TW201637760A

TW201637760A - 放電加工用電極線

Info

Publication number: TW201637760A
Application number: TW104112295A
Authority: TW
Inventors: guo-da Zhang
Original assignee: Yuang Hsian Metal Ind Corp
Priority date: 2015-04-16
Filing date: 2015-04-16
Publication date: 2016-11-01
Also published as: TWI595951B

Abstract

一種放電加工用電極線，其係以銅60%和鋅40%混合熔解經熱凝固使銅鋅二元共晶由液相熔融凝固成一固溶相全β(Beta)相的合金體，並以全β(Beta)相的合金體金屬核芯經鍍鋅直接低溫熱處理並以低溫熱處理時間拉長控制產生γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)相，使β(Beta)晶相產生互溶形成表面電層之固態合金至少包含有γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)相具表面粗糙度低、快速切割、不掉粉及附著力佳的金屬合金線；藉此，利用全β(Beta)相合金體金屬核芯即可直接鍍鋅以低溫熱處理產生包含有γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)相之金屬合金線，無須再二次加工電鍍線材表面施加鍍層，俾可達到使放電加工用電極線之製造作業上僅須一次加工完成，達到有效縮短簡化製程與降低不良率產生，改善習式放電加工鍍鋅電極線於進行工件切削上易造成表面鍍著電鍍層掉粉及粗糙度與精密度欠佳之情形而具環保效益。

Description

放電加工用電極線

本發明係關於一種放電加工用電極線，尤指其一供用於電火花加工切割上可達到不掉粉及具環保性且製造壓金上僅須一次加工完成而有效縮短簡化製程與降低不良率產生之金屬合金線材。

按，目前供放電加工用之金屬合金線(如第3圖所示)，其一般係以α(Alpha)相之銅金屬線(21)經鍍鋅成固態合金為β(Beta)相之銅金屬線(21)，是以鍍鋅方式塗覆於銅金屬線，並經加工精抽表面後再以熱處理，須再以銅鋅固溶體(20)進行電鍍後再經熱處理成固態合金為γ(Gamma)相且表面鍍著有電鍍層(22)之金屬合金線(2)，又如第4圖(為美國專利US8067689說明書第3圖)，其金屬合金線是以α(Alpha)相之銅金屬線12(即如同第3圖銅金屬線21)先鍍鋅處理一層黃銅塗層(符號18)且表面亦鍍著有電鍍層(見符號15即如同習知第3圖之符號22)，惟，習式兩種金屬合金線銅鋅二元共晶合金上係以銅合金鍍鋅成β(Beta)相，故須經銅金屬線(21，12)的第一道熱浸鍍鋅產生β(Beta)相後，再進行銅金屬線(21，12)的第二道電鍍鍍層後再熱處理，須經二次電鍍及熱處理程序處理才達γ(Gamma)相，雖銅芯切割快，但精密度不易控制、粗糙度不佳，且製作成本高、不良率高、工序時間長，不符經濟效益，故習式製造之金屬合金線(2)於進行工件切削上易造成表面鍍著之電鍍層(22)產生磨損剝離之掉粉現象，造成環境污染而不具環保性；又，如第5、6圖(為美國專利US6447930及歐盟專利EP0733431說明書圖式第1、2圖)，該線電極具有一單層或多層的芯(Core)，一個由銅或銅/鋅合金組成有均勻α(Alpha)相基體的外層(α(Alpha)-Ms，α(Alpha)相黃銅芯心)，以及一個由鋅或鋅合金組成的殼層(η(Eta)-Zn)，其中，殼層最好在低於擴散出現溫度以下的一個溫度時被「塗覆」於芯，使外殼層由α(Alpha)或β(Beta)或γ(Gamma)或ε(Epsilon)組成，再施予塗覆鍍鋅於黃銅芯體，所能得到優點是：對被腐蝕材料來說，此腐蝕絲之電蝕性能和放電性能可進一步改善，惟，線電極仍是由黃銅為芯體再以一個由鋅或銅/鋅合金組成的殼層覆塗，技術上是以熱浸鍍鋅方式塗覆於銅金屬線與上述揭示習式製造技術亦同，故，製造過程及製成工件的進行切削上均仍有如上所述須二次製程〔α(Alpha)+Zn→β(Beta),β(Beta)+Zn→γ(Gamma)〕、成本高及形成電極線金屬材精密度不易控制、粗糙度不佳之習式技術及缺失存在。

有鑑於此，本發明人係憑藉著長期對於相關產業之研究及融會貫通之構思意念，遂以多年的經驗加以設計，經多方探討並試作樣品試驗，乃推出本發明。

本發明之主要目的，乃在提供一種放電加工用電極線，其利用全β(Beta)相的合金體為金屬核芯直接鍍鋅以低溫熱處理並以低溫熱處理時間拉長控制產生γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)相使製造壓金成一固態合金至少包含有γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)之金屬合金線，令全β (Beta)相合金體製造壓金之金屬合金線無須二次加工電鍍線材表面施加鍍層而具環保效益，改善習式製造金屬合金線於進行工件切削上易造成表面鍍著電鍍層掉粉之情形，且金屬合金線之製造作業上僅須一次加工完成，有效縮短簡化製程與降低不良率之產生。

習式：

2‧‧‧金屬合金線

20‧‧‧銅金屬線

21(12)‧‧‧銅鋅固溶體

22(15)‧‧‧電鍍層

18‧‧‧黃銅塗層

本創作：

10‧‧‧合金體

1‧‧‧金屬合金線

1a、1b、1c‧‧‧銅鋅合金材

第1圖：係為本發明之金屬合金材剖視圖。

第2圖：係為本發明顯示銅與鋅之平衡相圖。

第3圖：係為習式之金屬合金材剖視圖。

第4圖：係為習式之金屬合金材剖視圖一。

第5圖：係為習式之金屬合金材剖視圖二。

第6圖：係為習式之金屬合金材剖視圖三。

茲配合圖式將列舉出較佳之實施例，詳細說明本發明之內容如下：如第1圖所示係為本發明之金屬合金材剖視圖，本發明係提供一種放電加工用電極線，其係以銅60%和鋅40%混合熔解液相(熔解溫度909℃)經熱凝固(熔點為903℃~900℃)使銅鋅二元共晶由液相熔融凝固成一之固溶相全β(Beta)相的合金體(10)，並以全β(Beta)相的合金體(10)金屬核芯經鍍鋅後直接以低溫熱處理(反應溫度控制在低溫250℃以下)並以低溫熱處理時間拉長控制產生γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)，使β(Beta)晶相產生互溶形成表面電層之一固態合金至少包含有γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η (Eta)相具表面粗糙度低、快速切割、不掉粉及附著力佳的金屬合金線(1)；如第2圖所示係為本發明顯示銅與鋅之平衡相圖，其中縱軸表示溫度(℃)，上橫軸表示銅(Cu)之含量比，下橫軸表示鋅(Zn)之含量比，於該平衡相圖中選定銅及鋅兩種元素後，依銅與鋅含量比為60：40時(如落於第2圖標記符號10所示之斜標線)具有全β(Beta)相的合金體(10)，將選定後以全β(Beta)相之合金體(10)經低溫熱處理依平衡相對二元共晶固態合金存在包含有γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)相而控制拉長低溫熱處理熔點時間(反應溫度控制在420℃以下產生η(Eta)相，或控制在600℃以下產生ε(Epsilon)相，或控制在835℃以下產生γ(Gamma)相，如落於第2圖標記符號1a、1b、1c所示)，精度RA值表如下：Phase(相)，Surface Roughness(面粗度)，CUTTING SPEED(切割速度)η(Eta)：Eta phase,Ra<0.10,>20%higher than 60/40 BrassWire ε(Epsilon)：Epsilon phase,Ra<0.05,γ(Gamma)：Gamma Phase,Ra<0.05(surface better than ε Phase)

當β(Beta)+γ(Gamma)的合金體在較佳低溫熱處理反應溫度控制於500-400℃直接形成γ(Gamma)相金屬合金線(1)之銅鋅合金材(1a)是具有面粗度Ra<0.05之精密快速切割，當β(Beta)+γ(Gamma)的合金體在較佳低溫熱處理反應溫度控制在400℃直接形成ε(Epsilon)相金屬合金線(1)之銅鋅合金材(1b)是具有面粗度Ra<0.05之一般精密切割，當β(Beta)+γ(Gamma)的合金體在較佳低溫熱處理反應溫度控制在250℃的直接形成η(Eta)相金屬合金線(1)之的銅鋅合金材(1c)是具有面粗度Ra<0.10達成不掉粉之精密快速切割，而利用全β(Beta)相的合金體(10)金屬核芯即可直接鍍鋅解決傳統須以α(Alpha)相銅芯體熱處理加工β(Beta)相表層後再以二次加工熱處理至γ(Gamma)相表層所帶來須二次製程、成本高之缺失，改善習式放電加工鍍鋅電極線於進行工件切削上易造成表面鍍著電鍍層掉粉及粗糙度與精密度欠佳之情形，俾可達到使放電加工用電極線之製造作業上僅須一次加工完成，有效縮短製程、簡化工序及達到降低不良率之產生，達到放電加工電極線具表面粗糙度低、快速切割、不掉粉及附著力佳與具環保之效益。

綜上所述，當知本發明確實可為相關產業廣為利用，極具有進步性與新穎性，且本發明於申請前未見公開，已符合專利法之規定，爰依法提出發明專利申請，懇請鈞局明察，惠准專利，實為感禱。

惟以上所述者，僅為本發明之其中較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍；即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧合金體

1‧‧‧金屬合金線

Claims

一種放電加工用電極線，其係以銅60%和鋅40%混合溶解經熱凝固使銅鋅二元共晶由液相熔融凝固成一固溶相全β(Beta)相的合金體，並以β(Beta)相的合金體金屬核芯經鍍鋅直接以低溫熱處理時間拉長控制產生γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)相，使β(Beta)晶相產生互溶形成表面電層之固態合金至少包含有γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)相的金屬合金線。
根據申請專利範圍第1項之放電加工用電極線，其中銅與鋅含量比60：40時具有全β(Beta)相的合金體可經熱凝固依平衡相對二元共晶固態合金存在包含有γ(Gamma)、ε(Epsilon)、η(Eta)相而控制拉長低溫熱處理時間。
根據申請專利範圍第1項之放電加工用電極線，其中全β(Beta)相的合金體之銅鋅二元共晶經熱凝固熔點為903℃~900℃。
根據申請專利範圍第1項之放電加工用電極線，其中全β(Beta)相的合金體之鍍鋅後直接低溫熱處理反應溫度控制在低溫250℃以下。
根據申請專利範圍第1項之放電加工用電極線，其中全β(Beta)相之合金體產生η(Eta)相的反應溫度控制在420℃以下、產生ε(Epsilon)相的反應溫度控制在600℃以下、產生γ(Gamma)相的反應溫度控制在835℃以下。
根據申請專利範圍第5項之放電加工用電極線，其中β(Beta)+γ(Gamma)的合金體在低溫熱處理反應溫度控制於500-400℃直接形成γ(Gamma)相金屬合金線之銅鋅合金材是具有切割面粗度Ra<0.05，或低溫熱處理反應溫度控制在400℃直接形成ε(Epsilon)相金屬合金線之銅鋅合金材是具有切割面粗度Ra<0.05，或低溫熱處理反應溫度控制在250℃的直接形成η(Eta)相金屬合金線之的銅鋅合金材是具有切割面粗度Ra<0.10。