專利名稱：高度牢固的腐蝕電極的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生產用于火花腐蝕方法的線電極的方法以及用于此方法的線電極，其核心由鋼、銅或者含有大量銅的合金所組成的中間層以及具有至少40％鋅的屏蔽層組成。
多層結構的線電極，該線電極核心由鋼、圍繞核心由銅所組成的中間層并且另外含有含鋅的屏蔽層，是公知的，例如在DE-PS 29 06 245中。所有由鋼構成的線電極固然表現(xiàn)了相對于銅或者黃銅電極的牢固性，但其也存在所有腐蝕電極的缺點，如果其具有相對高的牢固性，其導電性是很小的并且只能達到8S·m/mm2。這種高的牢固性對于切割大的工件或者特別小的部件是特別有利的，因為這需要較高的線應力。這種已知的線電極還有如下缺點，其腐蝕效果是非常小的。尤其是在切割具有不到10μm的腐蝕線直徑的小件時，高度的線牢固性被延長，以減小線偏轉和振動而達到最小。對于切割具有100μm的線厚度的小件，這使用在如今的鎢絲和鉬絲中是非常昂貴的。具有鋼芯和黃銅屏蔽層的腐蝕線至今沒有使用，因為對于鎢絲一直具有較低的牢固性并且具有較弱的腐蝕性能。
本發(fā)明的任務在于提供高度牢固的腐蝕電極，其具有開頭所述類型的銅芯；及其生產方法，該腐蝕電極具有1800N/mm2的牢固性，并且其具有相比較的高導電性10S·m/mm2甚至更多。
此任務通過權利要求1以及權利要求6的特征解決。
本發(fā)明的腐蝕線含有一個具有0.6-1％的碳的銅芯K，其中在此銅芯上設有一個含有大量銅的合金作為中間層ZS。此中間層通過屏蔽層MS覆蓋，該覆蓋層在生產腐蝕線時由鋅合金組成，其鋅含量為40-60％。為了在較高的牢固性的情況下使腐蝕電極達到較高的導電性，該核心含有鉛浴處理的結構，其有利的含有索氏體，其中在屏蔽層和核心之間設有另一層，其含有大量的銅，也就是說較小的合金化。在此以合金CuAg1形式的銀作為合金元件特別有利的提供。同樣的，具有較小鋅含量的銅合金能夠有利的用于此應用。在此中間層上覆蓋有屏蔽層，其由鋅合金組成，其中的鋅含量至少為40％至多為60％。
生產本發(fā)明的線電極能夠通過如下方式實現(xiàn)，在一個以銅屏蔽的鋼芯上設有一個黃銅管或者帶的護套并且通過線的拉伸降低了連接。這種合金的問題是在屏蔽層中應該加入較多的鋅。另一個方法是銅屏蔽的鋼線以浸漬含鋅的屏蔽層。在此鋅的含量可以是任意的。此方法的難度在于屏蔽層在整個范圍上具有相同的厚度。
用于生產本發(fā)明的線電極的優(yōu)選方法是，鋼芯通過銅層進行屏蔽，其中鋼芯結構應該事先進行鉛浴處理。然后在銅中間層上裝設鋅合金，其中最簡單的情況是屏蔽層只由鋅組成。然后進行擴散退火，該退火的延續(xù)時間與擴散溫度有關，所有的屏蔽層都由鋅合金組成，其中鋅的最大含量為60％。擴散退火的延續(xù)時間也可以如此確定，根據用于芯線、中間層和屏蔽層所需要的表面部分進行調節(jié)，其中此三層的表面部分不是用于端線的牢固性，而是用于導電性。對于腐蝕線的牢固性和導電性的另外重要的是，在芯線的端頭是鉛浴處理的結構，其中在此以相同的方式優(yōu)化了導電性和牢固性。
在實現(xiàn)擴散退火之后，通過拉伸可以降低該線的直徑，該該線的芯線應該事先處于鉛浴處理的狀態(tài)。
在電極上的芯線的表面部分應該位于50-75％之間。中間層的表面部分應該位于5-40％之間，而屏蔽層的表面部分應該位于10-30％之間。如果還有其他的要求，屏蔽層的鋅含量可以位于40-60％之間，優(yōu)選為多于50％，那么可以得到一個導電性位于10-18S·m/mm2之間的電極，同時可以得到位于1800-2500N/mm2之間的牢固性。在此應該注意，要求較高的導電性和較高的牢固性是相反的，也就是說，具有非常高的牢固性的本發(fā)明的線具有相對比較低的導電性，反之亦然。本發(fā)明的線的直徑可以拉伸到10μm以下，也就是說，其直徑在目前所知的情況下可以滿足足夠的小。在此特別有利的是具有小直徑的此線能夠代替目前所應用的鎢絲和鉬絲并且在生產時是非常經濟的，沒有老化，降低的管材費用并且具有較高的牢固安全性，并且具有相同的腐蝕性能。所達到的牢固質量是如此的高，在實際使用中本發(fā)明的線在腐蝕機械上不會出現(xiàn)故障，而在目前所應用的鉬絲或者鎢絲的故障能夠達到50％。
具有超過100μm直徑的腐蝕線的牢固性是尤其有利的，因為工件越大，截面也越大，在此需要較高的線應力以保持較小的彎曲和振動。
本發(fā)明的電極通過相對較高的導電性表現(xiàn)了較高的牢固性。其截面質量在較高的輪廓精確度的情況下也是很好的，其通過較高的線應力有助于該線的高度牢固性。
權利要求
1．生產高度牢固的腐蝕電極的方法，該腐蝕電極的核心由鋼，中間層由銅或者含有大量銅的合金，而屏蔽層由至少40％的鋅組成，其特征在于，作為核心的鋼含有0.6-1％(重量)的碳，其上設有的中間層由銅或者含有大量銅的合金組成，在中間層上設有的屏蔽層由鋅或者含有大量鋅的合金組成，該線在第一次中間退火之前，如此進行擴散退火，朝著屏蔽層方向一個合金層通過含有一定量的鋅構成，其熔化點高于用于鋼芯的鉛浴處理所要求的奧氏體化溫度，并且對于另一個擴散過程則進行如此長的時間，在考慮一個或者多個相繼的腐蝕電極的鉛浴處理的情況下，該屏蔽層保持所希望的組成和厚度，其中該腐蝕電極在每一次中間退火時都進行鉛浴處理。
2．如權利要求1的方法，其特征在于，一個鉛浴處理的鋼線作為輸出線使用，其含有一個銅中間層，在此中間層上設有含有大量鋅的屏蔽層，然后該線如此進行擴散退火，黃銅屏蔽層得到事先確定的組成和厚度，并且腐蝕電極在每一成型步驟之后和達到最終直徑之前都進行鉛浴處理。
3．如權利要求1或者2的方法，其特征在于，該屏蔽層在第一次擴散退火之后含有的鋅的比例不超過60％。
4．如權利要求2或者3的方法，其特征在于，輸出線的直徑為0.8mm，中間層的厚度為0.1mm，在中間層上的屏蔽層為30μm，該線在400℃時擴散退火超過4小時，并且然后直徑拉伸到大約0.4mm，之后腐蝕線被鉛浴處理，并且然后在可能的情況下在其最終直徑上進行另外的鉛浴處理。
5．腐蝕電極，其核心由鋼，中間層由銅或者含有大量銅的合金而屏蔽層由至少40％的鋅組成，其特征在于，鋼線為具有含碳0.6-1％(重量)的鉛浴處理的結構，核心的表面部分為腐蝕電極的直徑的50-75％，中間層的表面部分為5-40％，屏蔽層的表面部分為10-30％，并且屏蔽層的含鋅量位于40-60％(重量)之間。
6．如權利要求5的腐蝕電極，其特征在于，該腐蝕電極的導電性至少10倍于12S·m/mm2。
7．如權利要求5或者6的腐蝕電極，其特征在于，該中間層由具有少量的部分銀的銅所組成。
8．如權利要求7的腐蝕電極，其特征在于，該中間層由CuAg1組成。
9．如權利要求5-8之一的腐蝕電極，其特征在于，腐蝕電極的牢固性至少為1800N/mm2，優(yōu)選至少為2000N/mm2。
全文摘要
具有良好導電性的高度牢固的腐蝕電極的核心由鋼、中間層由銅或者含銅的合金并且屏蔽層由至少40%的鋅組成。在此鋼芯具有含碳0.6－1%(重量)的鉛浴處理的結構,核心的表面部分為腐蝕電極的直徑的50－75%,其中中間層的表面部分為5－40%,并且屏蔽層的表面部分為10－30%,而屏蔽層的含鋅量為40－60%(重量)之間。
文檔編號B23H7/08GK1219899SQ97194931
公開日1999年6月16日 申請日期1997年8月22日 優(yōu)先權日1996年9月4日
發(fā)明者B·巴特爾, H·格羅斯, H·赫爾曼尼, K·陶伯 申請人:貝爾肯霍夫有限公司