水刀切割机微观电导率不均匀材料返 回

 

水刀切割机可以切割许多的复合工程材质的物体,比如说陶瓷和聚晶金刚石等,其导电机理不同于金属。复合工程陶瓷材料金相结构中的导电相形成三维导电同格,网格间隙中是非导电的晶格组织,实际上说金刚石虽是碳的同素的异构体,但天然金刚石几乎不导电,聚晶金刚石是将人造金刚石微粉的用铜、铁粉等导电材料用作粘结剂,搅拌混合后加压烧结而成,因此就导电的机理,与复合工程陶瓷材料相似,导电相形成三维导电网格,网格的间隙中是非导电的品格组织。可以这样说只要网格常数和电加工参数相适应,就可以用电火花进行的加工了。

    这种材料的电火花加工特点包括了:精加工必须采用高能小脉宽的脉冲电源,且脉冲前后沿的变化率要与材料的性能相适应。实际上说粗加工必须采取措施保证较大的放电间隙,如提高峰值电压或采用混粉添加剂。

    电火花加工聚晶金刚石的原理实际上说靠火花放电时的高温将导电的粘结剂熔化、气化蚀除掉,同时电火花高温使金刚石微粉“碳化”为可加工的石墨,也可能因粘结剂被蚀除掉后而整个金刚石微粒自行脱落下来。

    复合工程陶瓷材料也得到广泛的应用,实际上其电火花加工技术,也可以说的是在近年来得到较快的发展。它的加工的机理和设备都不同于金属的材料的电火花加工,可以这样说类似于聚晶金刚石:

1)材料颗粒从基体上的分离形式是:升华、熔化、热剥离、整体颗粒移除、气化、再凝固粘附相的热削离,共六种不同方式。可以这样说金属只有熔化和气化两种分离形式。

2)适宜的脉冲电源波形是高能的小脉宽,可以这样说峰值电流在30A - 60A直接,脉宽在2- 4μs之间或者是更加的小数值,峰值的电压在1OOV - 200V之间。实际上说有待于开发亚微秒级的脉冲电源。

3)脉冲的后沿变化率直接影响热影响层的厚度和抛出爆炸效应的强弱。要求脉冲电源的脉冲电流的后沿变化率是可以控制的。

    金属电火花表面强化和刻字过程。由电火花与水刀加工技术的发展及应用可以得出电火花表面强化工艺一般是以空气为极间工作介质,见图4-33所示。

 

火花表面强化的加工原理示意图。实际上在工具电极和工件电极之间接上直流或交流电源,由于振动器的作用,使电极与丁件之问的放电间隙频繁变化,实际上说工具电极与工件间不断产生火花放电,进而去实现了对金属材质的表面的优化。

    当电极与工什之间距离较大时,电源经过电阻R对电容器c充电,同时可以这样说工具电极住振动器的带动下向工件运动。当间隙接近到某一距离时,间隙中的空气被击穿,产生火花放电,实际上说使电极和工件材料局部熔化,甚至气化。当电极继续接近工件并与工什接触时,实际上说在接触点处流过短路电流,使该处继续加热,并以适当压力压向工件,使熔化了的材料相互粘结、扩散形成熔渗层。电极在振动作用下离开工件,由于工件的热容量比电极大,使靠近工件的熔化层首先急剧冷凝,从而使工具电极的材料粘结、覆盖在工件上。

    水刀切割机的现状及其发展来看,在金属的切割方面它将成为超高压水切割的新的应用目标,这就需要设备自身的工作的压力不低于400MPa,而且最好以纯水射流切割,这样可用于贵重的金属薄板加工切割和作业。实践证明了纯水射流切割最大的优点是切缝更窄和切割精度更高,而且能钻出微小孔。

 

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