特性
线切割镀锌线电火花切割加工作为模具制造和金属加工行业必不可少的加工手段,提高电火花切割效率一直是其技术革新的重点。 电极丝的热物理特性是提高切割效率的关键。在电火花切割时会产生大量的热量,其中的一些热量被电极丝吸收走了,这会降低切割效率。如果太多的热量损耗在电极丝上,电极丝就会因过热而熔断。因此需要电极丝表面能够快速气化,并在电极丝得到冷却的同时把热能释放到工件上。材料受热达到熔点后就会气化,产生气化压力。熔点低的材料更容易气化,可以帮助把废渣吹离切缝。当电极丝和工件在切割表面处是气化而不是熔化时,产生的是气体而不是熔融的金属颗粒,就能有效的改善冲洗过程,因为要冲走的颗粒少了。
所以电极丝所应该具有的一个典型特性就是低熔点和高气化压力,而冶金学家在研究电极丝的冲洗性时要考虑的材料两大特性也分别为熔点以及气化压力。
由于低熔点的锌对于改善电极丝的放电性能有着明显的作用,而黄铜中锌的比例又受到限制,所以人们想到了在黄铜丝外面再加一层锌,这就产生了镀锌电极丝。1979年瑞士几位工程师发明的这种方法,使电极丝的发展向前迈进了一大步,并导致了更多新型镀层电极丝的出现。
种类
目前市场上较为成熟的这类电极丝按应用区分主要有以下几种:
(1)标准型镀锌电极丝:芯材为黄铜,镀层为100%锌。一般采用电镀工艺,镀层较薄。这种镀锌丝最大的特点是放电性能稳定,切割速度也可比黄铜丝提高10-30%,特别适用于四次切割以上的精密加工。但是这种电极丝制造过程中最难解决的是掉粉的问题,目前只有德国和法国的少数制造商生产的品质较好,例如德国 Berkenhoff公司的COBRA CUT A、MEGACUT A,德国Heinrich Stamm公司的STAMMCUT ZC900和ZC950,法国Thermocompact公司的Thermo SWA,德国buchem公司的bunol A、bunol TA等等。
(2)速度型镀锌电极丝:芯材为黄铜,镀层为铜锌合金。采用多种工艺制造,镀层要厚些。这种镀锌丝的切割速度比标准行镀锌丝可提高10%左右,适合大多数的高效率加工,是目前国际市场上的主流产品,以韩国产品为主要代表。
(3)扩散退火型电极丝:芯材为纯铜,通过扩散工艺外包一层较厚的铜锌合金(50:50)。这种镀层需经过一系列的热处理过程,其颜色变为黄褐色,表面是多孔的,它有助于改善冲洗性。这种电极丝的拉伸强度小于500 N/mm²,只适用于Charmilles和Ona等机型。常见的品牌有COBRA CUT D、BRONCO CUT X、MEGACUT D、SWX、STAMMCUT Xi、以及结合了最新的伽玛镀层工艺而达到最快切割速度的bunol TX等等
(4)伽玛型镀锌丝:这是进入二十一世纪后电极丝技术的一次突破,由美国和德国的两项专利导致了镀锌电极丝性能的进一步提升,同时又降低了制造成本。伽玛型电极丝目前流行于美国和欧洲,常见品牌有德国的topas plus、bunol GS、bunol GT等等。
(5)精细型电极丝:一般电极丝的直径最小只能到0.07mm,对于精细加工,有以下三种选择:
钨丝:直径为0.02-0.10mm,拉伸强度为2700-2900 N/mm²。
钼丝:直径为0.05-0.10mm,拉伸强度为1500 N/mm²左右。
以上两种产品价格比较昂贵。
钢琴丝:芯材为制造钢琴琴弦所用的高碳钢,镀层为黄铜,也有再镀锌的。直径为0.03-0.10mm,拉伸强度为2100 N/mm²左右,是钨丝和钼丝的替代品。但是对于直径0.02mm和个别机型如FANUC,只能使用钨丝。