金属表面强化技术概谈（3）-电火花强化
三、电火花强化
定义：通过电火花的放电作用把一种导电材料涂敷熔渗到另一种导电材料的表面，从而改变后者表面的性能。
(如把硬质合金材料涂到用碳素钢制成的各类刀具、量具及零件表面，可大幅提高其表面硬度(硬度可达70～74HRC)、增加耐磨性、耐腐蚀性，提高使用寿命1～2倍。)
适用范围：上述各类零件的表面强化和磨损部位的修补。
原理：在电极与工件之间接直流或交流电，振动器使电极与工件之间的放电间隙频繁发生变化并不断产生火花放电，经多次放电并相应移动电极的位置，就使电极材料熔结覆盖在工件表面上，从而形成强化层。
金属零件表面之所以能够强化，是由于在脉冲放电作用下，金属表面发生超高速淬火、渗氮、渗碳及电极材料的转移四个方面的物理化学变化。
(1)超高速淬火 电火花放电使工件表面极小面积的金属熔化。由于放电时间很短暂，而被加热的金属周围是大量的冷金属，所以被加热金属急速冷却下来，形成了超高速淬火。
(2)渗氮 电火花放电区域内，空气中的氮分子被电离，它和熔化的金属中的有关元素化合成高硬度的金属氮化物，如氮化铁、氮化铬等。
(3)渗碳 来自石墨电极或周围介质中的碳元素因融于熔化的金属中而形成碳化物，如碳化铁、碳化铬等。
(4)电极材料的转移 在压力和电火花放电的条件下，电极材料接触转移到工件金属熔化表面，有关金属合金元素(W、Ti、Cr等)迅速扩散到金属表面，形成强化层。
电火花表面强化层的金相组织变化、强化层厚度、硬度及耐磨性、耐腐蚀性等均与电极材料、工件材料及强化条件有关。
电火花表面强化的特点：
1)强化在空气介质中进行，不需要特殊复杂的处理装置和设施。
2)可用于机械零件，工模夹具、量具、刃具的局部表面处理，强化前不需经过特殊预处理。
3)强化时，可根据工件表面的不同要求选择适当的电极材料，以提高表面硬度，增加耐磨性、耐腐蚀性。
4)强化层厚度可以通过电气参数和强化时间进行控制。
5)强化过程变形非常小，因此可安排为末道工序。
6)由于有一定的强化层厚度，所以电火花表面强化既可用于提高零件的硬度及耐磨性又可用于磨损件的修复。
