电火花表面强化工艺

在电极与工件之间接上直流电源或交流电源，由于振动器的作用使电极与工件之间的放电间隙频繁发生变化，故电极与工件之间不断产生火花放电。

电火花表面强化一般是在空气介质中进行，当电极与工件分开较大距离时，强化直流电源经过电阻对电容器充电，同时电极在振动器的带动下向工件运动；当电极与工件之间的间隙接近到某一距离时，间隙中的空气被击穿而产生火花放电，这时产生高温，使电极和工件材料局部产生熔化甚至气化；当电极继续向下运动并与工件接触时，在接触处流过短路电流，使该处继续加热；当电极继续下降时，以适当压力压向工件，使熔化了的材料相互粘结、扩散形成合金或产生新的化合物熔渗层；随后电极在振动器的作用下离开工件。由于工件的热容量比电极大，故工件放电部位急剧冷却凝固，多次放电并相应地移动电极的位置，从而使电极的材料粘结，覆盖在工件表面上，形成一层高硬度、高耐磨性和抗腐蚀性的强化层，显著提高被强化工件的使用寿命。^[1]

电火花表面强化工艺过程包括强化前准备、实施强化和强化后处理三个方面。强化前首先应了解工件材料硬度、表面状况、工件条件及需要达到的技术要求，以便确定是否采用该工艺；其次确定强化部位并清洗干净；最后选择设备和强化规范。

实施强化该工序是强化工艺的重要环节，包括调整电极与工件强化表面的夹角，选择电极移动方式和掌握电极移动速度等。强化后处理主要包括表面清理和表面质量检查。^[1]

(1)设备简单造价低。使用的小型电火花涂敷机,主要由脉冲电源和振动器两部分组成，没有传动机构、工作台等机械构件,携带方便使用灵活，设备投资和运行费用都很低。

(2)熔渗层与基体结合牢固，不会发生剥落。因为沉积层是电极和工件材料在放电时的瞬时高温高压条件下重新合金化而形成的新合金层，它们是冶金结合，而不是电极材料简单的涂覆和堆积。

(3)电极材料消耗极少，可以根据需要选用电极材料。对于沉积设备、模具以提高耐磨性为目的的沉积，可选用YG类硬质合金，能形成高硬度、高耐磨、抗腐蚀的沉积层。而以修复机器零件已磨损部位为目的沉积，可采用碳素钢、紫铜、黄铜等材料作为电极，这些材料来源比较广，而且材料消耗量也很少。

(4)局部加热耗电少，处理件不受尺寸限制，可对零件、设备表面施行局部沉积，也可对一般几何形状的平面或曲面进行沉积，比如刀具、模具和机械零件，特别适用于大件的局部处理。

(5)高能量密度加热，心部组织与性能无变化，处理后零件无变形。^[2]

在机电设备修理中，电火花加工主要应用于硬质合金堆焊后粗加工、强化和修复零件的磨损表面，还可以去除折断的钻头、板牙、螺栓及钻出任何形状孔中的沟槽等。电火花加工修复层的厚度可以达到0.5 mm。修复铸铁壳体上的轴承座孔时，阳极用铜质材料；强化零件的磨损轴颈时，阳极为切削工具，用铬铁合金、石墨和T15K6硬质合金等材料制作。^[1]