[發明專利]一種用于電火花線切割設備的陶瓷導電塊及其制備方法

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• 申請號: 202210067504.X
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114292107A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 葉超超;王春華;孫衛康;茹紅強
• 申請（專利權）人: 山東東大新材料研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56;C04B35/58;C04B35/622;B23H7/08;B23H7/22;B23H7/24
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 袁善民

本發明公開了一種用于電火花線切割設備的陶瓷導電塊及其制備方法，涉及電火花線切割技術領域。本發明的陶瓷導電塊由質量比為75?95:5?25的陶瓷導電相和陶瓷燒結相構成；經混料、制粒、成型、排膠、燒結及后處理工藝制備得到。本發明針對電火花線切割設備中的導電塊部件存在的不足，提供了一種性能優良的陶瓷導電塊，該陶瓷導電塊采用導電陶瓷材料制備，導電陶瓷材料中不包含其它金屬元素，與現有技術相比，本發明的陶瓷導電塊具有加工速度快、切割效率高、磨損小、電火花線切割設備加工穩定性好等特點。

技術領域

本發明涉及電火花線切割技術領域，特別是涉及一種用于電火花線切割設備的陶瓷導電塊及其制備方法。

背景技術

在電火花線切割設備中，金屬切割絲線作為電源的一個電極，被切割工件作為電源的另一個電極，當金屬切割絲線與被切割工件接觸時，在接觸點產生電火花放電，導致工件被切割，導電塊是一個消耗部件。在電火花線切割過程中，金屬切割絲線與導電塊表面存在一定的壓力，金屬切割絲線在導電塊表面滑動，導電塊與切割線接觸，將電源的一個電極賦于金屬切割線上。因此要求導電塊具有很好的導電性、很低的接觸電阻和良好的耐磨性。導電塊是一個消耗部件，需要經常更換。

目前，電火花切割設備上的導電塊大多是采用鎢鋼材料制備。對于鎢鋼來說，由于其電阻率高、接觸電阻大、硬度低，導致導電塊的耐磨性差、使用壽命低，尤其在切割加工電阻率較低的材料(如鋁及鋁合金)時，經常在金屬切割絲與導電塊之間產生電火花放電，導致導電塊被電火花切割、電火花切割設備工作的穩定性不高。

為了改進上述問題，有研究者報道了導電陶瓷導電塊，但該研究是在導電塊中添加鋼、銀、陶瓷、硅、猛、鉻、鎳、銅和稀土等組分，這種材料嚴格意義上講屬于金屬陶瓷。雖然添加金屬的導電塊其電阻和鎢鋼比有所改善，但由于添加的金屬元素使導電塊的硬度降低、導電塊的耐腐蝕性不高，因此，并沒有徹底解決導電塊的使用壽命問題。另外，無論是鎢鋼還是金屬陶瓷，其材料含有WC和鎳或銀，也使材料的成本較高。

因此，提供一種性能優良的陶瓷導電塊，以滿足電火花線切割設備對導電塊部件的高性能需求，對于電火花線切割技術領域具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于電火花線切割設備的陶瓷導電塊及其制備方法，以解決上述現有技術存在的問題，使電火花線切割設備用陶瓷導電塊具有更優異的性能。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明目的之一是提供一種陶瓷導電塊，所述陶瓷導電塊包括陶瓷導電相和陶瓷燒結相；所述陶瓷導電相和陶瓷燒結相的質量比為75-95:5-25。

進一步地，所述陶瓷導電相為氮化鈦、碳氮化鈦、碳化鈦、硼化鈦、硅化鉬、碳化鎢等中的一種或幾種。

進一步地，所述陶瓷燒結相為碳化硅、碳化硼、氧化鋁、氧化釔中的一種或幾種。

本發明目的之二是提供上述陶瓷導電塊的制備方法，包括混料、制粒、成型、排膠、燒結及后處理的步驟。

具體的，本發明陶瓷導電塊的制備過程如下：

(1)混料：按導電陶瓷塊中最終導電相和燒結相質量比為75-95∶5-25計算原材料配比，按原材料配比進行混料。混料時根據成型方法的不同加入不同的成型粘結劑：干壓或等靜壓成型時，加入物料總重量5-10％的PVA、PVB或纖維素；注射成型時，加入物料總重量8-15％的樹脂、聚乙烯或石蠟。

(2)制粒：干壓或等靜壓成型時，混好的原材料用噴霧制粒、機械切割制粒或手工擦篩制粒；注射成型時，采用密練機制粒或采用擠壓切割機制粒。

(3)成型：成型所用的模具根據產品的形狀進行設計，制好的原料顆粒經過篩分后，采用干壓機、注射機或等靜壓進行成型。