一種導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極用于電火花加工的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于特種加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及到電火花加工技術(shù)，特別涉及到一種導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極用于電火花加工的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電火花加工技術(shù)與傳統(tǒng)加工方法相比，具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代制造業(yè)中占據(jù)重要地位。在電火花加工過程中，電極材料和成形電極的制作方法對(duì)于電火花加工的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本尤為重要。傳統(tǒng)的電火花加工采用的電極材料主要有紫銅、石墨、黃銅、鋼、鑄鐵等，而成形電極的制作方法以車削、銑削和數(shù)控加工為主。紫銅作為最常用的電極材料，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，但是機(jī)械強(qiáng)度低，加工性不好；石墨具有很高的熔點(diǎn)，寬脈沖加工時(shí)，電極損耗小，加工速度快，但是質(zhì)脆易損壞；其他電極材料也因各自的缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍受到一定的限制。采用傳統(tǒng)加工方法制作電極，當(dāng)電極幾何形狀較為復(fù)雜或結(jié)構(gòu)尺寸微小時(shí)，制作過程就會(huì)很困難，甚至無法完成。導(dǎo)電聚合物具有質(zhì)輕、易成型、耐蝕的特點(diǎn)，在太陽能電池、芯片開發(fā)等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，但卻少見用于電火花加工成形電極的制備。如果存在一種導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極用于電火花加工的方法，通過注塑、擠出和模壓等方式成型導(dǎo)電聚合物制件，并可根據(jù)需要通過拉伸、扭曲等方式進(jìn)行二次成型，經(jīng)表面電鍍處理后制成復(fù)合電極，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工，這將推動(dòng)電火花加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極用于電火花加工的方法，可以用來加工形狀復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明首先將導(dǎo)電填料均勻分散到聚合物基體中；采用模壓成型方法獲得導(dǎo)電聚合物制件；對(duì)導(dǎo)電聚合物制件進(jìn)行表面除油和表面電鍍處理，制成導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極；將復(fù)合電極用于電火花加工。
[0005]本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極用于電火花加工的方法，步驟如下:
[0006](I)導(dǎo)電填料均勻分散到聚合物基體
[0007]將樹脂如環(huán)氧樹脂、聚醚醚酮等和對(duì)應(yīng)的固化劑按照1:1的質(zhì)量比混合，在20?60°C條件攪拌，攪拌時(shí)間不低于4min，形成樹脂基體，再加入導(dǎo)電填料如鍍銀銅粉或碳纖維等繼續(xù)攪拌，直至導(dǎo)電填料在樹脂基體中均勻分散。
[0008](2)模壓方法制備導(dǎo)電聚合物制件
[0009]對(duì)帶有導(dǎo)電填料的樹脂基體進(jìn)行真空脫泡，然后注入到壓縮模具中，施加2?3MPa的模壓壓力，保壓12?24h，待其完全固化后取出導(dǎo)電聚合物制件。
[0010](3)導(dǎo)電聚合物制件的表面除油處理
[0011]將導(dǎo)電聚合物制件置于60?70°C的化學(xué)除油液中，用玻璃棒連續(xù)攪拌5?20min，取出制件并用去離子水清洗。
[0012](4)導(dǎo)電聚合物制件表面電鍍處理
[0013]在導(dǎo)電聚合物制件表面電鍍一層金屬，制成導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極，以提高導(dǎo)電性和耐蝕性。
[0014](5)導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極用于電火花加工
[0015]以導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極為工具電極，金屬材料為工件進(jìn)行電火花加工，得到與復(fù)合電極反形的金屬結(jié)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明的效果和益處是:利用導(dǎo)電聚合物兼具高分子材料易成型和金屬材料易導(dǎo)電的雙重屬性，經(jīng)電鍍處理制成的復(fù)合電極具有較高的導(dǎo)電性和耐蝕性，可以用來電火花加工形狀復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明技術(shù)方案流程圖。
[0018]圖2是模壓成型方法用的壓縮模具型腔。
[0019]圖3是模壓成型方法制備的導(dǎo)電聚合物制件。
[0020]圖4是電鍍處理得到的導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0022](I)分別稱取3份質(zhì)量環(huán)氧樹脂，3份質(zhì)量環(huán)氧樹脂固化劑和20份質(zhì)量經(jīng)干燥處理的粒徑為42 μ m的鍍銀銅粉，先將環(huán)氧樹脂和環(huán)氧樹脂固化劑在60°C恒溫條件下攪拌5min，加入稱量好的鍍銀銅粉，用高速攪拌器繼續(xù)攪拌，直至鍍銀銅粉在環(huán)氧樹脂基體中分散均勻。
[0023](2)將混料在20MPa真空度條件下脫泡5min，然后將其注入到壓縮模具中(以“DUT”字母型腔為例)，模具型腔如圖2所示。施加3MPa的模壓壓力，固化24h后脫模，取出導(dǎo)電聚合物制件，如圖3所示。
[0024](3)將導(dǎo)電聚合物制件置于碳酸鈉20?30g/L、磷酸鈉30?40g/L、氫氧化鈉10?20g/L和OP乳化劑2?5mL/L的混合溶液中，將溶液加熱到60?70°C，用玻璃棒連續(xù)攪拌20min，除去制件表面油污，并用去離子水清洗。
[0025](4)將導(dǎo)電聚合物制件置于硫酸銅180?200g/L、濃硫酸50?70g/L、氯離子10?20mg/L、添加劑適量的混合溶液中，在電流密度3A/dm2，正脈沖占空比20%，鍍液溫度30°C，攪拌速度300r/min，電鍍時(shí)間180min的工藝條件下，在導(dǎo)電聚合物制件表面鍍一層銅，制成導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極，如圖4所示。
[0026](5)以制備的導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極為工具電極，熱處理后的45#鋼為工件，在開路電壓110V，峰值電流6A，脈沖寬度16 μ s，脈沖間隔64 μ s的工藝參數(shù)下進(jìn)行電火花加工，得到與復(fù)合電極反形的金屬結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極用于電火花加工的方法，其特征在于，步驟如下: (1)導(dǎo)電填料均勻分散到聚合物基體 將樹脂和對(duì)應(yīng)的固化劑按照質(zhì)量比1:1混合，在20?60°C條件攪拌，攪拌時(shí)間不低于4min，形成樹脂基體，再加入導(dǎo)電填料繼續(xù)攪拌，直至導(dǎo)電填料在樹脂基體中均勻分散； (2)模壓方法制備導(dǎo)電聚合物制件 對(duì)帶有導(dǎo)電填料的樹脂基體進(jìn)行真空脫泡，然后注入到壓縮模具中，施加2?3MPa的模壓壓力，保壓12?24h，待其完全固化后取出導(dǎo)電聚合物制件； (3)導(dǎo)電聚合物制件的表面除油處理 將導(dǎo)電聚合物制件置于60?70°C的化學(xué)除油液中，用玻璃棒連續(xù)攪拌5?20min，取出制件并用去離子水清洗； (4)導(dǎo)電聚合物制件表面電鍍處理 在導(dǎo)電聚合物制件表面電鍍一層金屬，制成導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極，以提高導(dǎo)電性和耐蝕性； (5)導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極用于電火花加工 以導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極為工具電極，金屬材料為工件進(jìn)行電火花加工，得到與復(fù)合電極反形的金屬結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的樹脂為環(huán)氧樹脂或聚醚醚酮。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的導(dǎo)電填料為鍍銀銅粉或碳纖維。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極用于電火花加工的方法，屬于特種加工技術(shù)領(lǐng)域。首先將導(dǎo)電填料均勻分散到聚合物基體中，采用模壓成型方法獲得導(dǎo)電聚合物制件，對(duì)導(dǎo)電聚合物制件進(jìn)行表面除油和表面電鍍處理，制成導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極，將復(fù)合電極用于電火花加工。本發(fā)明的效果和益處是：利用導(dǎo)電聚合物兼具高分子材料易成型和金屬材料易導(dǎo)電的雙重屬性，經(jīng)電鍍處理制成的復(fù)合電極具有較高的導(dǎo)電性和耐蝕性，可以用來電火花加工形狀復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】B23H1/06
【公開號(hào)】CN105033370
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510455476
【發(fā)明人】趙丹陽, 郭純方, 吳排雷, 王敏杰
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月29日