用于电侵蚀加工的δ相黄铜电极丝及其制造方法技术

公开了一种用于电侵蚀加工的电极丝(1)，所述电极丝(1)包含：金属芯(2)，其由一个或多个金属或金属合金层制成；在金属芯(2)上的，具有与金属芯(2)不同并含有多于50重量％锌的合金的涂层(3)，所述涂层(3)包含δ相铜‑锌合金(33)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电侵蚀加工的δ相黄铜电极丝及其制造方法
本专利技术涉及在通过放电加工(electricaldischargemachining)进行机械加工的装置中用于通过放电加工切割金属或导电材料的电极丝。众所周知的放电(electricaldischarge)或电火花侵蚀加工(sparkerosionmachining)法使得有可能通过在机械加工区中在要机械加工的部件与导电电极丝之间生成火花来除去导电部件上的材料。电极丝在部件附近沿丝的长度方向连续退卷，受导向器(guide)支撑并在横向上朝部件方向逐渐移动——通过丝的导向器的横向平移或通过部件的平移。通过远离机械加工区的电接点连向电极丝的发电机在电极丝与要机械加工的导电部件之间建立适当的电位差。将电极丝与部件之间的机械加工区浸在合适的介电流体中。电位差导致在电极丝与要机械加工的部件之间出现火花，其逐渐侵蚀部件和电极丝。电极丝的纵向移动使得有可能持久保持足够的丝直径以防止其在机械加工区断裂。丝和部件在横向上的相对运动使得有可能酌情切割部件或处理其表面。被火花从电极丝和从部件上分离的粒子分散在介电流体中，在此将它们排出。加工精度的获得，特别是具有低半径角的切口的生产要求使用具有小直径并支持大机械断裂载荷的丝以在机械加工区中受拉并限制振动的幅度。用于通过放电加工进行机械加工的大多数现代装置被设计成使用通常具有0.25mm的直径和400至1000N/mm2的断裂载荷的金属丝。当在电极丝与部件之间出现火花时，电极丝的表面突然被短时间加热到极高温度。其结果在于，在火花位置，电极丝的表面层的材料从固态变成液态或气态，并从电极丝的表面移走和/或在介电流体中排出。发现被火花触及的电极丝的表面区域已变形，通常呈现微凹的弧坑形状，具有材料已熔融和再凝固的区域。可以观察到，火花对放电加工的有效性极大依赖于电极丝的表面层的性质和形貌。为此，已通过使用包含由一种或多种提供良好的电流传导和良好的机械强度以保持丝的机械拉伸载荷的金属或合金制成的芯并包含由一种或多种其它金属或合金制成的涂层和/或特定形貌，例如裂隙(以提供更好的放电加工效率，例如更高的侵蚀速度)的电极丝获得放电加工效率的重大进步。因此已提供具有被锌覆盖的黄铜芯的电极丝，锌具有在火花过程中迅速蒸发同时防止电极丝的芯过度受热的性质。例如，文献FR2936727A描述了一种电极丝，其包含由一个或多个金属或金属合金层制成的金属芯和具有与金属芯不同并含有多于50重量％锌的合金的涂层。该文献描述了δ相(deltaphase)锌-铁合金或锌-镍合金的涂层。这些合金的δ相在环境温度下稳定，这使得它们更容易获得。但是，这样的电极丝的机械加工速度不是最优的。此外，已经提供如下电极丝：其芯被一个或多个铜锌合金层覆盖，例如γ相铜锌合金的断裂表面层在β相铜锌合金的中间层之上，或ε相铜锌合金的表面层在γ相铜锌合金层之上，其本身又在β相铜锌合金层之上。这种特定的涂层结构旨在确保通过放电加工进行部件的机械加工的通常更高速度。但是，仍然需要在电火花加工的给定电流强度下提高通过放电加工进行机械加工的速度。本专利技术来源于观察到在电极丝经过用于放电加工的装置的机械加工区(在此进行放电加工工艺)的过程中，电极丝的同一个表面通常接受到几个连续火花。其结果在于，在影响电极丝的所述表面的第一个火花后，后续火花出现在已被所述第一个火花和其它中间火花改变的表面上。换言之，火花渐进改变电极丝的表面，这可影响后续火花的效率，特别是就放电加工的速度而言。特别地，第一个火花不仅具有侵蚀电极丝的表面和要机械加工的部件的表面的作用，还通过熔融和重组材料而局部改变电极丝的涂层。因此，已重组的涂层的表面材料通常是与其初始状态下的电极丝的表面层不同的相的铜锌合金，其因此对通过后续火花产生的放电加工不再表现出相同性质。同样地，第一个火花不仅具有侵蚀电极丝的表面和要机械加工的部件的表面的作用，还通过材料的熔融而局部改变电极丝的涂层的形貌，熔融的材料可能流动并覆盖在其初始状态的电极丝表面存在的任何裂隙或空洞。因此，本专利技术基于的理念是通过尽可能降低由连续的加工火花造成的效率退化，在通过放电加工进行机械加工的过程中在其经过机械加工区的行程的全程保持具有良好侵蚀效率的电极丝表面层。由此，电极丝的涂层的表面区域可在其经过机械加工区(在此产生放电加工火花)的行程中更长时间保持良好的侵蚀效率。专利技术公开本专利技术提出的一个问题是设计一种电极丝，其结构使得有可能在电火花加工的给定电流强度下提高通过放电加工进行机械加工的速度。本专利技术提出的另一个问题是经济地制造这样的放电加工丝，其能够在电火花加工的给定电流强度下实现通过放电加工进行机械加工的更高速度。为了实现这些和其它目的，根据第一个方面，本专利技术提供一种用于通过放电加工进行机械加工的电极丝，所述电极丝包含：-金属芯，其由一个或多个金属或金属合金层制成，-在金属芯上，具有与金属芯不同并含有多于50重量％锌的合金的涂层，其中所述涂层包含由δ相铜-锌合金制成的区域。用于通过放电加工进行机械加工的电极丝在其储存和随后运输直至在放电加工装置的入口处准备用于机械加工时在环境温度，即通常在15℃至30℃之间的温度下。在这些温度下，δ相铜-锌合金处于亚稳态。δ相铜-锌合金的区域可存在于连续涂层中，或在含有裂纹的涂层中。本专利技术的专利技术人已经观察到，与由整体组成相同的γ相铜锌合金和ε相铜锌合金的混合物制成的区域相比，当它们经受强烈和短暂的机械加工火花时，δ相铜-锌合金的区域产生较少液体。可以观察到，例如，当在电极丝的涂层中存在这种合金的δ相时，由放电加工火花产生的弧坑具有较少的再凝固区。当产生的液体量较少时，电极丝在火花过程中失去的材料较少。因此有可能降低电极丝的向前演进的速率和因此降低电极丝的消耗速率，同时保持良好的机械加工速度。此外，当产生的液体量较少时，较少的裂隙或孔隙被液流封阻，从而更好地保持电极丝的表面形貌。因此提高机械加工速度。根据第一个实施方案，在根据本专利技术的电极丝中，δ相铜-锌合金形成所述涂层中的至少一个合金层。例如，所述至少一个δ相铜-锌合金层可有利地是所述涂层的表面层。其因此直接受到放电加工火花的应力。所述δ相铜-锌合金层可以是断裂的。根据第一种可能性，电极丝的涂层可包含γ相铜-锌合金的断裂层和在其上的所述至少一个δ相铜-锌合金层。在这种情况下，所述至少一个δ相铜-锌合金层可有利地具有在所述γ相铜-锌合金的断裂层的厚度的30％至100％之间的厚度。根据第二种可能性，所述涂层可包含β相铜-锌合金层、在其上的γ相铜-锌合金的断裂层、再在其上的所述至少一个δ相铜-锌合金层、再在其上的ε相铜-锌合金层。根据一个有利的实施方案，根据本专利技术的电极丝可包含涂层，所述涂层具有含有被所述至少一个δ相铜-锌合金层覆盖的孔隙的γ相铜-锌合金层。一般而言，δ相铜-锌合金层可以是连续的。或者，δ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过放电加工进行机械加工的电极丝(1)，所述电极丝(1)包含：/n-金属芯(2)，其由一个或多个金属或金属合金层制成，/n-在金属芯(2)上的，具有与金属芯(2)不同并含有多于50重量％锌的合金的涂层(3)，/n其特征在于所述涂层(3)包含δ相铜-锌合金(33)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181221 FR 18739711.一种用于通过放电加工进行机械加工的电极丝(1)，所述电极丝(1)包含：
-金属芯(2)，其由一个或多个金属或金属合金层制成，
-在金属芯(2)上的，具有与金属芯(2)不同并含有多于50重量％锌的合金的涂层(3)，
其特征在于所述涂层(3)包含δ相铜-锌合金(33)。


2.如权利要求1中所述的电极丝，其特征在于δ相铜-锌合金(33)形成所述涂层(3)中的至少一个合金层。


3.如权利要求2中所述的电极丝，其特征在于所述至少一个δ相铜-锌合金层(33)是断裂的。


4.如权利要求2或3中所述的电极丝，其特征在于所述至少一个δ相铜-锌合金层(33)是所述涂层(3)的表面层。


5.如权利要求2至4任一项中所述的电极丝，其特征在于所述涂层(3)包含γ相铜-锌合金的断裂层(32)和在其上的所述至少一个δ相铜-锌合金层(33)。


6.如权利要求5中所述的电极丝，其特征在于所述至少一个δ相铜-锌合金层(33)具有在所述γ相铜-锌合金的断裂层(32)的厚度的30％至100％之间的厚度。


7.如权利要求2或3中所述的电极丝，其特征在于所述涂层(3)包含β相铜-锌合金层(31)、在其上的γ相铜-锌合金的断裂层(32)、在其上的所述至少一个δ相铜-锌合金层(33)、再在其上的ε相铜-锌合金层(34)。


8.如权利要求5至7任一项中所述的电极丝，其特征在于所述γ相铜-锌合金层(32)含有被所述至少一个δ相铜-锌合金层(33)覆盖的孔隙(7a)。


9.一种制造用于通过放电加工进行机械加工的电极丝(1)的方法，所述电极丝(1)包含金属芯(2)和含δ相铜-锌合金(33)的涂层(3)，所述方法通常包括下列阶段：
(a)-获取由金属制成的裸丝，
(b)-在这种裸丝上制造具有区域的涂层，所述区域的平均组成对应于δ相铜-锌合金的存在范围(D)，
(c)-使涂布的裸丝达到在559℃至700℃之间，优选在559℃至600℃之间的温度，在此温度下铜-锌合金δ相稳定，
(d)-将涂布的裸丝骤冷以使δ相铜-锌合金(33)在环境温度下保持亚稳态。


10.如权利要求9中所述的方法，其包括下列阶段：
-在阶段(a)的过程中，选择在表面上具有铜的裸丝，
-在这种裸丝上制造第一锌涂层，
-进行第一扩散热处理以获得β相铜锌合金的下层(31)和γ相铜锌合金的外层(32)，
-制造第二锌涂层，
-在小于170℃的温度下进行第二扩散热处理以在丝的表面获得由ε相铜锌合金组成的外层(34)，同时保留先前制成的由β相铜锌合金(31)和...

【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：法国;FR