电火花线切割加工中如何避免被加工模具产生裂纹？

ywg

电火花线切割加工中如何避免被加工模具产生裂纹？

电火花加工是利用放电热进行加工。模具材料表面因放电高温而融化，然后急冷，结果就生成了变质层（又称热影响层），变质层由熔融再凝固层、再淬火层及再回火层组成。由于腐蚀液几乎不能对熔融再凝固层腐蚀而且成白色，又被称之为白亮层，该层与铸造组织类似，且常常产生许多微观裂纹。这种微观裂纹是由于金属从熔化状态突然急冷凝固，因材料收缩而产生的拉伸热应力造成的。再凝固层的厚度，因加工条件不同而异，切割速度越快则越厚，而且几乎不受切割加工前热处理状态的影响。

再淬火层是未被熔化但被加热至相变点以上而急冷的，该层的厚度比凝固层薄。过热淬火组织很脆，对裂纹十分敏感，通过再次回火可以减小这种特性。再回火层是钢加热到回火温度以上、相变点以下的温度范围内形成的软化层，其硬度比内部还低。

电极丝主要成分为铜（Cu），线切割时固熔于被切割材料而生成较软的Fe-Cu固熔体，再淬火层也不明显，不仅加工层的残余应力位释放，而且模具本体中残余应力也很高，同时，加工过程中端部还有应力集中。两者的综合作用使拉伸应力急剧提高，从而使裂纹向内部扩展，有的工件甚至会产生大裂缝。

易产生裂纹的条件是脉冲宽度较宽与电流较大。此外，电极上放电点集中在某一点上，发生电弧放电，产生裂纹的概率也大。

为了防止模具产生裂纹，电火花加工前的热处理应避免过热、渗碳、脱碳等，热处理后表面磨削加工量，避免产生较大的残余应力。

线切割加工时还应当保持工作液的清洁，以使工作液保持一定的电阻率，这是因为工作液电阻率减小会引起电解，增大加工面产生微裂纹的倾向。工作液中的电蚀产物液渣等也常导致集中放电。

在电火花线切割中，为了预防裂纹和变形，加工条件也要慎重选择，尤其是对大型、壁厚、形状复杂、厚度不均的模具，采用多次加工是有效方法。大型工件热处理的残余应力较大，材料中的内应力平衡被破坏，工件的变形也较大，可对所定尺寸单边留2~3mm余量进行粗加工，然后单边留0.03mm余量进行半精加工，最后精加工达到规定尺寸。要慎重选择加工速度，不恰当地追求高速度，往往事与愿违。同时，应该选择较平坦、易精加工或对工件性能影响不大的部位设置始点。而TOOLOX钢材是一种新型钢，在交货时已做调质处理，具有高强度和高尺寸稳定性，几乎无应力不变形，且机械加工性能非常稳定，极便于机加工，通过合适的加工和表面硬化处理，彻底解决模具出现开裂和变形问题，而且相应工具和机械零件和寿命均可获得延长。