电极材料在电火花加工中对加工速度的影响(2)

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科技之窗·研究制造

２、在电场作用下，介质电离的正，负离子分别向阴，阳极加速运动，一部分在运动中相互复合成中性粒子，一部分分别达到阴，阳极，高速撞击阴极，阳极，使阴极和阳极材料被蚀除并抛入介质中，进入介质的电极材料中的带电粒子在电场作用下也作加速定向运动，一部分被复合，一部分撞出介质使介质电离，最后一部分又分别撞出阳极和阴极。

３、除上所述，在电火花负极性加工中，放电通道由大量的高速运动的带负电的电子，Ｃ及携带电子的铁原子及带正电的Ｈ和Ｃｕ（或Ｃ离子）及中性的铁，碳，铜和油性介质粒子组成。在负极性加工中，到达阴极（工件）的正电粒子的动能之和越大，则加工速度越高。

三、电火花加工中的覆盖效应

负极性加工中，在电场作用下，带正电的Ｈ和Ｃｕ（Ｃ）向阴极工件移动并轰击工件并在阴极获得电子被还原。其中Ｈ还原形成氢气被排出Ｃｕ，Ｃ还原成Ｃｕ和Ｃ后一部分覆盖在工件上形成覆盖层，而大部分进入工作液成电蚀产物。

带负电的向阳极移动最终被阳极俘获Ｃ离子及携带电子的铁粒子在阳极失去电子变成中性的碳粒子和铁粒子，一部分覆盖在阳极电极上形成覆盖层，其余部分进入介质成电阻产物。

覆盖层能否形成，形成的速度快慢同覆盖微粒与被覆盖物之间的粘附能力有极大关系，显而易见的原因，碳粒子覆盖上石墨上明显要优于覆盖在紫铜上。

四、电火花负极性加工时，紫铜电极和石墨电极加工铜时加工速度差别的原因

电火花加工中，电场最终主要转化成热能以蚀除工具电极和工件材料，当加工电流一定时，电场能也一定，所以在加工工件材料相同时，加工速度就取决于电场能在工具电极和工件上的分配比例。当电场上的能量分配较小时，工件上的能量分配就较大，加工速度就较高，而能量的分配比例又取决于轰击工具电极和工件的粒子（主要为带电粒子）的动能大小，轰击工件的带电粒子数量越大，动能越大，加工速度相对就越高，反之则小。

1、脉冲宽度很窄时（小于10us左右）负极性加工，工具电极为阳极，脉冲宽度很窄时，轰击阳极电极的是以电子为主的负粒子。由于铜的熔点，沸点等热性指标都低于碳，所以在相同能量的负粒子轰击下，紫铜电极的蚀除量大于石墨电极，即进入工作液并轰击阴极工件的Ｃｕ多于Ｃ离子，加上铜离子的质量远大于碳，动能也

参考文献：

[1]周旭光《特种加工技术》西安：西安电子科大出版社，2004年7月

[2]刘晋春《特种加工》第5版械工业出版社，2008年5月

[3]魏引焕、张晓燕大学学报，2005年05期

电火花加工中电极材

料的选择及其对加工质量的影响陕西：陕西科技

北京：机

就大于碳离子，所以脉冲宽度很窄时，紫铜电极加工钢时能量在工件阴极的分配比例大于石墨电极加工钢，故紫铜电极的加工速度高于石墨电极，电极核耗也大于石墨电极。

2、脉冲宽度为中脉冲时（大于10us小于100us左右）

当脉冲宽度增加时，工作液介质在运动粒子的碰撞电离的速度迅速增加，即Ｈ和Ｃ离子迅速增加。在电场作用下，Ｃ向阳极移动，并在阳极失去电子变成中性碳粒子覆盖在阳极电极表面形成覆盖层。由于石墨电极的覆盖效应明显优于紫铜电极，即失去电子的Ｃ多于紫铜电极，因而造成电离区中Ｃ浓度低于紫铜电极电离区的Ｃ浓度，这样就造成介质电离进一步加快，轰击工件阴极的Ｈ也多，因而石墨电极的加工速度增快的速度大于紫铜电极而逐渐超过紫铜。

3、脉冲宽度为宽脉冲时（大于100us左右）当脉冲宽度进一步增加，工具电极的覆盖效应和工作液介质的电离达到动态平衡，Ｈ离子数维持一定数量，不再增加，由于排屑条件恶化及热传到的原因，加工速度不升反降。

（１）由于石墨电极覆盖效应明显，达到动态平衡的脉冲宽度比紫铜电极小得多，加上覆盖效应明显后，到达工件阴极的Ｃ离子数量减少，因而石墨电极加工速度随脉冲的进一步增加而迅速下降。

（２）紫铜电极覆盖效应小于石墨，所以达到动态平衡的脉冲宽度远大于石墨电极，所以达到最大加工速度时的脉冲速度大大宽于石墨电极，由于覆盖效应小于石墨电极，到达工件阴极的Ｃｕ减少数也小于石墨电极Ｃ的减少量，加上铜的质量大于碳，所以脉宽进一步增加时紫铜电极的加工速度下降较为缓慢，最终又高于石墨电极的加工速度。

（３）由于石墨电极覆盖效应优于紫铜，电离区中介质电离和覆盖效应时复合作用的平衡点石墨电极要高于紫铜电极，因而造成在相同加工电流时石墨电极的最高加工速度高于紫铜电极。

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