專利名稱：混入碳粉末工作液的金屬表面陶瓷層放電沉積方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混入碳粉末工作液的金屬表面陶瓷層放電沉積方法，屬涉及使用普通的電火花加工機(jī)床和煤油工作液、并利用電極的損耗而熔融在工件表面形成硬質(zhì)覆蓋膜的表面處理方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開了公開號(hào)為CN 1286733A，CN 1087991C，CN 1322162A，CN 1322159A，CN 1322161A，CN 1329531A，CN 1320066A，CN 1272144A，CN 1354706A，CN 1343154A，CN 1344333A若干種放電表面處理方法，這些方法都是利用損耗的電極材料與煤油工作液受熱分解產(chǎn)生的碳進(jìn)行反應(yīng)而生成硬質(zhì)碳化物覆蓋膜，并最終沉積到工件表面以達(dá)到材料表面改性的目的；但是在電火花加工的過程中，往往由于煤油中裂解的碳不充分，使得損耗的電極材料得不到充分的化合，這樣往往產(chǎn)生電極損耗過多和表面出現(xiàn)微裂紋等現(xiàn)象，而且經(jīng)分析化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電極成份與碳的比例約為1∶0.7～0.8，可見煤油中裂解的碳分子不足以完全滿足與電極成份化合的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為解決在電火花加工過程中，由于煤油中裂解出的碳不充分，使得損耗的電極材料得不到充分的化合，而使電極的材料損耗過多并使工件表面出現(xiàn)微裂紋的問題而研制出混入碳粉末工作液的金屬表面陶瓷層放電沉積方法，本發(fā)明的內(nèi)容是在小型電火花加工儲(chǔ)液槽內(nèi)存放的工作液煤油中混入5～30克/升濃度不等的碳粉末，并用小型螺旋槳對(duì)煤油中加入的碳粉進(jìn)行充分?jǐn)嚢枋蛊渑c煤油、損耗的電極材料混合均勻，再通過伺服進(jìn)給系統(tǒng)調(diào)解好壓粉體電極與工件之間的最佳距離，最后用電火花加工脈沖電源在壓粉體電極與工件之間施加脈沖電壓，使其發(fā)生放電，利用消耗的電極材料與碳分子發(fā)生化合反應(yīng)，并生成硬質(zhì)碳化物最終沉積到工件表面；本發(fā)明涉及的放電表面處理方法，其所用電極是用Ti(鈦)、Wu(鎢)等粉末壓縮成形后的壓粉體電極；本發(fā)明具有電極材料損耗少、經(jīng)攪拌又使損耗的電極材料與碳分子得到充分的化合、消除工件表面出現(xiàn)微裂紋、最后在工件表面形成理想的TiC(碳化鈦)、WuC(碳化鎢)等硬質(zhì)碳化物覆蓋膜的有益效果；本發(fā)明所述混入碳粉末的放電表面處理方法可在工、模具和各種機(jī)械零部件的表面改性領(lǐng)域內(nèi)得以廣泛應(yīng)用。


附圖表示了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的放電加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1小型電火花加工儲(chǔ)液槽，2小型螺旋槳，3壓粉體電極，4工件，5電火花加工脈沖電源，6伺服控制系統(tǒng)，7混有碳粉末的煤油工作液。
具體實(shí)施例方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的放電加工裝置由儲(chǔ)存混有碳粉末的煤油工作液(7)的小型電火花加工儲(chǔ)液槽(1)、小型螺旋槳(2)、壓粉體電極(3)、工件(4)、電火花加工脈沖電源(5)、伺服進(jìn)給系統(tǒng)(6)構(gòu)成；首先在置于小型電火花加工儲(chǔ)液槽(1)內(nèi)的煤油工作液中加入20克/升的碳粉末形成混有碳粉末的煤油工作液(7)，用小型螺旋槳(2)將混有碳粉末的煤油工作液(7)進(jìn)行充分?jǐn)嚢栉逯潦昼?，利用伺服控制系統(tǒng)(6)將壓粉體電極(3)與工件(4)之間距控制到合適的間隙，用電火花加工脈沖電源(5)在工件(4)與壓粉體電極(3)之間進(jìn)行脈沖放電，由于脈沖放電產(chǎn)生巨大的能量，使得放電的壓粉體電極(3)產(chǎn)生消耗和混有碳粉末的煤油工作液(7)發(fā)生裂解，壓粉體電極(3)消耗的電極材料與混有碳粉末的煤油工作液(7)裂解的碳粒子及混入的碳粉末發(fā)生充分的化合作用，生成硬質(zhì)的金屬碳化物沉積到工件(4)表面上；由于在加工過程中對(duì)混有碳粉末的煤油工作液(7)進(jìn)行了充分的攪拌，使得存在足夠的碳粉末與壓粉體電極(3)的消耗材料充分發(fā)生化合作用，形成理想的硬質(zhì)金屬碳化物陶瓷層；其工業(yè)上的實(shí)用性是本發(fā)明所述混入碳粉末的放電表面處理方法可在工、模具和各種機(jī)械零部件的表面改性領(lǐng)域內(nèi)得以廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種混入碳粉末工作液的金屬表面陶瓷層放電沉積方法，其特征在于利用電火花加工機(jī)床和煤油基工作液，使用特定的混粉放電表面處理裝置，在煤油工作液中混入5～30克/升比例的碳粉末并進(jìn)行均勻攪拌，在壓粉體電極(3)與工件(4)之間施加脈沖電壓，發(fā)生放電，壓粉體電極(3)損耗材料少、并使損耗材料與碳發(fā)生充分的化合作用，最終在工件表面形成具有很高硬度的、無微裂紋的金屬碳化合物表面陶瓷層。
2.如權(quán)利要求1所述的混入碳粉末工作液的金屬表面陶瓷層放電沉積方法，其特征在于使用特定的混粉放電表面處理裝置是由儲(chǔ)存混有碳粉末的煤油工作液(7)的小型電火花加工儲(chǔ)液槽(1)、小型螺旋槳(2)、壓粉體電極(3)、工件(4)、電火花加工脈沖電源(5)、伺服進(jìn)給系統(tǒng)(6)構(gòu)成，使用該特定的混粉放電表面處理裝置完成混入碳粉末工作液的金屬表面陶瓷層放電沉積方法，具體過程是用小型螺旋槳(2)將混有碳粉末的煤油工作液(7)進(jìn)行充分?jǐn)嚢栉逯潦昼?，利用伺服控制系統(tǒng)(6)將壓粉體電極(3)與工件(4)之間距控制到合適的間隙，用電火花加工脈沖電源(5)在工件(4)與壓粉體電極(3)之間進(jìn)行脈沖放電，由于脈沖放電產(chǎn)生巨大的能量，使得放電的壓粉體電極(3)產(chǎn)生消耗和混有碳粉末的煤油工作液(7)發(fā)生裂解，壓粉體電極(3)消耗的電極材料與混有碳粉末的煤油工作液(7)裂解的碳粒子及混入的碳粉末發(fā)生充分的化合作用，生成硬質(zhì)的金屬碳化物TiC(碳化鈦)、WuC(碳化鎢)沉積到工件(4)表面上；由于在加工過程中對(duì)混有碳粉末的煤油工作液(7)進(jìn)行了充分的攪拌，使得存在足夠的碳粉末與壓粉體電極(3)的消耗材料充分發(fā)生化合作用，形成理想的硬質(zhì)金屬碳化物陶瓷層。
3.如權(quán)利要求1所述的混入碳粉末工作液的金屬表面陶瓷層放電沉積方法，其特征在于壓粉體電極(3)是用Ti(鈦)、Wu(鎢)等金屬粉末壓縮成形后的壓粉體電極(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混入碳粉末工作液的金屬表面陶瓷層放電沉積方法，屬工件表面處理方法技術(shù)領(lǐng)域；為解決在電火花加工過程中，煤油中裂解的碳不充分，損耗的電極材料得不到充分的化合而使電極損耗過多和表面出現(xiàn)微裂紋等問題而研制設(shè)計(jì)；本發(fā)明利用普通的電火花加工機(jī)床和加入5～30克/升碳粉末、被充分?jǐn)嚢杌旌系拿河突ぷ饕海赥i(鈦)、Wu(鎢)等粉末壓粉體電極與工件之間施加脈沖電壓，使其間發(fā)生放電，最終在工件表面形成由具有很高硬度的金屬碳化合物表面涂覆層，本發(fā)明可在工、模具和各種機(jī)械零件表面改性領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，具有彌補(bǔ)煤油中碳粒子裂解的不足、使電極材料與碳粒子得到充分的化合、降低電極的損耗、加工出的工、模具使用壽命長(zhǎng)的有益效果和優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C26/00GK1414137SQ0213322
公開日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2002年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者趙萬生, 王振龍, 方宇 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)