[發明專利]基于線電極表面潤濕性調控的高定域性電解線切割方法

有效

• 申請號: 201810001140.9
• 申請日: 2018-01-02
• 公開（公告）號: CN108581098B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 房曉龍;高傳平;曲寧松
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H3/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

一種基于線電極表面潤濕性調控的高定域性電解線切割方法，其特征在于包括以下過程：步驟1、通過電化學的方法，將線電極進行超親水和超疏水處理；步驟2、將處理過的線電極安裝在絲塊上，使線電極的超親水面正對加工表面，使線電極的超疏水面背對加工表面；步驟3、將絲塊裝夾在Z軸上，將工件固定在溶液槽內，調節X軸，Y軸，Z軸的相對位置；步驟4、將絲塊接直流電源的負極，工件接直流電源的正極，接通電源，開始電解線切割加工。

技術領域

本發明涉及一種基于線電極表面潤濕性調控的高定域性電解線切割方法，屬精密電化學加工領域。

技術背景

電解線切割加工技術是以金屬絲作為工具陰極對工件進行切割加工的一種電解加工新方法。電解線切割加工技術繼承了電解加工技術的可加工材料范圍廣、加工表面質量好、工具無損耗等優點，通過對金屬線電極/工件運動軌跡的數字控制，既可以進行帶有窄縫、窄槽等結構的加工，還可以實現二維和準三維形狀復雜的、具有大深寬比的結構/零件的制備，省去了制備復雜陰極工具的工藝過程，縮短了加工的前期準備時間。

在電解線切割中，由于線電極完全裸露在電解液中，線電極的表面與已加工表面之間有電場存在，形成雜散電流，已加工表面發生雜散腐蝕，導致加工定域性降低和加工精度的下降。雜散腐蝕現象在鎳基合金和鈦合金加工時較為明顯。在常規電解加工中，為了解決這一問題，提高加工定域性，許多研究人員進行了大量探索。汪紅，吳靜等人采用電泳的方法實現了對電極絕緣，從而改善了加工定域性。陳偉，高峰等人采用微弧氧化和陰極電泳工藝在鈦電極表面得到由陶瓷膜和電泳漆膜組成的雙絕緣層，達到了改善加工定域性的效果。然而，上述絕緣方法主要用于小孔的電解加工。電解線切割加工線電極主要為圓柱狀的金屬絲，采用上述絕緣方法難以對電解線切割中的線電極進行絕緣。

發明內容

本發明提出了一種基于線電極表面潤濕性調控的高定域性電解線切割加工方法，提高了加工定域性，解決了原有電解線切割加工中，雜散腐蝕嚴重以及加工精度低等問題，顯著地提高了加工精度。

一種基于線電極表面潤濕性調控的高定域性電解線切割加工方法，其特征在于包括以下過程：

步驟1、通過電化學的方法，將線電極一側進行超親水,另一側進行超疏水處理；

步驟2、將處理過的線電極安裝在絲塊上，使線電極的超親水面正對加工表面，使線電極的超疏水面背對加工表面；

步驟3、將絲塊裝夾在Z軸上，將工件固定在溶液槽內，調節X軸，Y軸，Z軸的相對位置；

步驟4、將絲塊接直流電源的負極，工件接直流電源的正極，接通電源，開始電解線切割加工。

本方法是基于改變線電極表面潤濕性的方法，將線電極表面進行超親水和超疏水處理，使用表面超親水和超疏水處理后的線電極作為陰極，進行電解線切割加工有以下優點:

1、在電解加工過程中，陰極表面會有氣體生成。加工過程中產生的氣泡難以從上述線電極上的超疏水表面脫離而吸附在超疏水表面上形成氣膜。氣膜的存在使超疏水表面和已加工表面之間不存在電場，從而雜散電流被屏蔽，加工過的工件表面不會被二次加工,提高電解線切割加工的加工定域性和加工精度。

2、上述線電極的超親水表面的存在，可以急劇增加線電極表面與溶液間的表面張力。這樣，減小了線電極與工件間的速度變化梯度。即使遠離線電極而靠近工件表面的溶液也可以以一定的速度運動。進而能夠更有效的帶動周圍電解液一起運動，顯著提高傳質作用。此外，加工產生的氣泡更容易從超親水表面脫離，線電極能與電解液更好的接觸，使電解液導電率基本保持不變，保證加工速率。

所述的基于線電極表面潤濕性調控的高定域性電解線切割方法，其特征在于：在電解線切割加工中，對于二維復雜圖形的加工，通過數字控制方法自動調整上述線電極，使超親水表面始終正對進給方向。可保證復雜形狀加工的精確性。由此可見，采用本方法進行電解線切割，可以減少雜散腐蝕，大幅提高加工定域性，改善加工精度。