放电加工用多孔性电极线及其制造方法技术

本发明专利技术涉及放电加工用多孔性电极线及其制造方法。它是使含铜的第一金属线材通过比第一金属气化温度低的第二金属的电镀池，由于第一金属和第二金属的扩散反应，在上述线材的表面上形成比第一金属和第二金属硬度高、延伸率低的合金层，再在合金层上形成由第二金属构成的外镀层后进行线材的拉拔加工，使上述合金层及外镀层中形成裂纹。该电极线与传统的镀锌线相比使加工速度至少提高１５％，而此加工速度的改善，是由于线材表面的多孔性构造增加了表面积进而增加了用加工液冷却电极线的速度而达到的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利技术的领域本专利技术涉及放电加工用电极线及其制造方法，特别是涉及改进了加工速度的多孔性电极线及其制造方法。
技术介绍
的说明附图说明图1是表示电极线放电加工机的略图。电极线穿过工件(1)的起始孔(7)而插入，并且供应此线通过该孔。在电线(2)和孔(7)内部间施加高频电压以在它们之间开始形成电弧放电。然后，在电弧放电中通过熔解工件使待加工的工件达到所希望的形状，并用加工液和电极线与工件间的瞬时气化力除去加工碎屑。按照机械加工原理，该电极线放电加工机包括电源供给装置、电极线输送装置、工件输送装置和加工液的循环装置。一般，如图1中箭头所示，工件输送装置在工件加工过程中在一个垂直于电极线2喂进方向的平面中移动。电极线2从供给辊3连续地送出，通过工件两侧的导线辊5、5’卷绕到卷线辊4上。之后，在工件1和电极线2之间施加高频电压，对工件进行加工。此时为了除去加工时产生的热，向加工区域供给作为加工液的脱离子纯水。放电加工的效率，特别是加工速度，与加工液的供给速度、加工电流密度、放电波形及频率等有着密切关系，通过调节这些参数可以改善加工效率。过去，使用纯铜线作为电极线，这是因为纯铜的延伸率大、易于加工成细线且导电性也好的缘故。可是，由于纯铜线的拉伸强度低，在放电时，因为不能加以过大的张力，所以不能抑制电极线的振动，结果加工精度不好，易于断线，而且加工速度缓慢。为此，高精度的特殊加工要使用钼线、钨线等精密加工用的高强度线，而一般加工要使用以65/35重量百分比黄铜线为代表的黄铜电极线。黄铜电极线与纯铜比较约有2倍以上的拉伸强度，而且由于作为合金成分的锌存在而提高了放电稳定性、气化爆炸力等，因此可以加快加工速度。然而，近年来，随着放电加工利用的扩大，强烈地要求进一步提高强度及加工速度，开发出了在黄铜中添加Al、Si等微量元素，使强度和加工速度得到提高的电极线等。另一方面，已知黄铜合金中的锌含量越高，可得到的加工速度就越高，但是锌含量超过40％时，则会形成脆性的β相，所以拉伸成细线就比较困难了。在USP4,278,404中公开了在黄铜的表面上覆盖锌或者锌合金的电极线及其制造方法。也就是，公开了在铜、黄铜或钢等拉伸强度和电导率比较高的芯线上电镀气化温度较低的锌、镉、锡、锑、铋及其合金的镀层电极线及其制造方法。按此，电极线要求的拉伸强度和通电在芯线上完成，而通过电镀气化温度低的材料，可以提高冷却速度及洗净力，这样就进一步增加了加工速度。另外，镀层在加工时由于热作用而易于气化，所以还起到芯线免受热冲击的保护作用。这样的锌线制造方法，可以为在最终伸长加工后的细线上电镀锌，或线材最后加工前在适当直径的线材上电镀锌后再进行拉伸成最终细线的操作。另外，另一种加工速度的改善方法，在USP4,977,303中也已公开。按照此方法，包括了三个工序，即金属芯线热处理后，将可通过与芯线扩散反应形成混合合金层的锌、镉或其合金电镀在芯线上的工序，和将镀层的芯线在至少700℃的氧化气氛中热处理，使芯线金属和镀层金属间发生扩散，形成混合合金层例如铜锌合金层的工序，以及将上述热处理后的镀层线伴随加工硬化的同时拉伸成细线的工序。此时，电极线的构造是由芯线和覆盖芯线的混合合金镀层和最外层的氧化层构成的。此时，氧化层可以起到防止出现放电加工时电极线和工件间的短路的可能，而与加工速度实质上无关。具有上述构造的镀层的电极线的加工速度的提高原因在于形成上述的铜-锌合金层的热处理，但其机理未予以揭示。另外，USP4,686,153中公开了镀以锌合金的铜包钢芯线。由于钢芯线内的强度高，可提供优良的加工精度，而包覆的铜可以给这种线提供良好的导电性。这种铜包钢线上用电镀或者热浸镀锌后，通过热处理工序，形成铜一锌合金层。特别是当合金层中锌含量为40-50重量百分比时，要比只是简单镀锌的铜包钢线可以得到更高的加工速度。这样镀锌的铜包钢线包括一铜包钢芯和一铜一锌合金层，此时，合金层中锌的含量是10-50重量百分比，但优选含量为40-50重量百分比。此种线的制造方法包括了提供铜包钢线芯线的工序和将锌电镀在上述芯线上的工序以及将上述镀锌的芯线拉伸成所需直径的细线的工序和热处理工序。此工序使镀锌层转换成铜-锌合金层，锌含量在10-50重量百分比的范围，优选含量为40-50重量百分比。这样，沿径向向内，锌浓度逐渐降低。另外，上述拉伸工序中可以在热处理工序前，而镀锌可以采用热浸镀的方法。如上所述，在公知的技术中，通过将锌那样的熔点和气化温度比芯线金属低的材料电镀在芯线上来提高加工速度，进而通过热处理使含铜的芯线与镀层金属之间扩散而在芯线外形成铜-锌合金层，进一步改善加工速度。但是这些公开的专利技术是通过电镀材料、即选择比芯线气化温度低的金属来提高加工速度，所以由于材料的固有性质使加工速度的提高受到了限制。专利技术的公开本专利技术的目的在于提供一种放电加工用的镀层电极线，该电极线的表面积增加，从而增加了与加工液的接触面积，提高了线的冷却速度，进而提高了加工速度。本专利技术的另一个目的在于提供一种放电加工用的镀层电极线，使加工液不仅接触电极线外部，也接触其内部，从而提高冷却速度，进而提高加工速度。本专利技术还有一个目的在于提供多孔性电极线的制造方法，该方法不需要附加的工序就增大了线的表面积。本专利技术再有一个目的在于提供一种在不妨碍加工精度的同时提高加工时洗净力的电极线。为完成本专利技术的这些目的，本专利技术的方法包括三个工序，即提供由含铜的第一金属制成的第一直径线材的工序，和将上述线材在一定时间内通过比第一金属气化温度低的熔化了的第二金属的镀槽而热浸镀所述线材，并通过上述第一金属和第二金属间的扩散反应在上述线材的表面形成比第一金属和第二金属硬度高而延伸率低的一合金层以及由第二金属构成的一外层的工序，以及，将形成了合金层和外层镀层的线材拉伸至一第二直径，从而由于上述合金层的高硬度和低延伸率而在上述合金层及外层镀层中形成裂纹的工序。此时，第一金属可使用纯铜或由36-67％重量的铜和33-37％重量的锌构成的黄铜。另外，第二金属可使用锌、铝或锡。特别是在本专利技术中，为了在第一金属构成的第一直径的线材上镀上一定厚度的第二金属，需要将第一直径的线材浸渍在镀槽中一定的时间。此时，上述一定时间是依镀槽的长度和第一直径线材的卷绕速度而决定的。因此，卷绕速度快时，希望镀槽的长度长些好，而镀槽短时则需要慢慢地卷绕。卷绕速度和镀槽长度的选择使在第一直径的线材上形成3-10μm厚度的镀层金属就可以。在本专利技术电极线的制造方法中，为了稳定电极线的机械性能，还可以将制造的电极线进行热处理。根据需要也可以包括除去合金层外的第二金属层即外层镀层的工序。本专利技术的方法制造出的放电加工用多孔性电极线包括一芯线和在上述芯线上形成的合金层；上述芯线由合铜的第一金属构成；而上述芯线上形成的合金层是在热浸镀过程中上述第一金属和比上述第一金属气化温度低的第二金属进行扩散反应而形成，上述合金层的硬度最高；上述合金层含有与电极线的长度方向相垂直的裂纹。这些构造使得第一直径线材在一定时间内通过具有比第一金属气化温度低的第二金属的熔融镀槽进行热浸镀时，在线材的表面上，由于第一金属和第二金属的扩散反应形成了比第一金属及第二金属硬度高、延伸率低的合金层，合金层上面本文档来自技高网...

【技术保护点】
放电加工用电极线的制造方法，其特征是包括下列步骤：提供由含铜的第一金属构成的第一直径线材；将上述线材在一定时间内通过比第一金属气化温度低的、熔化了的第二金属的熔池进行热浸镀，由于上述第一金属和第二金属的扩散反应，在上述线材的表面形成比第一金属及第二金属硬度高、延伸率低的合金层，并在合金层上面形成由第二金属构成的外镀层；以及将形成了合金层和外镀层的上述线材拉伸至第二直径，由于上述合金层的高硬度和低延伸率而在上述合金层及外镀层中形成裂纹。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：成机哲，
申请(专利权)人：成机哲，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]