Способ электроэрозионной обработки

(23) Приоритет -Государствениый комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 07.0133. Бюллетень йо 1Дата опубликования описания 070183 53 УДК 621. 9. 048, .4.06(088.8) 1А.Г. Непокойчицкий, П.А. Скиба, Д.И. Степанови Г.В. ТукмачевВМогилевское отделение ордена Трудового Кратцго Знамениинститута физики АН Белорусской ССРгИзобретение 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 1 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- 10вт/см. При этомэлектрнческое сопротивление межэлектродного промежутка снижается с десятков и сотен МОм до единиц и десятков Ом за счет образования на поверхности детали между электродамиполоски окисла металла шириной30-250 мкм и глубиной 10-15 мкм.Сразу же после восстановленияполоски окисла между электродами,на которые подано напряжение от конденсаторной батареи, происходитвзрыв восстановленной полоски с образованием заглубленного эрозионногоканала, Затем процесс повторяетсявосстановление окисла в эрозионномканале излучением лазера и взрыввосстановленного слояПроцесс продолжается многократно. Он протекаетв газовой восстановительной среде(водород, пары спиртов ), что необходимо для восстановления полоскиокисла металла между электродами.При использовании в качествевосстановителей одно- или многоатомных спиртов, отличактихся высокойспособностью адсорбироваться на ферритах, можно достичь высокой концентрации активных молекул у поверх- ЗО ностного слоя и соответственно нысо 986694,кой скорости реакции восстановлейия; При облучении образца из феррита,на поверхности которого есть адсорбированные молекулы спирта, происхо" дит 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, Н 2 и другие соединения и элементы. Использование во" дорода 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 энер 1 О 15 20 гию при электрофизической обработкенепроводящих материалов с высокой производительностью, Плотность потока энергии излучения лазера составляет 10 - 10Вт/см 2, тк.именно 50 при такой плотности потока в восста-. новительной среде восстанавливаетсяширокий класс окисных систем. Приувеличении плотности потока происхо 35 дит испарение окисла излучением лазера между далеко расположеннымиэлектродами (что может привести кразрушению окисной детали ), а приуменьшении плотности потока нижеэтой величины окисел не восстанав 40 ливается. Ширина эрозионного канала в процессе данной электрофизической обработки почти не изменяется.П р и м е р, 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 дав 2ления 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 60 :друг от друга. Восстановление поверхностного слоя феррита-граната между электродами осуществлялось излучением непрерывного лазера. Из;лучение лазера направлялось через 65 германиевую линзу с фокусным рассто.янием 50: мм на феррит. Излучениелазера фокусировалось на поверхностьперемещающегося феррита в пятно диаметром 30 мкм. Скорость перемещения феррита относительно лазерноголуча составляла от долей миллиметрадо нескольких миллиметров в секунду,Мощность излучения - до 40 Вт,На феррите восстанавливалась полоска между электродами шириной30 мкм и глубиной 10-12 мкм, Сразуже после восстановления полоскавзрывалась и образовывался зрозионный канал глубиной 10-12 мкм, шириной 30 мкм, длиной 100 мм. Восстановление окисла излучением лазерав эрозионном канале (боковые стенкиканала на восстанавливались) и взрыввосстановленного слоя продолжалисьдо глубины зрозионного канала 1 мм.Ширина эрозионного канала послеэлектрофиэической 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 НН и М 1500 НМ.Вольфрамовые электроды, заточенные на конус (острый), устанавливались на поверхность феррита. На элек"троды подавалось напряжение 3000 Вот конденсаторной батареи емкостью5 мкф. Электроды устанавливались нарасстоянии 200 мм друг от друга.Восстановление поверхностного слоямежду электродами осуществлялось излучением твердотельного лазера нарубине ГОРМ и неодиме ГОС в парах спиртов, С целью исключениявозможности растрескивания образцовпод действием лазерного излученияих перед облучением подогревали до150 С, ферритовая пластинка черезслюдяную прокладку была прикрепленак площадке подогревателя. После откачки воздуха из камеры до давления10 2 тор включали подогреватель.При достижении температуры образца150 ОС и стенок 80 ОС в камеру вводилось дозированнЬе количество этилового спирта. Полоска образца междуэлектродами облачалась лазером черезцилиндрическую линзу. Плотность потока энергии составляла 104 - 10 Вт/смНа феррите восстанавливалась полоска шириной 25 мкм. Сразу же послевосстановления полоска взрываласьи образовывался эрозионный канал,глубиной 10 мкм, шириной 150 мкм,длиной 20 мм. Процесс продолжалсядо глубины эрозионного канала 2 м,ширина эрозионного канала послеэлектрофизической обработки практически не изменялась.Таким образом, данный способ позволяет повысить степень стабилиза9 В 669,4 формула изобретения 30 Составитель Г. ГанзбургРедактор Б. Федотов ТехредЛ.Пекарь Корректор М. ШарсшиЗаказ 10400/20 . Тираж 1104 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Рауюская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 ции токопроводящего разряднбго канала, а также локализнровать реализуемую при этом энергию, что всвою очередь обеспечивает возможность электрозрозионного форьерования каналов наперед заданной конФигурации 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 й с, я тем, что,с целью стабилизации токопровадя-щего разрядного канала и локализации реализуемой энергии путемобразования на поверхности деталимежду электродов полоски окисламеталла, процесс ведут в восстановительной газовой среде, при этоэГэббдействуют на обрабатываемую поверхность излучением лазерас плотностьюпотока энергии 10 в - 10 ф Вт/смй. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Королев Н.В. и др. Эмиссионный спектральавй микроанализ, Л., Мапвностроение, 1971, с.12.