加工液中添加鉬粉對(duì)SKD放電加工表面之探討

1、加工液中添加鉬粉對(duì)加工液中添加鉬粉對(duì)SKD11SKD11放電加工表面之探討放電加工表面之探討戴子堯、卓首屹、陳思懿、吳涵玉、蔡智凱南臺(tái)科技大學(xué)機(jī)械工程系南臺(tái)科技大學(xué)機(jī)械工程系 報(bào)告日期：報(bào)告日期：99/12/1099/12/10 大綱 前言 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 討論 結(jié)論1/19前言放電加工是利用電弧柱將工件表層熔化，再藉由加工液帶走移除的材料，部分未被帶走的融熔組織，會(huì)再次凝固於工件表面形成再鑄層。再鑄層有著耐磨耗、耐腐蝕、高強(qiáng)度、高硬度等等優(yōu)點(diǎn)，但卻會(huì)同時(shí)伴隨氣孔、痘瘡、裂紋、球狀附著物等等缺陷生成，無(wú)論是對(duì)於工件的壽命或機(jī)械性質(zhì)，都是相當(dāng)大的損害。為了抑制電極消耗率以及減低加工後對(duì)表層帶

2、來(lái)的缺陷，故發(fā)展出複合電極放電加工，以及混粉之放電加工(Powder mixed dielectric EDM，PMD-EDM)技術(shù)，為常見(jiàn)的表面改善技術(shù)。2/19實(shí)驗(yàn)流程電極：電解銅材料選取：SKD11車(chē)削加工直徑：114mm試片製備：切割15mmX15mmX3mm濃度：0、2、6、10、20 g/l添加粉末：鉬粉放電加工材料移除率表面形貌白層厚度裂紋密度分析研討會(huì)撰寫(xiě)資料分析加工參數(shù)配置3/19實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定4/19母材：SKD11工件尺寸：15mmX15mmX3mm電極：電解銅電極尺寸：11.4mm電壓： 150V電流： 4、16、25、50 Aon： 16、32、50、80 soff：

3、16、32、50、80 sDuty factor ：50%加工時(shí)間：15、30分鐘加工極性：工件正極、電極負(fù)極加工液：煤油粉末：鉬粉粒度：3.5 m濃度：0、2、6、10、20 g/l工件材料電極放電參數(shù) 加工液加工液添加物電極及工件材料選用電解銅電極物理性質(zhì)SKD11之組成成分(wt%)5/19 特性材料熔點(diǎn)()密度(kg/m3)硬度(Mohs hardness)熱導(dǎo)率(mK)電導(dǎo)率(m/)熱膨脹係數(shù)(m/m)銅1084.489203.040159.610616.610-6 成分材料CSiMnPSCrMoVFeSKD111.401.600.40以下0.60以下0.030以下0.030以下11

4、.0013.000.801.200.200.50Pooling粉末性質(zhì)6/19 特性材料熔點(diǎn)()沸點(diǎn)()電導(dǎo)率(-m)1)熱導(dǎo)率(W/(mK)晶體結(jié)構(gòu)鉬(Mo)2623463918.7106138體心立方晶格表面形貌 未添加粉末加工電壓150V 加工電流4A on 32s Duty factor 50%添加粉末：鉬粉粉末濃度：2g/l粉末濃度：6g/l粉末濃度：10g/l粉末濃度：20g/l7/19材料移除率 放電持續(xù)時(shí)間：50s 添加粉末：鉬粉8/19裂紋密度9/19放電持續(xù)時(shí)間：50s 添加粉末：鉬粉表面裂紋形貌(加工電流4A / 放電持續(xù)時(shí)間80s / 鉬粉濃度2g/l / 添加粉末：鉬

5、粉)10/19表面粗糙度 11/19放電持續(xù)時(shí)間：50s添加粉末：鉬粉白層厚度 放電持續(xù)時(shí)間：50s 添加粉末：鉬粉12/19白層形貌13/19未添加粉末粉末濃度：2g/l粉末濃度：6g/l粉末濃度：20g/l粉末濃度：10g/l加工電壓150V 加工電流4A on 50s Duty factor 50%添加粉末：鉬粉討論1/2 由文獻(xiàn)中可得知，當(dāng)加工液中添加鉬粉，並在電極與工件上通入電壓，此時(shí)鉬粉會(huì)在極間形成長(zhǎng)鍊狀的聚集物，但並不會(huì)像鋁粉、鎳粉等粉末立即發(fā)生放電，但是電火花發(fā)生的地方必定在橋狀物的某處，使得電弧柱發(fā)生在極間的機(jī)率提高，而讓添加金屬粉末後期望發(fā)生的架橋現(xiàn)象不明顯，使材料移除率下

6、降。電極工件電極工件加工液中加入鉬粉示意圖加工液中加入鉬粉並於極間通入電壓示意圖14/19討論 2/2電極工件電極工件加工液中加入氧化鋁粉示意圖加工液中加入氧化鋁粉並於極間通入電壓示意圖15/19電極工件加工液中加入鉬粉示意圖電極工件加工液中加入鉬粉並於極間通入電壓示意圖結(jié)論 1/3在加工液中添加鉬粉，影響材料移除率最顯著的加工參數(shù)是加工電流，其次是放電持續(xù)時(shí)間，而隨著粉末濃度的提升，材料移除率皆出現(xiàn)降低的趨勢(shì)。 隨著粉末濃度的增加，放電持續(xù)時(shí)間在50s時(shí)，加工電 流50A的白層厚度出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，加工電流4A、16A、 25A之白層厚度則出現(xiàn)上升的趨勢(shì)。 16/19結(jié)論 2/3 加工液中加入鉬粉，表面粗糙度出現(xiàn)升高的趨勢(shì)，隨著加工電流的增加，表面粗糙度則出現(xiàn)提升的趨勢(shì)，但較大的粉末濃度20g/l下，表面粗糙度則出現(xiàn)降低的趨勢(shì)。 加工液中添加鉬粉對(duì)裂紋密度的影響有限，雖然鉬粉的架橋作用不明顯，但是在加工過(guò)程中，依然有分散放電能量的效果。17/19結(jié)論 3/3 鉬粉並不會(huì)像其他金屬粉末一般，讓電弧柱產(chǎn)生明顯的架橋作用，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，添加鉬粉會(huì)