Study of the Relationship Between Structure and Properties of Electrodes for EDM Tools Cutting Systems "Copper – Metal" and "Copper – Graphite"
Исследование взаимосвязи между структурой и свойствами электродов-инструментов для электроэрозионной резки систем «медь – металл» и «медь – графит»

S. A. Oglezneva, N. D. Ogleznev, L. D. Sirotenko
2016 Bulletin of the South Ural State University series Mechanical Engineering Industry  
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь Целью исследования было установление зависимости относительного износа электрода от его структуры и разработка материалов для электродов-инструментов с улучшенными характеристиками. Рассмотрены требования к электродам-инструментам для электроэрозионной прошивки. Композиционные материалы на основе меди с различным содержанием тугоплавкой фазы изготовлены методом порошковой металлургии. Методами рентгенофазового анализа
more » ... енофазового анализа и рамановской спектроскопии обнаружено образование интеркалированного медью графита и sp 3 связей в графите, спеченном с медью, которые способствуют повышению электропроводности и капиллярных свойств материала. Исследовано влияние содержания тугоплавкой фазы в системах «медь -тугоплавкий металл», «медь -графит» на пористость, твердость, прочность, электросопротивление, относительную износостойкость электродов-инструментов из композиционных материалов. Установлено, что с увеличением содержания тугоплавких металлов увеличивается пористость и электросопротивление композиционных материалов. Определено, что относительная износостойкость при электроэрозионной прошивке электродаинструмента из композиционных материалов на основе меди, содержащих тугоплавкие металлы, более всего зависит от жаростойкости тугоплавкого металла; в системах на основе меди с графитом относительный износ уменьшается за счет повышения электропроводности и капиллярного эффекта. Ключевые слова: электроэрозионная обработка, электрод-инструмент, композиционный материал, рамановская спектроскопия, интеркалирование, медь, тугоплавкие металлы, графит, эрозионная стойкость Введение. Электроэрозионная обработка (ЭЭО) основана на эффекте расплавления и испарения микропорций материала в основном под тепловым воздействием импульсов электрической энергии. Эта энергия выделяется в канале разряда между поверхностью обрабатываемой детали и электродом-инструментом, погруженным в жидкую (обычную неэлектропроводящую) среду. Следующие друг за другом импульсные разряды производят выплавление и испарение микропорции материала; частицы расплавленного материала выбрасываются из зоны обработки развивающимся в канале разряда давлением, и электрод-инструмент получает возможность внедряться в обрабатываемую деталь [1]. Электроды-инструменты (ЭИ) являются одними из основных элементов, участвующих в электроэрозионном процессе. Параметры их оказывают существенное влияние на стабильность электроэрозионного процесса, его эффективность и область использования. Производительность и качество ЭЭО также находятся в зависимости от материала ЭИ. Электрод-инструмент должен изготавливаться из эрозионностойкого материала, обеспечивать стабильную работу во всем диапазоне рабочих режимов ЭЭО и максимальную производительность, имея малый износ [2]. Разработка новых технологических процессов создания эрозионностойких материалов, обладающих низкой стоимостью и высокой износостойкостью, представляет собой весьма важную задачу и имеет большое экономическое значение, так как эрозионный износ электродовинструментов, изготовленных из меди, латуни, чугуна, может быть в 10-100 раз выше, чем объем снятого металла с детали, что значительно снижает эффективность или делает даже нецелесообразным применение метода электроэрозионной обработки [3] . Одним из путей снижения износа электрода-инструмента является использование материалов, имеющих высокую эрозионную стойкость [4] .
doi:10.14529/engin160105 fatcat:h4olbcij4zdv3hg5pcwr52sv3m