專(zhuān)利名稱(chēng)：鉬銅合金電火花線(xiàn)切割用皮芯結(jié)構(gòu)絲材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種皮芯結(jié)構(gòu)絲材，具體的，本發(fā)明涉及一種電火花線(xiàn)切割用皮芯結(jié)構(gòu)絲材。
背景技術(shù)：
電火花加工的原理是在一定介質(zhì)中，基于工具和工件(正、負(fù)電極)之間脈沖性火花放電的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)蝕除多余的金屬，從而達(dá)到對(duì)零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量等預(yù)定的加工要求。電火花線(xiàn)切割加工(簡(jiǎn)稱(chēng)WEDM)是在電火花加工基礎(chǔ)上于20世紀(jì)50年代末最早在蘇聯(lián)發(fā)展起來(lái)的一種新的工藝形式，電火花線(xiàn)切割加工的基本原理是利用不斷移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線(xiàn)作為工具電極，其與工件之間形成脈沖性放電腐蝕工件來(lái)實(shí)現(xiàn)加工。電火花線(xiàn)切割加工具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、加工成本低等突出優(yōu)點(diǎn)。
對(duì)于電火花線(xiàn)切割加工用電極絲，理想的是其有加工速度快、抗拉強(qiáng)度高、韌性強(qiáng)、導(dǎo)電性好、價(jià)格低廉等特性。現(xiàn)有的電火花線(xiàn)切割加工用電極絲可分為兩大類(lèi)，即快走絲電火花線(xiàn)切割用電極絲和慢走絲電火花線(xiàn)切割用電極絲?，F(xiàn)有技術(shù)已知的快走絲電火花線(xiàn)切割用電極絲有鑰絲、鎢絲、鎢鑰絲等；經(jīng)快走絲電極絲加工的工件，其精度、光潔度都比較差。當(dāng)對(duì)加工零件的精度、光潔度要求較高時(shí)，比如精密模具、精密儀器的零部件、表面質(zhì)量要求高的零件等，快走絲電火花線(xiàn)切割不能滿(mǎn)足其使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，提出了一種皮芯結(jié)構(gòu)線(xiàn)材，用作電火花線(xiàn)切割的電極線(xiàn)材料。本發(fā)明的電極線(xiàn)材料在保證快走絲電火花線(xiàn)切割金屬絲的切割加工速度的同時(shí)，能夠保證精密模具、精密儀器的表面加工粗糙度低、并且所述的皮芯結(jié)構(gòu)線(xiàn)材成本相對(duì)低廉。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種鑰銅合金電火花線(xiàn)切割用皮芯結(jié)構(gòu)絲材，其特征在于皮芯結(jié)構(gòu)的外皮層為金屬鑰，內(nèi)芯層為金屬絲層，所述的金屬絲層的組分包括Cu、Ni、Fe、Zn、Si 和 Mo。優(yōu)選的，所述外皮層的質(zhì)量為內(nèi)芯層質(zhì)量的10-20%。優(yōu)選的，所述的合金的組分和比例分別為Cu 35% -41%, Ni 8. 0% -9.6%, Fe
2.1-2. 5%, Zn I. 5-2. 5%, Si 0. 30-0. 60%，余量為鑰和不可避免的雜質(zhì)。另外，本發(fā)明還公開(kāi)了上述的鑰銅合金電火花線(xiàn)切割用皮芯結(jié)構(gòu)絲材的制備方法，其特征在于包括以下工藝步驟(I)在真空感應(yīng)熔煉爐中按照內(nèi)芯層的合金的成分以及組成加料，并使其熔化，得到熔融的金屬液；(2)將熔融的金屬液導(dǎo)入到連鑄設(shè)備內(nèi)，制備合金線(xiàn)坯；(3)將合金坯材經(jīng)冷卻拉伸和在線(xiàn)退火，制成直徑為2-3_的金屬絲；(4)利用0. 2-0. 4mm厚的Mo薄片包裹步驟(3)所述的金屬絲并壓實(shí)，經(jīng)過(guò)拉絲機(jī)多道次拉伸，得到直徑為0. 20-0. 25mm的絲材；(5)去應(yīng)力退火，得到皮芯結(jié)構(gòu)絲材。其中，在所述的步驟⑴中，優(yōu)選的熔化溫度為1200_1350°C，保溫時(shí)間為10-200分鐘；更優(yōu)選的，所述的熔化溫度為1250-1300°C，保溫時(shí)間為20-100分鐘。其中，在所述的步驟⑵中，優(yōu)選的，連鑄溫度為1100-1200°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為0. 6-0. 9MPa，冷卻水進(jìn)水溫度為5-30°C，連鑄速度為1250-1350mm/min，得到合金坯材；更優(yōu)選的，連鑄溫度為1100-1150°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為0. 7-0. 8MPa。其中，在所述的步驟(3)中，所述的在線(xiàn)退火溫度為600_650°C，退火時(shí)間為10_50秒，以使合金材料線(xiàn)坯經(jīng)過(guò)拉伸后得到的線(xiàn)材發(fā)生再結(jié)晶，便于后續(xù)拉伸加工。 其中，在所述的步驟⑷中，所述的Mo薄片的質(zhì)量為所述的金屬絲質(zhì)量的10-20%。其中，在所述的步驟(5)中，所述的去應(yīng)力退火溫度為250_350°C，相應(yīng)的退火時(shí)間為10-30秒，以消除最終電極線(xiàn)成品的加工應(yīng)力。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中已有的快走絲電火花電極線(xiàn)相比，具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和有益效果(I)本申請(qǐng)所采用的皮芯結(jié)構(gòu)的絲才與傳統(tǒng)的電極線(xiàn)相比，提高了金屬絲在加工液中的耐蝕性，并且降低了加工后的表面粗糙度。(2)采用本申請(qǐng)的銅合金制造的金屬絲其結(jié)晶性能良好，具有穩(wěn)定的抗拉強(qiáng)度，提高了切削速度。


圖I為快走絲電火花線(xiàn)切割電極絲加工示意圖。
具體實(shí)施例方式下文將結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例I按以下質(zhì)量配制總計(jì)為IOOKg的合金原料(可以為塊狀或粉末的高純?cè)?，其中，Cu 35. OKg ；Ni 8. OKg ；Fe :2. IKg ；Zn :1. 5Kg ；Si :0. 30Kg ;和余量的 Mo ;將配制的合金原料放入感應(yīng)熔煉爐中使其熔化，熔化溫度為1350°C，保溫時(shí)間為50分鐘；將熔融的合金液體導(dǎo)入水平連鑄爐內(nèi)，采用連鑄方法制備合金線(xiàn)坯，連鑄工藝參數(shù)為連鑄溫度1200°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為0. 7 0. 8MPa，冷卻水進(jìn)水溫度5_30°C，進(jìn)出水溫差為5 15°C，連鑄速度為1250mm/min ;將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線(xiàn)退火，退火溫度650°C，退火時(shí)間25秒；制備得到的金屬絲的直徑為2. 5mm。所述的金屬絲的化學(xué)成分和組成為Cu 35. 0% ；Ni 8. 0% ；Fe :2. 1% ；Zn :1. 5% ；Si :0. 30% ;和余量的 Mo。實(shí)施例2按以下質(zhì)量配制總計(jì)為IOOKg的合金原料(可以為塊狀或粉末的高純?cè)?，其中，Cu 41. OKg ；Ni 9. 6Kg ；Fe :2. 5Kg ；Zn :2. 5Kg ；Si :0. 60Kg ;和余量的 Mo ;將配制的合金原料放入感應(yīng)熔煉爐中使其熔化，熔化溫度為1200°C，保溫時(shí)間為200分鐘；將熔融的合金液體導(dǎo)入水平連鑄爐內(nèi)，采用連鑄方法制備合金線(xiàn)坯，連鑄工藝參數(shù)為連鑄溫度1100°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為0. 7 0. 8MPa，冷卻水進(jìn)水溫度5_30°C，進(jìn)出水溫差為5 15 °C，連鑄速度為1350mm/min ;將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線(xiàn)退火，退火溫度600°C，退火時(shí)間50秒；制備得到的金屬絲的直徑為2. 5mm。所述的鑰銅合金金屬絲的化學(xué)成分和組成為Cu 41. 0% ；Ni 9. 6% ；Fe :2. 5% ；Zn :2. 5% ；Si :0. 60% ;和余量的 Mo。實(shí)施例3按以下質(zhì)量配制總計(jì)為IOOKg的合金原料(可以為塊狀或粉末的高純?cè)?，其中，Cu 41. OKg ；Ni 9. 6Kg ；Fe :2. IKg ；Zn :1. 5Kg ；Si :0. 30Kg ;和余量的 Mo ;將配制的合金原料放入感應(yīng)熔煉爐中使其熔化，熔化溫度為1250°C，保溫時(shí)間為150分鐘；將熔融的合金液體導(dǎo)入水平連鑄爐內(nèi)，采用連鑄方法制備合金線(xiàn)坯，連鑄工藝參數(shù)為連鑄溫度1150°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為0. 7 0. 8MPa，冷卻水進(jìn)水溫度5_30°C，進(jìn)出水溫差為5 15°C，連鑄速度為1300mm/min ;將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線(xiàn)退火，退火溫度630°C，退火時(shí)間30秒；制備得到的金屬絲的直徑為2. 5mm。所述的鑰銅合金金屬絲的化學(xué)成分和組成為Cu 41. 0% ；Ni 9. 6% ；Fe :2. 1% ；Zn :1. 5% ；Si :0. 30% ;和余量的 Mo。實(shí)施例4按以下質(zhì)量配制總計(jì)為IOOKg的合金原料(可以為塊狀或粉末的高純?cè)?，其中，Cu 35. OKg ；Ni 8. OKg ；Fe :2. 5Kg ；Zn :2. 5Kg ；Si :0. 60Kg ;和余量的 Mo ;將配制的合金原料放入感應(yīng)熔煉爐中使其熔化，熔化溫度為1250°C，保溫時(shí)間為100分鐘；將熔融的合金液體導(dǎo)入水平連鑄爐內(nèi)，采用連鑄方法制備合金線(xiàn)坯，連鑄工藝參數(shù)為連鑄溫度1150°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為0. 7 0. 8MPa，冷卻水進(jìn)水溫度5_30°C，進(jìn)出水溫差為5 15°C，連鑄速度為1300mm/min ;將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線(xiàn)退火，退火溫度625°C，退火時(shí)間25秒；制備得到的金屬絲的直徑為2. 5mm。所述的鑰銅金屬絲的化學(xué)成分和組成為Cu 35. 0% ；Ni 8. 0% ；Fe :2. 5% ；Zn :2. 5% ；Si :0. 60% ;和余量的 Mo。實(shí)施例5按以下質(zhì)量配制總計(jì)為IOOKg的合金原料(可以為塊狀或粉末的高純?cè)?，其中，Cu 38. OKg ；Ni 9. OKg ；Fe :2. 3Kg ；Zn :2. 3Kg ；Si :0. 45Kg ;和余量的 Mo ;將配制的合金原料放入感應(yīng)熔煉爐中使其熔化，熔化溫度為1280°C，保溫時(shí)間為100分鐘；將熔融的合金液體導(dǎo)入水平連鑄爐內(nèi)，采用連鑄方法制備合金線(xiàn)坯，連鑄工藝參數(shù)為連鑄溫度1150°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為0. 7 0. 8MPa，冷卻水進(jìn)水溫度5_30°C，進(jìn)出水溫差為5 15°C，連鑄速度為1300mm/min ;將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線(xiàn)退火，退火溫度625°C，退火時(shí)間25秒；制備得到的金屬絲的直徑為2. 5mm。所述的鑰銅合金金屬絲的化學(xué)成分和組成為Cu 38. 0% ；Ni 9. 0% ；Fe :2. 3% ；Zn :2. 3% ；Si :0. 45% ;和余量的 Mo。皮芯結(jié)構(gòu)絲材成品利用0. 2mm厚的Mo薄片分別依次包裹由實(shí)施例1_5得到的金屬絲并壓實(shí)，經(jīng)過(guò)拉絲機(jī)多道次拉伸，得到直徑為0. 25mm的絲材，所述的Mo薄片的質(zhì)量為所述的金屬絲質(zhì)量的12% ;最后在250°C的條件下進(jìn)行去應(yīng)力退火30秒，得到編號(hào)依次為A1-A5的皮芯結(jié)構(gòu)絲材。在萬(wàn)能電子拉伸儀上測(cè)試編號(hào)依次為A1-A5的皮芯結(jié)構(gòu)絲材的抗拉強(qiáng)度和延伸率，采用TX-300A智能電導(dǎo)線(xiàn)電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)試其導(dǎo)電率，以45號(hào)鋼作為工件測(cè)試所述的金屬絲的電火花線(xiàn)切割速度，采用觸針?lè)y(cè)量加工后的表面粗糙度。
比較例I現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的Mo電極絲，在萬(wàn)能電子拉伸儀上測(cè)試該電極絲的抗拉強(qiáng)
度和延伸率，采用TX-300A智能電導(dǎo)線(xiàn)電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)試其導(dǎo)電率，以45號(hào)鋼作為工件測(cè)
試所述的電極絲的電火花線(xiàn)切割速度，采用觸針?lè)y(cè)量加工后的表面粗糙度。上述實(shí)施例
和比較例的結(jié)果列在表I中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)表I實(shí)施例與比較例的數(shù)據(jù)性能
權(quán)利要求
1.一種鑰銅合金電火花線(xiàn)切割用皮芯結(jié)構(gòu)絲材，其特征在于皮芯結(jié)構(gòu)的外皮層為金屬鑰，內(nèi)芯層為金屬絲層，所述的金屬絲層的組分包括Cu、Ni、Fe、Zn、Si和Mo。
2.權(quán)利要求I所述的鑰合金電火花線(xiàn)切割用皮芯結(jié)構(gòu)絲材，其特征在于所述的金屬絲的組分和比例分別為Cu 35% -41%, Ni 8. 0% -9. 6%, Fe 2. 1-2. 5%, Zn I. 5-2. 5%, Si.0.30-0. 60%，余量為鑰和不可避免的雜質(zhì)。
3.權(quán)利要求I或2所述的皮芯結(jié)構(gòu)絲材，所述外皮層的質(zhì)量為內(nèi)芯層質(zhì)量的10-20%。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鑰銅合金電火花線(xiàn)切割用皮芯結(jié)構(gòu)絲材的制備方法，其特征在于包括以下工藝步驟 (1)在真空感應(yīng)熔煉爐中按照內(nèi)芯層的合金的成分以及組成加料，并使其熔化，得到熔融的金屬液； (2)將熔融的金屬液導(dǎo)入到連鑄設(shè)備內(nèi)，制備合金線(xiàn)坯； (3)將合金坯材經(jīng)冷卻拉伸和在線(xiàn)退火，制成直徑為2-3_的金屬絲； (4)利用0.2-0. 4mm厚的Mo薄片包裹步驟(3)所述的金屬絲并壓實(shí)，經(jīng)過(guò)拉絲機(jī)多道次拉伸，得到直徑為0. 20-0. 25mm的絲材； (5)去應(yīng)力退火，得到皮芯結(jié)構(gòu)絲材。
5.權(quán)利要求4所述的制備方法，在所述的步驟⑴中，優(yōu)選的熔化溫度為.1200-1350°C，保溫時(shí)間為10-200分鐘。
6.權(quán)利要求4所述的制備方法，在所述的步驟(2)中，連鑄溫度為1100-1200°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為0. 6-0. 9MPa，冷卻水進(jìn)水溫度為5-30°C，連鑄速度為1250_1350mm/mirio
7.權(quán)利要求4所述的制備方法，在所述的步驟(3)中，所述的在線(xiàn)退火溫度為.600-650°C，退火時(shí)間為10-50秒。
8.權(quán)利要求4所述的制備方法，在所述的步驟(4)中，所述的Mo薄片的質(zhì)量為所述的金屬絲質(zhì)量的10-20%。
9.權(quán)利要求4所述的制備方法，在所述的步驟(5)中，所述的去應(yīng)力退火溫度為.250-350°C，相應(yīng)的退火時(shí)間為10-30秒。
全文摘要
鉬銅合金電火花線(xiàn)切割用皮芯結(jié)構(gòu)絲材，其特征在于皮芯結(jié)構(gòu)的外皮層為金屬鉬，內(nèi)芯層為金屬絲層，所述的金屬絲層的組分包括Cu、Ni、Fe、Zn、Si和Mo。本發(fā)明的皮芯結(jié)構(gòu)絲材，用作電火花線(xiàn)切割加工，可以提高電極線(xiàn)在加工液中的耐蝕性、切削速度和降低表面粗糙度。
文檔編號(hào)B23H7/08GK102806394SQ20111014263
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者鄭霞 申請(qǐng)人:昆山市瑞捷精密模具有限公司