Способ электроэрозионной обработки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<щ986694

Союз Советскнх

Социалистических

Республик (6!) Дополнительное к авт. саид-ву = (И) М. Кд.з

В 23 P 1/00 (22) Заявлено 130581 (21) 3288221/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070183. Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 070183 (И) УДК621. 9. 048, .4.06(088.8) i

А.Г. Непокойчицкий, .IT.А. Скиба, Д.И. Степанов и Г.B. Тукмачев

&!!

Могилевское отделение ордена Трудового Kpadaqro Знамени института физики AH Белорусской ССР (72) Авторы изобретения (71 ) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛБКТРОЭРОЗИОННОй

ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к электро, физическим и электрохимическим методам обработки, в частности, к электроэрозионной обработке деталей из диэлектрических материалов.

Известен способ электроэрозионной обработки деталей из диэлектрических материалов, согласно которому на поверхности детали устанавливают два электрода и подают на них напряжение С1 3. При этом под действием высоковольтного импульсного разряда между электродами происходит испарение диэлектрического материала.

Недостатками данного способа являются невысокая степень стабилизации токопроводящего разрядного канала и невозможность локализации реализуемой энергии.

Целью настоящего изобретения является стабилизация токопроводящего разрядного канала и локализация реализуемой энергии за счет образования на поверхности детали между электродами полоски окисла металла.

Поставленная цель достигается тем, что процесс ведут в восстанови.тельной газовой среде, на обрабатываемую поверхность воздействуют излучением лазера с плотностью потока

: энергии 10 — 10 вт/см . При этом электрнческое сопротивление межэлектродного промежутка снижается с десятков и сотен МОм до единиц и десятков Ом за счет образования на поверхности детали между электродами. полоски окисла металла шириной

30-250 мкм и глубиной 10-15 мкм.

Сразу же после восстановления полоски окисла между электродами, на которые подано напряжение от конденсаторной батареи, происходит взрыв восстановленной полоски с образованием заглубленного эрозионного канала. Затем процесс повторяется восстановление окисла в эрозионном канале излучением лазера и взрыв восстановленного слоя ° Процесс продолжается многократно. Он протекает в газовой восстановительной среде (водород, пары спиртов ), что необходимо для восстановления полоски окисла металла между электродами.

При использовании в качестве восстановителей одно- или многоатомных спиртов, отличактихся высокой способностью адсорбироваться на ферритах, можно достичь высокой концентрации активных молекул у поверхностного слоя и соответственно нысо986694. кой скорости реакции восстановлейия.

При облучении образца из феррита, на поверхности которого есть адсорбированные молекулы спирта, происходит разогрев поверхностного слоя до температуры, при которой возможна реакция окисления спирта. Так, присоединяя кислород, этиловый спирт может окисляться до альдегида, который при более высокой температуре переходит в кислоту, с разложением последней на СО, Н2 и другие соединения и элементы. Использование водорода в качестве восстановителя также позволяет эффективно проводить процесс восстановления полоски феррита между электродами. Длина восстановленной полоски между электродами составляет от нескольких до сотен миллиметров, что приводит к увеличению количества вещества, поступающего в плазму разряда, в .десятки и сотни раз.

Заглубленный в теле окисной детали эрозионный окисный канал стабилизирует токопроводящий разрядный канал и локализирует вводимую энер1О

20 гию при электрофизической обработке непроводящих материалов с высокой производительностью. Плотность потока энергии излучения лазера составляет 10 — 10 Вт/cM2, т..к.именно 5О при такой плотности потока в восста-. новительной среде восстанавливается широкий класс окисных систем, При увеличении плотности потока происхо35 дит испарение окисла излучением лазера между далеко расположенными электродами (что может привести к разрушению окисной детали ), а при уменьшении плотности потока ниже этой величины окисел не восстанав40 ливается. Ширина эрозионного канала в процессе данной электрофизической обработки почти не изменяется.

Пример, 1 . Проводили стабилизацию токопроводящего канала импульсного электрического разряда и локализацию его энергии на ферритовых образцах (феррит-гранат). Облучаемую грань ферритовых образцов полировали до 14-го класса чистоты.

Образец поместили в реакционную камеру. Воздух откачали до давления

10 тор и запустили водород до дав2 ления 300 тор.

Вольфрамовые электроды, заточенные на острый конус, устанавливались 55 на поверхность анализируемого материала. На электроды подавалось напряжение 5000 В от конденсаторной батареи емкостью 5 мкФ. Электроды устанавливались на расстоянии 100 мм 6Q

:друг от друга. Восстановление поверхностного слоя феррита-граната между электродами осуществлялось излучением непрерывного лазера. Из;лучение лазера направлялось через 65 германиевую линзу с фокусным расстоянием 50: мм на феррит. Излучение лазера фокусировалось на поверхность перемещающегося феррита в пятно диаметром 30 мкм. Скорость перемещения феррита относительно лазерного луча составляла от долей миллиметра до нескольких миллиметров в секунду, Мощность излучения — до 40 Вт.

На феррите восстанавливалась полоска между электродами шириной

30 мкм и глубиной 10-12 мкм. Сразу же после восстановления полоска взрывалась и образовывался зрозионный канал глубиной 10-12 мкм, шириной 30 мкм, длиной 100 мм. Восстановление окисла излучением лазера в эрозионном канале (боковые стенки канала на восстанавливались) и взрыв восстановленного слоя продолжались до глубины зрозионного канала 1 мм.

Ширина эрозионного канала после электрофиэической обработки практически не изменялась.

П .р и м е р 2 . Проводилась стабилизация токопроводящего канала импульсного электрического разряда и локализации его энергии на ферритовых образцах марок М 400 HH u M 1500 НМ.

Вольфрамовые электроды, заточенные на конус (острый), устанавливались на поверхность феррита. На элек-. троды подавалось напряжение 3000 В от конденсаторной батареи емкостью

5 мкФ. Электроды устанавливались на расстоянии 200 мм друг от друга.

Восстановление поверхностного слоя между электродами осуществлялось излучением твердотельного лазера на рубине ГОР-100 М и неодиме ГОС-1001 в парах спиртов. С целью исключения возможности растрескивания образцов под действием лазерного излучения их перед облучением подогревали до

150 С. Ферритовая пластинка через слюдяную прокладку была прикреплена к площадке подогревателя. После откачки воздуха из камеры до давления

10 2 тор включали подогреватель.

При достижении температуры образца

150ОС и стенок 80ОС в камеру вводилось дозированн эе количество этилового спирта. Полоска образца между электродами облачалась лазером через цилиндрическую линзу. Плотность потока энергии составляла 104 — 10 Вт/см

На феррите восстанавливалась полоска шириной 25 мкм. Сразу же после восстановления полоска взрывалась и образовывался эрозионный канал, глубиной 10 мкм, шириной 150 мкм, длиной 20 мм. Процесс продолжался до глубины эрозионного канала 2 м, ширина эрозионного канала после электрофизической обработки практически не изменялась.

Таким образом, данный способ позволяет повысить степень стабилиза98669.4

Формула изобретения

Составитель Г. Ганзбург

Редактор Б. Федотов Техред Л.Пекарь Корректор М. Шарсши

Заказ 10400/20 . Тирам 1104 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ции токопроводящего разряднбго канала, а также локализнровать реализуемую при этом энергию, что в свою очередь обеспечивает возможность электрозрозионного формирования каналов наперед заданной кон- 5

Фигурации в деталях из диэлектрических материалов.

Способ электроэрозионной обработки деталей из диэлектрических материалов, по которому на поверхности детали устанавливают два электрода и подают на них напряжение, о т л н ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью стабилизации токопровадя- щего разрядного канала и локализации реализуемой энергии путем образования на поверхности детали между электродаэе полоски окисла металла, процесс ведут s восстановительной газовой среде, при этой"в0з « действуют на обрабатываемую поверхность излучением лазера с плотностью потока энергии 10 - 10 Вт/см .

Источники инФормациипринятые во внимание при экспертизе

1. Королев Н.В. и др. Эмиссионный спектральеай микроанализ, Л. > Maumностроение, 1971, с.12.