電火花線切割后的工件表面質(zhì)量,不僅要用表面粗糙度來衡量,而且還要考慮變質(zhì)層等缺陷,故提出表面整合(SI=Surface Integrity,又譯為“表面完整性”)概念。本文系夏米爾公司介紹其線切割機(jī)床上通過配置SI(或CC)脈沖電源來實(shí)現(xiàn)表面整合線切割的情況。
一、此新特色到底借助何物來實(shí)現(xiàn)?
這是借助一個(gè)新的電源電子線路板來實(shí)現(xiàn)的,將它裝配到1996年5月以后出產(chǎn)之ROBOFIL1020系列之機(jī)床上,此機(jī)床之命名從此由ROBOFIL1020更改為ROBOFIL1020SI系列。
此一反電解(AE)電源箱之目的乃針對(duì)放電加工過程中材質(zhì)所產(chǎn)生的變化以達(dá)到表面整合(SI=Surface Integrity)之作用而設(shè)的。
二、何謂表面整合(或干凈切割——CC=Clean Cut)?
在放電加工過程當(dāng)中有很多的物理現(xiàn)象造成對(duì)材質(zhì)表層產(chǎn)生破壞或改變,甚至摧毀,粗加工受影響層可深達(dá)表層以下30μm。
此受影響層內(nèi)可發(fā)現(xiàn)下列幾項(xiàng)主要不良惡果:
micro-cracking龜裂
cobalt depletion鈷中空化
redeposit of wire metal線材質(zhì)成份再沉積層
recast of melted cobalt鈷融化再鑄層
water corrosion水侵蝕
未整合過的不良表面之惡果
1. 由于受影響層內(nèi)之不良機(jī)械特性將導(dǎo)致工件材質(zhì)變質(zhì)或縮短了模(刀)具壽命。
2. 硬質(zhì)合金沖頭及模具若無表面整合作用將導(dǎo)致表面易碎裂以及影響到抗磨系數(shù)而使得磨耗變大,模(刀)具壽命變短。
圖1硬質(zhì)合金:含6%鈷元素的碳化鎢
三、何種物理現(xiàn)象會(huì)對(duì)表面整合有不良作用?
夏米爾科技公司曾向各地接洽此事,定義并分析出放電加工過程中對(duì)材質(zhì)表面整合產(chǎn)生不良作用的種種因素。
結(jié)果如下:
•過熱損害--在放電過程中對(duì)材料內(nèi)部溫度劇升之熱效應(yīng),此將導(dǎo)致局部性應(yīng)力及裂縫產(chǎn)生
•侵蝕效應(yīng)--從化學(xué)觀點(diǎn)來看,水對(duì)任何金屬都是一種具侵蝕作用之溶劑
•具有電解反應(yīng)過程--當(dāng)電流通過介電液時(shí)會(huì)引起一些化學(xué)反應(yīng),因而對(duì)材質(zhì)產(chǎn)生不良作用材質(zhì)特性--各種不同材質(zhì)對(duì)于熱、水及電解等交匯作用有不同程度之反應(yīng),尤其是成份混雜之合金材料受的不良影響將更大。
以上每一種不良物理的、化學(xué)的現(xiàn)象都重要并且是一起作用,互有關(guān)聯(lián)。如果只是去尋求降低單一不良現(xiàn)象到極限(例如:電解過程效應(yīng))都將不是可靠的解決方法。
夏米爾科技公司發(fā)展了此一新的SI電源電路,對(duì)這一性頭痛問題提供解決方法。
對(duì)于材質(zhì)特性的研發(fā),夏米爾科技公司與瑞士硬質(zhì)合金制造商SLRAM共同合作開發(fā)新的技術(shù)。
有些機(jī)床制造商提供的AE(反電解)電源箱,僅是部分地解決了一個(gè)現(xiàn)象(電極-化學(xué)反應(yīng))之問題,夏米爾科技公司的SI電源箱提供了完整的解決方法。此一電源箱同時(shí)取得了反電解及表面整合之效果并且提供廣泛的加工技術(shù)條件表。
硬質(zhì)合金加工:受影響層實(shí)為各種不同物理及化學(xué)現(xiàn)象結(jié)合所導(dǎo)致的結(jié)果。
四、SI電源電路有哪些電的特性?
放電能量
放電火花含有大量能量傳遞大量熱能進(jìn)入材質(zhì)內(nèi)部,會(huì)在金屬去除點(diǎn)周圍產(chǎn)生大量的融溶金屬分子,因此在不間斷的熱與冷卻水交互作用下材料內(nèi)應(yīng)力就產(chǎn)生了。
材質(zhì)龜裂如何造成的
侵蝕率--原來的材料去除量與受影響層厚度之比例因此改善許多,亦即可以使用較少的加工程序獲得相同結(jié)果。 反之,鈷元素(在碳化鎢內(nèi)扮演黏結(jié)聚合劑之作用)受電極-化學(xué)作用攻擊將空洞化,則碳化鎢其它元素結(jié)晶顆粒將不再實(shí)質(zhì)的堅(jiān)固黏結(jié)聚合在一起。
五、SI(CC)電源電路之效能以及有那些主要特性?
所有有關(guān)于SI特性效果之電子線路板全部經(jīng)測試并視同機(jī)床之標(biāo)準(zhǔn)配置安裝起來。
SI(CC)電源箱可使用一個(gè)新的加工技術(shù)條件表,SI(CC)功莫過于對(duì)硬質(zhì)合金材料的加工。 對(duì)于所有硬質(zhì)合金之加工從厚度0~100mm,SI之效果都可達(dá)到至少Ra0.25μm之表面粗糙度,此為標(biāo)準(zhǔn)配置。
六、SI(CC)有何好處?
?表面整合效果
將放電火花加工過程中各種對(duì)材質(zhì)表層產(chǎn)生不良作用降低到zui低限度。
?改善表面粗糙度
具有從0~100mm厚之加工技術(shù)條件。
?加工速度加快
要獲得相同之表面粗糙度將得以用減少加工次數(shù)的方式達(dá)到,使速度提升并使其表面亦獲得整合之效果。
蘇州中航長風(fēng)數(shù)控科技有限公司主營產(chǎn)品有:線切割機(jī)床,電火花成型機(jī),快走絲線切割,中走絲線切割,電火花線切割,電火花穿孔機(jī),取斷絲錐機(jī)。