基本介紹
- 中文名：線切割鍍鋅線
- 特性：熱物理特性
- 種類：5種
- 分類依據：套用
概述,種類,特性,選用,
概述
而電極絲作為電火花切割加工中的重要耗材受到越來越多的重視，尤其是慢走絲線切割加工。可以說線切割技術的發展，離不開電極絲技術的同步發展。由於黃銅電極絲作為線切割領域裡的第一代專業電極絲，早在1977年就進入市場銷售，所以從1979年鍍鋅電極絲的發明到今天，市場上不斷出現了各種各樣比普通黃銅絲性能更好的電極絲，而國內大部分地區仍然將稱之為線切割銅線，或者線切割銅絲，而這些新型的鍍層電極絲則被稱為線切割鍍鋅線。
種類
目前市場上較為成熟的這類電極絲按套用區分主要有以下幾種：
（1）標準型鍍鋅電極絲：芯材為黃銅，鍍層為100%鋅。一般採用電鍍工藝，鍍層較薄。這種鍍鋅絲最大的特點是放電性能穩定，切割速度也可比黃銅絲提高10－30%，特別適用於四次切割以上的精密加工。但是這種電極絲製造過程中最難解決的是掉粉的問題，目前只有德國和法國的少數製造商生產的品質較好，例如德國 Berkenhoff公司的COBRA CUT A、MEGACUT A，德國Heinrich Stamm公司的STAMMCUT ZC900和ZC950，法國Thermocompact公司的Thermo SWA，德國buchem公司的bunol A、bunol TA等等。
（2）速度型鍍鋅電極絲：芯材為黃銅，鍍層為銅鋅合金。採用多種工藝製造，鍍層要厚些。這種鍍鋅絲的切割速度比標準行鍍鋅絲可提高10%左右，適合大多數的高效率加工，是目前國際市場上的主流產品，以韓國產品為主要代表。
（3）擴散退火型電極絲：芯材為純銅，通過擴散工藝外包一層較厚的銅鋅合金（50：50）。這種鍍層需經過一系列的熱處理過程，其顏色變為黃褐色，表面是多孔的，它有助於改善沖洗性。這種電極絲的拉伸強度小於500 N/mm²，只適用於Charmilles和Ona等機型。常見的品牌有COBRA CUT D、BRONCO CUT X、MEGACUT D、SWX、STAMMCUT Xi、以及結合了最新的伽瑪鍍層工藝而達到最快切割速度的bunol TX等等
（4）伽瑪型鍍鋅絲：這是進入二十一世紀後電極絲技術的一次突破，由美國和德國的兩項專利導致了鍍鋅電極絲性能的進一步提升，同時又降低了製造成本。伽瑪型電極絲目前流行於美國和歐洲，常見品牌有德國的topas plus、bunol GS、bunol GT等等。
（5）精細型電極絲：一般電極絲的直徑最小只能到0.07mm，對於精細加工，有以下三種選擇：
鎢絲：直徑為0.02-0.10mm，拉伸強度為2700－2900 N/mm²。
鉬絲：直徑為0.05-0.10mm，拉伸強度為1500 N/mm²左右。
以上兩種產品價格比較昂貴。
鋼琴絲：芯材為製造鋼琴琴弦所用的高碳鋼，鍍層為黃銅，也有再鍍鋅的。直徑為0.03-0.10mm，拉伸強度為2100 N/mm²左右，是鎢絲和鉬絲的替代品。但是對於直徑0.02mm和個別機型如FANUC，只能使用鎢絲。
特性
電極絲的熱物理特性是提高切割效率的關鍵。在電火花切割時會產生大量的熱量，其中的一些熱量被電極絲吸收走了，這會降低切割效率。如果太多的熱量損耗在電極絲上，電極絲就會因過熱而熔斷。因此需要電極絲表面能夠快速氣化，並在電極絲得到冷卻的同時把熱能釋放到工件上。材料受熱達到熔點後就會氣化，產生氣化壓力。熔點低的材料更容易氣化，可以幫助把廢渣吹離切縫。當電極絲和工件在切割表面處是氣化而不是熔化時，產生的是氣體而不是熔融的金屬顆粒，就能有效的改善沖洗過程，因為要衝走的顆粒少了。
所以電極絲所應該具有的一個典型特性就是低熔點和高氣化壓力，而冶金學家在研究電極絲的沖洗性時要考慮的材料兩大特性也分別為熔點以及氣化壓力。
由於低熔點的鋅對於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，這就產生了鍍鋅電極絲。1979年瑞士幾位工程師發明的這種方法，使電極絲的發展向前邁進了一大步，並導致了更多新型鍍層電極絲的出現。
選用
很多國內的用戶在引進高性能的線切割機的同時，忽視了電極絲的重要性，以為它只不過是一種普通的消耗品。不管什麼機型或加工要求，黃銅絲都以其低廉的價格似乎成了唯一的選擇。在國內，不僅幾乎所有的日本、台灣和國產慢走絲機的用戶都只用黃銅絲，一些本來使用鍍鋅電極絲的Agie機和 Charmilles機用戶，也改用了“便宜”的黃銅絲，造成了相當多的用戶以為“電極絲就是黃銅絲”這一行業內的誤區。
黃銅絲的各種特性決定了其本身存在著一些無法避免的缺陷：加工速度無法提高，表面質量和加工精度受到局限等。目前，在歐美和日本等已開發國家，以鍍鋅電極絲為主的高性能電極絲正在逐漸取代黃銅絲。同時，除了早已將鍍鋅電極絲作為標準配置的線切割機製造商Agie、Charmilles和ONA外，現在Mitsubishi和 Sodick公司也在最新的機型上增加了採用鍍鋅絲的模式和加工參數，使這些設備的切割速度較之採用黃銅絲顯著提升了30%~50%。雖然隨著各種更好性能的鍍層電極絲的出現和普及，黃銅絲的市場份額呈不斷下降的趨勢，但是，由於它成本低廉，並且能滿足普通的加工需求，因此還會繼續得到廣泛的套用。同時越來越多的用戶開始關注鍍鋅電極絲的套用。與普通的黃銅絲相比，鍍層電極絲具有較大的優勢：
(1) 切割速度高，不易斷絲。品質好的鍍鋅電極絲切割速度可比黃銅絲快30-50%。
(2) 加工工件的表面質量好，無積銅，變質層得到改善，因此工件表面的硬度更高，模具的壽命延長。
(3) 加工精度提高，特別是尖角部位的形狀誤差、厚工件的直線度誤差等均比黃銅絲有改善。
(4) 導絲咀等部件的損耗減小，鋅的硬度比黃銅低，同時鍍鋅絲不象黃銅絲那樣有很多銅粉，所以不容易堵塞導絲咀，污染相關部件。
一、電極絲選擇基本原則
（1）設備狀況是基礎
新設備一定要用質量好的絲，這樣才能兌現你買設備時所期待的性能；舊設備可以針對性能做些候補。
（2）加工要求決定一切
在特定的加工要求下，往往只有選對電極絲才能達到要求，否則費時費工。
（3）成本核算說了算
效益第一，使用貴的電極絲也許反而降低了加工成本，所以精明的用戶一定會套用成本核算來確定適合自己的電極絲。
二、什麼情況下可以使用黃銅絲?
1）加工任務不飽滿，設備加工能力過剩，開機時間不足的；
2）加工要求一般，且加工厚度普遍小於50mm的；
三、什麼情況下應該選用鍍鋅絲？
1）加工任務飽滿， 24小時開機的；
2）加工能力不足，擬添置新設備，或需要外發加工的；
3）加工厚度普遍大於50mm的；
4）加工要求高（精度、表面粗糙度）的；
5）加工硬質合金等難加工的材料；
6）擁有Agie、Charmilles、Ona、Mitsubishi等有內置鍍鋅絲加工參數的新設備的。雖然這些設備都可以使用普通的黃銅絲，但是只有使用鍍鋅絲才能真正發揮出設備最好的性能。
四、什麼情況下應該選用特定的電極絲？
（1）高厚度加工：一般來說，當加工的工件較厚時（通常超過100mm以上），加工速度明顯降低，並且加工面的直線度誤差會很大。此時可採用鋼芯絲加工，明顯改善速度和精度。
（2）沖水不良狀態的加工：例如大斜度加工、工件厚度不規則，變化範圍較大的加工和多個工件疊加起來的加工等等。沖水不良容易造成斷絲，加工速度因而下降。同時，也會導致二次放電增加，影響表面質量。
（3）工件材料難以加工：例如石墨、銅、鋁合金等較難切割的材料。
（4）四次切割以上的精密加工，只能選擇品質最好的電極絲。
從加工材料、切割速度、輪廓精度、表面質量到工廠的運行模式等方面看，現在的線切割加工有著比過去更多的變化。對於這些相互起作用的變數來說，只有選擇合適的電極絲才能使工廠對加工效率、加工成本和加工質量整體進行最佳化。“不同的加工，採用不同的電極絲”這一概念開始為越來越多的線切割用戶所接受。國內現在既有全面採用鍍鋅絲的企業，也有部分採用的用戶，例如加工繁忙時用鍍鋅絲，空閒時用黃銅絲，或者部分設備用鍍鋅絲。
