HU200121B

HU200121B - Electrode wire for spark machining and method for proeducing same

Info

Publication number: HU200121B
Application number: HU570687A
Authority: HU
Inventors: Endre Dekany; Tamas Kertesz; Tibor Turmezey; Judit Horvath; Karoly Czader
Original assignee: Endre Dekany; Tamas Kertesz; Tibor Turmezey; Judit Horvath; Karoly Czader
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1990-04-28

Abstract

A találmány tárgya elektródahuzal és eljárás az elektródahuzal előállítására szikraforgácsoláshoz. A magas húzószilárdságú és jó villamos vezetőképességű huzalmaggal és az azt körülvevő fémoxid köpennyel rendelkező elektródahuzal 30-50% cinktartalmú, szilárdsága 500-850 N/mm2, felületén 2-5 um vastagságban rézmátrixban kialakított cinkoxid rétege van. A szikraforgácsoló elektródahuzal előállításánál az eljárás során a huzal húzószilárdsága és egyben a jó villamos vezetőképessége biztosítása érdekében - a találmány értelmében - 30-50% cinktartalmú sárgaréz alapanyagot használunk kiindulási alapanyagként, amelyet 10-12 fokozatban hidegen húzással - alakítunk méretre, majd a szilárdságát és a felületi oxidréteget 3-10% oxigéntartalmú argon-atmoszférában 1-1,5 órán keresztül 250-280 °C hőmérsékletű hőkezeléssel állítjuk be. HU 200121 A leírás terjedelme: 3 oldal, rajz nélkül -1-FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electrode wire and a method for producing electrode wire for spinning. The electrode wire with a high tensile strength and good electrical conductivity and the surrounding metal oxide jacket has a zinc content of 30-50% zinc, a strength of 500-850 N / mm2, and a zinc oxide layer formed in the copper matrix at a thickness of 2-5 µm. In the process of producing the EDM electrode wire, the method uses, in accordance with the invention, a tensile strength of the wire and, at the same time, 30-50% zinc-containing brass material as starting material, which is formed by cold drawing in 10-12 degrees, and then strength and strength. the surface oxide layer was adjusted by heat treatment at 250-280 ° C for 1-1.5 hours under an atmosphere of 3-10% oxygen. EN 200121 Scope of description: 3 pages without drawing -1-

Description

A találmány tárgya elektródahuzal szikraforgácsoláshoz, amelynek nagy húzószilárdságú és jó villamos vezetőképességű huzalmagja és fémoxid huzalköpenye van, továbbá az elektródahuzal előállítására vonatkozó eljárás.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electrode wire for electro-welding having a high tensile strength and a high electrical conductivity core and a metal oxide wire jacket, and to a process for making the electrode wire.

Az eljárás során a huzalmag megfelelő húzószilárdsági és elektromos paramétereit mechanikai vagy elektrokémiai úton beállítjuk, majd a huzalmagot legalább felületén oxidáljuk.In the process, the appropriate tensile strength and electrical parameters of the wire core are set mechanically or electrochemically, and the wire core is oxidized at least on its surface.

A nagypontosságú kivágószerszámok gyártása bonyolult alakzatok esetében a technika ismerete szerint gazdaságosan és előnyösen csak huzalelektródás szikraforgácsolással valósítható meg. Az elektródát képező huzal összetételére, illetve felépítésére, valamint előállítására az irodalomból és a gyakorlatból számos megoldás ismert.The production of high precision punching tools for complex shapes is known in the art to be economical and advantageous only by wire electrode soldering. Numerous solutions are known in the literature and practice for the composition, construction and fabrication of the electrode wire.

A DE 2 906 245 lajstromszámú szabadalmi leírás olyan huzalelektródát ismertet szikraforgácsoláshoz, amelynek viszonylag nagy átmérőjű huzalmagját vékony fémréteg veszi körül, amely legalább 50%-ban cinket, kadmiumot, ólmot, antimont vagy bizmutot, vagy ezek ötvözetét tartalmazza. A kellő mechanikai paraméter, azaz a nagy szilárdság biztosításéra ennél a huzalmag acélból készül. Amennyiben viszont a jó villamos vezetőképesség a fő szempont, akkor a huzalmag számára rezet javasol a DE 2 906 245 lajstromszámú szabadalmi leírás. A nagy húzószilárdságot, illetve szakítószilárdságot és a jó villamos vezetőképességet oly módon biztosítja a szabadalom szerinti megoldás, hogy a jó mechanikai paraméterekkel rendelkező huzalmag köré jó villamos vezetöképességü réteget visz fel, célszerűen galvánfürdő segítségével, majd az így kialakult réteget egy újabb, még vékonyabb oxidbevonattal látja el. Az elektródahuzal várható igénybevételétől függően a huzalmagra több réteget és azt fedő oxidréteget hord fel egymás után. Az így kialakított elektródahuzalt azután még a megmunkálás előtt húzókövön húzzák át pontosítás céljából, az elektródahuzal átmérője biztosítása végett.DE 2 906 245 discloses a wire electrode for spark cutting, having a relatively large diameter wire core surrounded by a thin metal layer containing at least 50% zinc, cadmium, lead, antimony or bismuth, or an alloy thereof. The wire core is made of steel to provide the necessary mechanical parameter, ie high strength. If, on the other hand, good electrical conductivity is the main consideration, copper can be found in DE 2 906 245. The high tensile strength and tensile strength and good electrical conductivity are achieved by applying a layer of good electrical conductivity to the core of the wire having good mechanical properties, preferably by means of a galvanic bath, and then applying an even thinner oxide coating to the resulting layer. a. Depending on the expected use of the electrode wire, several layers and an oxide layer covering the wire core are applied one after the other. The electrode wire thus formed is then pulled over a drawing stone prior to machining to provide the diameter of the electrode wire.

A tapasztalat az, hogy az elektródahuzal a komplikált gyártási folyamatok miatt igen költséges és gyakorlatilag a már készre gyártott elektródahuzalt utólag kalibrálják. Az utólagos kalibrálás azzal jár, hogy az elektródahuzal mechanikai szilárdsági paraméterei a húzókővön történő áthúzással megváltoznak és igy a szikraforgácsolásban résztvevő aktív elektródahuzal paramétereiben eltérő a számított és tervezett paraméterektől, ami az elektródahuzal élettartamában és végső sorban a szikraforgácsolás időtartamában mutatkozik meg hátrányosan és károsan.Experience has shown that electrode wire is very expensive due to complicated manufacturing processes and virtually finished electrode wire is subsequently calibrated. Subsequent calibration means that the mechanical strength parameters of the electrode wire are changed by pulling over the tensile stone and thus differ in the parameters of the active electrode wire involved in spark cutting from the calculated and planned parameters, which lasts and lasts longer in spark life.

Az előző szabadalom szerint készült elektródahuzal hiányosságainak kiküszöbölésére törekedett már a DE 3 035 058 lajstromszámú szabadalmi leírásban ismertetett találmány is, amely szikraforgácsoláshoz alkalmazható elektródahuzalt, valamint annak előállítására szolgáló eljárást is ismertet.The invention disclosed in DE 3 035 058, which discloses an electrode wire for electro-soldering and a process for its production, has already been addressed in order to overcome the shortcomings of the previous electrode wire.

A szabadalmi leírás szerint elektródahuzal a huzalmagból és akörül elrendezett két huzalköpenyből áll, illetve van felépítve.According to the patent, the electrode wire consists of, and is constructed of, a wire core and two wire sheaths arranged around it.

Ennél az elektródaköpenyek különbőzó anyagból vannak létrehozva, ahol az egyik anyag gőzőlgési és olvadási hőmérséklete alacsonyabb, mint a huzalmag olvadási hőmérséklete. A megoldás értelmében az elektródahuzal külső köpenye félvezető anyagú, előnyösen fémoxid réteg, amelynek vastagsága akkora, hogy az elektródahuzal és a megmunkálandó munkadarab érintkezésekor megakadályozza a zárlatot, de lehetővé teszi az eróziós szikra létrejöttét. Ezen elektródahuzalnak az előállításánál a megfelelő húzószilárdságú huzalmag felületére, a huzalmag szilárdságánál alacsonyabb olvadáspontú anyagból álló belső köpenyt hoztak létre és az abban található fémet oxigéntartalmú gázatmoszférában végzett hőkezeléssel különálló külső huzalköpennyé oxidálták.In this case, the electrode sheaths are made of a variety of materials, where one of the materials has a vaporization and melting temperature lower than the melting temperature of the wire core. According to the invention, the outer jacket of the electrode wire is a semiconductor material, preferably a metal oxide layer, which is of such thickness that it prevents short-circuiting upon contact of the electrode wire and the workpiece to be processed, but allows erosion of the spark. In manufacturing this electrode wire, an inner jacket of a material having a lower melting point than the core tensile strength of a tensile strength of sufficient tensile strength was formed and the metal contained therein was oxidized to a separate outer jacket by heat treatment in an oxygen-containing gas atmosphere.

A célnak lehetőség szerint tökéletesen megfelelő tulajdonságokkal rendelkező elektródahuzalok létrehozásához azonban a fenti eljárások önmagukban nem voltak elégségesek. A megfelelő eredmény elérésére a huzalmag körül kialakított belső köpenyt és az azt burkoló fémoxidköpenyt nem egyszer, hanem többször, ismételten kellett kialakítani, ami az ismertetett eljárásokat és általuk előállított végtermékeket, tehát az elektródahuzalt is igen költségessé teszik. A különböző és többszöri réteges bevonatokra azért volt szükség, mert az elektródahuzalra üzemkőzben több rendkívül erős igénybevétel hat, amit egyébként oly módon lehet elkerülni, hogy vagy kisebb intenzitással végzik a szikraforgácsolást és ezzel óvják az elektródahuzalt, vagy pedig erősebb, vastagabb elektródahuzalt alkalmaznak, ami sok esetben épp a szikraforgácsolás aprólékos és precíziós voltát teszi lehetetlenné.However, the above processes alone were not sufficient to produce electrode wires with perfectly suitable properties for the purpose. In order to obtain a satisfactory result, the inner sheath formed around the wire core and the metal oxide sheathing it had to be repeated several times, which makes the processes described and the final products produced by them, i.e. the electrode wire, very expensive. The different and multiple layers of coatings were needed because the electrode wire is exposed to a lot of extreme stress in the workplace, which can otherwise be avoided by either sparking at a lower intensity to protect the electrode wire or by using thicker, thicker electrode wire. In this case, it is precisely the precision and precision of the sparking that is impossible.

Mivel az elektródahuzal kellő szilárdságát az elektródahuzal huzalmagja biztosítja, az anyagleválasztási jellemzők biztosítására eddig egy vagy több rétegben a huzalmagra oxidrétegeket, köpenyeket vittek fel. Kisolvadású fémként leggyakrabban cinket, fémoxidként pedig cinkoxidot alkalmaztak, mert a cink párolgása révén hót von le az elektródahuzal felületéről és csökkenti az elektródahuzal szakadásának veszélyét, a fémoxid pedig javítja a leválasztás! jellemzőket.Because the electrode wire has sufficient strength to be provided by the wire core, oxide layers and sheaths have been applied to the wire core in one or more layers to provide material separation properties. Zinc is the most commonly used low melting metal and zinc oxide is used as the metal oxide because it evaporates heat from the surface of the electrode wire and reduces the risk of bursting of the electrode wire, and metal oxide improves the deposition! characteristics.

A találmány célja olyan elektródahuzal létrehozása, amely viszonylag egyszerű technológiával olcsón gyártható és kis méretek mellett igen intenzív megmunkálást tesz lehetővé. További cél az elektródahuzal előállítására olyan alkalmas eljárás kidolgozása, amely az ismert elektródahuzalokhoz képest jobb minőségi paraméterekkel rendelkező elektródahuzal gyártását teszi lehetővé, az ismerteknél sokkal egyszerűbben, gazdaságo3It is an object of the present invention to provide an electrode wire which can be manufactured inexpensively by relatively simple technology and allows very intensive machining at small dimensions. A further object is to provide a suitable process for producing an electrode wire which enables the production of an electrode wire with better quality parameters than known electrode wires, much more economically

HU 200121 A aabban és költséges gyártósor felhasználása nélkül.EN 200121 Without the use of abacus and costly production lines.

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a fémleválasztáshoz szükséges kis olvadáspontú fémet nem utólag kell felvinni a 5 nagyszilárdságú huzalmagra, hanem a megfelelő paramétereket mér az elektródahuzal alapanyagánál biztosítani kell.The present invention is based on the recognition that the low melting metal required for metal removal does not need to be subsequently applied to the high-strength wire core 5, but to provide appropriate parameters for the electrode wire material.

A kitűzött feladatot a szikraforgácsoló elektródahuzal előállításához olyan eljárással 10 oldottuk meg, amelynek során az elektródahuzal nagy húzószilárdságát és a jó villamos vezetőképességét mechanikai, illetve elektrokémiai úton állítjuk be, majd a huzalmagot legalább felületén oxidáljuk. A találmány ér- 15 telmében a huzalmag nagy húzószilárdságát, egyben a jó villamos vezetőképességét ügy biztosítjuk, hogy a huzalmag alapanyagául 30-50% cinktartalmú sárgarezet használunk fel az eljárás során, amelyet húzással - cél- 20 szerűen több lépcsőben - fokozatokban hidegalakitunk, majd a húzószilárdság kívánt és szükséges értékét hőkezeléssel beállítjuk, a felületi oxidréteget a gyengén oxidáló, előnyösen argongáz atmoszférában végzett belső 25 oxidációval alakítjuk ki. A találmány szerinti eljárással előállított elektródahuzalnak nagy húzószilárdságú és jó villamos vezetőképességű huzalmagja és fémoxid huzalköpenye van. 30The object of the present invention has been solved by a process 10 for producing electrically conductive wire electrodes, wherein the high tensile strength and good electrical conductivity of the electrode wire are mechanically or electrochemically adjusted and the wire core is oxidized at least on its surface. In the context of the invention, the high tensile strength and good electrical conductivity of the wire core are achieved by using a 30-50% zinc-containing brass as the starting material for the process, which is cold-formed by drawing, preferably in several steps, The desired and required tensile strength is adjusted by heat treatment, and the surface oxide layer is formed by internal oxidation under a weakly oxidizing atmosphere, preferably under argon. The electrode wire produced by the process of the present invention has a high tensile strength and high electrical conductivity wire core and a metal oxide wire sheath. 30

Az eljárás szerint előállított elektródahuzal 500-850 N/mm² szakitószilárdságú, 1,5-3%-os nyúlású sárgaréz huzal, amelyben a cink összetevő aránya 30-50% közötti tartományba esően van megválasztva és az eljárás 35 szerint, felületén mikrométeres vastagságban rézmátrixban, azaz a rézkristályrács szerkezetében foglalt cinkoxid van kialakítva. A találmány szerinti eljárással olyan elektródahuzal állítható elő, amely vágási teljesítményben 40 és pontosságban egyenértékű az ismert és használatos elektródahuzalokkal. Az alapanyag, azaz a sárgaréz megválasztásával a gyártás egyszerű, nem igényel drága és speciális berendezéseket. 45The electrode wire produced by the process is a brass wire having a tensile strength of 500-850 N / mm ^{2 and a} tensile strength of 1.5-3%, wherein the proportion of the zinc component is selected in the range of 30-50% and , i.e. zinc oxide contained in the structure of the copper crystal lattice. The process of the present invention provides an electrode wire having a cutting power of 40 and accuracy equivalent to known and used electrode wire. The choice of the basic material, ie brass, is simple and does not require expensive and specialized equipment. 45

A cink beötvözésével a kellő szilárdság rés alapanyagnál is biztosítható, egyben tartalmazza a könnyen párolgó adalékot is. A kisebb cinkpárolgás csekélyebb környezeti ártalmat is jelent. A gyártástechnológia jól 50 reprodukálható, így az elektródahuzal minősége és annak ellenőrzése folyamatosan és egyidejűleg biztosítható a sorozatgyártás közben.With zinc alloying, a sufficient strength gap can be achieved at the base material, as well as a highly volatile additive. Lower evaporation of zinc also means less environmental damage. The manufacturing technology is well reproducible 50 so that the quality and control of the electrode wire can be assured continuously and simultaneously during batch production.

A találmány szerinti elektródahuzalt és 55 annak gyártási eljárását az alábbi példa kapcsán ismertetjük egy előnyös foganatositási mód kapcsán.The electrode wire of the present invention and the process for its manufacture are described in the following example in a preferred embodiment.

A találmány szerinti eljáráshoz példaként alapanyagként CUZn 37 szabványos 60 megnevezésű huzalanyagot használunk fel, amelynek kiindulási átmérője 0,8-1,2 mm tartományba esően van megválasztva és viszonylag lágy, hozzávetőlegesen 450 MPa (=450 N/mm²) a húzószilárdsága. Ezt a 37% cinktartalmú sárgarézhuzalt - a találmány értelmében - húzással célszerűen 10-12 lépcsőben hidegalakítjuk, minek eredményeként hozzávetőlegesen 920 MPa húzószilárdságú, 0,2-0,25 mm átmérőjű igen kemény elektródahuzalt nyerünk. A felhasználási célnak megfelelően ezt az elektródahuzalt visszalágyitjuk 550-600 MPa húzószilárdságúra, egyben az elektródahuzal felületi rétegén 2-5 um vastagságban oxidréteget alakítunk ki. Az utóbbi két paramétert úgy nyerjük, hogy az elektródahuzalt 3-10% célszerűen 5% oxigént tartalmazó argongáz atmoszférában 1-1,5 órán keresztül 250 °C-280 °C közötti hőmérsékleten hón tartjuk, majd a megadott atmoszférában kihűlni hagyjuk,An example of the process according to the invention is CUZn 37, a standard wire material 60, having an initial diameter selected from 0.8 to 1.2 mm and a relatively soft tensile strength of approximately 450 MPa (= 450 N / mm ² ). This 37% zinc brass wire according to the invention is preferably cold drawn in 10-12 steps to obtain a very hard electrode wire having a tensile strength of approximately 920 MPa and a diameter of 0.2-0.25 mm. According to the intended use, this electrode wire is annealed to a tensile strength of 550-600 MPa and an oxide layer is formed on the surface layer of the electrode wire at a thickness of 2-5 µm. The latter two parameters are obtained by holding the electrode wire in a heat of 3 to 10%, preferably 5% oxygen, under argon for 1 to 1.5 hours at 250 to 280 ° C, and allowing it to cool in the specified atmosphere,

A hőkezelés hatására a sárgaréz huzal cinkatomjai már a megadott hőmérsékleten oxidálódnak, míg a rézatomok nem, ezért a rézmátrixban (alapanyagban) elszigetelten cinkoxid részek alakulnak ki.As a result of the heat treatment, the zinc atoms of the brass wire are oxidized at the specified temperature, while the copper atoms are not oxidized, which is why zinc oxide moieties are formed in the copper matrix (in the raw material).

A találmány szerinti eljárás az ismert eljárásoknál jóval egyszerűbben, kevesebb és jobban kézben tartható lépésből áll, ugyanakkor az eljárással előállított termék paraméterei minden tekintetben megfelelnek a kívánt követelményeknek.The process according to the invention consists of steps that are much simpler, less and more manageable than the known processes, while at the same time the parameters of the product produced by the process meet the desired requirements.

Ha viszonylag vastagabb, például 100 mm tartományba eső munkadarab megmunkálásához alkalmazandó elektródahuzalt kívánunk előállítani, úgy célszerű a magasabb az 50%-os tartomány felé eső cinktartalmú alapanyagot választani, mivel az ilyen elektródahuzal paraméterei a szikraforgácsolás teljes szakaszán nem, vagy csak elhanyagolható mértékben változnak.If it is desired to produce a relatively thicker electrode wire, for example, for workpieces in the range of 100 mm, it is preferable to use a material with a higher zinc content in the 50% range, since the parameters of such electrode wire do not vary or are negligible.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Electrode wire for electro-welding having a high tensile strength and high electrical conductivity wire core and a metal oxide wire jacket, characterized in that the electrode wire is formed from 30 to 50% zinc-containing brass material and is formed from 2 - consists of zinc oxide.

A process for the production of an electrode wire having a zinc oxide jacket according to claim 1, characterized in that the copper wire material having a zinc content of 30-50% is cold-formed in 10-12 steps by drawing, annealing the resulting diameter wire to preferably 500-600 MPa. It is kept under an atmosphere of argon gas containing -10% oxygen for 1 to 1.5 hours at 250 to 280 ° C and allowed to cool.