ES2303517T3

ES2303517T3 - Electrodo de hilo para corte por electroerosion.

Info

Publication number: ES2303517T3
Application number: ES01122798T
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: 2008-08-16
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: MY126165A; KR20030025813A; CN1408503A; KR100868008B1; DE50113785D1; EP1295664B1; CN1247359C; US20030057189A1; CA2401102C; SG111081A1; JP2003117732A; TWI225810B; EP1295664A1; ATE390236T1; PT1295664E; US6781081B2; BR0203813B1; HK1053275A1; BR0203813A; CA2401102A1

Abstract

Electrodo de hilo para el corte por electroerosión de metales, materiales cerámicos eléctricamente conductores etc., bien con un núcleo (1) homogéneo de un metal o de una aleación de metales o un núcleo compuesto, y con por lo menos dos capas envolventes de aleaciones de Zn que se van desgastando durante la erosión, siendo la capa envolvente interior (2) principalmente de latón Beta y la capa envolvente exterior (3) principalmente de latón gamma, estando la proporción de espesores de capa de latón Beta a latón gamma entre 0,3 a 7, caracterizado porque la proporción de fase Beta/Beta'' o fase gamma en las dos capas envolventes es por lo menos del 90%, siendo la suma de espesores de ambas capas envolventes de 0,1 a 0,3 en proporción al diámetro exterior del electrodo.

Description

Electrodo de hilo para corte por electroerosión.

La invención se refiere a un electrodo de hilo para el corte por electroerosión de metales, materiales cerámicos que sean conductores eléctricos, etc., bien con un núcleo homogéneo de un metal o de una aleación de metales o con un núcleo compuesto y con por lo menos dos capas envolventes de aleaciones de Zn que se desgastan durante la erosión.

En el desarrollo de electrodo de hilo para el corte por electroerosión de metales o de otros cuerpos conductores eléctricos ha resultado ventajoso emplear un electrodo revestido en el cual el núcleo ofrece por una parte la necesaria resistencia mecánica y por otra parte aporta la conductividad eléctrica, efectuándose el proceso de erosión propiamente dicho por una capa envolvente que es de zinc puro o de una aleación de zinc. Si bien una aleación de zinc puro da lugar a un buen rendimiento de arranque sin embargo la capa de zinc puro tiene un desgaste tan rápido que antes de que el hilo de erosión salga del intersticio de corte de una pieza de altura moderada, está ya totalmente gastado, de modo que finalmente el electrodo corta con el material del núcleo. La consecuencia de esto es que el rendimiento de corte del electrodo resulta en conjunto considerablemente menor.

Por este motivo se conoce (documento EP p 312 674) el hecho de prever como capa envolvente una capa envolvente \beta, que si bien teóricamente tiene un rendimiento de corte menor que una capa de zinc puro, debido al menor contenido en zinc, sin embargo ofrece un rendimiento de corte superior debido al desgaste considerablemente menor que sufre durante el proceso de corte práctico, incluso con alturas de pieza reducidas.

Igualmente se conoce por el documento DE 195 10 740 A1 el hecho de realizar la capa envolvente de un latón \gamma obteniéndose aquí un rendimiento de arranque mayor ya que en el latón \gamma la proporción de zinc es mayor que en el latón \beta. Ahora bien, durante el funcionamiento práctico se ha observado que esta capa \gamma tiene un desgaste considerablemente más rápido que una capa envolvente \beta, de modo que las ventajas solamente resultan apreciables cuando se trata de alturas de pieza reducidas.

Igualmente se conoce por el documento DE 199 13 694 A1 la fabricación de un electrodo de hilo con dos capas envolventes superpuestas, siendo la capa envolvente inferior de un latón \beta y la capa superior de zinc puro o de una aleación de zinc que contenga más del 80% de zinc. Este electrodo es lo que se denomina un electrodo combinado, que es igualmente adecuado para un corte rápido como para un corte de precisión donde importa menos que haya un fuerte desgaste de la capa envolvente. Si un electrodo de esta clase se utiliza para un corte rápido, entonces en este procedimiento la capa envolvente de zinc exterior de desgaste rápido mejora el comportamiento de cebado del electrodo, mientras que el proceso de erosión propiamente dicho tiene lugar mediante la capa envolvente \beta. Por otra parte, si se utiliza este electrodo para el corte de precisión se consume únicamente la capa envolvente exterior, manteniéndose la capa envolvente \beta situada debajo. La ventaja de este electrodo consiste en que con un mismo electrodo de hilo, es decir sin tiempos de cambio de preparación, se puede realizar tanto un corte rápido como un corte de precisión donde importe obtener una superficie extremadamente lisa.

Por el documento PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Tomo 018, N° 173 (M-1581), 24 de Marzo de 1994 (1994-03-24) y por el documento JP 05 337741 A (FUJIKURA LTD.), 21 de Diciembre de 1993 (1993-12-21) se conoce un electrodo de hilo para el corte por electroerosión de metales conforme al preámbulo de la reivindicación 1, que sobre un núcleo compuesto presenta tres capas envolventes. La capa envolvente exterior es de latón \gamma y la capa inmediata interior es de latón \beta. La invención tiene como objetivo incrementar el rendimiento de corte del electrodo de
hilo.

Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención por el hecho de que la capa envolvente interior es principalmente de latón \beta y la capa envolvente exterior principalmente de latón \gamma, estando la proporción entre el espesor de capa de latón \beta a latón \gamma entre 0,3 y 0,7, siendo la proporción de fase \beta/\beta' o fase y en ambas capas envolventes como mínimo del 90%, y estando la relación entre la suma de los gruesos de ambas capas envolventes y el diámetro exterior del electrodo, entre 0,1 y 0,3.

Sorprendentemente, la combinación de una capa envolvente inferior \beta con una capa envolvente \gamma situada encima da lugar a unos rendimientos de corte que son superiores a los que se pueden obtener con una capa envolvente \gamma pura o con una capa envolvente \beta pura.

A continuación se describe con mayor detalle un ejemplo de realización de la invención haciendo referencia al dibujo. En éste puede verse:

Fig. 1 una sección a través de un electrodo de hilo conforme a la invención,

Fig. 2 un diagrama del incremento de velocidad de corte en función del espesor de capa del latón \beta y del latón \gamma.

Fig. 3 un diagrama del incremento de velocidad de corte en función de la combinación de una capa envolvente \gamma y \beta conforme a la invención.

\newpage

En la Fig. 3 está representado el incremento de velocidad de corte en el electrodo de erosión conforme a la invención según la Fig. 1, siendo el diámetro del hilo de 0,3 mm y la velocidad de desarrollo del hilo de 12 m/min. Se cortó en este caso una pieza de un acero X210Cr12, que tenía una altura de pieza de 50 mm.

En la abscisa del diagrama de la Fig. 2 se ha representado el espesor de capa en \mum, concretamente una vez para una capa envolvente \gamma 3 y una vez para una capa envolvente \beta 2, que está aplicada como capa única sobre un electrodo de hilo. Con los parámetros dados se observó que al emplear una capa envolvente \gamma el incremento de rendimiento de corte para la pieza específica era considerablemente mayor al aumentar el espesor de capa del latón \gamma, que para una capa de latón \beta. Sin embargo se observó también que al aumentar el espesor de capa aproximadamente por encima de 25 \mum ya no se podía conseguir un aumento de velocidad de corte en un latón \gamma sino que la velocidad de corte se mantenía constante, lo que indica que la capa envolvente restante era todavía completamente de latón \gamma después de salir del intersticio de corte, pero el proceso se iba haciendo cada vez más inestable debido a la superior contaminación del intersticio, y la velocidad de corte se mantuvo primeramente constante. Los primeros ensayos para una capa envolvente de latón \beta mostraron que el incremento de rendimiento de corte tiene lugar de modo considerablemente más lento al aumentar el espesor de la capa, pero que en el efecto final se obtiene un valor máximo de rendimiento de corte aproximadamente en 50 \mum, que es superior al del latón \gamma. Seguir aumentando el espesor de la capa envolvente tampoco dio lugar en este caso a un mayor aumento del rendimiento de corte.

Mediante la combinación conforme a la invención de una capa envolvente \beta con una capa envolvente \gamma se pudo conseguir en conjunto un rendimiento de corte que está aproximadamente un 30% por encima del rendimiento de corte máximo de los distintos componentes. Para conseguir el máximo de velocidad de corte es determinante que los espesores de capa de las distintas capas envolventes estén en una determinada proporción entre sí, y que también la capa envolvente como tal esté en una determinada proporción respecto al diámetro del electrodo de hilo.

Los mejores resultados, es decir el mayor incremento porcentual se consigue cuando la relación entre el espesor de capa de latón \beta y latón \gamma está entre 1,3 a 3, consistiendo tanto el latón \beta como el latón \gamma cada uno por lo menos en un 90% de fase \beta o fase \gamma, quedando al mismo tiempo asegurado que la distribución del latón \gamma o del latón \beta es esencialmente constante en todo el espesor de la capa envolvente. Se producen naturalmente zonas de transición entre el latón \gamma y el latón \beta y el núcleo 1 en las cuales disminuyen correspondientemente las proporciones de la fase \gamma o de la fase \beta. Estas zonas de transición sin embargo son pequeñas en comparación con el espesor restante de la respectiva capa envolvente.

Como núcleo 1 para un electrodo de hilo conforme a la invención se puede emplear o bien un núcleo de cobre homogéneo o una aleación de latón homogénea. Igualmente se pueden emplear sin embargo también núcleos compuestos, habiendo resultado conveniente emplear como núcleo un alma de acero que para mejorar la conductividad está rodeada por una capa de cobre o por una capa de latón.

La fase \beta de la capa de latón \beta tiene a baja temperatura una retícula ordenada con unos puestos de retícula definidos para el cobre y el zinc, mientras que al rebasar una cierta temperatura este sistema ordenado pasa a ser una estructura desordenada. Dado que de acuerdo con la opinión dominante, no se puede impedir la conversión de la fase \beta desordenada a la fase \beta' ordenada y además en cuanto a sus propiedades mecánicas y eléctricas, ésta tiene escasa repercusión, se habla en lo anterior únicamente de una fase \beta.

Lista de referencias

1: Núcleo

2: Capa envolvente \beta

3: Capa envolvente \gamma.

Claims

1. Electrodo de hilo para el corte por electroerosión de metales, materiales cerámicos eléctricamente conductores etc., bien con un núcleo (1) homogéneo de un metal o de una aleación de metales o un núcleo compuesto, y con por lo menos dos capas envolventes de aleaciones de Zn que se van desgastando durante la erosión, siendo la capa envolvente interior (2) principalmente de latón \beta y la capa envolvente exterior (3) principalmente de latón \gamma, estando la proporción de espesores de capa de latón \beta a latón \gamma entre 0,3 a 7, caracterizado porque la proporción de fase \beta/\beta' o fase \gamma en las dos capas envolventes es por lo menos del 90%, siendo la suma de espesores de ambas capas envolventes de 0,1 a 0,3 en proporción al diámetro exterior del electrodo.

2. Electrodo de hilo según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción de espesor de capa de latón \beta a latón \gamma está entre 0,7 y 5.

3. Electrodo de hilo según la reivindicación 1 6 2, caracterizado porque la proporción de espesor de capa de latón \beta a latón \gamma está entre 1,3 y 3.

4. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el núcleo es de cobre, latón, o es un núcleo compuesto con un alma de acero con un revestimiento de cobre o latón.

5. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la capa de latón \gamma tiene un grueso mínimo de 1 \mum.

6. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la capa de latón \beta tiene un grueso mínimo de 10 \mum.

7. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la capa de latón y tiene un grueso máximo de 25 \mum.

8. Electrodo de hilo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la capa de latón y tiene un grueso máximo de 50 \mum.