高导电高韧性复合线及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种高导电高韧性复合线，包括芯材和表层金属层，芯材合金组成为：铜：５９．０～６５．０ｗｔ％、其它元素：０．００５～０．１ｗｔ％，所述的其它元素包括钛、铁、硅、锡、磷、稀土金属中的至少二种元素、不可避免的杂质含量小于０．３ｗｔ％，其余为锌，其中不可避免的杂质中铅、铋、锑的含量小于０．０５ｗｔ％；所述表层金属层的合金组成为：铜：４８．０～５２．０ｗｔ％、稀土：０～０．４ｗｔ％、银：０～０．２ｗｔ％、不可避免的杂质元素含量小于０．３ｗｔ％、余量为锌。该复合线机械性能提高，有助于切割硬度高的料件，切割出来的料件表面光洁度好，放电时的冲洗效果改善，切割速度和切割工件的表面质量提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高导电高韧性复合线，本专利技术同时也涉及一种高导电高韧性复合线 的制造方法。技术背景机械加工工业的发展离不开高精密机械加工技术的发展，一种新加工手段的发展到 及其应用，离不开效率和质量的同步提高，慢走丝电火花加工做为机械加工的一种类型， 近年来随着机械加工技术的发展也得到了突飞猛进的前进。慢走丝线切割技术的发展， 离不开电极丝技术的同步发展，现在国际上所流行的慢走丝机床的设计理念是根据电极 丝的性能来设计的，而电极丝技术的突破往往会带动线切割机设计的革新。从最初使用 的无氧铜线切割到现在的复合线进行切割，慢走丝切割的发展经历了从低效率、低质量 到高效率、高质量、自动化、专业化生产的一个漫长的历程。中国的线切割技术发展是 在逐步引进吸收国外先进技术的基础上发展起来的，从最早的快走线、中走线加工到现 在已经逐渐在普遍使用的慢走丝加工，经历了一个从低到高的发展历程。从上世纪七八 十年代镀锌电极丝的专利技术到今天，市场上已经出现了各种各样的电极丝，比如普通黄铜 电极丝、镀锌电极丝、速度型镀层电极丝、速度型镀层电极丝等，但是它们还存在以下 问题阻碍了它们的发展。普通黄铜电极丝-组成成分为铜锌二元合金,因为受到黄铜中锌含量的限制,它的切割速度受到了制约， 而随着黄铜中锌含量增多,其切割速度也会有小的提升,但它的提升速度是有限的。铜锌 二元合金属于普通黄铜，因受合金本身的限制，对于使用要求抗拉性能要求较高、切割 精度速度要求较高的切割要求时，普通黄铜电极丝就受到了限制。镀锌电极丝芯材为普通黄铜，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。由于是在普通黄铜的表面镀了一层单 质锌，因锌的导电率比铜低了很多，因此造成这种电极丝的导电率会比较低，而使最终 的切割速度受到限制，另外因锌是电镀上去的，也容易出现电镀层脱落的现象，而引起 最终的切割效果。4速度型镀层电极丝芯材为普通黄铜，镀层为铜锌合金，厚度比普通镀锌电极丝的镀层要厚一些。这种 镀层电极丝的速度比普通镀锌电极丝的切割速度要快一些，适合于高效率的加工。但因 为这种电极丝的镀层为铜锌合金，导电率同样受到限制，对切割速度的提高也会有影响。扩散退火型电极丝研究发现，表面有均匀小坑洞的电极丝会改善电极丝的放电冲洗效果，应运而生， 就产生了这种表面多孔结构的电极丝。扩散退火型电极丝芯材为无氧铜或者普通黄铜， 并通过扩散退火在外层包一层铜锌合金，其中铜和锌的比例为1: 1,由于芯材为无氧 铜或者普通黄铜，表层是采用扩散退火形成的多孔结构，故这种电极丝的冲洗效果比常 规的电极丝要好。但因为芯材为无氧铜或者普通黄铜，其韧性和抗拉强度会受到限制， 表层扩散退火上去的铜和锌也由于导电率的限制对特殊的加工会有影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种高导电高韧性复合线，该复合线机械性 能得到了提高，有助于切割硬度高的料件，切割出来的料件表面光洁度得到了提高，有 助于改善电极丝放电时的冲洗效果，从而提高切割速度和切割工件的表面质量。本专利技术的另一目的在于提供一种高导电高韧性复合线的制造方法。本专利技术的一种高导电高韧性复合线，包括芯材和表层金属层，其特征在于所述芯材 的合金组成为铜59.0 65.0wt%、其它元素0.005 0.1wt% ，所述的其它元素包括 钛、铁、硅、锡、磷、稀土金属中的至少二种元素、不可避免的杂质含量小于0.3wt%， 其余为锌，其中不可避免的杂质中铅、铋、锑的含量小于0.05 wt%;所述表层金属层的 合金组成为铜48.0 52.0wt%、稀土 0 0.4wt%、银0 0.2wt%、不可避免的杂 质元素含量小于0.3 wt%、余量为锌。所述的其它元素中的钛、铁、硅、锡、磷、稀土金属中至少两种元素加入的作用， 一是脱氧、细化晶粒，提高材料的强度；二是与杂质中的铅、铋等元素形成金属化合物， 强化晶界，当添加的元素含量超过0.1 wtM时，合金的强度得到了相应的提高，但会形 成其它更多的硬脆相，同时也会降低合金的导电率，满足不了后步的冷成型性能与放电效 果，同时也增加了成本，影响推广使用效果。本专利技术高导电高韧性复合线的表层金属加入银的机理为，银是一种在常温下比铜导 电率更好的金属，且化学性能不活泼，不容易同空气中的氧起化学反应，同时在材料的加 工过程中也不易同其它介质起化学反应，因此加入银的目的主要是保证合金表层的导电率 不降低，同时可以有效地保护合金表层金属不易氧化。本专利技术高导电高韧性复合线的表层金属加入稀土的机理为，稀土金属主要是起在材料的中间退火时阻止晶粒长大、控制e相转变数量的作用，能提高软化点、增强强度，提 高冷热成型性能。加入以镧为基的混合稀土效果更好，可增加导电率和增强材料的加工过 程中的抗脱锌能力，同时材料的韧性也有提高。作为优选之一的本专利技术高导电高韧性复合线，所述芯材的合金组成为:铜59.0 62.5wt%、其它元素0.005 0.1wt%，所述的其它元素包括钛、铁、硅、锡、磷、稀 土金属中的至少二种元素、不可避免的杂质含量小于0.3wt%，其余为锌，其中不可避 免的杂质中铅、铋、锑的含量小于0.05wtc/。；所述表层金属层的合金组成为铜48.0 52.0wt%、稀土 0 0.4wt%、银0 0.2wt%、不可避免的杂质元素含量小于0.3 wt%、 余量为锌。此种芯材成分的合金因为含铜量低，价格相对低廉，芯材的机械性能一般；表层金 属层添加的稀土金属、银都在成分的下限，机械性能、导电率有一定程度的提升，但提 升的程度不大，相反成本优势比较明显。该类复合线适合于特殊领域的特殊加工，如加 工易放电的碳钢工件、切割较容易切割的普通碳钢类工件等。作为优选之二的本专利技术高导电高韧性复合线，所述芯材的合金组成为:铜63.5 65.0wt%、其它元素0.005 0.1wt%，所述的其它元素包括钛、铁、硅、锡、磷、稀 土金属中的至少二种元素、不可避免的杂质含量小于0.3wt%，其余为锌，其中不可避 免的杂质中铅、铋、锑的含量小于0.05 wt%;所述表层金属层的合金组成为铜48.0 52.0wt%、稀土 0 0.4wt%、银0 0.2 wt%、不可避免的杂质元素含量小于0.3 wt%、 余量为锌。此种类型的合金成分因为铜含量在上限，其机械性能较优，但因为含铜量高，价格 相对于方案一、三昂贵，添加的稀土金属、银都在成分的上限，导电率、机械性能提升 很大，适合于大多数领域的一般加工和特殊加工。作为优选之三的本专利技术高导电高韧性复合线，所述芯材的合金组成为铜62.5 63.5wt%、其它元素0.005 0.1wt%，所述的其它元素包括钛、铁、硅、锡、磷、稀 土金属中的至少二种元素、不可避免的杂质含量小于0.3wt%，其余为锌，其中不可避 免的杂质中铅、铋、锑的含量小于0.05wtM;所述表层金属层的合金组成为铜48.0 52.0wt%、稀土 0 0.4wt%、银0 0.2wt%、不可避免的杂质元素含量小于0.3 wt%、 余量为锌。此种芯材成分的合金因为含铜量在中间值，材料的机械性能不会降低，成本合适， 添加的稀土金属、银都在成分的中限，导电率、机械性能提升很大，稀土、银本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高导电高韧性复合线，包括芯材和表层金属层，其特征在于：所述芯材的合金组成为：铜：５９．０～６５．０ｗｔ％、其它元素：０．００５～０．１ｗｔ％，所述的其它元素包括钛、铁、硅、锡、磷、稀土金属中的至少二种元素、不可避免的杂质含量小于０．３ｗｔ％，其余为锌，其中不可避免的杂质中铅、铋、锑的含量小于０．０５ｗｔ％；所述表层金属层的合金组成为：铜：４８．０～５２．０ｗｔ％、稀土：０～０．４ｗｔ％、银：０～０．２ｗｔ％、不可避免的杂质元素含量小于０．３ｗｔ％、余量为锌。

【技术特征摘要】
1、一种高导电高韧性复合线，包括芯材和表层金属层，其特征在于所述芯材的合金组成为铜59.0～65.0wt％、其它元素0.005～0.1wt％，所述的其它元素包括钛、铁、硅、锡、磷、稀土金属中的至少二种元素、不可避免的杂质含量小于0.3wt％，其余为锌，其中不可避免的杂质中铅、铋、锑的含量小于0.05wt％；所述表层金属层的合金组成为铜48.0～52.0wt％、稀土0～0.4wt％、银0～0.2wt％、不可避免的杂质元素含量小于0.3wt％、余量为锌。2、 根据权利要求1所述的高导电高韧性复合线，其特征在于所述芯材的合金组成为铜59.0 62.5wt%、其它元素0.005 0.1wt% ，所述的其它元素包括钛、铁、 硅、锡、磷、稀土金属中的至少二种元素、不可避免的杂质含量小于0.3wt%，其余为 锌，其中不可避免的杂质中铅、铋、锑的含量小于0.05wtQ/。；所述表层金属层的合金组 成为铜48.0 52.0wt%、稀土 0 0.4wt%、银0 0.2wt%、不可避免的杂质元素 含量小于0.3wtM、余量为锌。3、 根据权利要求1所述的高导电高韧性复合线，其特征在于所述芯材的合金组 成为:铜63.5 65.0wt%、其它元素0.005 0.1wt% ，所述的其它元素包括钛、铁、 硅、锡、磷、稀土金属中的至少二种元素、不可避免的杂质含量小于0.3wt%，其余为 锌，其中不可避免的杂质中铅、铋、锑的含量小于0.05 wt%;所述表层金属层的合金组 成为铜48.0 52.0wt%...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟宪旗，俞易非，
申请(专利权)人：宁波博威麦特莱材料有限公司，宁波博威集团有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]