[发明专利]一种高效冲洗电极丝及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高效冲洗电极丝，包括芯材，所述芯材的表面具有沿其表面延伸的条状凸起，各条状凸起间隔设置，且各条状凸起的底缘均扩散至芯材中而形成凸起边缘；上述芯材中铜的质量百分数含量为58.5～67.5wt％，余量为锌及不可避免杂质，且该不可避免杂质的质量百分数含量小于等于0.5wt％；上述条状凸起中锌的质量百分数含量为57.8～69.8wt％，余量为铜及不可避免的杂质，且该不可避免杂质的质量百分数含量小于等于0.3wt％；还涉及该电极丝的制备方法。本发明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，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。

技术领域

本发明涉及电极丝领域，尤其涉及一种高效冲洗电极丝及其制备方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种切割效率高的高效冲洗电极丝。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提供一种断丝频次低的高效冲洗电极丝。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术而提供一种生产工艺简单、可操作性强的上述高效冲洗电极丝的制备方法。

本发明解决上述第一、第二个技术问题所采用的技术方案为：一种高效冲洗电极丝，包括芯材，其特征在于，所述芯材的表面具有沿其表面延伸的条状凸起，各条状凸起间隔设置，且各条状凸起的底缘均扩散至芯材中而形成凸起边缘；上述芯材中铜的质量百分数含量为58.5～67.5wt％，余量为锌及不可避免杂质，且该不可避免杂质的质量百分数含量小于等于0.5wt％；上述条状凸起中锌的质量百分数含量为57.8～69.8wt％，余量为铜及不可避免的杂质，且该不可避免杂质的质量百分数含量小于等于0.3wt％。

上述方案中，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。作为优选，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，有助于穿丝，以及韧性良好的电极丝材料对进行锥度切割加工也是有益的。锌含量为57.8～69.8wt％的条状凸起，气化性能非常好，特别有利于提高切割效率。由于条状凸起中锌含量相对较高，大量气化后的锌会把切割中放电产生的能量带到切割金属的表面，并改善冲洗效果，同时锌气化所产生的气压还会把放电产生的蚀物吹走，为下一个脉冲放电创造更好的环境，有利于加工速度。因此条状凸起锌含量越高，切割效果就越好，但如果锌含量过高，会导致熔点较低、汽化焓减小，反而不利于提高加工效率。然而，根据铜锌二元相图，锌含量为57.8～69.8wt％具有γ相组织结构，因为γ相组织比较硬而脆，加工性能较差，则通过设置凸起边缘可以增加条状凸起与芯材结合力，有效杜绝由于凸起脱落引起的掉粉。另外，锌含量为43.5～53.5wt％凸起边缘具有β相组织，该相组织导电性能良好，能有效地传递放电能量，从而提高放电切割效率。