專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高壽命電火花線切割用電極絲及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及稀土氧化物摻雜鉬合金材料，特別提供了一種高壽命電火花線切割用電極絲及其制備方法，屬于特種精密加工用難熔金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電火花線切割技術(shù)的普及，電火花線切割已經(jīng)逐漸從單一的沖裁模具加工向各種類(lèi)模具及復(fù)雜精密模具甚至零件加工方向發(fā)展，譬如粉末冶金模、成型壓彎模、塑料鑲拼模及擠出模具，以及絕大多數(shù)沖裁模具都采用線切割加工制造。電火花線切割還可以加工難加工零件。如在精密型孔、樣板及成形刀具、精密狹槽等微型零件等加工中，利用機(jī)械切削加工就很困難，而采用線切割加工則比較適宜。此外，使用電火花線切割稀貴金屬，可節(jié)約很多切縫消耗。電火花線切割加工中電極絲的使用壽命是電火花線切割技術(shù)中的重要影響因素，例如，斷絲的出現(xiàn)將使加工停頓不得不從頭開(kāi)始，不但浪費(fèi)了大量時(shí)間，破壞了加工表面的完整性，而且增加了無(wú)人加工的困難。因此，進(jìn)一步提高電極絲的使用壽命是不斷完善和提高電火花線切割技術(shù)的重要手段。
通常電火花線切割加工所用的電極絲材料應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性，電子逸出功應(yīng)小，抗拉強(qiáng)度大，耐電腐蝕性能好。電極絲本身不得有彎折和打結(jié)現(xiàn)象。其材料通常有鉬絲、鎢絲、鎢鉬絲、黃銅絲、銅鎢絲等，其中以鉬絲和黃銅絲用得最多。采用鎢絲加工，可獲得較高的加工速度，但由于鎢存在較強(qiáng)的加工硬化現(xiàn)象，放電后絲變脆，容易發(fā)生斷絲，導(dǎo)致應(yīng)用較少。鎢鉬絲(鎢、鉬各50％)使用壽命和加工速度都比較高，但制備工藝復(fù)雜，價(jià)格較貴。銅絲的加工速度高，加工過(guò)程穩(wěn)定，但抗拉強(qiáng)度差，損耗也大，一般只在低速走絲線切割加工中使用較多。相比較而言，鉬絲不但具有高熔點(diǎn)、高抗拉強(qiáng)度，而且韌性也相對(duì)較好，在頻繁的急冷急熱的變化中，絲質(zhì)不易變脆而斷絲，同時(shí)價(jià)格也較低，因此，鉬絲是目前使用最為廣泛的一種電極絲。
目前，作為電火花線切割加工中電極絲的鉬絲主要包括純鉬絲和稀土氧化物摻雜鉬合金絲。由于純鉬絲的抗拉強(qiáng)度、延伸率和韌性都比稀土氧化物摻雜鉬合金絲低，因此作為電極絲，純鉬絲的使用壽命要遠(yuǎn)低于稀土氧化物摻雜鉬合金絲的使用壽命，稀土氧化物摻雜鉬合金絲代替純鉬絲作為電極絲已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)。
稀土氧化物摻雜鉬合金絲的傳統(tǒng)方法是采用霧化干燥法來(lái)?yè)诫s稀土氧化物以制備鉬合金，即將稀土氧化物對(duì)應(yīng)的鹽溶液通過(guò)噴霧的方法摻雜到二氧化鉬中，然后通過(guò)攪拌、烘干和還原工藝制備出稀土氧化物摻雜鉬合金粉末，最后采用粉末冶金和壓力加工技術(shù)制備出作為電極絲使用的鉬合金絲。該方法制備的鉬合金絲具有細(xì)小的晶粒，而且稀土氧化物細(xì)小而均勻彌散分布在鉬基體中，這不但大大提高了鉬合金的力學(xué)性能，還明顯提高了其作為電極絲工作時(shí)的使用壽命。但從該制備工藝的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)由于采用的是液固混合的方法，就不可避免存在稀土氧化物對(duì)應(yīng)的鹽溶液的聚滴現(xiàn)象，這將導(dǎo)致還原后的稀土氧化物的尺寸較大，可能達(dá)到幾微米甚至幾十微米的數(shù)量級(jí)，我們知道，電極絲的直徑一般在幾十至幾百微米的數(shù)量級(jí)，這樣，比電極絲徑略小氧化物的鉬合金絲在切割過(guò)程中會(huì)由于該氧化物的不導(dǎo)電而引起斷絲，降低鉬合金絲的使用壽命。而且發(fā)生斷絲勢(shì)必是加工回到起始點(diǎn)，即重新上絲再次進(jìn)行加工，這無(wú)疑會(huì)使加工工件表面質(zhì)量和加工精度下降，生產(chǎn)效率下降。因此采用霧化干燥法來(lái)?yè)诫s稀土氧化物以制備電火花線切割用鉬合金絲的方法已經(jīng)難以滿(mǎn)足高壽命電極絲的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高壽命電火花線切割用電極絲，以及制備該鉬合金電極絲的方法，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)捷穩(wěn)定，工序少、產(chǎn)量大，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，制備的電火花線切割加工用電極絲具有高的使用壽命，是普通鉬電極絲使用壽命的1.5-2倍。
本發(fā)明所提供的高壽命電火花線切割用電極絲，在金屬鉬中摻雜了氧化鑭、氧化鈰中的一種或兩種稀土氧化物，其中稀土氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.3-3％，氧化鑭和氧化鈰同時(shí)摻雜時(shí)二者之間的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)比例為1∶3-1∶1。
該電極絲中的氧化鑭和氧化鈰顆粒尺寸主要為納米級(jí)顆粒，尺寸范圍為50-150nm，且稀土氧化物顆粒在鉬合金基體上分布均勻、彌散，無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。
該電極絲所選用的稀土氧化物摻雜鉬合金絲的直徑范圍為80-300μm。
該電極絲具有較高的使用壽命，是普通鉬電極絲使用壽命的1.5-2倍。
本發(fā)明高壽命電火花線切割用電極的制備方法如下采用V型混料機(jī)將純度都大于99.0％的氧化鑭、氧化鈰中的一種或兩種稀土氧化物和純金屬鉬粉末進(jìn)行混合，混料時(shí)間為12-24小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50-100r/min，并且每間隔3-4小時(shí)后停歇0.5-1小時(shí)；將混合均勻的稀土氧化物摻雜鉬合金粉體冷等靜壓成型，成型壓強(qiáng)的范圍為150-200MPa，制成棒坯；將棒坯在1600-1900℃的真空中頻感應(yīng)燒結(jié)爐或氫氣保護(hù)高溫?zé)Y(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間12-24小時(shí)；對(duì)燒結(jié)后的鉬合金棒料進(jìn)行多步軋制，其中開(kāi)坯溫度為1500-1650℃，時(shí)間為0.5-1小時(shí)，開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫軋，溫度300-1400℃，時(shí)間3-5小時(shí)、退火1100-1300℃，0.5-1小時(shí)并冷軋室溫處理；采用轉(zhuǎn)盤(pán)拉絲機(jī)，對(duì)軋制后的鉬合金棒進(jìn)行拉絲處理以得到直徑范圍在80-300μm的鉬合金絲，拉絲速率為80-120mm/min，加熱溫度為400-800℃，該鉬合金絲即為電火花線切割用的電極絲。
氧化鑭或氧化鈰粉末尺寸的范圍為50-150nm，純金屬鉬粉末的尺寸范圍為2-5μm。
本發(fā)明所制備的鉬合金絲，具有納米尺度且細(xì)小彌散分布的稀土氧化物顆粒以及極其細(xì)小的晶粒尺寸，因此具有高強(qiáng)度和高延展性等力學(xué)性能，因此作為電火花線切割用電極絲使用時(shí)具有較高的使用壽命。
本發(fā)明解決的技術(shù)關(guān)鍵在于采用納米稀土氧化物粉末摻雜二氧化鉬粉末來(lái)制備稀土氧化物摻雜鉬合金棒材，尤其選用的是納米尺度的稀土氧化物顆粒。同時(shí)，對(duì)稀土氧化物和純鉬粉體的粒度大小和粒度分布進(jìn)行了控制，使得所制備的材料具有高強(qiáng)度的同時(shí)還具有高的延展性，適合于制備優(yōu)質(zhì)的鉬合金絲并賦予了所制備的鉬合金絲具有優(yōu)秀的質(zhì)量和高的使用壽命。
綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果體現(xiàn)在(1)由于采用納米稀土氧化物粉末摻雜純鉬粉末來(lái)制備鉬合金材料，保證了所得材料中稀土氧化物尺寸均勻細(xì)小，且可以根據(jù)具體需要來(lái)選擇所摻雜稀土氧化物的尺寸。
(2)由于所得到的電極絲中稀土氧化物具有納米尺度并細(xì)小彌散分布，且無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象，故本發(fā)明所制備的電火花線切割加工用電極絲具有高的使用壽命，是普通鉬電極絲使用壽命的1.5-2倍。
(3)本發(fā)明提出的在電火花線切割加工使用的鉬合金絲的制備方法，可以摻雜單元、二元、三元或多元稀土氧化物。
(4)本發(fā)明提出的在電火花線切割加工使用的鉬合金絲的制備方法，工藝簡(jiǎn)捷穩(wěn)定，工序少、產(chǎn)量大，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一取22.7克平均尺寸為50nm的氧化鑭粉末與7500克平均尺寸2μm的純鉬粉末(氧化鑭的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.3％)進(jìn)行混合。混合時(shí)采用V型混料機(jī)，混料時(shí)間為18小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50r/min，并且每間隔3.5小時(shí)停歇0.5小時(shí)。
將混合均勻的氧化鑭摻雜鉬合金粉體在185MPa下進(jìn)行冷等靜壓成型為φ17mm的棒坯，將棒坯在中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)工藝為室溫～1200℃×3.0h，1200℃×1.0h，1200～1350℃×2.0h，1350℃×1.5h，1350～1500℃×1.0h，1500℃×3.0h，1500～1600℃×1.0h，1600℃×2.0h，1600～1700℃×1.0h，1700℃×2.0h，1700～1770℃×0.5h，1770℃×5.0h。將燒結(jié)后的棒坯通過(guò)兩道軋機(jī)最終軋制成φ6.5mm的鉬合金棒材，其中開(kāi)坯溫度為1500℃，時(shí)間為0.8小時(shí)，開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫拉至0.3mm，最后進(jìn)行室溫冷拉處理直至0.18mm線切割絲，溫拉時(shí)加熱的溫區(qū)長(zhǎng)度為80厘米，拉絲速率為80-120mm/min，加熱溫度為450℃。該鉬合金絲具有非常均勻細(xì)小的晶粒組織結(jié)構(gòu)，取絲徑為0.6mm鉬合金絲作為電火花線切割用的電極絲來(lái)切割磁性材料(化學(xué)成分為Sm2Co17)，工作電流強(qiáng)度為1.0-1.2A，工作電壓80V，使用壽命達(dá)到121小時(shí)以上同樣條件下，市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)鉬電極絲的使用壽命為75小時(shí)。
實(shí)施例二取227克平均尺寸為150nm的氧化鑭粉末與7500克平均尺寸5μm的純鉬粉末(氧化鑭的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3％)混合，混合時(shí)采用V型混料機(jī)，混料時(shí)間為18小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50r/min，并且每間隔3.5小時(shí)停歇0.5小時(shí)。
將混合均勻的氧化鑭摻雜鉬合金粉體在185MPa下進(jìn)行冷等靜壓成型為φ17mm的棒坯，將棒坯在中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)工藝為室溫～1200℃×3.0h，1200℃×1.0h，1200～1350℃×2.0h，1350℃×1.5h，1350～1500℃×1.0h，1500℃×3.0h，1500～1600℃×1.0h，1600℃×2.0h，1600～1700℃×1.0h，1700℃×2.0h，1700～1770℃×0.5h，1770℃×5.0h。采用多步軋制機(jī)將燒結(jié)后的棒坯最終軋制成φ6.5mm的鉬合金棒材，其中開(kāi)坯溫度為1500℃，時(shí)間為0.8小時(shí)，開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫拉至0.3mm，最后進(jìn)行室溫冷拉處理直至0.18mm線切割絲，溫拉的溫區(qū)長(zhǎng)度為80厘米，拉絲速率為80-120mm/min，加熱溫度為450℃。最后得到直徑為0.18mm的鉬合金絲，該鉬合金絲作為電火花線切割用的電極絲來(lái)切割銅模具，工作電流強(qiáng)度為0.4-0.8A，工作電壓95V，使用壽命達(dá)到96小時(shí)以上；而同樣條件下，市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)鉬電極絲的使用壽命為62小時(shí)。
實(shí)施例三取192.3克平均尺寸為130nm的氧化鑭粉末與7500克平均尺寸3μm的純鉬粉末(氧化鑭的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2.5％)混合，混合時(shí)采用V型混料機(jī)，混料時(shí)間為24小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50r/min，并且每間隔3.5小時(shí)停歇0.5小時(shí)。
將混合均勻的氧化鑭摻雜鉬合金粉體在185MPa下進(jìn)行冷等靜壓成型為φ17mm的棒坯，將棒坯在中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)工藝為室溫～1200℃×3.0h，1200℃×1.0h，1200～1350℃×2.0h，1350℃×1.5h，1350～1500℃×1.0h，1500℃×3.0h，1500～1600℃×1.0h，1600℃×2.0h，1600～1700℃×1.0h，1700℃×2.0h，1700～1770℃×0.5h，1770℃×5.0h。采用多步軋制機(jī)將燒結(jié)后的棒坯最終軋制成φ1.5mm的鉬合金棒材，其中開(kāi)坯溫度為1500℃，時(shí)間為0.8小時(shí)，開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫拉至0.3mm，最后進(jìn)行室溫冷拉處理直至0.18mm線切割絲，溫拉的溫區(qū)長(zhǎng)度為80厘米，拉絲速率為80-120mm/min。加熱溫度為450℃。最后得到直徑為0.18mm的鉬合金絲，該鉬合金絲具有非常均勻細(xì)小的晶粒組織結(jié)構(gòu)。該鉬合金絲作為電火花線切割用的電極絲來(lái)切割普通鋼管，鋼管外徑17.3mm，內(nèi)徑15mm，切割為寬度為1cm的鋼圈(鋼圈套在磁棒的兩頭，用于增強(qiáng)磁棒的磁性)，工作電流強(qiáng)度為1.6-2.0A，工作電壓72V。使用壽命達(dá)到158小時(shí)以上；而同樣條件下，市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)鉬電極絲的使用壽命為90小時(shí)。
實(shí)施例四取192.3克平均尺寸為130nm的氧化鑭粉末與7500克平均尺寸3μm的純鉬粉末(氧化鑭的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2.5％)進(jìn)行混合，混合時(shí)采用V型混料機(jī)，混料時(shí)間為18小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50r/min，并且每間隔3.5小時(shí)停歇0.5小時(shí)。
將混合均勻的氧化鑭摻雜鉬合金粉體在185MPa下進(jìn)行冷等靜壓成型為φ17mm的棒坯，將棒坯在中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)工藝為室溫～1200℃×3.0h，1200℃×1.0h，1200～1350℃×2.0h，1350℃×1.5h，1350～1500℃×1.0h，1500℃×3.0h，1500～1600℃×1.0h，1600℃×2.0h，1600～1700℃×1.0h，1700℃×2.0h，1700～1770℃×0.5h，1770℃×5.0h。采用多步軋制機(jī)將燒結(jié)后的棒坯最終軋制成φ1.5mm的鉬合金棒材。其中開(kāi)坯溫度為1500℃，時(shí)間為0.8小時(shí)，開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫拉至0.3mm，最后進(jìn)行室溫冷拉處理直至0.18mm線切割絲，溫拉的溫區(qū)長(zhǎng)度為80厘米，拉絲速率為80-120mm/min，加熱溫度為450℃。最后得到直徑為0.18mm的鉬合金絲，該鉬合金絲作為電火花線切割用的電極絲來(lái)切割不銹鋼，齒輪鋼，工作電流強(qiáng)度為2.0A，工作電壓90V，使用壽命達(dá)到94小時(shí)以上；而同樣條件下，市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)鉬電極絲的使用壽命為60小時(shí)。
實(shí)施例五取174.3克平均尺寸為120nm的氧化鈰粉末與7500克平均尺寸3μm的純鉬粉末(氧化鈰的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2.3％)進(jìn)行混合，混合時(shí)采用V型混料機(jī)，混料時(shí)間為24小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50r/min，并且每間隔3.5小時(shí)停歇0.5小時(shí)。
將混合均勻的氧化鈰摻雜鉬合金粉體在185MPa下進(jìn)行冷等靜壓成型為φ17mm的棒坯，將棒坯在中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)工藝為室溫～1200℃×3.0h，1200℃×1.0h，1200～1350℃×2.0h，1350℃×1.5h，1350～1500℃×1.0h，1500℃×3.0h，1500～1600℃×1.0h，1600℃×2.0h，1600～1700℃×1.0h，1700℃×2.0h，1700～1770℃×0.5h，1770℃×5.0h。采用多步軋制機(jī)將燒結(jié)后的棒坯最終軋制成φ1.5mm的鉬合金棒材，其中開(kāi)坯溫度為1500℃，時(shí)間為0.8小時(shí)，開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫拉至0.3mm，最后進(jìn)行室溫冷拉處理直至0.18mm線切割絲，溫拉的溫區(qū)長(zhǎng)度為80厘米，拉絲速率為80-120mm/min，加熱溫度為450℃。最后得到直徑為0.18mm的鉬合金絲，該鉬合金絲具有非常均勻細(xì)小的晶粒組織結(jié)構(gòu)。該鉬合金絲作為電火花線切割用的電極絲來(lái)切割普通鋼管，鋼管外徑17.3mm，內(nèi)徑15mm，切割為寬度為1cm的鋼圈(鋼圈套在磁棒的兩頭，用于增強(qiáng)磁棒的磁性)，工作電流強(qiáng)度為1.6-2.0A，工作電壓72V。使用壽命達(dá)到168小時(shí)以上；而同樣條件下，市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)鉬電極絲的使用壽命為92小時(shí)。
實(shí)施例六取67.1克平均尺寸為130nm的氧化鈰粉末與7500克平均尺寸3μm的純鉬粉末(氧化鈰的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.86％)進(jìn)行混合，混合時(shí)采用V型混料機(jī)，混料時(shí)間為18小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50r/min，并且每間隔3.5小時(shí)停歇0.5小時(shí)。
將混合均勻的氧化鈰摻雜鉬合金粉體在185MPa下進(jìn)行冷等靜壓成型為φ17mm的棒坯，將棒坯在中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)工藝為室溫～1200℃×3.0h，1200℃×1.0h，1200～1350℃×2.0h，1350℃×1.5h，1350～1500℃×1.0h，1500℃×3.0h，1500～1600℃×1.0h，1600℃×2.0h，1600～1700℃×1.0h，1700℃×2.0h，1700～1770℃×0.5h，1770℃×5.0h。采用多步軋制機(jī)將燒結(jié)后的棒坯最終軋制成φ6.5mm的鉬合金棒材，其中開(kāi)坯溫度為1500℃，時(shí)間為0.8小時(shí)。開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫拉至0.3mm，最后進(jìn)行室溫冷拉處理直至0.18mm線切割絲，溫拉的溫區(qū)長(zhǎng)度為80厘米，拉絲速率為80-120mm/min，加熱溫度為450℃。最后得到直徑為0.18mm的鉬合金絲，該鉬合金絲作為電火花線切割用的電極絲來(lái)切割銅模具，工作電流強(qiáng)度為0.4-0.8A，工作電壓95V，使用壽命達(dá)到99小時(shí)以上；而同樣條件下，市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)鉬電極絲的使用壽命為60小時(shí)。
實(shí)施例七取32.1克平均尺寸為130nm的氧化鈰粉末、取32.1克平均尺寸為100nm的氧化鑭粉末與7500克平均尺寸3μm的純鉬粉末(氧化鈰和氧化鑭的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為0.43％和0.43％)進(jìn)行混合，混合時(shí)采用V型混料機(jī)，混料時(shí)間為18小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50r/min，并且每間隔3.5小時(shí)停歇0.5小時(shí)。
將混合均勻的氧化鈰摻雜鉬合金粉體在185MPa下進(jìn)行冷等靜壓成型為φ17mm的棒坯，將棒坯在中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)工藝為室溫～1200℃×3.0h，1200℃×1.0h，1200～1350℃×2.0h，1350℃×1.5h，1350～1500℃×1.0h，1500℃×3.0h，1500～1600℃×1.0h，1600℃×2.0h，1600～1700℃×1.0h，1700℃×2.0h，1700～1770℃×0.5h，1770℃×5.0h。采用多步軋制機(jī)將燒結(jié)后的棒坯最終軋制成φ6.5mm的鉬合金棒材，其中開(kāi)坯溫度為1500℃，時(shí)間為0.8小時(shí)，開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫拉至0.3mm，最后進(jìn)行室溫冷拉處理直至0.18mm線切割絲。溫拉的溫區(qū)長(zhǎng)度為80厘米，拉絲速率為80-120mm/min，加熱溫度為450℃。最后得到直徑為0.18mm的鉬合金絲，該鉬合金絲作為電火花線切割用的電極絲來(lái)切割銅模具，工作電流強(qiáng)度為0.4-0.8A，工作電壓95V，使用壽命達(dá)到121小時(shí)以上，而同樣條件下，市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)鉬電極絲的使用壽命為60小時(shí)。
實(shí)施例八取32.1克平均尺寸為120nm的氧化鈰粉末、取96.3克平均尺寸為100nm的氧化鑭粉末與7500克平均尺寸2μm的純鉬粉末(氧化鈰和氧化鑭的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為0.43％和1.29％)進(jìn)行混合，混合時(shí)采用V型混料機(jī)，混料時(shí)間為18小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50r/min，并且每間隔3.5小時(shí)停歇0.5小時(shí)。
將混合均勻的氧化鈰摻雜鉬合金粉體在185MPa下進(jìn)行冷等靜壓成型為φ17mm的棒坯，將棒坯在中頻感應(yīng)燒結(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)工藝為室溫～1200℃×3.0h，1200℃×1.0h，1200～1350℃×2.0h，1350℃×1.5h，1350～1500℃×1.0h，1500℃×3.0h，1500～1600℃×1.0h，1600℃×2.0h，1600～1700℃×1.0h，1700℃×2.0h，1700～1770℃×0.5h，1770℃×5.0h。采用多步軋制機(jī)將燒結(jié)后的棒坯最終軋制成φ6.5mm的鉬合金棒材。其中開(kāi)坯溫度為1500℃，時(shí)間為0.8小時(shí)，開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫拉至0.3mm，最后進(jìn)行室溫冷拉處理直至0.18mm線切割絲。溫拉的溫區(qū)長(zhǎng)度為80厘米，拉絲速率為80-120mm/min，加熱溫度為450℃。最后得到直徑為0.18mm的鉬合金絲，該鉬合金絲作為電火花線切割用的電極絲來(lái)切割銅模具，工作電流強(qiáng)度為0.4-0.8A，工作電壓95V，使用壽命達(dá)到121小時(shí)以上；而同樣條件下，市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)鉬電極絲的使用壽命為60小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種高壽命電火花線切割用電極絲，其特征在于在金屬鉬中摻雜了氧化鑭、氧化鈰中的一種或兩種稀土氧化物，其中稀土氧化物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.3-3％，氧化鑭和氧化鈰同時(shí)摻雜時(shí)二者之間的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)比例為1∶3-1∶1。
2.按照權(quán)利要求1所述高壽命電火花線切割用電極絲，其特征在于，氧化鑭或氧化鈰顆粒尺寸為納米級(jí)顆粒，尺寸范圍為50-150nm。
3.一種如權(quán)利要求1所述高壽命電火花線切割用電極絲的制備方法，其特征在于，制備過(guò)程如下采用V型混料機(jī)將純度都大于99.0％的氧化鑭、氧化鈰中的一種或兩種稀土氧化物和純金屬鉬粉末進(jìn)行混合，混料時(shí)間為12-24小時(shí)，混料時(shí)滾筒的轉(zhuǎn)速為50-100r/min，并且每間隔3-4小時(shí)后停歇0.5-1小時(shí)；將混合均勻的稀土氧化物摻雜鉬合金粉體冷等靜壓成型，成型壓強(qiáng)的范圍為150-200MPa，制成棒坯；將棒坯在1600-1900℃的真空中頻感應(yīng)燒結(jié)爐或氫氣保護(hù)高溫?zé)Y(jié)爐中分段燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間12-24小時(shí)；對(duì)燒結(jié)后的鉬合金棒料進(jìn)行多步軋制，其中開(kāi)坯溫度為1500-1650℃，時(shí)間為0.5-1小時(shí)，開(kāi)坯后的鉬合金棒進(jìn)行多道溫軋，溫度300-1400℃，時(shí)間3-5小時(shí)、退火1100-1300℃，0.5-1小時(shí)并冷軋室溫處理；采用轉(zhuǎn)盤(pán)拉絲機(jī)對(duì)軋制后的鉬合金棒進(jìn)行拉絲處理，以得到直徑范圍在80-300μm的鉬合金絲，拉絲速率為80-120mm/min，加熱溫度為400-800℃，該鉬合金絲即為電火花線切割用的電極絲。
4.按照權(quán)利要求3所述高壽命電火花線切割用電極絲的制備方法，其特征在于，氧化鑭或氧化鈰粉末尺寸的范圍為50-150nm，純金屬鉬粉末的尺寸范圍為2-5μm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高壽命電火花線切割用電極絲及其制備方法，以尺度為50－150nm的稀土氧化物粉末和尺寸范圍為2－5μm的純鉬粉末為原料，直接混合后冷等靜壓成型并燒結(jié)，燒結(jié)后的棒料經(jīng)過(guò)多步軋制和拉拔后，可制備出直徑范圍為80－300μm的優(yōu)質(zhì)電極絲，該電極絲中稀土氧化物顆粒在鉬合金基體上分布均勻、彌散，無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。該電極絲具有高強(qiáng)度和高延展性，以及較高的使用壽命，是普通鉬電極絲使用壽命的1.5－2倍。該發(fā)明提出的高壽命電極絲的制備方法工藝簡(jiǎn)捷穩(wěn)定，工序少、產(chǎn)量大，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B23H7/22GK1745951SQ200510096109
公開(kāi)日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者孫軍, 張國(guó)君, 孫院軍, 丁向東, 劉剛, 江峰 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)