專(zhuān)利名稱：線電極、特別是電花火腐蝕加工用線電極及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線電極和一種生產(chǎn)線電極，尤其是生產(chǎn)用于電火花腐蝕工藝的線電極方法，線電極具有一層或多層芯，多層芯之外層由銅或具有顯著α相基體的銅/鋅合金組成，并且有由鋅或鋅合金組成的殼層。
用于電火花腐蝕工藝之線電極已被生產(chǎn)，作為常識(shí)，其高強(qiáng)度的芯還應(yīng)是良導(dǎo)體，由黃銅制作的芯或在其內(nèi)之鋼核由銅或黃銅層圍繞之復(fù)合芯已證明適合于產(chǎn)生高強(qiáng)度。為了增大這種線電極之切割能力，一殼層被涂覆于線電極之芯上。作為常識(shí)，殼層是由鋅或鋅合金組成的。涂覆純鋅涂層之線電極具有極好切割能力。但是，在切割高大工件時(shí)，這些線電極切割能力就減低。其原因在于，殼層之純鋅蒸發(fā)迅速，因而在很短時(shí)間內(nèi)就被耗盡，以至于使這種線電極之后只能用其芯部材料切割。因而從整體看來(lái)又減低了切割能力。
試驗(yàn)表明，對(duì)于高大工件來(lái)說(shuō)，當(dāng)殼層之鋅是一種合金成份時(shí)，可得到較高的切削能力。已經(jīng)證實(shí)，由均勻的β黃銅做殼層是有優(yōu)勢(shì)的。即使是切割高大工件，這種電極也具有極好的切割能力。但是，不利的是，對(duì)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，這種電極的成本相對(duì)而言是高的。在這種情況下一方面，必須維持芯的精確合金組份；在另一方面，為了達(dá)到一穩(wěn)定狀態(tài)，必須在高溫下在一長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散。此狀態(tài)隨后必須以激冷來(lái)固定。但是采用這種公知方法精確地控制殼層之該相基體是非常困難的。在其生產(chǎn)過(guò)程中，一點(diǎn)兒偏差就會(huì)導(dǎo)致在殼層中除了β黃銅外還會(huì)有α和/或γ黃銅存在。
在一方面，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)開(kāi)頭提到的那種線電極，此線電極具有比其殼層是由純?chǔ)孪嘀€電極更高的切割能力；在另一方面，本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)線電極的方法，通過(guò)應(yīng)用這種方法，基本上由γ和ε黃銅組成的殼層之成本被有效地減少。
就此方法而言，通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。此線電極是由權(quán)利要求7和8之特征來(lái)確定的。其外殼層由γ和ε相組成。最好是能有惰性而堅(jiān)硬的物相也摻入該γ和ε相，所能得到的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)被腐蝕材料來(lái)說(shuō)，此腐蝕絲之電蝕性能和放電性能可進(jìn)一步改善。
選擇純?chǔ)孟?，如果合適，還可對(duì)之添加硬惰性材料，已經(jīng)證明，在切割性能方面，它比β相更好。用傳統(tǒng)的方法，例如用長(zhǎng)時(shí)間擴(kuò)散生產(chǎn)這種純態(tài)γ相是根本不可能的。通常，具有α，β和/或γ相的基體fractions的混合結(jié)構(gòu)可以得到。
本發(fā)明提供一種由γ或ε黃銅生產(chǎn)均勻殼層的方法，此方法利用通常為極端短暫擴(kuò)散時(shí)間的不平衡狀態(tài)，不平均狀態(tài)是由高加熱速度，高冷卻速度和相當(dāng)短的保溫時(shí)間引起的。令人驚奇的是，ε黃銅首先形成，然后是γ黃銅，在殼層中的γ黃銅有比β黃銅到目前為止由本發(fā)明建議的所有短擴(kuò)散時(shí)間中形成的生長(zhǎng)率高得多，之后，只是檢驗(yàn)此γ相發(fā)育的比例。在實(shí)際上，相對(duì)芯層確定的界限而來(lái)說(shuō)，β相維持在檢測(cè)極限之下，只是作為相當(dāng)小的余量被揭示而已，γ相延伸擴(kuò)展至整個(gè)殼層。通過(guò)采用本發(fā)明的方法，也可以在那種在通常的擴(kuò)散退火情況下會(huì)禁止α、β、γ相交叉重疊的那種線電極中，產(chǎn)生純?chǔ)呕颚孟唷?br> 實(shí)例1芯(銅鋅5)CuZn5；鍍鋅30μm/1.0mm；拉絲從1.0到0.40mm；退火以速度200k/s加熱；退火溫度＝600℃；冷卻速度＝300k/s；拉絲從0.4到0.25mm實(shí)例2芯CuZn5；鍍鋅30μm/1.0mm；拉絲從1.2到0.6mm；退火以速度40k/s加熱；退火溫度＝800℃；冷卻速度＝60k/sec；拉絲從0.60到0.25mm本發(fā)明結(jié)合附圖介紹，對(duì)


如下圖1展示本發(fā)明的腐蝕絲之一剖視圖。
圖2展示圖1所示殼層和芯放大了的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，圖3至7展示隨退火時(shí)間而變化的邊緣區(qū)域結(jié)構(gòu)層次。
圖2展示原始材料。它由α相黃銅的芯與η相鋅殼層組成。在進(jìn)行加熱并經(jīng)過(guò)盡可能短的保溫時(shí)間之后，一種ε鋅在殼層與芯之間的區(qū)域內(nèi)形成(見(jiàn)圖3)，在退火時(shí)間增加，因而也就是擴(kuò)散時(shí)間增長(zhǎng)期間，η相鋅層就轉(zhuǎn)變?yōu)棣配\(見(jiàn)圖4)。在圖4中，在與此同時(shí)可以看到，一窄層，主要是一γ黃銅層形成在芯與ε鋅之間的轉(zhuǎn)變區(qū)域內(nèi)。在持續(xù)退火時(shí)間內(nèi)，作為擴(kuò)散過(guò)程的結(jié)果，γ黃銅層擴(kuò)展，從而使ε鋅層轉(zhuǎn)變?yōu)棣命S銅層(見(jiàn)圖5)。一窄層β黃銅以極小增長(zhǎng)率形成于γ黃銅層與α黃銅鋅之間的轉(zhuǎn)變區(qū)域內(nèi)(見(jiàn)圖6)。
圖7表明殼層被轉(zhuǎn)變?yōu)棣命S銅層之時(shí)刻，就圖6所示的狀態(tài)來(lái)說(shuō)，在芯與γ黃銅殼層之間的轉(zhuǎn)變區(qū)域內(nèi)，β黃銅殼層只增大了一點(diǎn)兒。最后，圖7表明此時(shí)間進(jìn)行至最后，在此時(shí)刻，η鋅層被大量分解，且β晶體擴(kuò)大而在芯周?chē)纬梢槐印?br> 根據(jù)本發(fā)明的ε、γ或β殼層之建立涉及利用在擴(kuò)散過(guò)程中的不平衡狀，在所期望的特定殼層被產(chǎn)生時(shí)就中斷擴(kuò)散過(guò)程，并將此不平均狀態(tài)固定。當(dāng)這種狀態(tài)被達(dá)到時(shí)，該結(jié)構(gòu)必須通過(guò)急速冷卻來(lái)固定。
雖然，為了說(shuō)明而對(duì)本發(fā)明的一特定的推薦實(shí)施例詳細(xì)地公開(kāi)了，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，包括部份變換在內(nèi)的對(duì)已公開(kāi)內(nèi)容的變化和改進(jìn)均列入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)線電極，尤其是生產(chǎn)用于電火花腐蝕工藝的線電極方法，其特征在于該線電極具有一個(gè)單層或多層芯，一個(gè)由銅或銅/鋅合金組成有均勻α相基體的外層，以及一個(gè)由鋅或鋅合金組成的殼層，其中，殼層最好在低于擴(kuò)散出現(xiàn)溫度以下的一個(gè)溫度時(shí)被涂覆于芯；而且該線電極接著以至少每秒10℃加熱速度和500℃以上最好不超過(guò)800℃之退火溫度被退火；而且退火時(shí)間的選擇隨待生產(chǎn)的殼層厚度及相的變化而變化，最好在10-300秒之內(nèi)；并隨后以高于每秒10℃的冷卻速度將線電極冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，線電極在冷卻之前，冷卻期間或冷卻之后被拉拔至最終直徑。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，線電極在退火之前被成形。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，退火時(shí)間被選擇得能產(chǎn)生一由γ相組成之殼層。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，退火時(shí)間被選擇得可產(chǎn)生一均勻的ε相組成的殼層。
6.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，退火時(shí)間被選擇得可產(chǎn)生一由γ和ε相組成的殼層。
7.一種線電極，它由權(quán)利要求1所述方法生產(chǎn)。
8.一種線電級(jí)，尤其是一種用于電火花腐蝕之線電極，具有一個(gè)由一層或多層組成的芯，一個(gè)由均勻的α相組成的銅或銅/鋅合金組成的外層，芯被由鋅合金組成的一殼層覆涂，其中，銅/鋅合金是由均勻的γ相組成的。
9.如權(quán)利要求1所述方法中之線電極，其特征在于，該殼層僅由γ相組成。
10.如權(quán)利要求8所述線電極，其特征在于，硬惰性物相被添加入殼層。
11.如權(quán)利要求10所述線電極，其特征在于，該惰性物相是由金剛石、氮化硼，(導(dǎo)電)陶瓷或石墨組成。
12.如權(quán)利要求8所述線電極，其特征在于，石墨被添入殼層中。
全文摘要
為了生產(chǎn)具有由銅/鋅合金組成的芯的線電極和生產(chǎn)一特殊的殼層，殼層是在一個(gè)不發(fā)生擴(kuò)散的溫度下被涂覆于該芯。隨后將該線電極以高于每秒10℃之加熱速度加熱，一般在500℃以上的溫度退火，并按著以高于每秒10℃之冷卻速度急速冷卻。
文檔編號(hào)H01B5/02GK1139032SQ9610722
公開(kāi)日1997年1月1日 申請(qǐng)日期1996年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月24日
發(fā)明者B·巴特爾, H·格盧斯, H·赫曼尼 申請(qǐng)人:貝爾肯霍夫有限公司