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提高电火花加工效率和表面质量的研究电火花加工技术是一种常见的金属加工方法，但其效率和表面质量一直是研究的焦点。
为了提高电火花加工效率和表面质量，研究者们采取了以下几种方法：一、优化电极材料电极材料直接影响到电火花加工的精度和效率。
传统电极材料为铜或铜合金，但铜电极在高能量电火花加工过程中容易出现熔渣和击穿现象，从而影响加工效率和表面质量。
研究者们发现，用特殊材料制成的电极能够提高电火花加工精度和效率。
例如，石墨、金刚石、纳米材料等材料能够提高电火花加工效率和表面质量。
二、加强放电控制放电控制是影响电火花加工效率和表面质量的关键因素之一。
传统电火花加工存在放电不稳定、电弧击穿等问题，导致表面粗糙度较大，加工效率低。
研究者们采用先进的放电控制技术，例如智能放电控制系统，可以有效地控制电火花加工放电频率、放电时间等参数，提高加工精度和效率。
三、应用先进的加工工艺先进的加工工艺可以提高电火花加工的效率和表面质量。
例如，超声波辅助电火花加工技术可以通过超声波的作用使金属材料受到振动、压缩等作用，从而改善电火花加工时金属材料的形变和强度特性。
此外，微细加工技术、专业仿真软件的应用等也有助于提高电火花加工的效率和表面质量。
综上所述，电火花加工技术的高效率和优良表面质量是现代制造业所追求的目标。
通过优化电极材料、加强放电控制和应用先进的加工工艺，可以有效地提高电火花加工的效率和表面质量，为现代制造业的发展做出贡献。
电火花加工是一种常见的金属加工方法，随着现代制造业的发展，对于电火花加工的效率和表面质量的要求也越来越高。
以下是对于电火花加工相关数据的分析。
1.电极材料对电火花加工效率和表面质量的影响传统的铜电极在高能量电火花加工过程中容易出现熔渣和击穿现象，从而影响加工效率和表面质量。
因此，研究者不断探索新的电极材料以提高加工效率和表面质量。
一项研究表明，用纳米晶铜材料作为电极可以显著提高加工效率，减小表面粗糙度，并且具有更好的抗氧化性能。
电火花喷涂技术应用与工艺方法研究摘要在一些重要零件或有特殊要求的零件加工中，需要该类零件的金属表面晶格结构具有一定的特性，而这些特性是零件的基本部分不具有或不能达到的性能。
由于某些零件的形状、重量、基本性能，加工成本等要求，决定了零件基本部分不能全部采用类似表面性质的材料制造，针对这种情况，采用电火花表面喷涂技术是解决这种问题的首选工艺方法。
电火花喷涂技术是一种硬度较低的导电材料附着于另外一种硬度较高的导电材料表面，从而改变或提高硬度较高的导电材料的耐磨性或其他机械性能和物理性能的一种工艺方法。
关键词电火花喷涂；表面强化；喷涂层；合金化处理0 引言电火花表面喷涂是由于电火花加工技术发展的一种电加工方法，其加工原理与电火花加工原理相仿。
是以表面涂覆为电极材料，直接利用电容器在电极与工件之间火花放电产生的能量，使电极熔融，甚至汽化，涂覆熔渗至工件表面，形成特殊性质的合金表面涂层。
涂覆层具有高硬度，高耐磨性，抗腐蚀性及红硬性等优良特性。
目前国外许多国家对电火花喷涂技术有较深的研究，比如美国在B-1，B-2轰炸机起降装置的很多零部件的制造中使用了这一技术，很大程度的提高了起落装置的使用寿命，在苏-27飞机制造上电火花喷涂技术也得到了广泛的应用。
1 电火花喷涂改变金属微观组织原理分析电火花喷涂加工过程中，在作为阳极的涂覆材料与作为阴极的工件接触瞬间，装置中电容器瞬间放电，两者之间放电电路中的瞬时电流和电流密度达到很高数值，是电极与工件之间产生电弧，由于这些连续且时间间隔相同的瞬间脉冲电流形成的电弧而产生的热量，就造成了电极材料和零件表层组织以极快的速度达到熔化，沸腾和蒸发，在此条件下组成电机的涂覆材料中的表面元素就会向零件转移，使零件的表面层合金化，同时零件表层在其加热溶化的瞬间，空气中的氮气和工作环境中存在的碳或碳化物，同时在电弧的作用下向零件基体发生渗碳和氮，伴随着渗碳和渗氮作用产生以及电弧作用是在一定频率下循环发生的，电极和零件的接触部分在极短的时间内加热至高温，然后当电弧间断时已加热融化的金属瞬时被冷金属及周围环境冷却，形成高频率淬火过程。
微细电火花加工数值模拟Numerical simulation of micro EDM摘要:微细电火花加工是一种微细特种加工工艺方法，在微机械以及微细结构加工领域具有举足轻重的地位。
由于RC微能电源简单可靠，在微细电火花加工中得到了大量的应用。
为了深入对微细电火花加工机理的认识，进一步提高微细电火花加工能力和效率，本文进行了相关的数值模拟和试验研究，在理论研究上和工程应用上取得了一些结论。
本文主要研究内容如下：1．针对RC微能电源，建立了极间电场物理模型，采用数值模拟方法，探讨了电极形状、加工间隙等对电场分布的影响，掌握了相关的电场分布规律。
2．根据传热学理论，建立了微细电火花加工工件表面的热物理模型，采用数值模拟方法，考虑热物性参数、对流换热、相变潜热等随温度变化的影响因素，掌握了工件表面温度场分布，得出了微细电火花加工极间温度场的分布规律。
3．在上述研究基础上，采用微细电解方法在线制作柱状钨电极，合理选择工艺参数，进行了微细电火花加工试验，并分析了电参数对加工尺度和效率的影响，获得了三组应用于不同加工场合下优化的电参数。
关键词：微细电火花加工，加工能力，效率，数值模拟，电场，温度场，电参数指导老师签名：IIABSTRACT:Micro EDM(electric discharge machining) is a kind of special machining technique for micro machining .It has the pivotal status in the domain of micro machine as well as the micro structure processing . To raise the processing scale and the efficiency, this article has carried on the related numerical simulation and experimental study, and has made some progress in the fundamental research as well as the engineering application.Main content of this article is as follows:1. Using the numerical simulation method, electric field distribution influenced by the electrode geometry and the machining polarly has been discussed. Also, the related electric field distributed rule of the micro EDM has been got.2. According to heat transfer theory, the thermal physical model of work piece’s surface in micro EDM has been established, using the numerical simulation method, considering some factors influenced along with the changing of temperature such as the thermal natural parameter, the heat convection, the latent heat and so on, the temperature field distribution of the work piece’s surface has been grasped, and distributed rule of the interelectrode temperature field in micro EDM has been obtained.3. Basing the research foundation above, using the micro electric chemical machining to manufacture columnar tungsten electrode on-site, choosing the reasonable technological parameter, micro EDM experiments have been carried on. Also, the influence to the working accuracy and the efficiency caused by electrical parameter has been analyzed. What’s more, three groups optimized elect rical parameter have been obtained to apply in the different manufacturing places.Key words: Micro EDM, Processing capacity, Efficiency, Numerical simulation, Electric field, Temperature field, Electrical parameterIII目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2数值模拟在电火花蚀除机理研究中的现状 (2)1.3微细电火花加工的现状和发展 (5)1.3.1 微细电火花微能电源的介绍 (5)1.3.2 微细电火花加工的研究现状和发展 (6)1.4课题背景意义 (9)1.5本文主要内容及章节安排 (10)第二章微细电火花加工数值模拟 (12)2.1基于微能电源电火花加工极间电场分析 (12)2.1.1 概述及物理模型 (12)2.1.2 电火花电场数学模型 (13)2.1.3 电火花电场的求解 (14)2.1.4 ANSYS电场的仿真 (16)2.1.5 影响电场分布因素的探究 (20)2.2放电状态下的极间的物理过程 (22)2.2.1 温度场模型的建立 (22)2.2.2 温度场模型的求解 (24)2.2.3 温度场的仿真 (27)2.3本章小结 (32)第三章微细电火花加工试验研究 (33)3.1试验设备—微细电火花机床介绍 (33)3.2试验电极的制作 (34)3.3常用材料性质 (35)IV3.4极性及电参数对微细电火花加工的影响 (36)3.4.1极性对微细电火花加工的影响 (36)3.4.2 电容对微细电火花加工的影响 (39)3.4.3 空载电压对微细电火花加工的影响 (40)3.4.4 脉宽对微细电火花加工的影响 (42)3.4.5 脉间对微细电火花加工的影响 (40)3.4.6 试验结果及讨论 (42)3.5本章小结 (45)第四章总结和展望 (46)4.1全文总结 (46)4.2研究展望 (47)参考文献 (48)致谢 (51)V图表清单图1.1融合多学科的放电加工技术 (2)图1.2独立式微能脉冲电源 (6)图1.3微小孔、微缝样品 (7)图1. 4微细轴加工实例 (8)图1.5 Ф4.5μm的微细轴 (8)图1.6 槽阵列 (9)图1.7 微细电火花加工中心加工出的样品 (9)图2.1 电火花加工物理模型 (13)图2.2 电火花加工边界示意图 (13)图2.3 二维模型及网格划分示意图 (15)图2.4 ANSYS中建立的模型 (17)图2.5 模型的网格划分 (18)图2.6 极间电场分布云图 (19)图2.7 极间电势分布云图 (19)图2.8 极间电场矢量图 (20)图2.9 不同电极形态下的极间电场分布 (21)图2.10不同加工间隙下的极间电场分布 (22)图2.11电火花加工极间热模型 (23)图2.12 固液相变区随温度变化的曲线 (26)图2.13传热模型的建立 (29)图2.14 模型的网格划分 (30)图2.15不同脉宽作用下的工件温度场分布 (31)图2.16不同热流密度作用下的工件温度场分布 (32)图3.1 微细电火花加工系统机械构成图 (34)图3.2空载电压对加工间隙和N的影响 (38)VI图3.3脉宽对加工间隙和N的影响 (40)图3.4 脉间对加工间隙和N的影响 (42)图3.5 电参数（一）加工结果 (43)图3.6 电参数（二）加工结果 (44)图3.7 电参数（三）加工结果 (44)表2.1 各物性参数随温度变化 (29)表3.1常用材料的热学物理常数 (35)表3.2不同空载电压下的试验数据 (37)表3.3不同脉宽下的试验数据 (39)表3.4不同脉间下的试验数据 (41)表3.5 优化放电参数（一） (43)表3.6 优化放电参数（二） (43)表3.7 优化放电参数（三） (44)VIIVIII注释表D脉冲放电蚀坑直径 m I脉冲电流幅值 k t脉冲宽度 U直流电源电压 h U充电电压上限阀值 l U放电电压下限阀值 e V放电间隙平均维持电压 c W电容器储存能量 g W单次脉冲放电能量 f充放电频率 s W 单个脉冲能量 ()u t 放电时随时间而变化的电压 ()i t放电时随时间而变化的电流 et 单个脉冲实际放电时间 c比热容 ρ密度 λ导热系数 m q放电中心处最大热流密度 k热量集中系数 m T熔化温度 0m T温度范围 erfc 误差补函数第一章绪论1.1 引言随着微型机械、精密机械、微机电系统、生物医学以及医学工程等技术的发展对微细加工技术提出了更高的要求，强有力地推动了微细加工技术的发展。
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。
天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕业论文专业:材料成型及控制工程班级学号: 0813-01学生姓名:指导教师:二〇一三年六月天津职业技术师范大学本科生毕业论文H13钢电火花表面强化研究—混粉准干式工作介质条件下Al粉粒度对H13钢组织与性能的影响EDM surface hardening of H13 steel—powder mixed quasi-dry conditions, the working medium Al powder particle size on the microstructure and mechanical properties of H13 steel effect专业班级:材料0813学生姓名:指导教师:学院:机械工程学院2013 年6月本文采用混粉准干式电火花表面强化技术对H13钢进行了表面强化组织及性能的研究。
在实验验过程中，添加粉末粒度为2.3 μm和1.5 μm的Al粉，通过调整电火花表面强化工艺参数，利用金相显微镜、扫描电镜对强化层表面和侧面的组织形貌、结合状况进行观察、分析，通过显微硬度仪对强化层表面进行检测，得到表面强化的最优参数，探索研究Al粉末粒度对混粉准干式电火花表面强化H13钢组织与性能的影响。
研究表明，采用粒度为1.5 μm的Al粉，正极性加工放电参数为20.8 A、50 μs、50 μs时，强化层层组织较（2.3 μm）致密、均匀，显微硬度较高；随着添加粒度增大，强化层的孔隙率增加，显微硬度降低；采用粒度为1.5μm的粉，显微硬度最高，达到1220 HV，强化层组织也较致密，这是混粉准干式电火花表面强化添加Al较理想的粒度。
关键词：Al粉；粒度；混粉准干式；H13钢ABSTRACTIn this paper, quasi-dry powder mixed EDM surface enhancement technology, the H13 steel microstructure and properties of the surface strengthening research. In the experimental test procedure, add the powder particle size of 2.3 μm and 1.5 μm of Al powder by adjusting spark surface hardening process parameters, the use of optical microscopy, scanning electron microscopy and side reinforcing layer surface morphology, combined with the observation status , analysis, microhardness tester right through the strengthening layer surface to detect surface hardening obtained optimal parameters, exploration and research Al powder size on quasi-dry powder mixed EDM surface hardening of H13 steel microstructure and properties.Studies show that the particle size of 1.5 μm of Al powder, a positive polarity discharge machining parameter is 20.8A-50 μs-50 μs, the strengthening layer compared to tissue (2.3 μm) dense, uniform, high hardness; with the addition increase in grain size, the porosity of the reinforcing layer increases the microhardness decreased; using a powder particle size of 1.5 μm, maximum microhardness, to 1220 HV, the reinforcing layer is more dense tissue, which is a dry powder mixed EDM surface quasi-adding Al to enhance the ideal size.Key Words：Al powder; granularity; powder mixed quasi-dry; H13 steel目录1 综述 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 H13钢的研究现状 (2)1.2.1 H13钢的成分分析 (2)1.2.2 H13钢的特性硬度分析 (2)1.2.3 H13钢的热处理工艺 (2)1.2.4 H13钢的性能及应用 (3)1.3 电火花表面强化处理 (4)1.3.1国内外模具材料与表面处理技术概况 (4)1.3.2模具表面强化技术 (4)1.3.3 电火花表面强化 (5)1.3.4 极性效应 (6)1.3.5 覆盖效应 (7)1.4 混粉准干式电火花加工 (8)1.5 电火花表面强化三大电参数 (9)1.6 YG8电极 (9)1.7 本文研究内容和目的 (10)2 实验.......................................................................................................... 错误!未定义书签。
