DE1299969B

DE1299969B - Herstellung von Elektroden fuer die Funkenerosion

Info

Publication number: DE1299969B
Application number: DE1964N0025989
Authority: DE
Inventors: Kolonko Dieter; Rosenfeld Juergen
Original assignee: Nassovia Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: Nassovia Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 1964-12-18
Filing date: 1964-12-18
Publication date: 1969-07-24
Also published as: FR1460370A; CH454301A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Werkzeugelektroden für die Funkenerosion und betrifft die Herstellung durch Abformen im Metallspritzverfahren.
Mit der Werkzeugelektrode wird dabei durch die physikalischen Vorgänge im Funkenspalt ein positives oder negatives Abbild im Werkstück erzeugt, dessen Abbildungsgenauigkeit entscheidend von der Güte und Beschaffenheit der Werkzeugelektrode beeinflußt wird. Neben der Größe der Bearbeitungsspalte spielt aber auch der Verschleiß der Werkzeugelektrode eine entscheidende Rolle. Güte und Beschaffenheit der Werkzeugelektrode sollten daher so bemessen sein, daß mit einem Minimum an Elektrodenverschleiß gearbeitet werden kann.
Verschiedene Arten der Elektrodenherstellung versuchen diese Aufgabe zu erfüllen, wobei für die richtige Auswahl im wesentlichen der Werkstoff, die Form der Werkzeugelektrode, die Stückzahl und die geforderte Genauigkeit bestimmend ist. Bei größeren Stückzahlen und auch bei vorwiegend komplizierteren Elektrodenformen wird gern das auch als Flammspritzen bezeichnete Metallspritzverfahren zur Herstellung der Werkzeugelektroden angewendet. Mit bekannten Metallspritzeinrichtungen, z. B. sogenannten Draht- oder Pulverspritzpistolen, wird hierbei das im folgenden als Aufspritzgut bezeichnete Metall oder die Metallegierung in einer heißen Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme oder mit Hilfe des elektrischen Lichtbogens geschmolzen und durch Preßluft auf den Abformkörper geschleudert. Als Abformkörper kann dabei ein fertiges Werkstück oder ein Modell dienen. Derartig metallgespritzte Werkzeugelektroden lassen sich noch nicht mit einem Gefüge von genügender Homogenität herstellen; das Gefüge ist zu porös, so daß die Abbildungsgenauigkeit in vielen Fällen ungenügend ist, weil der Elektrodenverschleiß bei geringerer Abtragsleistung relativ hoch liegt.
Diese Nachteile sind bei der Erfindung dadurch vermieden, daß zur Herstellung von Elektroden für die Funkenerosion im Metallspritzverfahren das Aufspritzgut mit einem Plasmastrahl auf den Abformkörper gespritzt wird. Das thermische Plasma wird in an sich bekannten Plasmabrennern durch Erhitzung eines Gases mit anschließender Dissoziation und teilweiser Ionisation erzeugt und strömt anschließend mit sehr hoher Temperatur und Überschallgeschwindigkeit unter gleichzeitiger Zuführung des Aufspritzgutes aus einer Düse des Brenners. Als Aufspritzgut kommt in der Regel pulverisiertes Metall, z. B. Kupferpulver, in Frage. Da die aufgespritzte Schicht keine metallische Verbindung mit dem Abformkörper eingeht, läßt sie sich auch nach Beendigung des Spritzvorganges leicht entfernen und stellt somit das positive oder negative Abbild des Abformkörpers, also die gewünschte Werkzeugelektrode dar. In vielen Fällen hat es sich als günstig erwiesen, die Metallschicht mit einer Dicke von etwa drei Millimeter auf den Abformkörper aufzuspritzen, um eine sichere Abformung und lange Standzeit der Werkzeugelektrode zu gewährleisten.
Die durch Abformung im Plasmastrahl hergestellten Werkzeugelektroden weisen gegenüber herkömmlich durch Flammspritzen gewonnenen Elektroden eine erheblich höhere Gefügedichte auf, die bis zu 94 % der theoretisch möglichen Dichte betragen kann. Eine nachträgliche Oxydation des Aufspritzgutes wird vermieden, weil nicht oxydierende Gase für die Erzeugung des Plasmas verwendet werden. Der Elektrodenverschleiß wird dadurch auf ein Minimum reduziert und die Abbildungsgenauigkeit bei der funkenerosiven Bearbeitung wird zufolge des geringeren Elektrodenbedarfes unter gleichzeitiger Verkürzung der Gesamtbearbeitungszeit wesentlich erhöht.
Ein weiterer Vorteil beim Spritzen mit der Plasmaflamme besteht darin, daß neben den meisten Metallen und Metallverbindungen auch hochtemperaturfeste Oxyde und Karbide auf den Abformkörper aufgespritzt werden können, was sich als Beimengung zu Metallen bezüglich -der Elektrodenstandzeit als vorteilhaft erwiesen hat, wegen des hohen Schmelzpunktes, z. B. verschiedener Oxyde, mit dem bekannten Flammspritzverfahren nicht durchgeführt werden konnte.
Bei Verwendung von nichtmetallischen Abformkörpern, z. B. solchen aus Kunststoff, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dem Abformkörper vor dem Plasmaspritzen zunächst einen dünnen metallischen Schutzüberzug zu geben, welcher noch zusätzlich mit einer hochtemperaturfesten Schutzschicht versehen wird, damit die -anschließend mit Hilfe des Plasmastrahls aufgespritzte Metallschicht den Abformkörper nicht verbrennt und sich gut wieder abformen läßt. Als Schutzschicht kann z. B. ein-hochtemperaturfester Silikonlack verwendet werden, mit dem der Abformkörper bestrichen wird. Den-vor dem Plasmaspritzen aufzubringenden metallischen Überzug kann man entweder durch Elektrolyse oder durch herkömmliches Flammspritzen erzielen. In vielen Fällen, d. h. bei Kunststoffabformkörpern mit relativ hohem Schmelzpunkt, genügt auch alternativ ein Silikonschutzanstrich oder eine dünne Metallschutzschicht, wie vorerwähnt.
Alle diese Schutzschichten sollen nur verhindern, daß der Abformkörper beim Auftreffen des Plasmastrahls zufolge der hohen Temperaturen beschädigt wird. Da die Schutzschichten nur sehr dünn, z. B. einige Zehntel Millimeter, sind, werden sie nach dem Abformen die Standzeit des Elektrodenkörpers und die Abbildungsgenauigkeit nicht beeinflussen, weil sie sofort beim Einsetzen des Erodiervorganges durch Abbrand vernichtet werden.
Die Benutzung von Edelgasen zur Erzeugung des thermischen Plasmas hat den Vorteil, daß eine Oxydierung des Aufspritzgutes vermieden wird und somit Metalle aufgespritzt werden können, die an sich leicht zur Oxydation neigen. Mit Verwendung eines Argonplasmastrahles sind gute Ergebnisse erzielt worden bei der Herstellung von Elektroden aus sogenannten Verbundwerkstoffen, also einem Gemisch des Spritzgutes aus z. B. Kupfer und Wolfram. Wenngleich die Abtragsleistung beim Erodiervorgang durch Wolfram als Elektrodenbestandteil etwas geringer ist, erhöht sich die Standzeit der Elektrode erheblich, was für bestimmte Werkstücke erforderlich sein kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Elektroden für die Funkenerosion durch Abformen im Metallspritzverfahren, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß das Aufspritzgut mittels Plasmastrahl auf den Abformkörper gespritzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, unter Verwendung von Abformkörpern aus nichtmetallischen Werkstoffen, z. B. Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Abformkörper vor dem Plasmaspritzen mit einem wärmebeständigen Schutzanstrich auf Silikonbasis oder aus Metall überzogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung von Abformkörpern aus nichtmetallischen Werkstoffen, z. B. Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Abformkörper vor dem Plasmaspritzen zunächst durch Elektrolyse oder F'lammspritzen mit einem metallischen Schutzüberzug, vorzugsweise aus Kupfer, und sodann mit einer wärmebeständigen Schutzlackierung, vorzugsweise auf Silikonbasis, überzogen wird.