一种电火花放电加工用电极丝及其制备方法技术

本发明专利技术申请公开了一种电火花放电加工用电极丝，包括芯材和设置在芯材外表面的合金层，所述合金层外表面设有多个分布不规则的棱锥结构，所述棱锥结构是将拉伸后的线坯经过电磁感应表面处理获得。上述电极丝表面合金层带有微小棱锥结构的电极丝，在精修放电能量微弱的情况下依然能够稳定、均匀放电。本发明专利技术申请还公开了一种电火花放电加工用电极丝的制备方法。

A kind of electrode wire for EDM and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种电火花放电加工用电极丝及其制备方法
本专利技术涉及电极丝
，具体涉及一种电火花放电加工用电极丝及其制备方法。
技术介绍
随着慢走丝电火花放电加工行业的发展，市场竞争越发激烈，客户为获得竞争优势，必须不断提高产品质量。对于电火花线切割加工，提高产品品质的最有效方法是提高修刀次数，其中粗割主要是将所需工件的轮廓切割出来，追求速度；精修主要是为了获得所需的尺寸精度与表面光洁度，特别的是，精修最后一刀主要目的是为了获得更好的光洁度。一般慢走丝机床，粗割一次，精修三次可以获得Ra0.3～0.4的表面光洁度，若想进一步提高表面光洁度至Ra0.1就需要精修6～9刀。但并不是所有电极丝都能匹配慢走丝机床的参数，而且现有技术的电极丝通常放电不均匀，导致切割出的工件表面光洁度一般。比如黄铜线由于组织成分存在微小差异，其在精修过程中的放电是不连续不均匀的，因此切割出的工件表面光洁度一般，容易产生线痕。再比如，市场上常见的γ线、β线等镀层线，其外层的合金层一般存在裂纹，且尺寸较大，有利于粗割过程中提高切割效率，但在精修过程中会产生不均匀的放电，影响工件表面光洁度。还比如，镀锌线由于表面是一层光滑的纯锌层，相对适合精修次数多的高质量加工，虽然切割工件表面光洁度好于黄铜线与γ线、β线等镀层线，但由于纯锌的熔点比较低、结合力差、容易破碎，所以在放电、磨损的过程中纯锌层易脱落形成锌粉，从而堵塞慢走丝机床导丝机构，同时脱落的锌粉会在放电过程中熔化粘到工件表面上，使得工件表面粗糙，降低工件表面质量。而且，电极丝在多刀次加工过程中放电能量变化非常大，具体表现在：粗割时因为是切割工件轮廓，需求的是高速加工，此时放电能量很大，电极丝与工件之间较容易放电；但精修时为了获得所需的尺寸精度及表面光洁度，放电能量较小，特别是精修的最后一刀，放电能量非常弱，此时电极丝与工件之间不容易保持稳定放电。由于电火花线切割加工过程中电极丝与工件在水平方向和垂直方向都存在相对运动，上述不均匀的放电和不稳定的放电都会使工件表面产生线痕，降低工件使用性能。同时，若某次放电过程中未发生击穿，电荷会不断聚集在工件与电极丝表面，直至发生一次剧烈的放电，这称之为电容放电，该类型放电能量较大，会损伤工件表面，产生微小裂隙，影响模具寿命。除此之外，因为电极丝在水平方向上按机床程序行进，若未放电次数过多，未及时对工件切割，电极丝会继续向前行进，直至与工件发生接触，造成短路。之后电极丝会在机床程序控制下退回一段距离后继续往前行进，若在某一点多次短路，其过程中产生的电火花同样会击伤工件表面。上述未放电、短路、电容放电等不连续不均匀的放电称之为无效放电，这些都会降低工件表面质量。为提高工件表面质量，需要减少精修过程中无效放电的产生，并确保精修放电过程的均匀、连续，即提高有效放电。综上，现有技术用于电火花放电加工的电极丝无法保证在精修过程中均匀、稳定地放电。
技术实现思路
本专利技术所要解决的一个技术问题是，提供一种电火花放电加工用电极丝，能够在精修过程中始终保持均匀、稳定地放电。本专利技术对上述技术问题的技术解决方案如下：一种电火花放电加工用电极丝，包括芯材和设置在芯材外表面的合金层，所述合金层外表面设有多个分布不规则的棱锥结构，所述棱锥结构是将拉伸后的线坯经过电磁感应表面处理获得。本专利技术电火花放电加工用电极丝与现有技术相比，具有以下突出的实质性特点和显著的进步：专利技术人在实验过程中发现电荷更容易聚集在曲率大的地方，因此，相较于平面，棱角或尖点处电荷更密，电场更强，则更容易产生放电。由于棱锥的尖端或锥角处电场强度大，电荷容易聚集，从而易于击穿电极丝与工件之间的绝缘介质，产生放电；同时电极丝合金层表面的棱锥结构密集且不规则的分布，确保放电过程的均匀、连续，确保切割工件表面质量。所以，本专利技术提供一种表面合金层带有棱锥结构的电极丝能够保证精修过程中均匀且连续的放电。而且，由于电荷聚集在棱锥尖端处，而棱锥结构密集分布，所以电极丝在多次精修放电过程中可以始终保持稳定，即使精修的最后一刀，电极丝与工件之间依然能保持稳定放电，最终获得所需的尺寸精度及表面光洁度。拉伸后的线坯表面镀层会经模具的挤压变形，在光滑的镀层表面下产生应力及微小裂纹。为获得棱锥结构，本专利技术对拉伸后的线坯采用电磁感应表面处理技术，对电极丝表面镀层进行结构化处理，即电极丝芯材和表面合金层的金属原子在表面电磁感应电流的作用下产生扩散，合金层内的应力与微小裂纹在金属原子扩散的过程中会导致光滑的合金层表面产生特殊变形，形成带有微小棱锥结构的合金层，且合金层表面没有裂纹，这样拉伸后的线坯经电磁感应表面处理技术即可直接得到具有棱锥结构的电极丝。综上，本专利技术提供一种表面合金层带有微小棱锥结构的电极丝，在精修放电能量微弱的情况下依然能够稳定、均匀放电，从而提高工件表面质量，延长工件使用寿命。优选地，所述棱锥结构的类型包括单独的棱锥和棱锥组合体。单独的棱锥由突出于合金层表面的顶点及相交于该顶点的至少三个斜面构成，相邻斜面相交形成棱。棱锥组合体则由多个相邻且锥面相交的棱锥构成，棱锥相交无间距，所以结构稳定、不易脱落。进一步优选地，所述棱锥组合体由至少两个相邻且锥面相交的棱锥构成。上述棱锥组合体相邻棱锥相交无间距，结构稳定、不易脱落。优选地，每个棱锥结构的棱在顶点处相交的角度范围为60～120°，且至少有一个角度大于90°。棱锥结构满足上述条件，即表示每个棱锥的棱在顶点处至少形成一个钝角，与没有钝角的棱锥相比，上述棱锥结构更加稳定，不易脱落，有利于精修过程中均匀连续地放电。优选地，每个棱锥结构的最大高度为0.1～2μm，相邻棱锥结构间隔为1～10μm。上述高度的棱锥的棱锥特征明显、尖端特征明显，精修放电过程均匀连续；上述间隔的棱锥结构分布密集，有利于精修过程中均匀连续地放电。优选地，所述棱锥结构的总面积占合金层总外表面积的60～90％。当棱锥结构达到一定数量时，其棱锥特征较为明显，精修时能获得较理想的效果。而且上述面积比例的棱锥结构分布密集，有利于精修过程中均匀连续地放电。优选地，所述合金层厚度为0.5～5μm。合金层满足上述厚度，有利于产生数量显著且分布密集棱锥结构，且棱锥结构能够紧密贴付在合金层外表面，不易脱落。优选地，所述合金层成分为γ相或ε相。γ相或ε相由镀锌层中的锌原子与芯材中铜原子相互扩散产生，熔点、硬度都高于纯锌，相比纯锌更耐侵蚀，不容易脱落，这样就确保精修过程一直有合金层参与。优选地，所述芯材由铜或铜合金组成。铜或铜合金导电、抗拉强度等物理性能良好，与镀锌层容易均匀扩散，形成组织成分均匀一致、无裂纹的合金层，有利于在精修过程中连续、均匀放电。优选地，所述电火花放电加工用电极丝通过如下制备方法制成：1)制备铜或铜合金组成的芯材；2)在步骤1)得到的芯材表面涂覆纯锌层，得到带有镀锌层的线坯；3)将步骤2)得到的线坯进行拉伸；4)将步骤3)拉伸后得到的线坯通过电磁感应线圈进行表面处理，得到电极丝成品。进一步优选地，步骤4)中线坯以10～200m/min的速度连续通过1～10个电磁感应线圈，电磁感应线圈中电流频率为10～500KHz。本专利技术所要解决的另一个技术问题是，提供一种电火花放电加工用电极丝的制备方法，制得的电极丝能够在精修过程中始终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电火花放电加工用电极丝，包括芯材和设置在芯材外表面的合金层，其特征在于，所述合金层外表面设有多个分布不规则的棱锥结构，所述棱锥结构是将拉伸后的线坯经过电磁感应表面处理获得。

【技术特征摘要】
1.一种电火花放电加工用电极丝，包括芯材和设置在芯材外表面的合金层，其特征在于，所述合金层外表面设有多个分布不规则的棱锥结构，所述棱锥结构是将拉伸后的线坯经过电磁感应表面处理获得。2.根据权利要求1所述的电火花放电加工用电极丝，其特征在于，所述棱锥结构的类型包括单独的棱锥和棱锥组合体。3.根据权利要求2所述的电火花放电加工用电极丝，其特征在于，所述棱锥组合体由至少两个相邻且锥面相交的棱锥构成。4.根据权利要求1所述的电火花放电加工用电极丝，其特征在于，每个棱锥结构的棱在顶点处相交的角度范围为60～120°，且至少有一个角度大于90°。5.根据权利要求1所述的电火花放电加工用电极丝，其特征在于，每个棱锥结构的最大高度为0.1～2μm，相邻棱锥结构间隔为1～10μm。6.根据权利要求1所述的电火花放电加工用电极丝，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桐，梁志宁，林火根，胡美俊，
申请(专利权)人：宁波博德高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33