[发明专利]对于过滤与线电子放电加工(WEDM)工艺相关的流体的尤其有用的过滤介质

说明书

提供了纤维质过滤介质及其制造和使用方法，其中介质包括湿法成网的非织造纤维质幅材，所述非织造纤维质幅材具有基于纤维质幅材的总重量计约20重量％至约80重量％的双组分短纤维和基于纤维质幅材的总重量计约10重量％至约50重量％的原纤化的莱赛尔短纤维。纤维质幅材呈现出大于3bar的湿破裂强度，例如在约3bar至约6bar之间，并且尤其适合用于过滤与线电子放电加工(WEDM)相关的工艺流体(例如水)。

技术领域

本文公开的实施方案一般地涉及用于过滤工艺流体的纤维质过滤垫或幅材。特别地，本文公开的实施方案涉及纤维质过滤介质，其包括纤维质幅材，所述纤维质幅材包含皮芯型双组分纤维和原纤化的粘合剂纤维(例如原纤化的莱塞尔微纤维)，所述纤维质幅材的湿破裂强度为3bar或更大。本文所公开的纤维质过滤介质尤其可用于过滤与线电子放电加工(WEDM)工艺相关的工艺流体(例如水)。

背景技术

放电加工(EDM)是一种受控工艺，其用于通过使用放电使导电材料(典型地为硬质金属)成形。EDM用于制造固定装置、模头、模具、生产部件和其他原型，其可尤其用于航空航天、汽车和电子行业。EDM典型地用于复杂形状或小型工件，其无法用常规的切削工具制造。通过两个电极之间的一系列的循环电流放电将材料从工件上移除，所述两个电极之间被介电流体隔开。使用电火花作为切削工具，以切削(腐蚀)工件以产生具有期望形状的最终部件。

工业EDM机有3种不同的类型：冲模EDM，线切割EDM(WEDM)和钻孔EDM。冲模EDM由电极和浸入隔绝流体(例如油或其他介电流体)中的工件组成。线切割EDM(WEDM)通常在需要低残余应力时使用，因为它不使用高切削力来移除材料。WEDM典型地使用去离子水作为介电流体。钻孔EDM用于非常特殊的应用，这些应用需要在金属上制造孔。

WEDM机中使用的切割工艺会腐蚀工件和线电极的材料，从而导致介电流体(去离子水)中出现小颗粒碎屑。使用过滤系统用于在去离子水再循环回到火花隙(电极线和工件之间的空间)之前从去离子水中除去固体污染物。有效的过滤对于保持切割速度、防止机器的磨损和确保最终产品的尺寸精度至关重要。

用于WEDM的过滤介质必须限制在3-6bar之间的高湿破裂强度。当在差压(DP)超过2.5bar(典型地为3bar)润湿时替换WEDM过滤器介质。因此，介质的最小破裂强度必须为3bar。作为WEDM机的安全要求，一旦压差超过6bar，介质应破裂。因此，介质的最大破裂强度应限制为6bar。

典型地，大多数电子放电加工(EDM)过滤器介质都用酚醛或丙烯酸树脂饱和，以满足3bar的最小破裂强度要求。例如，美国专利No.8,662,316公开了一种用玻璃和纤维素浆制成的湿法成网的EDM过滤器介质，其中以5-20重量％的量施加合成树脂粘合剂以提高介质的破裂强度。日本专利申请2002085918公开了一种类似的介质，其由玻璃纤维和纤维素浆制成，用最高达20重量％的粘合剂树脂饱和。中国专利申请102444054描述了一种湿法成网的介质，其由玻璃、聚酯和木浆的组合制成，用酚醛树脂饱和。美国专利No.5,288,402公开了一种两层介质，其中使用丙烯酸树脂来使两层都饱和。韩国专利No.10-0946979公开了一种两层的层压介质，其中通过使用热熔粘合剂树脂将聚合物熔喷层粘合至纺粘非织造物。日本专利申请2003038918描述了一种两层液体过滤介质，其中将树脂粘合剂施加至一个层。(以上引用的每个专利出版物均明确地通过引用的方式并入本文。)

但是，在传统的EDM过滤器介质中使用的粘合剂树脂倾向于填充介质的孔，从而导致较小的颗粒捕获面积，由此缩短了过滤器寿命。另外，树脂饱和的介质还含有离子物质，这些离子物质可作为溶解的污染物释放在去离子水中。离子材料的高释放缩短了EDM系统中的离子交换树脂的寿命时间，其调节了去离子水的电导率。由于离子材料会增加去离子水的电导率，因此可导致放电干扰和加工不精确。

因此，非常期望提供一种无粘合剂树脂的纤维质过滤介质，其可令人满意地用于过滤破裂强度在约3bar至约6bar之间的范围内的WEDM工艺流体。因此，目的是满足本文公开的实施方案所针对的这样的期望属性。