專利名稱：慢走絲電火花線切割銅合金電極線及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電火花線切割銅合金電極線，更具體的，本發(fā)明涉及一種慢走絲電火花線切割銅合金電極線。
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。電火花線切割加工(簡(jiǎn)稱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)展起來的一種新的工藝形式，電火花線切割加工的基本原理是利用不斷移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線作為工具電極，其與工件之間形成脈沖性放電腐蝕工件來實(shí)現(xiàn)加工。電火花 線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)于電火花線切割加工用電極線，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)有技術(shù)的慢走絲電火花線切割電極線有黃銅絲、鍍鋅黃銅絲、鍍鋅鋼絲、β絲、Y絲等?，F(xiàn)有技術(shù)中的慢走絲電火花線切割電極線中，普遍采用在表面鍍鋅來提高其加工速度。但是當(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，現(xiàn)有技術(shù)中的電火花線切割電極線的性能，難以同時(shí)兼顧速度和質(zhì)量要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題正是在于提供一種慢走絲電火花線切割用電極線，以期在增大慢走絲電火花線切割電極線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、并且所述的電極線成本相對(duì)低廉。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種慢走絲電火花線切割用電極線，其特征在于所述的電極線的組分包含Al、Zn、Ni、Mg、W和Cu。優(yōu)選的，本發(fā)明提供一種慢走絲電火花線切割用電極線，其特征在于所述的電極線的組分和比例分別為A1 32% -36%, Zn 10% -12%, Ni 3. O % -5.0%, Mg
O.20-0. 80%, W0. 20-0. 80%，余量為銅和不可避免的雜質(zhì)。另外，本發(fā)明還公開了上述的慢走絲電火花線切割用電極線的制備方法，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)，制備合金線坯；(3)將合金坯材經(jīng)冷卻拉伸和在線退火、以及成品前的去應(yīng)力退火制成直徑為
O.20-0. 25mm的電極線。其中，在所述的步驟⑴中，優(yōu)選的，熔化溫度為1100-1200°C，保溫時(shí)間為50-150分鐘；更優(yōu)選的，所述的熔化溫度為1100-1150°C，保溫時(shí)間為50-100分鐘。其中，在所述的步驟⑵中，優(yōu)選的，連鑄溫度為1000-1100°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為O. 6-0. 9MPa，冷卻水進(jìn)水溫度為5_30°C，連鑄速度為1200-1300mm/min，得到合金坯材；更優(yōu)選的，連鑄溫度為1000-1050°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為O. 7-0. 8MPa。其中，在所述的步驟(3)中，所述的在線退火溫度為600_680°C，退火時(shí)間為10_50秒，以使合金材料線坯經(jīng)過拉伸后得到的線材發(fā)生再結(jié)晶，便于后續(xù)拉伸加工。其中，在所述的步驟(3)中，所述的去應(yīng)力退火溫度為200_250°C，相應(yīng)的退火時(shí)間為10-20秒，以消除最終電極線成品的加工應(yīng)力。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中已有的慢走絲電火花電極線相比，具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和有益效果(I)本申請(qǐng)所采用的銅合金電極線與傳統(tǒng)的黃銅電極線相比，提高了電極線在加工液中的耐蝕性，并且也顯著改善了其切削性能，特別是顯著的降低了加工后的表面粗糙 度。(2)采用本申請(qǐng)的銅合金制造的電極線其結(jié)晶性能良好，具有穩(wěn)定的抗拉強(qiáng)度，并且導(dǎo)電性良好。(3)本發(fā)明的電極線線坯的可加工性能良好，加工溶液，從而降低了顯著降低了電極線的制備成本。


圖I為慢走絲電火花線切割用電極線的加工示意圖。圖2為慢走絲電火花線切割用電極線的制造流程示意圖。
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，Al 32. OKg ；Zn :10. OKg ；Ni :3. OKg ；Mg :0. 20Kg ；ff :0. 20Kg ;和余量的 Cu ；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1100°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坯，連鑄工藝參數(shù)為連鑄溫度1000 °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1200mm/min ；將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線退火，退火溫度600°C，退火時(shí)間50秒；以及成品前的去應(yīng)力退火，退火溫度250°C，退火時(shí)間10秒；得制備得到的慢走絲電火花線切割電極線的直徑為O. 25mm。所述的電極線成品的化學(xué)成分和組成為A1 :32. 0% ；Zn
10.0% ；Ni 3. 0% ；Mg 0. 20% ；ff :0. 20% ;和余量的 Cu。在萬(wàn)能電子拉伸儀上測(cè)試電極線的抗拉強(qiáng)度和延伸率，采用TX-300A智能電導(dǎo)線電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)試其導(dǎo)電率，采用觸針法測(cè)量加工后的表面粗糙度，以45號(hào)鋼作為工件測(cè)試所述的電極線的電火花線切割速度。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，Al 32. OKg ；Zn :10. OKg ；Ni :3. OKg ；Mg :0. 20Kg ；ff :0. 20Kg ;和余量的 Cu ；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1100°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坯，連鑄工藝參數(shù)為連鑄溫度1000 °C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為O. 7 O. 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1200mm/min ；將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線退火，退火溫度600°C，退火時(shí)間50秒； 以及成品前的去應(yīng)力退火，退火溫度250°C，退火時(shí)間10秒；得制備得到的慢走絲電火花線切割電極線的直徑為O. 25mm。所述的電極線成品的化學(xué)成分和組成為A1 :32. 0% ；Zn 10. 0% ；Ni 3. 0% ；Mg 0. 20% ；ff :0. 20% ;和余量的 Cu。在萬(wàn)能電子拉伸儀上測(cè)試電極線的抗拉強(qiáng)度和延伸率，采用TX-300A智能電導(dǎo)線電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)試其導(dǎo)電率，采用觸針法測(cè)量加工后的表面粗糙度，以45號(hào)鋼作為工件測(cè)試所述的電極線的電火花線切割速度。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，Al 36. OKg ；Zn :12. OKg ；Ni :5. OKg ；Mg :0. 80Kg ；ff :0. 80Kg ;和余量的 Cu ；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1100°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O. 7 O. 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1200mm/min ；將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線退火，退火溫度600°C，退火時(shí)間25秒；以及成品前的去應(yīng)力退火，退火溫度250°C，退火時(shí)間10秒；得制備得到的慢走絲電火花線切割電極線的直徑為O. 25mm。所述的電極線成品的化學(xué)成分和組成為A1 :36. 0% ；Zn 12. 0% ；Ni 5. 0% ；Mg 0. 80% ；ff :0. 80% ;和余量的 Cu。在萬(wàn)能電子拉伸儀上測(cè)試電極線的抗拉強(qiáng)度和延伸率，采用TX-300A智能電導(dǎo)線電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)試其導(dǎo)電率，采用觸針法測(cè)量加工后的表面粗糙度，以45號(hào)鋼作為工件測(cè)試所述的電極線的電火花線切割速度。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，Al 36. OKg ；Zn :12. OKg ；Ni :3. OKg ；Mg :0. 20Kg ；ff :0. 20Kg ;和余量的 Cu ；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1150°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坯，連鑄工藝參數(shù)為連鑄溫度1050 °C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為O. 7 O. 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1200mm/min ；將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線退火，退火溫度650°C，退火時(shí)間25秒；以及成品前的去應(yīng)力退火，退火溫度200°C，退火時(shí)間20秒；得制備得到的慢走絲電火花線切割電極線的直徑為O. 25mm。所述的電極線成品的化學(xué)成分和組成為A1 :36. 0% ；Zn 12. 0% ；Ni 3. 0% ；Mg 0. 20% ；ff :0. 20% ;和余量的 Cu。在萬(wàn)能電子拉伸儀上測(cè)試電極線的抗拉強(qiáng)度和延伸率，采用TX-300A智能電導(dǎo)線電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)試其導(dǎo)電率，采用觸針法測(cè)量加工后的表面粗糙度，以45號(hào)鋼作為工件測(cè)試所述的電極線的電火花線切割速度。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，Al 34. OKg ；Zn :11. OKg ；Ni :4. OKg ；Mg :0. 50Kg ；ff :0. 50Kg ;和余量的 Cu ；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1150°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坯，連鑄工藝參數(shù)為連鑄溫度1000 °C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為O. 7 O. 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1200mm/min ；將所制得的合金坯經(jīng)多道冷拉伸和在線退火，退火溫度650°C，退火時(shí)間30秒；以及成品前的去應(yīng)力退火，退火溫度220°C，退火時(shí)間15秒；得制備得到的慢走絲電火花線切割電極線的直徑為O. 25mm。所述的電極線成品的化學(xué)成分和組成為A1 :34. 0% ；Zn
11.0% ；Ni 4. 0% ；Mg 0. 50% ；ff :0. 50% ;和余量的 Cu。在萬(wàn)能電子拉伸儀上測(cè)試電極線的抗拉強(qiáng)度和延伸率，采用TX-300A智能電導(dǎo)線電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)試其導(dǎo)電率，采用觸針法測(cè)量加工后的表面粗糙度，以45號(hào)鋼作為工件測(cè)試所述的電極線的電火花線切割速度。表I實(shí)施例與比較例的綜合力學(xué)性能、導(dǎo)電率與電火花線切割速度
權(quán)利要求
1.一種慢走絲電火花線切割銅合金電極線，其特征在于所述的電極線的組分包含Al、Zn、Ni、Mg、W 和 Cu。
2.權(quán)利要求I所述的慢走絲電火花線切割銅合金電極線，其特征在于所述的電極線的組分和比例分別為A1 32% -36%, Zn 10% -12%, Ni 3. 0% -5. 0%,Mg :0. 20-0. 80%, WO.20-0. 80%，余量為銅和不可避免的雜質(zhì)。
3.權(quán)利要求I或2所述的慢走絲電火花線切割銅合金電極線的制備方法，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)，制備合金線坯； (3)將合金坯材經(jīng)冷卻拉伸和在線退火、以及成品前的去應(yīng)力退火制成直徑為O.20-0. 25mm的電極線。
4.權(quán)利要求3所述的制備方法，在所述的步驟(I)中，熔化溫度為1100-1200°C，保溫時(shí)間為50-150分鐘。
5.權(quán)利要求3所述的制備方法，在所述的步驟(2)中，連鑄溫度為1000-1050°C，連鑄時(shí)結(jié)晶器冷卻水壓為O. 6-0. 9MPa，冷卻水進(jìn)水溫度為5_30°C，連鑄速度為1200-1300mm/min0
6.權(quán)利要求3所述的制備方法，在所述的步驟(3)中，所述的在線退火溫度為600-680°C，退火時(shí)間為10-50秒。
7.權(quán)利要求3所述的制備方法，在所述的步驟(3)中，所述的去應(yīng)力退火溫度為200-250°C，相應(yīng)的退火時(shí)間為10-20秒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種慢走絲電火花線切割銅合金電極線及其制備方法，其中電極線的組分包含Al、Zn、Ni、Mg、W和Cu。另外，本發(fā)明還公開了上述的慢走絲電火花線切割電極線的制備方法，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)，制備合金線坯；(3)將合金坯材經(jīng)冷卻拉伸和在線退火、以及成品前的去應(yīng)力退火制成電極線。本發(fā)明的電極線提高了電極線在加工液中的耐蝕性、切削性能；抗拉強(qiáng)度穩(wěn)定，導(dǎo)電性良好。
文檔編號(hào)B23H7/24GK102784978SQ20111013128
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者鄭霞 申請(qǐng)人:昆山市瑞捷精密模具有限公司