電火花線切割加工的表面粗糙度及其主要影響因素

　　　電火花線切割加工是通過放電能量的熱效應(yīng)使工件材料熔化、蒸發(fā)以達到尺寸加工的目標。因為線切割的工作液具有介電功能，所以在加工過程中還伴有一定的電解效應(yīng)。切割時的熱效應(yīng)和電解效應(yīng)使加工表面產(chǎn)生變質(zhì)層，以致電火花線切割加工的模具發(fā)生早期損耗，縮短了模具的使用年限。
　　　表面形貌
　　　電火花線切割的加工表面從宏觀上看是帶有切割條紋的，但又無機械切削那樣明顯切痕的表面。切割條紋的深度和條紋之間的寬窄主要與放電能量、電絲的走絲方式、張力和振動的大小以及工作液、機床精度、進給方式和進給速度等因素有關(guān)。高速走絲的條紋一般較低速走絲的條紋明顯，使用乳化油的水溶液還容易形成黑白相間的條紋。
　　　從微觀來看，加工表面是由許多放電痕重疊而成。因為在加工中每次脈沖放電都在工件表面形成一個放電痕，連續(xù)放電使放電痕相互重疊就形成了無明顯切痕的表面。放電痕的深度和直徑主要決定于單個脈沖放電能量和脈沖參數(shù)。
　　　表面變質(zhì)層
　　　電火花線切割表面變質(zhì)層與工件材料、工作液和脈沖參數(shù)有關(guān)。
　　　1、金相組織及元素成分：由于火化放電的熱作用使材料急劇加熱熔化，放電停止后立即在工作液的沖洗下急劇冷卻，因此工件表面層的金相組織發(fā)生了明顯的變化，形成不連續(xù)的、厚薄不均勻的變質(zhì)層，通常稱為白層。金相分析認為該層殘留了大量的奧氏體。在使用鉬絲電絲和含碳工作液時，光譜分析和電子探針分析表明，在白層內(nèi)，鉬和碳的含量大幅度增高；而使用銅電絲和去離子水的工作液時，發(fā)現(xiàn)變質(zhì)層內(nèi)銅的含量增加，但無滲碳現(xiàn)象。
　　　2、顯微硬度：由于變質(zhì)層金相組織和元素含量的變化，使顯微硬度明顯下 降。圖1-1是在煤油中進行電火花成形加工和在去離子水中進行電火花線切割加工后，表面層和內(nèi)側(cè)硬度分布情況的比較。由此可見，在距表面十幾微米的深度內(nèi)出現(xiàn)了線切割的軟化層。
　　　3、變質(zhì)層厚度：這里所說的變質(zhì)層厚度是指白層的厚度。由于放電的隨機 性，在相同加工條件下，白層的厚度明顯不均勻。
　　　4、顯微裂紋和應(yīng)力：電火花線切割加工表面的變質(zhì)層，一般存在拉應(yīng)力，甚至出現(xiàn)顯微裂紋。在加工硬質(zhì)合金時，在一般的電參數(shù)條件下，更加容易出現(xiàn)裂紋，并存在空洞，這是要注意的。
　　　對于電火花線切割加工表面的缺陷，可采用多次切割的方法，盡量減少其缺陷，對要求高的工件，可采用各種措施，拋除變質(zhì)層。