CN87102494A - 电腐蚀机金属丝电极的电源装置 - Google Patents

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Abstract

一种电腐蚀机金属丝电极(6)用的电源装置(1)有一个硬质金属制成的芯子(2)，芯子(2)上有一层质地比芯子软的导电材料层(3)。金属丝(6)在较短的时间内在软导电层中切出一个切口，该切口起金属丝导向槽的作用。切口一到达芯子(2)的较硬材料，硬质金属就防止切口进一步深入。

Description

本发明涉及电腐蚀机金属丝电极用的固定式条形电源装置。
这种金属丝电极沿电源装置上运动的固定式电源装置是通常大家所熟悉的，在例如欧洲专利申请公开说明书EP-Al-0    128    958或日本专利申请公开说明书JP-OS    56-76    334中有介绍。
这种类型的周知电源装置，一般其金属丝是切入电源装置中的，因而电源装置的使用寿命相对较短。为确保金属丝不跑进切口中，电源装置在使用一个较短时间之后就必须重新调整，不然就必须较频繁地经常更换电源装置。
日本专利申请公开说明书JP-OS    60-167    720提出了这样一种解决上述问题的方法：采用质地特硬的导电材料制造电源装置，在电源装置中加一个金属丝用的导向槽。
联邦德国专利申请公开说明书DE-OS    31    22    205则不这样做，而是提出了一种旋转式电源装置，该电源装置的转动轴线垂直于金属丝，因而电接触是在切线方向上以滑动的形式进行的。
金属丝切割设备的电源装置应满足下列四项要求：
1.确保良好的电接触。
2.必须几乎是不磨损，因而使用寿命长。
3.在一定程度上应能对金属丝起导向作用。
4.应能缓和金属丝的振动。
在本说明书前面提到的那种电源装置并不存在必要的有限度的磨损，而且还具有这样的缺点，即在金属丝切出的切口较深时，金属丝断裂之后就难以自动穿丝。
至于联邦德国专利申请公开说明书DE-OS    31    22    205的旋转式电源装置，它并不能满足上述第3和第4项要求，因为圆柱形旋转式电源装置端面上的切向滑动接触并不起任何导向和减震作用，反而事实上却引起了不希望有的金属丝振动。
日本专利申请公开说明书JP-OS    60-167    720那种由特硬材料制成带导向槽的电源装置不可否认地是满足了第2和第3项要求，但硬质金属的导电性比铜之类导电性好的金属差一些。此外，采用特硬金属时，金属丝与电源装置之间的接触表面非常小，几乎只是线接触。导向槽设在那里也起不了显著的改良作用。若导向槽呈V字形，则金属丝（其横截面是圆的）沿两条线与导向槽接触。若导向槽呈U字形，则只有当导向槽的弧形与金属丝直径正好吻合时才能得到较大的接触面。因此各金属丝直径必须配备单独的导向槽。此外，该金属导向槽在减震方面满足不了上述第4项要求。最后，预制的金属丝导向槽必须相对于金属丝精确加以调整。
因此本发明的课题是改进上述类型电源装置，使其同时满足下列四项要求：
1.电接触良好。
2.几乎无磨损。
3.对金属丝能很好地导向。
4.能缓和金属丝的振动。
上述课题是通过本发明电源装置的下述特点得到解决的：本发明电源装置具有一个硬质金属制成的芯子，芯子上有一层质地比芯子软的导电材料层。本发明还在下列各方面作了有益的改进：电源装置的芯子采用碳化钨、碳化钛之类烧结碳化物等硬质金属或采用导电陶瓷材料;导电材料层采用镍、铜等软金属，厚度5至500微米，最好10至20微米，或采用各种软金属镀成若干层，或采用两种不同的软金属交替镀成若干层。
简言之，本发明的电源装置由一个硬芯和导电材料制成的叠加层组成，该导电材料比芯子软。
金属丝在较短时间内切入较软层中，形成一个与金属丝的轮廓相适应的沟槽，使金属丝与电源装置之间形成较大的接触面，从而确保良好的电接触。此外该切出的沟槽起了精确导向的作用，而且还具有良好的减震性能。金属丝切出的沟槽一到达硬芯处，金属丝就不会继续深入到材料中，从而达到了所要求的低磨损性能。本发明就这样只采取了上述在技术上极其简单的一些措施满足了上述部分相互矛盾的四项要求。
此外本发明还有一个优点，即在电气性能方面进一步得到了改进：由于在腐蚀过程中采用了大电流和/或高频的电脉冲，电源装置上出现了显著的集肤效应，所以大部分电流流经导电性能良好的导电层表面，同时确保了金属丝始终是在导电层表面上而不是在载流量小的下部导电层上与电源装置进行电接触。
这样做甚至还可以用不导电的材料，例如极不可能磨损的陶瓷材料制造芯子。
较软层的厚度不应大于金属丝直径的一半。但即使厚度较小也可以取得优异的效果。较软层的厚度应在5和500微米之间，最好在10和20微米之间。
下面参照附图就一些非限制性实施例较详细地介绍本发明的内容。附图中：
图1是本发明电源装置的透视图。
图2是图1电源装置的纵向剖面图。
图3是本发明第二个实施例的类似纵向剖面图。
图4是本发明电源装置的磨损曲线与现有技术电源装置磨损曲线的对比图。
图1和图2是现有技术电源装置1的外形。该电源装置是一个各侧面呈圆球面的细长平行六面体。根据本发明，芯子2由质地非常硬的材料制成，例如硬质金属G    30，或诸如碳化钨或碳化钛等烧结金属碳化物。芯子2还可采用陶瓷材料，特别是导电陶瓷材料。芯子2起码在与金属丝电极6接触的各侧面上应设软金属导电层3，例如镍或铜层。在一个最佳实施例中，导电层3的厚度为10至20微米，但厚度还可达500微米左右。导电层3厚度的上限约为金属丝6直径的一半。
在图1至图3的实施例中，芯子2是由导电材料制成。因此电力电缆4可插入并例如焊接在孔5中。
在电腐蚀机工作的过程中，金属丝6经驱动沿电源1的部分表面滑动。由于有了较软层，金属丝6在很短时间内就切出一个外形干净利落的切口，这个切口即起导向作用。这时芯子2下面极其耐磨损的材料防止切口进一步深化。由于切口是由金属丝自身切出的，因此可以无需像上述具有预制导向槽的电源装置那样将机中的电源装置相对于金属丝进行精确调整。
采用图1和图2的电源装置，并采用化学方法镀过镍的硬质金属G    30（表面硬度：67至69洛氏硬度）进行实地实验，结果如下：
腐蚀时间    切口深度（微米）    切口宽度（微米）
2小时后    5    270
15小时后    8    300
25小时后    10    310
82小时后    10    320
这些结果表明，大约15至25小时之后，金属丝已到达硬质金属处，在25小时之后，再也检测不出有任何磨损。较软层的厚度为10微米。
上述测定值是在下部电源装置上取得的。但在测定期间，在上部电源装置上只出现极其有限的磨损。这也和与现有技术有关的实地观察结果相符合，即下部金属丝导向槽的磨损比上部金属丝导向槽的大得多。这是因为金属丝通过工作区之后就变得粗糙得多，因而变得像“锯条”一样。此外硬质金属在电腐蚀过程中还产生另一种效应，即变得粗糙了的金属丝表面部分粘附有硬质金属粒子，特别是非常硬的碳化物，这些碳化物的研磨作用比金属丝材料大。
图3是本发明的另一个实施例，其中导电层3由若干彼此叠加的镀层组成，例如铜和镍交替的镀层。这种多镀层结构当层料对芯料的粘合力差时和希望有更厚的镀层时大有好处。若镀层的厚度对某些层料选得过大，则会有剥落的危险。
图4是下部电源装置的磨损曲线图。曲线11表示本发明的电源装置中金属丝切出的切口深度随腐蚀时间而变化的曲线。曲线12表示本发明实施例中金属丝切出的切口随时间变化的曲线。与上述两曲线相对应，曲线13和14表示现有技术完全由钨制成的电源装置中切口的深度和宽度。在所有情况下，在箭头所示的腐蚀方向上产生了纵向切削动作。
上述曲线法楚地显示了本发明大大起了减少磨损的作用，从而大大延长了电源装置的使用寿命。

Claims (7)

1、一种电腐蚀机金属丝电极用的电源装置，该电源装置系制成条形固定式，其特征在于，该电源装置(1)有一个硬质金属制成的芯子(2)和一层在芯子(2)上方由质地比芯子(2)软的导电材料制成的导电层(3)。
2、根据权利要求1的电源装置，其特征在于，芯子（2）由硬质金属制成，最好由诸如碳化钨或碳化钛等烧结碳化物制成。
3、根据权利要求1的电源装置，其特征在于，芯子（2）由陶瓷材料制成，最好由导电陶瓷材料制成。
4、根据权利要求1至3中的一个权利要求所述的电源装置，其特征在于，导电层（3）由软金属制成，最好由镍或铜制成。
5、根据权利要求1至4中的一个权利要求所述的电源装置，其特征在于，导电层（3）的厚度为5至100微米，最好为10至20微米。
6、根据权利要求1至5中的一个权利要求所述的电源装置，其特征在于，导电层（3）包括若干由各种不同的软金属制成的镀层（7至10）
7、根据权利要求6的电源装置，其特征在于，导电层（3）包括两种不同的软金属交替配置的镀层（7至10）。
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