用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极及制备方法与流程

本发明属于电火花加工领域，具体涉及一种用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极及制备方法。

背景技术：

碳化钨本身具有高耐磨、高硬度、高熔点、耐腐蚀等特性，常用作表面强化的材料，钴常作为硬质合金中的粘结剂，它一定程度上保证了硬质合金的韧性，所以碳化钨/钴硬质合金是现今最常见的硬质合金之一，目前在电火花表面强化领域是较为常用的一种工具电极材料。石墨烯作为一种新兴的碳质材料，其具有高导电性、高导热性、高比表面积以及去合金及金属复合的情况下增加其强度等特性，这些特性都使石墨烯加入现有传统的工具电极时改善其性能。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极及制备方法。

本发明提供了一种用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：

步骤1，称取氧化石墨烯、碳化钨、钴粉放置于球磨罐中，并加入适量的去离子水作为研磨剂，而后将所述球磨罐放入球磨机以设定的转速进行混合球磨，得到混合物；

步骤2，将所述混合物置于干燥箱中烘干后进行保温，而后采用筛网过筛，得到氧化石墨烯/碳化钨/钴复合材料；

步骤3，称取适量的所述氧化石墨烯/碳化钨/钴复合材料放入石墨模具中，而后放入热压烧结炉中在设定的压力和温度下烧结成型，并通入氩气进行保护，而后进行保温，得到复合材料工具电极头；

步骤4，将所述复合材料工具电极头与铜电极用导电银胶粘结起来，并置于烘箱中进行保温，得到复合工具电极，

其中，步骤3中，设定的压力为20～30mpa，设定的温度为800-1100℃，氩气的流量为3～8ml/min，保温时间为30～80min。

在本发明提供的用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，碳化钨与钴粉的质量比为8～9:2～1，氧化石墨烯与碳化钨/钴粉的质量比为0.005～0.03：1，去离子水与氧化石墨烯/碳化钨/钴粉的质量比为1:2。

在本发明提供的用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，进行混合球磨的转速为150r/min，时间为6～12h。

在本发明提供的用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，干燥箱的温度为50～80℃，保温时间为6～12h，筛网的目数为400目。

在本发明提供的用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4中，烘箱的温度为50～80℃，保温时间为6～12h。

本发明提供了一种用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极，具有这样的特征：该复合工具电极采用如上述制备方法制备得到。

发明的作用与效果

根据本发明涉及的用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法因为采用的氧化石墨烯在热烧结过程中，氧化石墨烯会热还原为石墨烯，且由于石墨烯具有的高导热、高导电性以及提高复合材料强度等性能，所以提高了制备得到的复合工具电极的强度、导热性、导电性，同时降低了在加工过程中的消耗率；因为将氧化石墨烯/碳化钨/钴复合材料置于热压烧结炉中在设定升温速度下升温到1100℃，并在压强为20mpa下烧结成型，而后以5ml/min的流量通入氩气进行保护，最后进行1h的保温，所以能够得到高导热、高导电性以及高强度的复合材料工具电极头。因此，本发明的用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法采用简单的设备进行制备，无需复杂的制备过程，成本较低；氧化石墨烯热还原得到的石墨烯具有较大的比表面积，可以使碳化钨和钴粉末较易吸附在石墨烯表面，利用石墨烯的高导电高导热等性能，制备出导电导热性较好的复合材料；将复合粉末压制烧结成工具电极头以后，工具电极头由于较好的导电导热性，可以使其在电火花表面强化的过程中降低电极消耗量，增加工作效率，降低加工成本，提高加工稳定性，对于促进表面强化方面的进步的有着实际的意义。

附图说明

图1是本发明的实施例中的复合材料工具电极头的示意图；

图2是本发明的实施例中的铜电极的示意图；

图3是本发明的实施例中的复合工具电极的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

实施例一:

图1是本发明的实施例中的复合材料工具电极头的示意图。

如图1所示，步骤1，采用称量天平称取0.3g氧化石墨烯、27g粒径为1um的碳化钨、3g粒径为1-2um的钴粉放置于球磨罐中，并加入约15g的去离子水作为研磨剂，而后将所述球磨罐放入球磨机以150r/min的转速进行24h的混合球磨，得到混合物。

步骤2，将所述混合物置于80℃的干燥箱中烘干后进行12h的保温，而后采用400目的筛网过筛，得到氧化石墨烯/碳化钨/钴复合材料。

步骤3，称取30g所述氧化石墨烯/碳化钨/钴复合材料放入石墨模具中，而后放入热压烧结炉中，设定升温速度为4℃每分钟升温到400℃，然后以10℃每分钟升温到1100℃，压强为20mpa下烧结成型，并以5ml/min的流量通入氩气进行保护，而后进行1h的保温，得到复合材料工具电极头。

图2是本发明的实施例中的铜电极的示意图，图3是本发明的实施例中的复合工具电极的示意图。

如图2和图3所示，步骤4，将所述复合材料工具电极头与铜电极用导电银胶粘结起来，并置于80℃的烘箱中进行12h的保温，得到复合工具电极。

实施例的作用与效果

根据本实施例涉及的用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法因为采用的氧化石墨烯在热烧结过程中，氧化石墨烯会热还原为石墨烯，且由于石墨烯具有的高导热、高导电性以及提高复合材料强度等性能，所以提高了制备得到的复合工具电极的强度、导热性、导电性，同时降低了在加工过程中的消耗率；因为将氧化石墨烯/碳化钨/钴复合材料置于热压烧结炉中在设定升温速度下升温到1100℃，并在压强为20mpa下烧结成型，而后以5ml/min的流量通入氩气进行保护，最后进行1h的保温，所以能够得到高导热、高导电性以及高强度的复合材料工具电极头。因此，本实施例的用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法采用简单的设备进行制备，无需复杂的制备过程，成本较低；氧化石墨烯热还原得到的石墨烯具有较大的比表面积，可以使碳化钨和钴粉末较易吸附在石墨烯表面，利用石墨烯的高导电高导热等性能，制备出导电导热性较好的复合材料；将复合粉末压制烧结成工具电极头以后，工具电极头由于较好的导电导热性，可以使其在电火花表面强化的过程中降低电极消耗量，增加工作效率，降低加工成本，提高加工稳定性，对于促进表面强化方面的进步的有着实际的意义。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本分明公开了一种用于电火花加工机的热压烧结的复合工具电极的制备方法，包括如下步骤：步骤1，称取氧化石墨烯、碳化钨、钴粉放置于球磨罐中，并加入适量的去离子水作为研磨剂，而后将球磨罐放入球磨机以设定的转速进行混合球磨，得到混合物；步骤2，将混合物置于干燥箱中烘干，而后采用筛网过筛，得到氧化石墨烯/碳化钨/钴复合材料；步骤3，称取适量的氧化石墨烯/碳化钨/钴复合材料放入石墨模具中，而后放入热压烧结炉中在设定的压力和温度下烧结成型，并通入氩气进行保护，而后进行保温，得到复合材料工具电极头；步骤4，将复合材料工具电极头与铜电极用导电银胶粘结起来，并置于烘箱中进行保温，得到复合工具电极。

技术研发人员：欧阳军;赵轩均;何星
受保护的技术使用者：上海理工大学
技术研发日：2018.09.30
技术公布日：2018.12.07