[发明专利]用于对非导电材料进行电火花烧蚀加工的电极装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对非导电材料进行电火花烧蚀加工的电极装置和一种使用这种电极装置对非导电材料进行电火花烧蚀加工的方法。

背景技术

在现有技术中已经公开了用于不导电的材料的电火花烧蚀加工方法。该方法此外用于，在设有陶瓷涂层的构件中产生孔。这样比方说在在金属基体上具有陶瓷隔热层的涡轮机叶片上通过电火花烧蚀产生冷却空气孔。

在DE 4102250A1中一般说明了一种用于不导电的材料的电火花烧蚀加工的方法。在该方法下，所述不导电的材料在它加工前利用导电物质涂装。该涂层用作辅助电极，它在电火花烧蚀加工时产生与工作电极的电接触。利用辅助电极涂装的不导电的材料和工作电极的朝向辅助电极的，在加工时产生电火花放电的终端区域浸入一种由液体，如煤油或者也可以是汽油构成的介质中。

如果在该结构上施加电压，在工作电极和辅助电极之间产生电火花放电并且结果是辅助电极以及位于它下面的不导电的材料的剥蚀。同时介质的一部分被裂解，由此产生碳或者导电的碳化物，它们以导电的涂层的形式沉积到不导电的材料露出的表面区域上。这样沉积的导电的涂层由此代替辅助电极的剥蚀的材料并且在工作电极在不导电的材料中推进时产生到不导电的材料的表面的导电连接，由此可以获得连续的加工。

被认为不利的是，在已知的方法下，加工速度受限制，因为导电涂层的沉积过程进行得慢。因此流畅的加工是不可能的。此外，由于新形成的层具有处于μm范围内的微小厚度，所以当其受损时很容易导致线路断开，从而令工艺完全中断。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电极装置，其可以实现在非导电材料上由导电物质快速而可靠地形成附加导电层，并同时使得非导电材料被流畅地侵蚀。

该目的按照发明通过一种电极装置得以解决，该电极装置具有用于侵蚀非导电材料的第一组成部分和用于将导电物质在非导电材料上沉积的第二组成部分。基本原理在于，电极装置的组成部分分别为各自的目的、即为侵蚀或沉积而得到优化。

按照发明的电极装置的特别优点在于，由导电物质构成的附加导电层的形成可以快速且可靠地进行。由此使得可能的加工速度相对于现有技术中公开的方法而言有所显著提高。由于导电物质的沉积在优化的条件下进行，所以附加的导电层具有更高的稳定性。从而降低了由于涂层的损伤而导致电路断开并因此导致方法中断的危险。

在本发明的一种实施方式中，第一与第二组成部分是两种化学和/或物理上不同的化合物。它们也可以例如是不同的金属或金属合金。此外，当它们由相同化学材料形成的时候例如也可以例如在其表面特性上有所不同。就此优选的是，例如用于侵蚀非导电材料的组成部分特别有阻抗能力且耐热，并从而在电火花烧蚀加工期间最大程度地不受损伤，而用于沉积导电物质的组成部分要么促进从电介质形成碳，要么自身成为导电物质的组成部分。

电极装置还可以如下设置，即，一个组成部分作为涂层设置在另一个组成部分的局部上。利用这种方式可以在电极装置内获得两个空间上限定的区域，它们分别对沉积和侵蚀进行优化。

实践还证明了，这种由用于侵蚀非导电材料的分立的腐蚀电极和用于沉积导电物质的分立的沉积电极所组成的电极装置，可以实现对非导电材料进行特别快速且安全的电火花烧蚀加工。在这种情况下存在两个分立的电极，它们彼此可以导电连接但不是必须这样。通过在空间上将这两个电极分开可以让各自进行的工艺免受干扰。

在这种情况下也可以让腐蚀电极和沉积电极由两种化学和/或物理上不同的化合物、例如两种金属或两种合金形成。

此外，腐蚀电极和沉积电极还可以具有不同的几何尺寸，它们可以这样选取，使得它们支持沉积电极或腐蚀电极的功能。腐蚀电极的几何尺寸也可以根据期望的电火花烧蚀加工形状进行选取。

由于导电物质的沉积尤其应该在电火花烧蚀加工区域的侧壁上进行，所以有利的是让沉积电极将腐蚀电极包围。这样便保证了沉积电极在空间上被设置在非导电材料的应该沉积出导电物质的部分附近。

在本发明的另外一种实施例中，沉积电极和腐蚀电极彼此固定连接。这可以例如通过将沉积电极局部作为涂层设置在腐蚀电极上或通过将腐蚀电极局部作为涂层设置在沉积电极上实现。涂层可以例如由TiN形成。利用这种方式可以获得能够简单制造且具有较高固有稳定性的电极装置。