低银氧单向走丝用电极丝及其制造方法_2

文档序号:9557065阅读:来源:国知局
表层复合金属层中氧就通过该氧化性气氛下的热处理引入), 热处理溫度为300-550摄氏度;并在300-550摄氏度保溫5. 0-25. 0小时,然后再随炉冷却 至100摄氏度,生产出表层含铜、锋、氧、憐(通过控制表层中的憐元素含量来确定忍材金属 在烙炼时憐的加入比例)的表层复合金属层(图3示);
[0021] (3)对采用上述方式制成的复合材料进行大加工率的成品连续退火(大加工率为 大于75% )加工,获得本发明最终的低银氧单向走丝用电极丝。
[0022] 本发明所述的表层复合金属层的厚度大于最终直径的4%小于15%。本发明之所W采用上述厚度比例,主要是因为太薄速度慢,太厚线脆。
[0023] 本发明低银氧单向走丝用电极丝的总导电率为大于70. 5%IACS到85. 5%IACS, 抗拉强度大于550Mpa。(高导电率和强度保证切割的直线度和速度的提升)
[0024] 本发明中表层复合金属层中的其它元素是运样形成的:对表层复合金属层进行热 处理后,忍材合金中的其他元素就会有一部分扩散到表层复合金属层中,从而实现在表层 中的滞留。
[00巧]本发明的优点和有益效果:
[00%] 1.本发明的忍材金属因为采用了合金化的连续烙炼铸造技术,添加了微量的银 元素,银是自然界中导电率仅次于金的一种元素,因此添加后可W使忍材的导电率提升, 考虑到成本的因素,添加的量不能太高,根据本发明经过多次的创造性试验及研究,添加 0. 01-0.lOwt%的银时的综合性能最优,银元素添加后,忍材的抗拉强度得到了提升,同时 忍材的导电率不降反升,强度的提高有助于在切割时提升切割料件的直线度,导电率的提 升有助于提升切割时的放电效果,提高切割速度。
[0027] 2.本发明因为忍材金属采用合金化技术,添加的铁、错、娃、儀、巧、侣、铭、稀±的 金属元素,既可W脱氧,使忍材的纯度更高,也细化晶粒,使晶粒变得更细小,同时可W使得 材料的抗高溫氧化性能得到改善,提高材料的综合性能,综合性能的提高对保证料件的形 位公差是有益的。 阳02引 3.本发明因为忍材金属的银含量为0.01-0.lOwt%,W及铁、错、娃、儀、巧、侣、 铭、稀±的含量不超过0. 5wt%,余量为铜,运种成分的配比,材料成本比较低,而材料的机 械性能又得到相应的提高,生产难度小,适合于大批量生产。
[0029] 4.本发明因为表层复合金属层含有0. 005-1.Owt%的氧,运些氧元素会不可避免 的同忍材中的银形成氧化银(氧化银做为一种不可避免的杂质元素存在于表层复合金属 层中,而试验证明运种杂质的存在对切割是有利的),氧化银是一种高烙点的金属间化合 物,运种化合物存在阻断了表层复合金属层的连续,保证了切割时的间隔放电,有助于提高 切割时的放电效果。放电效果提升的原理是:放电时,因为锋的气化溫度低,首先被腐蚀掉, 而高烙点的氧化银却遗留在电极丝的表面,保证了电极丝形状不变,使切割精度不降低,同 时切割速度提升。
[0030] 5.本发明因为表层复合金属层铜的含量为50. 1-60.Iwt%,且含有从忍材中扩散 的银(复合层中的元素均是从忍材中扩散进入的,除了氧和锋外)及余量的锋,运种比例的 成分匹配,使表层复合金属层的导电率得到提升,导电率的提高有效提出了电极丝的放电 效果。
[0031] 6.本发明在氧化性气氛下对覆盖过锋的材料进行热处理,气氛中的氧同扩散入表 层的银形成金属间化合物,由于氧化银的高硬度,使电极丝在切割时,提高了电极丝的放电 耐磨性,也即减少了单位时间内电极丝的损耗量,即工具电极的消耗量,工具电极消耗量 的减少可W保证切割料件的尺寸精度。
[0032] 7.本发明表层复合层的铜银锋Ξ种元素同氧形成氧化铜、氧化锋、氧化银Ξ种金 属间化合物,可W阻碍放电时电极丝的消耗,保证电极丝的形状尺寸,保证切割料件的表面 质量。
[0033] 8.本发明中由于表层复合金属层复合层中氧化银的存在,氧化银的硬度比氧化锋 的硬度高,使氧化锋在切割时产生自润滑作用,相当于电极丝放电时在电极丝的表面涂了 一层润滑油,可W减少由于摩擦对切割料件表面的损伤,从而提高切割料件的表面光洁度。
[0034] 9.本发明因为忍材金属添加了银,使电极丝材料的总导电率可W达到70. 5% IACS到85. 5%IACS,高导电率的存在,可W使运种电极丝的切割速度比普通黄铜电极丝快 40%W上。
[0035] 10.本发明电极丝在制造过程中因为添加了合金化元素铁、错、娃、儀、巧、侣、铭、 稀±,使材料的机械性能得到了提高,抗拉强度可W在550MpaW上,强度的升高保证了电 极丝材料的记忆特性,从而保证电极丝恢复成直线的特性,最终保证穿丝的成功率。
[0036] 11.本发明电极丝的外层金属层厚度为最终电极丝直径的大于4%小于15%,运 种厚度可W保证切割时的放电稳定,提高切割料件的表面质量。
[0037] 12.本发明提供一种新型的电极丝,是综合性能得到提高的电极丝,一方面采用连 续铸造、连拉连退的清洁化生产方式,并且可W大大降低工人的劳动强度,提升生产效率, 从而降低电极丝材料的制造成本;另一方面运种新型的电极丝导电率高、直线度高、放电稳 定,适合切割厚度大于80毫米的大型模具或者大型工程机械部件。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明电极丝1的横截面示意图。
[0039] 图2为本发明热处理前母巧料2的横截面示意图。
[0040] 图3为本发明热处理后母巧料3的横截面示意图。
[0041] 图4为本发明的母巧料实物截面金相图片(金相200倍放大)。
[0042] 图5为本发明的电极丝1的实物截面金相放大图片(金相500倍放大)。
【具体实施方式】
[0043] 下面通过实施例进一步详细描述本发明,但本发明不仅仅局限于W下实施例。
[0044] 本发明中所述的导电率单位%IACS是国际单位制。
[0045] 本发明中所述的兆帕是气体压力单位。
[0046] 本发明中所述的wt%是材料配比时的质量百分比(或称重量百分比),不是体积 百分比。
[0047] 本发明中的合金化技术是通过应用变质处理的方式进行的,通过合金化元素使金 属材料力学性能提高的方法称为合金化,工业上经常采用运种技术来提高材料强度。
[0048] 本发明中的渗透是扩散理论中的一种实现方式,是指合金中分布不均匀的溶质原 子从高浓度区域向低浓度区域的运动,在本发明中是指忍材中的铜银金属原子向表层锋原 子中扩散,表层中的锋原子向忍材扩散,为了表述的方面,本发明统称为相互渗透。 W例为了证明本发明的电极丝结构和电极丝的制造方法是有利的,通过下面的实施例 来加W证明。 阳050] 实施例1
[0051] 制造本发明电极丝直径DO为0. 25mm的电极丝A,忍材组成为银:0. 02wt%,憐 0. 009wt%,其它金属元素的含量为0. 15wt%,其它金属元素为铁和憐,不可避免的杂质元 素含量小于0. 3wt%,其余为铜;表层复合金属层为:铜:51. 5wt%,氧:0. 005-1.Owt%, 憐:0. 007wt%,不可避免的杂质元素含量小于0. 3wt%,其余为锋。
[0052] 步骤1 :原材料采用市场上购得的铜、锋、银、憐,经过挑炼,按忍材成分的要求进 行配比(其中憐可W制造成铜憐中间合金加入),将配好的料运至烙炼现场进行烙炼,烙炼 溫度控制在1150-1270摄氏度,牵引速度为1. 0-2. 0米/分钟,生产出连铸杆的规格为直 径 12. 5mm。
[0053] 将上述连铸巧杆经连拉连退加工(均为行业常规工艺,在此不再寶述),制成直径 是1. 0mm的含银量为0. 02wt%的含银铜线(如图2所示为母巧料2),然后采用电锻法在铜 线表面覆盖厚度为28μm的锋层。
[0054] 步骤2、将步骤1制好的材料进行热处理,热处理的气氛是:置于加热炉内,控制 热处理的气压为5. 5兆帕,氧含量为21 %,热处理溫度为360°C,保溫时间20个小时,形成 材料(如图3所示为母巧料3,图4为母巧料的金相图片),
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