[发明专利]一种电极丝及其制备方法

说明书

本发明申请公开了一种电极丝，包括电极丝芯材和设置在芯材表面的环状构造，所述环状构造由多个不规则的弧状片体和多个连接弧状片体的连接桥组成，所述连接桥的内表面贴合在所述芯材的外表面上；所述芯材、弧状片体和连接桥的材料均为铜锌合金，且所述弧状片体和连接桥的材料中均包含M，M为Ag、Sn、Ti、Ni、Nb、Mo、Sb中的任意两种元素。上述电极丝直线度高、抗磨性好。本发明申请还公开了一种电极丝的制备方法。

技术领域

本发明涉及电极丝技术领域，具体涉及一种电极丝及其制备方法。

背景技术

众所周知，慢走丝电火花线切割加工所用的电极丝通常缠绕在线轴上，以便于存储和运输；使用时，缠绕着的电极丝从线轴上一圈一圈地抽离出来。由于电极丝具有一定的硬度，而且线轴上相邻丝线排布紧密、没有间隙，容易挤压变形，所以抽离出来的电极丝呈现弯曲状态，无法马上完全恢复直线状态。虽然传统黄铜丝的直线度比较好，即传统黄铜丝从线轴上抽离出来能够较快地恢复直线，但传统黄铜丝的力学性能、电学性能和电火花加工效果都远不及近年来新开发的镀层丝，所以在慢走丝电火花线切割加工的实际应用中已经逐步淘汰了传统黄铜丝，取而代之的是各种各样不同结构、不同组分的镀层电极丝。

通常情况下，现有技术的电极丝材料都是从较大直径规格的母材拉伸至所需的最终直径成品，电极丝经过极限加工率的塑性变形，材料抗拉强度由原来母材450～550MPa提升至成品900～1100MPa，虽然电极丝机械性能得到大幅度提升，但是材料同时也受到较大的变形抗力，使得电极丝直线度在内应力作用下变得非常弯曲，难以恢复直线状态，行业内技术人员会把这种现象表述为镀层电极丝的记忆效应差。这样缠绕在线轴上的镀层丝一般保存六个月后，从线轴上抽离时就变得非常弯曲，很难恢复到原来出厂时的直线度，甚至有的刚刚从生产线上取下来的产品，直线度本身就很差，这样会大大延长机床的自动穿丝时间，降低机床的生产效率，有的穿不进去还需要人工干预，手动辅助穿丝，这不仅增加了人力成本，同时还增加了电极丝的断丝机率，并降低机床的加工精度。也就是说，镀层丝虽然在力学性能、电学性能、切割效率和精度等方面都有不同程度的提升，但同时带来的一大缺陷是直线度有所降低。

另一方面，因为电火花线切割要放电，放电过程中电火花对电极丝有强烈的冲击作用，所以加工时瞬间放电就会产生急热，为了防止持续高温使电极丝熔化断线，此时需要马上停止放电，同时采用高压冲水或冷却液或工作液对慢走丝线切割加工的电极丝进行排屑，使得电极丝和工件急剧冷却下来。由于电极丝受到上述放电冲击和高压冲水，所以电极丝在加工过程中很不稳定、容易波动、引起较大振幅，为了提高加工稳定性，在电极丝上方设有张紧装置，张紧装置对电极丝施加的张力起到自动调节作用，电极丝的直线度与张紧装置的自动调节作用相互影响。

具体而言，首先电极丝的直线度会直接影响张力张紧装置的自动调节作用，即影响张力的波动情况，如果电极丝的直线度越好，那么张紧装置的张力波动就越小；但如果电极丝的直线度越差，那么张紧装置施加给电极丝的张力就会越不稳定，波动、振幅也会越大，比如现有技术张紧装置的波动范围是50N/mm²，如果一个电极丝抽离出来弯弯曲曲，那么张力张紧装置的波动就会更大。反过来，张力张紧装置的波动情况也会影响电极丝的直线度，如果张紧装置的张力波动越小，那么电极丝的直线度也就越好。但如果电极丝的张力过大，电极丝超过弹性变形的限度，由于电蚀造成的丝损耗和电磁力的作用，加上放电时产生急热、急冷变换的影响，很容易发生疲劳而造成断丝；如果电极丝的张紧力过小，尤其在切割较厚的工件时，由于电极丝的跨距较大，电极丝在加工过程中受放电压力的作用而弯曲变形，结果使电极丝切割轨迹落后并偏离工件轮廓，从而造成工件形状与尺寸误差过大的缺陷，比如切割较厚的圆柱体工件会出现腰鼓的形状，严重时电极丝快速运转容易跳出导轮槽而发生断丝现象。总体而言，电极丝的直线度与张紧装置的张力调节作用是密切相关的，电极丝要通过张力张紧装置来实现较高的直线度，而现有技术张紧装置的波动范围是很大的，造成电极丝直线度差、容易断丝。

综上，现有技术的镀层电极丝的直线度有待提高。

发明内容