[发明专利]一种利用快走丝电火花制备微细气泡表面的方法

说明书

本发明公开了一种利用快走丝电火花制备微细气泡表面的方法，包括以下步骤：步骤1：对工件材料的预处理；步骤2：制备放电工作液；步骤3：选用快走丝的电火花线切割机床进行电火花线切割；步骤4：快走丝的电火花线切割机床采用固定频率脉冲的脉冲电源；脉冲电源的幅度、脉冲长度和占空比分别为100v、32μs和210μs，电极与工件之间的间隙d＝40μm；步骤5：重复步骤3和步骤4，直到工件的表面制备出微细气泡的表面结构。通过在工件的表面加工制备出微细气泡，超声波在进入工件表面的微细气泡后能量会被大大削弱，从而提高了工件对雷达波的吸收效率，所以将工件置于需要被保护的设备外壁表面上，可以大大提高设备的保密性。

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，尤其是指一种利用快走丝电火花制备微细气泡表面的方法。

背景技术

随着社会经济和科学技术的不断发展，对设备零件表面性能的要求越来越高，要求产品能在高温、高压、磨损、腐蚀等恶劣条件下长期稳定的工作。因此，表面强化技术应运而生，运用此种技术工艺能使得材料的表面性能发生变化，这种变化能使得材料的利用率大大提升，且不会对环境造成太大伤害。目前有以下几种表面改性技术：电火花沉积、熔渗、电镀、渗碳、热喷涂等。在这些改性技术当中，电火花表面改性是一种新工艺，它的工作原理可概括为：用电火花沉积设备储存的高电能，使得电极材料与基体之间产生快速的放电火花。同时，电极材料被熔渗到基体表面，形成合金化的表面沉积层，从而使基体综合性能得到很大提高。因为此工艺对基体的热输入非常小，所以不会导致基体的变形，从而它在工业中的应用日益广泛。

与传统机械切削加工相比，特种加工能利用其他能量去除金属材料；工具硬度可以低于被加工材料硬度；不存在切削应力等特点。这也使得机械制造工艺技术领域发生了巨大的变革，从材料的可加工性、工艺路线的安排到零件的典型工艺路线、零件结构设计等等。随着近几年特种加工工艺的发展，特种加工已经成为微细加工和纳米加工的主要手段。这也将广大研究者的目光由肉眼可见的材料表面尺度延伸到了微纳米尺度。对于其他能量去除金属材料的研究，丰富了我们特种加工的手段，如电火花加工、电解加工、激光加工，这些加工利用了能量在与工件接近时通过介质或者电极放点使离子产生碰撞或者利用光热效应使得加工材料表面熔化、气化、溶解、沉积等现象，以实现对工件表面的加工。

电火花加工的原理是基于工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，从大量实验资料来看，每次电火花腐蚀都是由电场力、磁力、热力、流体动力、电化学和胶体化学综合作用的的微观过程，可以大致分为：极间介质的电离、击穿，形成放电通道；介质热分解、电极材料熔化、气化膨胀；电极材料的抛出；极间介质的消电离四个阶段。换言之，在电火花加工过程中，带电离子的雪崩式电离形成的离子通道会使得在通道内的正极和负极形成瞬时热源，迅速热膨胀和产生局部微爆炸，将熔化、气化了的电极材料随着工作液抛出蚀除。

但是，目前现有的特种加工方法无法在加工工件的表面生成阵列状排列的微气泡，从而使得特别加工工件无法被用于多种特殊场所。例如无法被应用于隐形飞机的研制中。现有隐形飞机采用雷达吸波材料与雷达能量可以透过的刚性物质相结合形成雷达结构吸波材料，表面的微气泡可以帮助提高雷达波的吸收效率，同时考虑到微气泡的直径达到2μm以上，超过一定频率的一个超声波长，我们知道声音在不同介质中传播能量会出现巨大的衰减，同时会出现很强的反射，将加工过的材料置于需保护的设备外壁，可以大大提高设备的保密性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的特种加工方法无法在加工工件的表面生成阵列状排列的微气泡，从而使得特别加工工件无法被用于航空设备的问题，提供一种加工可靠、稳定性和质量高的利用快走丝电火花制备微细气泡表面的方法。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种利用快走丝电火花制备微细气泡表面的方法，包括以下步骤：

步骤1：对工件材料的预处理，将工件材料的表面进行研磨、抛光至光亮，并清洗干净；