本发明专利技术涉及材料的电化学加工方法。本发明专利技术涉及高合金钢、合金和包含具有基本上不同的电化学性质的组分的导电复合材料的电化学脉冲加工(ECM)。本方法包括使用以与振荡的工具电极和工件之间为最大会聚度的时刻同步的脉冲串供应的阳极或双极高频电流脉冲和在脉冲串之间的间歇期间供应的另外的单个反极性脉冲以短的电极间间隙进行加工，其中基于初始电解液酸度值来调整正极性脉冲与反极性脉冲的参数比。以在另外的脉冲的峰处形成过渡弯曲的方式来进行本方法，所述弯曲由电极间间隙的电阻变化至稳态值引起所述弯曲，依赖于经受加工的材料的加工模式和组成来设定弯曲点之前的另外的脉冲段的持续时间和弯曲点之后的另外的脉冲段的持续时间。
【技术实现步骤摘要】
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技术介绍
本专利技术涉及高合金钢、合金和包含具有基本上不同电化学性质的组分的导电复合材料的电化学脉冲加工(ECM)领域。特别地，本专利技术可以用于当生产使用WC-Co、WC-TiC-Co 合金的机器工件和工具的复杂成形的表面时来进行各种仿形冲孔操作。1998年11月10日出版的US 5，833，835，IPC B23H3/02公开了通过施加双极电脉冲进行ECM的方法，其中正极性脉冲与反极性脉冲交替。根据所述方法，基于工具电极是否存在工作面发生溶解的条件来限制反极性脉冲电压。为了实现此目的，在加工期间使每个反极性脉冲的电压在一范围内逐渐减小，所述一范围指在极化电压值(其被限定在所施加的正极性脉冲被终止时的点处)和工具电极开始发生电化学表面溶解时的电压值之间； 另外，测量特定点处的正极性脉冲电压的时刻值；比较正极性的每个连续脉冲和当前脉冲的所测量的时刻值之间的差；并且当所述差随后从负变换成正时，上边界被确定，而当所述差从正变换成负时，反极性脉冲电压的下边界被确定；当在所述边界内调整反极性脉冲电压时进行加工工艺，并且使用反极性脉冲来完成所述加工工艺。不利地，该方法具有有限的工艺控制可能性，妨碍产生具有期望化学组成的表面层或妨碍调准工件组分的阳极溶解的速度以提供最小表面粗糙度。2002年6月11出版的US 6，402, 931，IPC B23H 3/02公开了一种使用调制的反向电流进行ECM的方法，该方法包括使用正(阳极)极性和反(阴极)极性的电流脉冲进行电化学加工。在电化学加工容易钝化的金属和合金期间，在正(阳极)极性脉冲之前供应反(阴极)极性脉冲，这允许产生期望的良好质量(抛光性质)的表面几何图形。不利地，该方法具有有限的工艺控制可能性，妨碍产生具有期望化学组成的表面层或妨碍调准工件组分的阳极溶解的速度以提供最小表面粗糙度。1993年9月7日出版的US 5，242, 556，IPC B23H 3/00公开了在中性电解液中进行电化学脉冲加工的方法，该方法包括改变反极性脉冲和正极性脉冲之间的时间间隔来交替施加正极性脉冲与反极性脉冲。不利地，该方法具有有限的工艺控制可能性，妨碍产生具有期望化学组成的表面层或妨碍调准工件组分的阳极溶解的速度以提供最小表面粗糙度。2001年5月15日出版的US 6，231，748，IPC B23H 3/00公开了在电解液中对导电材料进行电化学加工的方法和装置，该方法包括使工具电极和工件经受加工电压脉冲并钝化电压脉冲(passivating voltage pulse)。钝化电压脉冲的幅度值从零逐渐增大至工件材料开始发生阳极溶解时的值。在每次电压增大步骤之后，测量电极间间隙的电阻。具有最高的电极间间隙电阻的电压值用于后续加工。不利地，该方法具有有限的工艺控制可能性，妨碍产生具有期望化学组成的表面层或妨碍调准工件组分的阳极溶解的速度以提供最小表面粗糙度。2006年3月20日出版的RU 2271905，IPC B23H 3/00公开了一种使用激励与振荡的工具电极和工件之间为最大会聚度的时刻同步的脉冲串供应的可调整的高频矩形阳极电流脉冲来在电解液中对钛及钛合金进行电化学加工的方法，该方法包括以短的电极间间隙进行加工。每个脉冲串的持续时间受到控制，相对于电极之间为最大会聚度的时刻来控制脉冲串输送相位，并且还控制工具电极输送速率，从而维持最小的电极间间隙值，这提供最大数目的减小的脉冲串电压脉冲。不利地，该方法具有有限的工艺控制可能性，妨碍产生具有期望化学组成的表面层或妨碍调准工件组分的阳极溶解的速度以提供最小表面粗糙度。2005年4月18日出版的EP1714725，IPC B23H 3/00公开了一种用于电化学处理高合金钢、合金和包含具有基本上不同的电化学性质的组分的导电复合材料的方法，该方法包括基于阳极层的酸度来改变正极性脉冲与反极性脉冲的参数比以提供组分的阳极溶解速率的期望比。使用以与振荡的工具电极和工件之间为最大会聚度的时刻同步的脉冲串供应的高频微秒阳极电流脉冲和在脉冲串之间供应的另外的脉冲，以短的电极间间隙来在中性电解液中进行加工。上述方法与本专利技术最相似并被认为是最接近的现有技术。不利地，由于缺少用于快速地决定脉冲参数调整的标准，所以已知的方法不能用于调节加工工艺。此外，调整电极间介质的酸度不足以实现加工工艺的最优操作。例如，在高温的中性介质中优先进行WC-Ni金属陶瓷硬质合金的M部分的电化学阳极溶解过程，而在碱性介质中优先加工WC部分，以便获得最小粗糙度的工件表面。明显地，需要快速作用影响以便进行电化学加工工艺，其中在施加正极性脉冲的工作脉冲串之前，每次最优地调整电极间介质的物理化学性质(温度、酸度)和表面的物理化学性质。可以通过另外的前述反极性电流脉冲来提供该影响。然而，其任务必须宽于现有技术的技术解决方案中提出的任务。即，选定的正极性脉冲和反极性脉冲的参数设定值必需影响许多因素电解液酸度(PH)、电解液和工件加热、“表面-电解液”边界处的双电层电容的充电和放电。因此，已知的电化学加工方法不能提供用于有效调节ECM工艺的条件或不能提供选择脉冲参数的方式来获得复合材料的组分的阳极溶解速率的期望的比，其中所述组分依据其电化学加工能力而属于不同的类。因此，使用上述确认的方法难以实现表面粗糙度的显著减小或难以提供具有所期望的加工材料组分比的表面层。专利技术简述本专利技术的目的是通过可操作地控制和调整对组分阳极溶解强度提供控制的加工工艺参数，借助于对包含具有基本上不同的电化学性质的组分的导电复合材料进行电化学加工，来提供具有预定的化学组成的表面层以及表面质量。因此，在本专利技术的一个方面中，提供了一种对包含具有基本上不同的电化学性质的组分的复合材料进行电化学加工的方法，其中，使用以与振荡的工具电极和工件之间为最大接近度的时刻同步的脉冲串(burst)以及另外的单个反极性脉冲(singular pulses of opposite polarity)供应的阳极或双极高频电流脉冲以短的电极间间隙进行加工，其中基于初始电解液酸度值来调整正极性脉冲与反极性脉冲的参数比，其中与最接近的现有技术相比，以在另外的脉冲的峰处形成过渡弯曲的方式来控制加工工艺，所述弯曲由电极间间隙的电阻变化至稳态值引起，依赖于经受加工的材料的加工模式和组成来设定弯曲点之前和弯曲点之后的另外的脉冲段的持续时间。本专利技术的另一方面，提出了一种对包含具有基本上不同的电化学性质的组分的复合材料进行电化学加工的装置，其中所述装置包括振荡的工具电极，并且还包括一电流脉冲发生器，产生以脉冲串供应的阳极或双极高频电流脉冲，且还产生在脉冲串之间的间歇期间供应的另外的单个反极性脉冲，其中基于初始电解液酸度值来调整正极性脉冲与反极性脉冲的参数比；一同步单元，用于使所述电流脉冲与振荡的工具电极和工件之间为最大接近度的时刻同步，以及一脉冲调整器，该脉冲调整器调整脉冲，使得响应于电极间间隙的电阻变化至预设值而在另外的脉冲的峰处形成过渡弯曲，其中依赖于经受加工的材料的加工模式和组成来预设定弯曲点之前和弯曲点之后的另外的脉冲段的持续时本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种对包含具有基本上不同的电化学性质的组分的复合材料进行电化学加工的方法，所述电化学加工的方法使用与振荡的工具电极和工件之间为最大会聚度的时刻同步的脉冲串供应的阳极或双极高频电流脉冲和在所述脉冲串之间的间歇期间供应的另外的单个反极性脉冲以短的电极间间隙来进行，其中基于初始电解液酸度值来调整正极性脉冲与反极性脉冲的参数比，所述方法还包括下述步骤：调节所述加工工艺以响应于电极间间隙的电阻变化至稳态值而在所述另外的脉冲最大时形成过渡弯曲，其中依赖于经受加工的材料的加工模式和组成来调整所述弯曲之前的所述另外的脉冲段的持续时间和所述弯曲之后的所述另外的脉冲段的持续时间。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：铁木尔·拉什托维奇·伊德里索夫，维亚切斯拉夫·亚历山德罗维奇·扎伊特瑟夫，
申请(专利权)人：PECM工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：RU
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