ES2931425T3 - Electrodo de alambre de capa porosa para electroerosión y procedimientos de fabricación de dicho electrodo de alambre - Google Patents

Electrodo de alambre de capa porosa para electroerosión y procedimientos de fabricación de dicho electrodo de alambre Download PDF

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Abstract

Según la invención, el conductor del electrodo (1) para el mecanizado por electroerosión comprende un núcleo metálico (2) constituido por al menos una capa de metal o aleación metálica. Sobre el núcleo metálico (2), un recubrimiento (3) que tiene una aleación diferente a la del núcleo metálico (2) contiene más del 50% en peso. % de zinc. El recubrimiento (3) comprende una aleación de cobre-zinc (3a) en fase fracturada γ y recubre la mayor parte del núcleo metálico (2). El recubrimiento (3) contiene poros cubiertos (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) que tienen un tamaño superior a 2 μm. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Electrodo de alambre de capa porosa para electroerosión y procedimientos de fabricación de dicho electrodo de alambre
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a los electrodos de alambre utilizados para cortar metales o materiales conductores de electricidad, por electroerosión en una máquina de mecanizado por electroerosión.
El bien conocido procedimiento de electroerosión permite retirar material de una pieza conductora de electricidad, generando chispas en una zona de mecanizado entre la pieza que se va a mecanizar y un electrodo de alambre conductor de electricidad. El electrodo de alambre se desplaza continuamente en las inmediaciones de la pieza en el sentido de la longitud del alambre, sujeto por unas guías y es desplazado progresivamente en el sentido transversal en dirección a la pieza, ya sea por traslación transversal de las guías de alambre o por traslación de la pieza.
Un generador eléctrico, conectado al electrodo de alambre mediante unos contactos eléctricos separados de la zona de mecanizado, establece una diferencia de potencial apropiada entre el electrodo de alambre y la pieza conductora que se va a mecanizar. La zona de mecanizado entre el electrodo de alambre y la pieza se sumerge en un fluido dieléctrico adecuado. La diferencia de potencial provoca entre el electrodo de alambre y la pieza que se va a mecanizar provoca la aparición de chispas que erosionan progresivamente la pieza y el electrodo de alambre. El movimiento longitudinal del electrodo de alambre permite conservar permanentemente un diámetro de alambre suficiente para evitar su rotura en la zona de mecanizado. El desplazamiento relativo del alambre y de la pieza en el sentido transversal permite cortar la pieza o tratar su superficie, llegado el caso.
Las partículas desprendidas del electrodo de alambre y de la pieza por las chispas se dispersan en el fluido dieléctrico donde son evacuadas.
La obtención de una precisión de mecanizado, concretamente, la realización de cortes con un ángulo de poco radio, requiere la utilización de alambres de pequeño diámetro y que soportan una elevada carga mecánica a la rotura para ser tensados en la zona de mecanizado y limitar la amplitud de las vibraciones.
La mayoría de las máquinas de mecanizado por electroerosión modernas están diseñadas para utilizar alambres metálicos, generalmente de 0,25 mm de diámetro y con una carga de rotura comprendida entre 400 y 1.000 N/mm2.
Al ser el mecanizado por electroerosión un proceso relativamente lento, simultáneamente, existe la necesidad de maximizar la velocidad de mecanizado, concretamente, la velocidad de mecanizado de una preforma. En la presente solicitud de patente, la velocidad de mecanizado se evalúa en mm2/min, es decir, en velocidad de aumento de una superficie rebanada o en mm/min a una altura dada de la pieza, es decir, en velocidad de penetración del alambre en la pieza.
Hasta ahora se ha asumido que esta velocidad depende directamente de la energía de las chispas desprendidas en la zona de mecanizado entre el alambre y la pieza que se va a mecanizar y depende, por tanto, de la energía eléctrica que el alambre puede conducir hasta la zona de mecanizado. Pero las descargas erosivas en la zona de mecanizado y el efecto Joule producido por la corriente eléctrica que atraviesa el alambre, tienden a calentar el alambre y a reducir simultáneamente su resistencia mecánica a la rotura.
Una de las limitaciones de los alambres para electroerosión es, por tanto, que se rompen por el efecto combinado del calentamiento y de la tensión mecánica. Esto obliga a los usuarios a limitar la potencia de mecanizado de sus máquinas de erosión y esto limita simultáneamente la velocidad de mecanizado.
Ya se ha propuesto la utilización de alambres para electroerosión que comprenden un núcleo metálico y un revestimiento continuo de zinc, siendo el efecto del revestimiento el de limitar el calentamiento del núcleo metálico gracias a la energía calorífica consumida por el zinc durante su vaporización. Esto permite aumentar la potencia de mecanizado suministrada por la máquina de electroerosión y, por tanto, la velocidad de mecanizado con respecto a la de un alambre de latón desnudo. Pero la capa de zinc puro se desgasta muy rápidamente y no protege el núcleo del alambre durante suficiente tiempo para cortar piezas altas.
El documento CH 633739 A5 describe un alambre para electroerosión y su procedimiento de fabricación, teniendo el alambre un núcleo que puede ser de cobre o de una aleación de cobre y zinc, y teniendo un revestimiento de una aleación diferente de cobre y zinc y estando recubierto por una película de óxido de zinc. El documento menciona que el revestimiento de aleación de cobre y zinc presenta una estructura porosa resultante del efecto Kirkendall (diferentes velocidades de difusión del cobre y el zinc) y que el alambre presenta una superficie rugosa con agujeros de 1 a 2 pm, amoldándose la película de óxido de zinc a las rugosidades de la superficie. El documento enseña que es posible mantener mojada esta estructura superficial rugosa del alambre más fácilmente con el agua, que sirve de líquido dieléctrico de mecanizado, lo que aumenta la función de refrigeración del alambre y permite hacer pasar una corriente más elevada.
El documento EP 0930 131 B1 también describe un alambre para electroerosión y su procedimiento de fabricación, teniendo el alambre un núcleo de un primer metal que comprende cobre, una capa de aleación formada sobre el núcleo y una capa superficial sobre la capa de aleación y que está constituida por un segundo metal que tiene una temperatura de vaporización inferior a la del primer metal. El documento enseña la ventaja de obtener una capa porosa en la superficie del alambre, y los poros están abiertos porque esto aumenta la superficie de contacto entre el alambre y el líquido dieléctrico de mecanizado, para enfriar mejor el alambre. El documento también enseña que la capa porosa favorece la eliminación de los residuos del mecanizado. De ello resulta un aumento de la velocidad de mecanizado. Según el procedimiento descrito en este documento, la superficie del alambre está agrietada. El alambre es obtenido sumergiendo un núcleo de latón de 0,9 mm de diámetro en un baño de zinc fundido, y luego trefilando este alambre revestido hasta un diámetro final de 0,1 a 0,4 mm.
En el documento US 5945010, se ha propuesto recocer un latón en fase a recubierto de zinc para producir una capa periférica de latón en fase y, y luego trefilar la preforma así obtenida para llevarla al diámetro final. El trefilado produce una capa superficial de latón en fase y fracturada. Las fracturas están abiertas hacia el exterior, de manera que el índice de cobertura del núcleo por la capa periférica de latón en fase y sea como máximo del 58 %. La superficie resultante del alambre de electroerosión es irregular y el documento enseña que esto favorece la eliminación de residuos del mecanizado, sin aumentar por ello la velocidad de mecanizado.
El documento US 8.067.689 B2 enseña la ventaja de una subcapa de latón en fase y fracturada, sumergida en una capa externa sustancialmente continua de zinc o latón en fase £. El alambre para electroerosión es obtenido tomando un núcleo de latón que contiene un 60 % de cobre y un 40 % de zinc, teniendo un diámetro de 0,9 mm, sobre el que se realiza un revestimiento de zinc de 10 pm. Un tratamiento térmico de 6 horas a 170 °C en nitrógeno transforma, por difusión, el zinc en una capa de latón en fase y. A continuación, la capa de latón en fase y es recubierta por electrólisis con una capa superficial de zinc de 10 pm y una operación de trefilado reduce el diámetro a 0,25 mm. El documento enseña que la operación de trefilado fractura la capa de latón en fase y y que simultáneamente el zinc de la capa superficial encapsula las partículas de latón en fase y resultantes de la fracturación. El documento también menciona que el zinc de la capa superficial puede transformarse a continuación, en latón en fase £ mediante un tratamiento térmico a baja temperatura y que la fase £ resultante puede ser porosa. Los poros están abiertos porque, a su vez, pueden llenarse de grafito mediante una operación de trefilado en presencia de una suspensión de partículas de grafito en un medio acuoso. Un inconveniente de este tipo de alambre para electroerosión es que la capa superficial tiende a dejar que se desprenda una parte de su material en forma de polvo cuando el alambre se utiliza en una máquina de electroerosión. Este polvo puede acumularse en las guías y provocar bloqueos y roturas indeseadas del alambre de electroerosión.
El documento FR 2881 973 A1 describe un electrodo de alambre según el preámbulo de la reivindicación 1. No se describen explícitamente los tamaños de los poros cubiertos que se ilustran en la figura 2 y no se describe ningún procedimiento para obtener poros cubiertos que tengan un tamaño superior a 2 pm.
En la presente descripción y en las reivindicaciones, la estructura de los alambres para electroerosión se caracteriza, en concreto, por las fases de las aleaciones que componen el revestimiento del núcleo metálico. Estas fases son descritas en los diagramas de equilibrio de fases del sistema de cobre-zinc. En la figura 6 se reproduce un ejemplo de este diagrama de equilibrio. Las fases se caracterizan por su composición o por su estructura cristalográfica.
En la práctica, con la expresión "latón en fase p" se designa una aleación de cobre y zinc que tiene sensiblemente de un 45 % a 49 % de zinc. A temperatura ambiente, esta fase p está ordenada y es más bien frágil y habitualmente se denomina p'. Si se supera una temperatura determinada, la estructura se vuelve desordenada y se habla entonces de fase p. La transición entre las fases p y p' es inevitable, pero produce pocos efectos. En consecuencia, por razones de simplicidad, este latón se designará en la presente descripción únicamente con la expresión "latón en fase p".
En la descripción y en las reivindicaciones, la expresión "latón en fase y" se utiliza para designar una aleación de cobre y zinc en la cual el zinc está presente en una proporción de aproximadamente un 67 % en peso.
En la descripción y en las reivindicaciones, la expresión "latón en fase £" se utiliza para designar una aleación de cobre y zinc en la cual el zinc está presente en una proporción de aproximadamente un 83 % en peso.
En la descripción y en las reivindicaciones, la expresión "latón en fase n" se utiliza para designar una aleación de cobre y zinc en la cual el zinc está presente en una proporción comprendida entre un 99 % y un 100 % en peso.
Un "latón en fase a" podrá tener un contenido de zinc inferior a un 40 % en peso, por ejemplo, de aproximadamente un 35 % o incluso de aproximadamente un 20 % en peso.
Descripción de la invención
Sigue existiendo la necesidad de mecanizar lo más rápidamente posible, evitando que durante el mecanizado se desprenda material en forma pulverulenta.
La presente invención surge de la sorprendente observación según la cual, en un electrodo de alambre para electroerosión que tiene una estructura de núcleo dada y un revestimiento que comprende una capa fracturada de una aleación que contiene más del 50 % en peso de zinc, se puede aumentar aún más la velocidad de mecanizado cuando hay poros cubiertos presentes en la capa fracturada por debajo de la superficie del alambre, y cuando los poros presentan una dimensión suficiente y están suficientemente cubiertos para que el revestimiento cubra la mayor parte del núcleo. Esta constatación va en contra de las enseñanzas de los documentos CH 633739 A5, EP 0930 131 B1 y US 5.945.010, que al contrario, para aumentar la velocidad de corte, incitan a realizar una capa superficial de alambre irregular, es decir, que comprenda numerosos poros abiertos hacia el exterior, para favorecer el contacto con el líquido dieléctrico con vistas al enfriamiento del alambre y para favorecer las turbulencias hidráulicas en el líquido dieléctrico para eliminar los residuos del mecanizado.
A este respecto, para comparar los efectos técnicos obtenidos con diversos revestimientos, es necesario que los electrodos de alambre para electroerosión tengan una misma estructura de núcleo. Es sabido, en efecto, que la estructura del núcleo influye en la velocidad de mecanizado por electroerosión. Por ejemplo, para una misma estructura de recubrimiento, un alambre para electroerosión que tenga un núcleo de latón que contiene un 80 % de cobre y un 20 % de zinc permite una mayor velocidad de mecanizado que un alambre para electroerosión que tenga un núcleo de latón que contenga un 63 % de cobre y un 37 % de zinc.
En la presente descripción y en las reivindicaciones anexas, un poro designa un volumen que no contiene material sólido, incluido en un volumen mayor de material en estado sólido. En un plano en sección del electrodo de alambre para electroerosión, un poro es una superficie del plano que no comprende material sólido. Se dice que las dimensiones de un poro en el plano de observación son superiores a 2 pm cuando se puede dibujar un círculo de 2 pm de diámetro en el interior del poro. De este modo, el tamaño del poro es el diámetro del círculo más grande que se puede trazar en su interior.
Un poro abierto, tal como los presentes en la superficie irregular de los electrodos de alambre para electroerosión descritos en los documentos del estado de la técnica mencionados anteriormente, no está cubierto por material sólido. De este modo, una recta radial, que parte del eje del electrodo de alambre para electroerosión y que atraviesa dicho círculo, sale definitivamente de la zona de material sólido de la sección gráfica observada.
Al contrario, un poro cubierto en el sentido de la presente invención parece estar limitado por material sólido en la superficie del alambre. En este caso, cualquier recta radial, que parte del eje del electrodo de alambre para electroerosión y que atraviesa dicho círculo que define el tamaño del poro, solo sale del alambre después de haber atravesado de nuevo el material sólido.
Para la observación de los poros en un plano de observación de la sección de un alambre, conviene realizar una sección, pulirla y observarla con un microscopio con poca profundidad de campo. Una profundidad de campo de menos de 1 pm puede ser adecuada.
El índice de cobertura longitudinal designa, cuando se observa una sección longitudinal de alambre, la longitud de alambre recubierta por el revestimiento, dividida por la longitud total de la sección longitudinal observada del alambre.
Las secciones longitudinales del alambre para electroerosión pasan por un plano que está cerca del eje longitudinal mediano del alambre. Esto se puede comprobar midiendo la anchura aparente del alambre, que debe ser igual al diámetro del alambre, por ejemplo con una precisión del 2 %.
Para la descripción y la evaluación del número de poros, se consideran secciones transversales planas del alambre para electroerosión, es decir, secciones aproximadamente perpendiculares al eje longitudinal del alambre para electroerosión. Se comprueba la orientación transversal de la sección plana comparando los ejes mayor y menor de la elipse que forma el contorno de la sección plana transversal. La longitud del eje menor de la elipse debe ser al menos 0,9 veces la longitud del eje mayor para que la sección se considere transversal, es decir, aproximadamente perpendicular al eje del alambre.
De este modo, para mejorar aún más la velocidad de mecanizado por electroerosión, la presente invención propone un electrodo de alambre para mecanizado por electroerosión, que comprende:
- un núcleo metálico, en una o más capas de metal o de aleación metálica,
- sobre el núcleo metálico, un revestimiento que presenta una aleación diferente a la del núcleo metálico y que contiene más de un 50 % en peso de zinc,
- el revestimiento comprende una aleación de cobre-zinc en fase y fracturada,
- el revestimiento contiene poros cubiertos que presentan un tamaño superior a 2 pm, en donde:
- todos o parte de los poros están cubiertos por una o más aleaciones de cobre y zinc con más de un 58 % y menos de un 100 % de zinc en peso.
Sin que estas explicaciones sean ciertas, se cree que los poros cubiertos de tamaño suficiente reducen la conductividad térmica del alambre en la dirección radial entre la superficie externa del alambre y el núcleo. Cuando la superficie del electrodo de alambre es sometida a una chispa de mecanizado, su temperatura superficial aumenta así más rápidamente en presencia de poros cubiertos que en su ausencia. En consecuencia, la capa superficial metálica que recubre los poros del electrodo de alambre se evapora más rápidamente. Durante la corta duración de la chispa, esto crea una alta presión de vapor metálico en el arco eléctrico y esta fuerte presión aumenta la retirada de material en la superficie de la pieza que se va a mecanizar. Se optimiza de este modo la eficacia del arco eléctrico gracias a la rápida evaporación del material que recubre los poros, acelerándose esta evaporación gracias al aislamiento que procuran los propios poros con respecto al núcleo del electrodo de alambre.
Simultáneamente, al resultado del procedimiento de fabricación que permite realizar los poros cubiertos, debido al trefilado moderado, se constata una reducción sustancial del riesgo de desmenuzamiento de la capa superficial del electrodo de alambre, desmenuzamiento susceptible de dejar escapar material en forma pulverulenta durante la utilización del electrodo de alambre para un mecanizado por electroerosión. Además, se constata que un mejor enderezamiento del electrodo de alambre durante la etapa inicial de enhebrado en una máquina de electroerosión, ya que el tratamiento térmico de difusión que permite conservar la aleación de cobre y zinc a más de un 58 % de zinc en peso se realiza por debajo de la temperatura de recristalización del núcleo.
Asimismo, en el resultado del procedimiento, se constata que se obtienen índices de cobertura elevados. De este modo, el índice de cobertura es superior a un 85 % para un diámetro de electrodo de alambre de aproximadamente 0,30 mm, el índice de cobertura es superior a un 75 % para un diámetro de electrodo de alambre de aproximadamente 0,25 mm y el índice de cobertura es superior a un 65 % para un diámetro de electrodo de alambre de aproximadamente 0,20 mm. De manera más ventajosa, para un diámetro de electrodo de alambre de aproximadamente 0,25 mm, el índice de cobertura será superior a un 85 %.
De manera más ventajosa, se puede prever que todos o parte de los poros están cubiertos por una o más aleaciones de cobre y zinc con más de un 78 % y menos de un 100 % de zinc en peso.
Según un modo de realización particular, se puede prever que todos o parte de los poros estén cubiertos por una mezcla de aleaciones de cobre y zinc en fase £ y en fase rp
Por otro lado, para aumentar aún más la velocidad de mecanizado de una preforma, ventajosamente, se puede prever que el núcleo comporta un corazón metálico y de una capa intermedia de aleación de cobre y zinc en fase p.
En este caso, el corazón puede ser de cobre o de una aleación de cobre.
Según un modo de realización ventajoso, el revestimiento del electrodo de alambre comprende por término medio, en cada sección transversal completa del electrodo de alambre, al menos 3 poros cubiertos que presentan un tamaño superior a 2 pm.
Preferentemente, el revestimiento del electrodo de alambre comprende por término medio, en cada sección transversal completa del electrodo de alambre, al menos 5 poros cubiertos que presentan un tamaño superior a 2 pm.
Podría ser ventajoso prever que el revestimiento del electrodo de alambre contenga poros cubiertos que tengan un tamaño superior a 3 pm, o más ventajosamente, que contenga poros cubiertos que tengan un tamaño superior a 4 pm.
Una dificultad que hubo que resolver en la concepción de la presente invención fue la de idear procedimientos que permitieran realizar los poros cubiertos con un tamaño suficiente y en número suficiente.
En efecto, los procedimientos descritos en los documentos del estado de la técnica mencionados anteriormente conllevan la realización de poros abiertos, es decir, orificios en la superficie exterior del alambre para electroerosión, reduciendo sensiblemente el índice de cobertura y produciendo efectos técnicos diferentes a los buscados por la presente invención. Partiendo de la observación de que un trefilado de una preforma de alambre que posee un revestimiento de aleación de cobre y zinc en fase y fractura la capa de aleación y produce intersticios entre los bloques de aleación, los inventores trataron de recubrir al menos en parte los intersticios para producir unos poros cubiertos.
Sin embargo, no es suficiente superponer una capa superficial de zinc u de otra aleación de zinc sobre la capa de aleación de cobre y zinc en fase y para obtener unos poros cubiertos que procuren un rendimiento mejorado. Se ha constatado que:
- si la capa superficial de zinc, de aleación de cobre y zinc en fase n o de aleación de cobre y zinc en fase £ es demasiado espesa con respecto al espesor de la capa de aleación de cobre y zinc en fase y, entonces la capa de aleación de cobre y zinc en fase y no se fractura y no hay poros, ni mejora en la velocidad de mecanizado; - si la capa superficial de zinc, de aleación de cobre y zinc en fase n o de aleación de cobre y zinc en fase £ es demasiado fina con respecto al espesor de la capa de aleación de cobre y zinc en fase y, entonces los poros están abiertos en lugar de estar cubiertos y no hay ninguna mejora en la velocidad de mecanizado;
- si la capa de aleación de cobre y zinc en fase y es demasiado fina, entonces el zinc, la aleación de cobre y zinc en fase n o la aleación de cobre y zinc en fase £ llena los intersticios por completo o casi por completo y no hay poros cubiertos o los poros cubiertos son de pequeño tamaño y hay poco o ningún efecto en la velocidad de mecanizado;
- si la capa de aleación de cobre y zinc en fase y es demasiado espesa, entonces el alambre trefilado es frágil, es decir, que se rompe fácilmente cuando se dobla, concretamente, durante una etapa de reenhebrado automático tras una rotura;
- si el trefilado no se efectúa correctamente sobre unas capas de aleación adecuadas, el electrodo de alambre produce mucho polvo cuando se utiliza en el mecanizado por electroerosión.
Según una primera posibilidad, se ha realizado un revestimiento de zinc por encima de los intersticios ya creados en la fase y fracturada del revestimiento. Los huecos quedan así atrapados y constituyen unos poros cubiertos o unos puntos de iniciación de los mismos.
Según una segunda posibilidad, se ha realizado un trefilado muy débil de un alambre recubierto con una superposición de capas en las fases y y n (zinc de baja aleación).
De este modo, según otro aspecto, la invención propone un procedimiento económico para realizar un electrodo de alambre de este tipo, que comprende las etapas:
a) prever un núcleo de latón,
b) recubrir el núcleo con una capa de zinc por vía electrolítica, para realizar una preforma previa,
c) someter la preforma a un primer trefilado hasta un diámetro de aproximadamente un 120 % del diámetro final, d) someter la preforma previa trefilada a un tratamiento térmico de difusión a una temperatura comprendida entre 170 °C aproximadamente y 180 °C aproximadamente y durante un período de 2 horas aproximadamente, eligiendo el espesor de la capa de zinc, la temperatura y la duración del tiempo de producción, por difusión entre el zinc de la capa de cobertura y el latón del núcleo, una preforma que tiene una subcapa de latón en fase y, una capa intermedia de latón en fase £ y una capa externa de zinc o latón en fase n,
e) someter la preforma así difundida a un segundo trefilado en frío, para llevarla al diámetro final.
El latón en fase y se fracturó durante el segundo trefilado.
En el transcurso del segundo trefilado, la capa de latón en fase £ y el zinc de la superficie solo han rellenado muy parcialmente los huecos creados entre los bloques en fase y, realizando así poros cubiertos.
Mediante un tratamiento térmico posterior a baja temperatura, alrededor de 140 °C, la capa externa de zinc o latón en fase n que cubre los poros puede convertirse en fase £ o en fase y, sin que el núcleo se recristalice, es decir, sin que pase del estado endurecido al estado recocido.
Preferentemente, el primer trefilado realiza una reducción de diámetro comprendida entre un 40 % y un 78 % aproximadamente.
En la siguiente descripción se exponen otros procedimientos para obtener poros cubiertos.
Entre los procedimientos que se describen, se podrá preferir aquellos que están particularmente adaptados a una producción industrial, por su facilidad de puesta en práctica gracias a un número reducido de tratamientos térmicos y ejecutados sobre un diámetro de alambre considerablemente más grande que el diámetro final.
Descripción resumida de los dibujos
Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción de unos modos de realización particulares, hecha en relación con las figuras adjuntas, de entre las cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de un electrodo de alambre para electroerosión según la presente invención;
- la figura 2 es una sección transversal esquemática a mayor escala del electrodo de alambre de la figura 1, según un primer modo de realización del núcleo del electrodo de alambre;
- la figura 3 es una sección transversal esquemática a mayor escala del electrodo de alambre de la figura 1, según un segundo modo de realización del núcleo del electrodo de alambre;
- la figura 4 es una vista esquemática en sección longitudinal parcial a mayor escala de un tramo del electrodo de alambre según la figura 1;
- la figura 5 reproduce un ejemplo de diagrama de equilibrio de las fases del sistema de cobre-zinc;
- la figura 6 es una vista en sección transversal parcial de un alambre de la técnica anterior según el documento US 8.067.689;
- la figura 7 es una vista esquemática en sección parcial de un alambre de muestra A según el ejemplo n.° 1 de la presente descripción;
- la figura 8 es una vista esquemática en sección transversal parcial de un alambre de muestra B según el ejemplo n.° 2 de la presente invención;
- la figura 9 es una vista esquemática en sección transversal parcial de un alambre de muestra E según el ejemplo n.° 5 de la presente invención;
- la figura 10 es una vista esquemática en sección transversal parcial de un alambre de muestra F según el ejemplo n.° 6 de la presente invención;
- la figura 11 es una fotografía tomada con un microscopio óptico de una sección transversal del alambre de muestra B según la presente invención;
- la figura 12 es una fotografía tomada con un microscopio óptico de una sección longitudinal del alambre de muestra B de la figura 11;
- la figura 13 es una fotografía tomada con un microscopio óptico de una sección transversal de un alambre de muestra G de 0,25 mm de diámetro según la presente invención;
- la figura 14 es una fotografía tomada con un microscopio óptico de una sección longitudinal del alambre de muestra G de la figura 13;
- la figura 15 es una fotografía tomada con un microscopio óptico de la superficie del alambre de muestra G de la figura 13; y
- la figura 16 es una fotografía tomada con un microscopio óptico de una sección transversal de un alambre de muestra G de 0,30 mm de diámetro según la presente invención.
Descripción de los modos de realización preferidos
En los modos de realización ilustrados en las figuras, un electrodo de alambre 1 para mecanizado por electroerosión comprende un núcleo metálico 2, revestido con un revestimiento 3 de espesor E3 que comprende latón en fase y fracturada.
En la realización ilustrada en la figura 2, el núcleo metálico 2 consta de una sola capa de metal o de aleación metálica, por ejemplo, una aleación de 63 % de cobre y 37 % de zinc o una aleación de 80 % de cobre y 20 % de zinc.
En la realización ilustrada en la figura 3, el núcleo metálico 2 consta de dos capas de metal o de aleación de metal diferentes, que se distinguen por la presencia de un corazón metálico 2a, por ejemplo, de latón en fase a, y de una capa intermedia 2b de aleación de cobre y zinc en fase p.
En esta misma realización de la figura 3, el revestimiento 3 comprende una capa interna 3a de una aleación de cobre y zinc en fase y fracturada, es decir, en forma de bloques, y además comprende de una capa externa 3b de espesor E4 de zinc o de una aleación de zinc y cobre en fase £.
Tomando ahora en consideración la figura 4, que ilustra, esquemáticamente y a mayor escala, una vista parcial en sección longitudinal de un tramo de longitud L del electrodo de alambre 1 de la figura 1, en la región radial del revestimiento 3 que recubre el núcleo 2.
El revestimiento 3, con una estructura fracturada, contiene poros cubiertos 5a, 5b, 5c, 5d y 5e.
La figura 4 permite ilustrar el tamaño de los poros cubiertos. Se distingue, por ejemplo, en los poros cubiertos 5a y 5b, una cavidad interior en la cual se puede trazar un círculo 7. Cuando el círculo 7 entra en contacto con las paredes opuestas de la cavidad, el diámetro del círculo 7 define el tamaño del poro.
Los poros, por ejemplo, el poro 5b, se dice que están "cubiertos" porque las líneas radiales tales como la recta D1, que parte del eje 1 -1 del electrodo de alambre y atraviesa dicho círculo 7, solo sale del alambre después de haber atravesado de nuevo material sólido 6. De forma similar, se dice que el poro está "cubierto" cuando dicho círculo 7 está cubierto por material sólido 6.
En la ilustración de la figura 4, los poros 5c, 5d y 5e están totalmente cubiertos, en el sentido de que ninguna recta radial que los atraviese sale del alambre sin haber atravesado de nuevo material sólido. Dicho de otro modo, una observación de la superficie exterior del electrodo de alambre según una dirección radial no permite distinguir la cavidad interior que constituye el volumen del poro. En cambio, los poros 5a y 5b están cubiertos, pero solo parcialmente, en el sentido de que las rectas radiales que los atraviesan en los espacios ilustrados por las longitudes L1 y L2 pueden salir del poro sin atravesar de nuevo material sólido. Dicho de otro modo, una observación de la superficie exterior del electrodo de alambre según una dirección radial permite entonces distinguir, al menos en parte, la cavidad interior que constituye el volumen del poro 5a o 5b.
La figura 4 también permite ilustrar el índice de cobertura longitudinal Tc con el que el revestimiento 3 cubre el núcleo metálico 2. En la sección longitudinal observada del alambre, de longitud total L, la longitud del núcleo 2 no recubierta por el revestimiento 3 es igual a la suma de las longitudes L1 y L2 de los espacios según los cuales las rectas radiales que atraviesan los poros 5a y 5b pueden salir del poro sin atravesar material sólido. El índice de cobertura Tc está entonces definido por la fórmula:
Tc = [(longitud total) -(longitud descubierta)] / (longitud total) = 1 -(L1 L2)/L
A continuación, se describirán varios ejemplos de realización de estos electrodos de alambre que comprenden poros cubiertos.
En todos estos ejemplos, las etapas de trefilado se realizaron inyectando en las matrices de trefilado una emulsión de un 5 % a un 10 % en volumen de aceite en agua. Las etapas de tratamiento térmico se realizaron en atmósfera libre, sin precauciones particulares para evitar la presencia de óxidos en la superficie externa del electrodo de alambre.
Ejemplo n.° 1
En este primer ejemplo, el electrodo de alambre (muestra A) ha sido realizado según el siguiente procedimiento:
- tomar un núcleo de latón con un 63 % de cobre y un 37 % de zinc, de 1,25 mm de diámetro,
- depositar una primera capa de zinc de 6 pm de espesor sobre este núcleo,
- trefilar a 0,46 mm,
- realizar un tratamiento térmico de difusión para obtener una capa externa de latón en fase y, de aproximadamente 4 pm de grosor; en la práctica, el tratamiento térmico puede ser de aproximadamente 6 horas a 180 °C, - trefilar a 0,30 mm: la fase y se fractura en bloques de aproximadamente 5 pm, dejando huecos entre dichos bloques,
- depositar una capa de zinc de aproximadamente 2 pm de espesor,
- trefilar a 0,25 mm.
La figura 7 ilustra esquemáticamente en sección transversal parcial una muestra de alambre A de este tipo.
Se ha constatado que, en un alambre A de este tipo, se pueden observar poros cubiertos 5a en las secciones transversales del alambre. En efecto, en el revestimiento 3 que recubre el núcleo 2, el zinc dúctil de la capa externa 3b solo ha llenado parcialmente los huecos presentes entre los bloques de la capa 3a de latón en fase y. Sin embargo, los poros cubiertos 5a son poco numerosos y de pequeño tamaño (inferior a 2 pm aproximadamente).
Mediante un tratamiento térmico posterior a baja temperatura (de aproximadamente 60 °C durante 48 horas), se ha realizado un alambre (muestra A') en el que la capa externa 3b de zinc que cubre los poros 5a se ha convertido por difusión en latón en fase £, sin que el núcleo 2 se recristalice y sin hacer desaparecer los poros cubiertos.
Ejemplo n.° 2
En este segundo ejemplo, el electrodo de alambre (muestra B) se ha realizado según el siguiente procedimiento:
- tomar un núcleo de latón con un 63 % de cobre y un 37 % de zinc, de 1,25 mm de diámetro,
- depositar una primera capa de zinc de 20 pm de espesor sobre este núcleo,
- trefilar a 0,30 mm,
- aplicar un tratamiento térmico de difusión a 180 °C durante 2 horas para transformar parcialmente la capa externa de zinc en una capa de latón en fase y de 6 pm; el revestimiento comprende entonces una capa de latón en fase Y cercana al núcleo, y una capa externa de latón en fase £ de 5 pm,
- trefilar a 0,25 mm.
La figura 8 ilustra esquemáticamente en sección transversal parcial una muestra de alambre B.
Se ha constatado que, en un alambre B de este tipo, se pueden observar poros cubiertos 5a, 5b, 5c en las secciones transversales del alambre. En el revestimiento 3 que recubre el núcleo 2 del alambre, la fase Y de la capa 3a se fracturó en bloques durante el segundo trefilado. La capa externa 3b en fase £ solo ha rellenado muy parcialmente los huecos creados entre los bloques de la capa 3a en fase Y, dejando subsistir los poros cubiertos 5a, 5b, 5c más numerosos y más grandes (que pueden superar 4 pm). Siendo el índice de cobertura longitudinal superior a un 90 %.
Mediante un tratamiento térmico posterior a baja temperatura (a una temperatura de aproximadamente 180 °C durante 4 horas), la capa externa 3b en fase £ que cubre los poros puede convertirse en latón en fase Y, sin que el núcleo 2 se recristalice y sin hacer desaparecer los poros cubiertos 5a, 5b, 5c.
En esta figura 8, se ha ilustrado esquemáticamente una grieta 8, que se distingue claramente de los poros cubiertos según la presente invención por su forma y volumen y que desemboca en la superficie del alambre.
Las fotografías de las figuras 11 y 12 ilustran la presencia de poros cubiertos en una sección longitudinal y en una sección transversal del alambre B, respectivamente.
Ejemplo n.° 3
En este tercer ejemplo, el electrodo de alambre (muestra C) se ha realizado según el siguiente procedimiento:
- tomar un núcleo de latón con un 80 % de cobre y un 20 % de zinc, de 1,20 mm de diámetro,
- depositar una primera capa de zinc de 30 pm de espesor sobre este núcleo,
- realizar un primer tratamiento térmico de 20 horas a 385 °C para obtener: una subcapa en fase p de aproximadamente 60 pm de espesor y una capa externa en fase Y de aproximadamente 15 pm de espesor, - trefilar a 0,62 mm; se fractura la fase Y,
- realizar un revestimiento de 3 pm de zinc sobre la fase Y fracturada, previamente desengrasada y desoxidada, - trefilar a 0,25 mm,
- realizar un tratamiento térmico de 5 horas a 130 °C.
El zinc superficial se transformó en latón en fase £.
Se ha comprobado que, en un alambre C de este tipo, el índice de cobertura longitudinal que se obtuvo era de un 90 % aproximadamente. Se pueden observar poros cubiertos en las secciones transversales del alambre. Algunos de estos poros pueden tener un tamaño superior a 3 pm. Por término medio, se observan más de 3 poros cubiertos por sección transversal completa de alambre.
Ejemplo n.° 4
En este cuarto ejemplo, el electrodo de alambre (muestra D) se ha realizado según el siguiente procedimiento:
- tomar un núcleo de latón con un 80 % de cobre y un 20 % de zinc, de 1,20 mm de diámetro,
- depositar una primera capa de zinc de 38 pm de espesor sobre este núcleo,
- realizar un primer tratamiento térmico de 22 horas a 395 °C para obtener: una subcapa en fase p de aproximadamente 76 pm de espesor y una capa externa en fase Y de aproximadamente 15 pm de espesor, - trefilar a 0,62 mm; se fractura la fase Y,
- realizar un segundo tratamiento térmico de 7 horas a 327 °C; se obtiene una capa de latón en fase p de 39 pm de espesor y una capa de 8 pm de bloques de latón en fase Y fracturada que también contienen una fase p, - realizar un revestimiento de 6,5 pm de zinc sobre la fase Y fracturada, previamente desengrasada y desoxidada, - trefilar a 0,42 mm,
- realizar un tercer tratamiento térmico de 32 horas a 145 °C, a la finalización del cual se obtiene un revestimiento que comprende una capa interior de latón en fase p de 16 pm de espesor y una capa de latón en fase Y de 14 pm de espesor,
- trefilar a 0,25 mm.
Se ha constatado que, en un alambre D de este tipo, el índice de cobertura longitudinal que se obtuvo era de un 86 % aproximadamente. Se pueden observar poros cubiertos en las secciones transversales del alambre. Algunos de estos poros pueden tener un tamaño superior a 4 pm. Por término medio, se observan más de 5 poros cubiertos de tamaño superior a 2 pm por sección transversal completa de alambre.
Ejemplo n.° 5
En este quinto ejemplo, el electrodo de alambre (muestra E) se ha realizado según el siguiente procedimiento:
- tomar un alambre de latón con un 63 % de cobre y un 37 % de zinc, de 1,25 mm de diámetro,
- depositar una primera capa de zinc de 14 pm de espesor sobre este núcleo,
- trefilar este alambre a 0,827 mm,
- someter la preforma así obtenida a un tratamiento térmico de difusión hasta que el revestimiento ya no posea zinc en la superficie; en la práctica, el tratamiento térmico puede ser de 4 horas a 180 °C; se obtiene una capa de aproximadamente 13 pm de latón en fase y y una capa superficial de latón en fase £ de aproximadamente 7 pm de espesor, sin rastro de zinc,
- trefilar a 0,25 mm.
La figura 9 ilustra de modo esquemático en sección transversal parcial una muestra de alambre E de este tipo.
Se ha constatado que, en un alambre E de este tipo, el índice de cobertura longitudinal que se obtuvo era de un 86 % aproximadamente. La capa 3a de latón en fase y está fracturada, constando de bloques de latón de espesor variable que pueden alcanzar 12 pm. Se pueden observar poros cubiertos 5a, 5b, 5c, 5d en las secciones transversales del alambre. Algunos de estos poros pueden tener un tamaño superior a 4 pm. Por término medio, se observa, en el revestimiento 3 que cubre el núcleo 2, más de 5 poros cubiertos de tamaño superior a 2 pm por sección transversal completa del alambre En esta figura 9, se ha ilustrado esquemáticamente una grieta 8, que se distingue claramente de los poros cubiertos según la presente invención por su forma y su volumen y que desemboca en la superficie del alambre.
Ejemplo n.° 6
En este sexto ejemplo, el electrodo de alambre (muestra F) se ha realizado según el siguiente procedimiento:
- tomar un núcleo de latón con un 63 % de cobre y un 37 % de zinc, de 1,25 mm de diámetro,
- depositar una primera capa de zinc de 20 pm de espesor sobre este núcleo,
- trefilar a 0,827 mm,
- realizar un primer tratamiento térmico de 5 horas a 180 °C para obtener: una subcapa de aleación de cobre y zinc en fase y de aproximadamente 15 pm de espesor, una capa intermedia de aleación de cobre y zinc en fase £ de aproximadamente 6 pm y una capa externa de aleación de cobre y zinc de baja aleación en fase n de aproximadamente 6 pm de espesor, - trefilar a 0,25 mm; la fase y se fractura y el revestimiento que recubre el núcleo es una mezcla de bloque de aleación de cobre y zinc en fase y, con, entre los bloques, poros cubiertos por una mezcla de aleaciones de cobre y zinc en fase £ y en fase n.
La figura 10 ilustra esquemáticamente en sección transversal parcial un alambre F de este tipo.
Se ha constatado que, en un alambre F de este tipo, el índice de cobertura longitudinal que se obtuvo era superior a un 90 % aproximadamente. Se pueden observar poros cubiertos 5a, 5b, 5c en las secciones transversales del alambre. Algunos de estos poros pueden tener un tamaño superior a 4 pm. Por término medio, se observan más de 5 poros cubiertos de tamaño superior a 2 pm por sección transversal completa de alambre.
Mediante un tratamiento térmico posterior a baja temperatura (de aproximadamente 60 °C durante 48 horas), se ha realizado un alambre (muestra F') en el cual la capa externa 3b de zinc que cubre los poros se ha convertido por difusión en latón en fase £, sin que el núcleo 2 se recristalice y sin hacer desaparecer los poros cubiertos 5a, 5b, 5c.
Mediante un segundo tratamiento térmico posterior a aproximadamente 180 °C durante 2 horas, se ha realizado un alambre (muestra F") en el que la capa externa 3b de aleación de cobre y zinc en fase £ que cubre los poros se ha convertido por difusión en aleación de cobre y zinc en fase y, sin que el núcleo 2 se recristalice y sin hacer desaparecer los poros cubiertos 5a, 5b, 5c.
Ejemplo n.° 7
En este séptimo ejemplo, el electrodo de alambre (muestra G) se ha realizado según el siguiente procedimiento: - tomar un alambre de latón con un 60 % de cobre y un 40 % de zinc, de 1,20 mm de diámetro,
- depositar una capa de zinc de 13 |um de espesor sobre este núcleo,
- trefilar este alambre a 0,464 mm, siendo entonces el espesor de la capa de zinc de 5 |um,
- someter la preforma así obtenida a un tratamiento térmico de difusión que comprende un aumento de temperatura durante 4 horas a partir de la temperatura ambiente hasta una meseta de 11 horas a 140 °C, seguido de un descenso de temperatura durante 5 horas hasta la temperatura ambiente; el revestimiento comprende entonces una capa interior de aproximadamente 6 |um de latón en fase y y una capa superficial de latón en fase £ de unos 2 |um de espesor, sin rastro de zinc, - trefilar progresivamente hasta un diámetro final, por ejemplo, utilizando 5 matrices sucesivas hasta un diámetro final de 0,30 mm o utilizando 8 matrices sucesivas hasta un diámetro final de 0,25 mm o utilizando 10 matrices sucesivas hasta un diámetro final de 0,20 mm.
Las figuras 13, 14 y 15 son unas fotografías tomadas con un microscopio óptico de un alambre de muestra G de 0,25 mm de diámetro, respectivamente, en sección transversal, en sección longitudinal y en una vista de la superficie. La figura 16 es una fotografía tomada con un microscopio óptico de un alambre de muestra G con un diámetro de 0,30 mm en sección transversal. Se ha indicado, en estas fotografías, el núcleo 2, la capa interna 3a de aleación de cobre y zinc en fase gamma fracturada, la capa externa 3b de aleación cobre y zinc en fase £ y los poros cubiertos 5a.
Se ha constatado que, en un alambre G de este tipo, el índice de cobertura longitudinal que se obtuvo era de un 88 % aproximadamente cuando el diámetro del electrodo de alambre es de 0,30 mm. El índice de cobertura longitudinal era de un 77 % aproximadamente cuando el diámetro del electrodo de alambre es de 0,25 mm. El índice de cobertura longitudinal era de un 66 % aproximadamente cuando el diámetro del electrodo de alambre es de 0,20 mm. La capa de latón en fase Y está fracturada, constando de bloques de latón de espesor sensiblemente constante. Se pueden observar poros cubiertos 5a en las secciones del alambre. Algunos de estos poros tienen un tamaño superior a 2 |um. Por término medio, se observa, en el revestimiento que cubre el núcleo, más de 5 poros cubiertos de talla superior de 2 |um por sección transversal completa del electrodo de alambre.
La muestra B del segundo ejemplo y la muestra G del séptimo ejemplo, se obtienen mediante procedimientos particularmente adaptados para una producción industrial, ya que es necesario un único un tratamiento térmico. En el caso de la muestra G, este tratamiento térmico se realiza en un diámetro de alambre que es significativamente más grande que el diámetro final, que es aún más favorable en una producción industrial.
Ensayos
Se han realizado ensayos comparativos de mecanizado que ponen de manifiesto el efecto ventajoso de la presente invención.
Los ensayos de mecanizado se han efectuado con los electrodos de alambre A, A', B, C, D, E, F, F', F" y G, cuya fabricación se ha descrito anteriormente, comparándolos con:
- un alambre (muestra LA) de 0,25 mm de diámetro de latón desnudo con un 63 % de cobre y 37 % de zinc, - un alambre (muestra T) de 0,25 mm de diámetro que tiene un núcleo de aleación de cobre y zinc de 63 % de cobre y 37 % de zinc, un revestimiento que cubre prácticamente el 100 % de la superficie del núcleo y que comprende bloques de aleación de cobre y zinc en fase y fracturada cuyos bloques están sumergidos en una matriz de aleación de cobre y zinc en fase £ que llena los intersticios entre los bloques de fase y; este alambre es tal como el descrito en el documento US 8.067.689 B2 según el modo de realización en fase £,
- un alambre (muestra SD2) de 0,25 mm de diámetro con un núcleo de aleación de cobre y zinc de 63 % de cobre y 37 % de zinc, un revestimiento que tiene una subcapa de aleación de cobre y zinc en fase p y una capa externa de aleación de cobre y zinc en fase y fracturada, es decir, que tiene unos poros abiertos,
- un alambre (muestra SE) de 0,25 mm de diámetro con un núcleo de aleación de cobre y zinc de 80 % de cobre y 20 % de zinc, un revestimiento que tiene una subcapa de aleación de cobre y zinc en fase p y una capa externa de aleación de cobre y zinc en fase y fracturada, es decir, que tiene unos poros abiertos,
- un alambre (muestra SA) de 0,25 mm de diámetro con un núcleo de aleación de cobre y zinc de 63 % de cobre y 37 % de zinc, un revestimiento de aleación de cobre y zinc en fase Y fracturada con bloques de aleación de espesor sensiblemente constante y que dejan aparecer el núcleo en las fracturas, es decir, que tiene unos poros abiertos.
Todos los ensayos de mecanizado se han efectuado utilizando una máquina GFMS P350, en una pieza de acero de 50 mm de altura, con boquillas desprendidas de 4,4 mm abajo y de 5,0 mm arriba, con una tecnología AC CUT VS+ 0,25 mm (ACO=0), cambiando I de 17 a 18, cambiando P de 54 a 45 para tener aproximadamente 10 A de corriente de mecanizado y con FW cambiado de 17 a 10.
En lo relativo a los ensayos comparativos para evaluar la producción de polvo durante el mecanizado, se ha hecho pasar una longitud de alambre de aproximadamente 1.000 metros lineales, tensado a 10 N, por una guía de alambre de cerámica de una máquina de electroerosión, se ha recogido el polvo bajo la guía de alambre en una superficie adhesiva y se han comparado las cantidades de polvo depositadas. La comparación era esencialmente óptica, a simple vista, reteniendo cinco umbrales de cantidad, a saber, una cantidad indetectable, una cantidad muy pequeña, una cantidad media, una cantidad grande y una cantidad muy grande. La cantidad estándar se obtiene con alambres SA, SD2 y SE, que son alambres producidos en serie y comercializados por el solicitante desde hace varios años. El alambre SA solo produce una cantidad indetectable de polvo cuando se mecaniza en una máquina de electroerosión. Los alambres SD2 y SE son muy satisfactorios debido al hecho de que producen muy poco polvo cuando se mecanizan en una máquina de electroerosión.
Los resultados figuran en la siguiente tabla.
Figure imgf000012_0001
Aparentemente, los poros cubiertos de los alambres A y A' tienen un tamaño demasiado pequeño para que se constate un efecto ventajoso en la velocidad de mecanizado, en particular, con respecto al alambre SD2.
Sin embargo, la comparación de las velocidades de mecanizado de los alambres A y A' demuestra la ventaja de la fase £ con respecto al zinc puro o en fase rp
Se constata, considerando los alambres B y E con poros cubiertos de suficiente tamaño, un aumento en la velocidad de mecanizado de una preforma con respecto a alambres que tienen una misma estructura de núcleo de latón CuZn37 y que tienen un revestimiento de poros abiertos o de poros cubiertos de pequeño tamaño (alambres SD2), A, A').
En particular, el alambre E, que se ha realizado depositando la misma cantidad de zinc que el alambre A', demuestra la ventaja de la presencia de poros cubiertos de más de 4 pm en el recubrimiento. El alambre A’ solo tiene, en comparación con el alambre E, poros cuyo diámetro es inferior a 2 pm.
El alambre B permitió conseguir una baja rugosidad en el acabado, del orden de 0,20 pm de Ra. Produce poco polvo cuando pasa por las guías de alambre de la máquina. El alambre B demuestra que, para conciliar una alta velocidad de mecanizado, una baja rugosidad y un bajo desprendimiento de polvo, ventajosamente, se pueden realizar poros cubiertos de más de 4 pm recubiertos de una aleación de cobre y zinc en fase £ entre bloques fracturados de espesor regular de aleación de cobre y zinc en fase y. En comparación con el alambre SD2, cuyo núcleo tiene la misma composición, el alambre B demuestra la ventaja de la presencia de poros cubiertos de gran tamaño.
Se constata, considerando el alambre D de poros cubiertos con un tamaño suficiente, un aumento de la velocidad de mecanizado de una preforma con respecto a alambres que tienen una misma estructura de núcleo de latón CuZn20 y que tienen un revestimiento de poros abiertos (alambre SE).
El alambre F tiene una velocidad de mecanizado relativamente baja, a pesar de la presencia de la capa de revestimiento en fase y fracturada, de la fase £ y de los poros cubiertos. La presencia de zinc en fase n parece ser la razón de este resultado.
En comparación con el alambre F, el alambre F' demuestra la ventaja de tener poros cubiertos por más de 3 pm en un revestimiento de aleación de cobre y zinc en fase £ desprovisto de fase n.
El alambre G ha permitido conseguir una rugosidad muy baja en el acabado. La cantidad de polvo producido cuando pasa por las guías de alambre de la máquina es prácticamente indetectable. El alambre G demuestra que, para conciliar una alta velocidad de mecanizado, una rugosidad muy baja y un desprendimiento de polvo prácticamente indetectable, ventajosamente, se pueden realizar poros cubiertos de más de 2 pm recubiertos de una aleación de cobre y zinc en fase £ entre bloques fracturados de espesor regular de aleación de cobre y zinc en fase y. Comparado con el alambre SA, que presenta la misma estructura en bloques fracturados de espesor regular de aleación de cobre y zinc en fase y, el alambre G demuestra la ventaja de la presencia de poros cubiertos para aumentar la velocidad de mecanizado.
La presente invención no se limita a los modos de realización que se han descrito explícitamente, sino que incluye las diversas variantes y generalizaciones contenidas en la sección de las reivindicaciones que se encuentran a continuación.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Electrodo de alambre (1) para mecanizado por electroerosión, comprendiendo dicho electrodo de alambre (1):
- un núcleo metálico (2), en una o más capas de metal o de aleación metálica,
- sobre el núcleo metálico (2), un revestimiento (3) que presenta una aleación diferente a la del núcleo metálico (2) y que contiene más de un 50 % en peso de zinc,
en donde:
- el revestimiento (3) comprende una aleación de cobre y zinc (3a) en fase y fracturada,
- el revestimiento (3) contiene unos poros cubiertos (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) que presentan un tamaño superior a 2 pm, caracterizado porque:
- todos o parte de los poros (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) están cubiertos por una o más aleaciones de cobre y zinc (3b) con más de un 58 % y menos de un 100 % de zinc en peso.
2. Electrodo de alambre según la reivindicación 1, caracterizado porque el revestimiento (3) recubre el núcleo metálico (2) según un índice de cobertura superior a un 85 % cuando el diámetro del electrodo de alambre es de aproximadamente 0,30 mm, según un índice de cobertura superior a un 75 % cuando el diámetro del electrodo de alambre es de aproximadamente 0,25 mm, según un índice de cobertura superior a un 65 % cuando el diámetro del electrodo de alambre es de aproximadamente 0,20 mm.
3. Electrodo de alambre según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el revestimiento (3) recubre el núcleo metálico (2) según un índice de cobertura superior a un 85 % cuando el diámetro del electrodo de alambre es de 0,25 mm.
4. Electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque todos o parte de los poros (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) están cubiertos por una o más aleaciones de cobre y zinc (3b) con más de un 78 % y menos de un 100 % de zinc en peso.
5. Electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque todos o parte de los poros (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) están cubiertos por una mezcla (3b) de aleaciones de cobre y zinc en fase £ y en fase rp
6. Electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el revestimiento (3) comprende por término medio, en cada sección transversal completa del electrodo de alambre, al menos 3 poros cubiertos (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) que presentan un tamaño superior a 2 pm.
7. Electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el revestimiento (3) comprende por término medio, en cada sección transversal completa del electrodo de alambre, al menos 5 poros cubiertos (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) que presentan un tamaño superior a 2 pm.
8. Electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el revestimiento (3) contiene poros cubiertos (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) que presentan un tamaño superior a 3 pm.
9. Electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el revestimiento (3) contiene poros cubiertos (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) que presentan un tamaño superior a 4 pm.
10. Electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el núcleo (2) comprende de un corazón metálico (2a) y una capa intermedia (2b) de una aleación de cobre y zinc en fase p.
11. Electrodo de alambre según la reivindicación 10, caracterizado porque el corazón (2a) es de cobre o de una aleación de cobre.
12. Procedimiento de fabricación de un electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende la sucesión de etapas:
- tomar un núcleo de latón con un 63 % de cobre y un 37 % de zinc, de 1,25 mm de diámetro,
- depositar una primera capa de zinc de 20 pm de espesor sobre este núcleo,
- trefilar a 0,30 mm,
- aplicar un tratamiento térmico de difusión a 180 °C durante 2 horas para transformar parcialmente la capa externa de zinc en una capa de latón en fase y; el revestimiento comprende entonces una capa en fase y cercana al núcleo y una capa externa en fase £,
- trefilar a 0,25 mm.
13. Procedimiento de realización de un electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende las etapas:
- tomar un núcleo de latón con un 80 % de cobre y un 20 % de zinc, de 1,20 mm de diámetro,
- depositar una primera capa de zinc de 30 pm de espesor sobre este núcleo,
- realizar un primer tratamiento térmico de 20 horas a 385 °C para obtener: una subcapa en fase p de aproximadamente 60 pm de espesor y una capa externa en fase y de aproximadamente 15 pm de espesor, - trefilar a 0,62 mm; se fractura la fase y,
- realizar un revestimiento de 3 pm de zinc sobre la fase y fracturada, previamente desengrasada y desoxidada, - trefilar a 0,25 mm,
- realizar un tratamiento térmico de 5 horas a 130 °C.
14. Procedimiento de realización de un electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende las etapas:
- tomar un núcleo de latón con un 80 % de cobre y un 20 % de zinc, de 1,20 mm de diámetro,
- depositar una primera capa de zinc de 38 pm de espesor sobre este núcleo,
- realizar un primer tratamiento térmico de 22 horas a 395 °C para obtener: una subcapa en fase p de aproximadamente 76 pm de espesor y una capa externa en fase y de aproximadamente 15 pm de espesor, - trefilar a 0,62 mm; se fractura la fase y,
- realizar un segundo tratamiento térmico de 7 horas a 327 °C; se obtiene una capa de latón en fase p de 39 pm de espesor y una capa de 8 pm de bloques de latón en fase y fracturada que también contienen una fase p, - realizar un revestimiento de 6,5 pm de zinc sobre la fase y fracturada, previamente desengrasada y desoxidada, - trefilar a 0,42 mm,
- realizar un tercer tratamiento térmico de 32 horas a 145 °C, a la finalización del cual se obtiene un revestimiento que comprende una capa interior de latón en fase p de 16 pm de espesor y una capa superficial de latón en fase y de 14 pm de espesor,
- trefilar a 0,25 mm.
15. Procedimiento de realización de un electrodo de alambre según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende las etapas:
- tomar un alambre de latón con un 60 % de cobre y un 40 % de zinc, de 1,20 mm de diámetro,
- depositar una capa de zinc de 13 pm de espesor sobre este núcleo,
- trefilar este alambre a 0,464 mm, siendo entonces el espesor de la capa de zinc de 5 pm,
- someter la preforma así obtenida a un tratamiento térmico de difusión que comprende un aumento de temperatura durante 4 horas a partir de la temperatura ambiente hasta una meseta de 11 horas a 140 °C, seguido de un descenso de temperatura durante 5 horas hasta la temperatura ambiente; el revestimiento comprende entonces una capa interior de aproximadamente 6 pm de latón en fase y y de una capa superficial de latón en fase £ de aproximadamente 2 pm de espesor, sin rastro de zinc,
- trefilar progresivamente hasta un diámetro final, siendo dicho diámetro final ventajosamente de 0,20 mm, de 0,25 mm o de 0,30 mm.
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