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秉利鏡面精密放電加工:線切割機(jī)電極絲之黃銅絲。黃銅絲是線切割領(lǐng)域中第一代專(zhuān)業(yè)電極絲。1977年黃銅絲開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。這種電極絲曾帶來(lái)了切割速度上的突破,當(dāng)時(shí)對(duì)于厚度為50mm的工件,切割速度從12mm2/分鐘提高到25 mm2/分鐘。是什么使速度翻了一倍呢?黃銅是紫銅與鋅的合金,最常見(jiàn)的配比是65%的紫銅和35%的鋅。
當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)黃銅絲中的鋅由于熔點(diǎn)較低(420℃,而紫銅為1080℃)能夠改善沖洗性。在切割過(guò)程中,鋅由于高溫而氣化使得電極絲的溫度降低并把熱量傳送到工件的加工面上。理論上講,鋅的比例越高越好,不過(guò)在黃銅絲的制造過(guò)程中,當(dāng)鋅的比例超過(guò)40%后,電極絲的α單相結(jié)晶結(jié)構(gòu)變成了α和β雙相結(jié)晶結(jié)構(gòu)。這時(shí)材料變得太脆而不適合把它拉成直徑很小的細(xì)絲。
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490-900N/mm2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;鏡面精密放電加工以0.25mm黃銅絲切割30-60mm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),鏡面精密放電加工還會(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)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)80-100mm。
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: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)1200 N/mm2。這種絲在加工超厚或超硬工件時(shí)可以改善線切割機(jī)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,鏡面精密放電加工提高線切割機(jī)切割速度。但是,其切割速度還是比鍍鋅電極絲要慢。
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