慢走絲是利用連續(xù)移動的細金屬絲(稱為電極絲)作電極,對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型的一種加工機床。慢走絲加工時在線電極與工件之間存在的疏松接觸式輕壓放電現(xiàn)象。當柔性電極絲與工件接近到通常認為的放電間隙(例如8~10μm)時,并不發(fā)生火花放電,甚至當電極絲已接觸到工件,從顯微鏡中已看不到間隙時,也常??床坏交鸹?,只有當工件將電極絲頂彎并偏移一定距離(幾微米到幾十微米)時才發(fā)生正常的火花放電。
納秒級大峰值電流脈沖電源技術(shù)
電火花加工時金屬的蝕除分熔化和氣化兩種。寬脈寬作用時間長,容易造成熔化加工,使工件表面形貌變差,變質(zhì)層增厚,內(nèi)應(yīng)力加大,易產(chǎn)生裂紋。而脈寬小到一定值時,作用時間極短,形成氣化加工,可以減小變質(zhì)層厚度,改善表面質(zhì)量,減小內(nèi)應(yīng)力,避免裂紋產(chǎn)生。
先進的低速走絲電火花線切割機采用的脈沖電源其脈寬僅幾十ns,峰值電流在1 000 A以上,形成氣化蝕除,不僅加工效率高,而且使表面質(zhì)量大大提高。
低速走絲電火花線切割加工采用水質(zhì)工作液。水有一定的導電性,即使經(jīng)過去離子處理,降低電導率,但還有一定的離子數(shù)量。當工件接正極,在電場作用下,OH-離子會在工件上不斷聚集,造成鐵、鋁、銅、鋅、鈦、鎢的氧化和腐蝕,并使硬質(zhì)合金材料中的結(jié)合劑—鈷成離子狀態(tài)溶解在水中,形成工件表面的“軟化層”。曾采用提高電阻率的措施(由幾十千歐?厘米提高到幾百千歐?厘米),盡可能降低離子濃度,雖對改善表面質(zhì)量起了一定的作用,但還是不能有效地徹底解決“軟化層”的問題。
防電解電源是解決工件“軟化層”的有效技術(shù)手段。防電解電源采用交變脈沖,平均電壓為零,使在工作液中的OH-離子電極絲與工件之間處于振蕩狀態(tài),不趨向工件和電極絲,防止工件材料的氧化。
采用防電解電源進行電火花線切割加工,可使表面變質(zhì)層控制在1μm以下,避免硬質(zhì)合金材料中鈷的析出溶解,保證硬質(zhì)合金模具的壽命。