[发明专利]线切割电极丝及线切割装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种线切割电极丝及应用该线切割电极丝的电火花线切割装置。

背景技术

近年来，随着机械加工技术日新月异，线切割电火花加工作为一种特种精密机械加工技术也得到了迅速发展。电火花线切割的基本原理是利用不断移动的细金属导线作为工具电极，工具电极与工件之间形成脉冲性放电腐蚀工件来实现加工。电火花线切割具有加工精密度高、微细化、高效率、加工成本低等特点。

线切割电极丝在电火花线切割中起着重要的作用。线切割电极丝需要具有耐磨性好、耐高温、表面粗糙度好、耐腐蚀性好、拉伸强度大、导电率高等特点。目前常用的线切割电极丝主要有钼丝和黄铜丝。目前线切割电极丝的直径一般在30微米到50微米之间，然而，当达到这一数量级时，其抗拉强度会显著降低从而使耐用性较差，特别是当其直径达小于30微米时，其抗拉强度会显著降低，难以满足实际应用的要求。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种抗拉强度较高且直径较小的线切割电极丝以及使用所述线切割电极丝的电火花线切割装置。

一种线切割电极丝，用于电火花线切割，包括一碳纳米管复合导线，该碳纳米管复合导线的拉伸应变率小于等于3%，该碳纳米管复合导线包括一碳纳米管单纱以及一金属层，所述碳纳米管单纱由多个碳纳米管沿该碳纳米管单纱轴向旋转加捻构成，该碳纳米管单纱的捻度为10转/厘米到300转/厘米，该碳纳米管单纱的直径为1微米到30微米；所述金属层包覆于所述碳纳米管单纱的外表面，该金属层厚度为1微米到5微米。

一种电火花线切割装置，包括一线切割电极丝、一待加工工件以及一脉冲电源，所述线切割电极丝与所述待加工工件之间存在一放电间隙，所述线切割电极丝用于切割所述待加工工件；所述脉冲电源的两级分别与所述线切割电极丝和所述待加工工件电连接，所述脉冲电源用于提供一脉冲电压，所述线切割电极丝包括一碳纳米管复合导线，该碳纳米管复合导线的拉伸应变率小于等于3%，该碳纳米管复合导线包括一碳纳米管单纱以及一金属层，所述碳纳米管单纱由多个碳纳米管沿该碳纳米管单纱轴向旋转加捻构成，该碳纳米管单纱的捻度为10转/厘米到300转/厘米，该碳纳米管单纱的直径为1微米到30微米；所述金属层包覆于所述碳纳米管单纱的外表面，该金属层厚度为1微米到5微米。

与现有技术相比，本发明提供的线切割电极丝及电火花线切割装置具有以下优点：其一，由于碳纳米管具有优异的力学性能，因此，相同直径的碳纳米管复合线比纯金属导线具有更高的机械强度，并可通过优化所述碳纳米管单纱的直径和捻度，使所述碳纳米管复合导线的拉伸应变率达到3%以下，从而可以显著提高所述碳纳米管复合导线的拉伸强度，使所线切割电极丝具有更好的抗拉伸性能，避免线切割时因线切割电极丝的抖动而导致的电路短路，而且不易出现断丝现象，损耗较小；其二，通过优化所述碳纳米管单纱的直径和捻度，可以使线切割电极丝的直径达到2到35微米，可以实现对精度要求更高，尺寸要求更小的工件进行线切割。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的线切割电极丝横截面的示意图。

图2为本发明第一实施例提供的线切割电极丝中碳纳米管复合导线的扫描电镜照片。

图3为本发明第一实施例提供的线切割电极丝中碳纳米管复合导线的拉伸应力曲线。

图4为本发明第二实施例提供的电火花线切割装置示意图。

主要元件符号说明