电解电火花辅助金刚石线锯切割绝缘陶瓷方法研究

Insulating ceramics have broad application prospect due to the advantages of high strength, high hardness, high temperature resistance and excellent chemical stability. However, it is difficult to achieve high machining efficiency and accuracy for cutting the insulating ceramics which have characteristics of high hardness, brittleness and good insulation. To solve this problem, the current project proposed the electrochemical discharge assisted diamond wire saw cutting method to machining the insulating ceramics. This method makes use of the high temperature generated from the electrochemical discharge between the coating metal and the electrolyte to soften and melt the insulating ceramic material, and remove it from the surface of workpiece. Thus, the machining speed can be improved and the wear of the diamond wire saw is reduced because the hardness of the insulating ceramic is lowered. It is an innovation of cutting insulating ceramics and has high academic and application values.

绝缘陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损和良好的化学稳定性等，在工程中具有广阔的应用前景。然而，由于绝缘陶瓷具有较高的硬脆性和较强的绝缘性，导致难以对其进行高效、高精度的加工。为此，本项目提出了电解电火花辅助金刚石线锯切割的方法，对绝缘陶瓷材料进行切割加工。该方法利用金刚石线锯的镀层金属，在电解液中发生电解电火花放电产生的高温来软化、熔化绝缘陶瓷材料，并利用金刚石线锯上的金刚石颗粒将软化、熔化的绝缘陶瓷材料从工件表面去除，从而解决了由于绝缘陶瓷硬度高带来的切割效率低、金刚石线锯磨损严重的技术瓶颈，是绝缘陶瓷切割方法的创新，具有较高的学术价值和应用价值。

硬脆绝缘材料如玻璃、陶瓷等具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损和良好的化学稳定性等，在工程中具有广阔的应用前景。然而，由于这些材料具有较高的硬脆性和较强的绝缘性，导致难以对其进行高效、高精度的加工。为此，本项目提出了电解电火花辅助金刚石线锯切割的方法，对绝缘硬脆材料进行切割加工。在氯化钠电解液中，放电产生的高温和电解液的冷却作用，增大了材料表面的应力，使其更容易在金刚石线锯的磨削作用下发生剥落，这种剥落去除提高了加工效率。在实验考查的电压范围内，加工效率、精度、表面质量受电压影响较小，原因是放电能量有限，当电压超过55V时，容易发生断丝。加工效率随丝速和配重的增加而增大，而表面质量受丝速影响不大，随配重的增加，表面质量变差。在氢氧化钠电解液中，化学刻蚀作用明显，材料是在化学刻蚀和磨削的综合作用下发生去除。在油膜辅助下，放电稳定性得到了明显提高。加工速度随电压、丝速和配重的增加而增大，加工精度和表面质量下降。项目研究成果为电解电火花辅助金刚石线锯切割加工方法提供了理论和工艺基础。