DE19842756T1 - Delta-phase-messingelektrodendraht für funkenerosionsbearbeitung und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Delta-phase-messingelektrodendraht für funkenerosionsbearbeitung und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

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Abstract

Elektrodendraht (1) zur Bearbeitung durch Funkenerosion, wobei besagter Elektrodendraht (1) umfasst:- einen metallischen Kern (2), mit einer oder mehreren Schichten aus Metall oder metallischer Legierung,- auf dem metallischen Kern (2) eine Beschichtung (3), die eine andere Legierung als die des metallischen Kerns (2) aufweist, und mehr als 50 Gew.-% Zink enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3) eine Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase umfasst.

Claims (16)

  1. Elektrodendraht (1) zur Bearbeitung durch Funkenerosion, wobei besagter Elektrodendraht (1) umfasst: - einen metallischen Kern (2), mit einer oder mehreren Schichten aus Metall oder metallischer Legierung, - auf dem metallischen Kern (2) eine Beschichtung (3), die eine andere Legierung als die des metallischen Kerns (2) aufweist, und mehr als 50 Gew.-% Zink enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3) eine Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase umfasst.
  2. Elektrodendraht gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase mindestens eine Schicht aus einer Legierung in der Beschichtung (3) ausbildet.
  3. Elektrodendraht gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase rissig ist.
  4. Elektrodendraht gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase eine Oberflächenschicht der Beschichtung ist.
  5. Elektrodendraht gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3) eine rissige Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (32) in Gamma-Phase umfasst, die durch die mindestens eine Schicht mit Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase überdeckt ist.
  6. Elektrodendraht gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase eine Dicke aufweist, die zwischen 30% und 100% der Dicke der rissigen Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (32) in Gamma-Phase liegt.
  7. Elektrodendraht gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3) eine Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (31) in Beta-Phase umfasst, die durch eine rissige aus einer Schicht Kupfer-Zink-Legierung (32) in Gamma-Phase überdeckt ist, die durch die mindestens eine Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase überdeckt ist, die selbst durch eine Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (34) in Epsilon-Phase überdeckt ist.
  8. Elektrodendraht gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (32) in Gamma-Phase Poren (7a) enthält, die durch die mindestens eine Schicht aus einer Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase bedeckt sind.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Elektrodendrahts (1) zur Verwendung in der Funkenerosion, wobei besagter Elektrodendraht (1) einen metallischen Kern (2) und eine Beschichtung (3) aus einer Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Hernehmen eines Drahtrohlings aus Metall, (b) Realisieren einer Beschichtung auf dem Drahtrohling, die Zonen aufweist, deren mittlere Zusammensetzung mit dem Bereich (D), in dem die Kupfer-Zink-Legierung in Delta-Phase vorhanden ist, korrespondiert, (c) Bringen des beschichteten Drahtrohlings auf eine Temperatur zwischen 559°C und 700°C, vorzugsweise zwischen 559°C und 600°C, einer Temperatur, bei der die Delta-Phase der Kupfer-Zink-Legierung stabil ist, (d) plötzliches Abkühlen des beschichteten Drahtrohlings derart, dass die Kupfer-Zink-Legierung (33) in Delta-Phase in einem metastabilen Zustand bei Umgebungstemperatur aufrechterhalten wird.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, umfassend die folgenden Schritte: - im Verlauf des Schritts (a), Wählen eines Drahtrohlings, der Kupfer auf der Oberfläche aufweist, - Realisieren einer ersten Beschichtung aus Zink auf diesem Drahtrohling, - Realisieren einer ersten thermischen Diffusionsbehandlung derart, um eine Unterschicht aus einer Legierung (31) aus Kupfer und aus Zink in Beta-Phase und eine äußere Schicht aus einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Gamma-Phase (32) zu erhalten, - Realisieren einer zweiten Beschichtung aus Zink, - Realisieren einer zweiten thermischen Diffusionsbehandlung bei einer Temperatur niedriger als 170°C derart, um auf der Oberfläche des Drahtes eine äußere Schicht einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Epsilon-Phase (34) zu erhalten, unter Erhalt der darunterliegenden, vorab realisierten Schichten aus einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Beta (31)- und Gamma (32)-Phase, - Bringen des Drahtes derart auf eine Temperatur zwischen 559°C und 700°C, vorzugsweise zwischen 559°C und 600°C, weiter vorzugsweise zwischen 595°C und 598°C, um eine Zwischenschicht einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Delta-Phase (33) zu erzeugen, die zwischen der Unterschicht aus einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Gamma-Phase (32) und der äußeren Schicht aus einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Epsilon-Phase (34) liegt, - plötzliches Abkühlen des Drahtes derart, dass die Legierung aus Kupfer und aus Zink in Delta-Phase (33) in einem metastabilen Zustand bei Umgebungstemperatur aufrechterhalten wird.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - im Verlauf des Schritts (a), Wählen eines Drahtrohlings, der Kupfer auf der Oberfläche aufweist, - Härten des Drahtrohlings in einem Bad aus geschmolzenem Zink bei einer Temperatur zwischen 559°C und 700°C, vorzugsweise zwischen 559°C und 600°C, weiter vorzugsweise bei 600°C, derart um eine Beschichtung einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Delta-Phase (33) zu erzeugen, - plötzliches Abkühlen des Drahtes derart, dass die Legierung aus Kupfer und aus Zink in Delta-Phase (33) in einem metastabilen Zustand aufrechterhalten wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - im Verlauf des Schritts (a), Wählen eines Drahtrohlings aus Metall, - Aufbringen einer Schicht aus Nickel mit einer Dicke von ungefähr 5 µm auf der Oberfläche des Drahtrohlings, - Härten diesen mit Nickel beschichteten Drahtrohlings in einem Schmelzbad Bad, das einen Zinkgehalt zwischen 72% und 77% Atomprozent und den ergänzenden Kupfergehalt aufweist, und Diffundieren lassen bei einer Temperatur zwischen 559°C und 700°C, vorzugsweise zwischen 559°C und 600°C, weiter vorzugsweise bei 600°C derart, um eine Beschichtung einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Delta-Phase (33) zu erzeugen, - plötzliches Abkühlen des Drahtes derart, dass die Legierung aus Kupfer und aus Zink in Delta-Phase (33) in einem metastabilen Zustand bei Umgebungstemperatur aufrechterhalten wird.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - im Verlauf des Schritts (a), Wählen eines Drahtrohlings aus Metall, - Aufbringen einer Schicht aus Nickel mit einer Dicke von ungefähr 5 µm auf der Oberfläche des Drahtrohlings, - Koextrudieren des mit Nickel beschichteten Drahtrohlings mit einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Delta-Phase, die einen Zinkgehalt zwischen 72% und 77% Atomprozent aufweist und bei einer Temperatur zwischen 559°C und 700°C, vorzugsweise bei 600°C gehalten wird, um eine Beschichtung einer Legierung aus Kupfer und aus Zink in Delta-Phase (33) auf dem mit Nickel beschichteten Drahtrohling zu erzeugen, - plötzliches Abkühlen des so beschichteten Drahtes sofort nach dem Koextrudieren derart, dass die Legierung aus Kupfer und aus Zink in Delta-Phase (33) in einem metastabilen Zustand bei Umgebungstemperatur aufrechterhalten wird.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - im Verlauf des Schritts (a), Wählen eines metallischen Drahtrohlings (2), - Aufbringen einer Schicht aus Nickel mit einer Dicke von ungefähr 5µm auf der Oberfläche des metallischen Drahtrohlings (2), - Abscheiden einer Schicht aus Kupfer auf der Schicht aus Nickel, dann einer Schicht aus Zink, worin das Verhältnis zwischen dem Kupfer und dem Zink zwischen 72% und 77% Atomprozent Zinkt liegt, mit einem gewählten Überschuss an Zink, wobei ein Überschuss mit Zink gewählt wird, um die unvermeidliche Verdampfung eines Teils des Zinks während des nachfolgenden Diffusionsschrittes zu kompensieren, - Diffundieren lassen bei einer Temperatur zwischen 559°C und 700°C, vorzugsweise zwischen 559°C und 600°C, weiter vorzugsweise bei 600°C derart, um eine Beschichtung (3), aufweisend eine Schicht (33) aus einer Kupfer-Zink-Legierung in Delta-Phase zu erzeugen, - plötzliches Abkühlen des so beschichteten Drahtes derart, dass die Kupfer-Zink-Legierung in Delta-Phase (33) in einem metastabilen Zustand bei Umgebungstemperatur aufrechterhalten wird.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Schritt (b) der Realisierung der Beschichtung durch Galvanisieren in wässriger Phase ausgeführt ist, unter Verwendung des Drahtrohlings als Kathode und unter Verwendung einer Anode aus einer Legierung aus Kupfer und aus Zink mit einer Zusammensetzung nahe der Delta-Phase.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es einen nachfolgenden Schritt des Drahtziehens umfasst.
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