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CN106808037B - 仿鱼鳞微织构电极丝材料及其制备方法与应用 - Google Patents

仿鱼鳞微织构电极丝材料及其制备方法与应用 Download PDF

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CN106808037B
CN106808037B CN201510868517.7A CN201510868517A CN106808037B CN 106808037 B CN106808037 B CN 106808037B CN 201510868517 A CN201510868517 A CN 201510868517A CN 106808037 B CN106808037 B CN 106808037B
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曾志翔
姜吉良
郑芳
王立平
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Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
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Nongbo Kangqiang Micro Electronics Technology Co ltd
Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
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Abstract

本发明涉及仿鱼鳞微织构电极丝材料及其制备方法与应用。具体地，本发明公开了一种电极丝材料，所述电极丝材料表面具有仿鱼鳞微织构层，且所述电极丝材料包括：i)作为内层的合金基体层；ii)作为中间层的互扩散层；和iii)作为外层的镀层；并且，所述电极丝材料对冷却液的接触角为105‑150°。本发明还公开了所述电极丝材料的制备方法与应用。本发明的电极丝由于其特殊的表面仿生结构，可明显降低切割阻力，提高冷却速率，进而提高切割速率，有效改善电极丝的使用性能。所述制备方法具有工艺简单、易于工业化生产的特点。

Description

仿鱼鳞微织构电极丝材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及材料领域，具体地涉及一种仿鱼鳞微织构电极丝材料及其制备方法与应用。
背景技术
电火花切割加工主要用于模具制造，同时也在成形刀具、精密细小零件和特殊材料的加工中得到日益广泛的应用，电火花加工的切割速度影响生产效率，因此如何提高丝材的切割速度一直是相关领域的重点研究方向。
在设备、加工工艺及切割电极丝方面，电极丝的材质、表面状态及热物理特性是影响切割效率的关键因素。在切割过程中，电极丝因吸收大量的热量而易于发生过热熔断，这就要求提高电极丝的冷却效率；同时，磨屑易于在切割区域堆积，这就要求顺利排出磨屑。
为了满足日益提高的市场需求，本领域急需开发一种新型的切割性能优异的电极丝材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的切割性能优异的电极丝材料及其制备方法。
本发明的第一方面，提供了一种电极丝材料，所述电极丝材料表面具有仿鱼鳞微织构层，且所述电极丝材料包括：
i)作为内层的合金基体层；
ii)作为中间层的互扩散层；和
iii)作为外层的镀层；
并且，所述电极丝材料对冷却液的接触角为105-150°。
在另一优选例中，所述电极丝材料对冷却液的接触角为107-140°。
在另一优选例中，所述电极丝材料对冷却液的接触角为110-135°，较佳地为为112-130°。
在另一优选例中，所述电极丝材料的直径为0.05-1mm，较佳地为0.1-0.8mm，更佳地为0.15-0.6mm。
在另一优选例中，所述电极丝材料中，所述内层的直径为0.15－0.6mm；和/或
中间层的厚度为5－30μm；和/或
外层的厚度为2－20μm。
在另一优选例中，所述内层的直径为0.15－0.4mm。
在另一优选例中，所述中间层的厚度10－20μm。
在另一优选例中，所述外层的厚度为4－10μm。
在另一优选例中，所述仿鱼鳞微织构层的厚度为2－20μm。
在另一优选例中，所述仿鱼鳞微织构层的厚度为3－18μm，较佳地为5-15μm。
在另一优选例中，组成所述合金基体层的元素选自下组：铜、锌、锡、铅、或其组合。
在另一优选例中，组成所述互扩散层的元素选自下组：铜、锌、锡、铅、或其组合。
在另一优选例中，组成所述镀层的元素选自下组：铜、锌、锡、铅、或其组合。
在另一优选例中，所述电极丝材料的抗拉强度为900-1200MPa，较佳地为1100MPa－1200MPa。
在另一优选例中，所述电极丝材料的延伸率为1-5％，较佳地为3－5％。
在另一优选例中，所述电极丝材料是采用本发明第二方面所述的方法制备的。
本发明的第二方面，提供了一种本发明第一方面所述电极丝材料的制备方法，包括如下步骤：
1)提供镀层电极丝，热处理所述镀层电极丝，得到经热处理的电极丝；
2)拉拔处理步骤1)所得经热处理的电极丝，得到经拉拔处理的电极丝；和
3)退火处理步骤2)所得经拉拔处理的电极丝，得到本发明第一方面所述电极丝材料。
在另一优选例中，所述镀层电极丝包括作为芯层的合金层和位于所述芯层表面的金属镀层。
在另一优选例中，组成所述合金层的材料选自下组：铜合金、不锈钢。
在另一优选例中，组成所述金属镀层的金属选自下组：锌、铜、锡、铅、或其组合。
在另一优选例中，所述镀层电极丝的直径为0.01-5mm，较佳地为0.05-3mm，更佳地为0.1-2mm。
在另一优选例中，所述金属镀层的厚度为1－50μm，较佳地为2-30μm，更佳地为4-15μm。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理的热处理温度为550－850℃；和/或
步骤1)所述热处理在所述热处理温度的热处理时间为5s－60s。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理的热处理温度为580－830℃，较佳地为600－800℃。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理在所述热处理温度的热处理时间为8－55s，较佳地10s－50s。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理的处理方式选自下组：电阻加热、辐射加热、或其组合。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理的处理方式为电阻加热和辐射加热的复合加热方式。
在另一优选例中，所述电阻加热通过镀层电极丝自身的电阻发热进行，采用电阻加热时，对所述镀层电极丝施加的功率为0.1-10KW，较佳地0.3-5KW。
在另一优选例中，所述辐射加热区间的辐射处理温度为550-850℃，较佳地600-800℃。
在另一优选例中，在所述辐射处理温度的辐射处理时间为5－60s，较佳地15－30s。
在另一优选例中，所述经热处理的电极丝的直径为0.03-5mm，较佳地0.05-4.5mm。
在另一优选例中，所述经热处理的电极丝包括：第一内层、第一中间层和第一外层。
在另一优选例中，第一内层的直径为0.02－4mm，较佳地为0.5-3mm。
在另一优选例中，第一中间层的厚度为3－30μm，较佳地为5－20μm。
在另一优选例中，第一外层的厚度为2－20μm，较佳地为5－10μm。
在另一优选例中，步骤2)所述拉拔处理在润滑油槽中进行；和/或
步骤2)所述拉拔处理在室温下进行；和/或
步骤2)所述拉拔处理的拉拔速度为600-1500m/min。
在另一优选例中，步骤2)所述拉拔处理的拉拔速度为700-1400m/min，较佳地800-1300m/min。
在另一优选例中，所述经拉拔处理的电极丝的直径为0.1－1mm，较佳地0.15－0.6mm。
在另一优选例中，步骤3)所述退火处理的退火处理温度为20－100℃；和/或
步骤3)所述退火处理在所述退火处理温度下的退火处理时间为1s－20s。
在另一优选例中，步骤3)所述退火处理的退火处理温度为30℃－80℃，较佳地35－70℃。
在另一优选例中，步骤3)所述退火处理在所述退火处理温度下的退火处理时间为3－15s，较佳地4－10s。
在另一优选例中，步骤3)所述退火处理采用电加热绕丝铜辊而进行，退火处理时其电压为10-50V，电流为5-30A。
本发明的第三方面，提供了一种本发明第一方面所述电极丝材料的用途，用于进行精密切割。
本发明的第四方面，提供了一种制品，所述制品含有本发明第一方面所述电极丝材料或由本发明第一方面所述电极丝材料制成。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1是本发明所述仿鱼鳞微织构电极丝材料的结构示意图。
图2为本发明所述制备方法的工艺示意图。
图3为实施例1中经热处理的三层结构的丝材坯料1的SEM断面形貌测试结果。
图4为实施例1所得电极丝材料1的SEM表面形貌测试结果，其中(a)为鱼的鱼鳞形貌,(b)为电极丝材料1的放大的SEM表面形貌。
图5为实施例1所得电极丝材料1的SEM断面形貌测试结果。
图6是铜合金丝材、铜合金丝材1和电极丝材料1与冷却液的接触角测试结果，其中(a)为铜合金丝材，(b)为铜合金丝材1，(c)和(d)为仿鱼鳞微织构电极丝材料1。
图7为铜合金丝材、铜合金丝材1和电极丝材料1的相对切割速度对比图。
图8为模具钢样品分别经铜合金丝材1和电极丝材料1在相同的切割速度下切割后的三维形貌测试结果，其中(a)为经铜合金丝材1切割后的样品三维形貌，(b)为经仿鱼鳞微织构电极丝材料1切割后的三维形貌。
图9为实施例2-4所得电极丝材料2-4的SEM表面形貌测试结果，其中(a)为电极丝材料2,(b)为电极丝材料3,(c)为电极丝材料4。
图10为对比例1所得电极丝材料C1的SEM表面形貌测试结果。
图11为对比例2所得电极丝材料C2的SEM表面形貌测试结果。
具体实施方式
本发明人经过长期而深入的研究，通过采用特定的制备工艺制得了一种具有特殊的仿生结构的电极丝材料。具体地，本发明人采用特定的热处理工艺结合特定的拉拔工艺制备得到一种具有仿鱼鳞微织构表面形貌的电极丝材料，该材料表面的多孔形貌使得电极丝材料与被切割样品的阻力明显减小，并可有效改善切削过程中磨屑的排出以及冷却液的循环效果，最终提高电极丝的切割速度。在此基础上，发明人完成了本发明。
术语
如本文所用，术语“冷却液”指一种用在金属切削、磨加工过程中冷却和润滑切屑工具和加工件的工业用液体，其同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能及防腐功能。
电极丝材料
本发明提供了一种电极丝材料，所述电极丝材料表面具有仿鱼鳞微织构层，且所述电极丝材料包括：
i)作为内层的合金基体层；
ii)作为中间层的互扩散层；和
iii)作为外层的镀层；
并且，所述电极丝材料对冷却液的接触角为105-150°。
图1是本发明所述仿鱼鳞微织构电极丝材料的结构示意图。
在另一优选例中，所述电极丝材料对冷却液的接触角为107-140°。
在另一优选例中，所述电极丝材料对冷却液的接触角为110-135°，较佳地为为112-130°。
在另一优选例中，所述电极丝材料的直径为0.05-1mm，较佳地为0.1-0.8mm，更佳地为0.15-0.6mm。
在另一优选例中，所述电极丝材料中，所述内层的直径为0.15－0.6mm；和/或
中间层的厚度为5－30μm；和/或
外层的厚度为2－20μm。
在另一优选例中，所述内层的直径为0.15－0.4mm。
在另一优选例中，所述中间层的厚度10－20μm。
在另一优选例中，所述外层的厚度为4－10μm。
在另一优选例中，所述仿鱼鳞微织构层的厚度为2－20μm。
在另一优选例中，所述仿鱼鳞微织构层的厚度为3－18μm，较佳地为5-15μm。
应理解，当所述仿鱼鳞微织构层的厚度大于20μm时，仿鱼鳞微织构层的微结构深度较浅，从而使得电极丝与冷却液的接触角减小，使得电极丝的切割速度降低；当所述仿鱼鳞微织构层的厚度小于2μm时，仿鱼鳞微织构层太薄易因磨损而早期失效，从而不能有效提高电极丝的切割速度。
在本发明中，在所述电极丝材料中，所述内层、中间层和外层的元素由于经热扩散作用而成，故其中元素会存在一定的浓度梯度。
在另一优选例中，组成所述合金基体层的元素包括(但并不限于)：铜、锌、锡、铅、或其组合。
在另一优选例中，组成所述互扩散层的元素包括(但并不限于)：铜、锌、锡、铅、或其组合。
在另一优选例中，组成所述镀层的元素包括(但并不限于)：铜、锌、锡、铅、或其组合。
在另一优选例中，所述电极丝材料的抗拉强度为900-1200MPa，较佳地为1100MPa－1200MPa。
在另一优选例中，所述电极丝材料的延伸率为1-5％，较佳地为3－5％。
在另一优选例中，所述电极丝材料是采用本发明所述的方法制备的。
在本发明中，由于所述电极丝材料表面具有特殊的仿鱼鳞微织构，使得该电极丝材料对冷却液具有更大的接触角，因而可显著改善冷却液的冷却效果，并极大地提高切割速度。
制备方法
本发明还提供了一种所述电极丝材料的制备方法，包括如下步骤：
1)提供镀层电极丝，热处理所述镀层电极丝，得到经热处理的电极丝；
2)拉拔处理步骤1)所得经热处理的电极丝，得到经拉拔处理的电极丝；和
3)退火处理步骤2)所得经拉拔处理的电极丝，得到所述电极丝材料。
图2为本发明所述制备方法的工艺示意图。
在另一优选例中，所述镀层电极丝包括作为芯层的合金层和位于所述芯层表面的金属镀层。
在另一优选例中，组成所述合金层的材料包括(但并不限于)：铜合金、不锈钢。
在另一优选例中，组成所述金属镀层的金属包括(但并不限于)：锌、铜、锡、铅、或其组合。
在另一优选例中，所述镀层电极丝的直径为0.01-5mm，较佳地为0.05-3mm，更佳地为0.1-2mm。
在另一优选例中，所述金属镀层的厚度为1－50μm，较佳地为2-30μm，更佳地为4-15μm。
应理解，在本发明中，步骤1)所述镀层电极丝的金属镀层的厚度选择对后续的热处理步骤和拉拔步骤具有重要影响。当金属镀层厚度大于50μm时，在热处理过程中，所述金属镀层与内层基体层无法很好地进行互扩散，上述互扩散不充足的丝材坯料在后续拉拔步骤中无法获得明显的仿鱼鳞微织构结构；当所述金属镀层的厚度小于1μm时，锌镀层则因高温熔化与升华而损失，从而不能与基体形成互扩散，进而影响仿鱼鳞微织构结构的制备，最终影响电极丝的切割速度。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理的热处理温度为550－850℃；和/或
步骤1)所述热处理在所述热处理温度的热处理时间为5s－60s。
应理解，在本发明所述制备方法中，步骤1)所述热处理的处理温度范围和处理时间范围对最终所制得的电极丝材料的性能也具有重要影响。当热处理温度低于550℃时，经所述热处理所得电极丝材料未出现仿鱼鳞微结构；当热处理温度高于850℃时，在热处理过程中，所述金属镀层出现明显的熔化、挥发，导致最终所得电极丝材料同样未出现明显的仿鱼鳞微结构。当在所述热处理温度下的热处理时间大于60s时，金属镀层也容易出现明显的熔化、挥发，最终所得电极丝材料同样未能出现明显的仿鱼鳞微结构；当在所述热处理温度下的热处理时间小于5s时，最终所得电极丝材料同样未出现明显的仿鱼鳞微结构。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理的热处理温度为580－830℃，较佳地为600－800℃。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理在所述热处理温度的热处理时间为8－55s，较佳地10s－50s。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理的处理方式包括(但并不限于)：电阻加热、辐射加热、或其组合。
在另一优选例中，步骤1)所述热处理的处理方式为电阻加热和辐射加热的复合加热方式。
在另一优选例中，所述电阻加热通过镀层电极丝自身的电阻发热进行，采用电阻加热时，对所述镀层电极丝施加的功率为0.1-10KW，较佳地0.3-5KW。
在另一优选例中，所述辐射加热区间的辐射处理温度为550-850℃，较佳地600-800℃。
在另一优选例中，在所述辐射处理温度的辐射处理时间为5－60s，较佳地15－30s。
在另一优选例中，所述经热处理的电极丝的直径为0.03-5mm，较佳地0.05-4.5mm。
在另一优选例中，所述经热处理的电极丝包括：第一内层、第一中间层和第一外层。
在另一优选例中，第一内层的直径为0.02－4mm，较佳地为0.5-3mm。
在另一优选例中，第一中间层的厚度为3－30μm，较佳地为5－20μm。
在另一优选例中，第一外层的厚度为2－20μm，较佳地为5－10μm。
在另一优选例中，步骤2)所述拉拔处理在润滑油槽中进行；和/或
步骤2)所述拉拔处理在室温下进行；和/或
步骤2)所述拉拔处理的拉拔速度为600-1500m/min。
应理解，在本发明所述制备方法中，当步骤2)的拉拔速度大于1500m/min时，在该拉拔过程中所述被拉拔的电极丝非常容易断裂；当步骤2)的拉拔速度小于600m/min时，经所述拉拔后所得电极丝材料未出现明显的仿鱼鳞微结构。
在另一优选例中，步骤2)所述拉拔处理的拉拔速度为700-1400m/min，较佳地800-1300m/min。
在另一优选例中，所述经拉拔处理的电极丝的直径为0.1－1mm，较佳地0.15－0.6mm。
在另一优选例中，步骤3)所述退火处理的退火处理温度为20－100℃；和/或
步骤3)所述退火处理在所述退火处理温度下的退火处理时间为1s－20s。
在另一优选例中，步骤3)所述退火处理的退火处理温度为30℃－80℃，较佳地35－70℃。
在另一优选例中，步骤3)所述退火处理在所述退火处理温度下的退火处理时间为3－15s，较佳地4－10s。
在另一优选例中，步骤3)所述退火处理采用电加热绕丝铜辊而进行，退火处理时其电压为10-50V，电流为5-30A。
应用
本发明还提供了一种所述电极丝材料的用途，用于进行精密切割。
本发明还提供了一种制品，所述制品含有所述电极丝材料或由所述电极丝材料制成。
与现有技术相比，本发明具有以下主要优点：
(1)所述电极丝材料表面呈仿鱼鳞状微织构，该特殊的仿生结构使得电极丝材料对于冷却液具有优异的冷却效果，从而可获得更高的切割速率，进而可以显著提升所得电极丝材料的使用性能，如切割速度较普通的带锌镀层的铜电极丝提高10％～20％，较不含锌镀层的普通铜丝提高至少23％；
(2)所述电极丝材料表面特殊的仿鱼鳞状微织构使得其在切割过程中具有非常低的切割阻力，且可非常顺利地排出磨屑，利于提高切割速度，同时不降低切割样品的表面粗糙度；
(3)所述电极丝材料的制备方法具有工艺简单、成本低、易于工业化生产等优点。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1电极丝材料1
(1)铜合金丝材镀锌：首先将经过除锈、除油清洗后的直径约为1.5mm的铜合金丝材放入电镀设备，进行镀锌处理，通过调整镀锌工艺获得锌镀层厚度约为5μm的铜合金丝材1。
(2)扩散热处理：对铜合金丝材1进行扩散热处理，选择加热方式为电阻/辐射复合加热方式，使铜合金丝材1以0.05m/s通过温度为750℃、长度为1m的电阻炉，同时该段丝材所加功率为1KW(本实施例中复合加热方式的等效热处理温度为800℃，等效热处理时间为20s)，获得具有金属镀层、互扩散层与铜合金基体层三层结构的丝材坯料1，其直径约为1.5mm。
(3)拉拔处理：将上述以1000m/min的拉制速度拉制成直径为0.25mm的微织构电极丝，随后以电压为30V、电流为10A(对丝材而言，其等效退火温度为40℃)进行去应力退火处理5s，获得电极丝材料1。
结果
对实施例1中经热处理的三层结构的丝材坯料1、所得电极丝材料1进行表面及断面形貌和成分分析、接触角和切割性能等测试。
图3为实施例1中经热处理的三层结构的丝材坯料1的SEM断面形貌测试结果。
从图3可以看出，经热处理后，所得丝材坯料1具有三层结构，包括合金基体层、互扩散层和金属镀层，其中合金基体层的直径为1.25mm，互扩散层的厚度为12μm，金属镀层的厚度为4μm。
进一步采用能谱仪对图3中位点1、2、3、4、5、6和7的成分进行测试，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0000864917720000111
Figure BDA0000864917720000121
从表1可以看出，经热处理的三层结构的丝材坯料1从外到内沿径向(即从位点1到7)Zn的含量逐渐降低，Cu的含量逐渐升高，由于热处理过程在高温空气气氛中进行，因此在外层上还存在微量的O。上述结果表明：在热处理过程中，锌镀层与基体合金发生了明显的互扩散，形成了包括合金基体层、互扩散层和金属镀层的三层结构。
图4为实施例1所得电极丝材料1的SEM表面形貌测试结果，其中(a)为鱼的鱼鳞形貌,(b)为电极丝材料1的放大的SEM表面形貌。
从图4可以看出,实施例1所得电极丝材料1的微观表面具有仿真度非常高的仿鱼鳞微织构,且所得电极丝材料1的直径为0.25mm。
图5为实施例1所得电极丝材料1的SEM断面形貌测试结果。
从图5可以看出，实施例1所得电极丝材料1具有三层结构，包括合金基体层、互扩散层和仿生镀层，其中合金基体层的直径为0.25mm，互扩散层的厚度为15μm，金属镀层的厚度为5μm。
进一步采用能谱仪对图5中位点1、2、3、4、5和6的成分进行测试，结果如表2所示。
表2
Figure BDA0000864917720000122
从表2可以看出，所得电极丝材料1从外到内沿径向(即从位点1到6)Zn的含量逐渐降低，Cu的含量逐渐升高，且在外层还存在微量的O。上述结果进一步表明所得仿鱼鳞微织构电极丝材料同样为三层结构。
图6是铜合金丝材(即不带镀层的铜合金丝材)、铜合金丝材1(即带锌镀层的铜合金丝材)和电极丝材料1与冷却液的接触角测试结果，其中(a)为铜合金丝材，(b)为铜合金丝材1，(c)和(d)为仿鱼鳞微织构电极丝材料1。
从图6可以看出，相比于未镀覆锌镀层的铜合金丝材以及仅镀覆锌镀层的铜合金丝材，本发明的具有特定的仿鱼鳞微织构的电极丝材料1与冷却液具有更大的接触角，进而可明显改善切割过程中冷却液对电极丝材料的润滑效果。
图7为铜合金丝材、铜合金丝材1和电极丝材料1的相对切割速度对比图。
从图7可以看出，本发明仿鱼鳞微织构电极丝材料1相比于普通的未镀锌层的铜合金丝材的切割速度提高了约23％，相比于镀锌层的铜合金丝材1的切割速度提高了约16％。
图8为模具钢样品分别经铜合金丝材1和电极丝材料1在相同的切割速度下切割后的三维形貌测试结果，其中(a)为经铜合金丝材1切割后的样品三维形貌，(b)为经仿鱼鳞微织构电极丝材料1切割后的三维形貌。
从图8可以看出，经仿鱼鳞微织构电极丝材料1切割的样品的表面粗糙度与经铜合金丝材1切割的样品的表面粗糙度相当。
此外，对铜合金丝材、铜合金丝材1和电极丝材料1的力学性能测试结果表明三者具有相当的抗拉强度(约为1100MPa)和延伸率(约为5％)。
实施例2电极丝材料2
(1)铜合金丝材镀锌：首先将经过除锈、除油清洗后的直径约为1mm的铜合金丝材放入电镀设备，进行镀锌处理，通过调整镀锌工艺获得锌镀层厚度为10μm的铜合金丝材2；
(2)扩散热处理：对铜合金丝材2进行扩散热处理，选择加热方式为电阻/辐射复合加热方式，使铜合金丝材2以0.02m/s通过温度为650℃、长度为1m的电阻炉，同时该段丝材所加功率为0.5KW(本实施例中复合加热方式的等效热处理温度为690℃，等效热处理时间为50s)，获得具有金属镀层、互扩散层与铜合金基体层三层结构的丝材坯料2，其直径为1.5mm；
(3)拉拔处理：将上述经热处理的三层结构的丝材坯料2以1200m/min的拉制速度拉制成直径为0.25mm的微织构电极丝，随后以电压为30V、电流为10A(对丝材而言，其等效退火温度为40℃)进行去应力退火处理5s，获得电极丝材料2。
实施例3电极丝材料3
(1)铜合金丝材镀锌：首先将经过除锈、除油清洗后的直径为1.2mm的铜合金丝材放入电镀设备，进行镀锌处理，通过调整镀锌工艺获得锌镀层厚度为10μm的铜合金丝材3。
(2)扩散热处理：对铜合金丝材1进行扩散热处理，选择加热方式为电阻/辐射复合加热方式，使铜合金丝材3以0.1m/s通过温度为680℃、长度为1m的电阻炉，同时该段丝材所加功率为1KW(本实施例中复合加热方式的等效热处理温度为710℃，等效热处理时间为10s)，获得具有金属镀层、互扩散层与铜合金基体层三层结构的丝材坯料3。
(3)拉拔处理：将上述经热处理的三层结构的丝材坯料3以1000m/min的拉制速度拉制直径为0.2mm的微织构电极丝，随后以电压为30V、电流为10A(对丝材而言，其等效退火温度为40℃)进行去应力退火处理5s，获得电极丝材料3。
实施例4电极丝材料4
(1)铜合金丝材镀锌：首先将经过除锈、除油清洗后的直径为1.5mm的铜合金丝材放入电镀设备，进行镀锌处理，通过调整镀锌工艺获得锌镀层厚度为8μm的铜合金丝材4；
(2)扩散热处理：对铜合金丝材4进行扩散热处理，选择加热方式为电阻/辐射复合加热方式，使铜合金丝材4以0.05m/s通过温度为700℃、长度为1m的电阻炉，同时该段丝材所加功率为1.5KW(本实施例中复合加热方式的等效热处理温度为780℃，等效热处理时间为20s)，获得具有金属镀层、互扩散层与铜合金基体层三层结构的丝材坯料4；
(3)拉拔处理：将上述经热处理的三层结构的丝材坯料4以800m/min的拉制速度拉制直径为0.3mm的微织构电极丝，随后以电压为30V、电流为10A(对丝材而言，其等效退火温度为40℃)进行去应力退火处理5s，获得电极丝材料4。
结果
图9为实施例2-4所得电极丝材料2-4的SEM表面形貌测试结果，其中(a)为电极丝材料2,(b)为电极丝材料3,(c)为电极丝材料4。
从图9可以看出，通过本发明的特定的电镀处理工艺、热处理工艺、拉拔处理工艺和退火处理工艺处理后所得电极丝材料2-4均呈现仿鱼鳞微织构表面形貌。
对比例1电极丝材料C1
同实施例1，区别在于：热处理温度为500℃。
结果
图10为对比例1所得电极丝材料C1的SEM表面形貌测试结果。
从图10可以看出，在对比例1所述热处理温度下处理后，所得电极丝材料C1表面未出现明显的仿鱼鳞结构，使用该电极丝材料C1进行切割模具钢样品，相比于使用常规的镀锌层铜丝材，其切割速度基本不变。
对比例2电极丝材料C2
同实施例1，区别在于：热处理温度为880℃
结果
图11为对比例2所得电极丝材料C2的SEM表面形貌测试结果。
从图11可以看出，在该热处理温度下处理所得电极丝材料C2表面出现大量微裂纹，且并未发现明显的微织构，使用该电极丝材料C2进行切割模具钢样品，相比于使用常规的镀锌层铜丝材，其切割速度基本不变。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种电极丝材料，其特征在于，所述电极丝材料表面具有仿鱼鳞微织构层，且所述电极丝材料包括：
i)作为内层的合金基体层；
ii)作为中间层的互扩散层；和
iii)作为外层的镀层；
并且，所述电极丝材料对冷却液的接触角为105-150°；
所述仿鱼鳞微织构层的厚度为2－20μm；
所述的电极丝材料通过以下方法制备，所述的方法包括如下步骤：
1)提供镀层电极丝，热处理所述镀层电极丝，得到经热处理的电极丝；
2)拉拔处理步骤1)所得经热处理的电极丝，得到经拉拔处理的电极丝；和
3)退火处理步骤2)所得经拉拔处理的电极丝，得到所述电极丝材料；
所述镀层电极丝包括作为芯层的合金层和位于所述芯层表面的金属镀层；
所述金属镀层的厚度为1－50μm；
步骤1)所述热处理的热处理温度为550－850℃；
步骤1)所述热处理在所述热处理温度的热处理时间为5s－60s；
步骤2)所述拉拔处理的拉拔速度为600-1500m/min；
步骤2)所述拉拔处理在室温下进行；
步骤3)所述退火处理的退火处理温度为20－100℃；
步骤3)所述退火处理在所述退火处理温度下的退火处理时间为1s－20s。
2.如权利要求1所述的电极丝材料，其特征在于，所述电极丝材料对冷却液的接触角为107-140°。
3.如权利要求1所述的电极丝材料，其特征在于，所述电极丝材料中，所述内层的直径为0.15－0.6mm；和/或
中间层的厚度为5－30μm；和/或
外层的厚度为2－20μm。
4.如权利要求1所述的电极丝材料，其特征在于，所述的电极丝材料还包括下组的一种或多种特征：
组成所述合金基体层的元素选自下组：铜、锌、锡、铅或其组合；和/或
组成所述互扩散层的元素选自下组：铜、锌、锡、铅或其组合；和/或
组成所述镀层的元素选自下组：铜、锌、锡、铅或其组合。
5.一种权利要求1所述电极丝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)提供镀层电极丝，热处理所述镀层电极丝，得到经热处理的电极丝；
2)拉拔处理步骤1)所得经热处理的电极丝，得到经拉拔处理的电极丝；和
3)退火处理步骤2)所得经拉拔处理的电极丝，得到权利要求1所述电极丝材料；
所述镀层电极丝包括作为芯层的合金层和位于所述芯层表面的金属镀层；
所述金属镀层的厚度为1－50μm；
步骤1)所述热处理的热处理温度为550－850℃；
步骤1)所述热处理在所述热处理温度的热处理时间为5s－60s；
步骤2)所述拉拔处理的拉拔速度为600-1500m/min；
步骤2)所述拉拔处理在室温下进行；
步骤3)所述退火处理的退火处理温度为20－100℃；
步骤3)所述退火处理在所述退火处理温度下的退火处理时间为1s－20s。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)所述拉拔处理在润滑油槽中进行。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
步骤1)所述热处理的热处理温度为600－800℃。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)所述热处理在所述热处理温度的热处理时间为10s－50s。
9.一种权利要求1所述电极丝材料的用途，其特征在于，用于进行精密切割。
10.一种制品，其特征在于，所述制品含有权利要求1所述电极丝材料或由权利要求1所述电极丝材料制成。
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