線切割加工中電極絲的選用77125

1、線切割加工中電極絲的選用電火花加工作為一種特種精密加工技術(shù)，近年來(lái)得到了迅速的發(fā)展。特別是慢走絲線切割加工，已經(jīng)成為模具制造和金屬加工行業(yè)必不可少的加工手段。線切割技術(shù)的發(fā)展，離不開(kāi)電極絲技術(shù)的同步發(fā)展。因?yàn)榫€切割機(jī)的切割效率和切割質(zhì)量與電極絲的性能緊密相關(guān)，而電極絲技術(shù)的突破往往會(huì)導(dǎo)致線切割機(jī)設(shè)計(jì)的革新。從1979年鍍鋅電極絲的發(fā)明到今天，市場(chǎng)上不斷出現(xiàn)了各種各樣比普通黃銅絲性能更好的電極絲，電極絲的正確選用已經(jīng)成為使線切割機(jī)的性能得

2、到最大限度的發(fā)揮并為用戶創(chuàng)造更多利潤(rùn)的關(guān)鍵。現(xiàn)在，在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，以鍍鋅電極絲為主的高性能電極絲正在逐漸取代放電性能受到很大局限的黃銅絲。同時(shí)，除了早已將鍍鋅電極絲作為標(biāo)準(zhǔn)配置的線切割機(jī)制造商Agie和milles外，現(xiàn)在Mitsubishi和Sodick公司也在最新的機(jī)型上增加了采用鍍鋅絲的模式和加工參數(shù)，使這些設(shè)備的切割速度較之采用黃銅絲有30%~50%的顯著提升。但是在國(guó)內(nèi)，前幾年由于歐洲進(jìn)口的鍍鋅電極絲價(jià)格較高，不僅幾乎

3、所有的日本、臺(tái)灣和國(guó)產(chǎn)慢走絲機(jī)的用戶都只用黃銅絲，一些本來(lái)使用鍍鋅電極絲的Agie機(jī)和milles機(jī)用戶，也改用了“便宜”的黃銅絲，造成了相當(dāng)多的用戶以為“電極絲就是黃銅絲”這一行業(yè)內(nèi)的誤區(qū)。有不少國(guó)內(nèi)的用戶在引進(jìn)最新的高性能線切割機(jī)的同時(shí)，忽視了電極絲的重要性，以為它只不過(guò)是一種普通的消耗品。不管什么機(jī)型或加工要求，黃銅絲都以其低廉的價(jià)格似乎成了唯一的選擇。從2002年起，來(lái)自韓國(guó)的性價(jià)比較好的鍍鋅電極絲在廣東地區(qū)為不少用戶所采用，取

4、得了明顯的效益，至2003年行業(yè)內(nèi)越來(lái)越多的用戶開(kāi)始關(guān)注鍍鋅電極絲的應(yīng)用，“不同的加工，采用不同的電極絲”這一概念開(kāi)始為精明的線切割用戶所接受。實(shí)際上現(xiàn)在的線切割加工有著比過(guò)去更多的變化，從加工材料、切割速度、輪廓精度、表面質(zhì)量到工廠的運(yùn)行模式等等。對(duì)于這些相互起作用的變數(shù)來(lái)說(shuō)，只有選擇合適的電極絲才能使工廠對(duì)加工效率、加工成本和加工質(zhì)量整體進(jìn)行優(yōu)化。一、電極絲的性能高性能的電極絲必須是各種有用特性的有機(jī)組合，那么電極絲有哪些有用的特性

5、呢？1、電氣特性現(xiàn)代線切割電源對(duì)電極絲提出了嚴(yán)格的要求。它要能承受峰值超過(guò)700安培或平均值超過(guò)45安培的大切割電流，而且能量的傳輸必須非常有效，才能提供為達(dá)到高表面光潔度（0.2Ra以上）所需的高頻脈沖電流。這取決于電極絲的電阻或電導(dǎo)率。紫銅是電導(dǎo)率最高的材料之一，它被用來(lái)作為衡量其他材料的基準(zhǔn)。紫銅的電導(dǎo)率標(biāo)為100%IACS（國(guó)際退火紫銅標(biāo)準(zhǔn)），而黃銅的電導(dǎo)率為20%。2、機(jī)械特性（1）拉伸強(qiáng)度：拉伸強(qiáng)度是衡量材料在受到徑向負(fù)荷時(shí)

6、抵抗斷裂的能力。它是用單位截面積所能承受的重量來(lái)標(biāo)度的，如英制的PSI（磅平方英寸）或公制的Nmm2(牛頓平方毫米)。紫銅屬于拉伸強(qiáng)度最低的材料（245Nmm2），而鉬則最高（1930Nmm2）。電極絲的拉伸強(qiáng)度取決于材料的選擇以及各種熱處理和拉伸處理工藝。電極絲有時(shí)被分為“軟絲“和“硬絲“，對(duì)于不同的設(shè)備和應(yīng)用來(lái)說(shuō)，各有其長(zhǎng)處。（2）記憶效應(yīng)：這與電極絲的“軟“或“硬“直接相關(guān)。軟絲抽離線軸時(shí)沒(méi)有恢復(fù)成直線的記憶能力，所以無(wú)法用于自動(dòng)

7、穿絲，但這對(duì)切割來(lái)說(shuō)并沒(méi)有影響，因?yàn)榧庸r(shí)電極絲上是加了張力的。軟絲適用于上、下導(dǎo)絲咀不能傾斜的設(shè)備進(jìn)行超過(guò)7度的大斜度切割。而硬絲則是自動(dòng)穿絲機(jī)黃銅絲可以有不同的拉伸強(qiáng)度來(lái)滿足不同的設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)合。這是通過(guò)一系列的拉絲（淬火作用）和熱處理（退火）工序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。普通黃銅絲的拉伸強(qiáng)度在490900Nmm2之間。黃銅絲的主要缺點(diǎn)：(1)加工速度無(wú)法提高：由于黃銅中鋅的比例一定，所以放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換效率無(wú)法進(jìn)一步提高；以0.25mm黃銅絲切割

8、3060mm厚的鋼材為例，國(guó)內(nèi)很多用戶的主切速度都在120mm2分鐘左右。(2)表面質(zhì)量不佳：黃銅絲表面的銅粉和放電時(shí)由于電極絲表層氣化而帶出的銅微粒會(huì)積存在工件的加工面上形成表面積銅。同時(shí)由于沖洗性不好而在工件表面產(chǎn)生較厚的變質(zhì)層，這些都會(huì)影響工件的表面硬度和粗糙度；(3)加工精度不高：特別是在加工較厚的工件時(shí)，由于沖洗性不良，會(huì)產(chǎn)生較大的直線度誤差（上下端尺寸誤差和鼓形差）。此外，由于價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的原因，目前國(guó)內(nèi)的低價(jià)黃銅絲普遍存在著各

9、種質(zhì)量問(wèn)題，例如因采用的銅材胚料材質(zhì)不良以及拉絲設(shè)備和工藝上的原因?qū)е曼S銅絲表面銅粉較多，截面幾何誤差太大等等，這些都會(huì)導(dǎo)致放電穩(wěn)定性下降，嚴(yán)重影響加工速度和質(zhì)量。同時(shí)，還會(huì)污染設(shè)備部件加大設(shè)備的損耗。黃銅絲的應(yīng)用場(chǎng)合：(1)加工量不足，不是24小時(shí)開(kāi)機(jī)的用戶。因?yàn)榧庸ば蕦?duì)于這些用戶來(lái)說(shuō)不是主要問(wèn)題；(2)對(duì)加工精度特別是表面質(zhì)量要求不高的用戶；(3)以加工小尺寸、薄厚度為主的用戶。因?yàn)楣ぜb夾調(diào)整的時(shí)間占總加工時(shí)間的比例較高，切割時(shí)

10、間較少，對(duì)加工效率的影響不明顯。(4)工件的材料硬度不高或厚度不超過(guò)80100mm。雖然隨著各種更好性能的鍍層電極絲的出現(xiàn)和普及，黃銅絲的市場(chǎng)份額呈不斷下降的趨勢(shì)，但是，由于它成本低廉，并且能滿足普通的加工需求，因此還會(huì)繼續(xù)得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，市場(chǎng)上還出現(xiàn)了一些在性能上有不同程度改善的且價(jià)格低于鍍層電極絲的新型黃銅絲：(1)超凈型黃銅絲:針對(duì)普通黃銅絲表面銅份過(guò)多這一弊端，通過(guò)在后道工序中增加特別的清洗工藝而制成；(2)超硬型黃銅絲:

11、通過(guò)在黃銅中加入其他微量元素，使黃銅絲的拉伸強(qiáng)度高達(dá)1200Nmm2。這種絲在加工超厚或超硬工件時(shí)可以改善加工精度和速度；(3)高速型黃銅絲:將黃銅中鋅的比例加大到極限的40%，可以改善沖洗性，提高切割速度。但是，其切割速度還是比鍍鋅電極絲要慢。2、鍍層電極絲由于低熔點(diǎn)的鋅對(duì)于改善電極絲的放電性能有著明顯的作用，而黃銅中鋅的比例又受到限制，所以人們想到了在黃銅絲外面再加一層鋅，這就產(chǎn)生了鍍鋅電極絲。1979年瑞士幾位工程師發(fā)明的這種方法