钛铝基陶瓷复合材料电火花线切割
钛铝基陶瓷复合材料是一种比较特殊的导电陶瓷,其在电火花线切割加工时,往往表现出加工稳定性差、切割速度慢、电流不稳定等特点,导致电极丝被顶弯,电极丝上粘连较多蚀除产物,严重影响切割表面粗糙度及加工精度。切割这类陶瓷复合材料时,首先要对其组分进行分析,如钛铝基化合物中,钛铝(Ti3Al)占85%,其它成份Al2O3占15%,钛铝具有导电性,但Al2O3氧化物则是非导电物质,并在钛铝基化合物中呈离散分布形成网络状,因此放电加工时Al2O3必然对钛铝(Ti3Al)的导电能力有削弱,会导致切割速度慢,甚至切不动的现象。
由于陶瓷复合材料并不是良导体,两极间的取样电压并不能真正反映电极丝与工件间的真实状态,可能会导致切割速度慢,短路频繁出现,甚至顶弯钼丝的情况。在实际加工中采用的主要措施有:
(1)合理匹配电参数,调整伺服跟踪速度。由于陶瓷复合材料并不是良导体,因此在电参数选择方面,宜选用较高的放电电压,以形成有效的放电击穿,增加放电的几率,同时由于组分中含有Al较多,参照铝合金的切割方式,选用窄脉冲宽度,高峰值电流,尽量以气化蚀除方式去除材料,减小蚀除产物颗粒及其粘附到电极丝上的几率。在伺服跟踪方面,遵循“宁慢勿快”的伺服跟踪原则,使跟踪宏观上属于“欠跟踪”的方式,以保障陶瓷复合材料的充分蚀除及顺畅排屑,避免跟踪过快而将电极丝顶弯。当初步设置好电参数后,可以对拟切割的陶瓷复合材料试割,以验证选择参数的可行性,等稳定后,再进行正式的零件切割。
(2)选用洗涤性良好的工作液,并调整好工作液的上下喷水量。由于切割陶瓷复合材料时,电蚀产物多、颗粒大,易堵塞在切缝中甚至粘附在电极丝上,因此工作液配制时可以适当降低工作液的浓度,此外切割过陶瓷复合材料的工作液的使用寿命会大大降低,因此工作液需要经常更换,以确保加工稳定性。
(3)电极丝的维护。切割陶瓷复合材料时由于工件本身就是不良导体,同时电极丝会粘连上Al2O3,也会影响电极丝的导电性能,因此切割过程中,需要定期用煤油对贮丝筒上的电极丝清洗,尽可能减少Al2O3在电极丝上的粘附,为减少因为电极丝导电性降低对取样信号的影响,当切割一段时间后,若出现加工不稳定的情况,可以考虑更换电极丝。