[发明专利]一种绝缘陶瓷涂层金属的自诱导-内冲液电火花加工方法

说明书

技术领域

本发明属于电火花加工和成形技术领域，具体涉及一种绝缘陶瓷涂层金属的电火花加工方法。

背景技术

在金属表面涂覆绝缘陶瓷涂层可以提高金属材料的耐高温性能和抗腐蚀性能，为了使绝缘陶瓷涂层金属满足一些特殊的功能，需要对其进行加工。但是因为绝缘陶瓷涂层极硬且脆，所以目前的机械加工方法无法实现其加工。由于绝缘陶瓷不导电，因此普通的电火花加工方法也无法加工。

目前采用的加工方法有高压辉光放电加工、电解电火花复合加工。高压辉光放电加工是通过将绝缘陶瓷材料放入平电极与尖电极之间，两电极之间通高压交流电，当电压达到1200V左右开始放电，电压达到5000V时剧烈放电，从而达到加工的目的，这种方法存在侧面放电的现象，加工表面粗糙，需要后续的修整加工，只适用于粗加工，且只能加工比较薄的材料；绝缘陶瓷电解电火花复合加工使用电解液作为工作液，用导电材料放置在工件附近作为辅助电极，加工时将工具电极接电源负极，辅助电极接正极，两极间加脉冲电压，通过电化学作用在工具电极表面形成的气泡层使工件与导电的工作液之间产生电位梯度，引起火花放电来蚀除工件，这种方法需要形成气体非导电相，放电延时长，而且电解耗能很大，效率比较低。

发明内容

为了解决绝缘陶瓷涂层金属材料无法高质量高效率加工的技术难题，本发明提供一种高效、高质量、可靠的绝缘陶瓷涂层金属的自诱导-内冲液电火花加工方法，扩大绝缘陶瓷涂层金属在各个领域的应用范围。

本发明提出自诱导-内冲液电火花加工方法来进行绝缘陶瓷涂层金属材料的电火花加工。电火花加工会裂解油基工作液产生碳，附着在正极表面形成导电膜。但由于绝缘陶瓷不导电，无法进行电火花加工。因此提出自诱导电火花加工方法，在绝缘陶瓷表面设置一层导电材料，导电材料接电源正极，电极接电源负极。根据放电加工的热化学反应，加工导电材料，会自诱导工件放电区生成导电膜。随着加工的进行，导电膜会持续产生，当加工至绝缘陶瓷表面，持续生成的导电膜与导电材料相连接，使导电膜带电。加工导电膜的同时，绝缘陶瓷材料也会被蚀除，从而实现绝缘陶瓷材料的加工。并根据所提出的自诱导电火花加工方法，采用旋转电极内冲液的加工形式，对绝缘陶瓷涂层金属材料进行电火花加工，所述加工方法是在电火花成形加工机床上完成，加工过程在油基工作液的液面之下进行，供油管路提供的高压油经过管状电极从电极的端面喷出，且管状电极由电极旋转和夹紧装置带动其绕自身轴线进行旋转。在加工过程中，电极依次加工导电材料、绝缘陶瓷涂层和金属基体，针对所要加工的材料调整脉宽、脉间、脉冲波形等电参数，使其达到最佳的加工状态。

本发明的绝缘陶瓷涂层金属的自诱导-内冲液电火花加工方法具有如下优点：

1、在电火花成形加工机床上，管状电极绕自身轴线进行旋转辅助以电极内孔的高压冲液，工作液的冲刷起到了良好的排屑作用，使工件在加工过程中有良好的加工条件，解决了常规的电火花成形加工由于排屑不畅，加工到一定深度后加工不稳定甚至无法进行的问题，并且提高了加工速度。

2、提出自诱导电火花加工方法，即在浸液条件下，给绝缘陶瓷表面设置相应的导电材料，通过组合夹具给导电材料接电源正极，电极接电源负极，根据放电加工的热化学反应，加工过程中，会在工件放电区持续的生成导电膜，，加工导电膜的同时，绝缘陶瓷材料也会被蚀除，从而实现绝缘陶瓷材料的加工，解决了常规电火花加工机床不适用于不导电的陶瓷材料加工的问题。

3、加工过程采用浸液加工的环境，一方面，浸液加工可分解工作液产生碳，碳附着在工件表面生成导电膜，使自诱导加工可以持续进行，另一方面，浸液加工可防止加工区域暴露在空气中，避免煤油在火花放电时燃烧，引起火灾；

4、加工至导电材料、绝缘陶瓷涂层和金属基体阶段，根据所要加工的材料进行放电参数的调整，使每个阶段都达到最佳的加工状态，以实现绝缘陶瓷涂层金属材料的高精度、高效率加工。

附图说明

图1为绝缘陶瓷涂层金属自诱导-内冲液电火花加工方法的加工装置图；

图2为电极加工至导电材料的加工过程示意图；

图3为电极加工至导电材料与绝缘陶瓷涂层交界面的加工过程示意图；

图4为电极加工至绝缘陶瓷涂层的加工过程示意图；

图5为电极加工至绝缘陶瓷涂层与金属基体交界面的加工过程示意图；

图6为电极加工至金属基体的加工过程示意图；

图7为电极旋转和夹紧装置的主视图；

图8为电极回转装置的主剖面图；

图9为电极夹持装置的主剖面图；