CN105328287A - 一种慢走丝电火花线切割电极丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种慢走丝电火花线切割电极丝及其制备方法,包括芯材和包覆在芯材的镀层,所述芯材由导电炭黑、镍、铬、锰、钼、钴、锆、硅、铜、Ce、硼、P、S、铁制备而成;所述镀层由以下质量百分比的原料制备而成:锌70.5~92%、Cu?2.5~17%、镍0.01~2%、铬0.01~3%、硅0.04~0.08%、钴0.01~0.2%、硼0.01~0.2%、含氟类添加剂2.5~3.5%、余量为不可避免的杂质。本发明提高了金属丝在加工液中的耐蚀性,显著的改善了其切削性能,特别降低了加工后的表面粗糙度,所得的金属丝具有稳定的抗拉强度,同时切割速度快、切割质量好。
Description
技术领域
本发明涉及电极丝制备领域,具体涉及一种慢走丝电火花线切割电极丝及其制备方法。
背景技术
电火花加工的原理是在一定介质中,基于工具和工件(正、负电极)质之间脉冲性火花放电的电腐蚀现象俩蚀除多余的金属,从而达到对零件的尺寸、形状及表面质量等预定的加工要求。电火花切割加工主要用于模具制造,在样板、凸轮、成形刀具、精密细小零件和特殊材料的加工中也得到日益广泛的应用。此外,在试制电机、电器等产品时,可直接用线切割加工某些零件,省去制造冲压模具的时间,缩短试制周期。电火花切割加工具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、加工成本低等突出优点。
对于电火花线切割加工用电极丝,理想的是其具有加工速度快,抗拉强度高、韧性强、导电好、价格低廉等特性。现有技术的慢走丝电火花线切割电极丝有黄铜丝、镀锌黄铜丝、镀锌铜丝等。现有技术中的慢走丝电火花线切割电极丝中,普遍采用表面镀锌来提高加工速度。但是当对零件加工的精度、光洁度要求较高时,比如精密模具、精密仪器的零部件、表面质量要求高的零件等,现有技术中的电火花切割电极丝的性能,难以同时兼顾速度和质量要求。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种慢走丝电火花线切割电极丝及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种慢走丝电火花线切割电极丝,包括芯材和包覆在芯材的镀层,所述芯材由以下质量百分比的原料制备而成:导电炭黑3.2~4.8%、镍2~5%、铬11~17%、锰0.02~0.04%、钼2.1~2.7%、钴1.2~1.9%、锆0.06~0.08%、硅0.04~0.08%、铜0.8~1.4%、Ce0.007~0.009%、硼0.001~0.007%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁;
所述镀层由以下质量百分比的原料制备而成:
锌70.5~92%、Cu2.5~17%、镍0.01~2%、铬0.01~3%、硅0.04~0.08%、钴0.01~0.2%、硼0.01~0.2%、含氟类添加剂2.5~3.5%、余量为不可避免的杂质。
优选地,所述含氟类添加剂的分子量为1000—10000,可以为液体或固体形态存在。
优选地,所述含氟类添加剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。
优选地,所述的导电炭黑为具链状结构的导电炭黑。
本发明还提供了一种慢走丝电火花线切割电极丝的制备方法,包括如下步骤:
S1、取两个真空感应熔炼炉,在内壁上分别涂抹高辐射能涂料,晾干后备用;
S2、取导电炭黑3.2~4.8%、镍2~5%、铬11~17%、锰0.02~0.04%、钼2.1~2.7%、钴1.2~1.9%、锆0.06~0.08%、硅0.04~0.08%、铜0.8~1.4%、Ce0.007~0.009%、硼0.001~0.007%、P≤0.03、S≤0.03、铁余量置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的金属液A;
取锌70.5~92%、Cu2.5~17%、镍0.01~2%、铬0.01~3%、硅0.04~0.08%、钴0.01~0.2%、硼0.01~0.2%、含氟类添加剂2.5~3.5%置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的混合液B;
S3、将熔融的金属液A导入连铸设备内,加入适量金属钝化剂,制备金属合金线坯;
S4、将合金线坯经冷却拉伸和在线退火,以及成品前的去应力退火制成直径为0.21~0.27mm的电极丝;
S5、250℃温度条件下,将所得的混合液B通过低温分子束外延法在所得的电极丝上生长厚度为10~50nm的镀层。
优选地,所述步骤S1中的熔化温度为1300~1500℃,保温时间为1~3小时。
优选地,所述步骤S3的连铸温度为1100~1300℃,水压为0.5~1.5MPa,冷却水进水温度为7~33℃,连铸速度为1200~1400mm/min。
优选地,所述步骤S4中在线退火温度为560~720℃,退火时间为15~55秒,成品前的去应力退火温度为210~270℃,退火时间为15~25秒。
本发明具有以下有益效果:
高了金属丝在加工液中的耐蚀性,显著的改善了其切削性能,特别降低了加工后的表面粗糙度,所得的金属丝具有稳定的抗拉强度,同时切割速度快、切割质量好。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
S1、取两个真空感应熔炼炉,在内壁上分别涂抹高辐射能涂料,晾干后备用;
S2、取导电炭黑3.2%、镍5%、铬7%、锰0.04%、钼2.7%、钴1.9%、锆0.08%、硅0.08%、铜1.4%、Ce0.0.009%、硼0.007%、P0.03、S0.03、铁余量置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的金属液A;
取锌70.5%、Cu17%、镍2%、铬3%、硅0.08%、钴0.2%、硼0.2%、含氟类添加剂3.5%置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的混合液B;熔化温度为1300℃,保温时间为1小时;
S3、将熔融的金属液A导入连铸设备内,加入适量金属钝化剂,制备金属合金线坯;连铸温度为1100℃,水压为1.5MPa,冷却水进水温度为7℃,连铸速度为1400mm/min;
S4、将合金线坯经冷却拉伸和在线退火,以及成品前的去应力退火制成直径为0.21mm的电极丝;在线退火温度为560℃,退火时间为15秒,成品前的去应力退火温度为210℃,退火时间为15秒;
S5、250℃温度条件下,将所得的混合液B通过低温分子束外延法在所得的电极丝上生长厚度为10nm的镀层。
实施例2
S1、取两个真空感应熔炼炉,在内壁上分别涂抹高辐射能涂料,晾干后备用;
S2、取导电炭黑4.8%、镍2%、铬11%、锰0.02%、钼2.1%、钴1.2%、锆0.06%、硅0.04%、铜0.8%、Ce0.007%、硼0.001%、P0.02、S0.02、铁余量置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的金属液A;
取锌92%、Cu2.5%、镍0.01%、铬0.01%、硅0.04%、钴0.01%、硼0.01%、含氟类添加剂2.5%置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的混合液B;熔化温度为1500℃,保温时间为3小时;
S3、将熔融的金属液A导入连铸设备内,加入适量金属钝化剂,制备金属合金线坯;连铸温度为1300℃,水压为0.5MPa,冷却水进水温度为33℃,连铸速度为1200mm/min;
S4、将合金线坯经冷却拉伸和在线退火,以及成品前的去应力退火制成直径为0.27mm的电极丝;在线退火温度为720℃,退火时间为55秒,成品前的去应力退火温度为270℃,退火时间为25秒
S5、250℃温度条件下,将所得的混合液B通过低温分子束外延法在所得的电极丝上生长厚度为50nm的镀层。
实施例3
S1、取两个真空感应熔炼炉,在内壁上分别涂抹高辐射能涂料,晾干后备用;
S2、取导电炭黑4%、镍3.5%、铬14%、锰0.03%、钼2.4%、钴1.55%、锆0.07%、硅0.06%、铜1.1%、Ce0.008%、硼0.004%、P0.025、S0.025、铁余量置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的金属液A;
取锌81.25%、Cu9.75%、镍1.005%、铬1.505%、硅0.06%、钴0.06%、硼0.105%、含氟类添加剂3%置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的混合液B;熔化温度为1400℃,保温时间为2小时;
S3、将熔融的金属液A导入连铸设备内,加入适量金属钝化剂,制备金属合金线坯;连铸温度为1400℃,水压为1MPa,冷却水进水温度为20℃,连铸速度为1300mm/min;
S4、将合金线坯经冷却拉伸和在线退火,以及成品前的去应力退火制成直径为0.24mm的电极丝;在线退火温度为640℃,退火时间为35秒,成品前的去应力退火温度为240℃,退火时间为20秒;
S5、250℃温度条件下,将所得的混合液B通过低温分子束外延法在所得的电极丝上生长厚度为30nm的镀层。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种慢走丝电火花线切割电极丝,包括芯材和包覆在芯材的镀层,其特征在于,所述芯材由以下质量百分比的原料制备而成:导电炭黑3.2~4.8%、镍2~5%、铬11~17%、锰0.02~0.04%、钼2.1~2.7%、钴1.2~1.9%、锆0.06~0.08%、硅0.04~0.08%、铜0.8~1.4%、Ce0.007~0.009%、硼0.001~0.007%、P≤0.03、S≤0.03、余量为铁;
所述镀层由以下质量百分比的原料制备而成:
锌70.5~92%、Cu2.5~17%、镍0.01~2%、铬0.01~3%、硅0.04~0.08%、钴0.01~0.2%、硼0.01~0.2%、含氟类添加剂2.5~3.5%、余量为不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种慢走丝电火花线切割电极丝,其特征在于,所述含氟类添加剂的分子量为1000—10000,可以为液体或固体形态存在。
3.如权利要求2所述的一种慢走丝电火花线切割电极丝,其特征在于,所述含氟类添加剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。
4.如权利要求1所述的一种慢走丝电火花线切割电极丝,其特征在于,所述的导电炭黑为具链状结构的导电炭黑。
5.如权利要求1所述的一种慢走丝电火花线切割电极丝的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、取两个真空感应熔炼炉,在内壁上分别涂抹高辐射能涂料,晾干后备用;
S2、取导电炭黑3.2~4.8%、镍2~5%、铬11~17%、锰0.02~0.04%、钼2.1~2.7%、钴1.2~1.9%、锆0.06~0.08%、硅0.04~0.08%、铜0.8~1.4%、Ce0.007~0.009%、硼0.001~0.007%、P≤0.03、S≤0.03、铁余量置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的金属液A;
取锌70.5~92%、Cu2.5~17%、镍0.01~2%、铬0.01~3%、硅0.04~0.08%、钴0.01~0.2%、硼0.01~0.2%、含氟类添加剂2.5~3.5%置于步骤S1所得的一个真空感应熔炼炉内,加热,得到熔融的混合液B;
S3、将熔融的金属液A导入连铸设备内,加入适量金属钝化剂,制备金属合金线坯;
S4、将合金线坯经冷却拉伸和在线退火,以及成品前的去应力退火制成直径为0.21~0.27mm的电极丝;
S5、250℃温度条件下,将所得的混合液B通过低温分子束外延法在所得的电极丝上生长厚度为10~50nm的镀层。
6.如权利要求5所述的一种慢走丝电火花线切割电极丝的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中的熔化温度为1300~1500℃,保温时间为1~3小时。
7.如权利要求5所述的一种慢走丝电火花线切割电极丝的制备方法,其特征在于,所述步骤S3的连铸温度为1100~1300℃,水压为0.5~1.5MPa,冷却水进水温度为7~33℃,连铸速度为1200~1400mm/min。
8.如权利要求5所述的一种慢走丝电火花线切割电极丝的制备方法,其特征在于,所述步骤S4中在线退火温度为560~720℃,退火时间为15~55秒,成品前的去应力退火温度为210~270℃,退火时间为15~25秒。
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