CN107309513A - 一种伽马电极丝及其制备方法 - Google Patents

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    • B23H7/24—Electrode material

Abstract

本发明公开了一种伽马电极丝，包括芯材以及包覆在芯材外的表层复合金属层，所述芯材的组成为铜40~60wt％、钼0.05~1.5wt％、磷0.01~0.05wt％、硼0.01~0.05 wt％、稀土0.05~1.5wt％、铋0.05~1.5wt％，不可避免的杂质元素小于0.3wt％，其余为锌。本发明得到的一种伽马电极丝，使用寿命长，使用时间在12小时以上不换线或者是不换刀的情况下，能保证切割出来的料件表面光洁度高，尺寸精度、形位公差不低于其它类型的电极丝，并且切割速度比普通黄铜电极丝提高40％以上，表面粗糙度更低至Ra 0.2um。

Description

一种伽马电极丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电极丝，特别是一种伽马电极丝及其制备方法。
背景技术
机械加工技术日新月异，线切割电火花加工作为一种特种精密机械加工技术得到了迅速发展，而线切割技术的发展离不开电极丝技术的同步发展。
目前市面上有多种电极丝，如：黄铜电极丝、普通镀层电极丝，复合电极丝等。但是上述电极丝的切割速度仍然不够理想，切割面的粗糙度还有待优化。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种伽马电极丝及其制备方法，其可提高切割速度并降低切割面的粗糙度。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种伽马电极丝，包括芯材以及包覆在芯材外的表层复合金属层，所述芯材的组成为铜40~60wt％、钼0.05~1.5wt％、磷 0.01~0.05wt％、硼0.01~0.05 wt％、稀土0.05~1.5wt％、铋0.05~1.5wt％，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为锌；
所述表层复合金属层的组成为锌60~70wt％、银1~5wt％、钴0.01~0.03wt％、镍0.5~1.5wt％、锰0.5~1.5 wt％、铬0.05~1.0wt%，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为铜。
所述表层复合金属层的金相组织为γ相组织。
所述芯材中的稀土为镧、镨、钕、钷、钐、铕中的一种。
所述芯材中铜为40~60wt％，这样的配比既能保障材料成本，又能保证材料的机械西能不下降。
另外在芯材中添加了钼，由于钼的硬度较大，从而可以提高芯材的金属性。
磷和硼能够在表层复合金属层被破坏时，保护芯材金属不被继续损耗，从而保证了芯材的金属性能不被降低。
稀土可以提高芯材的纯度，细化晶粒，使得晶粒变得更细小，提高电极丝的机械性能。
铋的化学性质较稳定，保护芯材不受***环境影响，从而提高电极丝的使用寿命。
所述表层复合金属层中的锌60~70wt％，从而保证高含量的锌来使得表层复合金属层的金相组织为γ相组织。
另外在表层复合金属层添加了银，使电极丝材料的总导电率得到提高，由于高导电率的存在，可以使这种电极丝的切割速度比普通黄铜电极丝快40％以上。
钴能细化晶粒抑制失效过程的晶界反应，改善热处理工作性能，提高机械性能和降低弹性后效值。
镍和铬能抗腐蚀，保证电极丝能够适应于各种环境，延长使用周期。
锰能降低金属的脆性，改善电极丝的热加工性能。
一种伽马电极丝的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例将芯材的原材料进行配料混合，再放入感应炉中进行熔炼，然后铸造出直径为8~10mm的合金线坯，其中芯材中的组成为铜40~60wt％、钼0.05~1.5wt％、磷 0.01~0.05wt％、硼0.01~0.05 wt％、稀土0.05~1.5wt％、铋0.05~1.5wt％，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为锌；
（2）将上述合金线坯经过拉伸和退火后制成直径为1~2mm的母线；
（3）将母线进行除油、酸洗、水洗、电镀制得第一线坯，其中电镀时采用的电镀液的主盐组成为锌60~70wt％、银1~5wt％、钴0.01~0.03wt％、镍0.5~1.5 wt％、锰0.5~1.5 wt％、铬0.05~1.0wt%，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为铜；
（4）对第二线坯进行合金化热处理制得第二线坯；
（5）对第二线坯进行拉伸和退火后制得直径为0.1~0.3mm的电极丝制品。
所述拉伸退火中的拉伸速度为 1000~2000m/min，退火电压为 50~100V，退火电流为 20~50A。
所述热处理温度为100~250℃，热处理时间为5~20小时。
本发明得到的一种伽马电极丝，使用寿命长，使用时间在 12 小时以上不换线或者是不换刀的情况下，能保证切割出来的料件表面光洁度高，尺寸精度、形位公差不低于其它类型的电极丝，并且切割速度比普通黄铜电极丝提高 40％以上，表面粗糙度更低至Ra0.2um。另外该伽马电极丝的抗拉强度为900~1000N/mm2，延伸率小于2%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
本实施例提供的一种伽马电极丝，包括芯材以及包覆在芯材外的表层复合金属层，所述芯材的组成为铜45wt％、钼1.5wt％、磷 0.05wt％、硼0.05 wt％、稀土1.5wt％、铋1.5wt％，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为锌；
所述表层复合金属层的组成为锌60wt％、银3wt％、钴0.03wt％、镍1.5 wt％、锰1.5wt％、铬1.0wt%，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为铜。
所述表层复合金属层的金相组织为γ相组织。
所述芯材中的稀土为钕。
一种伽马电极丝的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例将芯材的原材料进行配料混合，再放入感应炉中进行熔炼，然后铸造出直径为8~10mm的合金线坯，其中芯材中的组成为铜45wt％、钼1.5wt％、磷 0.05wt％、硼0.05wt％、稀土1.5wt％、铋1.5wt％，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为锌；
（2）将上述合金线坯经过拉伸和退火后制成直径为1~2mm的母线；
（3）将母线进行除油、酸洗、水洗、电镀制得第一线坯，其中电镀时采用的电镀液的主盐组成为锌60wt％、银3wt％、钴0.03wt％、镍1.5 wt％、锰1.5 wt％、铬1.0wt%，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为铜；
（4）对第二线坯进行合金化热处理制得第二线坯；
（5）对第二线坯进行拉伸和退火后制得直径为0.1~0.3mm的电极丝制品。
所述拉伸退火中的拉伸速度为 1000~2000m/min，退火电压为 50~100V，退火电流为 20~50A。
所述热处理温度为100~250℃，热处理时间为5~20小时。
经检测，本实施例制得的伽马电极丝的切割速度比普通黄铜电极丝提高 40％以上，表面粗糙度更低至Ra 0.2um。另外该伽马电极丝的抗拉强度为1000N/mm2，延伸率小于2%。
实施例2：
本实施例提供的一种伽马电极丝，其原料和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于，本实施例中，所述芯材的组成为铜50wt％、钼1.2wt％、磷 0.05wt％、硼0.05 wt％、稀土1.2wt％、铋0.8wt％，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为锌。
经检测，本实施例制得的伽马电极丝的切割速度比普通黄铜电极丝提高 40％以上，表面粗糙度更低至Ra 0.2um。另外该伽马电极丝的抗拉强度为900N/mm2，延伸率小于2%。
实施例3：
本实施例提供的一种伽马电极丝，其原料和制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于，本实施例中，所述表层复合金属层的组成为锌65wt％、银3wt％、钴0.03wt％、镍0.8wt％、锰1.2 wt％、铬0.8wt%，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为铜。
经检测，本实施例制得的伽马电极丝的切割速度比普通黄铜电极丝提高 40％以上，表面粗糙度更低至Ra 0.2um。另外该伽马电极丝的抗拉强度为950N/mm2，延伸率小于2%。

Claims (6)

1.一种伽马电极丝，包括芯材以及包覆在芯材外的表层复合金属层，其特征在于：所述芯材的组成为铜40~60wt％、钼0.05~1.5wt％、磷 0.01~0.05wt％、硼0.01~0.05 wt％、稀土0.05~1.5wt％、铋0.05~1.5wt％，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为锌；
所述表层复合金属层的组成为锌60~70wt％、银1~5wt％、钴0.01~0.03wt％、镍0.5~1.5wt％、锰0.5~1.5 wt％、铬0.05~1.0wt%，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为铜。
2.根据权利要求1所述的一种伽马电极丝，其特征在于：所述表层复合金属层的金相组织为γ相组织。
3.根据权利要求1所述的一种伽马电极丝，其特征在于：所述芯材中的稀土为镧、镨、钕、钷、钐、铕中的一种。
4.根据权利要求1-3中任一项中所述的一种伽马电极丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按比例将芯材的原材料进行配料混合，再放入感应炉中进行熔炼，然后铸造出直径为8~10mm的合金线坯，其中芯材中的组成为铜40~60wt％、钼0.05~1.5wt％、磷 0.01~0.05wt％、硼0.01~0.05 wt％、稀土0.05~1.5wt％、铋0.05~1.5wt％，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为锌；
（2）将上述合金线坯经过拉伸和退火后制成直径为1~2mm的母线；
（3）将母线进行除油、酸洗、水洗、电镀制得第一线坯，其中电镀时采用的电镀液的主盐组成为锌60~70wt％、银1~5wt％、钴0.01~0.03wt％、镍0.5~1.5 wt％、锰0.5~1.5 wt％、铬0.05~1.0wt%，不可避免的杂质元素小于 0.3wt％，其余为铜；
（4）对第二线坯进行合金化热处理制得第二线坯；
（5）对第二线坯进行拉伸和退火后制得直径为0.1~0.3mm的电极丝制品。
5.根据权利要求4所述的一种伽马电极丝的制备方法，其特征在于：所述拉伸退火中的拉伸速度为 1000~2000m/min，退火电压为 50~100V，退火电流为 20~50A。
6.根据权利要求4所述的一种伽马电极丝的制备方法，其特征在于：所述热处理温度为100~250℃，热处理时间为5~20小时。
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