電火花表面強(qiáng)化技術(shù)是直接利用電能的高能量密度對(duì)金屬

1、電火花表面強(qiáng)化技術(shù)是直接利用電能的高能量密度對(duì)金屬表面進(jìn)行強(qiáng)化的工藝，它是通過(guò)電火花放電的作用，把作為電極的導(dǎo)電材料熔滲進(jìn)金屬工件的表層，從而形成合金化的表面強(qiáng)化層，使工件表面的物理，化學(xué)性能和力學(xué)性能得到改善。例如：采用WC、TiC等硬質(zhì)合金電極材料強(qiáng)化高速鋼和合金工具鋼材料的工件，強(qiáng)化表面能形成顯微硬度1500HM以上的耐磨，耐蝕和其有紅硬性的強(qiáng)化層，使工件的使用壽命明顯提高，在700-800攝氏度的高溫下強(qiáng)化層仍具有很高的硬度，耐磨度。     電火花強(qiáng)化工藝在刀具，模具和機(jī)械零件上的運(yùn)用取得了明顯的效果，還大量地應(yīng)用于缺損，砸傷的模具，量具，精鑄件和機(jī)械零

2、件的精密修復(fù)上面。     電火花強(qiáng)化層與基體的結(jié)合非常牢固，不會(huì)發(fā)生剝落。因?yàn)閺?qiáng)化層是電極和工件材料在放電時(shí)的瞬時(shí)高溫高壓條件下重新合金化而形成的新合金層，而不是電極材料簡(jiǎn)單的涂覆和堆積，而且合金層與基體金屬之間具有氮元素等的擴(kuò)散層，如用石墨電極則有表面滲碳的效果。電極材料可根據(jù)用途自由選擇，如以提高耐磨性為目的，可以選用YG/YT或YW類硬質(zhì)合金，用YG8硬質(zhì)合金強(qiáng)化Gr12、3Cr2W8V等合金鋼，能形成高硬度，高耐磨，抗腐蝕的強(qiáng)化層，可使模具或機(jī)件的使用壽命提高13倍。     模具電火花強(qiáng)化工藝   &#

3、160; 應(yīng)用表明，電火花強(qiáng)化工藝應(yīng)用在模具的強(qiáng)化和磨損件的精密修補(bǔ)方面能夠取得很明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。模具（機(jī)件）在磨損之后，利用電火花強(qiáng)化能使工件表面增厚的作用，可以進(jìn)行精密修補(bǔ)，模具強(qiáng)化工藝主要包括：強(qiáng)化前的準(zhǔn)備、強(qiáng)化方法、強(qiáng)化后處理和強(qiáng)化工件的使用等四個(gè)方面。     1、強(qiáng)化操作前的準(zhǔn)備     了解工件的工作性質(zhì)和經(jīng)強(qiáng)化后希望達(dá)到的技術(shù)要求，以便確定是否可以采用電火花強(qiáng)化工藝。就材料來(lái)說(shuō)，一般碳鋼，合金工具鋼、鑄鐵等黑色金屬通常都可以強(qiáng)化，而有色金屬，如銅、鋁是可以修補(bǔ)的，但很難進(jìn)行表面強(qiáng)化，對(duì)于模具來(lái)講，本身要經(jīng)過(guò)淬硬處理

4、使其具有合格的硬度，電火花強(qiáng)化不可能代替熱處理，電火花強(qiáng)化層雖然化較薄，只有0.05-0.1mm，但在很多情況下，10-20微米，甚至幾微米就能起良好的作用。然而需要強(qiáng)化的表面如果已經(jīng)嚴(yán)重缺損，就無(wú)法用電火花來(lái)進(jìn)行修補(bǔ)和強(qiáng)化了。比如，冷沖模具的配合間隙如果超差已達(dá)0.15mm以上，用FUSSEN200型冷焊機(jī)就不能使其修復(fù)。此外，粗糙度要求很細(xì)的工件，例如：薄片材料的沖模粗糙度要求在R.a0.3um以下，且配合精密要求很高，這就要根據(jù)情況進(jìn)行考慮了具工作表面的耐磨度和硬度，所以各類模具的磨損通常都是局部性的，易磨損的部分都可以作為強(qiáng)化的部位，對(duì)提高模具的使用壽命效果顯著。例如：冷沖模在沖載過(guò)程

5、中受到工件的反作用力和卸料，頂料時(shí)的摩擦力，在這些力的作用下，使凹模，凸模的刃口附近產(chǎn)生磨損，所以，冷沖模的主要強(qiáng)化部位是包圍刃口的側(cè)面A和端面B。     沖頭     凹模     通常a取35mm，b取3mm左右，強(qiáng)化側(cè)面的模具間隙將比原來(lái)的縮小，這一點(diǎn)必須時(shí)刻注意。     根據(jù)不同的模具型和要求，又有三種不同的強(qiáng)化方法：第一種方法是A/B兩面都要強(qiáng)化，一般的薄板材落料模皆可采用;第二種方法是，只強(qiáng)化A面，強(qiáng)化之后將端平面刃口磨一次，磨削約0.2mm，以保持刃口鋒利。

6、當(dāng)刃口變鈍之后，第二次刃磨即可繼續(xù)使用，而無(wú)須再?gòu)?qiáng)化A面；第三種方法是只強(qiáng)化B面而不強(qiáng)化A面，因此不影響模具間隙配合，適用于窄槽等一些無(wú)法強(qiáng)化側(cè)面的型腔，或者間隙配合已經(jīng)很小，不允許再?gòu)?qiáng)化的模具。切斷模與冷沖模相似，它的強(qiáng)化部位也是包圍刃口的兩面，也可以只強(qiáng)化其中的一面。     壓模用于壓型件的加工，磨損主要發(fā)生在工件對(duì)模具摩擦較大的部位，例如輪廓線的接頭，轉(zhuǎn)角或壓彎成型部分。所以大型壓模只需要強(qiáng)化這些部位即可，這樣可以節(jié)省工時(shí)和材料，而小型壓?？梢詮?qiáng)化整個(gè)工作面。拉延模的磨損主要發(fā)生在凹模?？诘耐辛喜课缓蛨A角部分，一般只需要強(qiáng)化這些部分，凸模的棱角部位也可以強(qiáng)

7、化，以保持零件的內(nèi)圓半徑精密。     卷邊模在使用過(guò)程中對(duì)模具的工作面擠壓摩擦，使模具磨損，甚至出現(xiàn)凹槽。所以強(qiáng)化的部位主要是工作表面。     冷鐓模需要強(qiáng)化凹模?？椎那岸耍皇歉叨然虺尚捅砻?。鍛模主要強(qiáng)化流動(dòng)性較大的，易產(chǎn)生磨損的部位和毛邊槽的橋部，也可以強(qiáng)化整個(gè)工作表面。此外如勒光模，壓鑄模，熱壓模等都可以對(duì)整個(gè)工作表面進(jìn)行強(qiáng)化。     工件工作表面的油污和銹斑會(huì)影響強(qiáng)化層的質(zhì)量，應(yīng)該用酒精，丙酮等溶劑去除油污，并用油石，砂紙擦去銹斑。已使用過(guò)的模具還可用小砂輪磨平待強(qiáng)化表面上的傷痕或黏著物，強(qiáng)

8、化后不再刃磨的刀具，要預(yù)先磨好所需的幾何角度，而待修復(fù)的量具有時(shí)要先將工作面研平，對(duì)于細(xì)小零件，為減少?gòu)?qiáng)化時(shí)的熱影響和變形，可以將零件與導(dǎo)熱良好的襯物連接。     按要求選擇電極材料/機(jī)型/工藝參數(shù)，以提高工件使用壽命為目的的強(qiáng)化，可以采用YG/YT/YW類硬質(zhì)合金做電極，經(jīng)這些材料強(qiáng)化后的工件表面具有硬度高，紅硬性能好，耐腐蝕等特點(diǎn)，目前最常用的是YG8硬質(zhì)合金，這是因?yàn)檫@種材料的電火花強(qiáng)化性能比較好，強(qiáng)化也比較均勻，以修復(fù)工件的砸傷，缺損為目的，則可以根據(jù)工件對(duì)硬度，厚度等的要求選擇硬質(zhì)合金，碳鋼，合金鋼，銅，鋁等材料做為電極。   &#

9、160; 對(duì)機(jī)型的選擇原則是:達(dá)到較理想的強(qiáng)化層厚度，硬度和粗糙度.如果對(duì)模具或機(jī)件表面有較高的要求，則可以采取多次電火花強(qiáng)化的工藝，即第一次高電壓粗加工，然后第二次低電壓精加工，根據(jù)工件對(duì)粗糙度和強(qiáng)化厚度的要求來(lái)決定，有時(shí)，為了保證厚度和粗糙度，往往采用多規(guī)準(zhǔn)強(qiáng)化的方法。例如，先用強(qiáng)規(guī)準(zhǔn)強(qiáng)化，使表面有較大的增厚量，然后用中規(guī)準(zhǔn)強(qiáng)化使表面平整，最后用弱規(guī)準(zhǔn)強(qiáng)化以降低粗糙度，也可以用兩種或者一種規(guī)準(zhǔn)強(qiáng)化，只要能滿足技術(shù)要求即可。     沖裁模有配合間隙的要求，對(duì)于沖厚料的模具，因?yàn)樵瓉?lái)的配合間隙較大，強(qiáng)化層的影響較小，但對(duì)于小間隙的模具強(qiáng)化厚度就不能忽視，因此選擇

10、規(guī)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)該考慮到這一點(diǎn)。     2、強(qiáng)化操作過(guò)程     3、模具（工件）強(qiáng)化后的處理     表面清理。強(qiáng)化結(jié)束后，要用干凈的棉沙揩拭強(qiáng)化表面，去掉電蝕產(chǎn)物和沾著的污物，使強(qiáng)化層清晰顯現(xiàn)，以便觀察。在未強(qiáng)化到的加工面或個(gè)別突出的高點(diǎn)，就應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊和修整，如果用25倍放大鏡觀察，就能很清楚地看到表面放電凹坑分布是否均勻，然后用千分尺等量具檢測(cè)強(qiáng)化層的厚度，特別是對(duì)有配合間隙要求的工件，比如冷沖模，要仔細(xì)地檢測(cè)其配合間隙.當(dāng)需要了解強(qiáng)化層的硬度時(shí)，通常是用同種材料強(qiáng)化后做成金相試樣，用顯微硬度計(jì)測(cè)量強(qiáng)化層

11、的橫截面     研磨和刃磨：電火花強(qiáng)化層的表層精糙度通常是Ra3.2-1.6um，一般粗加工或半精工的冷沖模，電火花強(qiáng)化后即可使用。對(duì)各類需要更細(xì)粗糙度的模具，或者要求刃口鋒利的模具，為使模具刃口更鋒利，可以用金剛石、油石或金相砂紙輕輕研磨強(qiáng)化層，經(jīng)刃磨后再使用，冷沖模具刃口側(cè)面強(qiáng)化之后可以先刃磨一次，這樣刃口能保持更好的鋒利。因?yàn)閺?qiáng)化層較薄，即以研磨余量是有限的。     經(jīng)強(qiáng)化的模具使用到強(qiáng)化層未完全磨損之前即行再次強(qiáng)化，能對(duì)模具工作表面起保護(hù)作用，大大延長(zhǎng)其使用壽命和精度，必須注意的是，模具強(qiáng)化后要嚴(yán)格測(cè)量其配合間隙和進(jìn)行試模

12、。     電火花表面強(qiáng)化實(shí)例：實(shí)例1沖片落三圓模具電火花熔滲硬質(zhì)合金     河北省豐潤(rùn)電機(jī)廠生產(chǎn)的單，三相交流異步電動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)子片均采用0.5mm厚的硅鋼片。一般沖片落三圓模具的原始加工方法是：Cr12鋼經(jīng)鍛造和熱處理退火后，粗/精車外圓和兩端面及鉆鏜工作洞口，劃線并在鉆床上鉆出所有固定用孔，攻絲、鉸定位銷孔，然后淬火，回火。熱處理后對(duì)工作部分進(jìn)行磨削。所得到的模具表面硬度只有52HRC左右，耐磨性亦不理想，平均一次刃磨只有2.2萬(wàn)沖次，壽命66萬(wàn)沖次。采用YG8硬度質(zhì)合金作電極熔滲Cr12鋼制的落圓模，平均一次刃磨為5.5萬(wàn)沖次，

13、壽命可達(dá)165萬(wàn)沖次，表面粗糙度為Ra1.6um，輕微研磨熔滲面表面粗糙度可達(dá)到Ra0.8um.     a=1mmb=1mm     實(shí)踐表明，經(jīng)過(guò)熔滲硬質(zhì)合金后模具表面形成一層硬而耐磨的硬質(zhì)合金層熔滲厚度為10-30um。硬度達(dá)到72HRC,用于硅鋼片的冷沖模具，其壽命是來(lái)經(jīng)強(qiáng)化處理的Cr12鋼制模具的2.5倍。     實(shí)例2大型壓型件模具電火花強(qiáng)化     C62A型敞篷車的下側(cè)門，中門和側(cè)柱三種大型壓型件的下料尺寸分別為：1300mm*986mm*5mm1940mm

14、*820mm*5mm2242mm*432mm*7mm     壓筋的深度為50mm左右，壓模體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具的制造和維修都比較困難。由于工件為中厚鋼板，外形又比較復(fù)雜，所以模具在壓型過(guò)程中受力條件惡劣，使用壽命短。特別是工件成型輪廓線條的接頭和拐角等部位，一般在壓制200300件以后就會(huì)因模具塌陷或黏結(jié)雜物而使工件拉傷，嚴(yán)重時(shí)甚至使工件破裂。為改善模具的磨損于是采用了FUSSEN200冷焊機(jī)對(duì)易損的拐角等型面進(jìn)行局部強(qiáng)化.下側(cè)門壓模壓制10854件才出現(xiàn)拉傷，為強(qiáng)化前的36倍。     實(shí)例3部分模具電火花強(qiáng)化后的使用效果 模具

15、名稱 模具材料 工件材料 強(qiáng)化部位 強(qiáng)化效果 強(qiáng)化前 強(qiáng)化后 鋁壓鑄模 3Cr2W8V <58-62HRC> ZL104 型腔 壓鑄溫度700度壓鑄8件就粘模 壓鑄溫度700度壓300余件無(wú)粘模 空縮機(jī)閥片復(fù)式?jīng)_模 T8A/T10A/Cr12MoV 等 30CrMnSi/50CrVA等 刃口 沖3000件 沖10000件  35*56*12mm油封骨架沖模 45#<241HB> A3/0.6-1.5mm 刃口 提高壽命2倍 M12切角模 9SiCr<55-58HRC> 刃口 切300-500件 切8000-70000件 M12螺栓冷鐓下模 T10<58-61HRC>  模孔前端10mm 鐓500010000件 鐓3萬(wàn)5萬(wàn)件 M8冷鐓螺帽六角模 CrWMn<58-61HRC> 成型表面 提高35倍 模具名稱 模具材料 工件材料 強(qiáng)化部位 強(qiáng)化效果 強(qiáng)化前 強(qiáng)化后 冷沖模 T10A