[实用新型]表面陶瓷化的铝合金导轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于电火花线切割机床上使用的导轮，更特别地说，是指一种采用微弧氧化工艺在铝合金基体轮的表面原位生长一层氧化物陶瓷膜的导轮。

背景技术

导轮是电火花线切割机床上电极丝导向的必不可缺的重要器件，起着驱动电极丝的导向作用。导轮的精度和耐磨性直接影响到切割工件的精度及表面光洁度，故要求导轮具有精度高、硬度高、耐磨性好、使用寿命长的特点。电极丝2导向加工时的加工工艺示意如图2A所示，图中，电极丝1在贮丝筒3、上导轮1和下导轮5上往复运行，利用上导轮1和下导轮5上的V形槽(如图2B所示)在高速转动时使高速移动的电极丝2精确定位。

历年来，电火花线切割机床上用的导轮一般有以下三种：

一、钢质导轮：此导轮制造成本便宜，但不耐磨损，使用寿命较低。

二、陶瓷导轮：此导轮内部采用钢质材料作为轮心，导轮的外圆镶套有氧化铝陶瓷圈加工制成。陶瓷导轮与钢质导轮相比，其优点是耐磨性得到提高，但陶瓷导轮的制造费时、制造成本相对较高。

三、宝石导轮：此导轮内部采用钢质材料作为轮心，导轮的外圆镶套有红宝石或篮宝石加工制成。宝石导轮与陶瓷导轮、钢质导轮相比，其优点是耐磨性得到提高，但制造成本价格更昂贵。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种成本低、质量轻、工艺周期短、耐磨性高的表面陶瓷化铝合金导轮，该表面陶瓷化铝合金导轮在高速转动正反向时惯性小，可以有效地减少换向瞬时电极丝和上导轮、下导轮间的滑移磨损。

本实用新型是一种表面陶瓷化的铝合金导轮，铝合金导轮的整体表面上有一层三氧化二铝的陶瓷氧化膜，该表面陶瓷化铝合金导轮表面硬度为Hv1300～Hv1800。

本实用新型表面陶瓷化铝合金导轮的优点在于：(1)在和高硬度的钨钼电极丝接触、摩擦时，有很高的耐摩擦、磨损性能；在水基工作液中和陶瓷那样有很高的抗锈蚀性能，经摩擦磨损性能测试台测定。铝合金表面微弧氧化的陶瓷层比淬火钢的耐磨5～10倍，比硬质合金耐磨50～100％，比宝石导轮耐磨30～65％；(2)导轮的基体材料采用铝合金，比不锈钢材质的成本低50％以上，是硬质合金成本的1/4，是宝石导轮成本的1/5；(3)铝合金导轮的重量是钢导轮的1/3，是硬质合金的1/8，重量愈轻，正反转时惯性愈小，滑动摩擦、磨损就小，使用寿命就长，这是快走丝电火花线切割机床上导轮工作的一个较为重要的指标。

附图说明

图1是本实用新型导轮采用微弧氧化工艺加工过程示意简图。

图2A是背景技术中电极丝导向加工时的加工工艺示意图。

图2B是背景技术中V形槽导轮与电极丝的位置示意图。

图中：1.上导轮  11.工作电源  12.不锈钢容器  13.工作液2.电极丝  3.贮丝筒  4.工件  5.下导轮  6.脉冲电源

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型是一种表面陶瓷化的铝合金导轮，该表面陶瓷化铝合金导轮与现有电火花线切割机床上使用的导轮的改进之处在于采用了铝合金作为导轮的基体材料，并采用微弧氧化工艺在铝合金基体导轮上原位生长有氧化物陶瓷层，所述氧化物陶瓷层是三氧化二铝(Al₂O₃)。

本实用新型的表面陶瓷化铝合金导轮是在铝合金导轮(基体)的整体表面上有一层陶瓷氧化膜。

参见图1所示，图中，V形槽铝合金导轮(图2A中所示的上导轮1)被放入不锈钢容器12中，不锈钢容器12中盛有工作液13，工作液13为1～3％的氢氧化钾的水溶液。V形槽铝合金导轮与380V交流工作电源11的正极连接，380V交流工作电源11的负极与不锈钢容器12连接。在微弧氧化加工过程中380V交流电源(工作电源11)经调压整流滤波后作为铝合金表面陶瓷化的微弧氧化脉冲电源，其输出10V～600V的直流脉冲电压。在微弧氧化作用下，铝合金导轮表面产生微电弧(电火花放电)铝原子在高温下与工作液13中的氧原子形成三氧化二铝(Al₂O₃)生长在铝合金导轮表面，形成1～50微米的陶瓷氧化膜，每分钟约生成1～3微米。采用该微弧氧化加工工艺制作的导轮具有很高的硬度、耐摩擦磨损，有很高的绝缘强度和耐酸、碱腐蚀性能，非常适合于电火花线切割导轮的工作条件。

在微弧氧化加工过程中，微弧氧化脉冲电源形成的工作电压在10V～600V，其电流根据加工面积在1～100A(电流密度约3～10A/cm²)。