三菱可提高超硬模具生產率的電火花機

日經BP社2006年4月14日報道 三菱電機日前開發出了有助于提高超硬模具生產效率的電火花線切割機“PA05S AquaSurface”，并在2006年4月12日在“Index大阪”開幕的“模具加工技術展（INTERMOLD 2006）”上進行了展示（圖1）。通過調節溶入加工液中的離子平衡度，可抑制電火花加工時對超硬模具表面的腐蝕。可提高超硬模具的表面品質，減輕后期加工即研磨工序的作業量，削減模具生產成本。

　　這種電火花線切割機作為選配功能在現有機型“PA05S”中追加了該公司稱為高品質超硬加工系統的“AquaSurface”。這種功能可防止電火花加工時對超硬模具表面的腐蝕。

　　通常情況下，電火花線切割加工的加工液使用的是水。但在對超硬模具進行電火花加工時使用水的話，超硬合金的表面容易腐蝕。超硬模具采用的結構是利用鈷類粘合劑附著碳化鎢（WC）微粒，就像下列化學方程式所表示的那樣，鈷具有作為二價鈷離子而易溶于水的性質。

　　Co─→Co2＋＋2e-（WC-Co中的選擇性腐蝕）……（1）
　　1/2O2＋H2O＋2e-─→2OH-（溶解氧的還原）……（2）
　　Co＋1/2O2＋H2O─→CO2＋＋2OH-（（1）和（2）的總反應）

　　也就是說，表面部分的鈷溶于水之后，超硬合金就會推動粘合劑成分，表面就會變得粗糙。這種表面變粗糙的部分就稱為腐蝕。

　　AquaSurface可控制水中離子的平衡度，避免粘合劑成分鈷從超硬合金中溶出（圖2）。為此，在加工液的部分循環線路中加入了“AquaSurface樹脂”。

　　其工作原理是：在加工槽中使用的水流入污水槽后，利用泵將污水通過凈化過濾器移至清液槽中。在這里利用一種名為“離子控制傳感器”的傳感器判斷離子平衡是否處于促使鈷溶出的狀態。如若達到了可使鈷溶出的離子平衡度，就會注入水，使之從AquaSurface樹脂中通過，變成不會使鈷溶出的離子平衡度之后，再重新將水流入加工槽一側。

　　利用這種原理，新型電火花加工機床可防止超硬模具的表面腐蝕，還可減輕作為后期加工所需的修光等研磨工序的作業量。另一個優點是，電火花加工時間也比為了防止鈷的溶出而使用油作為加工液的傳統方法短。

　　三菱電機作為工件樣品，還展出了制作芯片電容器的超硬模具（圖3）。表面粗糙度為Rz0.5μm，Ra0.07μm。加工精度為±2μm，加工時間為62小時。