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线切割电极丝的种类与应用

2021-04-23 18:23:55

  目前,市场上可选用的线切割电极丝可分为以下几类:

  1、黄铜丝

  黄铜丝是线切割领域中一代专业电极丝。1977年,黄铜丝开始进入市场。这种电极丝曾带来了切割速度上的突破,当时对于厚度为50mm的工件,切割速度从12mm2/分钟提高到25 mm2/分钟。是什么使速度翻了一倍呢?黄铜是紫铜与锌的合金,常见的配比是65%的紫铜和35%的锌。当时发现黄铜丝中的锌由于熔点较低(420℃,而紫铜为1080℃)能够改善冲洗性。在切割过程中,锌由于高温而气化使得电极丝的温度降低并把热量传送到工件的加工面上。理论上讲,锌的比例越高越好,不过在黄铜丝的制造过程中,当锌的比例超过40%后,电极丝的α单相结晶结构变成了α和β双相结晶结构。这时材料变得太脆而不适合把它拉成直径很小的细丝。

  黄铜丝可以有不同的拉伸强度来满足不同的设备和应用场合。这是通过一系列的拉丝(淬火作用)和热处理(退火)工序来实现的。普通黄铜丝的拉伸强度在490-900N/mm2之间。

  黄铜丝的主要缺点:

  (1) 加工速度无法提高:由于黄铜中锌的比例一定,所以放电时的能量转换效率无法进一步提高;以0.25mm黄铜丝切割30-60mm厚的钢材为例,国内很多用户的主切速度都在120mm2/分钟左右。

  (2) 表面质量不佳:黄铜丝表面的铜粉和放电时由于电极丝表层气化而带出的铜微粒会积存在工件的加工面上形成表面积铜。同时由于冲洗性不好而在工件表面产生较厚的变质层,这些都会影响工件的表面硬度和粗糙度;

  (3) 加工精度不高:特别是在加工较厚的工件时,由于冲洗性不良,会产生较大的直线度误差(上下端尺寸误差和鼓形差)。

  此外,由于价格竞争的原因,目前国内的低价黄铜丝普遍存在着各种质量问题,例如因采用的铜材胚料材质不良以及拉丝设备和工艺上的原因导致黄铜丝表面铜粉较多,截面几何误差太大等等,这些都会导致放电稳定性下降,严重影响加工速度和质量。同时,还会污染设备部件加大设备的损耗。

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  黄铜丝的应用场合:

  (1) 加工量不足,不是24小时开机的用户。因为加工效率对于这些用户来说不是主要问题;

  (2) 对加工精度特别是表面质量要求不高的用户;

  (3) 以加工小尺寸、薄厚度为主的用户。因为工件装夹调整的时间占总加工时间的比例较高,切割时间较少,对加工效率的影响不明显。

  (4) 工件的材料硬度不高或厚度不超过80-100mm。

  虽然随着各种更好性能的镀层电极丝的出现和普及,黄铜丝的市场份额呈不断下降的趋势,但是,由于它成本低廉,并且能满足普通的加工需求,因此还会继续得到广泛的应用。同时,市场上还出现了一些在性能上有不同程度改善的且价格低于镀层电极丝的新型黄铜丝:

  (1) 超净型黄铜丝:针对普通黄铜丝表面铜份过多这一弊端,通过在后道工序中增加特别的清洗工艺而制成;

  (2) 超硬型黄铜丝:通过在黄铜中加入其他微量元素,使黄铜丝的拉伸强度高达1200 N/mm2。这种丝在加工超厚或超硬工件时可以改善加工精度和速度;

  (3) 高速型黄铜丝:将黄铜中锌的比例加大到极限的40%,可以改善冲洗性,提高切割速度。但是,其切割速度还是比镀锌电极丝要慢。


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