一种电极丝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种电极丝及其制备方法，其中电极丝包括芯材和螺旋绕设在芯材表面的条状凸起；条状凸起的各匝间隔设置；芯材和条状凸起中均包括铜、锌和杂质；芯材中铜的质量百分数含量为58.5～67.5wt％，芯材中杂质的质量百分数含量小于等于0.5wt％；条状凸起中锌的质量百分数含量为57.8～69.8wt％，条状凸起中杂质的质量百分数含量小于等于0.3wt％。本发明专利技术在芯材表面绕设了条状凸起，提高了电极丝切割效率，减少了断丝率，并且尤其适合上下悬空或带有一定锥度的高硬度合金或耐高温材料的切割加工，生产工艺简单，可操作性强，制备步骤少，生产设备简单，易于制得符合要求的产品，且易于实现规模化、自动化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种电极丝及其制备方法本申请是名为《一种高效冲洗电极丝及其制备方法》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2017年12月31日，申请号为201711495027.2。
本专利技术涉及电极丝领域，特别是涉及一种高效冲洗电极丝及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着中国制造业的快速发展，数控低速走丝电火花线切割加工因其优异的加工性能而被越来越广泛的应用。然而，普通电极丝在加工一些复杂、异型、悬空或高厚度工件时表现的并不理想，例如：航空涡轮发动机镍基合金，医学领域用制造人工植入物钛合金，重型装载成套装备专用高厚大型齿轮或汽车行业异型覆盖件冲模等。此类工件通常形状复杂、上下悬空、落差大、带有一定锥度，且为高硬度合金或耐高温材料等，从而导致工作液冲洗效果降低，电火花线切割时产生大量的热量且无法被工作液及时带走，这不仅会降低切割效率，而且会使过多的热量损耗在电极丝上，导致电极丝因过热而烧断。普通电极丝材料在以上这种复杂工况条件下切割异型高硬度合金或耐高温超级合金材料时特别容易断丝，且切割效率低。因此，亟需一种断丝频次低，切割效率高的电极丝及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电极丝及其制备方法，通过对电极丝的结构和材料含量做改进，提高切割效率，减少断丝频次，同时电极丝制备方法的生产工艺过程简单、可操作性强。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电极丝，包括芯材和螺旋绕设在芯材表面的条状凸起；所述条状凸起的各匝间隔设置；所述条状凸起的个数N为1或2或3或4；所述条状凸起的横截面为梯形或三角形或锯齿形；所述芯材和所述条状凸起中均包括铜、锌和杂质；其中，所述芯材中铜的质量百分数含量为58.5～67.5wt％，所述芯材中杂质的质量百分数含量小于等于0.5wt％；所述条状凸起中锌的质量百分数含量为57.8～69.8wt％，所述条状凸起中杂质的质量百分数含量小于等于0.3wt％。本专利技术还提供了一种电极丝的制备方法，包括以下步骤：(1)制备芯材所需的母线，母线直径为0.5～1.2mm；(2)将所制母线进行除油－酸洗－水洗－镀锌处理，锌镀层厚度为3～15μm，制得第一线坯，其中电镀电流为1200～2500A，电压120～220V；(3)对所述第一线坯进行合金化热处理，温度为290～350℃，热处理时间为3～8h，在所述芯材表面形成条状凸起材质，制得第二线坯；(4)对所述第二线坯进行接触式在线扩散退火处理，使得在芯材和条状凸起之间形成凸起边缘材质，制得第三线坯，加工速度为10～20m/min，退火电流为25～100A，电压50～180V；(5)对所述第三线坯采用异形模具进行旋转式连拉连退加工，拉伸速度为800～1200m/min，退火电压为12～60V，退火电流为15～50A，制得直径为0.15～0.30mm的电极丝成品。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种电极丝及其制备方法，其中，电极丝包括芯材和螺旋绕设在芯材表面的条状凸起；条状凸起的各匝间隔设置。在芯材表面凸设有条状凸起，能显著增大电极丝的表面积，明显增加单位时间内电极丝自身散失的热量，进而避免电极丝损耗过多的热量而导致电极丝因过热而烧断，减少了断丝频次。另外，通过螺旋绕设的条状凸起结构可有效的注入更多的新鲜工作液，从而使工件和电极丝表面及时冷却，避免工件表面烧伤或者损伤电极丝，严重时引起烧丝。放电结束后，条状凸起结构可以存储大量蚀除产物，减少加工屑黏附到电极丝表面，从而改善排屑性能，减少断丝机率，提高切割效率。另外，芯材中铜的质量百分数含量为58.5～67.5wt％，芯材中杂质的质量百分数含量小于等于0.5wt％，使得该芯材具有良好的抗拉强度和足够塑韧性，进而使得电极丝具有较大的张力和较好的塑料韧性，进而获得较好的切割性能且不容易断丝。条状凸起中锌的质量百分数含量为57.8～69.8wt％，条状凸起中杂质的质量百分数含量小于等于0.3wt％，使得电极丝的气化性能较好，有利于提高切割效率。综上，本专利技术的电极丝切割效率高，尤其适合上下悬空或带有一定锥度的高硬度合金或耐高温材料的切割加工。本专利技术的制备方法生产工艺简单，可操作性强，制备步骤少，生产设备简单，易于制得符合要求的产品，且易于实现规模化、自动化生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1提供的一种条状凸起连续分布的电极丝结构图；图2为本专利技术实施例1提供的一种条状凸起不连续分布的电极丝结构图；图3为本专利技术实施例1提供的电极丝局部放大图；图4为本专利技术实施例2提供的一种电极丝制备方法流程图；图5为本专利技术实施例2提供的条状凸起不连续分布的电极丝制备过程示意图；图6为本专利技术实施例2提供的条状凸起连续分布的电极丝的显微图；图7为本专利技术实施例2提供的条状凸起不连续分布的电极丝的显微图。符号说明：1：芯材；2：条状凸起；21：凸起段。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种电极丝及其制备方法，通过对电极丝的结构和材料含量做改进，提高切割效率，减少断丝频次，同时电极丝制备方法的生产工艺过程简单、可操作性强。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1如图1所示，本实施例提供了一种电极丝，包括芯材和螺旋绕设在芯材表面的条状凸起；所述条状凸起的各匝间隔设置；所述芯材和所述条状凸起中均包括铜、锌和杂质；其中，所述芯材中铜的质量百分数含量为58.5～67.5wt％，所述芯材中杂质的质量百分数含量小于等于0.5wt％；选择上述铜含量，主要考虑到铜含量为58.5～67.5wt％的芯材材质，具有良好的抗拉强度和足够塑韧性。因为在电火花放电加工过程中，电极丝须能承受一定的张力和因放电引起的冲击力，如果材料强度太低或者断裂韧性太低，会造成电极丝抖动，最终导致切割工件表面粗糙不平，甚至会引起多道切割线痕，尤其是对于一些悬空状态下难加工的金属工件，如高硬度材料和耐高温超级合金材料等，切割时施加的张力(组成电极丝材料的强度)越大，越容易切割，同样塑韧性越好，越不容易断丝。为了更进一步的提高电极丝的性能，可以更精确的确定铜含量为61.5～64.5wt％，61.5～64.5wt％的铜含量还有助于电极丝恢复直度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极丝，其特征在于，包括芯材和螺旋绕设在芯材表面的条状凸起；所述条状凸起的各匝间隔设置；/n所述条状凸起的个数N为1或2或3或4；/n所述条状凸起的横截面为梯形或三角形或锯齿形；/n所述芯材和所述条状凸起中均包括铜、锌和杂质；/n其中，所述芯材中铜的质量百分数含量为58.5～67.5wt％，所述芯材中杂质的质量百分数含量小于等于0.5wt％；/n所述条状凸起中锌的质量百分数含量为57.8～69.8wt％，所述条状凸起中杂质的质量百分数含量小于等于0.3wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种电极丝，其特征在于，包括芯材和螺旋绕设在芯材表面的条状凸起；所述条状凸起的各匝间隔设置；
所述条状凸起的个数N为1或2或3或4；
所述条状凸起的横截面为梯形或三角形或锯齿形；
所述芯材和所述条状凸起中均包括铜、锌和杂质；
其中，所述芯材中铜的质量百分数含量为58.5～67.5wt％，所述芯材中杂质的质量百分数含量小于等于0.5wt％；
所述条状凸起中锌的质量百分数含量为57.8～69.8wt％，所述条状凸起中杂质的质量百分数含量小于等于0.3wt％。


2.根据权利要求1所述的电极丝，其特征在于，所述芯材中铜的质量百分数含量为61.5～64.5wt％。


3.根据权利要求1所述的电极丝，其特征在于，所述条状凸起由若干个凸起段组成，各个所述凸起段紧密连接或间隔设置。


4.根据权利要求1所述的电极丝，其特征在于，同一所述条状凸起中，任意匝中的所述凸起段的一侧至相邻匝中的所述凸起段的同一侧的轴向距离为NP，P＝2～80μm。


5.根据权利要求1所述的电极丝，其特征在于，不同所述条状凸起的各匝之间间隔设置。


6.根据权利要求1所述的电极丝，其特征在于，所述条状凸起与所述芯材表面之间的径向距离为4～20μm。


7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志宁，万林辉，吴桐，林火根，孟宪旗，
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：浙江;33