CN110814449B - 梯度材料电极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种梯度材料电极及其制备方法，在所述电火花加工工具电极的预设表面设有至少一层由外向内梯度扩散的低损耗率导电材料。使电极预设表面(全部表面或侧壁区域表面)制备有一层加工损耗率低于电极基体的材料，并且由外向内形成材料成分变化梯度，最终等同于基体材料成分，使得损耗率由低向高逐渐过度到与基体材料损耗率相同，抑制了电极尖角位置圆角的产生或扩大，提升了加工工件的形状尺寸精度，电极基体表面的梯度材料，由于材料成分逐渐过渡，与基体材料结合牢固，避免了单纯制备一层低损耗率材料在电火花加工过程中容易崩塌的缺点。

Description

梯度材料电极及其制备方法
技术领域
本发明涉及电火花加工电极领域，具体涉及一种梯度材料电极及其制备方法。
背景技术
电火花加工过程中，由于趋肤效应造成电极工作面尖角区域电流密度明显大于其它区域，导致尖角区域快速损耗，逐渐变成圆弧形状，同时也复制到所加工的工件表面，严重降低加工工件的形状尺寸精度。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种梯度材料电极及其制备方法。
本发明实施例公开了一种梯度材料电极的制备方法，包括步骤：
采用绝缘膜将电火花加工工具电极的非预设表面进行封闭；
在所述电火花加工工具电极的预设表面覆盖预设厚度的低损耗率导电材料；
除去所述绝缘膜，对覆盖有所述低损耗率导电材料的所述电火花加工工具电极进行预设温度的真空加热处理，获得梯度材料电极。
进一步地，所述电火花加工工具电极为黄铜电极。
进一步地，所述低损耗率导电材料为纯铜。
进一步地，所述在所述电火花加工工具电极的预设表面覆盖预设厚度的低损耗率导电材料的步骤，包括：
将非预设表面封闭有绝缘膜的所述电火花加工工具电极设置在含有所述低损耗率导电材料的电镀池中，并进行预设时长的电镀处理。
进一步地，所述除去所述绝缘膜，对覆盖有所述低损耗率导电材料的所述电火花加工工具电极进行预设温度的真空加热处理，获得梯度材料电极的步骤，包括：
将所述覆盖有所述低损耗率导电材料的电火花加工工具电极置于真空炉中进行热扩散热处理。
进一步地，所述将所述覆盖有所述低损耗率导电材料的电火花加工工具电极置于真空炉中进行热扩散热处理的步骤，包括：
将设有所述覆盖有所述低损耗率导电材料的电火花加工工具电极的真空炉内温度加热至600℃，并保温6小时。
进一步地，所述预设厚度为10μm。
进一步地，所述绝缘膜为绝缘胶带。
本发明实施例还公开了一种通过如上述实施例任一项所述的梯度材料电极的制备方法所制备的梯度材料电极，在电火花加工工具电极的预设表面设有至少一层由外向内梯度扩散的低损耗率导电材料。
与现有技术相比，本发明实施例包括以下优点：
本发明实施例中，在所述电火花加工工具电极的预设表面设有至少一层由外向内梯度扩散的低损耗率导电材料。使电极预设表面(全部表面或侧壁区域表面)制备有一层加工损耗率低于电极基体的材料，并且由外向内形成材料成分变化梯度，最终等同于基体材料成分，使得损耗率由低向高逐渐过度到与基体材料损耗率相同，抑制了电极尖角位置圆角的产生或扩大，提升了加工工件的形状尺寸精度，电极基体表面的梯度材料，由于材料成分逐渐过渡，与基体材料结合牢固，避免了单纯制备一层低损耗率材料在电火花加工过程中容易崩塌的缺点。
附图说明
图1是本发明一实施例的梯度材料电极的侧面结构示意图；
图2是本发明一实施例的电极基体的预设表面覆盖有低损耗率材料的电火花加工工具电极的侧面结构示意图；
图3是本发明一实施例电极基体的侧面结构示意图；
图4是本发明一实施例的梯度材料电极的制备方法的步骤流程图。
1、电火花加工工具电极；2、低损耗率材料；3、梯度材料；4、电极工作表面。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1，提出本发明一实施例的一种梯度材料电极，在所述电火花加工工具电极1的预设表面设有至少一层由外向内梯度扩散的低损耗率导电材料。
需要说明的是，所述预设表面可以为所述电火花加工工具电极1的所有表面，还可以仅为所述电火花加工工具电极1的侧壁。
需要说明的是，所述低损耗率导电材料为相较于所述电火花加工工具电极1基体材料的损耗率而言，如，当所述电火花加工工具电极1的材料为黄铜(由铜和锌所组成的合金)时，用于设置在所述电火花加工工具电极1预设表面的所述低损耗率导电材料则为纯铜。
本发明实施例中，在所述电火花加工工具电极1的预设表面设有至少一层由外向内梯度扩散的低损耗率导电材料。使电极预设表面(全部或侧壁区域)制备有一层加工损耗率低于电极基体的材料，并且由外向内形成材料成分变化梯度，最终等同于基体材料成分，使得损耗率由低向高逐渐过度到与基体材料损耗率相同，抑制了电极尖角位置圆角的产生或扩大，提升了加工工件的形状尺寸精度，电极基体表面的梯度材料3，由于材料成分逐渐过渡，与基体材料结合牢固，避免了单纯制备一层低损耗率材料2在电火花加工过程中容易崩塌的缺点。
参照图4，本发明实施例还公开了一种梯度材料电极的制备方法，包括步骤：
S110、采用绝缘膜将电火花加工工具电极1的非预设表面进行封闭；
S120、在所述电火花加工工具电极1的预设表面覆盖预设厚度的低损耗率导电材料；
S130、除去所述绝缘膜，对覆盖有所述低损耗率导电材料的所述电火花加工工具电极1进行预设温度的真空加热处理，获得梯度材料电极。
本发明实施例中，通过采用绝缘膜将电火花加工工具电极1的非预设表面进行封闭；在所述电火花加工工具电极1的预设表面覆盖预设厚度的低损耗率导电材料；除去所述绝缘膜，对覆盖有所述低损耗率导电材料的所述电火花加工工具电极1进行预设温度的真空加热处理，获得梯度材料电极。使电极预设表面(全部或侧壁区域)制备有一层加工损耗率低于电极基体的材料，并且由外向内形成材料成分变化梯度，最终等同于基体材料成分，使得损耗率由低向高逐渐过度到与基体材料损耗率相同，抑制了电极尖角位置圆角的产生或扩大，提升了加工工件的形状尺寸精度，电极基体表面的梯度材料3，由于材料成分逐渐过渡，与基体材料结合牢固，避免了单纯制备一层低损耗率材料2在电火花加工过程中容易崩塌的缺点。
参照图1-4，下面，将对本示例性实施例中多材质叠层电极的制备方法作进一步地说明。
如上述步骤S110所述，采用绝缘膜将电火花加工工具电极1的非预设表面进行封闭；通过将非预设表面进行封闭，以防止不必要的表面涂覆所述低损耗率导电材料，降低不必要的成本浪费，其中，所述预设表面一般为电极的非工作面，即，电极的侧壁的表面；所述预设表面至少包括电极侧壁表面，所述非预设表面没有特殊指定面，一般为所述电火花加工工具电极1的两端面，即，电极工作面，但需要说明的是，依据电极的工作需求不同，也可以对电极的所有表面进行所述低损耗率导电材料，也即，在特殊需求的情况下，如，工艺参数的要求下，可以省略非预设表面，即，此时所述电火花加工工具电极1的所有表面均为预设表面；也可以包括未选定的电极工作表面。
如上述步骤S120所述，在所述电火花加工工具电极1的预设表面覆盖预设厚度的低损耗率导电材料，需要说明的是，所述低损耗率导电材料可以通过电镀、涂覆等方式覆盖在所述电火花加工工具电极1的预设表面，采用方式一般根据材料的种类进行匹配，如：需要覆盖的材料是纯金属时，采用电镀的方式。
在一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤S120中“在所述电火花加工工具电极1的预设表面覆盖预设厚度的低损耗率导电材料”的具体过程，包括：
如下列步骤所述，将非预设表面封闭有绝缘膜的所述电火花加工工具电极1设置在含有所述低损耗率导电材料的电镀池中，并进行预设时长的电镀处理。
需要说明的是，电镀时长依据所述低损耗率导电材料的材料种类(电镀难度)以及预设厚度计算得出。
作为一种示例，所述电火花加工工具电极1可以为黄铜电极，其中，黄铜为由铜和锌所组成的合金；当电火花加工工具电极1为黄铜电极时，采用的低损耗率导电材料可以为纯铜。
如上述步骤S130所述，除去所述绝缘膜，对覆盖有所述低损耗率导电材料的所述电火花加工工具电极1进行预设温度的真空加热处理，获得梯度材料电极。
在一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤S130中“除去所述绝缘膜，对覆盖有所述低损耗率导电材料的所述电火花加工工具电极1进行预设温度的真空加热处理，获得梯度材料电极”的具体过程，包括：
如下列步骤所述，将所述覆盖有所述低损耗率导电材料的电火花加工工具电极1置于真空炉中进行热扩散热处理。形成低损耗率材料与基体材料热扩散后形成的梯度材料3。
需要说明的是，在置于真空炉中进行热扩散热处理前，一般需要将所述绝缘膜去除，由于所述绝缘膜一般为绝缘胶带，以防止在热处理的过程中与所述电火花加工工具电极1的材料产生化学反应或残留有难去除物质。
作为一种示例，所述电火花加工工具电极1可以为黄铜电极，采用的低损耗率导电材料为纯铜，所述预设厚度为10μm时，将设有所述覆盖有所述低损耗率导电材料的电火花加工工具电极1的真空炉内温度加热至600℃，并保温6小时。
在所述电极加工成功后可以用于加工较高形状尺寸精度的加工工件。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种梯度材料电极的制备方法，其特征在于，包括步骤：
采用绝缘膜将电火花加工工具电极的非预设表面进行封闭；
在所述电火花加工工具电极的预设表面覆盖预设厚度的低损耗率导电材料；
除去所述绝缘膜，对覆盖有所述低损耗率导电材料的所述电火花加工工具电极进行预设温度的真空加热处理，获得梯度材料电极。
2.根据权利要求1所述梯度材料电极的制备方法，其特征在于，
所述电火花加工工具电极为黄铜电极。
3.根据权利要求2所述梯度材料电极的制备方法，其特征在于，
所述低损耗率导电材料为纯铜。
4.根据权利要求3所述的梯度材料电极的制备方法，其特征在于，所述在所述电火花加工工具电极的预设表面覆盖预设厚度的低损耗率导电材料的步骤，包括：
将非预设表面封闭有绝缘膜的所述电火花加工工具电极设置在含有所述低损耗率导电材料的电镀池中，并进行预设时长的电镀处理。
5.根据权利要求4所述的梯度材料电极的制备方法，其特征在于，所述除去所述绝缘膜，对覆盖有所述低损耗率导电材料的所述电火花加工工具电极进行预设温度的真空加热处理，获得梯度材料电极的步骤，包括：
将所述覆盖有所述低损耗率导电材料的电火花加工工具电极置于真空炉中进行热扩散热处理。
6.根据权利要求5所述的梯度材料电极的制备方法，其特征在于，所述将所述覆盖有所述低损耗率导电材料的电火花加工工具电极置于真空炉中进行热扩散热处理的步骤，包括：
将设有所述覆盖有所述低损耗率导电材料的电火花加工工具电极的真空炉内温度加热至600℃，并保温6小时。
7.根据权利要求4所述的梯度材料电极的制备方法，其特征在于，所述预设厚度为10μm。
8.根据权利要求4所述的梯度材料电极的制备方法，其特征在于，所述绝缘膜为绝缘胶带。
9.一种通过如权利要求1-8任一项所述的梯度材料电极的制备方法所制备的梯度材料电极，其特征在于，在电火花加工工具电极的预设表面设有至少一层由外向内梯度扩散的低损耗率导电材料。
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