CN1247359C - 用于电火花切割的电焊条 - Google Patents
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Abstract
一种用于电火花切割金属、导电陶瓷等的电焊条，它具有一个由金属或金属合金制成的均质芯(1)或是一复合芯和至少两个由锌合金制成的且在电蚀时磨损的壳层。为了提高高速切割效率，这种电焊条具有一内壳层(2)，它主要含β-黄铜，以及一个外壳层(3)，它主要含γ-黄铜，在这两个壳层中的β/β’-相或γ-相的含量至少为60%。β-黄铜与γ-黄铜的层厚比为0.3-7。这两个壳层的总厚度与电焊条外径相比为0.1-0.3。
Description
技术领域
本发明涉及用于电火花切割金属、导电陶瓷等的电焊条，它或是具有一由金属或金属合金制成的均质芯或或是具有一复合芯以及至少两个在电蚀时磨损的且由锌合金制成的壳层。
背景技术
在电火花切割金属或其它导电体的电焊条的发展过程中，已经证明使用包皮电焊条是有利的，其中芯一方面带来了必要的强度，另一方面，它带来了导电性，真正的电蚀过程由一由纯锌或锌合金构成的壳层来承担。尽管纯锌涂层导致良好的电蚀效率，但纯锌层磨损太快，以至在电焊条从相当高的工件的切割缝隙中露出来前，它已完全耗尽，从而焊条最后用芯材来切割。这将导致焊条切割效率总体显著降低。
为此，众所周知地(欧洲专利EP0312674)将一个β-壳层设置为壳层，虽然它从理论上因含少量锌而应有比纯锌层小的切割效率，但它因在实际切割过程中的磨损小得多而在工件较低时已具有较高的切割效率。
另外，从德国专利DE19510740A1中知道了由γ-黄铜制造壳层，在这里，因为γ-黄铜中的锌量高于β-黄铜中的锌量，因而获得更高的电蚀效率。但在实际操作出现这样的情况，即γ-层的磨损比β-层磨损快得多，因而只有在工件高度低的情况下才能注意到优点。
另外，从德国专利DE19913694A1中知道了制造具有两个重叠壳层的电焊条，其中下壳层含β-黄铜，而上壳层含纯锌或含80％以上锌的锌合金。这种电焊条是所谓的复合电焊条，它同样适合高速切割及精密切割，在精密切割中，壳层的快速磨损是不太重要的。如果这样的电焊条被用于高速切割，则当借助β-壳层进行真正的电蚀时，在此方法中，快速磨损的外锌壳层改善了焊条点燃动作。另一方面，如果该焊条被用于精密切割，则只用掉外壳层，在其下面的β-壳层保留了下来。该电焊条的优势在于，可以用同一根电焊条即无需装配时间地进行高速切割及精密切割，其中非常光滑的表面是很重要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高速切割的电焊条，与有一个β-壳层的电焊条及与有一个γ-壳层的电焊条相比，它具有更高的切割效率并且还具有比较小的磨损。
根据本发明，如此实现该目的，即内壳层主要含β-黄铜，而外壳层主要含γ-黄铜，其中在这两个壳层中的β/β’-相或γ-相的含量至少为60％，而β-黄铜与γ-黄铜的层厚比为0.3-7，两个壳层的总厚度与电焊条外径相比为0.1-0.3。
令人惊讶的是，一个下β-壳层与一个在其上面的γ-壳层的组合导致了比用一个纯γ-壳层或用一个纯β-壳层所获得的更高的切割效率。
附图说明
下面，通过附图来详细描述本发明的实施例。
图1表示本发明电焊条的一个横截面。
图2表示与β-黄铜和γ-黄铜的层厚有关的切割速率增量。
图3表示与本发明的γ-壳层与β-壳层的组合有关的切割速率增量。
具体实施形式
图3表示在根据图1的本发明电蚀焊条中的切割速率增量，其中焊条直径为0.3mm，焊条的放出速度为12m/min。在这里，切割由X210Cr12钢构成的切高度50mm的工件。
在图2的横坐标上示出了单位为μm的层厚，确切地说，示出了一用于γ-壳层3的层厚和一用于β-壳层2的层厚，它们作为单独层被涂覆到电焊条上。在所给参数的情况下示出了，当使用一个γ-壳层时，随着γ-黄铜层厚增大，针对特定工件的切割速率增量显著大于针时β-黄铜涂层的情况。但也示出了，在γ-黄铜层厚从约25μm开始增加时，切割速率不再可能增大，而是切割速率保持不变，这意味着，即便从切割缝隙中露出后，剩余的壳层仍然完全由γ-黄铜构成，但加工过程因缝隙污染加重而逐渐变得不稳定，并且切割速率暂时保持不变。用于由β-黄铜构成的壳层的相同实验显示出，随着壳层增厚，切割速率的提高明显放缓，但在约50微米的最终效果的情况下，获得了最大的切割速率增量，这比γ-黄铜的切割速率增量高。在这里，进一步增厚壳层也导致了切割速率无法继续提高。
通过按照本发明地组合β-壳层与γ-壳层，可以总体获得这样的气割速率，即它比单成分的最高切割速率约高30％。为获得最高切割速率，这些壳层的层厚相互成一定比例并且这样的壳层也与电焊条直径成比例，这是重要的。
如果β-黄铜与γ-黄铜的层厚之比为1.3-3，则获得最佳结果即最大百分比增量，其中β-黄铜及γ-黄铜分别高达90％的含β-黄铜或γ-黄铜，在这里，也保证了γ-黄铜或β-黄铜在壳层厚度范围内的分布基本上是不变的。在这种情况下，当然在γ-黄铜和β-黄铜之间及在β-黄铜和芯1之间出现过渡区，在所述过渡区中，γ-相或β-相的含量相应减少。但是，这种过渡区相对各壳层的其余厚度而言是小的。
一均质铜芯或一均质黄铜合金可用作本发明焊条的芯1。同样也可以使用复合芯，在这里，事实证明将钢芯线用作芯是有利的，所述钢芯线被一铜涂层或一黄铜涂层包围住，以改善导电性。
在低温下，β-黄铜层的β-相具有最整齐的晶格，它具有用于铜和锌的指定晶格位置，而当如果超过某个温度时，这种结构将转变成无序结构。因为按照现有的观点无法抑制无序的β-相转变成有序的β’-相并且这种转变对其机械性能和电气性能的影响微乎其微，所以以上只提到β-相。
附图标记一览表
1 芯
2 β-壳层
3 γ-壳层
Claims (10)
1、一种用于电火花切割金属或者导电陶瓷的电焊条，它具有一个由金属或金属合金制成的均质芯(1)或是一个复合芯以及至少两个在电蚀时磨损的且由锌合金制成的壳层，其特征在于，内壳层(2)主要含β-黄铜，外壳层(3)主要含γ-黄铜，在这两个壳层中的β/β’-相或γ-相的含量至少为60％，β-黄铜与γ-黄铜的层厚比为0.3至7，这两个壳层的总厚与电焊条外径之比为0.1至0.3。
2、如权利要求1所述的电焊条，其特征在于，β-黄铜与γ-黄铜的层厚之比为0.7至5。
3、如权利要求1或2所述的电焊条，其特征在于，β-黄铜与γ-黄铜的层厚之比为1.3至3。
4、如权利要求1或2所述的电焊条，其特征在于，β-黄铜壳层含至少90％的β/β’-相。
5、如权利要求1或2所述的电焊条，其特征在于，γ-黄铜壳层含至少90％的γ-相。
6、如权利要求1所述的电焊条，其特征在于，所述芯含有铜或者黄铜，或是具有钢芯线的复合芯，该钢芯线具有铜涂层或黄铜涂层。
7、如权利要求1或6所述的电焊条，其特征在于，γ-黄铜层至少是1μm厚。
8、如权利要求7所述的电焊条，其特征在于，β-黄铜层至少是10μm厚。
9、如权利要求8所述的电焊条，其特征在于，β-黄铜层至少是25μm厚。
10、如权利要求9所述的电焊条，其特征在于，β-黄铜层至少为50μm厚。
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