電極絲的分類(lèi)
現(xiàn)在市場(chǎng)上流行的電極絲都是根據(jù)不同的使用條件及加工狀況分為如下幾種:
1.普通黃銅電極絲
這種電極絲是銅鋅二元合金,因受鋅含量制約,其切割速度提升有限,一般被現(xiàn)在的國(guó)內(nèi)普通用戶使用,掉銅粉、斷線是使用該電極絲過(guò)程中的常見(jiàn)現(xiàn)象。
2.鍍鋅電極絲
芯材為普通黃銅,外面鍍一層鋅,由于鋅在切割過(guò)程中的氣化作用,這種電極絲的放電會(huì)比較穩(wěn)定,切割表面比普通黃銅絲光滑。上比較成熟的制造國(guó)家主要分布在歐洲,目前國(guó)內(nèi)也有個(gè)別廠家能夠生產(chǎn),掉粉是該電極絲在使用過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題。
3.速度型鍍層電極絲
芯材為普通黃銅,鍍層為銅鋅合金,鍍層比普通鍍鋅電極絲略厚。這種鍍層電極絲較普通鍍鋅電極絲的切割速度要快,適合于率加工,目前這種電極絲只能在國(guó)外生產(chǎn),中國(guó)尚處在開(kāi)發(fā)階段。
4.擴(kuò)散退火型電極絲
研究發(fā)現(xiàn),表面有均勻小坑洞的電極絲會(huì)改善電極絲的放電沖洗效果,基于此,產(chǎn)生了這種表面多孔結(jié)構(gòu)的電極絲。擴(kuò)散退火型電極絲芯材為無(wú)氧銅,并通過(guò)擴(kuò)散退火在外包一層銅鋅合金(銅和鋅的比例為1:1),由于芯材為無(wú)氧銅,表層是采用擴(kuò)散退火形成的多孔結(jié)構(gòu),故這種電極絲的沖洗效果優(yōu)于常規(guī)電極絲。但無(wú)氧銅自身的抗拉強(qiáng)度較低,以其為芯材制成的電極絲強(qiáng)度也很低,只有500MPa,目前這種電極絲只適合于特殊機(jī)床的特殊加工。
5.鋼芯電極絲
芯材為鋼絲,表層鍍純銅再鍍黃銅,也有直接鍍黃銅的,因?yàn)檫@種電極絲芯材為鋼,故在高溫下這種電極絲的強(qiáng)度大大高于以上四種電極絲,特別適合于困難條件下的加工,如超厚、大斜度、多層、沖水不良、石墨、單晶硅等難加工物質(zhì)。
6.精細(xì)型電極絲
一般的電極絲直徑zui小為0.07mm,對(duì)于有小α角要求的精細(xì)加工,α角的直徑要求達(dá)到0.02-0.10 mm,這時(shí)就須選用鎢或者鉬來(lái)制造超細(xì)的電極絲,但因?yàn)殒u或者鉬屬于稀有金屬且加工難度較大,經(jīng)常采用下述的鋼琴絲來(lái)代替。
7.鋼琴電極絲
這種電極絲因?yàn)樾静臑橹圃熹撉儆玫母咛间?所以又叫鋼琴絲。鋼琴電極絲芯材為高碳鋼,表層鍍黃銅,也有再鍍鋅的。高碳鋼價(jià)格較低,所以這種電極絲經(jīng)常代替上述的精細(xì)型電極絲。高碳鋼絲經(jīng)多道次的加工及熱處理,強(qiáng)度可與鎢絲或鉬絲相當(dāng)。
電極絲材料所必須具備的特性:
1.機(jī)械特性
在電火花放電加工過(guò)程中,電極絲須能承受一定的拉力和因放電引起的沖擊力。如果材料強(qiáng)度太低或者斷裂韌性太低,會(huì)造成電極絲抖動(dòng),zui終導(dǎo)致切割工件表面不光滑,甚至?xí)鸲嗟狼懈罹€痕。特別是對(duì)于一些難加工的金屬工件,切割時(shí)施加的張力(組成電極絲材料的強(qiáng)度)越大,越容易切割。另外,材質(zhì)強(qiáng)度還有助于電極絲恢復(fù)直度,擁有一定延伸性的電極絲材料對(duì)切割有斜度的工件也會(huì)比較有益。
2.氣化特性
在加工過(guò)程中,放電產(chǎn)生的熱量是不斷增加的,如果熱量不能夠通過(guò)其他介質(zhì)及時(shí)釋放,熔點(diǎn)再高的電極絲也會(huì)被燒斷,因此組成電極絲的材料必須能將這些熱量帶出。
3.物理特性
電極絲的物理特性是提高切割效率的關(guān)鍵,通常是指電極絲的熔點(diǎn)。這主要由電極絲材料的基礎(chǔ)成份配比及芯材的組成金屬性質(zhì)決定。因?yàn)殡姌O絲在切割時(shí)的抖動(dòng)會(huì)產(chǎn)生瞬間的短路效應(yīng),這時(shí),切割過(guò)程會(huì)減慢,如此時(shí)電極絲未因放電燒蝕而與切割金屬間產(chǎn)生間隙,切割廢屑便不會(huì)被沖水帶出,這時(shí)電極絲就會(huì)燒斷。
4.幾何特性
這里所說(shuō)的幾何特性通常是指尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性。電極絲的外徑直接決定了切割工件的表面尺寸精度,當(dāng)前電極絲機(jī)床的設(shè)計(jì)也要求電極絲擁有較小的外形幾何誤差。而電極絲的zui后尺寸精度只能由拉絲模具的尺寸精度來(lái)保證,當(dāng)今世界的切割機(jī)床還不具備根據(jù)電極絲外徑來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)切割精度的功能,如果尺寸精度不穩(wěn)定,zui后的切割精度也不穩(wěn)定。
5.電氣特性
電火花加工靠瞬間的放電腐蝕切割金屬,瞬間放電間隙越短,切割的金屬表面光潔度越高,因此電極絲必須具備能夠承受瞬間高脈沖電流和大切割電流的能力。
綜上所述,在選擇使用電極絲時(shí),首先要從機(jī)型著手,看機(jī)型適合什么類(lèi)型的電極絲;其次要考慮加工工況,如加工材料硬度、表面品質(zhì)要求、加工零件精度要求以及機(jī)床所選用配套耗材的品質(zhì)狀況等,當(dāng)然還要考慮水質(zhì)的好壞;再次要考慮機(jī)床設(shè)備是否經(jīng)常滿負(fù)荷運(yùn)行;zui后還要考慮各種不同電極絲的性能差異。