CN105312698A - 低银氧单向走丝用电极丝及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种低银氧单向走丝用电极丝及其制造方法，包括芯材和表层复合金属层，芯材合金组成为：银0.01-0.10％，磷0.0005-0.03wt％，其它金属元素0.05-0.5％，其它金属元素为铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土中的至少两种，不可避免的杂质﹤0.5％,余量为铜；表层复合金属层为：铜50.1-60.1％,氧0.005-1.0wt％，磷0.0005-0.03％，不可避免的杂质﹤0.5％，其余为锌。方法为：连续熔铸，连拉连退制造出芯材，表层涂锌后热处理，制出铜锌银氧复合材料，对复合材料进行成品连拉连退加工得到电极丝。这种电极丝放电稳定，切割速度快，适于切厚度0毫米以上的料件，且切割件表面质量不低于其它类型电极丝。

Description

低银氧单向走丝用电极丝及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种低银氧(芯材中银：0.01-0.10wt％,表层中氧：氧0.005-1.0wt％)单向走丝用电极丝(电火花放电加工(electrodischargemachining)用电极丝)及其制造方法。

背景技术

单向走丝电火花放电加工法是近年来迅速发展起来的一种精密机械加工方法。电火花加工技术最早是由前苏联学者拉扎连科夫妇1943年研究发明的，之后，随着脉冲电源和控制系统的改进而迅速发展起来。电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM(ElectricalDischargeMachining)。

按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征，可将电火花加工方式分为五类：电火花线切割加工；电火花成形加工；电火花磨削；电火花共轭回转加工；小孔加工、刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工。而电火花线切割加工根据走丝速度的不同，可分为：快走丝电火花加工、中走丝电火花加工、单向走丝电火花加工，本发明主要阐述的是最后一种电火花线切割加工。

中走丝、快走丝是我国具有独立知识产权的电火花线切割加工技术，为区别于上述两种加工方式，根据走丝方式和走丝速度的不同，近年来，随着慢走丝发展技术在中国的逐渐普及，我国的一些专业技术人士将慢走丝加工命名为单向走丝电火花加工，本发明专利为了表述的方便，统一称为单向走丝电火花加工。

众所周知，电火花加工时，电极丝是做为一种工具电极来使用的，既然为工具电极就要兼具电极和工具的双重特性，即电极丝的结构特性和材料特性，结构特性决定了电极丝切割时切割工件的尺寸、精度，材料特性在本发明专利中所指的是材料的电性能和机型性能。因此本发明专利所要研发的内容即是从电极丝两方面的特性出发来研发一种新型的电极丝。

慢丝技术发明之初，所用的电极丝材料是用纯铜制造的，但是由于铜材料本身的气化性能的制约，切割效率和切割质量受到了很大的限制，到后来研究出黄铜线进行切割，以及最近几年研发的伽马线、贝塔线、复合线进行切割，切割速度和表面光洁度都得到了相应的提高，但是由于黄铜线材料本身的限制，切割速度受到了再往上提升的瓶颈。

进入新千年之后，随着我国用工结构的变化及我国对外开放程度的深入，机械加工工业在我国面临着新的机遇和挑战，一方面，随着人口红利的逐渐消失，用工成本的逐渐增加，我国做为世界工厂的优势将受到挑战，另一方面，随着改革开放的深入进行，有改革所释放出来的红利也在刺激着我国机械工业往更高层次方向发展，因此面对这种机遇和挑战，开发一种新型的适合在新形势下使用的慢走丝加工用电极丝，是摆在慢走丝研究领域的技术人员面前的一个严峻课题，特别是在近年来，在机械加工领域，一些大件、高精度加工件的出现，在这种情况下，用普通电极丝进行切割就有了一定限制，因此研发一种新型电极丝满足这种加工要求是当务之急。

下面阐述一下国内外所使用电极丝的具体技术状况：

一、普通黄铜电极丝:这种电极丝是铜锌二元合金,因为受到黄铜中锌含量的限制,它的切割速度受到了制约,而随着黄铜中锌含量增多,其切割速度也会有小的提升,但它的提升速度是有限的，因为锌的含量越高材料的加工难度会约大。这种电极丝一般被现在的国内普通用户所使用，但如果采用这种电极丝去切割尺寸厚度大于80毫米的料件时，其加工精度、表面质量会受到限制，而还经常断线，增加工人操作的难度。

二、镀锌电极丝、β型电极丝、γ型电极丝、复合相型电极丝，这些类型的电极丝因为应用领域的不同，切割速度比普通黄铜电极丝的切割速度提升在5-20％，且不适合切割厚度在80毫米以上的料件，同本发明电极丝也不具有可比性。

三、韩国PAPS-S-wire：此种类型的电极丝丝同本发明的电极丝性能接近，从韩国专利内容来分析，此种产品采用热镀锌的工艺生产，且由于专利保护的要求，这种产品的价格比本发明产品的加工要高，同时由于进口时间周期的限制，这种线在我国的推广程度并不好。

四、德国Berkenhoff公司的TopasPlusX系列产品及法国Thermocompact公司的ThermoTEX的系列产品：这两种类型的产品同本发明是类型的产品，但是因为这种产品的芯材没有经过合金化的处理，材料的强度低，使切割的直线度受到限制，另外一方面，因为此种类型的产品工艺复杂，生产成本高，不适合在新常态下这种新型电极丝材料在我国的推广，同时面临慢走丝使用者用不起的现实情况。

因此，本发明所述的电极丝即是在不影响加工精度的同时，适合于切割大件(厚度大于80毫米)，特别是适合于一些大型的汽车覆盖件模具等大型的工程机械模具的单向走丝加工，可以使切割在12小时以上不换线(不重新穿线)或者是不换刀的情况下，来保证切割出来的料件表面光洁度高，尺寸精度、形位公差不低于其它类型的单向走丝用电极丝，并且切割速度比普通黄铜电极丝提高40％以上，同时电极丝的加工成本低于国外同种类型的电极丝。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种制造成本低，适合于切割大件(厚度大于80毫米)，特别是适合于一些大型的汽车覆盖件模具等大型的工程机械模具，并且切割效率和切割精度高的低银氧单向走丝用电极丝。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种低银氧单向走丝用电极丝，包括芯材和覆盖芯材的表层复合金属层，芯材成分组成为：银0.01-0.10wt％，磷0.0005-0.03wt％，其它金属元素0.05-0.5wt％，其它金属元素为铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土中的至少两种，不可避免的杂质元素小于0.5wt％,余量为铜；所述的表层复合金属层的成分组成为：铜50.1-60.1wt％,氧0.005-1.0wt％，磷0.0005-0.03wt％，不可避免的杂质元素小于0.5wt％，其余为锌。

作为优选方案之一，本发明的低银氧单向走丝用电极丝，包括芯材和覆盖芯材的表层复合金属层(即覆盖在芯材外的复合金属层)，芯材成分组成为：银0.01-0.05wt％，磷0.0005-0.03wt％，其它金属元素0.05-0.5wt％，其它金属元素为铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土中的至少两种，不可避免的杂质元素小于0.5wt％,余量为铜；所述的表层复合金属层的成分组成为：铜50.1-55.0wt％,氧0.005-1.0wt％，磷0.0005-0.03wt％，不可避免的杂质元素小于0.5wt％，其余为锌。

作为优选方案之二，本发明的低银氧单向走丝用电极丝，包括芯材和表层复合金属层，芯材合金组成为：银0.05-0.10wt％，磷0.0005-0.03wt％，其它金属元素的含量0.05-0.5wt％，其它金属元素为铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土中的至少两种，不可避免的杂质元素小于0.5wt％,余量为铜；所述的表层复合金属层的成分组成为：铜55.0-60.1％,氧0.005-1.0wt％，磷0.0005-0.03wt％，不可避免的杂质元素小于0.5wt％，其余为锌。

本发明还提供一种上述低银氧单向走丝用电极丝的制备方法，步骤包括：

(1)按照配方比例称取各原料，首先芯材的制作采用行业常规合金化的熔炼技术在1150-1270摄氏度的温度下熔炼，然后连续铸造出低氧银铜坯杆，再经连拉连退工艺制造出芯材；

(2)然后在芯材上(芯材表面)通过化学电镀或机械的方法在表层覆盖一层锌形成原始坯料(图2示)，原始坯料在加热炉内并在氧化性气氛下进行热处理扩散，使表层复合金属层同芯材金属相互渗透并发生化学反应；热处理的气压为0.5-10.5兆帕，氧化性气氛中的氧含量为10-60wt％(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),热处理温度为300-550摄氏度；并在300-550摄氏度保温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、锌、氧、磷(通过控制表层中的磷元素含量来确定芯材金属在熔炼时磷的加入比例)的表层复合金属层(图3示)；

(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。

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％。本发明之所以采用上述厚度比例，主要是因为太薄速度慢，太厚线脆。

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)

本发明中表层复合金属层中的其它元素是这样形成的：对表层复合金属层进行热处理后，芯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。

本发明的优点和有益效果：

1.本发明的芯材金属因为采用了合金化的连续熔炼铸造技术，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，因此添加后可以使芯材的导电率提升，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0.01-0.10wt％的银时的综合性能最优，银元素添加后，芯材的抗拉强度得到了提升，同时芯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。

2.本发明因为芯材金属采用合金化技术，添加的铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土的金属元素，既可以脱氧，使芯材的纯度更高，也细化晶粒，使晶粒变得更细小，同时可以使得材料的抗高温氧化性能得到改善，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。

3.本发明因为芯材金属的银含量为0.01-0.10wt％，以及铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土的含量不超过0.5wt％，余量为铜，这种成分的配比，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。

4.本发明因为表层复合金属层含有0.005-1.0wt％的氧，这些氧元素会不可避免的同芯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，而试验证明这种杂质的存在对切割是有利的)，氧化银是一种高熔点的金属间化合物，这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，因为锌的气化温度低，首先被腐蚀掉，而高熔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。

5.本发明因为表层复合金属层铜的含量为50.1-60.1wt％，且含有从芯材中扩散的银(复合层中的元素均是从芯材中扩散进入的，除了氧和锌外)及余量的锌，这种比例的成分匹配，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。

6.本发明在氧化性气氛下对覆盖过锌的材料进行热处理，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以保证切割料件的尺寸精度。

7.本发明表层复合层的铜银锌三种元素同氧形成氧化铜、氧化锌、氧化银三种金属间化合物，可以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。

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锌的硬度高，使氧化锌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，可以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。

9.本发明因为芯材金属添加了银，使电极丝材料的总导电率可以达到70.5％IACS到85.5％IACS，高导电率的存在，可以使这种电极丝的切割速度比普通黄铜电极丝快40％以上。

10.本发明电极丝在制造过程中因为添加了合金化元素铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土，使材料的机械性能得到了提高，抗拉强度可以在550Mpa以上，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。

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％，这种厚度可以保证切割时的放电稳定，提高切割料件的表面质量。

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，并且可以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；另一方面这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

图1为本发明电极丝1的横截面示意图。

图2为本发明热处理前母坯料2的横截面示意图。

图3为本发明热处理后母坯料3的横截面示意图。

图4为本发明的母坯料实物截面金相图片(金相200倍放大)。

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

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以下实施例。

本发明中所述的导电率单位％IACS是国际单位制。

本发明中所述的兆帕是气体压力单位。

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。

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，工业上经常采用这种技术来提高材料强度。

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，在本发明中是指芯材中的铜银金属原子向表层锌原子中扩散，表层中的锌原子向芯材扩散，为了表述的方面，本发明统称为相互渗透。

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以证明。

实施例1

制造本发明电极丝直径D0为0.25mm的电极丝A,芯材组成为银：0.02wt％,磷0.009wt％，其它金属元素的含量为0.15wt％，其它金属元素为铁和磷，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：0.005-1.0wt％，磷：0.007wt％，不可避免的杂质元素含量小于0.3wt％，其余为锌。

步骤1：原材料采用市场上购得的铜、锌、银、磷，经过挑拣，按芯材成分的要求进行配比(其中磷可以制造成铜磷中间合金加入)，将配好的料运至熔炼现场进行熔炼，熔炼温度控制在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。

将上述连铸坯杆经连拉连退加工(均为行业常规工艺，在此不再赘述)，制成直径是1.0mm的含银量为0.02wt％的含银铜线(如图2所示为母坯料2)，然后采用电镀法在铜线表面覆盖厚度为28μm的锌层。

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％，热处理温度为360℃，保温时间20个小时，形成材料(如图3所示为母坯料3，图4为母坯料的金相图片)，然后随炉冷到100度出炉。

步骤3、采用连拉连退设备对步骤2中制成的母坯料3进行大加工率的拉伸和消除应力退火，具体为：工件在小于550℃的条件下，退火速度(拉引速度)800米/分钟，退火距离0.5-10米，然后于退火液(退火液也可称烧炖油，退火烧炖油是行业内的一个通用说法，市场上都能买到，如德国产的multidrawDG这种类型的；国产也有很多，如FX128等等)中进行后处理，退火液温度为25-50度，并进行卷曲收线，拉伸所得成品的规格为直径0.25mm的电极丝，如图1所示为电极丝的截面图，金相放大图如图5所示，试验测的此电极丝的抗拉强度为565N/mm²；

上述具体熔炼和加工、拉伸等均为行业常规技术。

1、对电极丝A同市面上任一种普通伽马型电极丝进行切割对比；

2、试验使用的单向走丝切割机为瑞士阿奇夏米尔公司制造的CharmillesRobofil440机器；

3、试验条件如下：试制条件：工件高：90mm；孔高＝75mm；镂空件；材质：钢2738。

4、机床参数如下：INJ＝4WB＝1.00WS＝13.0S＝10.000HPA＝75mm

5、脉冲电源参数为：EL＝2PA＝6M＝21IAL＝16A＝1.0TAC＝0.4B＝5.0AJ＝38.8ST＝1V＝-80

6、记录两种类型电极丝的切割效果如下表1所示：

表1实施1两种类型的电极丝的切割效果

6、从表1可以看出，在相同的EF参数情况下，在工件表面质量复合要求情况下，以切割小时速度计算，本实施例制备的电极丝的切割效率提升了:(5130/3000-1)×100％＝43.33％，(5310/3600-1)×100％＝47.5％,切割速度提升均在40％以上。

实施例2

制造本发明电极丝直径D0为0.25mm的电极丝B,芯材组成为银：0.035wt％,磷0.0013wt％，其它金属元素的含量为0.25wt％，其它金属元素为铁和稀土，不可避免的杂质元素含量小于0.3wt％,其余为铜；所述的表层复合金属层为：铜：54.5wt％,氧：0.005-1.0wt％，磷：0.0009wt％，不可避免的杂质元素含量小于0.3wt％，其余为锌。

步骤1：原材料采用市场上购得的铜锌银磷，经过挑拣，按芯材成分的要求进行配比(其中磷可以制造成铜磷中间合金加入)，将配好的料运至熔炼现场进行熔炼，熔炼温度控制在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10.5mm。

将上述连铸坯杆经连拉连退加工(均为行业常规工艺，在此不再赘述)，制成直径是1.0mm的含银量为0.035wt％的含银铜线(如图2所示为母坯料2)，然后采用电镀法在铜线表面覆盖厚度为26μm的锌层。

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％，热处理温度为420℃，保温时间12个小时，形成材料(如图3所示为母坯料3，图4为母坯料的金相图片)，然后随炉冷到100度出炉。

步骤3、采用连拉连退设备对步骤2中制成的母坯料3进行大加工率的拉伸和消除应力退火，具体为：工件在小于550℃的条件下，退火速度(拉引速度)800米/分钟，退火距离0.5-10米，然后于退火液(退火液也可称烧炖油，退火烧炖油是行业内的一个通用说法，市场上都能买到，如德国产的multidrawDG这种类型的；国产也有很多，如FX128等等)中进行后处理，退火液温度为25-50度，并进行卷取收线，拉伸所得成品的规格为直径0.25mm的电极丝，如图1所示为电极丝的截面图，金相放大图如图5所示，试验测的此电极丝的抗拉强度为575N/mm²；

上述具体熔炼和加工、拉伸等均为行业常规技术。

6、对电极丝C同市面上任一普通黄铜电极丝进行切割对比；

7、试验使用的单向走丝切割机为瑞士阿奇夏米尔公司制造的CharmillesRobofil440机器；

8、试验条件如下：试制条件：工件高：90mm；孔高＝75mm；镂空件；材质：钢2738。

9、机床参数如下：INJ＝4WB＝1.00WS＝13.0S＝10.000HPA＝75mm

10、脉冲电源参数为：EL＝2PA＝6M＝21IAL＝16A＝1.0TAC＝0.4B＝5.0AJ＝38.8ST＝1V＝-80

6、记录两种类型电极丝的切割效果如下表2所示：

表2实施2两种类型的电极丝的切割效果

4、从表1可以看出，在相同的EF参数情况下，在工件表面质量复合要求情况下，以切割小时速度计算，本实施例制备的电极丝的切割效率提升了:(4920/2700-1)×100％＝82.22％，(5100/3000-1)×100％＝70.00％,切割速度提升均在40％以上。

实施例3

制造本发明电极丝直径D0为0.25mm的电极丝C,芯材组成为银：0.08wt％,磷0.001wt％，其它金属元素的含量为0.25wt％，其它金属元素为铝和磷，不可避免的杂质元素含量小于0.3wt％,其余为铜；所述的表层复合金属层为：铜：57.5wt％,氧：0.005-1.0wt％，磷：0.006wt％，不可避免的杂质元素含量小于0.3wt％，其余为锌。

步骤1：原材料采用市场上购得的铜锌银磷，经过挑拣，按芯材成分的要求进行配比(其中磷可以制造成铜磷中间合金加入)，将配好的料运至熔炼现场进行熔炼，熔炼温度控制在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8.5mm。

将上述连铸坯杆经连拉连退加工(均为行业常规工艺，在此不再赘述)，制成直径是1.0mm的含银量为0.08wt％的含银铜线(如图2所示为母坯料2)，然后采用机械法在铜线表面覆盖厚度为30μm的锌层。

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7.5兆帕，氧含量为45％，热处理温度为450℃，保温时间8个小时，形成材料(如图3所示为母坯料3，图4为母坯料的金相图片)，然后随炉冷到100度出炉。

步骤3、采用连拉连退设备对步骤2中制成的母坯料3进行大加工率的拉伸和消除应力退火，具体为：工件在小于550℃的条件下，退火速度(拉引速度)800米/分钟，退火距离0.5-10米，然后于退火液(退火液也可称烧炖油，退火烧炖油是行业内的一个通用说法，市场上都能买到，如德国产的multidrawDG这种类型的；国产也有很多，如FX128等等)中进行后处理，退火液温度为25-50度，并进行卷取收线，拉伸所得成品的规格为直径0.25mm的电极丝，如图1所示为电极丝的截面图，金相放大图如图5所示，试验测的此电极丝的抗拉强度为565N/mm²；

上述具体熔炼和加工、拉伸等均为行业常规技术。

1、对电极丝A同市面上韩国PAPS-S-wire进行切割对比；

2、试验使用的单向走丝切割机为瑞士阿奇夏米尔公司制造的CharmillesRobofil440机器；

3、试验条件如下：试制条件：工件高：90mm；孔高＝75mm；镂空件；材质：钢2738。

4、机床参数如下：INJ＝4WB＝1.00WS＝13.0S＝10.000HPA＝75mm

5、脉冲电源参数为：EL＝2PA＝6M＝21IAL＝16A＝1.0TAC＝0.4B＝5.0AJ＝38.8ST＝1V＝-80

6、记录两种类型电极丝的切割效果如下表3所示：

表3实施3两种类型的电极丝的切割效果

7、从表1可以看出，在相同的EF参数情况下，在工件表面质量复合要求情况下，以切割小时速度计算，本实施例制备的电极丝的切割效率提升了:(5010/4740-1)×100％＝5.69％，(5550/4920-1)×100％＝12.80％,切割速度比同种类型的韩国电极丝有提升。

实施例4

制造本发明电极丝直径D0为0.25mm的电极丝D,芯材组成为银：0.055wt％,磷0.025wt％，其它金属元素的含量为0.15wt％，其它金属元素为铝和稀土，不可避免的杂质元素含量小于0.3wt％,其余为铜；所述的表层复合金属层为：铜：58.5wt％,氧：0.005-1.0wt％，磷：0.013wt％，不可避免的杂质元素含量小于0.3wt％，其余为锌。

步骤1：原材料采用市场上购得的铜锌银磷，经过挑拣，按芯材成分的要求进行配比(其中磷可以制造成铜磷中间合金加入)，将配好的料运至熔炼现场进行熔炼，熔炼温度控制在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10.0mm。

将上述连铸坯杆经连拉连退加工(均为行业常规工艺，在此不再赘述)，制成直径是1.1mm的含银量为0.055wt％的含银铜线(如图2所示为母坯料2)，然后采用电镀法在铜线表面覆盖厚度为32μm的锌层。

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45％，热处理温度为480℃，保温时间6个小时，形成材料(如图3所示为母坯料3，图4为母坯料的金相图片)，然后随炉冷到100度出炉。

步骤3、采用连拉连退设备对步骤2中制成的母坯料3进行大加工率的拉伸和消除应力退火，具体为：工件在小于550℃的条件下，退火速度(拉引速度)800米/分钟，退火距离0.5-10米，然后于退火液(退火液也可称烧炖油，退火烧炖油是行业内的一个通用说法，市场上都能买到，如德国产的multidrawDG这种类型的；国产也有很多，如FX128等等)中进行后处理，退火液温度为25-50度，并进行卷取收线，拉伸所得成品的规格为直径0.25mm的电极丝，如图1所示为电极丝的截面图，金相放大图如图5所示，试验测的此电极丝的抗拉强度为585N/mm²；

上述具体熔炼和加工、拉伸等均为行业常规技术。

1、对电极丝D同市面上德国BerkenhoffTopasPlusX进行切割对比；

2、试验使用的单向走丝切割机为瑞士阿奇夏米尔公司制造的CharmillesRobofil440机器；

3、试验条件如下：试制条件：工件高：90mm；孔高＝75mm；镂空件；材质：钢2738。

4、机床参数如下：INJ＝4WB＝1.00WS＝13.0S＝10.000HPA＝75mm

5、脉冲电源参数为：EL＝2PA＝6M＝21IAL＝16A＝1.0TAC＝0.4B＝5.0AJ＝38.8ST＝1V＝-80

6、记录两种类型电极丝的切割效果如下表4所示：

表4实施4两种类型的电极丝的切割效果

4、从表1可以看出，在相同的EF参数情况下，在工件表面质量复合要求情况下，以切割小时速度计算，本实施例制备的电极丝的切割效率提升了:(5550/5556-1)×100％＝-0.10％，(5640/5634-1)×100％＝0.10％,两种线的切割速度类似，但是本发明的成本具有一定的优势，容易推广使用。

上述实施例对本发明进行说明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求书的保护范围内，对本发明的任何修改和改变，都将落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种低银氧单向走丝用电极丝，其特征在于：该电极丝包括芯材和和覆盖芯材的表层复合金属层，芯材组成为：银0.01-0.10wt％，磷0.0005-0.03wt％，其它金属元素0.05-0.5wt％，其它金属元素为铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土中的至少两种，不可避免的杂质元素小于0.5wt％,余量为铜；所述的表层复合金属层组成为：铜50.1-60.1wt％,氧0.005-1.0wt％，磷0.0005-0.03wt％，不可避免的杂质元素小于0.5wt％，其余为锌。

2.根据权利要求1所述的低银氧单向走丝用电极丝，其特征在于：芯材组成为：银0.01-0.05wt％，磷0.0005-0.03wt％，其它金属元素0.05-0.5wt％，其它金属元素为铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土中的至少两种，不可避免的杂质元素小于0.5wt％,余量为铜；所述的表层复合金属层组成为：铜50.1-55.0wt％,氧0.005-1.0wt％，磷0.0005-0.03wt％，不可避免的杂质元素小于0.5wt％，其余为锌。

3.根据权利要求1所述的低银氧单向走丝用电极丝，其特征在于：芯材合金组成为：银0.05-0.10wt％，磷0.0005-0.03wt％，其它金属元素0.05-0.5wt％，其它金属元素为铁、锆、硅、镁、钙、铝、铬、稀土中的至少两种，不可避免的杂质元素小于0.5wt％,余量为铜；所述的表层复合金属层组成为：铜55.0-60.1％,氧0.005-1.0wt％，磷0.0005-0.03wt％，不可避免的杂质元素小于0.5wt％，其余为锌。

4.一种低银氧单向走丝用电极丝的制造方法，其特征在于：制造步骤包括：

(1)在1150-1270摄氏度的温度下连续铸造成低氧银铜坯杆，经连拉连退工艺制造出芯材；

(2)在芯材上通过化学电镀或机械的方法在表层覆盖一层锌，在氧化性气氛下进行热处理扩散，使表层复合金属层同芯材金属相互渗透并发生化学反应，生产出表层含铜、锌、氧、磷的表层复合金属层；

(3)对采用上述方式制成的复合材料进行连续退火加工，获得低银氧单向走丝用电极丝。

5.根据权利要求4所述的低银氧单向走丝用电极丝的制造方法，其特征在于：所述的表层复合金属层的厚度大于最终直径的4％小于15％。

6.根据权利要求4所述的低银氧单向走丝用电极丝的制造方法，其特征在于：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。