专利名称：混入碳粉末工作液的金属表面陶瓷层放电沉积方法
技术领域：
本发明涉及一种混入碳粉末工作液的金属表面陶瓷层放电沉积方法，属涉及使用普通的电火花加工机床和煤油工作液、并利用电极的损耗而熔融在工件表面形成硬质覆盖膜的表面处理方法技术领域。
背景技术：
中华人民共和国国家知识产权局公开了公开号为CN 1286733A，CN 1087991C，CN 1322162A，CN 1322159A，CN 1322161A，CN 1329531A，CN 1320066A，CN 1272144A，CN 1354706A，CN 1343154A，CN 1344333A若干种放电表面处理方法，这些方法都是利用损耗的电极材料与煤油工作液受热分解产生的碳进行反应而生成硬质碳化物覆盖膜，并最终沉积到工件表面以达到材料表面改性的目的；但是在电火花加工的过程中，往往由于煤油中裂解的碳不充分，使得损耗的电极材料得不到充分的化合，这样往往产生电极损耗过多和表面出现微裂纹等现象，而且经分析化验发现，电极成份与碳的比例约为1∶0.7～0.8，可见煤油中裂解的碳分子不足以完全满足与电极成份化合的需要。
发明内容
为解决在电火花加工过程中，由于煤油中裂解出的碳不充分，使得损耗的电极材料得不到充分的化合，而使电极的材料损耗过多并使工件表面出现微裂纹的问题而研制出混入碳粉末工作液的金属表面陶瓷层放电沉积方法，本发明的内容是在小型电火花加工储液槽内存放的工作液煤油中混入5～30克/升浓度不等的碳粉末，并用小型螺旋桨对煤油中加入的碳粉进行充分搅拌使其与煤油、损耗的电极材料混合均匀，再通过伺服进给系统调解好压粉体电极与工件之间的最佳距离，最后用电火花加工脉冲电源在压粉体电极与工件之间施加脉冲电压，使其发生放电，利用消耗的电极材料与碳分子发生化合反应，并生成硬质碳化物最终沉积到工件表面；本发明涉及的放电表面处理方法，其所用电极是用Ti(钛)、Wu(钨)等粉末压缩成形后的压粉体电极；本发明具有电极材料损耗少、经搅拌又使损耗的电极材料与碳分子得到充分的化合、消除工件表面出现微裂纹、最后在工件表面形成理想的TiC(碳化钛)、WuC(碳化钨)等硬质碳化物覆盖膜的有益效果；本发明所述混入碳粉末的放电表面处理方法可在工、模具和各种机械零部件的表面改性领域内得以广泛应用。
附图表示了实现本发明的放电加工装置结构示意图。
图中1小型电火花加工储液槽，2小型螺旋桨，3压粉体电极，4工件，5电火花加工脉冲电源，6伺服控制系统，7混有碳粉末的煤油工作液。
具体实施例方式实现本发明的放电加工装置由储存混有碳粉末的煤油工作液(7)的小型电火花加工储液槽(1)、小型螺旋桨(2)、压粉体电极(3)、工件(4)、电火花加工脉冲电源(5)、伺服进给系统(6)构成；首先在置于小型电火花加工储液槽(1)内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)，用小型螺旋桨(2)将混有碳粉末的煤油工作液(7)进行充分搅拌五至十分钟，利用伺服控制系统(6)将压粉体电极(3)与工件(4)之间距控制到合适的间隙，用电火花加工脉冲电源(5)在工件(4)与压粉体电极(3)之间进行脉冲放电，由于脉冲放电产生巨大的能量，使得放电的压粉体电极(3)产生消耗和混有碳粉末的煤油工作液(7)发生裂解，压粉体电极(3)消耗的电极材料与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发生充分的化合作用，生成硬质的金属碳化物沉积到工件(4)表面上；由于在加工过程中对混有碳粉末的煤油工作液(7)进行了充分的搅拌，使得存在足够的碳粉末与压粉体电极(3)的消耗材料充分发生化合作用，形成理想的硬质金属碳化物陶瓷层；其工业上的实用性是本发明所述混入碳粉末的放电表面处理方法可在工、模具和各种机械零部件的表面改性领域内得以广泛应用。
权利要求
1.一种混入碳粉末工作液的金属表面陶瓷层放电沉积方法，其特征在于利用电火花加工机床和煤油基工作液，使用特定的混粉放电表面处理装置，在煤油工作液中混入5～30克/升比例的碳粉末并进行均匀搅拌，在压粉体电极(3)与工件(4)之间施加脉冲电压，发生放电，压粉体电极(3)损耗材料少、并使损耗材料与碳发生充分的化合作用，最终在工件表面形成具有很高硬度的、无微裂纹的金属碳化合物表面陶瓷层。
2.如权利要求1所述的混入碳粉末工作液的金属表面陶瓷层放电沉积方法，其特征在于使用特定的混粉放电表面处理装置是由储存混有碳粉末的煤油工作液(7)的小型电火花加工储液槽(1)、小型螺旋桨(2)、压粉体电极(3)、工件(4)、电火花加工脉冲电源(5)、伺服进给系统(6)构成，使用该特定的混粉放电表面处理装置完成混入碳粉末工作液的金属表面陶瓷层放电沉积方法，具体过程是用小型螺旋桨(2)将混有碳粉末的煤油工作液(7)进行充分搅拌五至十分钟，利用伺服控制系统(6)将压粉体电极(3)与工件(4)之间距控制到合适的间隙，用电火花加工脉冲电源(5)在工件(4)与压粉体电极(3)之间进行脉冲放电，由于脉冲放电产生巨大的能量，使得放电的压粉体电极(3)产生消耗和混有碳粉末的煤油工作液(7)发生裂解，压粉体电极(3)消耗的电极材料与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发生充分的化合作用，生成硬质的金属碳化物TiC(碳化钛)、WuC(碳化钨)沉积到工件(4)表面上；由于在加工过程中对混有碳粉末的煤油工作液(7)进行了充分的搅拌，使得存在足够的碳粉末与压粉体电极(3)的消耗材料充分发生化合作用，形成理想的硬质金属碳化物陶瓷层。
3.如权利要求1所述的混入碳粉末工作液的金属表面陶瓷层放电沉积方法，其特征在于压粉体电极(3)是用Ti(钛)、Wu(钨)等金属粉末压缩成形后的压粉体电极(3)。
全文摘要
本发明涉及一种混入碳粉末工作液的金属表面陶瓷层放电沉积方法，属工件表面处理方法技术领域；为解决在电火花加工过程中，煤油中裂解的碳不充分，损耗的电极材料得不到充分的化合而使电极损耗过多和表面出现微裂纹等问题而研制设计；本发明利用普通的电火花加工机床和加入5～30克/升碳粉末、被充分搅拌混合的煤油基工作液，在Ti(钛)、Wu(钨)等粉末压粉体电极与工件之间施加脉冲电压，使其间发生放电，最终在工件表面形成由具有很高硬度的金属碳化合物表面涂覆层，本发明可在工、模具和各种机械零件表面改性领域得以广泛应用，具有弥补煤油中碳粒子裂解的不足、使电极材料与碳粒子得到充分的化合、降低电极的损耗、加工出的工、模具使用寿命长的有益效果和优点。
文档编号C23C26/00GK1414137SQ0213322
公开日2003年4月30日 申请日期2002年10月17日 优先权日2002年10月17日
发明者赵万生, 王振龙, 方宇 申请人:哈尔滨工业大学