放电加工用电极丝及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种放电加工用电极丝，包括芯材和表层金属层，芯材与表层金属层之间有过渡层，其中芯材的主要成分为黄铜合金，余量为锌和不可避免的杂质成分；表层金属层的组成为氧化锌，余量为铜及不可避免的杂质成分，芯材与表层金属层之间具有过渡层，过渡层的主要成分为铜锌合金，氧化锌层上分布有不规则的龟裂。本发明专利技术还提供了上述电极丝的制造方法，主要有配料合金线坯、冷轧、软化退火、塑性拉伸加工、表面沉积、拉伸退火、表面处理、收线、质检及包装运出等步骤。本发明专利技术的制造方法紧凑、生产效率高、表面加工可控，制造的电极丝能提高切割效率，提高加工成品率和切割质量。

Electrode Wire for Discharge Machining and Its Manufacturing Method

The invention discloses an electrode wire for electrical discharge machining, which comprises a core material and a surface metal layer. There is a transition layer between the core material and the surface metal layer, in which the main component of the core material is brass alloy, the remainder is zinc and the inevitable impurity component; the composition of the surface metal layer is zinc oxide, the remainder is copper and the inevitable impurity component. There is a transition layer between the core material and the surface metal layer. The main component of the transition layer is copper-zinc alloy. There are irregular cracks on the zinc oxide layer. The invention also provides the manufacturing method of the electrode wire, mainly including batching alloy wire blank, cold rolling, softening annealing, plastic stretching processing, surface deposition, stretching annealing, surface treatment, take-up, quality inspection, packaging and delivery, etc. The invention has the advantages of compact manufacturing method, high production efficiency, controllable surface processing, and the electrode wire manufactured can improve the cutting efficiency, the finished product rate and the cutting quality.

【技术实现步骤摘要】
放电加工用电极丝及其制造方法
本专利技术涉及一种电极丝，尤其涉及一种用作放电加工的电极丝及其制造方法。
技术介绍
近年来，机械加工技术日新月异，线切割放电加工作为一种特别的精密机械加工技术也得到了迅速发展。线切割技术的发展其重要的一部分依赖于电极丝技术的发展。拥有性能优良的电极丝才能进行高效地加工，出产高品质、高精度的产品。自20世纪七八十年代镀锌电极丝专利技术以来，市场上先后出现了普通黄铜电极丝、镀锌电极丝、钼丝、钨丝、复合丝(里层为钢丝，外表为铜等)等各种各样的电极丝。目前常用电极丝有钼丝(Φ0.08～Ф0.2mm)、钨丝(Ф0.03～Ф0.1mm)、黄铜丝(Ф0.1～Ф0.3mm)和涂层电极丝(Ф0.1～Ф0.3mm)等。慢走丝线切割是国际线切割加工的主流方向，所用电极丝如黄铜丝、涂锌丝等不久将占据线切割电极丝材料品种的主要地位。随着材料加工技术及机械加工技术的不断进步，电极丝经历了从普通黄铜电极丝到镀层电极丝的使用转换。慢走丝线切割用镀锌电极丝，一般地，其芯材为普通黄铜，外面镀一层锌，由于锌在切割过程中的气化作用，这种电极丝的放电会比较稳定，切割表面会比普通黄铜丝光滑。而对于黄铜电极丝其合金成分，不仅要考虑经济成本，还需要考虑其加工速率；往往含锌35％及以上的黄铜线，虽然降低了成本，但相对地加工速率也变得较低。因此，本领域的技术人员致力于在兼顾经济和效率的前提下，开发一种放电加工用电极丝并提供其制造方法。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是开发放电加工用电极丝，提供一种制造成本较低、性能优良的产品及其制造方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种放电加工用电极丝，包括芯材和表层金属层，芯材与表层金属层之间有过渡层，其中，芯材的主要成分为黄铜合金，余量为锌和不可避免的杂质成分；表层金属层的组成为氧化锌，余量为铜及不可避免的杂质成分，芯材与表层金属层之间具有过渡层，过渡层的主要成分为铜锌合金，氧化锌层上分布有不规则的龟裂；以及，芯材的直径为0.65～1.48mm，表层金属层的厚度为0.45～10.23μm，龟裂的最大厚度小于等于4.5μm，龟裂最大间距为17μm。进一步地，芯材中的黄铜合金的含量为48～72wt％，杂质含量为小于等于0.38wt％；表层金属层中的氧化锌含量为65-87wt％，余量含量小于等于0.15wt％。本专利技术还提供了上述的放电加工用电极丝的制造方法，包括以下步骤：步骤(1)、含有铜和锌的原材料经化学分析合格后，配料混合，投入工频感应炉中熔炼，通过上引铸造产出合金线坯，铸造时温度从预热温度60℃逐渐升至最高温度679℃；步骤(2)、将制得的合金线坯经过扒皮后，经过冷轧和软化退火处理后，制成规格为7～9.8mm的坯杆；步骤(3)、将得到的坯杆经不同道次的塑性拉伸加工，制得0.88～1.65mm的母芯，随后对母芯进行除油、酸洗、水洗，除去外层杂质；步骤(4)、使用化学电镀法、喷涂法或热浸镀法在母芯上进行电沉积加工，获得表面沉积有一层氧化锌层的复合坯材；步骤(5)、对复合坯材进行拉伸退火加工，得到尺寸符合要求的预毛坯线材，其中拉伸速度800～2800m/min，退火电压27～121V，退火电流13～43A；步骤(6)、对得到的预毛坯线材进行表面处理，在温度230～520℃下，利用内部热气流使锌融化，通过表面处理在芯材表面形成不规则形状，同时逐渐升高温度，使铜和锌形成复合镀层，最终得到电极丝产品；步骤(7)、收线，经过电极丝质检后，包装、运出。进一步地，步骤(2)的软化退火采用两段退火法，其中，第一段为退火低温段，温度49～267℃，保温时间1.7～23h；第二段为退火高温段，温度267.2～766℃，保温时间2.3～33h。更进一步地，上述的第一段退火距离0.98～3.78m，第二段退火距离为4.12～11m；两段退火速度为7～570m/min。更进一步，塑性拉伸加工前对坯杆进行热处理，热处理的条件为53～600℃，时间1～8.8h。进一步地，步骤(6)中，表面处理时，将预毛坯线材置于加温炉内进行加温处理，加热炉是设有一环绕于封闭管路外的导电线圈，于实施加温处理的同时对导电线圈提供电源，电源为交流电压。优选地，实施加热处理时同步以滚轮进行滚压的动作对芯材表面处理，令氧化层结晶产生龟裂。优选地，实施加热处理时同步进行干式喷砂，将砂材打到预毛坯线材上以侵蚀表面，使其产生龟裂。进一步地，上述的干式喷砂是使用气动式喷砂装置以压缩空气为动力来加速喷射砂材，或者是使用提升机以及高速转盘利用离心力将砂材进行抛射。有益效果：本专利技术的放电加工用电极丝，由于在芯材外覆盖有一层氧化锌，能够起到保护作用且耐腐蚀；表面形成有不规则的龟裂，一方面可以在拔丝加工过程中促进润滑液进入模具与电极丝的加工界面，提高拔丝成品率，另一方面在切割过程中通过该龟裂与切割液配合，提高电极丝携带切削液的能力，从而有利于提高切割效率，提高加工成品率和切割质量。本专利技术的电极丝制造过程紧凑，采用两步退火和拉伸退火的工艺，采用在线直流电压进行退火来代替原始的氧化退火，减少氧化退火中的铜损失，实现资源利用的最大化；采用喷砂工艺进行表面处理，工艺相对简单，使龟裂的生成可控，也提高了成品的质量。以下将结合实施例对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。具体实施方式实施例1一种放电加工用电极丝，包括芯材和表层金属层，芯材与表层金属层之间有过渡层，其中，芯材的主要成分为黄铜合金，余量为锌和不可避免的杂质成分；表层金属层的组成为氧化锌，余量为铜及不可避免的杂质成分，芯材与表层金属层之间具有过渡层，过渡层的主要成分为铜锌合金，氧化锌层上分布有不规则的龟裂。上述的电极丝的制造方法，具体包括以下步骤：步骤(1)、选取铜、锌、磷、镁、钙、铝、稀土等原材料按照合金成分进行配比，在该实施例中的具体重量为：Cu45.430kg，Zn30.250kg，P0.605kg，Mg0.076kg，Ca0.040kg，Al3.010kg，La0.025kg，Zr0.010kg，以上原料经化学分析合格后，将所配置的混合料投入工频感应炉中熔炼，融化温度设为1180℃，保温时间30min，然后通过上引铸造产出合金线坯，铸造时温度从预热温度60℃逐渐升至最高温度679℃；步骤(2)、将制得的合金线坯经过扒皮后，经过冷轧和软化退火处理后，制成规格为7mm的坯杆，软化退火采用两段退火法，其中，第一段为退火低温段，温度49～267℃，到达267℃后保温时间10h；第二段为退火高温段267.2～766℃，到达766℃后保温时间8h，第一段退火距离0.98m，第二段退火距离为4.12m；两段退火速度为310m/min；步骤(3)、将得到的坯杆经不同道次的塑性拉伸加工，制得0.88mm的母芯，塑性拉伸加工前对坯杆进行热处理，热处理的条件为53～600℃，时间1.5h，随后对母芯进行除油、酸洗、水洗，除去外层杂质；步骤(4)、使用化学电镀法、喷涂法或热浸镀法在母芯上进行电沉积加工，获得表面沉积有一层氧化锌层的复合坯材；步骤(5)、对复合坯材进行拉伸退火加工，得到尺寸符合要求的预毛坯线材，其中拉伸退火是在拉伸生产线上对复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放电加工用电极丝，其特征在于，包括芯材和表层金属层，芯材与表层金属层之间有过渡层，其中，芯材的主要成分为黄铜合金，余量为锌和不可避免的杂质成分；表层金属层的主要成分为氧化锌，余量为铜及不可避免的杂质成分，芯材与表层金属层之间具有过渡层，过渡层的主要成分为铜锌合金，氧化锌层上分布有不规则的龟裂；以及，芯材的直径为0.65～1.48mm，表层金属层的厚度为0.45～10.23μm，龟裂的最大厚度小于等于4.5μm，龟裂最大间距为17μm。

【技术特征摘要】
1.一种放电加工用电极丝，其特征在于，包括芯材和表层金属层，芯材与表层金属层之间有过渡层，其中，芯材的主要成分为黄铜合金，余量为锌和不可避免的杂质成分；表层金属层的主要成分为氧化锌，余量为铜及不可避免的杂质成分，芯材与表层金属层之间具有过渡层，过渡层的主要成分为铜锌合金，氧化锌层上分布有不规则的龟裂；以及，芯材的直径为0.65～1.48mm，表层金属层的厚度为0.45～10.23μm，龟裂的最大厚度小于等于4.5μm，龟裂最大间距为17μm。2.如权利要求1所述的放电加工用电极丝，其特征在于，芯材中的黄铜合金的含量为48～72wt％，杂质含量为小于等于0.38wt％；表层金属层中的氧化锌含量为65-87wt％，余量含量小于等于0.15wt％。3.如权利要求1或2所述的放电加工用电极丝的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)、含有铜和锌的原材料经化学分析合格后，配料混合，投入工频感应炉中熔炼，通过上引铸造产出合金线坯，铸造时温度从预热温度60℃逐渐升至最高温度679℃；步骤(2)、将制得的合金线坯经过扒皮后，经过冷轧和软化退火处理后，制成规格为7～9.8mm的坯杆；步骤(3)、将得到的坯杆经不同道次的塑性拉伸加工，制得0.88～1.65mm的母芯，随后对母芯进行除油、酸洗、水洗，除去外层杂质；步骤(4)、使用化学电镀法、喷涂法或热浸镀法在母芯上进行电沉积加工，获得表面沉积有一层氧化锌层的复合坯材；步骤(5)、对复合坯材进行拉伸退火加工，得到尺寸符合要求的预毛坯线材，其中拉伸速度800～2800m/min，退火电压27～121V，退火电流13～43A；步骤(6)、对得到的预毛坯线材进...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪韶谦，裴琦，
申请(专利权)人：宁波正锦和精密贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33