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钼丝为什么能切断金属,这是什么原理

  钼丝为什么能切断金属,这是什么原理
  线切割你一定听说过,但不一定见过吧,它属于机床电加工的一种,主要用于模具,复杂形状或微细结构等产品的加工,在切割过程中使用的工具是一条细线,依靠放电产生几千摄氏度高温来熔化金属。
  切割金属的过程就好像用线切豆腐一样轻松,可以在切割时随意360°转向,可切割出任意形状的加工产品,线切割机虽然是由苏联人发明的,但我国是第一个将其应用于工业加工的国家。
  线切割加工时那条发丝般的细线,就是一种由钼等贵金属制造而成的耗材,线切割又分快走丝(用钼丝),慢走丝(用铜丝)。
  钼丝不但能够对各种金属进行加工,还广泛应用于绕丝芯线,引出丝,加热元件等,钼丝的精度要求很高,断线发生率低,加工速度快,可实现稳定长时间连续加工。
  线切割原理
  当看到线切割加工时,很长一段时间,我一直以为是钼丝与工件硬碰硬,活生生被锯开的呢,别笑,真是这么想的,其实呢,真正的切割原理跟我想象的相差十九万八千里。
  线切割是利用连续移动的细金属丝作电极,对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。
  通俗的说就是这根丝通电,还在不停地走动,对工件放电,瞬间产生几千度的高温,把放电的那一部分熔化或者气化了,这样就切开了,注意:不是硬碰硬的切,也不是金属丝本身产生高温去切,而是放电,让工件产生高温,自己熔化和腐蚀。
  钼丝的主要成分是钼(Mo),含量在99%以上,钼在自然界中主要存在于辉钼矿(MoS2)中。
  辉钼矿在很长一段时间里都被当作石墨,这种柔软的灰色矿物,在18世纪由舍勒提出辉钼矿本身不是一种石墨,而是某种金属矿石,他还试图还原纯的金属钼,但是当时没有达到所需温度的炉子,多年后由海基尔姆成功的还原出这种银白色金属钼。
  钼是一种银白色的坚硬金属,具有熔点高,延展性好的特点,其熔点可达2620摄氏度,沸点为4639摄氏度,在天然存在的元素中,只有钽,锇,铼,钨和碳有高于钼的熔点,即便将它烧红了仍然能保持一定的硬度;并且钼的化学性质也很稳定,不会被盐酸,碱所腐蚀。
  在外观上金属钼与钨非常相似,但通过密度还是很容易被分辨出来,钼的密度只有钨的一半。
  常温下的金属钼是很稳定的,在空气中加热钼棒,当温度升高钼会很快氧化,生成黄色的三氧化钼(MoO3),随着氧化钼的厚度不同,它也会呈现出五彩斑斓的颜色,当物体与钼产生摩擦,其颗粒在空气中自燃也会形成三氧化钼,三氧化钼可用于生产钼的重要化工产品---钼酸铵,它是制造陶瓷釉彩,颜料及其他钼化合物的原料。
  钼是地球上的一种稀有金属,我们对它即陌生又熟悉,它与我们的生活息息相关,应用非常广泛,它既是用于国防工业中的战略金属,又是动植物所需要的重要营养元素,还是钢铁合金的重要成分。
  目前世界上所生产的钼,80%以上用于钢铁冶炼,主要作为钢铁的添加剂用于生产合金钢,可以提高合金钢的强度,韧性和耐磨性等,因具有良好的机械稳定性,高延展性而被用于高发热元件(灯泡中挂发光钨丝的钩子材料就是钼),挤压模具,金属加工工具,航空航天器零件等
  钼作为一种稀有金属,全世界的储量主要集中在中国和俄罗斯等少数国家,由于添加了钼的合金材料性能好,已成为军工武器上不可或缺的材料,用于战舰,坦克等武器制造中,各国纷纷将其列为战略金属。
  图片来源:pixabay
  另外二硫化钼被誉为“高级固体润滑油”,它是一种良好的固体润滑剂,因为它的摩擦系数低,屈服强度很高,能在真空及各种超低温,高温下正常使用,因而被广泛应用于齿轮,模具,核工业等。
  在电子电器领域,钼具有良好的耐高温性和导电性,热膨胀系数也较低,是理想的线切割电极丝,能切割各种钢材以及硬质合金,其放电加工稳定,能有效提高加工产品的精度,二维(厚度在几纳米到几十纳米的薄层)二硫化钼还有可能成为下一代晶体管材料,取代硅材料成为下一代集成电路所广泛使用的材料。
  钼成为植物的营养液也是偶然被发现的,在新西兰的草场上人们发现一个特殊的情况,全草场的草几乎全部枯黄没有一点生机,但是穿过草场的一条小路两侧的草却生机盎然,经过人们的研究发现,这条小路是附近一个钼矿工人必经之路,钼矿工人身上携带的钼粉会散落在这条路上,造成了这条小路上的草生长得更好,人们将钼粉融入肥料中撒在草场上,果然印证了这个结果。
  钼的生物属性也很重要,它不仅是植物同时也是动物和人体必须的微量元素,能提高人体免疫功能,但含量过高也会对人体造成伤害。
  钼以其独特的性能,它不仅是沙场硬汉,金属的催化剂,还是生命的营养液 ,钼也证明了它是多才多艺的金属,随着钼的应用越来越广,还会有更多的功能被开发出来,钼在社会中的作用将更大。
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