专利名称：线电极、特别是电花火腐蚀加工用线电极及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种线电极和一种生产线电极，尤其是生产用于电火花腐蚀工艺的线电极方法，线电极具有一层或多层芯，多层芯之外层由铜或具有显著α相基体的铜/锌合金组成，并且有由锌或锌合金组成的壳层。
用于电火花腐蚀工艺之线电极已被生产，作为常识，其高强度的芯还应是良导体，由黄铜制作的芯或在其内之钢核由铜或黄铜层围绕之复合芯已证明适合于产生高强度。为了增大这种线电极之切割能力，一壳层被涂覆于线电极之芯上。作为常识，壳层是由锌或锌合金组成的。涂覆纯锌涂层之线电极具有极好切割能力。但是，在切割高大工件时，这些线电极切割能力就减低。其原因在于，壳层之纯锌蒸发迅速，因而在很短时间内就被耗尽，以至于使这种线电极之后只能用其芯部材料切割。因而从整体看来又减低了切割能力。
试验表明，对于高大工件来说，当壳层之锌是一种合金成份时，可得到较高的切削能力。已经证实，由均匀的β黄铜做壳层是有优势的。即使是切割高大工件，这种电极也具有极好的切割能力。但是，不利的是，对生产来说，这种电极的成本相对而言是高的。在这种情况下一方面，必须维持芯的精确合金组份；在另一方面，为了达到一稳定状态，必须在高温下在一长时间周期内进行扩散。此状态随后必须以激冷来固定。但是采用这种公知方法精确地控制壳层之该相基体是非常困难的。在其生产过程中，一点儿偏差就会导致在壳层中除了β黄铜外还会有α和/或γ黄铜存在。
在一方面，本发明的目的是设计开头提到的那种线电极，此线电极具有比其壳层是由纯β相之线电极更高的切割能力；在另一方面，本发明的目的是提供一种生产线电极的方法，通过应用这种方法，基本上由γ和ε黄铜组成的壳层之成本被有效地减少。
就此方法而言，通过权利要求1的特征来实现本发明的目的。此线电极是由权利要求7和8之特征来确定的。其外壳层由γ和ε相组成。最好是能有惰性而坚硬的物相也掺入该γ和ε相，所能得到的优点是对被腐蚀材料来说，此腐蚀丝之电蚀性能和放电性能可进一步改善。
选择纯γ相，如果合适，还可对之添加硬惰性材料，已经证明，在切割性能方面，它比β相更好。用传统的方法，例如用长时间扩散生产这种纯态γ相是根本不可能的。通常，具有α，β和/或γ相的基体fractions的混合结构可以得到。
本发明提供一种由γ或ε黄铜生产均匀壳层的方法，此方法利用通常为极端短暂扩散时间的不平衡状态，不平均状态是由高加热速度，高冷却速度和相当短的保温时间引起的。令人惊奇的是，ε黄铜首先形成，然后是γ黄铜，在壳层中的γ黄铜有比β黄铜到目前为止由本发明建议的所有短扩散时间中形成的生长率高得多，之后，只是检验此γ相发育的比例。在实际上，相对芯层确定的界限而来说，β相维持在检测极限之下，只是作为相当小的余量被揭示而已，γ相延伸扩展至整个壳层。通过采用本发明的方法，也可以在那种在通常的扩散退火情况下会禁止α、β、γ相交叉重叠的那种线电极中，产生纯ε或γ相。
实例1芯(铜锌5)CuZn5；镀锌30μm/1.0mm；拉丝从1.0到0.40mm；退火以速度200k/s加热；退火温度＝600℃；冷却速度＝300k/s；拉丝从0.4到0.25mm实例2芯CuZn5；镀锌30μm/1.0mm；拉丝从1.2到0.6mm；退火以速度40k/s加热；退火温度＝800℃；冷却速度＝60k/sec；拉丝从0.60到0.25mm本发明结合附图介绍，对
如下图1展示本发明的腐蚀丝之一剖视图。
图2展示图1所示壳层和芯放大了的详细结构，图3至7展示随退火时间而变化的边缘区域结构层次。
图2展示原始材料。它由α相黄铜的芯与η相锌壳层组成。在进行加热并经过尽可能短的保温时间之后，一种ε锌在壳层与芯之间的区域内形成(见图3)，在退火时间增加，因而也就是扩散时间增长期间，η相锌层就转变为ε锌(见图4)。在图4中，在与此同时可以看到，一窄层，主要是一γ黄铜层形成在芯与ε锌之间的转变区域内。在持续退火时间内，作为扩散过程的结果，γ黄铜层扩展，从而使ε锌层转变为γ黄铜层(见图5)。一窄层β黄铜以极小增长率形成于γ黄铜层与α黄铜锌之间的转变区域内(见图6)。
图7表明壳层被转变为γ黄铜层之时刻，就图6所示的状态来说，在芯与γ黄铜壳层之间的转变区域内，β黄铜壳层只增大了一点儿。最后，图7表明此时间进行至最后，在此时刻，η锌层被大量分解，且β晶体扩大而在芯周围形成一薄层。
根据本发明的ε、γ或β壳层之建立涉及利用在扩散过程中的不平衡状，在所期望的特定壳层被产生时就中断扩散过程，并将此不平均状态固定。当这种状态被达到时，该结构必须通过急速冷却来固定。
虽然，为了说明而对本发明的一特定的推荐实施例详细地公开了，但应认识到，包括部份变换在内的对已公开内容的变化和改进均列入本发明的范围内。
权利要求
1.一种生产线电极，尤其是生产用于电火花腐蚀工艺的线电极方法，其特征在于该线电极具有一个单层或多层芯，一个由铜或铜/锌合金组成有均匀α相基体的外层，以及一个由锌或锌合金组成的壳层，其中，壳层最好在低于扩散出现温度以下的一个温度时被涂覆于芯；而且该线电极接着以至少每秒10℃加热速度和500℃以上最好不超过800℃之退火温度被退火；而且退火时间的选择随待生产的壳层厚度及相的变化而变化，最好在10-300秒之内；并随后以高于每秒10℃的冷却速度将线电极冷却。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，线电极在冷却之前，冷却期间或冷却之后被拉拔至最终直径。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，线电极在退火之前被成形。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，退火时间被选择得能产生一由γ相组成之壳层。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，退火时间被选择得可产生一均匀的ε相组成的壳层。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，退火时间被选择得可产生一由γ和ε相组成的壳层。
7.一种线电极，它由权利要求1所述方法生产。
8.一种线电级，尤其是一种用于电火花腐蚀之线电极，具有一个由一层或多层组成的芯，一个由均匀的α相组成的铜或铜/锌合金组成的外层，芯被由锌合金组成的一壳层覆涂，其中，铜/锌合金是由均匀的γ相组成的。
9.如权利要求1所述方法中之线电极，其特征在于，该壳层仅由γ相组成。
10.如权利要求8所述线电极，其特征在于，硬惰性物相被添加入壳层。
11.如权利要求10所述线电极，其特征在于，该惰性物相是由金刚石、氮化硼，(导电)陶瓷或石墨组成。
12.如权利要求8所述线电极，其特征在于，石墨被添入壳层中。
全文摘要
为了生产具有由铜/锌合金组成的芯的线电极和生产一特殊的壳层，壳层是在一个不发生扩散的温度下被涂覆于该芯。随后将该线电极以高于每秒10℃之加热速度加热，一般在500℃以上的温度退火，并按着以高于每秒10℃之冷却速度急速冷却。
文档编号H01B5/02GK1139032SQ9610722
公开日1997年1月1日 申请日期1996年3月23日 优先权日1995年3月24日
发明者B·巴特尔, H·格卢斯, H·赫曼尼 申请人:贝尔肯霍夫有限公司