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发表于 2017-10-26 08:53:56
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钨钢只是我们五金行业的通俗叫法，学名另有称呼“硬质合金”。在化学金属元素周期表中单独找不到硬质合金，它是我们人类用一些难熔金属的碳化物粉末<如ＷＣ，ＴiC>等类型的的物质加在粘结剂Ｃo中混合，经物理加压成型，在真空烧结而成为我们所说的钨钢。我们线切割中经常会用到，象上下线架上的电源导电快，车床上使用的刀片，五金高速连续模中的下模刀口镶件，冲子，材料拉伸模的成型口，这些是我们在工作上经常遇到的。经常接触到的钨钢。常见硬质合金标号有二大类：ＹＧ ＹＴ，在钨钢中高硬的成份是ＷＣ，用金属ＣＯ为粘结剂，还有一种是用ＴiＣ为主体，也是用Ｃo为粘结剂，以上两种硬质合金物理性能根据使用侧重点不同，在性能上略有区分，还有一种在冶金行业称为“万能硬质合金”的，在他的组成成份中加入了一种“碳化钽”。性能处于ＹＧ ＹＴ 之间。顾名思义：硬质合金硬字当头，对于用他做加工刀具是求之不得，而想加工硬质合金本身采用传统的机械切削方法是很困难的，但对于用电火花线切割来加工却是“较容易”的。但是，在硬质合金的电加工可行性的条件下，在介绍硬质合金的组成成份上因线切割加工环境特殊性，随之会带来一些钨钢工件切割表面改变的不利影响，加工中钨钢的切割性能有别于一般各种五金塑胶模用钢的切割性能。从衡量线割材料的物理性能指标：钨钢熔点，气化点，材质的热导率三个方面都比较高，不管是在快走丝，中走丝的乳化液中切割，还是在慢走丝的纯水中线割，对于钨钢的加工性能是，总体比较稳定，表面粗糙度值同比较小，而最不满意的是切割速度低，效率不高，丝损较大，“软质层”产生。在对钨钢的切割中，象慢走丝因存在“电解”作用，会将钨钢中的粘合剂Ｃo析出，在加工中，水对钨钢切割表面的电解作用，使钨钢中的结合剂Ｃo成为Ｃo离子状态溶解在水中，造成钨钢表面由“硬”变“软”。在中走丝的钨钢切割中对比使用乳化液，和纯水溶性的线切割液进行钨钢的切割对比试验，以在为某电子厂五金连续模下模刀口的二种切割对比如下：乳化液加工一次钨钢镶件，用56倍光学放大镜观察，表面也有我们通常所说的疏松层和显微裂纹，需在镶件装配前用油石研模切割表面。用水溶性纯水溶性对钨钢加工，同样，下模镶件的“割一修二”切割的表面。在56倍的光学放大镜观察，表面粗糙度较用乳化液加工值要小0.5倍，但表面疏松层较用乳化液线割的“软质层”增大。同样在用“庆鸿”慢走丝加工钨钢下模镶件“割一修二”有无电解电源，在56倍光学放大镜下观察，“软化层”几乎消失。表面粗糙度值在Ｒa<0.6微米。经过在快，中，慢三种机上采用乳化液，纯水溶性水质线割液，以及水质工作液的加工比较，不论是在中走丝中采用“纯水溶性线切割液，还是慢走丝中的水质工作液对钨钢加工，都会出现”工件表面的“软化层”现象。而用乳化液和浙江“佳润”牌水基复合工作液钨钢表面的“软质层”相对较轻，特别是 “佳润”牌水基复合工作液的实际钨钢切割效果更好一些<从客户使用实际冲压刀口次数比较>.我们知道在快走丝中加工表面有一变质层，从几微米到十几微米。而特别是在水质工作液中<中走丝，慢走丝>严重影响模具质量的变质层基本是因在钨钢的“水质放电环境”中由“电解的对象Ｃo的流失造成的。下面就介绍一下“水质放电环境“中钨钢切割表面是怎样由Ｃo的流失而生成“软质层”的。我们的慢走丝加工所用的“纯水”实际并不“纯洁”经过离子交换树脂的交换后，在慢走丝的放电区水质还是有一定的导电性，而中走丝的水溶性水基工作液的导电性比慢走丝的水质导电性要更强一些。通过去离子的处理和中走丝水箱的“过滤”，降低水的电导率，但多少在加工液中还有一定数量的自由离子存在，而我们线割加工的“极性效应”，工件接正极，钼丝或铜线接负极，在电场的作用下，在正极工件的表面ＯＨ—离子不断聚集，造成金属象铁，铜，铝，锌以及钨钢中的钛，钨的氧化并拌金属腐蚀，对于象钨钢中的ＣO在电场电解的作用下成Ｃo离子状态溶解在水质加工液中，形成钨钢加工前的硬身变成加工后因“软化层”的出现而表面“失硬”变“软”。所以我们见到现在的慢走丝都在介绍性能时宣称有防钨钢“脱Ｃo的防电解电源，防电解电源是不同于我们现在“无变”的高频电源，采用交变脉冲，施加放电电压平均值为“零”，使工作液中引起电离作用的ＯＨ－离子处于电极丝和工件之间受“振荡状态”，不趋向工件和电极丝运动，防止工件材料的氧化，并使钨钢中的粘结剂“Ｃo”流失最小，钨钢表面“变质层”小到不能影响工件的冲压性能。而目前在中走丝的加工中，用水溶性水质的线割，电解电源效应对钨钢“脱Ｃo“的作用没有引起注意，也没见这方面的研究报道消息，传统电源形成的电解金属现象继续存在，因大部分钨钢精密零件的线割还都是用慢走丝加工的，加工质量对于快走丝，中走丝的“脱Ｃo”原因改善没有尝试。中走丝，快走丝什么时候能运用高频平均电压为零的交流脉冲电源放电切割，以及采用高电阻的水基少“离子状态”的线割液加工，防电解对钨钢的作用值得好好思考。钨钢切割实际效率低是因为他的材质所决定的。前面说过：钨钢这种材质的汽化点相比常见金属要高几倍，热传导率比其他常见金属要低，在比热容，熔化热，汽化热等三方面的热力学特性比常见金属值大，同样在我们的快，中，慢走丝切割中能量的热效率比要大。从线割加工中一个放电过程的完成来分析：每次脉冲放电时，在钼丝或铜丝与工件形成的正负放电通道内及各个沿钼丝或铜线的园周形成的正负放电点都在瞬时获得由电火花放电传来的热能，这些热能的加工，在放电通道中有二种转变过程，一部分消耗在工作液中，和钼丝或铜线杂质周围。其余能量都作用在放电“切割区”。这中间包括钼丝铜线本身，被加工工件的加热升温，熔化，熔融状态，以及工件电极的气化抛出。对相同的放电高频参数能量，前面我讲到的材质各种热力学特性象钨钢的熔点，汽化点，熔化热，汽化热愈高。则每次线切割电蚀量就少，加工的速度也就在宏观上表现较慢。也就是我们在实际钨钢切割中看到的从薄到厚，越发越难切割，难度就大，这一点从快，中，慢的线割收费比普通材质的加工费高1.5倍到二倍也看得出来。在相对加工稳定的状态，以我的实际切割经验，不用传统的乳化油，而改用水基性质的切割液，从不计钼丝的损耗来看，还不错的选择方法。大家都知道：放电工作介质的作用主要是起到放电通道绝缘和压缩，排屑和冷却，等。及时消电离也是一个重要项目。对于线切割钨钢，水基工作液的密度和“粘度”大，有利于压缩在钨钢切割中的放电通道，提高放电的能量密度。而且水基线切割液的钼丝粘附度好于乳化液，放电通道均匀，无“干烧放电区”，放电通道干净，放电切割蚀物送出方便。割钨钢尽管比用乳化液的“电解作用”强，C o的离子析出多，但有利用加工工件后期的研磨处理，为了保证一定的切割效率还是可取的，而且用中走丝的多次切割工艺，总体技术指标能达到客户的钨钢加工要求。一般在快走丝的单次切割中，我们常用空载电压100伏左右。脉宽40左右，脉间5-8倍，实际加工电流2A-4A。这种参数的能量对钨钢一次加工还不够，太有限了。选用更好的高频电源，以及在现有高频电源上组合新的参数是我们在切割钨钢中要面对问题。如果你在钨钢的加工中观察：会看到放电火花暗红深色，“放电声音小”加工电流值小，那都是放电能量对于钨钢的热力学特性相比能量不足的表现。选用优质的钼丝，在加工几何形状允许的范围内，用大线径的钼丝， <不能太大，大了电蚀量增大了，又更加要能量，更慢>,建议不要超出0.22MM钼丝。割钨钢丝损大。也象我的博友来问中介绍的钼丝割一下“受不了”“起球断丝”本来100MM的正常加工做得很顺，现在突然不行，附来贴供大家讨论。在钼丝最大工作电流承受的范围内。提高切割钨钢的能量是一个好的主意。这里因每个地方机台的切割现场“条件”差异，只能给出一些“笼统条件”，在大的原则框框内，钨钢具体的加工具体对待。我认为没有“万能条件”。以下是你在你用的机台现有高频参数内可以为钨钢的加工准备条件“原则”。用你现有高频脉冲电源输出加工电压高的幅值，至少比加工钢件要高。检查高频电源脉冲的“形状”，输出波形“前沿要陡峭”。波形有“塌状”要更换相应元器件。有时新的电源可以，过段时间不行也有高频板损坏的原因。脉冲前沿陡峭，作用在线割区的能量放电爆破力大。钨钢放电材质击穿快。选用较大的脉宽与缩小脉冲间隙，在此组合基础上提供较大的输出加工电流，增加在钨钢的单个切割能量，对钨钢的蚀除效应也就大。还有前面已经提到的在线切割中“水”介质的应用，慢走丝的重要性与修刀粗糙度，精度，切割速度影响很大，而在快，中走丝的钨钢加工中，一定要重视，有时我们的线切割液使用一定工作时间后，放电切割性能已不能达到割钨钢的要求，也不及时正确更换，在更换中调配比例不正确，机床清洗不彻底。换后效果差，加工过程中“浓度”如何，切割的人没标准，速效检测跟踪线切割液的“性质”都是靠人工“经验”确定。所以在快走丝，中走丝随机要配控制线切割液质量的工具，或不同生产线切割工作液的厂家提供，保证你的类似钨钢难切割问题也许在寻找好的工艺方法上有保证。 |
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发表于 2017-10-23 10:23:13
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