三菱可提高超硬模具生產(chǎn)率的電火花機(jī)
日經(jīng)BP社2006年4月14日?qǐng)?bào)道 三菱電機(jī)日前開發(fā)出了有助于提高超硬模具生產(chǎn)效率的電火花線切割機(jī)“PA05S AquaSurface”,并在2006年4月12日在“Index大阪”開幕的“模具加工技術(shù)展(INTERMOLD 2006)”上進(jìn)行了展示(圖1)。通過調(diào)節(jié)溶入加工液中的離子平衡度,可抑制電火花加工時(shí)對(duì)超硬模具表面的腐蝕。可提高超硬模具的表面品質(zhì),減輕后期加工即研磨工序的作業(yè)量,削減模具生產(chǎn)成本。
這種電火花線切割機(jī)作為選配功能在現(xiàn)有機(jī)型“PA05S”中追加了該公司稱為高品質(zhì)超硬加工系統(tǒng)的“AquaSurface”。這種功能可防止電火花加工時(shí)對(duì)超硬模具表面的腐蝕。
通常情況下,電火花線切割加工的加工液使用的是水。但在對(duì)超硬模具進(jìn)行電火花加工時(shí)使用水的話,超硬合金的表面容易腐蝕。超硬模具采用的結(jié)構(gòu)是利用鈷類粘合劑附著碳化鎢(WC)微粒,就像下列化學(xué)方程式所表示的那樣,鈷具有作為二價(jià)鈷離子而易溶于水的性質(zhì)。
Co─→Co2++2e-(WC-Co中的選擇性腐蝕)……(1)
1/2O2+H2O+2e-─→2OH-(溶解氧的還原)……(2)
Co+1/2O2+H2O─→CO2++2OH-((1)和(2)的總反應(yīng))
也就是說,表面部分的鈷溶于水之后,超硬合金就會(huì)推動(dòng)粘合劑成分,表面就會(huì)變得粗糙。這種表面變粗糙的部分就稱為腐蝕。
AquaSurface可控制水中離子的平衡度,避免粘合劑成分鈷從超硬合金中溶出(圖2)。為此,在加工液的部分循環(huán)線路中加入了“AquaSurface樹脂”。
其工作原理是:在加工槽中使用的水流入污水槽后,利用泵將污水通過凈化過濾器移至清液槽中。在這里利用一種名為“離子控制傳感器”的傳感器判斷離子平衡是否處于促使鈷溶出的狀態(tài)。如若達(dá)到了可使鈷溶出的離子平衡度,就會(huì)注入水,使之從AquaSurface樹脂中通過,變成不會(huì)使鈷溶出的離子平衡度之后,再重新將水流入加工槽一側(cè)。
利用這種原理,新型電火花加工機(jī)床可防止超硬模具的表面腐蝕,還可減輕作為后期加工所需的修光等研磨工序的作業(yè)量。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,電火花加工時(shí)間也比為了防止鈷的溶出而使用油作為加工液的傳統(tǒng)方法短。
三菱電機(jī)作為工件樣品,還展出了制作芯片電容器的超硬模具(圖3)。表面粗糙度為Rz0.5μm,Ra0.07μm。加工精度為±2μm,加工時(shí)間為62小時(shí)。
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