[发明专利]一种电火花加工放电介质及制备方法及表面改性方法

说明书

本发明公开了一种电火花加工放电介质,属于电火花加工领域，所述的放电介质包括纳米流体和第一基液，纳米流体包括纳米粒子，所述的纳米粒子为导体和/或半导体材料；能够使得纳米粒子分散在其中的第二基液，所述的第二基液其能够单独作为电火花加工放电介质；分散稳定剂，所述的分散稳定剂对纳米粒子进行表面修饰以使得放电介质中有带有负电荷的胶团，本发明还公开了该放电介质的制备方法以及通过该放电介质对工件进行切割时同时进行改性的改性方法。

技术领域

本发明涉及电火花切割领域。

背景技术

电火花线切割加工是在一定工作介质中，利用连续移动电极丝对工件进行脉冲放电时的电腐蚀现象切割成形的，可加工任何硬度、强度、脆性的导电材料，在模具和复杂的零件加工得到广泛的运用。电火花脉冲放电时，放电通道中产生大量的热，使电极表面的金属瞬时熔化和气化，一部分被抛离凹坑形成电蚀产物，另一部分重凝在工件表面形成厚度不均匀、具有微裂纹和残余拉应力的“白层”。为获得光整表面及良好的表面性能，现有技术中常采用研磨、抛光等机械或手工抛光，这种处理方法不仅降低加工效率、增大劳动强度，同时抛光处理后的材料表层精度也难以控制。

与常规电火花加工相比，混粉电火花加工技术能改善加工质量，但它是将粒径为微米级的粉末直接添加到工作液中，现有的微米级流体在加工的时候，颗粒表面不带有电荷，在电场的作用以及后续的熔化后，只是随机的分布在加工件的表面，因此，在工件进行切割的时候，难以通过微米级流体对加工件进行表面改性。

纳米流体是指把金属或非金属纳米粉体分散到水、醇、油等传统换热介质中，制备成均匀、稳定、高导热的新型换热介质，这是纳米技术应用于热能工程这一传统领域的创新性的研究，但是纳米流体应用到电火花线切割加工及改性的工作介质中现有技术中还没有相关记载。

发明内容

本发明的目的在于：公开了一种电火花加工放电介质及该放电介质的制备方法，所述的放电介质采用纳米流体作为原料，所述的纳米流体在放电介质中形成均匀的负电胶团，在脉冲电源下在对工件切割的同时能够进行表面改性处理。

本发明公开的放电介质包括：

其包括纳米流体和第一基液，纳米流体分散在第一基液当中以形成均匀的放电介质，所述的纳米流体包括：

纳米粒子，所述的纳米粒子为导体和/或半导体材料；

能够使得纳米粒子分散在其中的第二基液；

分散稳定剂，所述的分散稳定剂对纳米粒子进行表面修饰以能够在放电介质中形成均匀分布的带负电胶团。

为了使得放电介质中形成均匀的负电胶团以能够对工件表面进行改性，在制备纳米流体的时候，纳米粒子通过添加分散剂、表面活性剂等分散稳定剂来进行修饰，经过本发明修饰的纳米颗粒能够在放电介质中形成带同种电荷的胶团，该胶团带同种的负电荷，并且胶团大小使得其能够悬浮在基液当中，由于胶团均带负电荷，由于电荷的斥力，胶团之间一方面能够防止胶团之间聚集，另一方面，相互斥力也能够使得胶团之间做无规则的热运动，防止胶团之间的进一步聚结。在外部没有施加电场的作用下，纳米流体中的颗粒均匀分布，不会产生聚结，不需要外部的搅拌就能够保证介质的均匀，不需要安装搅拌装置，加工设备更加的简单，投资成本低。均匀的纳米流体介质不会造成短路、堵塞、排泄困难等现象，并且由于胶团在放电介质均匀分布，通过控制电场强度、时间等外部参数来控制进入到工件表面的颗粒的量，进一步能够控制以对工件表面进行改性处理。

在一个优选的方案中，所述的纳米粒子的尺寸范围为30nm-50nm，其能够满足充分的分散要求，使得放电介质中带有均匀的负电胶团。

在一个优选的方案中，所述的纳米粒子为铝，硅、石墨，SiC的一种或几种。

在一个优选的方案中，所述的分散稳定剂为分散剂或表面活性剂，所述的分散剂为羧甲基纤维素钠、蒙脱土的一种或两种。