[发明专利]用于放电加工的电极丝和用于制造该电极丝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于放电加工（electro-discharge machining）的电极丝和用于制造该电极丝的方法。尤其是，本发明涉及一种用于放电加工的电极丝和用于制造该电极丝的方法，该用于放电加工的电极丝和用于制造该电极丝的方法能够减少电极丝经受放电加工时产生的微粒，并且能够改善工件的加工速度和表面粗糙度。

背景技术

如图1所示，通常根据放电加工方式，采用用于放电加工的电极丝2，该电极丝2穿过已经预先贯穿工件1的启动孔7插入到工件1中。在电极丝2沿着启动孔7的贯穿方向持续地嵌入工件1中的同时在电极丝2和启动孔7的内壁表面之间施加高频电压，由此在电极丝2和启动孔7的内壁表面之间产生电弧，使得工件1熔化。然后，通过在电极丝2和工件1之间使用加工液和瞬时汽化电压将熔化物移除，从而将工件1加工成所期望的形状。

根据放电加工原理，放电设备包括电源、用于放电加工的电极丝传输单元、工件传输单元和加工液流通单元。

通常，如图1中的箭头所指示的，工件传输单元相对于用于放电加工的电极丝2垂直地移动。在从供线卷轴3连续释放出来的用于放电加工的电极丝2悬挂在设置在工件1的两端部的导辊5和5’上之后，电极丝2缠绕在卷线筒4上。

在此情形下，通过电源6在工件1和用于放电加工的电极丝2之间施加高频电压以完成切割加工工艺，并且在加工区域提供作为加工液的去离子水以排放在切割加工工艺中释放的热量。放电加工的效率，尤其是加工速度，很大程度上取决于加工参数，诸如加工液的进给速度、加工电流的密度、以及加工电压的形态（shape）和频率；通过调整加工参数能够提高放电加工的效率。

由于纯铜具有高导电率，并且其高延展特性能够方便细化线材工艺，因此在现有技术中已经使用纯铜。然而，由于在放电加工中纯铜丝呈现出低抗拉强度，因此纯铜可能容易断开。另外，铜丝不能实现高抗拉强度，会导致无法控制电极丝2的振动，由此造成加工精度较差。

另外，铜丝呈现出相对较慢的加工速度。因此，已经在高加工精度的特殊应用中使用诸如钼丝或者钨丝的高强度金属丝。另外，为了放电加工金属丝的通常目的，开发出了黄铜电极丝（诸如包括重量比为65%:35%的铜和锌的黄铜丝）。

与纯铜丝相比，黄铜电极丝的抗拉强度至少比纯铜丝的抗拉强度大两倍，并且由于黄铜电极丝中的合金成分锌，放电稳定性和瞬时汽化电压获得改善。因此，与纯铜丝相比，黄铜电极丝提高了加工速度和加工精度。

另外，随着放电加工方式的广泛应用，对提高抗拉强度和加工速度的需求在增强。于是，通过向黄铜电极丝中添加少量的铝（Al）、硅（Si）或类似物，已经开发出先进的黄铜电极丝，使得黄铜电极丝的抗拉强度和加工速度获得提高。

同时，增加黄铜合金中的锌含量，可以相应提高加工速度。不过，如果黄铜合金中的锌的重量超过40%，会形成弱脆性相（weak brittle phase）β，导致在形成细丝时拉伸工艺变得困难。

为了解决上述问题，本发明的发明人已经在韩国专利注册No.10-518727中提出了电极丝的结构，其中所述电极丝包括：芯线（core wire），该芯线包括含铜的第一金属；合金层，该合金层利用在芯线的边界区域第一金属和第二金属之间的相互扩散反应通过将第二金属的成分扩散到第一金属从芯线的外部朝向芯线的中心形成；合金镀层，该合金镀层利用第一金属和第二金属之间的相互扩散反应通过将第一金属的成分扩散到第二金属而形成在芯线上；以及镀层，该镀层形成在合金镀层上，并且包括与构成芯线的第一金属相比具有较低的汽化温度的第二金属。在该情形下，合金镀层通过第一金属和第二金属之间的相互扩散反应形成在芯线上，使得合金镀层呈现出各层中最高的硬度和最低的延伸比例。另外，合金镀层和镀层上具有显现为垂直于电极丝的纵向方向的裂纹。

另外，本发明的发明人已提出的电极丝的结构包括：芯线，该芯线包括含铜的第一金属；合金层，该合金层利用在芯线的边界区域第一金属和第二金属之间的相互扩散反应通过将第二金属的成分扩散到第一金属从芯线的外部朝向芯线的中心形成；以及合金镀层，该合金镀层利用第一金属和第二金属之间的相互扩散反应通过将第一金属的成分扩散到第二金属而形成在芯线上。在该情形下，合金镀层通过第一金属和第二金属（该第二金属具有比第一金属更低的汽化温度）之间的相互扩散反应形成在芯线上，从而呈现出比芯线更高的硬度，以及比芯线更低的延伸比例。合金镀层上具有显现为垂直于电极丝的纵向方向的裂纹。第一金属包括铜、黄铜或者铜合金，第二金属包括锌、铝、锡或者这些金属的合金。