采用复合电极和VIKOR方法对Inconel 718材料粉末混合电火花加工的性能评估与优化

《Scientific Reports》：Performance evaluation and optimization of powder mixed EDM of Inconel 718 using composite electrodes and the VIKOR method

　　

摘要

传统的电火花加工方法存在材料去除率低、刀具磨损率高以及表面光洁度差的问题，这些缺陷限制了其用于镍基超合金的加工。本研究探讨了在介质中添加1–5克/升的氧化铝（Al₂O₃）以改善加工性能和电火花特性，并采用含有5%石墨的铝复合电极来提升热性能和电气性能，进而对Inconel 718材料进行粉末混合电火花加工。微观结构分析显示，石墨分布均匀，同时材料的密度降低且热导率有所提高。研究通过基于L25田口方法的实验设计，分析了峰值电流、脉冲导通时间、脉冲断开时间、火花间隙控制以及粉末浓度等因素对材料去除率、刀具磨损率和表面光洁度的影响。此外，还运用多准则决策分析法对各种实验方案进行排序，从而确定最佳的加工参数组合。经过优化后的加工条件为：15安培的电流、2微秒的脉冲导通时间、10微秒的脉冲断开时间、6毫米的火花间隙以及3克/升的粉末浓度，这些条件使得材料的加工性能得到提升，材料去除率提高，刀具磨损率降低，同时表面光洁度也更为优异。