TWI391197B - 用於放電加工之複合電極線 - Google Patents
用於放電加工之複合電極線 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI391197B TWI391197B TW095104549A TW95104549A TWI391197B TW I391197 B TWI391197 B TW I391197B TW 095104549 A TW095104549 A TW 095104549A TW 95104549 A TW95104549 A TW 95104549A TW I391197 B TWI391197 B TW I391197B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- brass
- electrode wire
- discharge machining
- electric discharge
- machining according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
- B23H7/08—Wire electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
本發明有關電極線,在放電加工機器(EDM)之放電加工,用來切割金屬或導電性材料之用。
大部分現代EDM機器係設計使用裸露黃銅電極線,通常直徑為0.25mm,具有極線抗拉強度範圍在400與1000N/mm2間。
EDM電極線需具導電性。它們於經控制的水系介電介質中,在電極線與一導電加工件間進行腐蝕性放電。
為達成精密切削作業,特別為能切割具有小半徑的角落,它必須使用高極線抗拉強度之小直徑電極線,使其在切削區域保持緊繃狀態且限制振動之幅度。人們能由此會想使用一電極線,其至少中心部分係由鋼製成,以增加極線抗拉強度。
因為放電加工為一相對地緩慢的製程,此即在相同時間下,需要最大化該切削率,特別是粗加工率。在本專利申請案中,粗加工率以mm2/min表示,也就是說該用語代表於一切割表面積上之放大率,或對一給予預定高度之加工件以mm2/min表示,也就是說該用語代表該電極線穿入該加工件之速率。可被了解的是此加工率直接關於釋放在電極線與加工件間之加工區域的放電能量而定,且因此視電極線能導入到加工區域之電能而定。然而,加工區域中之腐蝕性放電,與通過電極線之電流產生之焦耳熱量,會
有加熱電極線之傾向。
用於放電加工之電極線上之限制之一為,在加熱與機械拉力之綜合效果下,電極線會因而斷裂。如此迫使使用者須限制EDM機器之加工功率,特別是,當電極線未經特別良好的冷卻,例如進行圓錐狀加工,或者進行非常高工件的加工時更是如此。
為避免斷裂之最簡單方式為使用大直徑之電極線,例如直徑0.30mm或以上直徑之電極線。然而,其會限制可被加工之凹角的最小半徑。
使用被覆鋅之電極線已被提出,該覆蓋之效果比裸黃銅電極線之效果更能增加加工率。然而,純鋅層很快即被磨損,且不能保護電極線之芯有足夠作為切割高加工件的時間。
以β-黃銅層覆蓋電極線之芯亦已被提出,也就是說,包含約47%鋅之黃銅,可避免由純鋅製成之表層,過快即被磨耗的缺點。因此,切割性能被提升。
美國專利4,977,303號文件中一方面揭示,用於製造一電極線之製法且,另一方面揭示具有一特定結構之電極線。
該文件所揭示與主張之製法,包括提供一金屬芯,例如由銅製成,使用揮發金屬,如鋅之一既定厚度層(13至15μm)覆蓋在其上,在氧化環境中加熱該整體至700℃以上,較佳地達850℃以上,以擴散鋅與銅直至獲得一擴散層,其具有約三倍於既定之鋅起始層厚度,及可減少該擴散層厚度至少30%。對此製程之作業條件據描述需要鉛,
在擴散層中,至一鋅濃度約33%,也就是說,一旦厚度已被減少30%,α-銅/鋅合金可至約22μm之厚度。
該文件所描述與主張之電極線包括約1μm厚之氧化表層,包覆一連續層約6μm厚之鋅含有58至60%銅鋅合金(也就是說,γ-黃銅/鋅合金),接著鋅濃度朝芯方向減少,至深度約11μm。該文件未描述如何得到此等具有γ-黃銅/鋅合金層之一電極線。
最近,美國專利文件5,945,010號提出退火鋅電鍍α-黃銅,以此方式以製造出γ-黃銅外周層,接著抽線該如此得到之胚料,以達到最終直徑。抽線作業可產生一破裂γ-黃銅表層。該文件提及該表層之破裂化不會減損切割率效能。又,該文件並不贊同β-黃銅層之提供。
最後,美國專利文件6,781,081號(或美國申請案2003/0057189A1號)揭示具有良好性能之電極線,在一金屬芯上進行疊加二連續黃銅層,下層為β-黃銅製成,該連續外層為γ-黃銅製成。因此,EDM速率較高於僅具有γ-黃銅層或β-黃銅層之電極線EDM速率。然而,該文件未描述如何製造出此等電極線。
對於一既定加工電流而言,能儘快地加工係有其需求,且對一既定直徑之電極線可使用最高可能之加工電流。
本發明係一令人驚奇之觀察結果,以具有覆蓋一層合金之金屬芯的EDM電極線,藉在銅或黃銅製成之芯上設有結合破裂γ-黃銅表層與β-黃銅次層,仍可得到顯著提升之
EDM性能覆蓋層。此觀察所得不同於在美國專利文件5,945,010號之教示,即其認為當使用一破裂γ-黃銅表層時,切割率並無改進,且其特別不贊同去使用β-黃銅。
如此,為進一步改善EDM加工率,本發明提出用於放電加工之一電極線,包括:-由銅、銅合金或黃銅所製成之芯,-黃銅包覆,其中該黃銅包覆包括由下列所疊加:-β-黃銅次層,及-具有破裂的γ-黃銅結構之表層,其中在該γ-黃銅結構中於該裂縫中裸露β-黃銅。
依據一有利實施例,β-黃銅至少部分地充填在γ-黃銅表層中之該等破裂。
有利地,該β-黃銅次層可為連續的,較諸不連續的次層可得到較佳之結果。
結合有較高的EDM速率與該經加工之工件的良好表面光製之較佳結果,可藉給予破裂的γ-黃銅表層小於電極線直徑之8%厚度,較佳地小於電極線直徑之5%而得到。
超過約5%以上之厚度,則觀察到經加工之工件之表面光製已然退步:經光製加工之加工件被發現其在平行於已實施加工之電極線方向具有條紋。
作為一替代方式或作為一追加,β-黃銅次層之厚度可有利地介於電極線直徑5%與12%間範圍。
當破裂的γ-黃銅表層與β-黃銅次層之結合厚度小於電
極線直徑之10%時,此等電極線之產業規模之製造將更容易。超過此值之後,在製造步驟中抽線時,會有電極線斷裂之風險。
一較佳實施例為提供:破裂的γ-黃銅表層,其具有厚度約為電極線直徑的2%,與β-黃銅次層,其具有厚度約電極線直徑的6%。
假如γ-黃銅表層之外表面為充分氧化,成為暗色,亦可達到增加EDM速率。
於某些EDM機器中之不利點為氧化物可引起電氣接觸之困難,再不然即是電流導體之過早磨耗。因此,較佳方式為具有γ-黃銅表層之外表面,其是較少氧化的且例如仍具有明亮之外觀,而能夠反射光線,致可與EDM機器相容,其使用此特性可以偵測電極線之存在。
實務上,為了避免電氣接觸與電流引線磨耗問題,同時確保提升之EDM性能,較佳地係使具有一電極線之氧化層的平均厚度,利用選擇性溶解量測,範圍約100nm與約250nm之間,較佳地小於200nm。該氧化層主要由氧化鋅組成。
選取由鋅含量少於40%之黃銅所製成之芯為有利的,更有利地係含有20%鋅之黃銅製成之芯。
替代方式為,可選取銅製成之芯,使電極線之導電性最佳化。
增加EDM速率可藉由選取CuZn37合金製成之芯,該合金含有37%鋅,如此製成之芯具有降低製造成本之額外
優點。
當製造此電極線時,可證明施加該低溫擴散至數捲電極線批量的好處,因為以該方式,相較於較高溫度及/或線內處理(in-linetreatment)是可以節約能量。
如此,依據另一觀點,本發明提出一種經濟製程來製造此等電極線,其包括下列步驟:a)提供由銅或黃銅製成之芯;b)使用一電解製程以一層鋅覆蓋該芯,以便生產一預製胚料(preblank);c)盡可能使預製胚料受到第一次金屬線抽線作業,以平坦化該鋅電鍍電極線之表面,且一旦擴散已產生使該電極線容易被放出;d)將該被抽線之預製胚料於一烘爐,在溫度範圍約200℃與約400℃間進行退火,且歷經約2h至約40h,選取溫度與時間以便由於包覆層之鋅與芯之銅或黃銅間之間的擴散結果製造,具有β-黃銅次層與γ-黃銅表層之胚料層,其表面本身產生至少稍微之氧化;及e)使如此擴散之該胚料受到第二次、冷作抽線作業,使它達成其最終直徑(D1),且以此等方式破裂γ-黃銅表層(4)。
然而,假如此等電極線耐久性條件可以符合產業規格之情形,可在較低溫度與較長時間條件下,以批量熱處理法製造。相反地,藉由加熱該電極線至較高溫度(約600℃)而被釋出時,此等電極線可採用線內製程製造之。
於第二抽線作業期間,外部γ相首先破裂成塊狀均勻地分佈在電極線之表面。於這些塊狀間,會有空的裂縫。其次,也是在抽線作業期間,這些塊狀呈長軸方向群聚之傾向,允許β-相次層可滲透於它們之間,最終可在某些點上與電極線之表面齊平。
基於偏好,第二抽線作業可達到一直徑減少約40%與約78%範圍間。其亦允許γ-黃銅之周邊層被正確地破裂。
此外,有一作法為,為達成直徑減少約40%與約60%範圍之間,而進行該第一次抽線作業。
於該製程中,退火步驟d)可有利地在一烘爐內實施,溫度與時間皆被選取使得氧化層之平均厚度,於步驟e)之後在該電極線上以選擇溶解量測,厚度範圍約100nm與約250nm間。
不可能將產生碓定擴散狀態之全部時間與溫度條件如此簡單地列出。此乃因製造一放電加工電極線所實施之擴散,係關於鋅外層,其既非平面的、亦非薄、亦非具有夠厚以構成半無限媒介。此外,該潛在熱路徑(溫度變化係一時間函數)為非常分岐的。
於成4公斤捲筒包裝之銅或鍍鋅CuZn20黃銅電極線上,在空氣中執行擴散作業之案例而言,可發現β-相之中間層厚度e係依據下列公式中時間函數t增加:de/dt=D/e,D為一擴散係數與溫度T及電極線之芯之組成有關,de/dt為厚度e對時間t之導數。係數D依據D=D0e-Q/RT公式為溫度T之函數,D0為頻率因子以m2/s表示,Q為活化能以
J/mol表示,R為理想氣體之莫爾氣體常數且等於8.31J/(mol.K),且T為溫度以凱氏溫度表示。
D0與Q依據鋅被覆之電極線之芯本質而定。就溫度範圍從約620°K至約680°K而論,銅芯選取D0=4.98×10-4與Q=129500,CuZn20銅芯選取D0=2.46×10-6與Q=100800。
對CuZn37芯而言,能選取D0=4.10×10-3與Q=138200。
微分方程式de/dt=D/e可採任何已知之方法進行積分。在固定溫度下,積分得到最簡化之公式e=(2D.t)½。最終β-相厚度當然受限於可使用鋅的量,依據本發明,在該表面殘留少許γ-相。
對較大捲筒包裝之電極線上之擴散作業,藉降低燜的溫度可有利地延長處理時間,以確保整個捲筒之均勻溫度。
如此,本發明者已能在芯之α-相與外部γ-相層間得到一些β-相,作法如下:取一電極線,其包括黃銅芯,其成份包含63%銅與37%鋅及3μm純鋅之包覆,該外直徑為0.46mm;在220℃熱處理此電極線15小時。如此,將產生一β-相次層,約2μm厚,其介於α-黃銅芯與約4μm厚之γ-相外層之間。
上述提供資訊,可使業界熟知此技藝人士選擇時間與溫度條件,事實上,依據起始條件與依據所欲的最終條件,選取其熱路徑。
事實上,發生於曝露在氧氣下之電極線之擴散現象為非常重要的,因為非此情形,如於一惰性氣體環境中或於負壓環境下,將有顯著的鋅蒸發出現,且於擴散後殘存之
β-相厚度將非常低。
假如欲強烈氧化γ-黃銅表層之外表面,則退火應於空氣中實施。空氣需能擴散至電極線表面且較氧化之速率更為快速。為達如此目的,提供一不為非常密集捲繞形式之預製胚料,例如成籃形,或選擇性地,使用一非常淺的溫度梯度,小於0.5℃/min之梯度,例如0.2℃/min,以提升該溫度。假如該捲繞甚為密集的話,主要將於該捲筒之外部產生氧化,然而內部仍未接觸到氧氣時。
假如需要非常少的γ-黃銅表層外表面被氧化,存在於電極線之線股間之空氣將由它本身提供。為如此做,捲筒以一密封或半密封之裝置包封,如一薄金屬箔,例如以一鋁箔包裹它。該包裹裝置必須允許含於包裹機器之氣體被包封在捲筒內,以便在熱處理過程中擴張與收縮。因此,氧化程度因在密封或半密封包機包裹該預製胚料而受限制。
宜選定在擴散熱處理步驟之溫度與時間條件,使得氧化層之平均厚度,在步驟e)後在電極線上藉選擇性溶解量測,其厚度範圍約100nm至約250nm之間。
該選擇性溶解溶液,可以如下方式製備:以200ml之水加入50ml之1莫耳醋酸,再加入0.5ml之炔丙醇。浸入時間約2分鐘。進行量測直徑為D1、長度為L之電極線之損失重量M。假定此重量損失M為由於氧化鋅之溶解,其密度Mv約5600kg/m3,使得氧化E0之厚度因公式E0=M/πD1LMv而可被減少。
在惰性環境或減壓下之擴散將不被建議,因為接著鋅將從電極線之表面部分蒸發而形成粉末。該金屬粉末,具有高度反應性,係屬不欲的,因此建議在空氣中進行擴散。
於圖中例示之實施例,用於EDM加工之電極線1包括由銅或黃銅製成之芯2,其被覆以含有連續β-黃銅次層3與具有破裂的γ-黃銅結構之表層4之包覆,其中該破裂的γ-黃銅結構於破裂中裸露β-黃銅。
於此說明書與申請專利範圍中,"β-黃銅"用語被使用以標示銅與含量佔約45%至49%的鋅之合金。在周圍溫度中,此「β相」為排列有序的,且有些脆且通常稱為「β'相」。假如超過某一溫度,該結構變得無序,且因而稱為「β相」。「β相」與「β'相」間之移轉係不可避免的,但僅具些許效應。結果,為簡化緣故,此黃銅將於本說明書中以單一語句「β-黃銅」表示之。
於本說明書與申請專利範圍中,語句「γ-黃銅」係使用以表示銅與鋅之合金,其中鋅之比例為約65%。
「α-銅」為具有鋅含量少於40%者,例如,約35%或甚至約20%。
就考量表層4而言,γ-相區域5,以裂縫5a為界,其中β-黃銅可能出現而可予區分,例如第3圖。
β-黃銅可至少部分充填至在γ-黃銅表層4中的裂縫5a,其給予電極線之表面相當程度連續性。
此電極線結構之有利效果,已經由數種試驗於不同結
構之電極線上獲得證明。
試驗1
第一試驗證明一破裂的γ-黃銅表層減低電極線可承受之最大電流強度。
為此,提供數種具有相同直徑D10.25mm之電極線。該電極線被固定於經浸入20℃去離子化水之二電極接點之間。使電極線未受到任何機械拉力。一電流發電器連接至該裝置之接點。將電流增加直至電極線斷裂,且標註電極線承受之最大電流強度。
結果之特點列於下表:
應留意的是測試的最後電極線,在一銅芯上具有一破裂的γ-相,與前述美國專利5,945,010號之教示係一致。
試驗2
依據本發明之一電極線A,具有直徑D1為0.25mm,其由芯2組成。芯2係由明顯非破裂的β-相次層3與可見
破裂的γ-相表層4所覆蓋之CuZn20黃銅製成因而製得金屬線。為如此做,具有1.20mm直徑之CuZn20黃銅電極線使用電解製程被覆有29μm之鋅。此電極線被牽伸減至直徑0.827mm。電極線通過400℃烘爐經歷二小時而退火,具有溫度上升與下降梯度±1℃/min,且於一空氣環境中。最後,如此擴散之電極線進行一抽線作業以將它縮減至直徑D1為0.25mm。在電極線上所得之包覆層經量測約總共20μm厚。其由在某些點上電極線表面可見之β-相次層3與在其他點覆蓋以破裂的γ-黃銅4組成。如此,為明顯的,於抽線步驟中,於抽線作業中β-黃銅次層3不會自動地裂開。
此電極線,在如先前試驗1中電極線相同條件,承受最大電流75A。其極線抗拉強度為750N/mm2。在機械拉力17N下,其能成功地使用於EDM加工。
此試驗在β-黃銅次層3中顯現一驚人效果,其提升電極線承受高電流之能力,且將此能力與表層4未破裂之電極線承受高電流之能力一致。
試驗3
接著,一電極線B如下製造:一CuZn20黃銅芯直徑1.20mm以29μm之鋅覆蓋,接著進行一抽線作業以將它縮減至直徑D10.25mm。在380℃持續1h15分實施退火作業以得到一電極線,其包括約16μm厚之β-相次層3與約4μm厚之γ-相表層4,其是大體地未破裂的(因為它未進行電極線-抽拉作業)。
此電極線承受一最大電流75A。它展現一極線抗拉強度430N/mm2,且能成功地被使用於EDM加工,雖然其使機械拉力減低至10N。
如此,依據本發明,於試驗2製造之電極線A,比以上試驗電極線B展現較佳機械強度。
試驗4
接著,電極線A與B之EDM速率,於適於該二電極線條件下,即是與機械拉力10N比較。
該試驗使用Agie所製造之AgieCutEvolutionIISFF機器施行。
這些條件如下:基本技術estcca25nnn300g230050,適合電鍍鋅-之銅電極線具有強度900N/mm2,噴嘴抵壓於加工件。加工之材料為鋼60mm高。電極線中之機械拉力被降低至10N。EDM速率對電極線A為2.515mm/min,電極線B為2.500mm/min。因此,觀察到電極線A之EDM速率稍微增加。
使用相同的機器,相同材料與技術estccw25nnn300h250050,適於具有CuZn20黃銅芯與β-相層之電極線,於退火狀態,電極線上之力量為12N且觀察到以下最大率,逐漸增加參數P的值從1直至電極線斷開:對電極線A為2.79mm/min(P=27);對電極線B為1.85mm/min(P=19)。
電極線A加工較電極線B更快速之事實與文件美國專利5945010號刊載之資料成顯著對比。
試驗5
接著,尋找破裂的γ-相之厚度E4的影響以便發現具有最佳EDM速率之電極線。
從直徑0.9mm黃銅芯獲得依據本發明之電極線。該芯被覆以鋅,接著,進行一抽線作業以得到直徑0.422mm的中間電極線,其中鋅之外層為16至19μm厚。該中間電極線被升高至各種溫度,經歷各種時間,以產生由β與γ相以不同比例構成之外層。於不同擴散處理後,電極線置於退火狀態。一冷電極線-抽拉作業於加工硬化狀態產生具有直徑0.25mm之EDM電極線。使γ-相表層4破裂,而β-相次層3仍為連續的。γ-相表層4未覆蓋電極線之全部表面,注意到γ-相表層4之厚度E4,其中此層出現,其非給予一平均厚度值而是一最大值。
結果以下表對照如下。
發現在過高厚度E4之破裂的γ-相表層4導致在加工期間電極線之過早斷裂。
從上述試驗可導出破裂的γ-黃銅表層4宜具有厚度E4小於電極線直徑之8%,更有利地為電極線直徑之2%等級。
就它而論,連續β-黃銅次層3可有利地具有厚度E3範圍為電極線直徑之5%與12%間,更有利地接近6%。
藉提供具有厚度E4之破裂的γ-黃銅表層4可得到一良好折衷,其中此層存在,對電極線直徑250μm約6μm(即是表示稍微大於直徑之2%)與一連續β-黃銅次層3具有厚度E3約15μm,即是約電極線直徑之6%。
在上表中,電極線2與3顯示EDM速率在γ-黃銅表層4外表面氧化出現下更為提升。第2圖顯示存有平均厚度E0之氧化層6。
該破裂的γ-黃銅表層4之一個未預期到的效果為,甚至當一非常微小量出現於經擴散電極線之表面時,與具有表面氧化之完全擴散β-相電極線相比,有較佳之電氣接觸。在AgieEvolutionII機器上,電氣接觸存在非常低功率火光,單純地允許加工件精確定位,而非切割。
與擴散至γ相全部消失程度之電極線比較,電流傳導接點之較少污點亦發現於具有破裂的γ-相表層4與β-相次層3之電極線,可想到該破裂的γ相,甚至當存有少量時,允許電流導體被潔淨,即,任何沉積在電流導體之表面上的氧化物與潤滑殘餘物可經由電極線表面刮除效果被移除,其表面為不均勻的。
試驗6
依據本發明,可以製造具有CuZn37黃銅芯(63%銅與
37%鋅)之電極線以生產低成本之電極線,但儘管如此,接著被研究本發明所呈現之優點。
一令人滿意的電極線可藉由選擇在一相對高溫度之相當長的擴散處理而得到,如此而製造一β-黃銅次層3與一破裂的γ-相表層4。
為如此作,CuZn37黃銅胚料以9μm之鋅被覆於直徑0.827mm,接著於烘爐內於大氣下作熱處理,溫度上升梯度以+0.5℃/min從外界溫度升至320℃,在320℃燜11小時,溫度下降梯度以-0.5℃/min從320℃降至外界溫度。之後,一抽線作業減縮直徑D1至0.25mm,且於捲繞前電極線進行連續線內(inline)鬆弛退火。
為比較依據本發明所得之效果,電極線之測試樣本依據描述於美國專利文件5945010號之製程被製造:-取CuZn37黃銅坯料(63%銅a與37%鋅);-於0.9mm直徑上製造6μm厚鋅包覆;-於大氣下,於177℃烘爐中執行熱處理,藉擴散將鋅轉換入γ-黃銅而不會形成可觀之β相之量;-抽線至0.25mm,且於捲繞前執行一連續鬆弛退火。
藉與一習知裸銅EDM電極線比較,依據美國專利文件5945010號此電極線在較低加工功率具有優點,但發現當EDM加工功率增加時,這些優點消失。
一額外試驗為藉增加鋅包覆厚度,增加破裂的γ-黃銅表層4之平均厚度。然而,所得到之電極線顯示為易脆的,且不能被使用於EDM機器中,因其於自動穿線中彎曲電極
線。
接著,依據美國專利文件5945010號,具有由CuZn37黃銅與破裂的γ-黃銅表層4製成之芯2的電極線之最大EDM速率,與依據本發明具有由β-黃銅次層3與破裂的γ-黃銅表層4之CuZn37黃銅與製成之芯2的電極線之最大EDM速率,於相同操作條件下作比較:
具有β-黃銅中間次層3,電極線顯示於彎曲中為較不易脆的。如此,電極線之磨耗層之全部厚度可予增加。
具有由CuZn37黃銅製成芯之電極線的最大EDM速率被改善了,且觀察到無過早電極線斷裂。
本發明不限於明白描述之該實施例,且包括落於以下申請專利範圍之各種修正與一般等效技術手段。
1‧‧‧電極線
2‧‧‧芯
3‧‧‧β-黃銅次層
4‧‧‧破裂的γ-黃銅表層
5‧‧‧γ-相區域
5a‧‧‧裂縫
6‧‧‧氧化層
本發明之其他目的、特色與優點將參考附圖與特定實施例之描述呈現:-第1圖為依據本發明實施例之EDM電極線的示意立體圖;-第2圖為第1圖EDM電極線之較大比例示意截面圖;-第3圖為依據本發明實施例具有黃銅芯之EDM電極線的緃向截面圖;及
-第4圖為依據本發明具有銅芯之EDM電極線的剖面部分。
1‧‧‧電極線
2‧‧‧芯
3‧‧‧β-黃銅次層
4‧‧‧破裂的γ-黃銅表層
5‧‧‧γ-相區域
5a‧‧‧裂縫
Claims (21)
- 一種用於放電加工之電極線(1),包括:-由銅、銅合金或黃銅所製成之芯(2);-黃銅包覆層;其特徵為該黃銅包覆層包括由下列所成之疊加:-β-黃銅次層(3);及-表層(4),其具有破裂的γ-黃銅結構,該γ-黃銅結構於裂縫(5a)中裸露β-黃銅。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中β-黃銅至少部分填充於γ-黃銅表層(4)之裂縫(5a)。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中β-黃銅次層(3)為連續的。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中該破裂的γ-黃銅表層(4)具有厚度(E4)少於該電極線直徑(D1)的8%,較佳地小於該電極線直徑(D1)的5%。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中該β-黃銅次層(3)具有厚度(E3)範圍介於該電極線直徑(D1)的5%與12%間。
- 如申請專利範圍第4或5項之用於放電加工之電極線(1),其中該破裂的γ-黃銅表層(4)與β-黃銅次層(3)之加總厚度(E3+E4)小於約該電極線直徑(D1)的10%。
- 如申請專利範圍第6項用於放電加工之電極線(1),其中該破 裂的γ-黃銅表層(4)具有約該電極線直徑(D1)的2%的厚度(E4),且β-黃銅次層(3)具有約該電極線直徑(D1)的6%的厚度(E3)。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中γ-黃銅表層(4)之外表面被氧化成為暗色。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中該電極線之γ-黃銅表層(4)之外表面被氧化,仍具有能反射光線之明亮外觀。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中以選擇性溶解(selective dissolution)量測,該氧化層(6)之平均厚度(E0)範圍約100nm與約250nm間。
- 如申請專利範圍第8至10項中任一項之用於放電加工之電極線(1),其中該氧化層(6)主要由氧化鋅組成。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中該芯(2)為具有鋅含量少於40%之黃銅製成。
- 如申請專利範圍第12項之用於放電加工之電極線(1),其中該芯(2)為由含有20%鋅之黃銅製成。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中該芯(2)由具有鋅含量約37%之CuZn37合金製成。
- 如申請專利範圍第1項之用於放電加工之電極線(1),其中該芯(2)由銅製成。
- 一種製造用於放電加工之電極線的方法,該放電加工之電極線具有由銅、銅合金或黃銅所製成之芯;及黃銅包覆層,該黃銅包覆層包括由β-黃銅次層及表層所成之疊加,該表層具 有破裂的γ-黃銅結構,該γ-黃銅結構於裂縫中裸露β-黃銅,該方法包括以下步驟:a)提供該芯(2),b)使用電解法以一層鋅覆蓋該芯(2),以製成一預製坯料(preblank),c)儘可能地使該預製坯料受到第一抽線作業,d)將該經過抽線之預製坯料於烘爐中在溫度範圍約200℃與約400℃間進行退火,並歷經約2小時至約40小時,將溫度與時間選取成使得由於覆蓋層之鋅與芯(2)之銅或黃銅間之擴散而製得具有β-黃銅次層(3)與表面氧化之γ-黃銅表層(4)之坯料,e)使如此擴散之該坯料受到第二冷抽線作業,以使它達到其最終直徑(D1)且藉此使γ-黃銅表層(4)破裂。
- 如申請專利範圍第16項之製造用於放電加工之電極線的方法,其中該第二抽線作業使直徑減少約40%至約78%。
- 如申請專利範圍第16或17項之製造用於放電加工之電極線的方法,其中該第一抽線作業使直徑減少約40%至約60%。
- 如申請專利範圍第16項之製造用於放電加工之電極線的方法,其中該退火步驟d)係以經選取的溫度與時間在烘爐中實施,以使在步驟e)後藉由在電極線上選擇性溶解量測得到的氧化層(6)之平均厚度(E0)在約100nm與約250nm之間。
- 如申請專利範圍第16項之製造用於放電加工之電極線的方法,其中退火步驟d)係於空氣中實施,在γ-黃銅表層(4)之外表面產生氧化。
- 如申請專利範圍第16項之製造用於放電加工之電極線的方法,其中在實施退火步驟d)的同時藉由將預製坯料包裹在密封或半密封的包裝物內來限制氧化。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0501547A FR2881973B1 (fr) | 2005-02-11 | 2005-02-11 | Fil composite pour electrosion |
FR0508589A FR2881974B1 (fr) | 2005-02-11 | 2005-08-17 | Fil composite pour electroerosion. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200635685A TW200635685A (en) | 2006-10-16 |
TWI391197B true TWI391197B (zh) | 2013-04-01 |
Family
ID=36228642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW095104549A TWI391197B (zh) | 2005-02-11 | 2006-02-10 | 用於放電加工之複合電極線 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8378247B2 (zh) |
EP (1) | EP1846189B1 (zh) |
JP (1) | JP5069134B2 (zh) |
KR (2) | KR20070100424A (zh) |
AT (1) | ATE541662T1 (zh) |
BR (1) | BRPI0608215B1 (zh) |
DE (1) | DE06709289T1 (zh) |
ES (1) | ES2380486T3 (zh) |
FR (1) | FR2881974B1 (zh) |
PL (1) | PL1846189T3 (zh) |
TW (1) | TWI391197B (zh) |
WO (1) | WO2006085006A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI595951B (zh) * | 2015-04-16 | 2017-08-21 | Discharge processing electrode line | |
TWI784706B (zh) * | 2021-09-10 | 2022-11-21 | 德商貝肯赫佛股份有限公司 | 用於電火花沖蝕切割的線狀電極 |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2811229T3 (es) | 2005-12-01 | 2021-03-11 | Thermocompact Sa | Alambre para EDM |
US10189100B2 (en) * | 2008-07-29 | 2019-01-29 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method for wire electro-discharge machining a part |
PL2172295T3 (pl) | 2008-10-01 | 2012-11-30 | Berkenhoff Gmbh | Elektroda drutowa do cięcia metodą obróbki elektroerozyjnej |
EP2193867B2 (de) * | 2008-12-03 | 2022-12-21 | Berkenhoff GmbH | Verfahren zur Herstellung einer Drahtelektrode zum funkenerosiven Schneiden. |
JP4931028B2 (ja) * | 2010-02-02 | 2012-05-16 | 沖電線株式会社 | ワイヤ放電加工用電極線、その製造方法及びその電極線を用いた放電加工方法 |
US20120203493A1 (en) * | 2011-02-07 | 2012-08-09 | William Kurt Dobson | Apparatus, system, and method for wires with waveguides |
KR101284495B1 (ko) * | 2011-04-29 | 2013-07-16 | 성기철 | 방전가공용 전극선 및 그 제조방법 |
KR101292343B1 (ko) * | 2011-08-08 | 2013-07-31 | 성기철 | 방전가공용 전극선 및 그 제조방법 |
KR20140051734A (ko) * | 2012-10-23 | 2014-05-02 | 성기철 | 방전가공용 전극선 및 그 제조방법 |
KR20140075442A (ko) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 성기철 | 방전가공용 전극선 및 그 제조방법 |
TW201545828A (zh) * | 2014-06-10 | 2015-12-16 | Ya-Yang Yan | 一種放電加工切割線及該放電加工切割線之製造方法 |
JP6584765B2 (ja) | 2014-10-28 | 2019-10-02 | 沖電線株式会社 | 放電加工用電極線及び放電加工用電極線製造方法 |
JP7051879B2 (ja) * | 2016-10-14 | 2022-04-11 | サーモコンパクト | 合金で被覆したedmワイヤ |
TWI681827B (zh) * | 2019-04-03 | 2020-01-11 | 薩摩亞商正錦和金屬股份有限公司 | 金屬線之製造方法及其結構 |
MX2021013202A (es) | 2019-05-10 | 2022-03-11 | Berkenhoff Gmbh | Electrodo de alambre para corte por electroerosion y metodo para producir este electrodo de alambre. |
WO2021198245A1 (de) | 2020-03-31 | 2021-10-07 | Berkenhoff Gmbh | Drahtelektrode zum funkenerosiven schneiden |
CN113823435B (zh) * | 2021-09-08 | 2024-04-23 | 湖州金钛导体技术有限公司 | 一种复合电极丝、复合电极丝的制备方法及应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4287404A (en) * | 1978-03-03 | 1981-09-01 | Ateliers Des Charmilles, S.A. | Electrode for electrical discharge machining |
US5945010A (en) * | 1997-09-02 | 1999-08-31 | Composite Concepts Company, Inc. | Electrode wire for use in electric discharge machining and process for preparing same |
TWI225810B (en) * | 2001-09-21 | 2005-01-01 | Berkenhoff Gmbh | Wire electrode for spark erosion gutting |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE444278B (sv) * | 1979-10-11 | 1986-04-07 | Charmilles Sa Ateliers | Tradformig elektrod samt sett att tillverka sadan elektrod |
US4977303A (en) * | 1984-08-28 | 1990-12-11 | Charmilles Technologie S.A. | Zinc or cadmium coated, surface oxidized electrode wire for EDM cutting of a workpiece; and method for forming such a wire |
US4686153A (en) * | 1984-12-08 | 1987-08-11 | Fujikura Ltd. | Electrode wire for use in electric discharge machining and process for preparing same |
ES2033916T3 (es) * | 1987-10-23 | 1993-04-01 | Berkenhoff Gmbh | Electrodo erosivo, esencialmente electrodo de alambre para la mecanizacion electrica-erosiva. |
DE19510740A1 (de) * | 1995-03-24 | 1996-10-02 | Berkenhoff Gmbh | Drahtelektrode sowie Verfahren zur Herstellung einer Drahtelektrode, insbesondere für das Funkenerodierverfahren |
US5762726A (en) * | 1995-03-24 | 1998-06-09 | Berkenhoff Gmbh | Wire electrode and process for producing a wire electrode, particular for a spark erosion process |
US5741376A (en) * | 1996-05-09 | 1998-04-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | High temperature melting niobium-titanium-chromium-aluminum-silicon alloys |
US6306523B1 (en) * | 1997-07-30 | 2001-10-23 | Ki Chul Seong | Method of manufacturing porous electrode wire for electric discharge machining and structure of the electrode wire |
JP2002126950A (ja) * | 2000-10-23 | 2002-05-08 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ワイヤ放電加工用電極線の製造方法 |
JP2002126949A (ja) * | 2000-10-23 | 2002-05-08 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ワイヤ放電加工用電極線 |
JP2003291030A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-14 | Oki Electric Cable Co Ltd | ワイヤ放電加工用電極線 |
DE10308778B3 (de) * | 2003-02-28 | 2004-08-12 | Wieland-Werke Ag | Bleifreie Kupferlegierung und deren Verwendung |
-
2005
- 2005-08-17 FR FR0508589A patent/FR2881974B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-02-10 KR KR1020077020817A patent/KR20070100424A/ko not_active Application Discontinuation
- 2006-02-10 BR BRPI0608215-7A patent/BRPI0608215B1/pt active IP Right Grant
- 2006-02-10 ES ES06709289T patent/ES2380486T3/es active Active
- 2006-02-10 KR KR1020137034624A patent/KR101653551B1/ko active IP Right Grant
- 2006-02-10 AT AT06709289T patent/ATE541662T1/de active
- 2006-02-10 DE DE06709289T patent/DE06709289T1/de active Pending
- 2006-02-10 TW TW095104549A patent/TWI391197B/zh active
- 2006-02-10 EP EP06709289A patent/EP1846189B1/fr active Active
- 2006-02-10 US US11/816,070 patent/US8378247B2/en active Active
- 2006-02-10 JP JP2007554600A patent/JP5069134B2/ja active Active
- 2006-02-10 PL PL06709289T patent/PL1846189T3/pl unknown
- 2006-02-10 WO PCT/FR2006/000304 patent/WO2006085006A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4287404A (en) * | 1978-03-03 | 1981-09-01 | Ateliers Des Charmilles, S.A. | Electrode for electrical discharge machining |
US4287404B1 (zh) * | 1978-03-03 | 1985-06-11 | ||
US5945010A (en) * | 1997-09-02 | 1999-08-31 | Composite Concepts Company, Inc. | Electrode wire for use in electric discharge machining and process for preparing same |
TWI225810B (en) * | 2001-09-21 | 2005-01-01 | Berkenhoff Gmbh | Wire electrode for spark erosion gutting |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI595951B (zh) * | 2015-04-16 | 2017-08-21 | Discharge processing electrode line | |
TWI784706B (zh) * | 2021-09-10 | 2022-11-21 | 德商貝肯赫佛股份有限公司 | 用於電火花沖蝕切割的線狀電極 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2881974A1 (fr) | 2006-08-18 |
EP1846189A1 (fr) | 2007-10-24 |
EP1846189B1 (fr) | 2012-01-18 |
FR2881974B1 (fr) | 2007-07-27 |
DE06709289T1 (de) | 2008-08-28 |
US20080061038A1 (en) | 2008-03-13 |
KR101653551B1 (ko) | 2016-09-02 |
ATE541662T1 (de) | 2012-02-15 |
TW200635685A (en) | 2006-10-16 |
BRPI0608215B1 (pt) | 2023-05-16 |
BRPI0608215A2 (pt) | 2009-11-24 |
KR20140015595A (ko) | 2014-02-06 |
ES2380486T3 (es) | 2012-05-14 |
KR20070100424A (ko) | 2007-10-10 |
JP5069134B2 (ja) | 2012-11-07 |
US8378247B2 (en) | 2013-02-19 |
WO2006085006A1 (fr) | 2006-08-17 |
JP2008535668A (ja) | 2008-09-04 |
PL1846189T3 (pl) | 2012-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI391197B (zh) | 用於放電加工之複合電極線 | |
CN101115580B (zh) | 用于电火花加工的复合丝 | |
US6306523B1 (en) | Method of manufacturing porous electrode wire for electric discharge machining and structure of the electrode wire | |
KR100868008B1 (ko) | 스파크 침식절삭용 와이어전극 | |
ES2249642T3 (es) | Hilo para electroerosion a gran velocidad de mecanizacion. | |
CN102369077B (zh) | 线放电加工用电极线及其制造方法 | |
JP3917650B2 (ja) | 放電加工用多層コーティング電極線およびその製造方法 | |
KR20170109061A (ko) | 비늘형 미세 재질 전극 와이어 재료 및 이의 제조 방법과 응용 | |
WO2019062768A1 (zh) | 织构化镀层电极丝的制备方法 | |
JP2007152398A (ja) | 銅被覆アルミニウム線の製造方法 | |
JP6288433B2 (ja) | 銅コイル材、銅コイル材の製造方法、銅平角線の製造方法、及び被覆平角線の製造方法 | |
JP2008296298A (ja) | ワイヤ放電加工用電極線 | |
JP6124333B2 (ja) | ワイヤ電極の製造方法および線引ダイス | |
EP1106293B1 (fr) | Electrode pour l'usinage d'une pièce par électroérosion et son procédé de fabrication | |
EP3817880B1 (fr) | Fil électrode a couche poreuse pour électroerosion et procédés de réalisation d'un tel fil électrode | |
KR20070090342A (ko) | 고속가공용 전극선 및 그 제조방법 | |
US3992201A (en) | Filaments for fluorescent lamps | |
JP2013102054A (ja) | 太陽電池用リード線 | |
US8153187B2 (en) | Method for oxidising a thermocouple sheath | |
US3877495A (en) | Method of manufacturing improved filaments for fluorescent lamps | |
SU580043A2 (ru) | Способ получени ленты из проволоки | |
JP2010132987A (ja) | Pt被覆線及びその製造方法 |