電火花加工的新材料，前面已經(jīng)介紹了工件的新材料，例如聚晶金剛石，半導(dǎo)體材料，非導(dǎo)電材料，高溫耐熱合金，鈦合金，鋁合金，鎢、鉬材料，硬質(zhì)合金，不銹鋼等。而工具電極材料只重點介紹了常用電極材料，如純銅電極材料，石墨電極材料，銅鎢、銀鎢合金，各種鋼電極材料，鑄鐵電極材料等。至于工具電極的新材料，介紹的很少。但隨著電加工事業(yè)的發(fā)展，實際上工具電極材料也在不斷推陳出新，例如石墨電極新材料就有等靜壓、擠壓、模壓、振動成形石墨，高純化石墨，柔性化石墨等；純銅電極材料就有電鑄成形、噴涂成形、激光成形，各各上尺寸規(guī)格的熱軋紫銅板、冷軋紫銅板，各種尺寸規(guī)格的棒材、管材、線材，電火花專用空心銅管最小直徑已達(dá)φ0.2mm，各種尺寸規(guī)格的黃絲、復(fù)合鍍鋅電極絲、快速拋光絲、微細(xì)切割絲等，很多產(chǎn)品都屬于工具電極的新材料。
電火花加工使用各種新材料的目的，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展震怒，根據(jù)電火花加工的特點，不斷地擴(kuò)大電火花加工的應(yīng)用范圍，解決各種生產(chǎn)制造加工中的難題，不斷地促進(jìn)電火花加工事業(yè)的發(fā)展。
目前，新疑工具電極材料有摻硼CVD金剛石電極材料、碳化硅鍍覆層石墨電極材料、金屬粉末激光成形電極材料等，簡介如下。
摻硼CAD金剛石 金剛石是一種集多種優(yōu)良性能于一體的功能性村料，在高科技領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來出現(xiàn)的化學(xué)氣相沉積（簡稱CVD）技術(shù)使金剛石的制備成本大大降低，人造金剛石體積比天然金剛石大得多，使金剛石的廣泛應(yīng)用成為可能。摻硼CVD金剛石的電阻率可達(dá)10-4Ω·m，從而具備導(dǎo)電性；導(dǎo)熱率是已知物質(zhì)中最高的，為銅的5倍；熔點達(dá)3000℃以上，這種高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、高容點的材料作為電火花加工工具電極使用時損耗較小。而摻硼CVD金剛石厚膜導(dǎo)熱性極好，熔點高，導(dǎo)電性能滿足電火花加工放電的需要，這種金剛石涂層電極可以在高強(qiáng)度環(huán)境下工作，使用壽命長，因而成為一種極有應(yīng)用前景的低損耗電極材料。
電火花加工時，工具電極的損耗過程極為復(fù)雜，影響因素很多。在大脈寬粗加工時，充分利用加工過程中的各種效應(yīng)，改進(jìn)電源參數(shù)和工作液的供液方式可有效地減少電極損耗。但在窄脈寬精細(xì)加工時，這些工藝手段收效甚微，降低電極損耗非常困難。因此從材料學(xué)的角度來解決電極損耗的問題，對摻硼CVD金剛石厚膜作為加工電極進(jìn)行了電火花成形加工實驗。實驗顯示，摻硼金剛石電極在1~3μs窄脈寬微精加工條件下的損耗幾乎為零；采用摻硼CVD金剛石電極加工的工件精度和表面質(zhì)量明顯優(yōu)于銅電極。其原因分析如下。
采用煤油之類的碳?xì)浠衔镒鳛楣ぷ饕哼M(jìn)行負(fù)極性加工（工件接負(fù)極、工具電極接正極）時，炭黑膜在摻硼CVD金剛石電極表面的吸附速度快于在傳統(tǒng)電極上的吸附速度，在窄脈寬條件下也可有效地形成黑膜并起到保護(hù)電極的作用。
摻硼CVD金剛石的導(dǎo)熱性很好，可以將放電產(chǎn)生的熱及時傳走。此外，在脈寬、脈間均為20μs的脈沖條件下，摻硼CVD金剛石厚膜電極加工時的電流密度可高達(dá)10A/mm2,遠(yuǎn)高于常規(guī)的電極材料。這些結(jié)果表明，摻硼CVD金剛石是一種有廣闊應(yīng)用前景的精微電火花加工電極材料。圖為摻硼金剛石厚膜電極和純銅電極在相同條件下，電極損耗情況對比實驗結(jié)果，此實驗結(jié)果有待進(jìn)一步生產(chǎn)驗證，推廣使用。
碳化硅鍍覆層石墨復(fù)合電極材料 在電火花成形加工中，石墨材料作工具電極由于具有加工速度快、重量輕及易于成形加工等特點受到廣泛應(yīng)用。但石墨電極的缺點是在精加工時電極損耗過大，表面粗糙度差，加工面還易出現(xiàn)裂紋。而碳化硅（SiC）是半導(dǎo)全材料，含有硅元素，具有細(xì)化晶粒抑制裂紋、改善金屬力學(xué)性能的作用，與石墨電極材料相比，其熱傳導(dǎo)率好、電導(dǎo)率大、硬度高、強(qiáng)度大、耐磨損。如果將碳化硅作為電火花加工材料使用，對于改善加工表面質(zhì)量、減小電極損耗和提高加工速度是完全有可能的。由于碳化硅制作工藝復(fù)雜，成本高，為了開發(fā)低成本、高性能的電極，在石墨電極表面鍍覆一層碳化硅材料，制成了新型復(fù)合電極，一般碳化硅鍍覆層厚度為0.75mm。經(jīng)電火花加工實驗，結(jié)果表面在精加工條件下（電壓120V、加工電流5A、負(fù)極性加工、脈沖寬度20μs以下）與普通石墨電極相比，碳化硅鍍覆層石墨電極具有加工面無裂痕、加工速度快、電極損耗小和加工精度高等優(yōu)點，彌補了石墨電極材料的不足，可以作為電火花加工電極使用。
金屬粉末激光成形電極材料 利用金屬粉末激光成形（簡稱MPLS）技術(shù)制作的電火花加工電極，其制作工藝如下：首先在計算機(jī)上通過CAD軟件生成電極CAD實體模型，并將該實體模型離散化生成STL格式文件；然后利用切片軟件讀取STL格式文件，將離散的模型切成一系列薄層，并生成每一層的掃描軌跡，將這些數(shù)據(jù)以CLI格式輸出到文件；最后根據(jù)CLI格式數(shù)據(jù)文件，金屬粉末在激光熔覆作用下，由點到線、由線到面、由二維到三維逐層累積成形。金屬粉末作為基體材料（鐵粉、銅粉、鎳粉、鎢粉、鋁粉、鈦粉等任何金屬粉末）加入適量黏結(jié)齊，經(jīng)激光燒結(jié)成形的電極，再進(jìn)行后續(xù)處理，包括燒失黏結(jié)劑、高溫焙燒、金屬熔滲（如滲銅）等工序，最終制造出電火花加工電極。其特點如下。
1）要選擇任何耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)電性能好的金屬粉末材料制作電火花加工電極，達(dá)到加工速度快、電極損耗小的目的。
2）利用計算機(jī)CAD軟件、激光熔覆作用，可以制造出形狀結(jié)婚復(fù)雜的工具電極，為解決高新技術(shù)難題開辟了一條新的途徑。希望盡快將該技術(shù)應(yīng)用到實際生產(chǎn)中來。
