[實用新型]表面陶瓷化的鋁合金導(dǎo)輪

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720148440.7
• 申請日: 2007-06-05
• 公開（公告）號: CN201046522Y
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白基成;郭永豐;劉晉春;李詩;李冬慶
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)江蘇冬慶數(shù)控機床有限公司
• 主分類號: B23H7/10
• 分類號: B23H7/10;B23H7/26;B32B33/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所
• 代理人: 周長琪

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種適用于電火花線切割機床上使用的導(dǎo)輪，更特別地說，是指一種采用微弧氧化工藝在鋁合金基體輪的表面原位生長一層氧化物陶瓷膜的導(dǎo)輪。

背景技術(shù)

導(dǎo)輪是電火花線切割機床上電極絲導(dǎo)向的必不可缺的重要器件，起著驅(qū)動電極絲的導(dǎo)向作用。導(dǎo)輪的精度和耐磨性直接影響到切割工件的精度及表面光潔度，故要求導(dǎo)輪具有精度高、硬度高、耐磨性好、使用壽命長的特點。電極絲2導(dǎo)向加工時的加工工藝示意如圖2A所示，圖中，電極絲1在貯絲筒3、上導(dǎo)輪1和下導(dǎo)輪5上往復(fù)運行，利用上導(dǎo)輪1和下導(dǎo)輪5上的V形槽(如圖2B所示)在高速轉(zhuǎn)動時使高速移動的電極絲2精確定位。

歷年來，電火花線切割機床上用的導(dǎo)輪一般有以下三種：

一、鋼質(zhì)導(dǎo)輪：此導(dǎo)輪制造成本便宜，但不耐磨損，使用壽命較低。

二、陶瓷導(dǎo)輪：此導(dǎo)輪內(nèi)部采用鋼質(zhì)材料作為輪心，導(dǎo)輪的外圓鑲套有氧化鋁陶瓷圈加工制成。陶瓷導(dǎo)輪與鋼質(zhì)導(dǎo)輪相比，其優(yōu)點是耐磨性得到提高，但陶瓷導(dǎo)輪的制造費時、制造成本相對較高。

三、寶石導(dǎo)輪：此導(dǎo)輪內(nèi)部采用鋼質(zhì)材料作為輪心，導(dǎo)輪的外圓鑲套有紅寶石或籃寶石加工制成。寶石導(dǎo)輪與陶瓷導(dǎo)輪、鋼質(zhì)導(dǎo)輪相比，其優(yōu)點是耐磨性得到提高，但制造成本價格更昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種成本低、質(zhì)量輕、工藝周期短、耐磨性高的表面陶瓷化鋁合金導(dǎo)輪，該表面陶瓷化鋁合金導(dǎo)輪在高速轉(zhuǎn)動正反向時慣性小，可以有效地減少換向瞬時電極絲和上導(dǎo)輪、下導(dǎo)輪間的滑移磨損。

本實用新型是一種表面陶瓷化的鋁合金導(dǎo)輪，鋁合金導(dǎo)輪的整體表面上有一層三氧化二鋁的陶瓷氧化膜，該表面陶瓷化鋁合金導(dǎo)輪表面硬度為Hv1300～Hv1800。

本實用新型表面陶瓷化鋁合金導(dǎo)輪的優(yōu)點在于：(1)在和高硬度的鎢鉬電極絲接觸、摩擦?xí)r，有很高的耐摩擦、磨損性能；在水基工作液中和陶瓷那樣有很高的抗銹蝕性能，經(jīng)摩擦磨損性能測試臺測定。鋁合金表面微弧氧化的陶瓷層比淬火鋼的耐磨5～10倍，比硬質(zhì)合金耐磨50～100％，比寶石導(dǎo)輪耐磨30～65％；(2)導(dǎo)輪的基體材料采用鋁合金，比不銹鋼材質(zhì)的成本低50％以上，是硬質(zhì)合金成本的1/4，是寶石導(dǎo)輪成本的1/5；(3)鋁合金導(dǎo)輪的重量是鋼導(dǎo)輪的1/3，是硬質(zhì)合金的1/8，重量愈輕，正反轉(zhuǎn)時慣性愈小，滑動摩擦、磨損就小，使用壽命就長，這是快走絲電火花線切割機床上導(dǎo)輪工作的一個較為重要的指標(biāo)。

附圖說明

圖1是本實用新型導(dǎo)輪采用微弧氧化工藝加工過程示意簡圖。

圖2A是背景技術(shù)中電極絲導(dǎo)向加工時的加工工藝示意圖。

圖2B是背景技術(shù)中V形槽導(dǎo)輪與電極絲的位置示意圖。

圖中：1.上導(dǎo)輪??11.工作電源??12.不銹鋼容器??13.工作液2.電極絲??3.貯絲筒??4.工件??5.下導(dǎo)輪??6.脈沖電源

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。

本實用新型是一種表面陶瓷化的鋁合金導(dǎo)輪，該表面陶瓷化鋁合金導(dǎo)輪與現(xiàn)有電火花線切割機床上使用的導(dǎo)輪的改進之處在于采用了鋁合金作為導(dǎo)輪的基體材料，并采用微弧氧化工藝在鋁合金基體導(dǎo)輪上原位生長有氧化物陶瓷層，所述氧化物陶瓷層是三氧化二鋁(Al₂O₃)。

本實用新型的表面陶瓷化鋁合金導(dǎo)輪是在鋁合金導(dǎo)輪(基體)的整體表面上有一層陶瓷氧化膜。

參見圖1所示，圖中，V形槽鋁合金導(dǎo)輪(圖2A中所示的上導(dǎo)輪1)被放入不銹鋼容器12中，不銹鋼容器12中盛有工作液13，工作液13為1～3％的氫氧化鉀的水溶液。V形槽鋁合金導(dǎo)輪與380V交流工作電源11的正極連接，380V交流工作電源11的負(fù)極與不銹鋼容器12連接。在微弧氧化加工過程中380V交流電源(工作電源11)經(jīng)調(diào)壓整流濾波后作為鋁合金表面陶瓷化的微弧氧化脈沖電源，其輸出10V～600V的直流脈沖電壓。在微弧氧化作用下，鋁合金導(dǎo)輪表面產(chǎn)生微電弧(電火花放電)鋁原子在高溫下與工作液13中的氧原子形成三氧化二鋁(Al₂O₃)生長在鋁合金導(dǎo)輪表面，形成1～50微米的陶瓷氧化膜，每分鐘約生成1～3微米。采用該微弧氧化加工工藝制作的導(dǎo)輪具有很高的硬度、耐摩擦磨損，有很高的絕緣強度和耐酸、堿腐蝕性能，非常適合于電火花線切割導(dǎo)輪的工作條件。

在微弧氧化加工過程中，微弧氧化脈沖電源形成的工作電壓在10V～600V，其電流根據(jù)加工面積在1～100A(電流密度約3～10A/cm²)。