一种单向走丝电火花加工用电极丝制造技术

本发明专利技术公开了一种单向走丝电火花加工用电极丝，包括：金属或合金芯材；过渡层，其位于所述芯材外部，所述过渡层为铜锌合金；以及，表面功能层，其位于所述过渡层外部，所述表面功能层含有碳元素；所述表面功能层中碳元素含量为0.6

【技术实现步骤摘要】
一种单向走丝电火花加工用电极丝


[0001]本专利技术属于电火花线切割加工领域，具体涉及一种单向走丝电火花加工用电极丝。

技术介绍

[0002]电火花线切割加工(Wire cut Electrical Discharge Machining，简称WEDM)，其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝作为电极，对待加工工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。在采用电火花线切割加工工件时，所采用的电极丝性能对切割加工速度、切割加工精度和工件表面光洁度等性能具有重要影响，性能优良的电极丝能够极大提高电火花线切割加工速度、切割精度和加工工件质量。
[0003]随着工艺技术的发展，电火花线切割加工用电极丝依次经历了纯铜线、黄铜线、镀锌线和包覆线四个阶段的发展。其中，包覆线是目前使用最为普遍的一类高性能电极丝，其通过在电极丝表面镀覆一定厚度的锌合金层，利用锌合金的特性达到更高的气化压力，从而提高了加工速度，根据镀覆锌合金成分的不同，目前常用的包覆线包括γ包覆线、β包覆线和复合包覆线。
[0004]虽然，包覆线相较于纯铜线、黄铜线和镀锌线在切割加工速度的方面具有一定优势，然而，其在实际生产加工应用中还存在一定缺陷：由于锌合金易熔化、气化，耐放电腐蚀性较差，随着电火花线切割加工的进行，表层合金层消耗较快，难以长时间发挥表层作用，导致随着加工的进行，切割加工速度和切割加工精度下降。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提供一种单向走丝电火花加工用电极丝，所述电极丝具有良好的导电性能，具有较高的切割加工速度和切割加工精度且制备工艺简单。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种单向走丝电火花加工用电极丝，包括：金属或合金芯材；过渡层，其位于所述芯材外部，所述过渡层为铜锌合金；以及，表面功能层，其位于所述过渡层外部，所述表面功能层含有碳元素；所述表面功能层中碳元素含量为0.6
‑
50wt％。
[0007]本专利技术单向走丝电火花加工用电极丝表面具有含有碳元素的表面功能层，由于碳的高导电率、高熔点特性，所述电极丝具有高导电率和高耐放电腐蚀性。本专利技术单向走丝电火花加工用电极丝表面具有含有碳元素的表面功能层，且将表面功能层中的碳元素含量控制在0.6
‑
50wt％，提高了电火花放电切割加工速，提升了工件切割加工的精度，同时保证电极丝结构完整，易于生产制造。
[0008]优选的，所述表面功能层中碳元素含量为1
‑
30wt％。将表面功能层中碳元素含量限定在上述范围，能够保证具有更高的切割速率和切割加工精度。具体地，所述表面功能层中碳元素含量可为1
‑
20wt％、1
‑
10wt％、1.5
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20wt％、1.5
‑
15wt％、1.5
‑
10wt％、2
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30wt％、
2
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20wt％、2
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10wt％等。具体地，所述表面功能层中碳元素含量可为1wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、30wt％等。
[0009]优选的，所述表面功能层中的碳元素至少部分以单质碳形式存在。单质碳具有更好的导电性和耐高温性能，可进一步提高电极丝在电火花放电加工时电流传输效率和耐放电腐蚀性能，从而进一步提高电火花放电切割加工速度和切割加工精度。
[0010]优选的，所述单质碳包括石墨和/或无定形碳。石墨和无定形碳作为高导电率单质碳，其具有较高导电率和耐高温性能，使电极丝具有更高的切割加工速度和切割加工精度。
[0011]优选的，所述表面功能层中还含有锌元素。锌具有较低的气化温度，在电火花放电过程中，锌更容易气化，产生的气泡破裂后产生的冲洗效果更强，有利于切割加工速度的提高,且由于本专利技术中锌包裹在含碳的表面功能层中，相较于纯锌层和铜锌合金层更耐放电腐蚀，保证了高切割加工速度。
[0012]进一步优选的，所述表面功能层中的锌元素至少部分以ε相铜锌合金、η相铜锌合金和/或单质锌的形式存在。ε相铜锌合金、η相铜锌合金均为高锌含量合金，ε相铜锌合金、η相铜锌合金、单质锌高的锌含量保证了电极丝具有良好的气化冲刷效果，提高了切割加工速度。同时，ε相铜锌合金、η相铜锌合金、单质锌在气化后经加工液冷却产生的碎屑颗粒较小，不容易接触工件与电极丝造成短路，工件与电极丝之间可以更快的恢复绝缘状态，因此放电延迟更小，进而可以提高切割工件的表面质量。
[0013]优选的，所述表面功能层呈片状或颗粒状间断分布在所述过渡层外部，且所述表面功能层的间断处露出所述过渡层和/或所述芯材。表面功能层间断地覆盖在过渡层外，在表面功能层的间断处会形成尖端。尖端更易放电，在进行电火花切割加工时，能够缩减电极丝产生电火花的反应时间，从而进一步加快电火花切割加工的速度。同时，露出的中间层或芯材均可以进一步提高电极丝表面的导电性能，有利于提升放电能量的传输，进而进一步地提升切割速度。
[0014]优选的，所述过渡层铜锌合金为β相铜锌合金、β
’
相铜锌合金和/或γ相铜锌合金。β相铜锌合金和β
’
相铜锌合金具高的导电率，能够提高放电效率，进而提升切割速度；γ相铜锌合金含锌量高，电火花线切割时气化效果明显，也有利于切割加工速度的提升。需加以说明，β
’
相在特定温度以下可以保持稳定，其具有有序晶格，如果超过该特定温度，β
’
相会变成无序的β相。根据一般的观点，β相和β
’
相之间的转换不可抑制，但对其机械和电气特征影响较小，因此，在本申请上下文中，除非明确区分，否则，在提到β相时，也意味着提到了β
’
相。
[0015]优选的，所述过渡层上存在裂纹。裂纹处形成尖端，尖端更易放电，在进行电火花线切割加工时，能够缩减电极丝产生电火花的反应时间，从而加快电火花线切割的速度。另外，裂纹也能够通过增大电极丝与工作液的接触面积而提高切割速度。因此在表面功能层耗尽后，过渡层裂纹结构能够进一步加快切割速度。
[0016]优选的，所述芯材为铜或铜合金。铜和铜合金具有优良的导电性能，采用所述材质芯材，保证电极丝具有优良性能。
[0017]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
具体实施方式
[0018]下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0019]下面具体描述本专利技术实施例。
[0020]在示出具体的实施方式之前，对本专利技术提供的单向走丝电火花加工用电极丝的结构特征、功能作用的原理以及相关组分含量测试方法进行相关说明：
[0021]本专利技术单向走丝电火花加工用电极丝表面具有含有碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单向走丝电火花加工用电极丝，包括：金属或合金芯材；过渡层，其位于所述芯材外部，所述过渡层为铜锌合金；以及，表面功能层，其位于所述过渡层外部，所述表面功能层含有碳元素；其特征在于，所述表面功能层中碳元素含量为0.6
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50wt％。2.根据权利要求1所述的单向走丝电火花加工用电极丝，其特征在于，所述表面功能层中碳元素含量为1
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30wt％。3.根据权利要求1所述的单向走丝电火花加工用电极丝，其特征在于，所述表面功能层中的碳元素至少部分以单质碳形式存在。4.根据权利要求3所述的单向走丝电火花加工用电极丝，其特征在于，所述单质碳包括石墨和/或无定形碳。5.根据权利要求1所述的单向走丝电火花加工用电极丝，其特征在于，所述表面功能层中还含有锌元素。6.根据权利要求5所述的单向走丝电火花加工用电极丝，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桐，梁志宁，罗孝奇，
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：