用于电火花腐蚀的焊丝制造技术

一种用于电火花腐蚀加工的焊丝，该焊丝包括用铜和锌的第一合金制成的焊芯（１），该第一合金的锌含量按重量计算在２０％－４５％之间，并且包括在所述焊芯（１）上形成的涂层（２），所述涂层（２）包括铜和锌的第二合金，该第二合金的锌含量按重量计算大于５０％并且具有断裂成料块（２ａ）的结构，在该料块之间暴露出该焊芯（１），其特征在于，在该涂层（２）中：　　　　－第二合金的料块（２ａ）的厚度（Ｅ２）具有窄的分布，所存在的大部分料块（２ａ）中的最小料块和最大料块的厚度的比率大于０．６，并且　　　　－第二合金的料块（２ａ）提供了按照大于５０％的覆盖率的焊芯（１）的覆盖率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于电火花腐蚀(机)加工的焊丝(焊条用钢丝)。技术背景公知的电火花腐蚀加工工艺通过在待加工的部件和导电焊丝之间的加 工区域内生成电火花来除去导电部件的材料。焊丝沿该焊丝的长度方向在 该部件附近连续移动，并且通过焊丝的平移或者该部件的平移相对于该部 件沿横向逐渐移动。通过在加工区域的任一侧上的电触点连接到焊丝的电发生器在焊丝和 待加工的导电部件之间建立合适的电势差。焊丝和该部件之间的加工区域 被浸在合适的介电液体内。电势差导致在焊丝和待加工的部件之间出现电 火花，该电火花逐渐腐蚀该部件和焊丝。焊丝的纵向运动保持一直具有足 够的焊丝直径，以防止焊丝在加工区域内断裂。在可应用的情况下，焊丝 和部件沿横向的相对运动切割该部件或者处理该部件的表面。被电火花从焊丝和部件分离出的颗粒散布在介电液体内，在该介电液 体内所述颗粒4皮排出。目前存在多种用于电火花腐蚀的焊丝，每种焊丝均具有可证明选择该 焊丝用于特定类型的电花火腐蚀加工的正确性的特定特性。焊丝的结构通常必须具有足够的机械强度以防止焊丝在电火花区域内 断裂。高机械强度对于在加工区域内向焊丝施加高的纵向张力以确保焊丝 被非常精确地定位，从而进行精确加工是有利的。实现加工精度、尤其是形成具有小的半径的斜切部(angle cut)必须 使用小直径的、并且在加工区域内的待张紧的断裂处承受高机械载荷的焊丝，以及限制振动幅度。大多数现代电火花腐蚀机被设计成使用无涂层的黄铜焊丝，该焊丝的直径通常为0.25mm，并且屈服强度为400 - 1000N/mm2。如果可能的话，焊丝的结构被选择为使得焊丝的特性能够促进腐蚀， 即焊丝产生快速腐蚀。焊丝腐蚀的最大速率是极限速率，如果超过该速率， 则在增加电火花能量以加速腐蚀的情况下焊丝会断裂。电火花腐蚀加工的另 一个重要参数是在部件的加工区域内可获得的表 面状态的质量。在焊丝和部件之间产生的电火花在待加工的部件内形成孩i 焊口，即材料被局部去除。很显然，所获得的表面状态取决于电火花的参 数，该参数进而尤其取决于焊丝的结构。难以找到同时优化加工速率、加工精度和表面状态这三个参数的焊丝 结构。例如，已经提出具有均质结构的包含35-37%锌的黄铜焊丝，该黄铜 焊丝构成经济上可接受的折衷方案，但是代价是腐蚀速率较低。还已经提出带涂层的焊丝，即包含涂覆有基本均质的金属或合金表面 层的金属焊芯的焊丝。在电火花腐蚀加工期间，通过电介质例如水在烊丝 的表面和部件的表面之间形成的电弧不会到达焊丝的中心。焊丝的涂层被 损耗。带涂层的焊丝的优点是，焊丝的焊芯可根据焊丝的电学和机械特性选 择，并且涂层可根据焊丝的腐蚀特性和接触电阻选择。因此，文献FR2418699提出了用锌、镉、锡、铅、铋或锑的合金涂覆 焊芯。该文献教导了利用该涂层以提高加工速率。已经发现，包含高比例的具有低升华比热的金属的涂层产生较高的切 割速率，该涂层改进了在发生电火花期间对焊芯的保护。因此，已经使用纯锌作为具有低升华比热的金属，但是纯锌层损耗非 常快，并且在用于切割高部件的足够时间上不能保护焊丝的焊芯。基于同样的思想，已经使用包含大量锌的合金的涂层，例如具有47% 的锌的P相合金，或者甚至锌含量按重量计算超过50%的Y相铜锌合金。问题是，Y相铜锌合金比较硬并且脆，从而在焊丝制造期间在用于确定焊 丝尺寸的焊丝拉制操作中涂层可能断裂。文献EP 1009574已经表明，Y相铜锌合金涂层的断裂并非不利，反而 可制造具有良好的电火花腐蚀速率的焊丝。为此，该文献教导了一种焊丝 制造工艺，其中，在制造锌涂层并且通过加热1 - 4个小时使涂层的锌和焊 芯的铜扩散之后，通过拉制该焊丝确定该焊丝的尺寸，以便以小于0.4的 最终直径Df与初始直径Di之间的比率减小焊丝的直径。在拉制期间，涂 层断裂成料块(block)，由于拉制导致焊丝伸长，所以该料块在悍丝的表 面上重新分布。该文献教导，重新分布是有利的，因为是在单个焊丝表面 层中分布由涂层的断裂产生的料块，所以可确保焊芯的覆盖率超过50%, 可能大约58%。但是，这种焊丝在用于精加工过程时具有较差的特性。特别地，在加 工部件的表面上发现比较明显的波紋，该波紋的方向垂直于焊丝在电火花 腐蚀才几内的运动。如果要在利用电火花腐蚀进行加工的部件上获得良好的表面状态，通 常执行沖裁步骤，在该冲裁步骤期间电火花腐蚀焊丝接收高电火花能量， 并且高速切割该部件，此后执行五至十个精加工步骤，在该精加工步骤期 间电火花能量较低。最终的精加工操作利用非常低的电火花能量执行。很显然，电火花能 量越低，则腐蚀焊口越小，并且在加工部件上获得的表面状态越精细，粗 糙度越低。粗糙度通常通过例如由ISO标准4287: 1997限定的参数Ra来 表征。在存在波紋的情况下，此缺陷通过例如也由ISO标准4287: 1997限 定的波紋参数Wt来表征。图1和2示出使用才艮据文献EP 1009574的焊丝观察到的波紋。 图1表示从正面看到的待加工的部件的表面S，电火花腐蚀焊丝F相 对于电火花腐蚀机在移动方向Fl上沿表面S轴向移动，并且在焊丝的前 进方向F2上沿表面S4黄向移动，以扫过部件的表面S。在图1中，具有平行于焊丝F的条紋形式的波紋O是肉眼可见的。在 图2中，可以看到焊丝F在部件的表面S上方通过以后区域O出现波紋。 希望波紋O低于肉眼的可见度阈值，以便部件的加工表面的外观良好。
技术实现思路
因此，需要设计一种具有断裂的Y相黄铜表面层的新型电火花腐蚀焊 丝结构，该结构在切割步骤期间保持高加工速率的同时，在精加工步骤期 间提供更好的电火花腐蚀特性，从而能够获得尤其以低于0.4的波紋参数 Wt表征的更加光滑的加工表面。本专利技术来源于以下观察结果即，在根据文献EP 1009574的焊丝内的Y相黄铜合金涂层料块的重新分布和精加工步骤结束时在部件的加工表面 上存在波紋之间具有因果关系。这可通过以下方面进行解释。在发生料块的重新分布的根据文献EP 1009574的过程期间，在焊丝拉 制步骤期间Y相合金料块不仅沿側向-即沿焊丝的长度方向和焊丝周边的 方向-断裂，而且沿焊丝的厚度方向断裂成两层或更多层，并且分布在焊 丝的焊芯的表面上。断裂成多层使得Y相黄铜合金料块覆盖的焊丝区域重 新分布，并且相应地增加。但是，这种断裂产生了具有较宽尺寸分布的随机尺寸的料块，即尺寸 具有很大变化并且可包括大的料块和小的料块之间的所有尺寸的料块。实际上， 一些料块可保持它们的初始厚度而不会沿深度方向断裂，而 其它料块可断裂成不等的深度，该深度根据在焊丝拉制之前Y相黄铜层内 可能存在的任何弱化区域而随机改变。根据本专利技术，Y相黄铜表面层的断裂和重新分布状态是在完成电火花 腐蚀之后在部件的表面S上存在严重的残余波紋的原因。为了实现上述和其它目标，本专利技术提出了 一种用于电火花腐蚀加工的 焊丝，该焊丝包括用铜和锌的第一合金制成的焊芯，该第一合金的锌含量 按重量计算在20%-45%之间，并且包括在所述焊芯上形成的涂层，所述 涂层包括铜和锌的第二合金，该第二合金的锌含量按重量计算大于50%并且具有断裂成料块的结构，在该料块之间暴露出焊芯； 根据本专利技术，在该涂层中-第二合金的料块的厚度具有窄的分布，所存在的大部分料块中的最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电火花腐蚀加工的焊丝，该焊丝包括用铜和锌的第一合金制成的焊芯（１），该第一合金的锌含量按重量计算在２０％－４５％之间，并且包括在所述焊芯（１）上形成的涂层（２），所述涂层（２）包括铜和锌的第二合金，该第二合金的锌含量按重量计算大于５０％并且具有断裂成料块（２ａ）的结构，在该料块之间暴露出该焊芯（１），其特征在于，在该涂层（２）中：－第二合金的料块（２ａ）的厚度（Ｅ２）具有窄的分布，所存在的大部分料块（２ａ）中的最小料块和最大料块的厚度的比率大于０．６，并且－第二合金的料块（２ａ）提供了按照大于５０％的覆盖率的焊芯（１）的覆盖率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：M·利，G·桑切斯，
申请(专利权)人：瑟莫康柏克特公司，
类型：发明
国别省市：FR