BR0203790B1

BR0203790B1 - Eletrodo de fio com uma superfície de interface estruturada

Info

Publication number: BR0203790B1
Application number: BRPI0203790-4A
Authority: BR
Inventors: Heinrich Groos; Bernd Barthel; Tobias Noethe; Christoph Dietrich
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2014-02-18
Also published as: US20030057190A1; MY128944A; PT1295663E; CN1408502A; CA2401178A1; TWI225809B; SG111080A1; EP1295663A1; CA2401178C; JP2003175423A; KR100868007B1; DE50112526D1; KR20030025811A; ATE362816T1; ES2287060T3; US6794597B2; CN1236891C; HK1053276A1; EP1295663B1; BR0203790A

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ELETRODO DE FIO COM UMA SUPERFÍCIE DE INTERFACE ESTRUTURADA". A presente invenção refere-se a um eletrodo de fio para o corte de metais cerâmicas condutivas eletricamente, etc., por erosão de faísca, compreendendo um centro homogêneo feito de um metal ou de uma liga de metal, ou um centro compósito e compreendendo pelo menos uma cobertura de revestimento que se desgasta durante a erosão.

Ao se usar eletrodos de fio, é mostrado que os eletrodos de fio que compreendem coberturas de revestimento, nos quais a cobertura de revestimento, por exemplo, compreende um β-bronze ou um γ-bronze, apre- sentam um melhor desempenho de corte do que os eletrodos sem estas co- berturas de revestimento. Isto se dã devido ao fato de que a cobertura de revestimento β/γ compreende um alto teor de zinco, o qual fica incrustado na microestrutura. Estes eletrodos de fio que compreendem coberturas de re- vestimento de β-bronze ou coberturas de revestimento de γ-bronze apre- sentam uma desvantagem no sentido de que a cobertura de revestimento com a sua treliça centrada em um corpo cúbico é sígnificativamente menos bem deformável do que o centro que geralmente compreende um a-bronze centrado em uma face cúbica. Isto resulta no rasgamento em seções da su- perfície de tal eletrodo de revestimento. Durante este processo, formam-se rachaduras que, conforme foi mostrado em investigações, apresentam uma certa vantagem em algum aspecto, tendo em vista que isto obviamente su- porta a limpeza da abertura de corte, Consequentemente, no caso de peças de trabalho maiores, um desempenho de corte aperfeiçoado é obtido com estes eletrodos que compreendem uma superfície áspera. Estes eletrodos de fio são, no entanto, associados a uma desvantagem no sentido de que, devido à superfície dura irregular e fendida, tanto a orientação do fio e a condução de corrente para o fio são impedidas. Esta cobertura de revesti- mento é muito áspera e dura, de modo que as guias se desgastam de uma forma relativamente rápida. Além disso, são geradas vibrações no fio, o que também impede a condução de corrente. Estas vibrações são também des- vantajosas para a orientação do fio na abertura, uma vez que o eletrodo de fio é excitado no sentido de produzir oscilações que podem resultar em cur- tos-circuitos. É o objeto da presente invenção aperfeiçoar um eletrodo de fio do tipo mencionado na introdução de modo que as vantagens de um de- sempenho de corte aperfeiçoado obtido pela superfície tendida da cobertura de revestimento sejam mantidas, sem que as desvantagens de uma transi- ção de corrente diminuída e de um desgaste maior e de oscilações maiores no fio, tenham de ser aceitas. Ê ainda um objeto da presente invenção pro- ver tal eletrodo com uma estrutura de superfície que leve a um maior aper- feiçoamento em seu desempenho.

De acordo com a presente invenção, este objeto é alcançado no sentido de que a superfície da cobertura de revestimento externa é estrutu- rada e no sentido de que os entalhes criados pela estrutura são eochídos com um agente de enchimento compreendendo um metal facilmente vapori- za ve i ou uma liga de metal para a obtenção de uma superfície com uma altu- ra pequena do pico ao vale e, assim, pouca aspereza de superfície.

Se as fissuras da cobertura de revestimento, criadas durante a fabricação dos eletrodos de fio cobertos, forem enchidas com um metal fa- cilmente vaporizávei ou com um figa de metal compreendendo zinco ou uma liga de zinco, com a fração de zinco na figa estando significatívamente acima da fração de zinco na cobertura de revestimento, neste caso um eletrodo de fio com uma superfície externa suave é obtido, podendo este ser transporta- do nas guias de fio com um desgaste apenas suave, no qual toda a superfí- cie de contato pode ser usada para uma condução de corrente, sendo evita- das as irregularidades que podem provocar vibrações e que impedem a condução de corrente. Desta maneira, é possível aumentar consideravel- mente a alimentação de corrente para o eletrodo. Durante o processo de erosão subsequente na abertura de corte, o agente de enchimento que se encontra presente nas fissuras ou ranhuras é usado em cima primeiro de modo que ao longo da maior parte do comprimento da abertura de corte uma cobertura de revestimento fica disponível para o processo de erosão, cuja cobertura de revestimento compreende uma superfície fortemente fendida.

Como um resultado desta superfície fendida, a descarga do material erodido é aperfeiçoada enquanto ao mesmo tempo os picos de intensidade de cam- po e( deste modo, os locais de uma probabilidade maior de descarga e as- sociados a esta, um aumento na frequência de descarga são gerados pelas projeções.

Durante a fabricação normal do fio, durante a qual, devido ao comportamento de deformação diferente do centro e da cobertura de reves- timento, são produzidas fissuras, na cobertura.de revestimento·, são gerados de uma forma puramente aleatória os locais acima mencionados com picos de intensidade de campo maiores. No entanto, se a superfície da cobertura de revestimento compreende ranhuras que podem ser formadas de modo a ficarem longitudinais, transversais, helicoidais ou intersecionais, neste caso, são providos tocais com uma probabilidade maior de descarga. Isto acelera, de uma forma significativa, o processo de erosão também pelo motivo de que haverá um aumento significante na probabilidade de descarga não ocor- rer na cratera de uma descarga que foi gerada a pouco tempo antes. Sendo assim, uma distribuição de descarga uniforme é obtida como um resultado da superfície estruturada. Ao mesmo tempo, isto resulta em uma redução do risco de uma quebra de fio. Estas ranhuras ou entalhes são de pelo menos 2 pm de profundidade e no máximo de 50 μπι de profundidade.

Uma outra vantagem obtida, ou seja, a de impedir o acúmulo de descarga locai, consiste das descargas que são, com mais freqüência, en- cerradas por um dielétrico líquido ao invés de por uma bolha de gás. Como um resultado da contração mais pronunciada associada do canal de plasma, haverá uma remoção maior de materiais por descarga, o que clâramente tem um efeito positivo sobre o desempenho de corte do eletrodo de fio. A Figura 1 mostra uma representação diagramátíca de uma se- ção transversal de um eletrodo de fio de acordo com a presente invenção; a Figura 2 mostra uma vista lateral do eletrodo de fio com uma superfície es- truturada sendo exposta; e a Figura 3 mostra uma vista em perspectiva do eletrodo de fio completo.

Na Figura 1, a referência número 1 indica o centro do eletrodo de fio, o dito centro podendo compreender cobre, bronze ou um eletrodo compósito que pode, por exemplo, ter um núcleo de aço envolvido por uma cobertura de cobre. É aplicada a este centro 1 uma cobertura de revesti- mento 2 cuja superfície é estruturada. Nas Figuras 2 e 3, esta estrutura é uma estrutura helicoidal. Esta estrutura helicoidal pode ainda ser feita com um condutor significativamente aperfeiçoado, com entalhes que se esten- dem até perpendicular ao eixo geométrico do fio. Após o término da cobertu- ra de revestimento 2 com a superfície estruturada, feita, por exemplo, de β- bronze, os entalhes 3 na cobertura de revestimento 2 são em seguida enchi- dos por um agente de enchimento 4 feito de um metal ou de uma liga de metai, o dito agente de enchimento 4 sendo feito de um γ-bronze compreen- dendo um alto teor de zinco, ou feito de zinco puro. Além disso, é ainda pos- sível se usar ligas de zinco compreendendo mais que 90% de zinco. É ape- nas necessário que este agente de enchimento 4 se evapore muito rapida- mente durante o processo de erosão de modo que a superfície estruturada da cobertura de revestimento em questão 2 esteja disponível para o proces- so de erosão subseqüente.

Os picos entre os entalhes formam locais de uma intensidade de campo maior de modo que haverá uma probabilidade muito boa de que uma descarga aconteça nestes picos. Isto resulta em uma distribuição espacial das cargas subseqüentes, de modo que haverá uma probabilidade muito boa de que estas descargas sejam envolvidas mais freqüentemente por um dieiétrico líquido. Ao mesmo tempo, a remoção do materiai eroaiao é aper- feiçoada como um resultado da estrutura da superfície. Uma estrutura do tipo botão da superfície da cobertura de revestimento é mostrada como par- ticularmente vantajosa.

Claims

1. Eletrodo de fio para o corte por erosão de faísca que compre- ende um dentre um centro homogêneo (1) feito de um metal ou de uma liga de metal, ou um centro compósito, e que ainda compreende pelo menos uma cobertura de revestimento (2) que se desgasta durante a erosão, em a superfície da cobertura de revestimento externa (2) é estruturada com enta- lhes (3), caracterizado pelo fato de que os entalhes são enchidos com um agente de enchimento (4) que compreende um metal facilmente vaporizável ou uma liga de metal para a suavização e portanto a obtenção de uma su- perfície com uma altura pequena do pico ao vale.

2. Eletrodo de fio, de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que o agente de enchimento (4) compreende zinco ou uma liga de zinco.

3. Eletrodo de fio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte- rizado pelo fato de que o agente de enchimento (4) compreende um γ- bronze.

4. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os entalhes são maiores do que 2 μιτι e me- nores do que 50 pm.

5. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os entalhes (3) são aproximadamente de 15 pm.

6. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a superfície da cobertura de revestimento desgastada (2) compreende ranhuras longitudinais.

7. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a superfície da cobertura de revestimento desgastada (2) compreende ranhuras transversais.

8. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a superfície da cobertura de revestimento desgastada (2) compreende ranhuras espirais.

9. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a superfície da cobertura de revestimento desgastada (2) é em forma de botão.

10. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a cobertura de revestimento (2) compreende predominantemente β-bronze, em que a fração de β/β’-fase na cobertura de revestimento é de pelo menos 60%.

11. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a cobertura de revestimento de β-bronze (2) compreende pelo menos 90% de β/β’-fase.

12. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o centro (1) compreende cobre ou bronze.

13. Eletrodo de fio, de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o centro (1) é um centro compósito com- preendendo um núcleo de aço com uma cobertura de cobre ou cobertura de bronze.