鏡面電火花加工一般是指加工表面粗糙度值在Ra0.2μm以下的電火花加工。具有鏡面的反光效果,其表面變質層厚度均勻、極少有微裂紋,并且有較高的耐磨性和耐蝕性,無需拋光即可用工作的最終表面,要想實現大面積的鏡面電火花加工是相當困難的,其難點很多,簡介如下。
(1)放電能量的影響 在大面積電火花精加工放電過程中,存在著極間寄生電容,當寄生電容儲存了足夠多的能量后,間隙電壓逐漸升高到擊穿電壓,才引起火花放電,但此時的放電能量相當于多個放電脈沖能量的疊加,產生的放電蝕坑深度增加,加工表面的失去鏡面效果。因此,不能忽略極間電容中儲存能量對精加工的影響。
(2)排屑與排氣的影響 放電產生的蝕除物(即熔化的金屬屑)和產生的有害氣體,在精加工極小的放電間隙中是很難進行排屑與排氣的,這些放電產生的加工屑會造成二次放電和拉弧、積炭現象。這些不正常的放電極大地降低了加工后的表面質量和加工速度,因此電火花精加工中電極一般進行周期抬刀或旋轉、平動、搖動等進行擠壓式排屑與排氣,有利于減小蝕除產物的影響,有利于提高加工速度,有利于實現類似鏡面的電火花加工。
(3)脈沖波形的影響 要想實現鏡面電火花加工,目前小面積的鏡面加工,均采用精加工、窄脈寬、低峰值電流、高空載電壓(一般范圍200~300V)的專用脈沖電源。例如新開發的納生活會級(10-9s)脈沖電源及無電解電容器脈沖電源(即雙極性脈沖電源)進行鏡面電火花加工,加工表面粗糙度Ra值小于0.01μm的水平。但對于大面積的鏡面電火花加工、仍存在很多難點,有待進一步研究解決。
目前為了解決大面積鏡面電火花加工難題,研究開發了混粉電火花新工藝,即在工作液中添加一定數量的硅、鋁等微細粉末,達到類似鏡面的加工效果。但不是所有工件材料都能用混粉工作液實現鏡面加工,碳化物顆粒大的材料及粉木粒度大的材料,很難實現鏡面加工。加工時要切換工作液,放電間隙擴大了10倍,殘余拉應力增大,表面形成一鍍覆層等,又給鏡面電火花帶來新的難點。