SU1069611A3

SU1069611A3 - Электрод-инструмент дл электроэрозионной вырезки

Info

Publication number: SU1069611A3
Application number: SU802990887A
Authority: SU
Inventors: Бриффо Жан-Поль; Мартэн Ролан; Пфо Жан; Боммели Бернар; Шнельманн Даниель
Original assignee: Ателье Де Шармий С.А. (Фирма)
Priority date: 1979-10-11
Filing date: 1980-09-29
Publication date: 1984-01-23
Also published as: CH634245A5; JPS5662730A; JPS613615B2

Abstract

ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ИЛРЕЗКИ, выполненный в виде проволоки,, имеющей покрытие из легкоплавких металлов, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности обработки за счет получени полупроводниковых свойств покрыти электрода при его контакте с деталью и провод щих свойств при электрическом пробое, на покрытие из легкоплавкого металла нанос т пленку окиси данного металла тогациной 200-2000А О со О)

Description

Изобретение относитс к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и может, быть использовано при электроэрозионной вырезке электродом-проволокой

Известен электро-инструмент дл электроэрозионной выре-зки, выполненный из проволоки с покрытием из металла или сплава с низкой температурой плавлени J, например цинка. Данный электрод-инструмент позвол ет защищать основу проволоки от разрушени электрическими разр дами и тем cajvibiM ПОВЫСИТЬ производительность обработки без риска обрыва проволоки Cl

Однако примен е -ше при электроэрозионной вырезке электроды-проволоки имеют диаметр несколько дес тых долей миллиметра и обладают малой жесткостью Зазор, отдел ющий электрод-проволоку от детали, сое-, тавл ет несколько ьдакрон, из-за чего под действием различных возмущающих сил возникают частые короткие замыкани ме оду электродом и деталью , что снижает производительность обработки .

Целью изобретени вл етс повышение производительности путем уменьшени коротких замыканий, что достигаетс за счет получени полупроводниковых свойств покрыти при его контакте с деталью и провод щих .свойств при пробое о

Дл достижени цели на электрод-проволоку с покрытием из легкогшав кик металлов нанос т пленку из окиси металла покрыти толщиной 200-2000 Д

Данна пленка окиси металла имеет достаточную толщину, чтобы про вл ть полупроводниковые свойства при контакте с деталью,, когда разность потенциалов между ними составл ет несколько вольтр и в то же врегл становитс провод щей в услови х электрического пробо межэлектродного промежутка, когда разность потенциалов значительно возрастает.

На фиг 1 изображен проводникэлектрод согласно первому варианту реализации, разрез; на фиг, - узел I на фиг 1; на фиг. 3 - кривые напр жени токвр отмеченные во врем контакта с поверхностью предлагаемого проводника; на фиг, 4 проводник -эле кррод по второму варианту реализации г разрез; на фиг„ 5 узел I на фиг , 4.

Проводник электрод включает сердечник 1 из меди (фиг. 1) и покрытие , состо щее из пленки 2 сплава меди-цйнка, покрытой слоем 3 окиси цинка (ZnO), Диаметр сердечника может быть 220 мкМр толщина пленки кюди-цинк 8 мкм и толщина сло окиси цинка 1 мкм о

Дл достижени хороших электриче кой проводимости и прочности к разрыву , можно, например использовать латунь или сталь с оболочкой металл вл ющегос хорошим проводником. Дл получени проводника необходимо произвести первоеосаждение в несколько микрон. При этом в принципе может использоватьс любой металл или сплав при температуре кипени ниже , если он хорс цо адгезирует к металлическому сердечнику, имеет удовлетворительные механическ свойства, стабилен химически и мало токсичен. Оксидна пленка может быть образована или осаждена на его поверхности. Учитыва небольшую толщину сло , удельное электрическое сопротивление может быть очень высоким . Хорошие результаты получают с одной пленкой из цинка толщиной 5-15 мкм, осажденной электролитически . Толщина 5 Мкм того же пор дк что и глубина кратера эрозии. Слой подвергаетс отжигу в окисл мцей атмосфере, например свободном воздухе , дл получени на поверхности пленки оксида цинка.

Целесообразно окисление пленки цинка прерывать перед тем, как эес цинк преобразуетс в оксид, так как металлический цинк имеет низкую температуру испарени , что способствуе получению хорсшик условий обработки Во врем термической обработки образуетс смесь цинка и его окиси, котора при &ТОЙ структуре проводника дает хорошие результаты.

Проводники нагревают в течение, по крайней мере, двух секунд при температуре не менее 600°С. Образование пленки происходит быстро в начале нагревани , затем все более лкэдленно, по-видимому, по причине с/амозациты оксида, в результате получают пленку толщиной 20Q-2000/V ри ётом существуе CBJrflb между неровност ми поверхности и проникновением пленкй. в форме нитей на несколько рвдкрон вовнутрь подложки.

Когда подают через гшен к уполу провод щего- оксида разность потенциалов между несколькими вольтами и сотней вольт, в зависимости от их толщина, пленка становитс провод щей в результате термического и/или электрического пробо . Когда разность потенцигшов ниже этизс,. нескольких вольт, пленка проводит локально очень слабый ток, преп тству таким образом образова ию коротких замыканий . Таким образом, можио управл ть толщиной пленки, чтобы пробой происходил при напр жении конкретного генератора. Электрические свойства оксидов завис т не только от их химического состава, но также от способа их приготовлени , который

определ ет их чистоту и физическую структуру. Эти пленки адгезируют на поверхности металлических пленок При этом они могут быть образованы неметаллическими материалами, такими как карбиды, бориды, силициды, сульфиды и нитриды.

Поверхность электрода выгл дит как очень неровна , так, если бы она возникла в результате образовани гранул различных размеров (от 0,1 до нескольких мкм) с многочисленными промежутками , все это напоминает структуру губки. Анализ микрозондом поперечного разрыва показал наличие отверстий от 1 до 2 мкм, что подтверждает упом нутую губчатую структуру в отношении поверхности. Тот же анализ показал, что термическа обработка вызывает диффузию атомов меди металлического сердечника в слой цинка и наоборот, так 4to чистый цинк исчезает в пользу сплава медь-цинк, содержащего примерно 10-20% меди.

Атомы цинка .диффундируют более быстро, чем aTONftj меди, поэтому путоты , образованные атомами цинка, которые диффундируют вовнутрь, не сразу заполн ютс атомами меди, и это может быть причиной наблюдаемой пористости..

Образованный электрод значительно легче смачиваетс водой, котора Служит рабочей жидкостью. Это улучшает охлаждение электрода, что позвол ет увеличить рабочий ток.

Почти полное подавление коротких закыканий во врем обработки убедительно доказывает, что оксид цинка, который вл етс полупроводником, преп тствует легкому проходу тока во врем случайных контактов между проводником и деталью. О контакте, который ведет к короткому замыканию при очень небольшом сопротивлении, известно, что при больших интенсивност х металлы плав тс и локально свариваютс , что происходит между сталью и медью. Наоборот, -с помощью предлагаемого проводника, который не свариваетс , происходит быстрый локальный нагрев, которому способствует большое сопротивление в точке контакта оксида цинка и развитие электрического разр да, производ щего обработку.

Две типичных кривых напр жени тока получены во врем контакта с поверхностью проводника (фиг. 3) в зависимости от точки выбранного контакта и приложенного давлени . Крива OL вл етс кривой, котора чаще всего образуетс с изгибом

1 - 5 в и I- 0,1

при величинах Up

1 мА, асимметри показывает наличие соединени с эффектом выпр мител .

так как используютс материалы различной проводимости, а именно металл и полупроводниковый оксид.

Проводник с сердечником 1 из меди и двум покрыти ми 2 и 3, наложенными друг на друга (сплав меди и цинка), покрываетс соответственно пленками .оксида цинка (ZnO) 4 и 5 (фиг. 4). Вместо одного сло цинка толциной 8 мкм нанос т первый слой 2 толщиной 4 мкм и производ т первый обжиг в

0 указанных услови х, что образует пленку 4 из оксида цинка. За этой операцией следует нанесение второго сло 3 цинка толщиной 4 мкм, и производ т второй обжиг, аналогичный пер5 вому, что дает поверхность пленки 5 из оксида цинка. Те же влени диффузии меди в цинк и наоборот отмечаютс вместе с образующейс пористостью , придающей поверхности неров0 ность.

Эта структура из двух пленок оксида позвол ет снизить крупность одной пленки, толщина которой ограничена 1 мкм и неизбежно

5 подвергаетс локальным разрушени м -под действи ми разр дов. Благодар наложеннЕ1м друг на друга планкам оксида получают проводник, срок службы активной поверхности которо0 го повышен. Наилучшие результаты получаютс с помощью наслоенной структуры, содержащей три или четыре сло , и обжигов дл обработки детали толщиной 40 мм, можно исполь5 зовать и большее количество слоев дл обработки детали толщиной 100 мм и больше.

Наличие ZnO в поверхности на пленке одного цинка позвол ет повысить скорость резани на 30% по отно0 шению R проводнику без оксидной пленки дл детали; толщиной 40 мм. Если изготавливают тот же проводник из меди с первым слоем цинка толщиной 4 мкм с последующим обжигом, затем

5 вторым слоем толщиной 4 мкм также с последующим обжигом, то скорость увеличиваетс на 55% по отношению к первой величине. Продолжа увеличивать тот же диаметр сердечника из

0 меди и тот же окончательный диаметр проводника с его покрытием толщиной 8 мкм, получают наилучшие {результаты, использу три или четыре сло -и обжиги, увеличение скорости в этих

5 услови х превъаиает 60%.

Сердечник проводника может быть медным, но можно использовать и другие металлы например вольфрам или молибден. Этот сердечник может

0 быть также образован из нескольких наслоенных металлов. Использование предлагаемого электрода обеспечит значительное повышение производительности обработки.

Claims

ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ВЫРЕЗКИ, выполненный в виде проволоки, имеющей покрытие из легкоплавких металлов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки за счет получения полупроводниковых свойств покрытия электрода при его контакте с деталью и проводящих свойств при электрическом пробое, на покрытие из легкоплавкого металла наносят пленку окиси данного металла толщиной 200-2000А

1196901