东莞市励精精密金属制品有限公司
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  电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机(Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“线切割机床”)、低速单向走丝电火花线切割机(Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“慢走丝”)。线切割铜线就是低速单向走丝电火花线切割机上使用的电极丝,因为绝大多数电极丝的材料采用黄铜,所以简称”线切割铜线“。

  从1979年镀锌电极丝的发明到今天,市场上不断出现了各种各样比普通黄铜丝性能更好的电极丝,”线切割铜线“的正确选用已经成为使线切割机的性能得到最大限度的发挥并为用户创造更多利润的关键。现在,在欧美和日本等发达国家,以镀锌电极丝为主的高性能电极丝正在逐渐取代放电性能受到很大局限的黄铜丝。
编辑本段性能
  
1、电气特性
  现代线切割电源对电极丝提出了严格的要求。它要能承受峰值超过700安培或平均值超过45安培的大切割电流,而且能量的传输必须非常有效,才能提供为达到高表面光洁度(0.2Ra以上)所需的高频脉冲电流。这取决于电极丝的电阻或电导率。紫铜是电导率最高的材料之一,它被用来作为衡量其他材料的基准。紫铜的电导率标为100%IACS(国际退火紫铜标准),而黄铜的电导率为20%。
  
2、机械特性
  拉伸强度:拉伸强度是衡量材料在受到径向负荷时抵抗断裂的能力。它是用单位截面积所能承受的重量来标度的,如英制的PSI(磅/平方英寸)或公制的N/mm2(牛顿/平方毫米)。紫铜属于拉伸强度最低的材料(245N/mm2),而钼则最高(1930N/mm2)。电极丝的拉伸强度取决于材料的选择以及各种热处理和拉伸处理工艺。电极丝有时被分为“软丝”和“硬丝”,对于不同的设备和应用来说,各有其长处。记忆效应:这与电极丝的“软”或“硬”直接相关。软丝抽离线轴时没有恢复成直线的记忆能力,所以无法用于自动穿丝,但这对切割来说并没有影响,因为加工时电极丝上是加了张力的。软丝适用于上、下导丝咀不能倾斜的设备进行超过7度的大斜度切割。而硬丝则是自动穿丝机的最佳选择,同时因为拉伸强度高,其抵抗因切割时电流和冲洗力造成丝的抖动的能力较强。延伸率:延伸率是切割加工中由于张力和热量引起电极丝长度变化的百分比。软丝的延伸率可大到20%,而硬丝则小于2%。软丝在斜度加工时,延伸率高的电极丝能更保证斜面的几何精度,并且较软的电极丝在导丝咀中滑动时产生的震动也较小。不过电极丝进入切割区后软丝的抖动程度比硬丝大,所以还得折中考虑。
  
3、几何特性
  在线切割技术发展的早期(1969年到七十年代中期),对电极丝几乎没有做任何的研究,用的是现成的电机和电缆上的紫铜丝。而今天,高效率高精度的线切割机要求电极丝具有误差极小的几何特性。电极丝制造的最后工序是采用多个宝石拉丝模来得到光滑、圆度极好、丝径公差为+/-0.001mm的成品。另一方面,还有一些电极丝却特意设计成具有相对粗糙的表面,可以提高切割速度。
  
4、热物理特性
  电极丝的热物理特性是提高切割效率的关键。这些特性是通过合金成分的配比或基础芯材的选择来确定的。熔点:电极丝的熔点是一项重要的指标。由于电极丝通过导丝咀时的机械运动,以及冲洗力和放电等因素,电极丝在切割时是有抖动的。这将造成无数次的极小的短路,使切割过程减慢。电极丝工作时如果在外径上能够损耗一些,这样它在面对切口方向的空隙可以防止或减少短路效应。同时它在背对切口方向的空隙有助于改善冲洗作用,可以更好的去除加工废屑。电极丝外径的损耗不会影响加工精度,因为新的电极丝在不断的进给。这是冶金学家在研究电极丝的冲洗性时要考虑的材料的两个特性之一。气化压力: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,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。电极丝所应该具有的另一个特性就是低熔点和高气化压力,可以帮助把废渣吹离切缝。这就是电极丝冲洗性好所应该具备的另一个特性。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化的金属颗粒。这反过来又改善了冲洗过程,因为要冲走的颗粒少了。


选用:
  知道了电极丝的性能特点和种类,接下来我们需要知道怎样辨识电极丝的好坏。
  目前我国只能生产黄铜电极丝,虽然有厂家在试制镀锌电极丝,但是要达到国际水平还有很长的路要走。特别是现在主流的镀层电极丝,全部都有专利保护。国内厂家只有加大研发投入和进行自主创新,否则很难取得突破。
  就黄铜丝而言,国内市场上的产品质量也是参差不齐的。高品质的黄铜丝,其母线一般都是采用电解铜为主要原料进行精练,通过连铸连轧工艺,并经过高速连续退火拉丝而成。但是国内母线普遍采用上引冷轧法,并且掺入了相当比例的废铜,所以与国际一流黄铜丝相比在质量上有明显的差距。由于国内电极丝制造商之间价格竞争激烈,所以只能采用这类价格低廉的母线。从0.90-1.20mm的母线到电极丝成品,还要经过拉丝和退火工艺,国际上普遍采用了德国和日本的连续退火的全自动拉丝机,质量上更容易控制。而国内厂家主要采用台资企业生产的传统拉丝机(伸线机),拉丝与退火分开进行。近年来也有不少厂家进行了连续退火的改造,但是在稳定性和自动化程度上还需要进一步提高。
  最近两年来进口黄铜丝在国内市场的份额已经大幅下降,市场上很多所谓进口货,其实都只是贴上了洋文的标签而已。但是作为最终用户,怎样鉴别电极丝的好坏呢?以下方法可以简便而准确的排除假冒伪劣产品:
  1、认准商标,不购买无生产厂名、无授权代理证书、无进口报关单的“三无”产品;
  2、坚持“便宜无好货”的准则,参考国内电解铜的价格,如果电极丝的价格很接近原材料的价格,那么它只可能是用废铜再生的材料生产的;
  3、“实践是检验真理的标准”,在设备工作状况正常的前提下,使用设备商提供的标准加工条件无法进行加工的电极丝,一定是品质不好的。 
  “不同的加工,采用不同的电极丝”
  1、工厂现有设备的加工能力是否满足业务增长的需要?
  a.设备是否24小时运行?
  b.是否需要经常性外发加工?
  c.是否准备添置新的设备?
  如果在采用黄铜丝的情况下,设备即使24小时运行也不能满足加工需求,而不得不靠外发加工来弥补,同时也在考虑增加更多的设备,那么这样的工厂首先可以尝试换用效率更高的镀层电极丝,也许可以即刻缓解迫在眉睫的加工矛盾而不必一下投入太多的资金。在设备数量不变的情况下,减少外发加工量还可以带来直接的效益。
  2、工厂线切割加工的工时费率在同行业内处于什么水平?
  这直接反映出工厂的竞争能力。由于工时费率往往受行业平均水平的制约,相同的费率水平下,利润的多少取决于工厂最大限度的提高生产效率和降低费用的能力。
  3、工厂对现在的加工质量满意吗?
  如果长期以来都是使用黄铜电极丝而加工质量经常出现问题,需要返工,造成延期交货,导致客户的不满,那么换上别的电极丝能不能提高加工精度和表面质量?对于不同的工件材质,有没有考虑过选用不同的电极丝而得到有更好的加工效果?这同样会影响到工厂的加工成本和效益。
  便宜的黄铜丝其实并不是最经济的选择。事实上,经过革新设计的高性能电极丝与现代先进的线切割机配合可实现比标准的黄铜丝更高的生产效率。这种对生产效率的贡献比起电极丝本身增加的成本来说要大得多。“不同的加工,采用不同的电极丝”,能够给线切割用户带来更好的盈利能力。

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