[發明專利]一種單向走絲電火花加工用電極絲及其制備方法

有效

• 申請號: 201610795405.8
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106270848B
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 梁志寧;萬林輝;吳桐;孟憲旗;林火根;陳小軍;鐘杰
• 申請（專利權）人: 寧波博德高科股份有限公司
• 主分類號: B23H7/08
• 分類號: B23H7/08;B23H7/22;B23H7/24
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 張一平;陳蕾

本發明涉及一種單向走絲電火花加工用電極絲，包括芯材和殼層，所述殼層包括包覆于芯材表面的快放電切割層、設置在電極絲表面的低損傷精修層以及設置在該快放電切割層與低損傷精修層之間的潤滑間隙；所述快放電切割層中各成分的質量百分數組成為：鋅含量為45～65％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質；所述低損傷精修層中各成分的質量百分數組成為：鋅含量為80％～100％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質；還涉及該電極絲的制備方法。與現有技術相比，本發明中的電極絲能實現快速放電切割，實現低損傷磨蝕加工，保證工件達到規定的質量要求，有效提高加工精度。

技術領域

本發明涉及電火花加工技術領域，尤其涉及一種單向走絲電火花加工用電極絲及其制備方法。

背景技術

根據電極絲運行速度的不同，電火花加工用電極絲分為慢走絲電極絲和快走絲電極絲，其中慢走絲電極絲在電火花加工中作低速單向運動，因此又稱為單向走絲電極絲，其速度一般低于0.2mm/s，精度達0.001mm級，表面質量接近磨削水平。隨著航空、航天、軍工、汽車、半導體等關鍵制造領域的發展,尤其是精密模具制造業的迅速發展,對各類高、中、低檔慢走絲電火花線切割機床的需求量不斷提高,市場競爭也日趨激烈,同時也刺激了線切割機床制造廠商對電火花線切割機床性能及功能的提升,促進了單向走絲電火花線切割技術的進一步發展。

慢走絲線切割技術(即單向走絲線切割技術)與快走絲線切割技術相比,具有更好的加工效率、加工精度以及加工表面，因此為現代制造業所廣泛認知與采用。此外，多次切割技術是提高慢走絲電火花線切割加工精度及表面質量的根本手段，是設計制造技術、數控技術、智能化技術、脈沖電源技術、精密傳動及控制技術的科學整合。一般情況下，多次切割技術通過一次切割成形、二次切割提高精度以及三次以上切割提高表面質量，甚至為達到高質量的表面，多次切割的次數需高達7～9次。例如多次切割包括粗割和精修；其中，粗割是指從整塊材料上切下工件的輪廓，由于待切割材料量的關系，粗割是最費時的；但是粗割獲得的工件，高能放電會造成不平坦的表面，在很多高端應用領域精度不夠，這就需要一次或多次的后切割，稱之為“精修”，精修就是對工件進行精加工，從而將工件表面磨光，并且將與輪廓不相符的部分磨掉，這只需要釋放少量能量就能達到，從而使工件達到規定的質量，例如平行度，表面粗糙度，尺寸精度等，精修的次數主要以工件所需要達到的質量為準。因此，許多廠家為了進一步提升慢走絲電火花線切割機床的性能,專注于慢走絲電火花多次切割加工工藝的研究,同時配備較為豐富的多次切割加工工藝數據庫,可使慢走絲電火花線切割機床根據工件材料、厚度及加工要求自動調用脈沖參數、運絲速度、切割速度等工藝參數,自動化程度有較大提高,大大提高了慢走絲電火花線切割機床的加工精度和加工表面。

眾所周知，慢走絲的加工原理如下：工具電極(電極絲)和工件之間加上脈沖電壓，兩者在絕緣介質液體中到達一定的間隙擊穿形成放電通道，產生火花放電，放電時在局部產生瞬時高溫(8000℃～12000℃)使金屬材料熔化，甚至氣化并被液體介質帶走，脈沖電源不斷地發出電脈沖形成一次次火花放電將工件材料不斷去除。放電加工時工件表面溫度高達10000℃，上層材料承受極高溫度被蒸發，下層之熔融材料則被放電所產生壓力沖除。大約15％的熔融材料被加工液沖除，未被沖除之材料則仍然附著于工件表面形成再鑄層。工件(鋼材)材料經放電加工后截面呈現三個區域:一是基體金屬，指未改變金相組織和性能的原來基體的金屬；二是熱影響層，位于基體金屬上面的由于熱作用改變了基體金屬金相組織和性能的一層金屬；三是再鑄層，位于工件表層，熱影響層上面，再鑄層為快速淬火結構。再鑄層存在著放電加工所造成的微缺陷如微孔、球狀顆粒以及微裂紋等，因此再鑄層存在的區域可視為加工損傷區，再鑄層的上表面可視為電火花加工表面。電火花加工時金屬的蝕除分熔化和氣化兩種，寬脈寬作用時間長，容易造成熔化加工，使工件表面形貌變差，加工損傷區增厚，內應力加大，易產生裂紋；當脈寬小到一定值時，作用時間極短，形成氣化加工，可以減小加工損傷區厚度，改善加工表面，減小內應力，避免裂紋產生。