專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于電火花加工的復(fù)合絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于在電火花加工(EDM)機(jī)器中通過(guò)電火花加工來(lái)切割金屬或?qū)щ姴牧系碾姌O絲。
背景技術(shù)：
：大多數(shù)現(xiàn)代EDM機(jī)器都設(shè)計(jì)成使用極限抗拉強(qiáng)度在400~1000N/mm2之間的直徑大致為0.25mm的棵黃銅絲。EDM絲應(yīng)當(dāng)是導(dǎo)電的，它們通過(guò)在受控的水基電介質(zhì)中在該絲線與導(dǎo)電工件之間腐蝕放電而工作。為了實(shí)現(xiàn)精確加工，尤其是為了能夠切削具有小半徑的角部，必須使用具有高極限抗拉強(qiáng)度的小直徑絲線，使得它們能在加工區(qū)域中保持張緊并限制振動(dòng)的振幅。因此，人們可能試圖使用至少中部由鋼制成的絲線，以增加極限抗拉強(qiáng)度。由于電火花加工是較慢的過(guò)程，因此同時(shí)存在使加工速度尤其是粗加工速度最大化的需求。在本專(zhuān)利申請(qǐng)中，粗加工速度以mm2/min也就是以切削面面積的放大速度來(lái)測(cè)量，或者對(duì)于工件的給定高度以mm/min即根據(jù)絲線穿透工件的速度來(lái)測(cè)量。應(yīng)理解，該速度直接取決于絲線與工件之間的加工區(qū)域中釋放的放電能量，因而取決于絲線能夠傳導(dǎo)到加工區(qū)域中的電能。然而，在加工區(qū)域中的腐蝕放電和經(jīng)過(guò)絲線的電流產(chǎn)生的焦耳熱往往會(huì)使絲線變熱。用于電火花加工的絲線的一個(gè)限制是絲線會(huì)在熱和機(jī)械張力的聯(lián)合作用下斷裂。這使得使用者不得不限制其EDM機(jī)器的加工功率，尤其是在絲線無(wú)法被特別好地冷卻時(shí)，例如在錐形加工或在加工非常長(zhǎng)的工件時(shí)。避免斷裂的最筒單方法是使用大直徑絲線，例如^f吏用直徑在0.30mm以上的絲線。然而，這將限制可加工的凹角的最小半徑。已經(jīng)提出使用鍍鋅絲，與棵黃銅絲相比，涂層的作用增加了加工速度。然而，純鋅層很快磨損而不能足夠長(zhǎng)時(shí)間地保護(hù)絲線芯部以切削長(zhǎng)工件。已經(jīng)提出使用P-黃銅層一即含有大約47%鋅的黃銅來(lái)覆蓋絲線芯部，從而避免純鋅制成的表面層磨損過(guò)快的缺點(diǎn)，因而可以增強(qiáng)切削性能。文獻(xiàn)US4,977,303說(shuō)明了一種用于制造電極絲的方法以及一種具有特殊結(jié)構(gòu)的電極絲，在該文獻(xiàn)中描述和要求保護(hù)的方法包括提供例如由銅制成的金屬芯，用給定厚度(13-15pm)的諸如鋅的揮發(fā)性金屬層覆蓋該金屬芯，在氧化氣氛下將其整個(gè)加熱到700"C以上，優(yōu)選加熱到850t:以上，以4吏鋅和銅擴(kuò)散直至獲得厚度是初始鋅層的給定厚度的大約三倍的擴(kuò)散層，以及將該擴(kuò)散層的厚度減少至少30%.在厚度減少30%后，用于該方法的操作條件必然在擴(kuò)散層中造成約33%的鋅濃度，即造成厚度約22jim的a-銅/鋅合金。該文獻(xiàn)中描述和要求保護(hù)的電極絲包括厚度為大約ljim的表面氧化層，該表面氧化層覆蓋厚度大約為6jim、含有58-60%鋅的銅/鋅合金(即Y-銅/鋅合金)連續(xù)層，鋅濃度則朝向芯部減少直至約lljim的深度。該文獻(xiàn)未說(shuō)明如何獲得這種帶有Y-銅/鋅合金層的電極絲。最近，文獻(xiàn)US5,945,010提出使鍍鋅ot-黃銅退火，以便形成Y-黃銅外圍層，然后對(duì)這樣獲得的坯料進(jìn)行拉絲以使其達(dá)到最終直徑。拉絲操作產(chǎn)生斷裂的Y-黃銅表面層。該文獻(xiàn)提到，表面層的斷裂并不會(huì)降低切削速度性能。另外，該文獻(xiàn)不主張?jiān)O(shè)置P-黃銅層。最后，文獻(xiàn)US6,781,081(或者US2003/0057189Al)公開(kāi)了一種性能良好的絲線，該絲線在金屬芯部上疊加有兩個(gè)連續(xù)的黃銅層，內(nèi)層由P-黃銅制成，連續(xù)的外層由Y-黃銅制成。EDM的速度因而高于只具有Y-黃銅層或P-黃銅層的絲線。然而，該文獻(xiàn)未說(shuō)明如何制造這樣的絲線。
發(fā)明內(nèi)容對(duì)于給定加工電流來(lái)說(shuō)需要盡可能快地進(jìn)行加工，并且對(duì)于給定絲線(金屬絲，電極絲)直徑來(lái)說(shuō)也需要能夠使用盡可能最高的加工電流。本發(fā)明源自這樣的驚人發(fā)現(xiàn)，即，對(duì)于具有覆蓋有合金層的金屬芯的edm絲線來(lái)說(shuō)，通過(guò)在由銅或黃銅制成的芯部上設(shè)置涂層(鍍層，覆蓋層)仍可以使edm的性能獲得相當(dāng)可觀的增強(qiáng)，所述涂層結(jié)合了斷裂的y-黃銅表面層和P-黃銅子層，該發(fā)現(xiàn)推翻了文獻(xiàn)us5,945,010的教導(dǎo)，該文獻(xiàn)認(rèn)為，如果使用斷裂的y-黃銅表面層，則切削速度不會(huì)有任何提高，并且該文獻(xiàn)尤其不主張使用P-黃銅。因此，為了進(jìn)一步提高edm加工速度，本發(fā)明提出一種用于電火花加工的電極絲，該電極絲包括-由銅、銅合金或黃銅制成的芯部；-黃銅涂層，其中，該黃銅涂層包括疊置的-P黃銅子層；以及-具有在裂紋(斷裂部)處露出p-黃銅的斷裂的y-黃銅結(jié)構(gòu)的表面層。根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施方式，P-黃銅至少局部地填充y-黃銅表面層中的裂紋。有利的是，所述P-黃銅子層可以是連續(xù)的，從而比不連續(xù)的子層提供更好的效果。通過(guò)使斷裂的y-黃銅表面層的厚度小于電極絲直徑的8%，優(yōu)選小于電極絲直徑的5。/。而獲得更好的效果，該效果包括edm具有更高的速度和加工后的工件具有更好的表面光潔度。如果厚度大于電極絲直徑的大約5%，則會(huì)發(fā)現(xiàn)加工后的工件的表面光潔度下降加工后的成品工件具有與已完成加工的電極絲的方向平行的條痕。作為替代方案或補(bǔ)充方案，有利地使所述P-黃銅子層的厚度在電極絲直徑的5%~12%的范圍內(nèi)。當(dāng)斷裂的y-黃銅表面層和P-黃銅子層的組合厚度小于電極絲直徑的大約10%時(shí)，會(huì)使這樣的電極絲的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)更容易。超過(guò)該值，在拉絲步驟制造過(guò)程中電極絲會(huì)發(fā)生斷裂。一種有利實(shí)施方式是設(shè)置厚度為電極絲直徑的大約2%的斷裂的Y-黃銅表面層和厚度為電極絲直徑的大約6%的p-黃銅子層。如果將Y-黃銅表面層的外表面充分地氧化成發(fā)暗的顏色(深色)，則也可以使EDM速度獲得增加。在某些EDM機(jī)器中，不利之處在于氧化物可能增加電接觸的困難，或者導(dǎo)致導(dǎo)電體過(guò)早磨損。因此，優(yōu)選使Y-黃銅表面層的外表面的氧化程度較低，并且仍然例如具有能夠反射光的明亮的外表，以便與利用該特性檢測(cè)電極絲存在的EDM機(jī)器相容。實(shí)際上，為了避免電接觸和電線磨損問(wèn)題并同時(shí)確保增強(qiáng)EDM的性能，可以?xún)?yōu)選這樣的電極絲，在該電極絲中，通過(guò)選擇性分解(溶解)測(cè)量得到的氧化層的平均厚度在大約100nm至大約250nm之間，并優(yōu)選小于200nm,該氧化層主要由氧化鋅構(gòu)成.可以?xún)?yōu)選的是選擇由鋅含量小于40%的黃銅來(lái)制造芯部，更優(yōu)選的是選擇含有20%鋅的黃銅來(lái)制造芯部，作為可選方案，可以選擇由銅制成的芯部，以使電極絲的導(dǎo)電性最佳。也可以通過(guò)選擇含有37%鋅的CuZn37合金制成的芯部來(lái)增加EDM的速度，這還具有降低生產(chǎn)成本的附加優(yōu)點(diǎn)?？梢宰C實(shí)，有利的是對(duì)成批的多盤(pán)絲線施進(jìn)行低溫?cái)U(kuò)散來(lái)制造這樣的電極絲，因?yàn)榕c高溫和/或在線處理相比這種方式節(jié)省能量。因此，根據(jù)另一方面，本發(fā)明提出了一種經(jīng)濟(jì)的用于制造這種電極絲的方法，該方法包括以下步驟a)提供由銅或黃銅制成的芯部；b)利用電解方法用鋅層覆蓋所述芯部，以形成預(yù)坯料；c)需要時(shí)，對(duì)所述預(yù)坯料進(jìn)行第一拉絲操作，以使鍍鋅絲的表面光滑，并因而使該絲線在進(jìn)行擴(kuò)散后易于繞出；d)在爐內(nèi)以大約200C至大約400X:的溫度對(duì)拉絲后的預(yù)坯料進(jìn)行2小時(shí)至約40小時(shí)的退火，選擇時(shí)間和溫度，使得通過(guò)覆蓋層的鋅和芯部的銅或黃銅之間的擴(kuò)散來(lái)制成坯料，該坯料具有P-黃銅子層和Y-黃銅表面層，該Y-黃銅表面層本身在表面處至少被輕微氧化；e)對(duì)這樣擴(kuò)散得到的坯料進(jìn)行第二冷拉絲操作，以使該坯料形成最終直徑并使Y-黃銅表面層斷裂。然而，也可通過(guò)在低溫下并持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間的批量熱處理來(lái)制造這種電極絲，只要持續(xù)時(shí)間符合工業(yè)要求即可。相反，可通過(guò)在取出電極絲時(shí)將其加熱到更高的溫度(大約600C)而利用在線工藝制造這種電極絲。在第二拉絲操作過(guò)程中，外部的Y相首先斷裂成在電極絲表面均勻分布的塊。在這些塊之間具有空裂紋。接著，仍在拉絲^Mt過(guò)程中，這些塊沿縱向方向再聚集在一起，從而允許P相子層從它們之間穿過(guò)以便最終在特定位置與電極絲的表面平齊。作為參考，第二拉絲操作實(shí)現(xiàn)的直徑減少量在大約40%至大約78%的范圍內(nèi)。這使Y-黃銅的外圍層可以適當(dāng)?shù)財(cái)嗔?。另外，可以將第一拉絲操作進(jìn)行成使得直徑減少約40%至約60%。在該方法中，有利的是退火步驟d)以這樣的溫度和時(shí)間在爐中進(jìn)行，該溫度和時(shí)間被選擇成使得在步驟e)之后通過(guò)選擇性分解測(cè)量得到的電極絲上的氧化層的平均厚度在大約100nm和大約250nm的范圍內(nèi)。簡(jiǎn)單地列出會(huì)產(chǎn)生一定擴(kuò)散狀態(tài)的所有時(shí)間和溫度條件是不可能的。這是因?yàn)闉榱酥瞥呻娀鸹庸そz線而進(jìn)行的擴(kuò)散涉及既不平整也未薄或厚到足以構(gòu)成半無(wú)限介質(zhì)的外鋅層。另外，潛熱路徑(隨時(shí)間變化的溫度)非常不同。在對(duì)4kg盤(pán)包裝的銅絲或鍍鋅CuZn20黃銅絲在空氣中進(jìn)行擴(kuò)散操作的情況下，已發(fā)現(xiàn)p相中間層的厚度e根據(jù)如下定律作為時(shí)間t的函數(shù)增加de/dt=D/e，D為取決于溫度T和絲線芯部的成分的擴(kuò)散系數(shù)，de/dt為厚度e關(guān)于時(shí)間t的導(dǎo)數(shù)。系數(shù)D是溫度T的根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公式D=D0e-Q/RT的函數(shù)，Do是用mVs表示的頻率因數(shù)，Q是用J/moI表示的活化能，R是理想氣體摩爾氣體常數(shù)并等于8.31J/(mol.K)，T是以絕對(duì)溫度表示的溫度。Do和Q取決于鍍鋅絲線的芯部的特性。對(duì)于在約620'C到約680C范閨內(nèi)的溫度，可以為銅芯選擇Do=4.98x10"以及Q-129500，而為CuZn20黃銅芯選擇D0=2.64xl(T6以及Q=100800。對(duì)于CuZn37芯，可以選擇D0=4.10x103以及Q=138200。可以使用任何公知方法對(duì)微分公式de/de=D/e進(jìn)行積分。在恒定溫度下，積分滿足簡(jiǎn)化公式e=(2Dt)1/2。最終P相厚度必然受到可用鋅量的限制，并且根據(jù)本發(fā)明，在表面處留有較少的Y相。對(duì)于在包裝在較大巻盤(pán)中的絲線上進(jìn)行的擴(kuò)散操作，有利地通過(guò)降低均熱溫度以確保巻盤(pán)的整體溫度均勻來(lái)加長(zhǎng)處理時(shí)間.這樣，本發(fā)明能夠按照如下步驟在芯部的oc相與外部的Y相層之間獲得一些P相采用包括含有63%銅和37%鋅的黃銅芯和3jim的純鋅涂層的絲線，該絲線的外徑為0.46mm;以220t:對(duì)該絲線熱處理15小時(shí)。因而在ct相芯部和厚度為大約4pm的y相外層之間形成厚度大約為2jim的P相子層。以上所給出的信息使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)初始條件和期望的最終條件選擇時(shí)間和溫度條件，實(shí)際上就是選擇其熱路徑。在暴露于氧的絲線上進(jìn)行擴(kuò)散是非常重要的，這是因?yàn)樵诓皇嵌栊詺怏w氣氛或不是減小的壓力的情況下，鋅會(huì)出現(xiàn)顯著的揮發(fā)，從而在擴(kuò)散結(jié)束時(shí)剩余的P相厚度會(huì)特別低。如果期望強(qiáng)烈氧化Y-黃銅表面層的外表面，則在空氣中進(jìn)行退火。該空氣需要能夠比絲線的氧化所要求的更快地?cái)U(kuò)散到絲線的表面。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，將未密集巻繞的預(yù)坯料例如放置到籃狀物中，或者，使用小于0.5t:/min—例如0.2X:/min的淺溫度梯度使溫度上升。如果巻繞密集，則主要是巻盤(pán)的外側(cè)被氧化，而內(nèi)側(cè)還未與氧接觸。如果期望Y-黃銅表面層的外表面氧化非常小，則可利用絲線股自身之間存在的空氣。為此，可以將巻盤(pán)包封在密封或半密封的裝置中，例如圍繞絲線包裹薄金屬箔，例如鋁箔。包裹裝置必須使含在包裹中的空氣在熱處理期間可在巻盤(pán)周?chē)推渲信蛎浐褪湛s。因此，通過(guò)將預(yù)坯料包裹在密封或半密封的包裹中來(lái)限制氧化。用于擴(kuò)散加熱步驟的溫度和時(shí)間條件優(yōu)選選擇成使得在步驟e)之后通過(guò)在電極絲上選擇性分解測(cè)量得到的氧化層的平均厚度在大約lOOnm至大約250nm的范圍內(nèi)。所述選擇性分解的溶液可以是如下的溶液在200ml水中含有50ml一摩爾乙酸，其中添加有0.5ml炔丙醇。浸入時(shí)間大約2分鐘。測(cè)量直徑為D,的絲線的長(zhǎng)度L的重量損失M。假定該重量損失M是由于氧化鋅的溶解造成的，該氧化鋅的密度My大約為5600kg/m3。從而可利用公式Eo-M/7tD山My推出氧化物厚度E0.不推薦在惰性氣氛中或減小的壓力下進(jìn)行擴(kuò)散，因?yàn)殇\會(huì)因此部分地從絲線的表面揮發(fā)并形成粉末。這種具有高活性的金屬粉末是不期望的，這就是為什么推薦在空氣中進(jìn)行擴(kuò)散。從如下參照附圖給出的具體實(shí)施方式的描述將更清楚本發(fā)明其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的EDM絲的示意性透視圖2是圖1的EDM絲的放大比例的示意性剖視圖3是穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的具有黃銅芯的EDM絲的縱向截面；以及圖4是穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明的具有銅芯的EDM絲的剖視圖。具體實(shí)施例方式在附圖所示的實(shí)施方式中，用于EDM加工的電極絲1包括由銅或黃銅制成的芯部2，該芯部2涂覆有由連續(xù)的P-黃銅子層3和表面層4構(gòu)成的涂層，該表面層4具有在裂紋處露出P-黃銅的斷裂的Y-黃銅結(jié)構(gòu)。在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，使用術(shù)語(yǔ)"P-黃銅"來(lái)表示含有約45°/0至49%鋅的銅鋅合金。在環(huán)境溫度下，該P(yáng)相A^則且具有一定脆性的，并通常被稱(chēng)為『相。如果超過(guò)一定溫度，結(jié)構(gòu)則變成不規(guī)則的，于是稱(chēng)為P相。P和P'相之間的轉(zhuǎn)變不可避免，但其影響很小。因而，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在本說(shuō)明書(shū)中，該黃銅僅由單個(gè)術(shù)語(yǔ)"P-黃銅"來(lái)表示。在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，使用"Y-黃銅"來(lái)表示鋅的比例占大約65%的銅鋅合金。"a-黃銅"的鋅含量可以小于40%，例如，小于大約35%或甚至小于大約20%。至于表面層4，例如可以區(qū)分出Y相區(qū)域5(圖3),該區(qū)域5以其中露出P-黃銅的裂紋5a為邊界。P-黃銅可以至少局部地填充Y-黃銅表面層4中的裂紋5a,從而使絲線的表面具有一定程度的連續(xù)性。驗(yàn)得以證實(shí)。試驗(yàn)一該第一試m^實(shí)，斷裂的Y-黃銅表面層降低了該絲線能夠承受的電流的最大強(qiáng)度。為此，提供多個(gè)直徑A均為0.25mm的絲線。將絲線固定在兩個(gè)電端子之間，所述電端子浸入20n的去離子水中。不使絲線受到任何機(jī)械拉力。裝置的所述端子之間連接電流發(fā)生器。增大電流直到絲線斷裂，并記錄絲線容許的最大電流強(qiáng)度。結(jié)果在下表中列出。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>應(yīng)注意，最后的在黃銅芯上具有斷裂的Y相的試驗(yàn)用絲線是根據(jù)上述文獻(xiàn)US5，945，010的教導(dǎo)所述的絲線。試驗(yàn)二然后制造根據(jù)本發(fā)明的直徑Di為0.25mm的絲線A,該絲線A包括由CuZn20黃銅制成的芯部2，該芯部覆蓋有外表未斷裂的P相子層3和明顯斷裂的Y相表面層4。為此，采用電解法對(duì)直徑為1.20mm的CuZn20黃銅絲涂覆29jim的鋅。拉制該絲以使其直徑變?yōu)?.827mm。在空氣氣氛中使該絲從400X:的爐中保持兩個(gè)小時(shí)以對(duì)該絲進(jìn)行退火，其中溫度上升和下降的梯度為土l^C/min。最后，對(duì)這樣擴(kuò)散的絲線進(jìn)行拉絲操作以使其直徑R為0.25mm。測(cè)得絲線上的涂層的總厚度為大約20im。該涂層由在某些位置處在絲線表面上可見(jiàn)的P相子層3構(gòu)成，并且在其余位置被斷裂的Y-黃銅4覆蓋。因此，顯而易見(jiàn)，在拉絲步猓中，p-黃銅子層3在拉絲操作過(guò)程中自身并未斷裂.在與試驗(yàn)一中的前述絲線相同的條件下進(jìn)行測(cè)試，該絲線承受的最大電流為75A。該絲線的極限抗拉強(qiáng)度為750N/mm2。該絲線可成功地用于17N的機(jī)械拉力下的EDM加工。該試驗(yàn)揭示了P-黃銅子層3中的意外效果，該子層3增強(qiáng)了絲線承受高電流的能力，并且4吏該性能與其中表面層4未斷裂的絲線的性能一致。試驗(yàn)三接著，按如下制造絲線B:使直徑為1.20mm的CuZn20黃銅芯涂覆有29nm的鋅，然后進(jìn)行拉絲操作以使絲線的直徑Di減小到0.25mm。在380t:下進(jìn)行退火操作1小時(shí)15分鐘，以獲得包括大約16jrni厚的P相子層3和基本未斷裂(因?yàn)檫€未進(jìn)行拉絲操作)的大約4jim厚的Y相表面層4的絲線。該絲線承受75A的最大電流。該絲線具有430N/mm2的極限抗拉強(qiáng)度，并可成功地用于EDM加工，但是機(jī)械拉力減少到ION。因此，在試驗(yàn)二中制成的根據(jù)本發(fā)明的絲線A表現(xiàn)出比本試驗(yàn)的絲線B更好的機(jī)械強(qiáng)度。試驗(yàn)四在適合絲線A和絲線B的條件下，也就是說(shuō)用ION的機(jī)械拉力比較絲線A和絲線B的EDM速度。該試驗(yàn)使用由Agie制造的AgieCutEvolutionIISFF機(jī)進(jìn)行。條件如下基本工藝estcca25nnn300g230050，適合具有900N/mm2的強(qiáng)度的鍍鋅黃銅絲，噴嘴壓靠在工件上。被加工的材料是60mm高的鋼材。絲線中的M拉力降低到ION,絲線A的EDM速度是2.515mm/min，絲線8的￡0]\1速度是2.500111111/111111。因此，可見(jiàn)絲線A的EDM速度略微增加。使用相同的機(jī)器、相同的材料和工藝estccw25nnn300h250050，適合具有CuZn20黃銅芯和P相層的絲線，在退火狀態(tài)下，絲線上的力為12N，從1逐漸增加參數(shù)P的值直到絲線斷裂，觀察到下列最大速度絲線A的最大速度為2.79mm/min(P=27)，絲線B的最大速度為1.85mm/min(P-19)。絲線A的加工快于絲線B這一事實(shí)與文獻(xiàn)US5，945，010中公布的數(shù)據(jù)形成了鮮明的對(duì)比。試驗(yàn)五接下來(lái)研究斷裂的Y相的厚度E4的影響，以確定具有最佳EDM速度的絲線。利用直徑為0.9mm的銅芯獲得才艮據(jù)^^發(fā)明的絲線。對(duì)該銅芯涂^^鋅，然后進(jìn)行拉絲操作，以獲得直徑為0.422mm的中間絲線，其中外鋅層的厚度為16-19jim。將該中間絲線以各種時(shí)間升高到各種溫度，從而形成由不同比例的卩相和Y相構(gòu)成的外層。在擴(kuò)散處理之后，使絲線處于退火狀態(tài)。冷拉絲操作形成在加工硬化狀態(tài)下直徑為0.25mm的EDM絲線。<使Y相表面層4斷裂，而使P相子層3保持連續(xù)。Y相表面層4不覆蓋絲線的全部表面，并且在存在Y相表面層4的地方記錄該層的厚度E4，該厚度不是平均厚度值而是最大厚度值。結(jié)果集中在下表中。絲線擴(kuò)散條件層厚(若存在Y層則為最大厚度)E2H50狀態(tài)下的最大EDM速度在加工過(guò)程中過(guò)早斷裂1400匸，2小時(shí)，士0,5t:/min空氣中P25pmY2fim暗的外觀4.35mm/min否2380X:，3小時(shí)，±0.5t:/min空氣中P18,Y5fim暗的外觀4.76mm/min否3380X:，3小時(shí)，±0.5"C/min絲線在巻筒中以隔離空氣Pl印mY5,亮的外觀4.61mm/min否4360*C，2小時(shí)，±0.5X:/min空氣中P5fimY20pm顏色不均勻的外觀4.05mm/min是320C2小時(shí)，士0.5X:/min空氣中P5fimY20)im顏色不均勻的外觀3.7mm/min是可以看出，具有過(guò)大厚度E4的斷裂的Y相表面層4會(huì)導(dǎo)致絲線在加工期間過(guò)早斷裂。從上述試驗(yàn)可以推出，斷裂的Y相表面層4的厚度E4優(yōu)選小于絲線直徑的8%，更有利的是為絲線直徑的約2%。在這方面，連續(xù)的P-黃銅子層3的厚度E3可有利地為絲線直徑的5%-12%，更有利的是接近6%。通過(guò)對(duì)直徑為250fun的絲線提供厚度E4—如果存在這樣的層一為約6nm(即略大于直徑的2%)的Y相表面層4和厚度Es為15|im—即絲線直徑的約6%—的連續(xù)的P-黃銅子層3，則可以獲得良好的兼顧。上表中的絲線2和3示出，在Y-黃銅表面層4的外表面存在氧化的情況下EDM速度進(jìn)一步增強(qiáng)。圖2示出存在平均厚度為E、o的氧化層6。與表面氧化的完全擴(kuò)散的P相絲線相比，即使在擴(kuò)散絲線的表面存在極少量的斷裂的Y-黃銅表面層4，該表面層4也具有電接觸較好的意外效果。在AgieEvolutionII機(jī)上，該電接觸由功率非常低的火花構(gòu)成，從而只允許工具精確定位而不是進(jìn)行切削.還發(fā)現(xiàn)與擴(kuò)散到Y(jié)相完全消失程度的絲線相比，具有斷裂的Y相表面層4和P相子層3的絲線的導(dǎo)電接觸的污損較少?？梢哉J(rèn)為，即使斷裂的Y相少量存在，也可以使導(dǎo)電體清潔.沉積在導(dǎo)電體表面上的任何氧化物和潤(rùn)滑劑殘留可通過(guò)不均勻的絲線表面的刮擦作用除去。試驗(yàn)六接下來(lái)研究制造根據(jù)本發(fā)明的具有CuZn37黃銅芯(63%的銅和37%的鋅)的絲線的可能性，其中絲線以低成本制造但仍具有本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)以較高的溫度進(jìn)行較長(zhǎng)的擴(kuò)散處理從而形成P-黃銅子層3和斷裂的Y相表面層4，可以獲得滿意的絲線。為此，在直徑為0.827mm時(shí)將CuZn37黃銅坯料涂覆9jun的鋅，然后在爐中處理，其中氣氛為空氣，以+0,5X:/min的溫度梯度從環(huán)境溫度升高到320C在320X:下持續(xù)11小時(shí)，以-0.5n/min的溫度梯度從320X:下降到環(huán)境溫度。之后，通過(guò)拉絲操作將直徑W減少到0.25mm，并對(duì)絲線進(jìn)行連續(xù)在線松弛退火，然后巻繞。為了比較根據(jù)本發(fā)明獲得的效果，根據(jù)在文獻(xiàn)US5，945，010中描述的方法制備絲線的測(cè)試樣品-取用CuZn37黃銅坯料(63%銅和37%鋅)；-在0.9fim的直徑上形成厚度為6jim的鋅涂層；-在爐中在空氣氣氛下以177"C進(jìn)行熱處理，以便通過(guò)擴(kuò)散將鋅轉(zhuǎn)變成Y-黃銅，而不形成適量的P相；-拉絲至0.25mm，進(jìn)行連續(xù)松弛退火，然后巻繞。通過(guò)與傳統(tǒng)的棵黃銅EDM絲線比較，所述根據(jù)文獻(xiàn)US5,945,010的絲線在低加工功率下是有利的，但是當(dāng)增加EDM加工功率時(shí)，這些優(yōu)點(diǎn)消失了。另一試驗(yàn)是通過(guò)增加鋅涂層的厚度來(lái)增加斷裂的Y-黃銅表面層4的平均厚度。然而，獲得的絲線被證明是脆性的，并且不能在EDM機(jī)器中使用，該機(jī)器會(huì)在自動(dòng)供絲過(guò)程使絲線彎曲。接著，在相同操作條件下比較根據(jù)文獻(xiàn)US5,945,010的絲線的最大EDM速度和根據(jù)本發(fā)明的絲線的最大EDM速度，根據(jù)文獻(xiàn)US5，945，010的絲線具有由CuZn37黃銅制成的芯部2和斷裂的y-黃銅表面層4，根據(jù)本發(fā)明的絲線具有由CuZn37黃銅制成的芯部2，并帶有P-黃銅子層3和斷裂的Y-黃銅表面層4:絲線CuZn37+斷裂的Y層CuZn37+p層+斷裂的Y層EDM速度119mm2/min120.5mm2/min如果存在P-黃銅中間子層3，則絲線在彎曲時(shí)不易碎裂。因此，可以增加絲線的耐磨層的整體厚度。提高了具有由CuZn37黃銅制成的芯部的絲線的最大EDM速度，并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)絲線過(guò)早斷裂。本發(fā)明并不限于所具體描述的實(shí)施方式，而是包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種修改例和泛例。權(quán)利要求1.用于電火花加工的電極絲(1)，該電極絲(1)包括-由銅、銅合金或黃銅制成的芯部(2)；-黃銅涂層，其特征在于，該黃銅涂層包括疊置的-β-黃銅子層(3)；以及-表面層(4)，該表面層(4)具有在裂紋(5a)處露出β-黃銅的斷裂的γ-黃銅結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極絲，其特征在于，所迷p-黃銅至少局部地填充所述Y-黃銅表面層U)中的裂故(5a)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電極絲，其特征在于，所述P-黃銅子層(3)是連續(xù)的.4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電極絲，其特征在于，所述斷裂的Y-黃銅表面層(4)的厚度(E4)小于所述電極絲的直徑(Dj的8%，優(yōu)選小于所述電極絲的直徑(DO的5%。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電極絲，其特征在于，所述P-黃銅子層(3)的厚度(E3)在所述電極絲的直徑(D,)的5%至12%的范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電極絲，其特征在于，所述斷裂的Y-黃銅表面層(4)和所述P-黃銅子層(3)的組合厚度(E3+E4)小于所述電極絲的直徑(Dj的10%。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極絲，其特征在于，所述斷裂的Y-黃銅表面層(4)的厚度(E4)是所述電極絲的直徑(D,)的大約2°/。，所述P-黃銅子層(3)的厚度(E3)為所述電極絲的直徑(DO的大約6%,8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電極絲，其特征在于，所述Y-黃銅表面層(4)的外表面是氧化的并呈暗色。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電極絲，其特征在于，所述電極絲的Y-黃銅表面層(4)的外表面是氧化的，但仍具有能夠反射光的亮的外表。10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電極絲，其特征在于，通過(guò)選擇性分解測(cè)量所得到的氧化層(6)的平均厚度(Eo)在大約100nm至大約250nm的范圍內(nèi)。11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的電極絲，其特征在于，氧化層(6)主要包括氧化鋅。12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電極絲，其特征在于，所述芯部(2)由鋅含量小于40%的黃銅制成。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電極絲，其特征在于，所述芯部(2)由含有20%鋅的黃銅制成。14.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電極絲，其特征在于，所述芯部(2)由鋅含量為大約37%的CuZn37合金制成。15.據(jù)權(quán)利要求l至ll中任一項(xiàng)所述的電極絲，其特征在于，所述芯部(2)由銅制成。16.用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的電極絲的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a)提供由銅或黃銅制成的芯部(2);b)利用電解法在所述芯部(2)上覆蓋鋅層，以形成預(yù)坯料；c)如有必要，對(duì)所述預(yù)坯料進(jìn)行笫一拉絲操作；d)以約200t:和約400t:之間的溫度并且持續(xù)約2小時(shí)至約40小時(shí)的時(shí)間在爐中對(duì)所述拉過(guò)絲的預(yù)坯料進(jìn)行退火，將溫度和時(shí)間選擇成使得由于覆蓋層的鋅與芯部(2)的銅或黃銅之間的擴(kuò)散而形成具有P-黃銅子層(3)和表面被氧化的Y-黃銅表面層U)的坯料；e)對(duì)這樣獲得的坯料進(jìn)行第二冷拉絲操作，以使其達(dá)到最終直徑(Dj)并使得Y-黃銅表面層U)斷裂。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述第二拉絲操作使得直徑減少約40%至約78%。18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述第一拉絲操作使得直徑減少約40%至約60%。19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述退火步驟d)以這樣的溫度和持續(xù)時(shí)間在爐中進(jìn)行，該溫度和時(shí)間選擇成使得在步驟e)之后通過(guò)在電極絲上選擇性分解測(cè)量得到的氧化層(6)的平均厚度(E0)在約100nm至約250nm之間。20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述退火步驟d)在空氣中進(jìn)行，從而使所述Y-黃銅表面層(4)的外表面被氧化。21.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行退火步驟d)的同時(shí)，通過(guò)將預(yù)坯料包^4密封或半密封的封套內(nèi)來(lái)限制氧化。全文摘要本發(fā)明涉及一種絲線(1)，該絲線包括由黃銅涂層圍繞的銅或黃銅芯部(2)，該黃銅涂層包括連續(xù)的β-黃銅子層(3)和具有在裂紋(5a)處使得β-黃銅可見(jiàn)的斷裂的γ-黃銅結(jié)構(gòu)的表面層(4)。這樣，顯著提高了電火花加工速度。文檔編號(hào)B23H7/08GK101115580SQ200680004564公開(kāi)日2008年1月30日申請(qǐng)日期2006年2月10日優(yōu)先權(quán)日2005年2月11日發(fā)明者G·桑切斯,M·利,P·勃朗申請(qǐng)人:瑟莫康柏克特公司