[发明专利]一种高难度钢芯电极丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电极丝领域，具体涉及一种高难度钢芯电极丝及其制备方法。

背景技术

芯材为通常黄铜，外面镀一层锌，因为锌在切开进程中的气化效果，这种电极丝的放电会比较安稳，切开表面会比通常黄铜丝光滑。可是这种电极丝在运用进程中常见的疑问是掉粉，国内外出产厂家一样面临。

电火花加工的原理是在一定介质中，基于工具和工件(正、负电极)质之间脉冲性火花放电的电腐蚀现象俩蚀除多余的金属，从而达到对零件的尺寸、形状及表面质量等预定的加工要求。电火花切割加工主要用于模具制造，在样板、凸轮、成形刀具、精密细小零件和特殊材料的加工中也得到日益广泛的应用。此外，在试制电机、电器等产品时，可直接用线切割加工某些零件，省去制造冲压模具的时间，缩短试制周期。电火花切割加工具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、加工成本低等突出优点。

对于电火花线切割加工用电极丝，理想的是其具有加工速度快，抗拉强度高、韧性强、导电好、价格低廉等特性。现有技术的慢走丝电火花线切割电极丝有黄铜丝、镀锌黄铜丝、镀锌铜丝等。现有技术中的慢走丝电火花线切割电极丝中，普遍采用表面镀锌来提高加工速度。但是当对零件加工的精度、光洁度要求较高时，比如精密模具、精密仪器的零部件、表面质量要求高的零件等，现有技术中的电火花切割电极丝的性能，难以同时兼顾速度和质量要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高难度钢芯电极丝及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高难度钢芯电极丝及其制备方法，包括芯材、中间镀层和外镀层，所述芯材由以下重量份的原料制备而成：

铁30～54份、碳30～55份、锡1.5～2.4份、铬4～9份、锰1～3份、钼2～5份、镍1.3～5.1份、硅2.3～5.4份、钨3～6份、钒3～4份、磷2～6份、硫5～10份、导热填料12～15份；

所述中间镀层由以下重量份的原料制备而成：

紫铜25～40份、镉2～3份、锆2～4份、硼5～6份，其余为锌；

所述外镀层由以下重量份的原料制备而成：

黄铜20～40份和稀土元素，其余为锌。

进一步地，所述导热填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、碳化硅按质量比1:1:1:1:1。

进一步地，所述稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钆和铕中的任意二种。

进一步地，包括如下步骤：

S1:称取铁30～54份、碳30～55份、锡1.5～2.4份、铬4～9份、锰1～3份、钼2～5份、镍1.3～5.1份、硅2.3～5.4份、钨3～6份、钒3～4份、磷2～6份、硫5～10份、导热填料12～15份；

称取紫铜25～40份、镉2～3份、锆2～4份、硼5～6份，其余为锌；进行充分混合，得到混合物A；

称取黄铜20～40份和稀土元素，其余为锌，混合之后得到混合物B；

S2:将混合物A投入感应炉Ⅰ中进行熔炼，得到熔融的金属液A，再倒入连铸设备内，制备金属合金线坯；

S3、将混合物B投入真空感应炉Ⅱ中进行熔炼，得到熔融的金属液B；

S4、将步骤S3得到的金属液B倒入金属合金线坯中，经冷却拉伸和在线退火，制成直径为0.31～0.35mm的电极丝；

S5、将步骤S4所得电极丝进行酸水洗之后，再进行连拉连退加工后热处理得直径为0.05～0.35mm的电极丝成品；

5、根据权利要求4所述的一种高难度钢芯电极丝及其制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的熔炼温度为1800～2500℃，保温时间为2～5小时。

进一步地，所述步骤S4中拉伸速度为780～2500m/min，退火电压为18～125V，退火电流为15～55A。

进一步地，所述步骤S5中酸水洗采用酸洗液为镀铜助焊剂,其比例为1∶3；水洗液为去离子水或者纯净。

进一步地，所述步骤S5中热处理温度为90～270度，热处理时间8～30小时。

本发明钢芯电极丝是一种复合丝，由钢制的芯加上中间的紫铜镀层和外面的黄铜镀层组成，钢芯在常温下的拉伸强度与黄铜丝差不多，但是随着温度的升高黄铜丝的拉伸强度迅速降低，钢的拉伸强度则高于黄铜丝，钢芯外面包了一层紫铜用以提高电导率，而外面的黄铜层则起到了改善冲洗性能的作用。