ES2287060T3

ES2287060T3 - Electrodo de hilo con interfaz estructurado.

Info

Publication number: ES2287060T3
Application number: ES01122792T
Authority: ES
Inventors: Heinrich Groos; Bernd Barthel; Tobias Nothe; Christoph Dietrich
Original assignee: Berkenhoff and Co KG
Current assignee: Berkenhoff and Co KG
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2007-12-16
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: US20030057190A1; BR0203790B1; MY128944A; PT1295663E; CN1408502A; CA2401178A1; TWI225809B; SG111080A1; EP1295663A1; CA2401178C; JP2003175423A; KR100868007B1; DE50112526D1; KR20030025811A; ATE362816T1; US6794597B2; CN1236891C; HK1053276A1; EP1295663B1; BR0203790A

Abstract

Electrodo de hilo para el corte por electroerosión de metales, cerámica eléctricamente conductora, etc., bien con un núcleo homogéneo (1) de un metal o de una aleación metálica o de un núcleo compuesto, y por lo menos con una capa envolvente (2) que se desgasta durante la erosión, caracterizado porque la superficie de la capa envolvente exterior (2) está realizada estructurada, y porque los rebajes (3) creados por la estructuración están rellenos de un material de relleno (4) de un metal o una aleación metálica fácilmente evaporable, para conseguir una superficie de reducida rugosidad.

Description

Electrodo de hilo con interfaz estructurado.

La invención se refiere a un electrodo de hilo para el corte por electroerosión de metales, cerámica eléctricamente conductora, etc., bien dotado de un núcleo homogéneo de metal o de una aleación metálica o de un núcleo compuesto que tenga por lo menos una capa envolvente que se desgaste durante la erosión.

El documento JP 03049829, que se debe considerar como estado de la técnica más próximo, muestra un electrodo de hilo de esta clase.

Durante el empleo de electrodos de hilo se ha visto que los electrodos de hilo dotados de capas envolventes, donde la capa envolvente consiste p.ej. de latón (\beta ó \gamma, presentan un rendimiento de corte mejor que los electrodos que no tengan tales capas envolventes. Esto se debe a que en la capa envolvente (\beta/\gamma está contenido una elevada proporción de zinc, que está incorporada en la estructura. El inconveniente de esta clase de capas envolventes de latón \beta ó también \gamma es que la capa envolvente con su red cristalina cúbica centrada en el espacio es considerablemente menos deformable que el núcleo, que generalmente consiste en un latón \alpha, de red cúbica centrada en las caras, lo que tiene como consecuencia que la superficie de tal electrodo envolvente se rasga por zonas. Entonces se forman grietas, que, tal como se ha visto en las investigaciones, en un aspecto presentan una cierta ventaja, ya que con ello se favorece aparentemente la evacuación del intersticio de corte, de manera que con tales electrodos de superficie rugosa se pueden conseguir unos rendimientos de corte mayores en el caso de piezas de mayor altura. En cambio el inconveniente de tales electrodos de hilo consiste en que debido a la superficie dura, irregular y resquebrajada, se perjudica tanto la conducción del hilo como también el paso de la corriente al hilo. Por una parte, una capa envolvente de esta clase es muy rugosa y también dura, de manera que las guías se desgastan con relativa rapidez, y por otra parte también se producen vibraciones en el hilo que igualmente perjudican aún más el paso de la corriente. Estas vibraciones también son un inconveniente para el guiado del hilo en el intersticio, ya que se excita a vibrar el electrodo de hilo, lo cual podría dar lugar a cortocircuitos.

La invención tiene como objetivo realizar un electrodo de hilo de la clase citada inicialmente, de tal modo que se mantengan las ventajas de un mayor rendimiento de corte conseguidas por la superficie resquebrajada de la capa envolvente, sin tener que cargar con los inconvenientes de un peor paso de la corriente así como de mayor desgaste y de las mayores vibraciones en el hilo.

Otro objetivo de la invención consiste en dotar un electrodo de esta clase de una estructura superficial que dé lugar a otro incremento de rendimiento adicional.

Este objetivo se resuelve conforme a la invención por el hecho de que la superficie de la capa envolvente exterior está realizada estructurada, y que los rebajes creados por la estructuración están rellenos de un material de relleno de un metal o de una aleación metálica fácilmente evaporable, para lograr una superficie de escasa rugosidad.

Si las grietas que se forman en la capa envolvente en el curso de la fabricación de electrodos de hilo recubiertos, se rellenan con un metal o aleación metálica fácilmente evaporable, que conste de zinc o de una aleación de zinc, debiendo la proporción de zinc en la aleación ser notablemente superior que en la capa envolvente, entonces se obtiene un electrodo de hilo con una superficie exterior lisa, que se puede transportar con reducido desgaste por las guías de hilo, y donde se puede utilizar también para la transmisión de corriente toda la superficie que asienta, evitándose las irregularidades que pudieran dar lugar a vibraciones y que perjudiquen el paso de la corriente. De este modo es posible incrementar notablemente la aportación de corriente al electrodo. El material de relleno que se encuentra en las grietas o ranuras es el primero que se desgasta durante el subsiguiente proceso de erosión en el intersticio de corte, de manera que en la parte principal de la longitud del intersticio de corte está disponible una capa envolvente para el proceso de erosión, que tiene una superficie fuertemente resquebrajada. Gracias a esta superficie resquebrajada se favorece por una parte la evacuación del material erosionado, y por otra se generan unas puntas de intensidad de campo debido a los resaltes, y con ello lugares con superior probabilidad de descarga, lo que entraña también un aumento de la frecuencia de descarga.

Durante la fabricación normal del hilo, donde debido al diferente comportamiento a la deformación del núcleo y de la capa envolvente se producen grietas en la capa envolvente, se generan estos lugares de mayores puntas de intensidad de campo de modo totalmente aleatorio. Pero si se dota a la superficie de la capa envolvente de unas ranuras que pueden estar formadas alargadas, transversales, helicoidales o también cruzadas, entonces se pone obtienen de forma controlada tales lugares de mayor probabilidad de descarga, lo cual acelera el proceso de erosión, también porque aquí hay una probabilidad notablemente superior de que la descarga no tenga lugar en el cráter de una descarga ya producida poco antes. Gracias a la superficie estructurada se consigue por lo tanto una distribución más uniforme de la descarga, lo cual también da lugar a que se reduzca el riesgo de rotura del hilo. Estas ranuras o rebajes tienen como mínimo una profundidad de 2 \mum, y como máximo de 50 \mum.

Otra de las ventajas que se consigue con esto, y que consiste en evitar las acumulaciones de descarga locales, estriba en que las descargas están rodeadas con mayor frecuencia de un dieléctrico líquido, en lugar de una burbuja de gas. Debido a que de este modo se produce una estricción más fuerte del canal de plasma, se obtiene una mayor erosión por descarga, lo cual repercute de manera claramente positiva en el rendimiento de corte del electrodo de hilo.

En la Fig. 1 se muestra en representación esquemática una sección a través de un electrodo de hilo realizado conforme a la invención, y en la Fig. 2, el electrodo de hilo en una vista lateral con la superficie estructurada al descubierto, y la Fig. 3 muestra una vista en perspectiva del electrodo de hilo terminado.

En la Fig. 1, la referencia 1 designa al núcleo del electrodo de hilo, que puede ser de cobre, latón o un electrodo compuesto, que puede tener p.ej. un alma de acero rodeado de una capa de cobre. Sobre este núcleo 1 va aplicada una capa envolvente 2, cuya superficie está estructurada, pudiendo verse en las Figs. 2 y 3 esta estructuración como estructuración helicoidal. Esta estructuración helicoidal se puede realizar también con un paso considerablemente más corto, hasta llegar a unos rebajes que transcurran perpendiculares al eje del hilo. Una vez terminada la capa envolvente 2 con la superficie estructurada, por ejemplo de un latón \beta, se rellenan entonces los rebajes 3 de la capa envolvente 2 con un material de relleno 4, de un metal o de una aleación metálica, que puede consistir bien en un latón y de alto contenido en zinc o también de zinc puro. Igualmente es también posible emplear aleaciones de zinc que contengan más del 90% de zinc. La única condición necesaria es que este material de relleno 4 se volatilice muy rápidamente durante el proceso de erosión, de manera que la superficie estructurada de la capa envolvente 2 propiamente dicha quede disponible para el subsiguiente proceso de erosión.

Las puntas entre los rebajes constituyen lugares de mayor intensidad de campo, de modo que hay una gran probabilidad de que en estas puntas tengan lugar las descargas. Esto da lugar a una distribución en el espacio de las cargas consecutivas, de manera que hay gran probabilidad de que estas descargas estén rodeadas con mayor frecuencia por un dieléctrico líquido. Igualmente se favorece gracias a la estructuración de la superficie la evacuación del material erosionado. Ha resultado especialmente ventajosa una estructura de la superficie de la capa envolvente a modo de botones.

Lista de referencias

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1

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Núcleo

2

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Capa envolvente

3

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Rebajes

4

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Material de relleno.

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Claims

1. Electrodo de hilo para el corte por electroerosión de metales, cerámica eléctricamente conductora, etc., bien con un núcleo homogéneo (1) de un metal o de una aleación metálica o de un núcleo compuesto, y por lo menos con una capa envolvente (2) que se desgasta durante la erosión,

caracterizado porque

la superficie de la capa envolvente exterior (2) está realizada estructurada, y porque los rebajes (3) creados por la estructuración están rellenos de un material de relleno (4) de un metal o una aleación metálica fácilmente evaporable, para conseguir una superficie de reducida rugosidad.

2. Electrodo de hilo según la reivindicación 1, caracterizado porque el material de relleno (4) es de zinc o de una aleación de zinc.

3. Electrodo de hilo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el material de relleno (4) consiste en un latón \gamma.

4. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los rebajes son mayores de 2 \mu y menores de 50 \mu.

5. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los rebajes (3) tienen aprox. 15 \mu.

6. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la superficie de la capa envolvente (2) que se va desgastando, está dotada de unas ranuras que transcurren longitudinalmente.

7. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la superficie de la capa envolvente (2) que se va desgastando, está dotada de ranuras que transcurren transversalmente.

8. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la superficie de la capa envolvente (2) que se va desgastando, está dotada de unas ranuras que transcurren en espiral.

9. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la superficie de la capa envolvente (5) que se va desgastando, está realizada en forma de botones.

10. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la capa envolvente (2) consiste principalmente de latón \beta, siendo la proporción de fase \beta / \beta' en la capa envolvente como mínimo del 60%.

11. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la capa envolvente (12) de latón \beta consiste por lo menos en un 90% de una fase \beta / \beta'.

12. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el núcleo (1) es de cobre o de latón.

13. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el núcleo (1) es un núcleo compuesto con un alma de acero con un recubrimiento de cobre o de latón.