10、铝基金属基复合材料电火花加工的实验研究

铝基金属基复合材料电火花加工的实验研究

1. 引言

传统电火花加工（EDM）由于材料去除率（MMR）低、表面光洁度差和生产率不高，应用范围受限。随着时间推移，研究人员尝试了多种新方法来拓宽其应用领域，如使用高电阻涂层绝缘电极、改变电极方向、为电极提供超声波振动以及采用粉末混合电介质等。粉末混合电火花加工（PMEDM）于20世纪70年代末出现，它将特定材料的粉末悬浮在电介质中进行加工，能显著提高加工速率和表面光洁度。

不同粉末特性会影响EDM加工结果。例如，粉末的热导率、电导率、尺寸和密度等都会对PMEDM过程产生影响。PMEDM的火花间隙比传统EDM更大，峰值电流、脉冲时间、占空比、粉末浓度及其材料等工艺变量对其也有重要作用。在PMEDM中，增加火花间隙和粉末颗粒的电导率可提高火花频率，增强电介质将材料从加工区域带走的能力。

为了提高Al - 6061的MRR和表面光洁度，Rouniyar和Shandilya结合使用了PMEDM和磁场，发现随着施加磁场强度的增加，MRR显著提高。使用高导热性粉末时，电极间隙的大量热量被吸收，放电密度降低，工作表面形成的凹坑更浅。使用小尺寸粉末时，电极间隙内可容纳更多颗粒，增加了总放电能量但降低了能量密度，形成多个小尺寸凹坑，从而提高了MRR，同时加工表面的裂纹数量和尺寸也比传统方法少，表面更清洁、缺陷更少。使用低密度粉末时，它们能更好地分散在电介质中，减少了粉末在槽底的沉淀现象，降低了初始所需的粉末量。常用的粉末添加剂有SiC、Si和Al，常用的电介质包括煤油、去离子水和一些商业油。

2. EDM工艺的历史背景和工作机制

EDM具有高精度的特点，常用于加工难加工材料，在航空航天和汽车等行业的现代先进技术