本發(fā)明涉及電火花加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單向走絲電火花加工用電極絲及其制備方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)電極絲運(yùn)行速度的不同，電火花加工用電極絲分為慢走絲電極絲和快走絲電極絲，其中慢走絲電極絲在電火花加工中作低速單向運(yùn)動(dòng)，因此又稱為單向走絲電極絲，其速度一般低于0.2mm/s，精度達(dá)0.001mm級(jí)，表面質(zhì)量接近磨削水平。隨著航空、航天、軍工、汽車、半導(dǎo)體等關(guān)鍵制造領(lǐng)域的發(fā)展,尤其是精密模具制造業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)各類高、中、低檔慢走絲電火花線切割機(jī)床的需求量不斷提高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈,同時(shí)也刺激了線切割機(jī)床制造廠商對(duì)電火花線切割機(jī)床性能及功能的提升,促進(jìn)了單向走絲電火花線切割技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

慢走絲線切割技術(shù)(即單向走絲線切割技術(shù))與快走絲線切割技術(shù)相比,具有更好的加工效率、加工精度以及加工表面，因此為現(xiàn)代制造業(yè)所廣泛認(rèn)知與采用。此外，多次切割技術(shù)是提高慢走絲電火花線切割加工精度及表面質(zhì)量的根本手段，是設(shè)計(jì)制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、智能化技術(shù)、脈沖電源技術(shù)、精密傳動(dòng)及控制技術(shù)的科學(xué)整合。一般情況下，多次切割技術(shù)通過(guò)一次切割成形、二次切割提高精度以及三次以上切割提高表面質(zhì)量，甚至為達(dá)到高質(zhì)量的表面，多次切割的次數(shù)需高達(dá)7～9次。例如多次切割包括粗割和精修；其中，粗割是指從整塊材料上切下工件的輪廓，由于待切割材料量的關(guān)系，粗割是最費(fèi)時(shí)的；但是粗割獲得的工件，高能放電會(huì)造成不平坦的表面，在很多高端應(yīng)用領(lǐng)域精度不夠，這就需要一次或多次的后切割，稱之為“精修”，精修就是對(duì)工件進(jìn)行精加工，從而將工件表面磨光，并且將與輪廓不相符的部分磨掉，這只需要釋放少量能量就能達(dá)到，從而使工件達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量，例如平行度，表面粗糙度，尺寸精度等，精修的次數(shù)主要以工件所需要達(dá)到的質(zhì)量為準(zhǔn)。因此，許多廠家為了進(jìn)一步提升慢走絲電火花線切割機(jī)床的性能,專注于慢走絲電火花多次切割加工工藝的研究,同時(shí)配備較為豐富的多次切割加工工藝數(shù)據(jù)庫(kù),可使慢走絲電火花線切割機(jī)床根據(jù)工件材料、厚度及加工要求自動(dòng)調(diào)用脈沖參數(shù)、運(yùn)絲速度、切割速度等工藝參數(shù),自動(dòng)化程度有較大提高,大大提高了慢走絲電火花線切割機(jī)床的加工精度和加工表面。

眾所周知，慢走絲的加工原理如下：工具電極(電極絲)和工件之間加上脈沖電壓，兩者在絕緣介質(zhì)液體中到達(dá)一定的間隙擊穿形成放電通道，產(chǎn)生火花放電，放電時(shí)在局部產(chǎn)生瞬時(shí)高溫(8000℃～12000℃)使金屬材料熔化，甚至氣化并被液體介質(zhì)帶走，脈沖電源不斷地發(fā)出電脈沖形成一次次火花放電將工件材料不斷去除。放電加工時(shí)工件表面溫度高達(dá)10000℃，上層材料承受極高溫度被蒸發(fā)，下層之熔融材料則被放電所產(chǎn)生壓力沖除。大約15％的熔融材料被加工液沖除，未被沖除之材料則仍然附著于工件表面形成再鑄層。工件(鋼材)材料經(jīng)放電加工后截面呈現(xiàn)三個(gè)區(qū)域:一是基體金屬，指未改變金相組織和性能的原來(lái)基體的金屬；二是熱影響層，位于基體金屬上面的由于熱作用改變了基體金屬金相組織和性能的一層金屬；三是再鑄層，位于工件表層，熱影響層上面，再鑄層為快速淬火結(jié)構(gòu)。再鑄層存在著放電加工所造成的微缺陷如微孔、球狀顆粒以及微裂紋等，因此再鑄層存在的區(qū)域可視為加工損傷區(qū)，再鑄層的上表面可視為電火花加工表面。電火花加工時(shí)金屬的蝕除分熔化和氣化兩種，寬脈寬作用時(shí)間長(zhǎng)，容易造成熔化加工，使工件表面形貌變差，加工損傷區(qū)增厚，內(nèi)應(yīng)力加大，易產(chǎn)生裂紋；當(dāng)脈寬小到一定值時(shí)，作用時(shí)間極短，形成氣化加工，可以減小加工損傷區(qū)厚度，改善加工表面，減小內(nèi)應(yīng)力，避免裂紋產(chǎn)生。

由上可見(jiàn)，作為工具電極的電極絲是單向走絲線切割機(jī)床實(shí)現(xiàn)放電必不可少的核心單元,電極絲的組成及結(jié)構(gòu)對(duì)慢走絲線切割的加工效率、加工精度以及加工表面的影響至關(guān)重要，即單向走絲電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展，離不開(kāi)電極絲發(fā)展。然而，目前國(guó)內(nèi)單向走絲電火花線切割加工用電極絲普遍存在著精度不高、切割質(zhì)量不高，以及工件平行度、表面粗糙度、尺寸精度、工件損傷等問(wèn)題，進(jìn)而制約著我國(guó)高端制造業(yè)的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而提供一種高精度、低損傷的單向走絲電火花加工用電極絲。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而提供一種上述單向走絲電火花加工用電極絲的制備方法。

本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種單向走絲電火花加工用電極絲，包括芯材和殼層，所述芯材的材質(zhì)為銅鋅合金，其特征在于，所述殼層包括包覆于芯材表面的快放電切割層、設(shè)置在電極絲表面的低損傷精修層以及設(shè)置在該快放電切割層與低損傷精修層之間的潤(rùn)滑間隙；

所述快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為45～65％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；

所述低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為80％～100％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％。

作為優(yōu)選，所述潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由90％～100％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，具有以下技術(shù)效果：(1)在電場(chǎng)作用下，不斷地聚集工作液中OH-離子，減少工件上OH-離子的聚集，從而防止工件材料的氧化，同時(shí)降低工作液電導(dǎo)率，以提高工作液電阻，加工間隙容易產(chǎn)生火花放電，加工穩(wěn)定、易于控制，從而提高加工表面綜合質(zhì)量；(2)能快速地形成電橋，起到電橋作用，減小點(diǎn)火延時(shí)，增大放電頻率，有利于粗割時(shí)實(shí)現(xiàn)快速放電切割；(3)影響加工精度的因素很多，除機(jī)床的機(jī)械精度和運(yùn)絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性外，加工間隙中放電時(shí)的爆炸力和高壓水在加工縫隙中向加工路徑后方的壓差推力對(duì)電極絲的滯后作用，也會(huì)造成電極絲實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡偏離數(shù)控代碼的預(yù)定軌跡，具體體現(xiàn)在加工小圓弧時(shí)實(shí)際圓弧直徑偏小、加工拐角處出現(xiàn)塌角，影響到加工質(zhì)量和精度。因此，為了提高拐角切割精度，本發(fā)明潤(rùn)滑間隙中的氧化物與其所在的潤(rùn)滑間隙配合，可以有效控制精修時(shí)的加工能量，即在拐角或小R處實(shí)時(shí)降低加工電流、降低工作液壓力、增大電極絲張力、同時(shí)適應(yīng)控制加工速度等以降低電極絲的滯后影響，從而提高拐角和R角等微細(xì)部位的加工精度，避免由電極絲的滯后會(huì)帶來(lái)“鼓肚”、“凹心”、“塌角”等加工缺陷。

作為優(yōu)選，所述潤(rùn)滑間隙沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向的1/1600～1/80圓周，其深度為沿直徑方向的1/50～1/5殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為潤(rùn)滑間隙寬度的1/2～2倍。設(shè)置均勻而不連續(xù)的潤(rùn)滑間隙可使電極絲的抗拉強(qiáng)度達(dá)到800～1050MPa，從而滿足切割對(duì)力學(xué)性能的要求；另外，潤(rùn)滑間隙的間隔分布使得切割放電間隙迅速注入有效工作液，有利于把電蝕產(chǎn)物迅速帶出，并為下一個(gè)脈沖放電創(chuàng)造更好的環(huán)境，有利于加工速度。

進(jìn)一步，所述快放電切割層厚度為10～25μm、所述低損傷精修層厚度為0.8～5μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為1～5μm?？旆烹娗懈顚又饕糜诳焖?gòu)恼麎K材料上切下工件的輪廓，為了盡可能縮短工作時(shí)間，需選擇較厚的快放電切割層和較高的放電能量進(jìn)行加工，從而保證該切割層不會(huì)在粗割放電中完全用盡，因此本發(fā)明中快放電切割層厚度優(yōu)選10～25μm；后切割或精細(xì)切割主要是對(duì)工件進(jìn)行精加工，將工件表面磨光，或者將與輪廓不相符的部分磨掉，從而使工件達(dá)到所要求的質(zhì)量，因此精修放電只需要很小的能量就可以完成，即精修切割流過(guò)的電流很小，僅消耗很薄的精修外層，因此本發(fā)明中低損傷精修層厚度優(yōu)選為0.8～5μm；本發(fā)明中深度為1～5μm的潤(rùn)滑間隙更加有效的改善電極絲精修放電電流傳輸，使得陽(yáng)陰兩極的電流密度差變大(即金屬絲陰極電流密度相對(duì)增大，工件陽(yáng)極電流密度相對(duì)減小)，導(dǎo)致電源脈寬作用在工件上的時(shí)間減小，這樣有利于電弧放電，優(yōu)化放電能量，從而提高切割精度。

作為優(yōu)選，所述潤(rùn)滑間隙之間的周向間距為沿快放電切割層的1/200～1/50圓周，所述潤(rùn)滑間隙之間的軸向間距為沿快放電切割層的1/300～1/100圓周。

本發(fā)明解決第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：上述單向走絲電火花加工用電極絲的制備方法包括以下步驟：

(1)制備芯材所需直徑0.6～1.2mm的母線；

(2)將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為5～20um，制得第一線坯，其中電鍍電流為1500～3000A，電壓150～220V；

(3)對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為390～440度，熱處理時(shí)間為2～10h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯；

(4)對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為5％～15％，以將部分氧化物鑲嵌在第二線坯中，避免后續(xù)酸洗過(guò)程中流失，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為1～10um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為1000～2000A，電壓100～220V；

(5)最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為500～1500m/min，退火電壓為10～80V，退火電流為10～45A，制得直徑為0.20～0.35mm的電極絲成品；拉伸過(guò)程中，由于第一次電鍍并熱處理后鍍層比較硬、脆，延展性差，且鑲嵌部分氧化物，而芯材和第二次電鍍的表層鋅塑韌性，拉伸時(shí)表層會(huì)與芯材、鍍層之間形成間隙，并保留氧化物，形成潤(rùn)滑間隙。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明中電極絲的殼層包括快放電切割層、低損傷精修層以及設(shè)置在該快放電切割層與低損傷精修層之間的潤(rùn)滑間隙。其中，選用鋅含量為45～65％的銅鋅合金作為快速放電層，使得該層合金具有蒸發(fā)溫度高、剝蝕快的優(yōu)點(diǎn)，盡可能縮短粗割時(shí)間。

選用鋅含量為80％以上的銅鋅合金或純鋅組成的低損傷精修層，能夠在很小的電能下進(jìn)行穩(wěn)定的腐蝕加工，從而實(shí)現(xiàn)良好的精加工。

本發(fā)明中設(shè)置潤(rùn)滑間隙具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：(1)首先，潤(rùn)滑間隙使得電極絲鍍層中擁有更多的物理空間，儲(chǔ)存電蝕產(chǎn)物，以便于高壓沖水在每一次脈沖放電結(jié)束后把這些電蝕產(chǎn)物迅速排出，為下一個(gè)脈沖放電創(chuàng)造更好的環(huán)境，以免電蝕產(chǎn)物由于排泄不當(dāng)產(chǎn)生的二次放電，燒斷電極絲。另外，潤(rùn)滑間隙中的氧化物起到電橋作用，縮短點(diǎn)火延時(shí)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)快速放電切割。

(2)其次，潤(rùn)滑間隙可以改善電極絲電流傳輸，使得陽(yáng)陰兩極的電流密度差變大(即金屬絲陰極電流密度相對(duì)增大，工件陽(yáng)極電流密度相對(duì)減小)，導(dǎo)致電源脈寬作用在工件上的時(shí)間減小，這樣有利于電弧放電，優(yōu)化放電能量。由于電弧放電過(guò)程中放電點(diǎn)不分散，多次連續(xù)在同一處放電而形成，它是穩(wěn)定的放電過(guò)程，放電時(shí)，爆炸力小，蝕除量低，且陰極腐蝕比陽(yáng)極多，減小了對(duì)陽(yáng)極工件蝕除量，從而實(shí)現(xiàn)低損傷磨蝕加工，保證工件達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。同樣，潤(rùn)滑間隙中的氧化物可以快速形成第一道電橋，促進(jìn)有效放電。

(3)另外，多次切割的精修過(guò)程中，由于是單面放電，放電時(shí)的爆炸力對(duì)電極絲的單側(cè)作用力會(huì)使電極絲在左右方向產(chǎn)生側(cè)向振動(dòng)，引起加工表面凹凸量異常，潤(rùn)滑間隙還可以減輕爆炸力對(duì)電極絲在左右方向產(chǎn)生側(cè)向振動(dòng)，避免加工表面凹凸量異常，提高加工精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中第一線坯的橫截面示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中第二線坯的橫截面示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中第三線坯的橫截面示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中電極絲成品的橫截面示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

取制備芯材1所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑0.6mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層2厚度為5um，制得第一線坯(如圖1所示)，其中電鍍電流為1500A，電壓150V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為390℃，熱處理時(shí)間為8h，在芯材1形成快放電切割層3，制得第二線坯(如圖2所示)。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為5％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層7厚度為1um，制得第三線坯(如圖3所示)，其中，電鍍電流為1000A，電壓100V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為500m/min，退火電壓為10V，退火電流為10A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

如圖4所示，制得的電極絲成品中包括芯材1和殼層，殼層包括包覆于芯材1表面的快放電切割層3、設(shè)置在電極絲表面的低損傷精修層4以及設(shè)置在該快放電切割層3與低損傷精修層4之間的潤(rùn)滑間隙5。其中，快放電切割層3中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為45％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層4中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為80％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙5中附有金屬氧化物6，該金屬氧化物6由90％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙5沿快放電切割層3周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層3周向的1/1600圓周，其深度為沿直徑方向的1/50殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙5沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為其寬度的1/2倍，并且潤(rùn)滑間隙5之間的周向間距為為沿快放電切割層的1/200圓周，軸向間距為1/300圓周。本實(shí)施例中快放電切割層3厚度為10μm、所述低損傷精修層4厚度為0.8μm，所述潤(rùn)滑間隙5的深度為1μm。

實(shí)施例2：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑1.0mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為10um，制得第一線坯，其中電鍍電流為2000A，電壓180V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為400℃，熱處理時(shí)間為2～10h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為10％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為3um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為1500A，電壓150V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為1000m/min，退火電壓為20V，退火電流為20A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

本實(shí)施例中制備的電極絲成品的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為50％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為90％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由95％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向的1/1000圓周，其深度為沿直徑方向的1/5殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度與其寬度相等，并且潤(rùn)滑間隙之間的周向間距為沿快放電切割層的1/150圓周，軸向間距為1/250圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為15μm、所述低損傷精修層厚度為1μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為1.5μm。

實(shí)施例3：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑1.2mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為15um，制得第一線坯，其中電鍍電流為2500A，電壓220V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為440℃，熱處理時(shí)間為10h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為15％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為10um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為2000A，電壓220V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為1500m/min，退火電壓為80V，退火電流為45A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

本實(shí)施例中制備的電極絲成品的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為55％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為92％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由99％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向的1/1000圓周，其深度為沿直徑方向的1/20殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為其寬度的2倍，并且潤(rùn)滑間隙之間的周向間距為1/50圓周，軸向間距為1/100圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為25μm、所述低損傷精修層厚度為5μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為4μm。

實(shí)施例4：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑0.6mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為12um，制得第一線坯，其中電鍍電流為2000A，電壓220V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為400℃，熱處理時(shí)間為6h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為12％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為1～10um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為1500A，電壓180V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為1000m/min，退火電壓為45V，退火電流為30A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

本實(shí)施例中制備的電極絲成品的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為65％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為84％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由93％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向的1/80圓周，其深度為沿直徑方向的1/30殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為其寬度的2倍，并且潤(rùn)滑間隙之間的周向間距為1/100圓周，軸向間距為1/150圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為15μm、所述低損傷精修層厚度為5μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為4.5μm。

實(shí)施例5：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑1.0mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為10um，制得第一線坯，其中電鍍電流為3000A，電壓220V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為440℃，熱處理時(shí)間為10h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為13％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為1～10um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為2000A，電壓100V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為500m/min，退火電壓為80V，退火電流為45A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

本實(shí)施例中制備的電極絲成品的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為48％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為97％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由97％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向的1/600圓周，其深度為沿直徑方向的1/40殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為其寬度的3/2倍，并且潤(rùn)滑間隙之間的周向間距為1/150圓周，軸向間距為1/200圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為25μm、所述低損傷精修層厚度為4μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為2μm。

實(shí)施例6：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑0.8mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為14um，制得第一線坯，其中電鍍電流為2500A，電壓200V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為410℃，熱處理時(shí)間為7h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為12％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為7um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為1200A，電壓1500V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為800m/min，退火電壓為10V，退火電流為45A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

本實(shí)施例中制備的電極絲成品的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為53％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為88％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由91％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向的1/200圓周，其深度為沿直徑方向的1/30殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為其寬度的3/4倍，并且潤(rùn)滑間隙之間的周向間距為1/200圓周，軸向間距為1/250圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為15μm、所述低損傷精修層厚度為3μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為3μm。

實(shí)施例7：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑0.9mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為5um，制得第一線坯，其中電鍍電流為1500A，電壓1500V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為330℃，熱處理時(shí)間為8h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為8％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為8um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為1400A，電壓180V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為900m/min，退火電壓為60V，退火電流為20A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

本實(shí)施例中制備的電極絲成品的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為61％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為95％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由98％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿周向1/200圓周，其深度為沿直徑方向的1/20殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為其寬度的2倍，并且潤(rùn)滑間隙的周向間距為1/50圓周，軸向間距為1/100圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為10μm、所述低損傷精修層厚度為5μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為1.4μm。

實(shí)施例8：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑1.0mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為20um，制得第一線坯，其中電鍍電流為3000A，電壓150V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為440℃，熱處理時(shí)間為5h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為5％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為8um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為1400A，電壓180V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為900m/min，退火電壓為60V，退火電流為35A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

本實(shí)施例中制備的電極絲成品的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為57％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為100％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由100％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向的1/1500圓周，其深度為沿直徑方向的1/10殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為其寬度的3/2倍，并且潤(rùn)滑間隙之間的周向間距為1/50圓周，軸向間距為1/100圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為10μm、所述低損傷精修層厚度為5μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為5μm。

比較例1：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑1.2mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為5um，制得第一線坯，其中電鍍電流為3000A，電壓220V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為440℃，熱處理時(shí)間為10h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯直接進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為2um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為1000A，電壓100V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為1500m/min，退火電壓為80V，退火電流為45A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

制得的電極絲成品中包括芯材和殼層，殼層包括包覆于芯材表面的快放電切割層和設(shè)置在電極絲表面的低損傷精修層。其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為45％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為80％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％。進(jìn)一步，快放電切割層厚度為10μm，所述低損傷精修層厚度為5μm。

比較例2：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑1.2mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為15um，制得第一線坯，其中電鍍電流為2000A，電壓150V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為440℃，熱處理時(shí)間為10h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為2％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為5um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為1600A，電壓240V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為1800m/min，退火電壓為65V，退火電流為45A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

制得的電極絲成品中包括芯材和殼層，殼層包括包覆于芯材表面的快放電切割層、設(shè)置在電極絲表面的低損傷精修層以及設(shè)置在該快放電切割層與低損傷精修層之間的潤(rùn)滑間隙。其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為45％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為80％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向的1/1600圓周，其深度為沿直徑方向的1/50～1/5殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為其寬度的2倍，并且潤(rùn)滑間隙之間的周向間距為沿快放電切割層的1/50圓周，軸向間距為1/100圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為10μm、所述低損傷精修層厚度為5μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為0.5μm。

比較例3：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑0.6mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為15um，制得第一線坯，其中電鍍電流為1800A，電壓180V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為200℃，熱處理時(shí)間為8h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為7％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為6um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為1800A，電壓120V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為1200m/min，退火電壓為80V，退火電流為45A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

本實(shí)施例中制備的電極絲成品的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為90％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為80％％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由90％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向1/80圓周，其深度為沿直徑方向的1/50～1/5殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為其寬度的2倍，并且潤(rùn)滑間隙的周向間距為沿快放電切割層的1/50圓周，軸向間距為1/100圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為24μm、所述低損傷精修層厚度為4μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為1.5μm。

比較例4：

取制備芯材所需的銅鋅合金拉伸加工成直徑1.2mm的母線，將所制母線進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為15um，制得第一線坯，其中電鍍電流為1500A，電壓1500V。對(duì)上述制得的第一線坯進(jìn)行合金化熱處理，溫度為390℃，熱處理時(shí)間為10h，在芯材形成快放電切割層，制得第二線坯。對(duì)上述制得的第二線坯進(jìn)行拋光預(yù)處理，加工率為12％，拋光預(yù)處理后進(jìn)行除油－酸洗－水洗－鍍鋅處理，鋅鍍層厚度為2um，制得第三線坯，其中，電鍍電流為2000A，電壓100V。最后對(duì)上述制得的第三線坯進(jìn)行連拉連退加工，拉伸速度為1500m/min，退火電壓為200V，退火電流為120A，制得直徑為0.25mm的電極絲成品。

本實(shí)施例中制備的電極絲成品的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其中，快放電切割層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為50％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；低損傷精修層中各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為：鋅含量為50％，余量為銅，其他為由原材料帶入的不可避免雜質(zhì)，且該不可避免雜質(zhì)的含量之和≤0.3％；潤(rùn)滑間隙中附有金屬氧化物，該金屬氧化物由94％的鋅氧化物組成，余量為銅氧化物。進(jìn)一步，潤(rùn)滑間隙沿沿快放電切割層周向和軸向分別間隔分布，并且，其寬度為沿快放電切割層周向的1/1000圓周，其深度為沿直徑方向的1/20殼層厚度，該潤(rùn)滑間隙沿電極絲長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度與其其寬度相等，并且潤(rùn)滑間隙之間的周向間距為1/150圓周，軸向間距為1/100圓周。本實(shí)施例中快放電切割層厚度為12μm、所述低損傷精修層厚度為3μm，所述潤(rùn)滑間隙的深度為4μm。

比較例5：市售H63黃銅電極絲，直徑為0.25mm。

將上述實(shí)施例1～8中制備的電極絲成品和比較例1～5中的電極絲，在萬(wàn)能電子拉伸儀上測(cè)試其綜合力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度)，以SKD11材料作為料件測(cè)試其加工精度及加工速度，采用粗糙度檢測(cè)儀檢測(cè)最終切割成型的工件的表面光潔度，該表面光潔度即為工件的損傷度，所測(cè)試的數(shù)據(jù)如表1所示，其中表1中的潤(rùn)滑間隙情況指潤(rùn)滑間隙的深度。

綜上，本發(fā)明的單向走絲電火花加工用電極絲的加工精度具有明顯優(yōu)勢(shì)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到甚至超越了同類產(chǎn)品，同時(shí)加工速度高且工件表面光潔度好。

上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

表1實(shí)施例和比較例中各成品電極絲的性能測(cè)試數(shù)據(jù)

注：表中的各數(shù)據(jù)均在同等條件下測(cè)試獲得，其中電極絲的直徑均為0.25mm，當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可有效調(diào)整各實(shí)施例中對(duì)第一線坯的連拉連退加工條件和對(duì)第二線坯的熱處理?xiàng)l件，使得各實(shí)施例中的成品電極絲的直徑在0.20～0.35mm的范圍內(nèi)變化。其中，以比較例5的電火花加工精度為基準(zhǔn)，實(shí)施例1～8以及比較例1、2、3、4的加工精度與其比值作為體現(xiàn)它們加工精度的性能參數(shù)。