Transcript 下載/瀏覽
銅鉬複合電極對SKD11放電裂紋 生成及變質層之影響 報告日期：01/06/2010 報告人：蔡智凱 實驗參數 放電參數 加工液 添加物 電極 母材 電壓： 110V 電流： 4、16、25、50 A τon： 15、30、50、80 µS Duty factor ：50% 加工極性：工件正極、電極負極 加工時間：30min 加工液：煤油 粉末：鉬粉 粒度：3.5 µm 添加量： 0%、10%、20%、30% 電極：電解銅 電極尺寸：11.4mm 母材：SKD11 實驗方法 • 銅鉬電極製造方法係以288MPa壓力加壓，在溫度 850℃下先進行第一次燒結，再使用481MPa壓力加 壓成形，經由燒結溫度950℃下第二次燒結所製成， 燒結時間四十分鐘，保護氣體為氬氣。本研究所 使用的鉬粉及銅粉其平均粒度分別為44μm和 3.5μm，鉬粉添加量分別為0%、10%、20%、30%四 種比例，實驗後試片以腐蝕液進行腐蝕，最後再 以 SEM觀測其放電表面裂紋密度及變質層平均厚 度。 結果與結論 • • • • • • 比較一次燒結與二次燒結之複合電極，結果發現因一次燒結電極在燒結後，所得到的孔隙較 二次燒結電極多，因此容易在加工的過程中，電極產生積碳情形，進而造成一次燒結電極中 的鉬元素，較不易遷徙至加工表面，且當電極中鉬元素含量越多，鉬元素遷徙至加工表面相 對有提升之趨勢。 當使用一次燒結與二次燒結電極在加工後，所形成之變質層厚度。由圖發現，因一次燒結複 合電極是採用較低之加壓壓力及燒結溫度，因此會造成其電極的結合強度較差，使得在加工 過程中，電極粉末易分散於加工液中，而產生放電能量易分散的問題，使其變質層厚度變薄 降低。當複合電極中所添加鉬粉於30%時，所得到之變質層表面形貌。 不管是一次燒結或二次燒結複合電極，所形成的變質層厚度，都會隨著鉬粉添加的增加，而 產生微幅降低的趨勢。使用一次燒結電極及二次燒結電極，在加工後所形成之裂紋表面形貌， 其表面裂紋密度，會因所選用的工具電極的不同而有所不同，且當在電極中添加各種不同比 例鉬粉時，相同的電極製造方法也會因鉬粉的添加量不同，而產生不同之裂紋密度。 一次燒結複合電極所形成的表面裂紋密度，會高於二次燒結複合電極且加工後材料所形成的 表面裂紋，會隨著當電極中所添加的鉬元素越多時，而呈現逐步降低的趨勢。 實驗結果發現，一次燒結複合電極結合強度較低，因此易形成在加工過程中，使放電能量分 散，進而使所形成之變質層厚度，較二次燒結電極電極來得低。 實驗結果發現，電極中鉬元素可有效改善放電裂紋之生成，而二次燒結複合電極在加工過程 中，鉬元素之遷徙較一次燒結複合電極多，因此使加工表面之放電裂紋減少。 Mo粉遷徙至試片百分比(Wt％) 3.2 一次燒結 二次燒結 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 10 20 30 Mo粉在電極所佔比例% Mo粉遷徙至試片百分比與佔電極比例關係圖 無添加鉬粉之變質層表面形貌 (圖左為一次燒結，圖右為二次燒結) (鉬粉含量0%，放電電流4A，放電持續時間15μs) 添加30%鉬粉之變質層表面形貌 (圖左為一次燒結，圖右為二次燒結) (鉬粉含量30%，放電電流4A，放電持續時間15μs) 變質層平均厚度(µm) 6 一次燒結 5 二次燒結 4 3 2 1 0 0 10 20 Mo粉在電極所佔比例% 變質層平均厚度與Mo粉在電極所佔比例關係圖 30 無添加鉬粉之裂紋表面形貌 (圖左為一次燒結，圖右為二次燒結) (鉬粉含量0%，放電電流4A，放電持續時間15μs) 添加30%鉬粉之裂紋表面形貌 (圖左為一次燒結，圖右為二次燒結) (鉬粉含量0%，放電電流4A，放電持續時間15μs) 表面裂紋密度(cm/cm²) 2.0 一次燒結 1.5 二次燒結 1.0 0.5 0 0 10 20 Mo粉在電極所佔比例% 表面裂紋密度與Mo粉在電極中所佔比例關係圖 30 Thanks for your attention!!