ES2303517T3 - Electrodo de hilo para corte por electroerosion. - Google Patents
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Abstract
Electrodo de hilo para el corte por electroerosión de metales, materiales cerámicos eléctricamente conductores etc., bien con un núcleo (1) homogéneo de un metal o de una aleación de metales o un núcleo compuesto, y con por lo menos dos capas envolventes de aleaciones de Zn que se van desgastando durante la erosión, siendo la capa envolvente interior (2) principalmente de latón Beta y la capa envolvente exterior (3) principalmente de latón gamma, estando la proporción de espesores de capa de latón Beta a latón gamma entre 0,3 a 7, caracterizado porque la proporción de fase Beta/Beta'' o fase gamma en las dos capas envolventes es por lo menos del 90%, siendo la suma de espesores de ambas capas envolventes de 0,1 a 0,3 en proporción al diámetro exterior del electrodo.
Description
Electrodo de hilo para corte por
electroerosión.
La invención se refiere a un electrodo de hilo
para el corte por electroerosión de metales, materiales cerámicos
que sean conductores eléctricos, etc., bien con un núcleo homogéneo
de un metal o de una aleación de metales o con un núcleo compuesto
y con por lo menos dos capas envolventes de aleaciones de Zn que se
desgastan durante la erosión.
En el desarrollo de electrodo de hilo para el
corte por electroerosión de metales o de otros cuerpos conductores
eléctricos ha resultado ventajoso emplear un electrodo revestido en
el cual el núcleo ofrece por una parte la necesaria resistencia
mecánica y por otra parte aporta la conductividad eléctrica,
efectuándose el proceso de erosión propiamente dicho por una capa
envolvente que es de zinc puro o de una aleación de zinc. Si bien
una aleación de zinc puro da lugar a un buen rendimiento de
arranque sin embargo la capa de zinc puro tiene un desgaste tan
rápido que antes de que el hilo de erosión salga del intersticio de
corte de una pieza de altura moderada, está ya totalmente gastado,
de modo que finalmente el electrodo corta con el material del
núcleo. La consecuencia de esto es que el rendimiento de corte del
electrodo resulta en conjunto considerablemente menor.
Por este motivo se conoce (documento EP p 312
674) el hecho de prever como capa envolvente una capa envolvente
\beta, que si bien teóricamente tiene un rendimiento de corte
menor que una capa de zinc puro, debido al menor contenido en zinc,
sin embargo ofrece un rendimiento de corte superior debido al
desgaste considerablemente menor que sufre durante el proceso de
corte práctico, incluso con alturas de pieza reducidas.
Igualmente se conoce por el documento DE 195 10
740 A1 el hecho de realizar la capa envolvente de un latón \gamma
obteniéndose aquí un rendimiento de arranque mayor ya que en el
latón \gamma la proporción de zinc es mayor que en el latón
\beta. Ahora bien, durante el funcionamiento práctico se ha
observado que esta capa \gamma tiene un desgaste
considerablemente más rápido que una capa envolvente \beta, de
modo que las ventajas solamente resultan apreciables cuando se
trata de alturas de pieza reducidas.
Igualmente se conoce por el documento DE 199 13
694 A1 la fabricación de un electrodo de hilo con dos capas
envolventes superpuestas, siendo la capa envolvente inferior de un
latón \beta y la capa superior de zinc puro o de una aleación de
zinc que contenga más del 80% de zinc. Este electrodo es lo que se
denomina un electrodo combinado, que es igualmente adecuado para un
corte rápido como para un corte de precisión donde importa menos
que haya un fuerte desgaste de la capa envolvente. Si un electrodo
de esta clase se utiliza para un corte rápido, entonces en este
procedimiento la capa envolvente de zinc exterior de desgaste
rápido mejora el comportamiento de cebado del electrodo, mientras
que el proceso de erosión propiamente dicho tiene lugar mediante la
capa envolvente \beta. Por otra parte, si se utiliza este
electrodo para el corte de precisión se consume únicamente la capa
envolvente exterior, manteniéndose la capa envolvente \beta
situada debajo. La ventaja de este electrodo consiste en que con un
mismo electrodo de hilo, es decir sin tiempos de cambio de
preparación, se puede realizar tanto un corte rápido como un corte
de precisión donde importe obtener una superficie extremadamente
lisa.
Por el documento PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Tomo
018, N° 173 (M-1581), 24 de Marzo de 1994
(1994-03-24) y por el documento JP
05 337741 A (FUJIKURA LTD.), 21 de Diciembre de 1993
(1993-12-21) se conoce un electrodo
de hilo para el corte por electroerosión de metales conforme al
preámbulo de la reivindicación 1, que sobre un núcleo compuesto
presenta tres capas envolventes. La capa envolvente exterior es de
latón \gamma y la capa inmediata interior es de latón \beta. La
invención tiene como objetivo incrementar el rendimiento de corte
del electrodo de
hilo.
hilo.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la
invención por el hecho de que la capa envolvente interior es
principalmente de latón \beta y la capa envolvente exterior
principalmente de latón \gamma, estando la proporción entre el
espesor de capa de latón \beta a latón \gamma entre 0,3 y 0,7,
siendo la proporción de fase \beta/\beta' o fase y en ambas
capas envolventes como mínimo del 90%, y estando la relación entre
la suma de los gruesos de ambas capas envolventes y el diámetro
exterior del electrodo, entre 0,1 y 0,3.
Sorprendentemente, la combinación de una capa
envolvente inferior \beta con una capa envolvente \gamma
situada encima da lugar a unos rendimientos de corte que son
superiores a los que se pueden obtener con una capa envolvente
\gamma pura o con una capa envolvente \beta pura.
A continuación se describe con mayor detalle un
ejemplo de realización de la invención haciendo referencia al
dibujo. En éste puede verse:
Fig. 1 una sección a través de un electrodo de
hilo conforme a la invención,
Fig. 2 un diagrama del incremento de velocidad
de corte en función del espesor de capa del latón \beta y del
latón \gamma.
Fig. 3 un diagrama del incremento de velocidad
de corte en función de la combinación de una capa envolvente
\gamma y \beta conforme a la invención.
\newpage
En la Fig. 3 está representado el incremento de
velocidad de corte en el electrodo de erosión conforme a la
invención según la Fig. 1, siendo el diámetro del hilo de 0,3 mm y
la velocidad de desarrollo del hilo de 12 m/min. Se cortó en este
caso una pieza de un acero X210Cr12, que tenía una altura de pieza
de 50 mm.
En la abscisa del diagrama de la Fig. 2 se ha
representado el espesor de capa en \mum, concretamente una vez
para una capa envolvente \gamma 3 y una vez para una capa
envolvente \beta 2, que está aplicada como capa única sobre un
electrodo de hilo. Con los parámetros dados se observó que al
emplear una capa envolvente \gamma el incremento de rendimiento
de corte para la pieza específica era considerablemente mayor al
aumentar el espesor de capa del latón \gamma, que para una capa
de latón \beta. Sin embargo se observó también que al aumentar el
espesor de capa aproximadamente por encima de 25 \mum ya no se
podía conseguir un aumento de velocidad de corte en un latón
\gamma sino que la velocidad de corte se mantenía constante, lo
que indica que la capa envolvente restante era todavía
completamente de latón \gamma después de salir del intersticio de
corte, pero el proceso se iba haciendo cada vez más inestable
debido a la superior contaminación del intersticio, y la velocidad
de corte se mantuvo primeramente constante. Los primeros ensayos
para una capa envolvente de latón \beta mostraron que el
incremento de rendimiento de corte tiene lugar de modo
considerablemente más lento al aumentar el espesor de la capa, pero
que en el efecto final se obtiene un valor máximo de rendimiento de
corte aproximadamente en 50 \mum, que es superior al del latón
\gamma. Seguir aumentando el espesor de la capa envolvente
tampoco dio lugar en este caso a un mayor aumento del rendimiento de
corte.
Mediante la combinación conforme a la invención
de una capa envolvente \beta con una capa envolvente \gamma se
pudo conseguir en conjunto un rendimiento de corte que está
aproximadamente un 30% por encima del rendimiento de corte máximo
de los distintos componentes. Para conseguir el máximo de velocidad
de corte es determinante que los espesores de capa de las distintas
capas envolventes estén en una determinada proporción entre sí, y
que también la capa envolvente como tal esté en una determinada
proporción respecto al diámetro del electrodo de hilo.
Los mejores resultados, es decir el mayor
incremento porcentual se consigue cuando la relación entre el
espesor de capa de latón \beta y latón \gamma está entre 1,3 a
3, consistiendo tanto el latón \beta como el latón \gamma cada
uno por lo menos en un 90% de fase \beta o fase \gamma,
quedando al mismo tiempo asegurado que la distribución del latón
\gamma o del latón \beta es esencialmente constante en todo el
espesor de la capa envolvente. Se producen naturalmente zonas de
transición entre el latón \gamma y el latón \beta y el núcleo 1
en las cuales disminuyen correspondientemente las proporciones de la
fase \gamma o de la fase \beta. Estas zonas de transición sin
embargo son pequeñas en comparación con el espesor restante de la
respectiva capa envolvente.
Como núcleo 1 para un electrodo de hilo conforme
a la invención se puede emplear o bien un núcleo de cobre homogéneo
o una aleación de latón homogénea. Igualmente se pueden emplear sin
embargo también núcleos compuestos, habiendo resultado conveniente
emplear como núcleo un alma de acero que para mejorar la
conductividad está rodeada por una capa de cobre o por una capa de
latón.
La fase \beta de la capa de latón \beta
tiene a baja temperatura una retícula ordenada con unos puestos de
retícula definidos para el cobre y el zinc, mientras que al rebasar
una cierta temperatura este sistema ordenado pasa a ser una
estructura desordenada. Dado que de acuerdo con la opinión
dominante, no se puede impedir la conversión de la fase \beta
desordenada a la fase \beta' ordenada y además en cuanto a sus
propiedades mecánicas y eléctricas, ésta tiene escasa repercusión,
se habla en lo anterior únicamente de una fase \beta.
- 1
- Núcleo
- 2
- Capa envolvente \beta
- 3
- Capa envolvente \gamma.
Claims (8)
1. Electrodo de hilo para el corte por
electroerosión de metales, materiales cerámicos eléctricamente
conductores etc., bien con un núcleo (1) homogéneo de un metal o de
una aleación de metales o un núcleo compuesto, y con por lo menos
dos capas envolventes de aleaciones de Zn que se van desgastando
durante la erosión, siendo la capa envolvente interior (2)
principalmente de latón \beta y la capa envolvente exterior (3)
principalmente de latón \gamma, estando la proporción de espesores
de capa de latón \beta a latón \gamma entre 0,3 a 7,
caracterizado porque la proporción de fase \beta/\beta' o
fase \gamma en las dos capas envolventes es por lo menos del 90%,
siendo la suma de espesores de ambas capas envolventes de 0,1 a 0,3
en proporción al diámetro exterior del electrodo.
2. Electrodo de hilo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la proporción de espesor de capa de
latón \beta a latón \gamma está entre 0,7 y 5.
3. Electrodo de hilo según la reivindicación 1 6
2, caracterizado porque la proporción de espesor de capa de
latón \beta a latón \gamma está entre 1,3 y 3.
4. Electrodo de hilo según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el núcleo es de
cobre, latón, o es un núcleo compuesto con un alma de acero con un
revestimiento de cobre o latón.
5. Electrodo de hilo según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la capa de
latón \gamma tiene un grueso mínimo de 1 \mum.
6. Electrodo de hilo según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la capa de
latón \beta tiene un grueso mínimo de 10 \mum.
7. Electrodo de hilo según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la capa de
latón y tiene un grueso máximo de 25 \mum.
8. Electrodo de hilo según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la capa de
latón y tiene un grueso máximo de 50 \mum.
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