工模具加工中常用的电火花加工是利用火花放电现象，在一秒钟内发生数千至数万次，将工件熔化，并在工件上逆向形成电极形状，其原理如图所示：
2、什么是EDM变质层？
我们用肉眼看到的电火花劣化层，是一秒钟内数千次至数万次放电在模具表面堆积形成的大量放电痕迹，俗称白层。但在金相显微镜下观察白层，其组织结构比宏观上复杂得多。从表面到内部，可分为：1）熔化层；2）渗碳淬火层；3）过渡回火层（如图所示）。
火花加工后退化层的光滑程度受每次放电的能量控制，每次放电的平均脉冲能量越大，放电痕迹形状越大，加工速度和间隙越大，加工表面粗糙度越差，退化层越厚。
电火花加工变质层是一种硬度极不均匀、拉应力很大的缺陷组织，对模具生产的安全危害极大。为保证模具的寿命，电火花加工完成后，模具在抛光或蚀刻前必须进行去应力、回火处理，彻底清除白斑层（包括：熔化层、渗碳淬火层、过渡回火层）。
3、影响工具钢电火花加工性能的因素
3.1碳及合金元素含量：
C、Cr、Mo、W、V含量越高，电火花加工劣化层硬度越高，抛光时越难去除。因此，对于需要大面积电火花加工的大型塑料模具，选择碳含量和合金含量低的模具材料，可节省抛光时间。
3.2 硫化物夹杂与碳化物偏析
当被加工模具材料中硫化物含量超标，或采用特殊添加硫的易切削模具钢（如WNr1.2312、WNr1.2085等）时，由于硫化物的熔点低于钢基体的熔点，常会在电火花加工表面出现凹坑及一些微裂纹状的丝痕（如下图所示）：
如果钢中碳化物偏析严重，特别是一些高合金传统冶炼钢如WNr1.2379、WNr1.3343等，碳化物会呈条纹状偏析，由于碳化物的熔点与钢基体的熔点不同，电火花加工表面常常会出现一些不均匀的明暗条纹。
提高工具钢电火花加工性能的有效冶金方法是对钢进行重熔和精炼，以提高钢的纯净度，减少偏析，使钢的组织更加均匀致密。ESR（电渣重熔）或VAR（真空电弧重熔）是目前最常用的精炼工艺。经ESR精炼的钢一般可使氢、氧降低70-80%；氮降低15-20%；硫降低30-50%，并通过快速凝固减少偏析，获得细晶粒组织，获得良好的电火花加工表面。例如意大利集团的（ESR）、（ESR）、（ESR）、（ESR）、（ESR）等钢均可获得理想的电火花加工性能。
3.3工具钢的热处理及回火温度
工件的热处理状态对电火花加工的安全性至关重要，如果热处理后工件表面残留有大量的热应力，在后续的电火花加工中，会与电火花加工产生的拉应力叠加，极有可能导致工件在加工过程中发生爆裂。一般来说，在工具钢退火状态下进行大面积电火花加工最安全，其次是预硬状态或淬火+高温回火状态，最危险的是淬火+低温回火状态。下图为WNr1.2379钢在不同回火温度下的表面应力分布情况：
同样，对于塑料硬模中常用的马氏体不锈钢（ESR）如果需要进行大面积电火花加工，为了减少工件表面的应力，建议在高温回火后进行电火花加工或者在热处理前进行粗电火花加工，在热处理后进行精电火花加工。
3.4 工具钢的方向性和镜面放电
对于想要达到高品质镜面放电效果的模具，除了需要选择高纯度的模具材料外，钢材本身的方向性也是不可忽视的因素。钢材在锻造或轧制等热加工过程中，晶粒会沿长度方向伸展，呈现出一定的方向性，与木材的生长原理十分相似。因此，垂直于材料轧制方向（即厚度方向）的电火花加工比平行于材料轧制方向（即长度方向）的电火花加工更有助于获得理想的镜面放电效果。
4. 常见的电火花加工缺陷
4.1 电极材料损坏造成电火花加工表面质量差
如果纯铜电极或铜钨合金电极纯度较差2312钢材，有杂质、疏孔，直接导电火花加工时表面会产生凹坑或积碳，电极本身的消耗也会增加；而石墨电极即使加工前看起来比较均匀，在加工过程中也会有电极材料脱落，加工表面产生放电线或积碳。因此，精细加工时必须选用高纯度、高密度的电极材料，必要时可用显微镜检查电极表面；而且加工前必须掌握电极的极限光洁度。
4.2 积碳/电弧
电火花加工时排屑不良，阻碍绝缘层的恢复，造成放电后同一点的第二次放电，称为积碳/电弧。此类电火花缺陷一般发生在模具的拐角处、深腔底部等处，往往会对模具造成致命的损坏；因此，需要设定合理的电火花加工工艺如减少刀具下降时间（JD）、延长脉冲电流暂停时间（）、增加刀具提升距离（JU）、加强冲洗液等，以防止积碳/电弧的产生。只有高效的排屑，才能实现高速稳定的加工。
4.3 微裂纹
电火花变质层在熔化和再凝固过程中，内应力时而扩大时而收缩2312钢材，凝固时产生球状晶体，这是产生微裂纹的元凶。在随后的试模、量产过程中，电火花变质层表面的微裂纹在外界应力的作用下极易扩大，导致模组开裂、早期失效。因此需要设置合理的电火花加工工艺如采用高频小电流放电、减少刀具下落时间（JD）、增加刀具抬升距离（JU）、加强冲洗液等来提高变质层质量，减少微裂纹。
