丙三醇水溶液电火花加工硅晶体特性研究

为了提高硅晶体电火花成形加工效率、降低电极损耗,采用丙三醇水溶液作为工作介质。分析了介质中的碳、氢、氧元素对加工效果的影响,以及电导率、粘度、介质成分对加工特性的影响,研究表明:击穿放电间隙受电导率与粘度的影响,丙三醇水溶液可提高放电间隙,增强加工稳定性;丙三醇分子会在放电高温下分解出碳分子,其自身的微观爆炸力可促使碳分子和极间蚀除产物向两极移动,增强了电极的涂覆效应,降低了电极损耗。工艺实验结果表明:丙三醇水溶液的加工特性优于去离子水,采用质量分数为30%的丙三醇溶液加工时的最佳占空比为1∶7,加工效率为11.88 mm~3/min,电极损耗比为3.7%。     

半导体硅电极多通道放电机理研究

为了实现电火花加工同一时刻形成多个放电通道蚀除工件,克服现有放电加工理论中同一时刻仅有一个放电通道蚀除工件的限制,提出了采用半导体材料作为电极进行放电加工的新方法。首先,通过试验证明以半导体硅为电极加工金属可以形成多通道放电;其次,建立了半导体电极单通道放电等效电路模型,发现半导体电极在放电加工时不是一个等势体,并进行了电势差分布试验,验证了多通道放电形成的原因是远离放电点处的电势较高,可以同时形成击穿产生放电;最后,进行了半导体硅电极单脉冲放电试验及成型加工试验。试验结果显示,半导体硅电极通过1次脉冲放电同时形成多个放电通道,有效地分散放电能量,相较于金属电极,每个放电坑的直径和深度都显著减小。在相同放电参数下,对比钢电极,用硅电极进行电火花加工的表面粗糙度值下降71.7%。