属部件被小心翼翼地拿出来，表面看起来好像和之前没太大区别，但我知道，它们已经变得强大了很多。
这就像是生活中的很多事情，表面上看起来平平无奇，但背后却有着不为人知的努力和神奇的变化。
这电火花表面强化工艺啊，真的是让我开了眼界，我对那些默默搞这个工艺的人也充满了敬意，他们就这么一点一点地，用这个神奇的工艺，改变着这个世界的小角落。
45钢表面电火花沉积强化层的组织与性能
第３２卷第１期２００８年１月机械工程材料ＭａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏＬ３２Ｎ０．１Ｊａｎ．Ｚ００８４５钢表面电火花沉积强化层的组织与性能张维平。
冯新（大连９／＿ｖ＿大学材料科学与工程学院，辽宁大连１１６０２４）摘要：利用电火花强化技术在煤油中对４５钢表面沉积硅，可形成一种高非晶含量的铁基非晶合金强化层，用ＳＥＭ、ＸＲＤ、ＥＰＭ等检测手段对强化层进行了研究。
结果表明：４５钢电火花强化层是反应合金化层，强化层各区域的组织均匀一致，强化相是由电极元素硅和基体元素铁以及煤油中的碳元素反应生成；强化层试样在５０ｇ／Ｌ的ＮａＣＩ溶液中耐腐蚀性能比基体有显著改善。
关键词：电火花沉积；强化层；非晶合金；阳极极化中图分类号：ＴＧｌｌ３；ＴＧｌ７４．４４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－３７３８（２００８）０１．．００７３－－０３ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ４５ＳｔｅｅｌＳｕｒｆａｃｅＳｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄｂｙＥｌｅｃｔｒｏｓｐａｒｋＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＺＨＡＮＧＷｅｉ－ｐｉｎｇ．ＦＥＮＧＸｉｎ（ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｔｉｌｉｚｉｎｇａｎｅｌｅｃｔｒｏ－ｓｐａｒｋｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，４５ｓｔｅｅｌｓａｍｐｌｅｓｓｕｒｆａｃｅｓｗｅｒｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄｂｙＳｉｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｎｋｅｒｏｓｅｎｅ，ａｎｄａｖｅｒｙｈｉｇｈａｒｎｏｒｐｈｃ，ＵＳｃｏｎｔｅｎｔＦｅｂａｓｅａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｗａｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｉｃ－ｓｐａｒｋｐｒｏｃｅｓｓ．ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙＳＥＭ．ＸＲＤａｎｄＥＰＭ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｈａｓｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓｍｉｃｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅａｎｄｉｓｆｏｒｍｅｄｂｙｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｏｆＦｅｆｒｏｍｔｈｅｍａｔｒｉｘ，ＳｉｆｒｏｍｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｎｄＣｆｒｏｍｋｅｒｏｓｅｎｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｉｎ５０ｇ・Ｌ－１ＮａＣＩｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｇｒｅａｔｌｙｔｈａｎ４５ｓｔｅｅｌＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｐａｒｋｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｓｕｒｆａｃｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ；ａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｌｏｙ；ａｎｏｄｉｃｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ０引言４５钢的综合性能很好，在工程上有着广泛的应用。
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电火花表面强化技术是直接利用电能的高能量密度对金属电火花表面强化技术是直接利用电能的高能量密度对金属表面进行强化的工艺, 它是经过电火花放电的作用, 把作为电极的导电材料熔渗进金属工件的表层, 从而形成合金化的表面强化层, 使工件表面的物理, 化学性能和力学性能得到改进。
例如: 采用WC 、TiC 等硬质合金电极材料强化高速钢和合金工具钢材料的工件, 强化表面能形成显微硬度1500HM 以上的耐磨, 耐蚀和其有红硬性的强化层, 使工件的使用寿命明显提高, 在700-800 摄氏度的高温下强化层仍具有很高的硬度, 耐磨度。
电火花强化工艺在刀具, 模具和机械零件上的运用取得了明显的效果, 还大量地应用于缺损, 砸伤的模具, 量具, 精铸件和机械零件的精密修复上面。
电火花强化层与基体的结合非常牢固, 不会发生剥落。
因为强化层是电极和工件材料在放电时的瞬时高温高压条件下重新合金化而形成的新合金层, 而不是电极材料简单的涂覆和堆积, 而且合金层与基体金属之间具有氮元素等的扩散层, 如用石墨电极则有表面渗碳的效果。
电极材料可根据用途自由选择, 如以提高耐磨性为目的, 能够选用YG/YT 或YW 类硬质合金, 用YG8 硬质合金强化Gr12、3Cr2W8V 等合金钢, 能形成高硬度, 高耐磨, 抗腐蚀的强化层, 可使模具或机件的使用寿命提高1~3 倍。
模具电火花强化工艺应用表明, 电火花强化工艺应用在模具的强化和磨损件的精密修补方面能够取得很明显的技术经济效果。
模具（机件）在磨损之后, 利用电火花强化能使工件表面增厚的作用, 能够进行精密修补, 模具强化工艺主要包括: 强化前的准备、强化方法、强化后处理和强化工件的使用等四个方面。
1 、强化操作前的准备①了解工件的工作性质和经强化后希望达到的技术要求, 以便确定是否能够采用电火花强化工艺。
就材料来说, 一般碳钢, 合金工具钢、铸铁等黑色金属一般都能够强化, 而有色金属, 如铜、铝是能够修补的, 但很难进行表面强化, 对于模具来讲, 本身要经过淬硬处理使其具有合格的硬度, 电火花强化不可能代替热处理, 电火花强化层虽然化较薄, 只有0.05-0.1mm, 但在很多情况下, 10-20微米, 甚至几微米就能起良好的作用。
然而需要强化的表面如果已经严重缺损, 就无法用电火花来进行修补和强化了。
比如, 冷冲模具的配合间隙如果超差已达0.15mm以上，用FUSSEN200型冷焊机就不能使其修复。
另外, 粗糙度要求很细的工件, 例如: 薄片材料的冲模粗糙度要求在R.a0.3um以下,且配合精密要求很高，这就要根据情况进行考虑了具工作表面的耐磨度和硬度, 因此各类模具的磨损一般都是局部性的, 易磨损的部分都能够作为强化的部位, 对提高模具的使用寿命效果显著。
例如: 冷冲模在冲载过程中受到工件的反作用力和卸料, 顶料时的摩擦力, 在这些力的作用下, 使凹模, 凸模的刃口附近产生磨损, 因此, 冷冲模的主要强化部位是包围刃口的侧面 A 和端面 B 。
冲头凹模②一般a取3~5mm, b取3mm左右，强化侧面的模具间隙将比原来的缩小, 这一点必须时刻注意。
根据不同的模具型和要求, 又有三种不同的强化方法: 第一种方法是A/B 两面都要强化, 一般的薄板材落料模皆可采用;第二种方法是,只强化A面,强化之后将端平面刃口磨一次，磨削约0.2mm, 以保持刃口锋利。
当刃口变钝之后, 第二次刃磨即可继续使用, 而无须再强化 A 面;第三种方法是只强化B面而不强化A面,因此不影响模具间隙配合, 适用于窄槽等一些无法强化侧面的型腔, 或者间隙配合已经很小, 不允许再强化的模具。
切断模与冷冲模相似, 它的强化部位也是包围刃口的两面, 也能够只强化其中的一面。
压模用于压型件的加工, 磨损主要发生在工件对模具摩擦较大的部位, 例如轮廓线的接头, 转角或压弯成型部分。
因此大型压模只需要强化这些部位即可, 这样能够节省工时和材料, 而小型压模能够强化整个工作面。
拉延模的磨损主要发生在凹模模口的托料部位和圆角部分, 一般只需要强化这些部分, 凸模的棱角部位也能够强化, 以保持零件的内圆半径精密。
卷边模在使用过程中对模具的工作面挤压摩擦, 使模具磨损, 甚至出现凹槽。
因此强化的部位主要是工作表面。
冷镦模需要强化凹模模孔的前端, 一是高度或成型表面。
锻模主要强化流动性较大的, 易产生磨损的部位和毛边槽的桥部, 也能够强化整个工作表面。
另外如勒光模, 压铸模, 热压模等都能够对整个工作表面进行强化。
工件工作表面的油污和锈斑会影响强化层的质量, 应该用酒精, 丙酮等溶剂去除油污, 并用油石, 砂纸擦去锈斑。
已使用过的模具还可用小砂轮磨平待强化表面上的伤痕或黏着物, 强化后不再刃磨的刀具, 要预先磨好所需的几何角度, 而待修复的量具有时要先将工作面研平, 对于细小零件, 为减少强化时的热影响和变形, 能够将零件与导热良好的衬物连接。
③按要求选择电极材料/机型/工艺参数, 以提高工件使用寿命为目的的强化, 能够采用YG/YT/YW 类硬质合金做电极, 经这些材料强化后的工件表面具有硬度高, 红硬性能好, 耐腐蚀等特点, 当前最常见的是YG8 硬质合金, 这是因为这种材料的电火花强化性能比较好, 强化也比较均匀, 以修复工件的砸伤, 缺损为目的, 则能够根据工件对硬度, 厚度等的要求选择硬质合金, 碳钢, 合金钢, 铜, 铝等材料做为电极。
对机型的选择原则是::达到较理想的强化层厚度, 硬度和粗糙度. 如果对模具或机件表面有较高的要求, 则能够采取多次电火花强化的工艺, 即第一次高电压粗加工, 然后第二次低电压精加工, 根据工件对粗糙度和强化厚度的要求来决定, 有时, 为了保证厚度和粗糙度, 往往采用多规准强化的方法。
例如, 先用强规准强化, 使表面有较大的增厚量,然后用中规准强化使表面平整, 最后用弱规准强化以降低粗糙度, 也能够用两种或者一种规准强化, 只要能满足技术要求即可。
冲裁模有配合间隙的要求, 对于冲厚料的模具, 因为原来的配合间隙较大, 强化层的影响较小, 但对于小间隙的模具强化厚度就不能忽视, 因此选择规准时应该考虑到这一点。
2 、强化操作过程3 、模具（工件）强化后的处理①表面清理。
强化结束后，要用干净的棉沙揩拭强化表面，去掉电蚀产物和沾着的污物, 使强化层清晰显现, 以便观察。
在未强化到的加工面或个别突出的高点, 就应及时补焊和修整, 如果用25 倍放大镜观察, 就能很清楚地看到表面放电凹坑分布是否均匀, 然后用千分尺等量具检测强化层的厚度, 特别是对有配合间隙要求的工件, 比如冷冲模, 要仔细地检测其配合间隙.当需要了解强化层的硬度时, 一般是用同种材料强化后做成金相试样, 用显微硬度计测量强化层的横截面②研磨和刃磨: 电火花强化层的表层精糙度一般是Ra3.2-1.6um, 一般粗加工或半精工的冷冲模, 电火花强化后即可使用。
对各类需要更细粗糙度的模具, 或者要求刃口锋利的模具, 为使模具刃口更锋利, 能够用金刚石、油石或金相砂纸轻轻研磨强化层, 经刃磨后再使用, 冷冲模具刃口侧面强化之后能够先刃磨一次, 这样刃口能保持更好的锋利。
因为强化层较薄, 即以研磨余量是有限的。
经强化的模具使用到强化层未完全磨损之前即行再次强化, 能对模具工作表面起保护作用, 大大延长其使用寿命和精度, 必须注意的是, 模具强化后要严格测量其配合间隙和进行试模。
电火花表面强化实例: 实例 1 冲片落三圆模具电火花熔渗硬质合金河北省丰润电机厂生产的单, 三相交流异步电动机定转子片均采用0.5mm 厚的硅钢片。
一般冲片落三圆模具的原始加工方法是:Cr12 钢经锻造和热处理退火后, 粗/精车外圆和两端面及钻镗工作洞口, 划线并在钻床上钻出所有固定用孔, 攻丝、铰定位销孔, 然后淬火, 回火。
热处理后对工作部分进行磨削。
所得到的模具表面硬度只有52HRC 左右, 耐磨性亦不理想, 平均一次刃磨只有2.2万冲次,寿命66万冲次。
采用YG8硬度质合金作电极熔渗Cr12钢制的落圆模, 平均一次刃磨为 5.5万冲次, 寿命可达165万冲次, 表面粗糙度为Ra1.6um, 轻微研磨熔渗面表面粗糙度可达到Ra0.8um.a=1mmb=1mm实践表明, 经过熔渗硬质合金后模具表面形成一层硬而耐磨的硬质合金层熔渗厚度为10-30um。
硬度达到72HRC,用于硅钢片的冷冲模具，其寿命是来经强化处理的Cr12钢制模具的2.5倍。
实例 2 大型压型件模具电火花强化C62A 型敞篷车的下侧门, 中门和侧柱三种大型压型件的下料尺寸分别为:1300mm*986mm*5mm1940mm*820mm*5mm2242mm*432mm*7mm压筋的深度为50mm 左右, 压模体积大, 结构复杂, 模具的制造和维修都比较困难。
由于工件为中厚钢板, 外形又比较复杂, 因此模具在压型过程中受力条件恶劣, 使用寿命短。
特别是工件成型轮廓线条的接头和拐角等部位, 一般在压制200~300 件以后就会因模具塌陷或黏结杂物而使工件拉伤, 严重时甚至使工件破裂。
为改进模具的磨损于是采用了FUSSEN200 冷焊机对易损的拐角等型面进行局部强化.下侧门压模压制10854件才出现拉伤, 为强化前的36 倍。
实例 3 部分模具电火花强化后的使用效果模具名称模具材料工件材料强化部位强化效果强化前强化后铝压铸模3Cr2W8V<58-62HRC>ZL104 型腔压铸温度700 度压铸8件就粘模压铸温度700 度压300 余件无粘模空缩机阀片复式冲模T8A/T10A/Cr12MoV30CrMnSi/50CrVA 等刃口冲3000 件冲10000 件35*56*12mm 油封骨架冲模45#<241HB>A3/0.6-1.5mm刃口提高寿命 2 倍M12 切角模9SiCr<55-58HRC>刃口切300-500 件切8000-70000 件M12 螺栓冷镦下模T10<58-61HRC>模孔前端10mm 镦5000~10000 件镦3万~5 万件M8 冷镦螺帽六角模CrWMn<58-61HRC>成型表面提高3~5 倍模具名称模具材料强化部位强化效果强化前强化后冷冲模T10A( 58-62HRC)A3 6mm5 套模具平均提高3 倍洗衣机内筒卷边成形模45#F179 洗衣机特制不锈钢板刃口/接触面每次刃磨卷10-15 件卷100-150 件冲模Cr12(60-62HRC) 薄板材刃口15000 冲次55000 冲次套筒板手热压模3Cr12W8V 40Cr4000件双槽冲模Cr12 0.15mm 硅钢片5000件15000件煤车弹簧盖落料冲载模Cr12冲裁10000 次左右即损坏冲裁25000 次左右仍保持着完好状态。