电火花加工用电极材料及其制造方法技术

一种电火花加工用电极材料，是由４０重量％以上的Ｗ（１）、１５重量％以下的添加元素或其化合物（３）、剩余部分的Ｃｕ（２）构成的Ｗ－Ｃｕ合金，其特征是，作为所述添加元素或其化合物（３），以１０重量％以下包括从碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种，其粒子的平均粒径小于３μｍ。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电火花加工用的电极材料及其制造方法，并不将线电极电火花加工用的碎焊丝的电极材料作为对象，主要涉及雕模电火花加工中所使用的加工电极用电极材料及其制造方法。
技术介绍
在电火花加工中，希望被加工物的加工速度快以及电火花加工用电极自身的消耗少。同时，由于在被加工物上转印电火花加工用电极的表面状态，因此还希望在电火花加工用电极的表面或内部没有气孔，或者气孔的大小尽可能小(虽然因使用目的而不同，但是例如在4μm以下)。为了满足此种要求，研究开发出各种各样的电火花加工用电极材料。其中，W-Cu合金及W-Ag合金利用了W的较高的熔点或沸点、Cu或Ag的较高的热传导性以及电传导性，电极的消耗少，所以作为适于精密加工或精加工的电极材料，特别被作为适于精密加工用途或超硬型的电火花加工用途中的电火花加工用电极使用。对于这些由W-Cu合金及W-Ag合金制成的电火花加工用电极，由于在实际的电火花加工现场对提高效率的要求很强，因此正在研究进一步减少电极的消耗，进一步提高加工速度，改善电火花加工特性的方法。作为其具体例，例如如特开昭63-195242号公报或特开昭50-109595号公报中所记载的那样，通过在W-Cu等的合金中添加Na或K等碱性金属元素、Sr或Ca等碱土类金属元素或它们的氧化物，开发出减小了合金的功函数、提高了加工速度的电火花加工用电极材料。但是，含有碱金属元素或碱土类金属元素或者其氧化物的W-Cu合金的电火花加工用电极虽然其功函数的确较低，在加工速度的提高上得到了改善，但是其电火花加工特性未必足够，特别希望电极的耐消耗性及加工速度的进一步的改善提高。另外，由于在所添加的金属成分中有具有毒性的材料或具有吸湿性的材料，因此还有处理不便，制造困难的缺点。
技术实现思路
本专利技术鉴于此种以往的情况，是由W-Cu合金制成的，其目的在于，提供与以往相比电极的消耗更少并且加工速度更快、电火花加工特性优良的。但是，本专利技术主要是提供雕模电火花加工用的由W-Cu合金制成的电极材料的专利技术，线电极电火花加工用的电极，即所谓的碎焊丝不作为对象。而且，与碎焊丝主要使用纯Cu或纯W相反，本专利技术的电极材料由W-Cu合金制成，在其组成以及制造方法上不同。另外，根据其使用上的目的，虽然在碎焊丝中除了要求加工速度以外，还需要焊丝的直线性或高温下的强度、降低碎焊丝的断线次数，但是本专利技术中并不将这些作为目的。本专利技术人等为了达成所述目的，经过W-Cu合金的试制和其评价，对其电火花现象进行了详细研究。其结果是，由于W-Cu合金由Cu的部分和W的部分组成，因此电火花现象不稳定。即，由于在Cu和W中热传导率等物理的特性不同，因此由于W-Cu合金组成的局部的不均一性，弧特性变得不稳定。为了消除该问题，对各种添加元素及其化合物进行了深入研究，发现通过添加碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素等功函数小的元素或这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物等，并且减小其平均粒径，弧特性就会稳定。弧特性稳定，容易产生电火花现象的结果是，电极的耐消耗率被改善，同时确认电火花加工速度也提高，从而形成了本专利技术。即，本专利技术所提供的第1电火花加工用电极材料是由40重量％以上的W、15重量％以下的添加元素或其化合物、剩余部分的Cu构成的W-Cu合金，其特征是，作为所述添加元素或其化合物，以10重量％以下包括从碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种，其粒子的平均粒径小于3μm。另外发现，即使不减小W-Cu合金中所添加的碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素等功函数较小的添加元素，或其化合物的粒子的粒径，而是通过缩小作为这些粒子的间隔的粒子间距离，也可以获得相同的效果。一般来说，虽然当使用微细粉末时，粒子间距离有变小的倾向，但是在粒子较大而减小粒子间距离的情况下，也可以期待相同的效果。基于此种见解，本专利技术所提供的第2电火花加工用电极材料是由40重量％以上的W、15重量％以下的添加元素或其化合物、剩余部分的Cu构成的W-Cu合金，其特征是，作为所述添加元素或其化合物，以10重量％以下包括从碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种，其粒子的平均粒子间距离在20μm以下。而且，也可以兼具所述本专利技术的第1及第2电火花加工用电极材料的特征。即，本专利技术所提供的第3电火花加工用电极材料是由40重量％以上的W、15重量％以下的添加元素或其化合物、剩余部分的Cu构成的W-Cu合金，其特征是，作为所述添加元素或其化合物，以10重量％以下包括从碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种，其粒子的平均粒径小于3μm，并且平均粒子间距离在20μm以下。在所述本专利技术的各电火花加工用电极材料中，从所述碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种的粒子其平均粒径最好小于1μm。另外，在所述本专利技术的各电火花加工用电极材料中，从所述碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种的粒子最好其平均粒子间距离在10μm以下。另外，对于所述添加元素或其化合物的粒子，发现在其一部分的粒径较小的情况下，也可以获得相同的效果。即，本专利技术所提供的第4电火花加工用电极材料是由40重量％以上的W、15重量％以下的添加元素或其化合物、剩余部分的Cu构成的W-Cu合金，其特征是，作为所述添加元素或其化合物，以10重量％以下包括从碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种，以合金整体的0.3重量％以上包含其粒径在3μm以下的粒子。在所述本专利技术的第4电火花加工用电极材料中，是从所述碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种，优选以合金整体的0.6重量％以上包含其粒径在3μm以下的粒子，或者以合金整体的0.3重量％以上包含其粒径在1μm以下的粒子。另外，对于所述添加元素或其化合物的粒子，发现在其一部分的粒子间距离较小的情况下，也可以获得相同的效果。即，本专利技术所提供的第5电火花加工用电极材料是由40重量％以上的W、15重量％以下的添加元素或其化合物、剩余部分的Cu构成的W-Cu合金，其特征是，作为所述添加元素或其化合物，以10重量％以下包括从碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种，以合金整体的0.3重量％以上包含其粒子间距离在20μm以下的粒子。在所述本专利技术的第5电火花加工用电极材料中，是从所述碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硼化物、硫化物中选择的至少一种，优选以合金整体的0.3重量％以上、更优选以合金整体的0.7重量％以上包含其粒子间距离在10μm以下的粒子。在所述本专利技术的各电火花加工用电极材料中，从所述碱金属元素、碱土类金属元素、稀土类元素及这些元素的氧化物、氢氧化物、氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：上西升，胡间纪人，加藤木英隆，神谷圣人，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：