KR20240100423A - electrode wire - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종축을 따라 연장되는 금속 코어(10), 및 하나 이상의 구리-아연 감마 상 합금 영역(30-32)을 포함하는, 상기 금속 코어 상의 코팅을 포함하는 전극 와이어에 관한 것이며, 여기서 이들 영역 각각은 구리-아연 감마 상 합금만으로 형성되고 25℃의 주위 온도에서 각각의 이들 구리-아연 감마 상 합금 영역 내의 아연 농도는 65.4 원자% 초과이다. 구리-아연 감마 상 합금 영역(30-32)의 50% 초과는 전극 와이어의 외측 면으로부터 1 μm 미만에 위치한다.The present invention relates to an electrode wire comprising a metal core (10) extending along a longitudinal axis, and a coating on the metal core comprising one or more copper-zinc gamma phase alloy regions (30-32), wherein these regions Each is formed solely from a copper-zinc gamma phase alloy and the zinc concentration within each of these copper-zinc gamma phase alloy regions is greater than 65.4 atomic percent at an ambient temperature of 25°C. More than 50% of the copper-zinc gamma phase alloy regions 30-32 are located less than 1 μm from the outer surface of the electrode wire.
Description
본 발명은 전기-침식 가공을 위한 전극 와이어로서 사용될 수 있는 전극 와이어에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 전극 와이어를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode wire that can be used as an electrode wire for electro-erosion processing. The invention also relates to a method of manufacturing such electrode wire.
전극 와이어는 전기-침식 가공 기계에서 전기-침식을 통해 금속 또는 전기 전도성 물질을 절단하는 데 사용된다.Electrode wires are used in electro-erosion processing machines to cut metal or electrically conductive materials by electro-erosion.
널리 공지된 전기-침식 가공 또는 스파크 침식 방법은 공작물과 전기 전도성 전극 와이어 사이의 가공 영역에서 스파크를 발생시킴으로써 전기 전도성 부품으로부터 물질을 제거할 수 있게 해 준다. 전극 와이어는 가이드에 의해 고정된 와이어의 길이를 따라 부품의 근처에서 연속적으로 권출되고, 그것은 와이어 가이드의 횡방향 병진 이동 또는 부품의 병진 이동에 의해 횡방향으로 부품을 향해 서서히 이동한다.The well-known electro-erosion machining or spark erosion method allows material to be removed from electrically conductive parts by generating sparks in the machining area between the workpiece and electrically conductive electrode wires. The electrode wire is continuously unwound near the part along the length of the wire held by the guide, and it gradually moves laterally toward the part by the transverse translation of the wire guide or the translation of the part.
가공 영역으로부터 떨어진 곳에서 전기 접점에 의해 전극 와이어에 연결된 발전기는 전극 와이어와 가공될 전도성 부품 사이의 적절한 전위차를 일으킨다. 전극 와이어와 부품 사이의 가공 영역은 적합한 유전성 유체에 침지된다. 전위차는, 전극 와이어와 공작물 사이에, 부품 및 전극 와이어를 서서히 침식시키는 스파크가 나타나게 한다. 전극 와이어를 종방향으로 권출하면 충분한 와이어 직경을 일정하게 유지할 수 있어서 전극 와이어가 가공 영역에서 파손되는 것을 방지할 수 있다. 횡방향으로의 와이어 및 부품의 상대적인 이동은, 적용 가능한 경우에, 부품을 절단하거나 그의 표면을 처리할 수 있게 해 준다.A generator connected to the electrode wire by electrical contacts away from the machining area creates an appropriate potential difference between the electrode wire and the conductive component to be machined. The processing area between the electrode wire and the component is immersed in a suitable dielectric fluid. The potential difference causes sparks to appear between the electrode wire and the workpiece that slowly erode the part and the electrode wire. Unwinding the electrode wire in the longitudinal direction can maintain a sufficient wire diameter and prevent the electrode wire from being broken in the processing area. The relative movement of the wire and the part in the transverse direction allows, where applicable, to cut the part or treat its surface.
스파크에 의해 전극 와이어 및 부품으로부터 떨어져나온 입자는 유전성 유체에 분산되어 방출된다.Particles separated from electrode wires and components by sparks are dispersed in the dielectric fluid and released.
특히 작은 반경의 모서리 절단부를 제조하는 정밀 가공을 달성하기 위해서는, 가공 영역에 인장을 가하고 임의의 진동의 진폭을 제한하기 위해 상당한 기계적 인장 강도를 견딜 수 있는 작은 직경의 와이어를 사용할 것이 요구된다.To achieve precision machining, especially for producing small radius edge cuts, it is necessary to use small diameter wires that can withstand significant mechanical tensile strengths to tension the machining area and limit the amplitude of any vibrations.
대부분의 최신식 전기-침식 가공 기계는 일반적으로 0.25 mm의 직경 및 400 N/mm2 내지 1,000 N/mm2의 범위의 인장 강도를 갖는 금속 와이어를 사용하도록 설계되었다.Most modern electro-erosion processing machines are designed to use metal wires, typically with a diameter of 0.25 mm and tensile strengths ranging from 400 N/mm 2 to 1,000 N/mm 2 .
스파크가 전극 와이어와 부품 사이에 발생하면, 전극 와이어의 표면은 갑자기 매우 높은 온도로 짧은 지속기간 동안 가열된다. 그 결과, 스파크의 발생 부위에서, 전극 와이어의 표면 층의 물질이 고체 상태로부터 액체 또는 기체 상태로 전이되어 전극 와이어의 표면으로 이동하고/거나 유전성 유체에 방출된다. 스파크가 도달한 전극 와이어의 외측 면은 일반적으로 약간 오목한 분화구 형상을 취하도록 변형되며 물질이 용융되었다가 다시 응고된 영역을 갖는다는 것을 알 수 있다.When a spark occurs between an electrode wire and a component, the surface of the electrode wire is suddenly heated to a very high temperature and for a short period of time. As a result, at the site of spark generation, the material of the surface layer of the electrode wire transitions from a solid state to a liquid or gaseous state and moves to the surface of the electrode wire and/or is released into the dielectric fluid. It can be seen that the outer surface of the electrode wire where the spark reaches is generally deformed to take the shape of a slightly concave crater and has an area where the material is melted and then solidified again.
전기-침식과 관련된 스파크의 효율성은 주로 전극 와이어의 표면 층의 속성 및 표면형상(topography)에 따라 달라지는 것으로 관찰되었다. 이를 위해,It has been observed that the efficiency of the spark associated with electro-erosion mainly depends on the properties and topography of the surface layer of the electrode wire. for teeth,
- 와이어의 기계적 인장 강도를 유지하기 위해 우수한 기계적 강도 및 우수한 전류 전도를 보장하는 하나 이상의 금속 또는 합금으로 만들어진 코어; 및- a core made of one or more metals or alloys that ensure good mechanical strength and good current conduction to maintain the mechanical tensile strength of the wire; and
- 전기-침식의 더 우수한 효율성, 예를 들어 더 빠른 침식 속도를 보장하는, 하나 이상의 다른 금속 또는 합금으로 만들어지고/거나 특정한 표면형상, 예를 들어 균열을 갖는 코팅- a coating made of one or more different metals or alloys and/or having a specific surface shape, e.g. cracks, which ensures better efficiency of electro-erosion, e.g. faster erosion rates.
을 포함하는 전극 와이어의 사용에 의해 전기-침식 효율성의 상당한 발전이 달성되었다.Significant advances in electro-erosion efficiency have been achieved by the use of electrode wires comprising .
예를 들어, 출원 US 5945010 A에는 임의로 구리-아연 엡실론 상 합금 층에 의해 오버레이된 구리-아연 감마 상 합금 층으로 덮인 황동 코어를 갖는 전극 와이어가 설명되어 있다. 이러한 출원에는 이들 구리-아연 감마 상 합금 층이 전극 와이어의 성능을 개선할 수 있게 해 준다고 교시되어 있다. 특히, 이러한 출원에는 구리-아연 엡실론 상 합금 표면 층에 의해 오버레이된 구리-아연 감마 상 합금 층을 포함하는 3번 전극 와이어 시편이 설명되어 있다. 표면 층의 두께는 3 μm이다. 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도는 68 원자%이다. 이러한 출원에는 또한 구리-아연 감마 상 합금 표면 층을 포함하는 4번 전극 와이어 시편이 설명되어 있다. 이러한 경우에, 구리-아연 감마 상 합금 표면 층의 아연 농도는 65 원자%이다.For example, application US 5945010 A describes an electrode wire with a brass core covered with a copper-zinc gamma phase alloy layer, optionally overlaid by a copper-zinc epsilon phase alloy layer. This application teaches that these copper-zinc gamma phase alloy layers allow for improved performance of electrode wires. In particular, this application describes a No. 3 electrode wire specimen comprising a copper-zinc gamma phase alloy layer overlaid by a copper-zinc epsilon phase alloy surface layer. The thickness of the surface layer is 3 μm. The zinc concentration of the copper-zinc gamma phase alloy layer is 68 atomic percent. This application also describes a No. 4 electrode wire specimen comprising a copper-zinc gamma phase alloy surface layer. In this case, the zinc concentration of the copper-zinc gamma phase alloy surface layer is 65 atomic percent.
선행 기술은 문헌 US 2017/259361 A, US 2008/179296 A1 및 US 2009/025959 A1을 통해서도 공지되어 있다.The prior art is also known from the documents US 2017/259361 A, US 2008/179296 A1 and US 2009/025959 A1.
출원 US 5945010 A의 전극 와이어는 고성능 능력을 갖는다. 그러나, 보다 더 우수한 성능을 갖는 전극 와이어, 특히 개선된 침식 효율 및/또는 더 빠른 가공 속도를 나타내는 전극 와이어를 수득하는 것이 여전히 바람직하다.The electrode wire of application US 5945010 A has high performance capabilities. However, it is still desirable to obtain electrode wires with better performance, especially electrode wires that exhibit improved erosion efficiency and/or faster processing speeds.
본 발명은 청구항 1에 청구된 바와 같은 전극 와이어를 제안함으로써 이러한 요구사항을 충족시키는 것을 목표로 한다.The present invention aims to meet these requirements by proposing an electrode wire as claimed in
본 발명의 추가의 목표는 청구된 전극 와이어를 제조하는 방법이다.A further object of the invention is a method for producing the claimed electrode wire.
본 발명은 단지 비-제한적인 예로서 제공되고 도면을 참조하는 하기 설명을 읽으면 더 잘 이해될 것이며, 도면에서,
- 도 1은 전극 와이어의 횡단면의 개략도이고;
- 도 2는 도 1의 전극 와이어를 제조하는 방법의 흐름도이고;
- 도 3은 도 2의 방법에 따라 제조된, 드로잉 단계 전의 와이어의 횡단면의 한 부분의 흑백 사진이고;
- 도 4는 도 2의 방법에 따라 제조된, 드로잉 단계 후의 전극 와이어의 횡단면의 한 부분의 이미지이다.
이러한 도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타내는 데 사용된다. 본 설명의 나머지 부분 전체에 걸쳐, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지된 특징 및 기능은 상세히 설명되지 않는다.The invention is provided by way of non-limiting example only and will be better understood by reading the following description with reference to the drawings, in which:
- Figure 1 is a schematic diagram of a cross section of an electrode wire;
- Figure 2 is a flow chart of the method for manufacturing the electrode wire of Figure 1;
- Figure 3 is a black and white photograph of a portion of the cross-section of the wire before the drawing step, produced according to the method of Figure 2;
- Figure 4 is an image of a portion of a cross-section of an electrode wire after the drawing step, produced according to the method of Figure 2;
Throughout these drawings, like reference numerals are used to represent like elements. Throughout the remainder of this description, features and functions well known to those skilled in the art are not described in detail.
특정한 용어의 정의가 이하에 제I장에서 제공된다. 제II장에서는 실시양태의 상세한 예가 도면을 참조하여 설명된다. 이어서, 제III장에서는 이러한 실시양태의 대안적인 실시양태가 소개된다. 마지막으로, 제IV장에서는 다양한 실시양태의 이점이 소개된다.Definitions of specific terms are provided below in Chapter I. In Chapter II, detailed examples of embodiments are described with reference to the drawings. Chapter III then introduces alternative embodiments of this embodiment. Finally, Chapter IV introduces the advantages of various embodiments.
제I장: 정의 및 용어Chapter I: Definitions and Terminology
표현 "물질 A로부터 제조된 요소" 또는 "물질 A로 만들어진 요소"는 물질 A가 이러한 요소의 적어도 90 중량%, 바람직하게는 이러한 요소의 적어도 95 중량% 또는 98 중량%를 차지하는 것인 요소를 의미한다.The expression “element made from material A” or “element made from material A” means an element in which material A accounts for at least 90% by weight of this element, preferably at least 95% by weight or 98% by weight of this element. do.
"구리-아연 합금"은 불가피한 불순물을 제외하고 구리와 아연만으로 형성된 합금을 의미한다.“Copper-zinc alloy” means an alloy formed solely of copper and zinc, excluding inevitable impurities.
구리-아연 합금의 "상"은 특정한 결정학적 구조를 나타내는 구리-아연 합금의 고체상을 의미한다. 더 구체적으로, 구리-아연 시스템의 상들은 그의 조성 및 그의 특정한 결정학적 구조의 측면에서 서로 구별된다. 이러한 특정한 결정학적 구조는 구리-아연 합금의 상을 동일한 전체 조성을 갖는 미세한 구리 및 아연 입자의 단순한 혼합물과 구별할 수 있게 해 준다. 전형적으로, 구리-아연 합금의 공지된 상은 알파 상, 베타 상, 감마 상, 델타 상, 엡실론 상 및 에타 상이다. 상의 특정한 결정학적 구조는 다양한 수단을 사용하여 식별될 수 있다. 예를 들어, 연마된 샘플의 광학 현미경 또는 금속 현미경 사진은, 샘플이 적절하게 공격받은 한, 각각의 상에 대해 다양한 색조를 보여준다. 따라서, 감마 상을 엡실론 상과 구별하기 위해, 에탄올에 희석된 3% 질산 용액인 "나이탈(Nital)"을 사용한 공격이 수행된다. 감마 상은 아연이 부족하면 회색으로 나타나고 아연-농후하면 갈색 색조의 회색으로 나타난다. 엡실론 상은 더 어두운 갈색으로 나타난다. 후방산란 전자 검출기를 사용하여 주사 전자 현미경으로 샘플을 관찰함으로써, 감마 상을 엡실론 상과 구별하는 것이 또한 가능하다. X-선 회절을 통해 샘플의 상을 식별하는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 와이어 샘플은 정확한 파장을 갖는 X-선 입사 빔 아래에 배치된다. 예를 들어, 0.1541 nm의 평균 파장을 갖는 구리의 Kα선이 사용된다. 회절된 광선의 세기가 각각의 회절 각도에 대해 평가된다. 감마 상은 공지된 X-선 회절 스펙트럼을 가지며, 그것은 구리-아연 시스템의 다른 상 및 흔히 와이어의 표면 상에 위치하는 산화아연 ZnO의 것과는 상이하다. 구리-아연 합금이 알파 상, 베타 상, 감마 상, 델타 상, 엡실론 상 또는 에타 상 중 적어도 하나의 형태로 결정화되지 않으면, 그것은 무정형이며 X-선 회절 스펙트럼은 돌출된 피크보다는 평탄화된 범프(bump)를 나타낸다.“Phase” of a copper-zinc alloy means a solid phase of the copper-zinc alloy that exhibits a particular crystallographic structure. More specifically, the phases of the copper-zinc system are distinct from each other in terms of their composition and their specific crystallographic structures. This specific crystallographic structure allows the phase of copper-zinc alloy to be distinguished from a simple mixture of fine copper and zinc particles with the same overall composition. Typically, the known phases of copper-zinc alloys are alpha phase, beta phase, gamma phase, delta phase, epsilon phase and eta phase. The specific crystallographic structure of a phase can be identified using a variety of means. For example, optical microscopy or metallographic micrographs of polished samples show various shades of color for each phase, as long as the sample has been properly attacked. Therefore, in order to distinguish the gamma phase from the epsilon phase, an attack is performed with “Nital”, a 3% solution of nitric acid diluted in ethanol. The gamma phase appears gray when zinc is deficient, and gray with a brown tint when zinc-rich. The epsilon phase appears a darker brown color. It is also possible to distinguish the gamma phase from the epsilon phase by observing the sample with a scanning electron microscope using a backscattered electron detector. It is also possible to identify the phase of the sample through X-ray diffraction. In this case, the wire sample is placed under an incident beam of X-rays with the correct wavelength. For example, the K α line of copper with an average wavelength of 0.1541 nm is used. The intensity of the diffracted light is evaluated for each diffraction angle. The gamma phase has a known If a copper-zinc alloy does not crystallize in at least one of the alpha, beta, gamma, delta, epsilon, or eta phases, it is amorphous and its X-ray diffraction spectrum shows flattened bumps rather than raised peaks. ).
특정한 온도에서, 구리-아연 합금의 다양한 상은 각각 특정한 범위의 아연 농도에 상응한다. 각각의 이러한 특정한 범위의 아연 농도는 온도에 따라 달라진다. 샘플의 상의 아연 농도는 조성 미량분석에 의해 수득될 수 있다. 조성 미량분석은 분광분석 프로브가 장착된 주사 전자 현미경을 사용하여 수행된다. 예를 들어, 20 kV 전기장에서 가속된 전자빔이 샘플의 표면에 충돌하여 X-선이 방출되게 한다. 이러한 X-선은 전자빔과 충돌한 샘플의 표면의 조성의 특징을 나타내는 에너지 스펙트럼을 갖는다. 샘플의 표면에 의해 방출된 X-선의 스펙트럼은 에너지-분산 분광학 (EDS) 또는 파장-분산 분광학 (WDS) 분석 프로브를 사용하여 측정된다. 알고리즘을 사용하면 분석될 원소를 선택할 수 있고 (그러므로 임의의 불순물의 영향을 없앨 수 있고), 전자빔과 충돌한 샘플의 조성을 측정된 스펙트럼을 기반으로 계산할 수 있다. X-선과 물질 사이의 상호작용으로 인해, EDS (또는 WDS)에 의해 분석된 부피는 일반적으로 대략 1 세제곱마이크로미터라는 것을 주목해야 한다. 두 상들 사이의 경계에서, 실제로 두 상 중 어느 것에도 존재하지 않는 평균 농도가 측정될 수 있다. 이러한 경우에 기재된 농도는 분석 부피의 순수 상과 관련이 있다. 농도가 측정되는 영역은 마이크로미터-크기의 입방체보다 더 크다.At a specific temperature, the various phases of the copper-zinc alloy each correspond to a specific range of zinc concentrations. The zinc concentration in each of these specific ranges varies with temperature. The zinc concentration of the phase of the sample can be obtained by compositional trace analysis. Composition trace analysis is performed using a scanning electron microscope equipped with a spectroscopic probe. For example, an electron beam accelerated in a 20 kV electric field impacts the surface of the sample, causing X-rays to be emitted. These X-rays have an energy spectrum that characterizes the composition of the surface of the sample with which the electron beam impinges. The spectrum of X-rays emitted by the surface of the sample is measured using an energy-dispersive spectroscopy (EDS) or wavelength-dispersive spectroscopy (WDS) analytical probe. Using an algorithm, the elements to be analyzed can be selected (thus eliminating the influence of any impurities) and the composition of the sample struck by the electron beam can be calculated based on the measured spectrum. It should be noted that, due to the interaction between X-rays and the material, the volume analyzed by EDS (or WDS) is typically approximately 1 cubic micrometer. At the boundary between the two phases, an average concentration can be measured that is not actually present in either phase. In these cases the concentrations stated relate to the pure phase in the analysis volume. The area over which the concentration is measured is larger than a micrometer-sized cube.
표현 "구리-아연 합금 영역 내의 아연 농도는 X 원자% 초과이다"는 이들 영역 내의 평균 아연 농도가 X 원자% 초과라는 것을 의미한다. 평균 농도는, 예를 들어, 아연 농도를 이들 영역 내의 다양한 부위에서 측정한 후에 이러한 농도 측정값을 평균함으로써 수득된다. 측정이 수행되는 부위는 농도가 가장 낮을 것으로 예상되는 부위, 농도가 평균에 가까울 것으로 예상되는 부위, 및 농도가 최대일 것으로 예상되는 부위에 동일하게 위치한다. 이를 위해, 전형적으로, 측정이 수행되는 부위는 전극 와이어의 축을 가로지르는 축을 따라 분포된다.The expression “the zinc concentration in the copper-zinc alloy regions is greater than X atomic percent” means that the average zinc concentration in these regions is greater than X atomic percent. The average concentration is obtained, for example, by measuring zinc concentration at various sites within these regions and then averaging these concentration measurements. The sites at which measurements are performed are equally located at the site where the concentration is expected to be lowest, where the concentration is expected to be close to the average, and where the concentration is expected to be maximum. For this purpose, typically the area at which measurements are performed is distributed along an axis transverse to the axis of the electrode wire.
표현 "전기 전도성"은 20℃에서 106 S/m 초과, 바람직하게는 107 S/m 초과의 전기 전도도를 갖는 물질을 의미한다.The expression “electrically conductive” means a material having an electrical conductivity at 20° C. of greater than 10 6 S/m, preferably greater than 10 7 S/m.
와이어의 종축은 이러한 와이어가 연장될 때 주로 기준이 되는 축이다.The longitudinal axis of the wire is the axis that is mainly used as a reference when the wire is extended.
표현 "횡단면"은 전극 와이어의 종축에 수직인 전극 와이어의 단면을 의미한다.The expression “cross-section” means a cross-section of the electrode wire perpendicular to the longitudinal axis of the electrode wire.
표현 "전극 와이어의 층"은, 전극 와이어의 각각의 횡단면에서, 내부 원형 경계와 외측 원형 경계 사이에 위치한 전극 와이어의 환형 층을 의미한다. 실제로, 이러한 경계는 반드시 완벽한 원일 필요는 없다. 그러나, 초기 근사법으로서, 이러한 문헌에서는, 이러한 경계는 원에 비유된다. 이러한 원형 경계는 모두 전극 와이어의 종축에 중심을 둔다. 내부 원형 경계는 전극 와이어의 종축에 가장 가까운 층의 경계이다. 이와 반대로, 외측 원형 경계는 전극 와이어의 종축으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 층의 경계이다. 이러한 내부 원형 경계와 외측 원형 경계 사이에서, 구리-아연 합금의 상은 균질하거나, 구리-아연 합금의 다양한 상들의 불규칙한 융합에 의해 형성된다. 이와 반대로, 내부 및 외측 원형 경계에서는, 화학적 조성 및/또는 결정학적 형태가 갑자기 변한다.The expression “layer of electrode wire” means the annular layer of electrode wire located between the inner and outer circular boundaries, in each cross-section of the electrode wire. In reality, these boundaries are not necessarily perfect circles. However, as an initial approximation, in this literature, this boundary is likened to a circle. These circular boundaries are all centered on the longitudinal axis of the electrode wire. The inner circular boundary is the boundary of the layer closest to the longitudinal axis of the electrode wire. In contrast, the outer circular boundary is the boundary of the layer furthest from the longitudinal axis of the electrode wire. Between these inner and outer circular boundaries, the phase of the copper-zinc alloy is either homogeneous or is formed by random fusion of various phases of the copper-zinc alloy. In contrast, at the inner and outer circular boundaries, the chemical composition and/or crystallographic form changes abruptly.
"균질" 층은 구리-아연 합금의 단일 상에 의해 형성된 층이다.A “homogeneous” layer is a layer formed by a single phase of a copper-zinc alloy.
"균일" 층은, 와이어의 횡단면에서, 와이어의 축 주위에서 및 이러한 층 내에서 연속적으로 또는 실질적으로 연속적으로 연장되는 물질로 형성된 층을 의미한다. 따라서, 균일 층은, 와이어의 횡단면에서, 상기 층을 수많은 방사상 균열에 의해 서로 분리된 다수의 영역으로 나누는 다수의 균열을 포함하지 않는다. "수많은 방사상 균열"은, 횡단면에서, 문제의 층을 이러한 방사상 균열에 의해 서로 기계적으로 격리된 대략 10개의 영역으로 나누는 대략 10개 초과의 방사상 균열을 의미한다.A “uniform” layer means a layer formed of a material that, in the cross-section of the wire, extends continuously or substantially continuously around the axis of the wire and within this layer. Accordingly, a homogeneous layer does not contain numerous cracks that, in the cross-section of the wire, divide the layer into multiple regions separated from each other by numerous radial cracks. “Numerous radial cracks” means more than approximately 10 radial cracks that, in cross section, divide the layer in question into approximately 10 zones that are mechanically isolated from each other by these radial cracks.
이와 반대로, 용어 "균열된 층"은, 와이어의 횡단면에서, 층을 수많은 방사상 균열에 의해 서로 분리된 다수의 영역으로 나누는 다수의 균열을 포함하는 층을 의미한다.In contrast, the term “cracked layer” means a layer comprising numerous cracks that, in the cross-section of the wire, divide the layer into a number of regions separated from each other by numerous radial cracks.
표현 "금속 표면 층", 또는 간단히 "표면 층"은 전극 와이어의 최외측 층인 전극 와이어의 구리-아연 합금 또는 아연 층을 의미한다. 이러한 금속 표면 층은 그의 표면 상에 얇은 산화물 막을 포함할 수 있다. 전형적으로, 이러한 산화물 막은 주로 산화아연, 수산화아연, 탄산아연뿐만 아니라 가능한 잔류물, 예컨대 드로잉 윤활제 잔류물로 구성된다. 그러므로 이러한 금속 표면 층의 외측 면은, 얇은 산화물 막이 없는 경우에, 전극 와이어의 외측 면과 일치하거나, 이러한 얇은 산화물 막에 의해서만 전극 와이어의 외측 면으로부터 분리된다.The expression “metallic surface layer”, or simply “surface layer”, means the copper-zinc alloy or zinc layer of the electrode wire, which is the outermost layer of the electrode wire. This metal surface layer may include a thin oxide film on its surface. Typically, this oxide film consists mainly of zinc oxide, zinc hydroxide, zinc carbonate, as well as possible residues such as drawing lubricant residues. The outer surface of this metal surface layer therefore coincides with the outer surface of the electrode wire, in the absence of a thin oxide film, or is separated from the outer surface of the electrode wire only by this thin oxide film.
"방사상 균열"은, 전극 와이어의 횡단면 내에서, 주로 방사상 방향으로 연장되는 균열이다.A “radial crack” is a crack that extends primarily in a radial direction within the cross-section of the electrode wire.
표현 "주위 온도"는 15℃ 내지 30℃의 범위의 온도를 의미하며, 그것은 전형적으로 25℃이다.The expression “ambient temperature” means a temperature in the range of 15°C to 30°C, which is typically 25°C.
전극 와이어의 "침식 효율"은 표면적을 절단할 때 전극 와이어를 통과하는 전류의 평균 세기에 대한, 1분 동안 절단되는 표면적의 비율과 동일하다. 예를 들어, 50 mm 높이의 강철 부품에 있어서, 절단되는 물질에 대한 와이어의 공급 속도가 2 mm/min인 경우에, 가공 속도는 100 mm2/min이다. 평균 가공 전류가 10 A인 경우에, 이러한 조건에서 와이어의 침식 효율은 10 mm2/min/A이다.The "erosion efficiency" of an electrode wire is equal to the ratio of the surface area cut in one minute to the average strength of the current passing through the electrode wire as it cuts the surface area. For example, for a 50 mm high steel part, if the feed rate of the wire to the material being cut is 2 mm/min, the processing speed is 100 mm 2 /min. If the average processing current is 10 A, the erosion efficiency of the wire under these conditions is 10 mm 2 /min/A.
제II장: 실시양태의 예Chapter II: Examples of Embodiments
도 1은 본 문헌의 도입부에서 설명된 바와 같은 전기-침식 가공을 위한 전극 와이어(2)를 보여준다.Figure 1 shows an
이를 위해, 전극 와이어(2)는 400 N/mm2 내지 1,000 N/mm2의 범위의 인장 강도를 갖는다. 와이어(2)는 종축(4)을 따라 연장된다. 이러한 경우에, 축(4)은 시트의 평면에 수직이다. 와이어(2)의 길이는 1 m 초과이고, 전형적으로, 10 m 또는 50 m 초과이다.For this purpose, the
와이어(2)는 이러한 와이어를 사용한 전기-침식에 의한 부품의 가공 시 스파크에 직접 노출되는 외측 면(6)을 갖는다. 외측 면(6)은 축(4)을 따라 연장되는 원통형 면이다. 면(6)의 가이드 곡선은 주로 축(4)에 중심을 둔 원이다. 따라서, 와이어(2)의 횡단면은 원형이다. 와이어(2)의 외측 직경 D2는 전형적으로 50 μm 내지 1 mm의 범위이고, 가장 흔히 70 μm 내지 400 μm의 범위이다. 이러한 경우에, 와이어(2)의 직경은 250 μm이다.The
이러한 실시양태에서, 와이어(2)는In this embodiment,
- 전기 전도성 물질로 만들어진 중심 코어(10); 및- a central core (10) made of electrically conductive material; and
- 코어(10) 상에 직접 침착된 코팅(12)- Coating (12) deposited directly on the core (10)
을 포함한다.Includes.
코어(10)의 기능은 그 자체로 와이어(2)의 인장 강도의 대부분을 제공하는 것이다. 코어의 추가의 기능은 와이어(2)의 전기 전도도를 제공하는 것이다. 이를 위해, 그것은 전기 전도성 물질로 만들어진다. 전형적으로, 그것은 금속 또는 금속 합금으로 만들어진다. 예를 들어, 이러한 실시양태에서, 코어(10)는 구리로 만들어진다.The function of the core 10 itself is to provide most of the tensile strength of the
코어(10)의 직경 D10은 0.75 D2 내지 0.98 D2, 전형적으로, 0.85 D2 내지 0.95 D2의 범위이며, 여기서 D2는 전극 와이어(2)의 외측 직경이다. 예를 들어, 이러한 경우에, 직경 D10은 230 μm이다.The diameter D 10 of the core 10 ranges from 0.75 D 2 to 0.98 D 2 , typically from 0.85 D 2 to 0.95 D 2 , where D 2 is the outer diameter of the
코팅(12)은 가공 속도를 증가시켜 전극 와이어의 침식 효율 및/또는 전기-침식 가공 후에 수득된 부품의 면의 품질을 증진하도록 설계된다. 전기-침식에 의해 절단된 면의 품질은 그것이 낮은 거칠기를 나타낼수록 보다 더 우수하다.The
코팅(12)의 두께는 와이어(2)의 직경 D2에 비해 얇으며, 즉, 직경 D2의 10% 미만, 바람직하게는 직경 D2의 8% 미만이다. 코팅(12)의 두께는, 횡단면에서, 코어(10)를 코팅(12)으로부터 분리하는 원형 경계와 외측 면(6) 사이의 가장 짧은 거리에 상응한다.The thickness of the
이러한 실시양태에서, 코팅(12)은In this embodiment, coating 12 is
- 코어(10)로부터 외측 면(6)을 향해 연속적으로 직접 서로의 위에 적층된 2개의 층(14 및 16); 및- two layers (14 and 16) stacked directly on top of each other in succession from the core (10) towards the outer face (6); and
- 층(16) 상에 직접 침착된 가능한 표면 층(18)-
에 의해 형성된다.is formed by
이하에, 층(18)이 존재하는 특정한 경우의 전극 와이어(2)의 구조가 설명될 것이다. 이러한 특정한 경우를 위해 제공된 전체 설명은 층(18)이 존재하지 않는 경우에도 적용된다. 이러한 경우에, 전극 와이어(2)의 표면 층은 바로 층(16)이다.Below, the structure of the
층(14)은 구리-아연 베타 상 합금으로 만들어진 균질 및 균일 층이다. 그러므로 층(14)의 아연 농도는 전형적으로 45 원자% 내지 50 원자%의 범위이고, 나머지는 구리 및 불가피한 불순물이다. 층(14)의 두께는, 예를 들어, 5 μm 미만이다.
층(16)은 구리-아연 감마 상 합금으로 만들어진 균질 층이다. 층(16)의 아연 농도는 높으며, 즉, 이러한 경우에, 임계값 S16 이상이다. 이러한 임계값 S16은 65.4 원자% 이상, 바람직하게는 66.4 원자%, 68.4 원자%, 또는 심지어 70 원자% 초과이고, 나머지는 구리 및 불가피한 불순물이다. 층(16)의 아연 농도는 일반적으로 84 원자% 또는 75 원자% 미만이다.
최근에 업데이트된 구리-아연 시스템의 상 평형 다이어그램에 따르면, 안정 상태에서, 구리-아연 감마 상 합금은 주위 온도에서 60 원자% 내지 62 원자%의 아연 농도를 갖고, 나머지는 구리이다. 최근에 업데이트된 구리-아연 시스템의 상 평형 다이어그램은, 예를 들어, 하기 논문에 게재되었다: Liang et al.,: "Thermodynamic assessment of the Al-Cu-Zn system, part I: Cu-Zn binary system", CALPHAD, volume 51, 2015, pages 224 to 232.According to a recently updated phase equilibrium diagram of the copper-zinc system, at steady state, the copper-zinc gamma phase alloy has a zinc concentration of 60 to 62 atomic percent at ambient temperature, with the remainder being copper. A recently updated phase equilibrium diagram of the copper-zinc system was published, for example, in the paper: Liang et al.,: "Thermodynamic assessment of the Al-Cu-Zn system, part I: Cu-Zn binary system ", CALPHAD, volume 51, 2015, pages 224 to 232.
따라서, 아연 농도가 임계값 S16 이상인 경우에, 층(16)의 구리-아연 감마 상 합금은 주위 온도에서 안정 상태에 있지 않다. 이러한 경우에, 그것은 준안정 상태에 있다. 준안정 상태에서, 구리-아연 감마 상 합금의 그의 안정 상태로의 변환, 및 그러므로 그의 아연 농도의 감소는 주위 온도에서 매우 느리다. 달리 말해, 주위 온도에서 감마 상의 그의 안정 상태로의 이러한 변환은 인간에 의해 실질적으로 감지될 수 없다. 따라서, 준안정 상태에 있는 이러한 감마 상의 조성은, 이러한 와이어(2)가 정상적인 조건에서 보관되고 운송되어 주위 온도에서 유지되는 경우에, 그것이 제조된 때로부터 전기-침식 기계의 가공 영역에 도달할 때까지 거의 변하지 않는다. 이러한 구리-아연 합금의 준안정 층을 제조하는 방법은 이하에 설명된다.Accordingly, when the zinc concentration is above the threshold S 16 , the copper-zinc gamma phase alloy of
층(16)의 두께는 층(18)의 두께를 초과한다. 도 1에서, 예시로서, 층(16)의 두께는 층(14)의 두께도 초과한다. 유리하게는, 층(16)의 두께는 코팅(12)의 총 두께의 10%, 20% 또는 30%를 초과한다. 이를 위해, 층(16)의 두께는 전형적으로 직경 D2의 1% 또는 2%를 초과한다. 예를 들어, 층(16)의 두께는 2.5 μm 또는 5 μm 또는 10 μm 초과이다. 층(16)의 두께는 또한 전극 와이어의 드로잉 시 균열될 수 있을 정도로 매우 얇다. 이를 위해, 예를 들어 층(16)의 두께는 25 μm 또는 20 μm 미만이다.The thickness of
층(16)은 외측 면(6)으로부터 1 μm 미만, 바람직하게는 0.5 μm 미만에 위치한다. 이러한 경우에, 그것은 층(18)에 의해서만 외측 면(6)으로부터 분리된다. 따라서, 이를 위해, 그것이 존재하는 경우에, 층(18)의 두께는 1 μm 미만, 바람직하게는 0.5 μm 미만이다.
층(18)은 층(16)보다 더 아연-농후한 금속 표면 층이다. 예를 들어, 층(18)은 층(16)의 아연 농도를 초과하는 아연 농도를 갖는 구리-아연 합금으로 만들어진다. 전형적으로, 층(16)의 아연 농도와 층(18)의 아연 농도 사이의 차는 2 원자% 또는 5 원자% 또는 10 원자% 초과이다. 전형적으로, 층(18)은 구리-아연 엡실론 상 또는 델타 상 또는 에타 상 합금 층이거나 아연으로 만들어진다.
이러한 실시양태에서, 층(16 및 18)은 균열된다. 따라서, 층(16 및 18)은, 횡단면에서, 각각의 이러한 층을 방사상 균열에 의해 서로 기계적으로 분리된 여러 영역으로 나누는 균열을 포함한다. 이하에 설명되는 바와 같이, 이러한 균열은 균일하거나 실질적으로 균일한 층(16 및 18)을 갖는 와이어를 드로잉함으로써 수득된다. 드로잉 후에, 동일 물질은 더 이상 축(4) 주위로 완전히 연속적으로 연장되지 않지만, 횡단면에서, 방사상 균열에 의해 서로 기계적으로 분리된 여러 물질 영역으로 나누어진다. 이러한 균열은 주로 방사상으로 연장되며 층(16 및 18)을 완전히 가로지른다.In this embodiment, layers 16 and 18 are fractured. Accordingly, layers 16 and 18 contain cracks that, in cross section, divide each of these layers into several regions that are mechanically separated from each other by radial cracks. As explained below, such cracking is obtained by drawing a wire with uniform or substantially
예를 들어, 균열은 층(14)과 층(16) 사이의 원형 경계에서 시작하여 외측 면(6) 상에 출현한다.For example, a crack appears on the
도 1은 3개의 균열(22 내지 24)을 개략적으로 보여준다. 이러한 3개의 균열(22 내지 24)은 층(18)을 3개의 개별 영역(26 내지 28)으로 나누고, 층(16)을 3개의 개별 영역(30 내지 32)으로 나눈다.Figure 1 schematically shows three cracks (22 to 24). These three
이러한 균열은 고체 또는 액체 물질의 빈 함몰부 또는 오목부에 상응한다. 균열이 연장되는 방사상 방향에 수직인 방향으로의 균열의 폭은 일반적으로 2 μm 미만이다. 이러한 경우에, 층(18)의 두께가 매우 얇으면, 층(18)의 구리-아연 합금은 틈 내로 침투하지 않으며 또한 이러한 틈을 덮지 않는다는 점이 강조되어야 한다.These cracks correspond to hollow depressions or depressions in the solid or liquid material. The width of the crack in the direction perpendicular to the radial direction in which the crack extends is generally less than 2 μm. In this case, it should be emphasized that if the thickness of
층(16)의 각각의 영역은 전형적으로 층(16)의 두께보다 더 길다. 이러한 경우에, 층(16)의 각각의 영역은 5 μm 또는 10 μm보다 더 길다. 본 문헌에서, 횡단면에서, 영역의 길이 및 폭은 각각 이들 영역을 완전히 포함하는 가장 작은 표면적을 갖는 직사각형의 길이 및 폭과 동일한 것으로 정의된다.Each region of
제II.1장: 급속 구리 확산을 사용한 제조 실시예:Chapter II.1: Manufacturing Examples Using Fast Copper Diffusion:
실시예 1: 터널 퍼니스에서의 급속 확산Example 1: Rapid diffusion in a tunnel furnace
와이어(2)를 제조하는 방법의 이러한 제1 실시예는 도 2의 흐름도를 참조하여 설명된다. 이러한 제1 실시예에서, 임계값 S16은 66.4 원자%이도록 선택되고 층(18)은 생략된다.This first embodiment of the method for manufacturing the
단계(80) 동안, 초기에 거친(rough) 금속 와이어를 제공한다. 이러한 실시예에서, 거친 와이어는 1.25 mm의 직경을 갖는 구리 와이어이다.During
이어서, 단계(82) 동안, 코팅을 거친 와이어 상에 제조한다. 이러한 코팅은 거친 와이어의 전체 외측 면을 연속적으로 덮는다. 이러한 코팅은 온도가 500℃ 내지 700℃의 범위일 때 보다 더 아연-농후한 층에 의해 오버레이된 층(16)을 형성할 수 있는 물질 또는 여러 물질로 만들어진다. 이러한 실시예에서, 코팅은, 이러한 단계에서, 거친 와이어의 외측 면 상에 직접 침착된 아연 층만으로 형성된다. 이를 위해, 아연 층은 1.25 mm 초과의 직경을 갖는 전기아연도금 와이어를 수득하기 위한 전기아연도금 방법에 의해 거친 와이어 상에 침착된다.Then, during
이러한 경우에, 단계(82)의 종료 후에, 이러한 전기아연도금 와이어를 그의 직경이 420 μm가 될 때까지 드로잉한다. 이러한 단계에서, 이러한 제1 실시양태에서는, 아연 농도를 더 쉽게 측정할 수 있게 하는 두꺼운 층(16)을 수득하기 위해 아연 코팅의 두께는 25 μm이다.In this case, after completion of
단계(84) 동안, 전기아연도금되고 드로잉된 와이어를 Tc와 동일한 온도로 가열한다. 온도 Tc는 500℃ 내지 700℃의 범위이다. 이러한 제1 제조 실시예에서, 온도 Tc는 500℃ 내지 600℃의 범위이고, 보다 더 유리하게는 559℃ 내지 600℃의 범위이다. 600℃ 이하의 온도 Tc를 선택하면, 가열 동안 용융되는 아연 액적의 형성이 제한된다. 이러한 경우에, 온도 Tc는 600℃이다.During
예를 들어, 단계(84) 동안, 전기아연도금되고 드로잉된 와이어를 Tc와 동일한 내부 온도를 갖는 가열 영역으로 도입시킨다. 더욱이, 바람직하게는, 이러한 열처리를 전극 와이어의 외측 면을 산화시키기 위해 공기 중 대기압에서 수행한다.For example, during
이러한 경우에, 전기아연도금 와이어는 축(4)을 따라 차례로 배치된 전기아연도금 와이어의 일련의 연속적인 부분에 의해 형성되는 것으로 간주되며, 여기서 각각의 이러한 부분은 매우 짧다. 예를 들어, 본원에 제공된 설명에서, 짧은 부분은 0.1 mm의 길이를 갖는 부분이다. 전기아연도금 와이어의 연속적인 부분은 차례로 가열 영역에 들어가서, 이러한 연속적인 부분은 차례로 온도 Tc로 가열된다. 더 구체적으로, 가열 영역은 입구 및 출구를 포함하며, 그것들 사이에서 온도는 온도 Tc와 동일하다. 입구 전의 온도 및 출구 후의 온도는 온도 Tc보다 2 내지 3배 더 낮다. 이러한 경우에, 이러한 가열 영역은 터널 퍼니스의 터널이다.In this case, the electrogalvanized wire is considered to be formed by a series of successive sections of electrogalvanized wire arranged one after another along the
전기아연도금 와이어의 각각의 부분은 입구를 통해 가열 영역에 들어간 후에 가열 영역 내에서 일정한 속도로 이동한다. 마지막으로, 이러한 부분은 지속기간 d0 동안 가열 영역 내에 잔류한 후에 출구를 통해 가열 영역을 나온다. 지속기간 d0은Each piece of electrogalvanized wire enters the heating zone through the inlet and then moves at a constant speed within the heating zone. Finally, these parts remain within the heating zone for a duration d 0 and then exit the heating zone through the outlet. The duration d 0 is
- 전기아연도금 와이어의 부분이 가열 영역에 들어가는 순간 tini; 및- The moment a part of the electrogalvanized wire enters the heating zone t ini ; and
- 전기아연도금 와이어의 이러한 동일 부분이 가열 영역을 나가는 순간 t0 - the moment t 0 at which this same portion of the electrogalvanized wire leaves the heating zone.
을 분리하는 시간 구간과 동일하다.It is the same as the time interval separating .
지속기간 d0은 가열 영역 내에서의 전기아연도금 와이어의 이동 속도를 설정함으로써 조정된다. 전체 전기아연도금 와이어는, 단계(84)의 완료 시 전체 아연 코팅이 온도 Tc로 가열되도록, 가열 영역을 통과한다.The duration d 0 is adjusted by setting the speed of movement of the electrogalvanized wire within the heating zone. The entire electrogalvanized wire passes through a heating zone such that upon completion of
출원 US 5762726 A에 교시된 바와 같이, 온도 Tc에서, 구리는 아연 코팅 내에 서서히 확산된다. 따라서, 초기에 아연으로 만들어진 코팅의 특정한 부위에서, 구리 농도는 시간 경과에 따라 서서히 증가한다.As taught in application US 5762726 A, at temperature T c , copper slowly diffuses into the zinc coating. Therefore, in certain areas of the coating initially made of zinc, the copper concentration increases slowly over time.
또한, 구리는 거친 구리 와이어로부터 와이어의 외부를 향해 진행됨으로써 코팅 내에 확산되기 때문에, 구리 농도 구배가 코팅의 두께에 걸쳐 존재하게 된다. 코팅 내의 구리 농도는 거친 와이어로부터 외부를 향해 서서히 감소한다. 이와 반대로, 아연 농도는 와이어의 외측 면에 접근함에 따라 증가한다. 이러한 구리 농도 구배로 인해, 단계(84) 동안, 다양한 상의 여러 구리-아연 합금 층의 덧층이 나타난다. 이러한 구리-아연 합금 층의 덧층에서, 층은 외측 면에 접근함에 따라 아연 농도가 증가하는 방식으로 정렬된다. 그러므로 구리-아연 합금 표면 층은 항상 가장 높은 아연 농도를 갖는 층이다.Additionally, because copper diffuses within the coating as it progresses from the coarse copper wire toward the outside of the wire, a copper concentration gradient exists throughout the thickness of the coating. The copper concentration in the coating gradually decreases from the rough wire towards the outside. Conversely, the zinc concentration increases as the outer surface of the wire is approached. Due to this copper concentration gradient, during
이러한 경우에, 단계(84)의 목표는 전극 와이어의 외측 면(6)으로부터 1 μm 미만에 위치하고 또한 높은 아연 농도를 나타내는 구리-아연 감마 상 합금 층(16)을 형성하는 것이다.In this case, the goal of
출원 US 5762726 A에 설명된 방법이 실행될 때, 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도는 상기 층을 오버레이하는 구리-아연 엡실론 상 합금 층이 사라지는 순간 topt에 가까운 순간에서 그의 최댓값에 가깝다는 것이 주목되었다. 이는 실제로 이러한 엡실론 상이 존재하는 한 감마 상의 아연 농도가 엡실론 상의 아연 농도에 도달하려는 경향이 있다는 사실에 의해 설명된다. 그러나, 일단 엡실론 상이 사라지면, 감마 상의 아연 농도는 구리-아연 감마 상 합금 층 아래에 나타나는 구리-아연 베타 상 합금 층의 아연 농도와 균형을 이루려는 경향이 있다. 따라서, 일단 구리-아연 엡실론 상 합금 층이 사라지면, 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도는 급속히 감소한다. 그러므로 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도는 구리-아연 엡실론 상 합금 층이 사라지는 순간 topt에 가까운 순간에서 최적이다. 이러한 교시는 출원 US 5762726 A에는 없다는 것을 주목해야 한다. 실제로, 이러한 문헌에는 순간 topt에, 또는 순간 topt에 매우 가까운 순간에 전기아연도금 와이어의 가열을 중단하는 것이 유리하다는 것이 교시되어 있지 않다. 이와 반대로, 출원 US 5762726 A에는 구리-아연 엡실론 상 합금 표면 층을 수득하기 위해 순간 topt 훨씬 전에 가열을 중단하거나, 이와 반대로, 구리-아연 감마 상 합금 표면 층을 수득하기 위해 순간 topt 훨씬 후에 가열을 중단할 것이 촉구되어 있다.When the method described in application US 5762726 A is carried out, the zinc concentration of the copper-zinc gamma phase alloy layer is close to its maximum at the moment t opt when the copper-zinc epsilon phase alloy layer overlying said layer disappears. was noticed. This is actually explained by the fact that the zinc concentration in the gamma phase tends to reach that of the epsilon phase as long as this epsilon phase exists. However, once the epsilon phase disappears, the zinc concentration of the gamma phase tends to balance that of the copper-zinc beta phase alloy layer that appears beneath the copper-zinc gamma phase alloy layer. Therefore, once the copper-zinc epsilon phase alloy layer disappears, the zinc concentration in the copper-zinc gamma phase alloy layer rapidly decreases. Therefore, the zinc concentration in the copper-zinc gamma phase alloy layer is optimal at an instant close to t opt , the moment the copper-zinc epsilon phase alloy layer disappears. It should be noted that this teaching is absent from application US 5762726 A. In fact, this literature does not teach that it is advantageous to stop heating the electrogalvanized wire at the instant t opt , or at an instant very close to the instant t opt . In contrast, application US 5762726 A states that heating is stopped well before the instantaneous t opt to obtain a copper-zinc epsilon phase alloy surface layer, or, conversely, well after the instantaneous t opt to obtain a copper-zinc gamma phase alloy surface layer. It is urged to stop heating.
결과적으로, 이러한 관찰의 이점을 취하기 위해, 이러한 경우에, 전기아연도금 와이어의 각각의 부분에 대해, 단계(84)를 순간 t0min 내지 t0max의 범위인 순간 t0에 중단한다. 순간 t0min은 구리-아연 감마 상 합금 층을 오버레이하는 구리-아연 엡실론 상 합금 표면 층의 두께가 1 μm가 되는 순간이다. 실제로, 구리-아연 엡실론 상 합금 층의 두께가 1 μm 미만이 될 때, 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도는 최대이거나 최대에 매우 가깝다. 더욱이, 전기-침식 동안 외측 면의 표면형상의 변형을 제한하기 위해 구리-아연 엡실론 상 합금 층의 두께가 얇은 것이 중요하다. 더욱이, 구리-아연 엡실론 상 합금의 침식 효율은 구리-아연 감마 상 합금의 침식 효율보다 더 낮다는 것이 주목되었다.Consequently, in order to take advantage of this observation, in this case, for each portion of the electrogalvanized wire,
순간 t0max는 구리-아연 엡실론 상 합금 표면 층이 사라지는 순간 topt 후에 발생한다. 순간 topt 후에, 구리-아연 감마 상 합금 층은 이러한 제조 단계에서 전극 와이어의 표면 층을 형성한다. 순간 topt 후에, 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도는 급속히 감소하고 순간 t0max에 임계값 S16 미만으로 떨어진다. 전형적으로, 순간 t0max는 구간 [tini; t0max]의 지속기간 d0max가 1.2*dopt 또는 1.1*dopt 미만이도록 하는 순간이며, 여기서 지속기간 dopt는 구간 [tini; topt]의 지속기간과 동일하다.The moment t 0max occurs after the moment t opt when the copper-zinc epsilon phase alloy surface layer disappears. After the moment t opt , a layer of copper-zinc gamma phase alloy forms the surface layer of the electrode wire in this manufacturing step. After the instant t opt , the zinc concentration in the copper-zinc gamma phase alloy layer rapidly decreases and falls below the critical value S 16 at the instant t 0max . Typically, the moment t 0max is in the interval [t ini ; t 0max ] is the moment such that the duration d 0max is less than 1.2*d opt or 1.1*d opt , where the duration d opt is the interval [t ini ; It is the same as the duration of t opt ].
따라서, 전기아연도금 와이어의 각각의 부분에 대해, 구간 [t0min; t0max] 내에 속하는 순간 t0을 선택함으로써, 구리-아연 감마 상 합금 층이 전극 와이어의 표면 층을 형성하거나 단지 보다 더 아연-농후한 매우 얇은 표면 층, 즉, 이러한 경우에는, 구리-아연 엡실론 상 합금의 매우 얇은 층에 의해 덮이는, 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도가 S16을 초과하는 순간에서, 단계(84)를 중단한다.Therefore, for each section of electrogalvanized wire, the interval [t 0 min ; By choosing an instant t 0 that falls within [t 0 max ], a layer of copper-zinc gamma phase alloy forms the surface layer of the electrode wire or just a very thin surface layer that is more zinc-rich, i.e. in this case copper-zinc epsilon. At the moment the zinc concentration of the copper-zinc gamma phase alloy layer, which is covered by a very thin layer of phase alloy, exceeds S 16 ,
전형적으로, 지속기간 d0, 및 그러므로 순간 t0은 연속적인 실험에 의해 결정된다. 실제로, 제I장에 기재된 바와 같이,Typically, the duration d 0 , and therefore the moment t 0 , is determined by successive experiments. In fact, as stated in Chapter I:
1) 전극 와이어의 횡단면에서, 구리-아연 감마 상 및 엡실론 상 합금 층의 두께를 측정하게 해 주고;1) It allows measuring the thickness of the copper-zinc gamma phase and epsilon phase alloy layers in the cross section of the electrode wire;
2) 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도를 결정하게 해 주는2) which allows determining the zinc concentration of the copper-zinc gamma phase alloy layer
방법이 존재한다.There is a way.
따라서, 지속기간 d0은 이러한 지속기간 d0에 대해 가능한 여러 가지 값을 연속적으로 시도함으로써 결정될 수 있다.Accordingly, the duration d 0 can be determined by successively trying several possible values for this duration d 0 .
이후에, 순간 t0은 구간 [topt; t0max]에 속하게 되므로 층(18)이 생략된다.Afterwards, the moment t 0 is divided into the interval [t opt ; t 0max ], so
예시로서, 이러한 조건에서, 10초인 지속기간 d0은 67 원자%의 아연 농도를 갖는 구리-아연 감마 상 합금 표면 층을 수득하게 해 준다는 것이 주목되었다.By way of example, it was noted that under these conditions, a duration d 0 of 10 seconds allowed to obtain a copper-zinc gamma phase alloy surface layer with a zinc concentration of 67 atomic percent.
지속기간 d0의 종료 후에, 거친 구리 와이어 상에 침착된 코팅은 구리-아연 감마 상 합금 표면 층(16)에 의해 오버레이된 구리-아연 베타 상 합금 층(14)으로 구성된다.After the end of the duration d 0 , the coating deposited on the rough copper wire consists of a copper-zinc beta phase alloy layer (14) overlaid by a copper-zinc gamma phase alloy surface layer (16).
이러한 단계에서, 전기아연도금 와이어의 이러한 급속 가열은, 예를 들어, 수천 개의 턴(turn)을 갖는 전기아연도금 와이어 코일을 온도 Tc로 가열된 종래의 정적 퍼니스 내에 배치하는 것으로는 달성될 수 없다는 것을 주목해야 한다. 정적 퍼니스는 가열 기간 내내 이동하지 않는 전기아연도금 와이어를 포함하는 퍼니스이다. 실제로, 이러한 경우에, 오버레이된 다른 턴에 의해 온도 Tc로 가열된 공기로부터 기계적으로 격리된 전극 와이어의 턴의 가열 속도는 가열된 공기와 직접 접촉하는 턴의 가열 속도보다 훨씬 더 느리다. 따라서, 코일을 온도 Tc로 가열된 공기에 10초 동안 배치하면, 전기아연도금 와이어의 작은 부분만이 급속히 가열되는 반면에 전기아연도금 와이어의 또 다른 부분은 훨씬 더 느리게 가열된다. 결과적으로, 전기아연도금 와이어의 일부만이 층(16)의 특징을 나타내는 구리-아연 감마 상 합금 층을 포함하는 반면에, 더 느리게 가열된 전기아연도금 와이어의 상당 부분은 높은 아연 농도를 갖는 이들 구리-아연 감마 상 합금 층을 포함하지 않는다. 달리 말해, 종래의 정적 퍼니스를 사용해서는 전기아연도금 와이어의 각각의 부분에 대해 지속기간 d0을 정밀하게 제어하는 것이 불가능하다.At this stage, this rapid heating of the electrogalvanized wire can be achieved, for example, by placing a coil of electrogalvanized wire with several thousand turns in a conventional static furnace heated to a temperature T c . It should be noted that there is no Static furnaces are furnaces containing electrogalvanized wires that do not move throughout the heating period. Indeed, in this case, the heating rate of a turn of the electrode wire that is mechanically isolated from the air heated to temperature T c by the other turns overlaid is much slower than the heating rate of a turn in direct contact with the heated air. Therefore, if the coil is placed in air heated to temperature T c for 10 seconds, only a small portion of the electrogalvanized wire heats up rapidly, while another portion of the electrogalvanized wire heats much more slowly. As a result, while only a portion of the electrogalvanized wire contains the copper-zinc gamma phase alloy layer characteristic of
전기아연도금 와이어의 각각의 부분에 대해, 순간 t0에 도달하자마자, 즉, 이러한 경우에, 지속기간 d0의 종료부터, 급속 냉각 단계(90)를 실행한다. 냉각 단계(90)의 목적은 순간 t0에 수득된 층(16)의 조성을 고정하여 그것을 주위 온도에서 준안정 상태로 만드는 것이다. 이를 위해, 순간 t0 직후에, 단계(90) 동안, 와이어의 각각의 부분을 지속기간 d1 동안 급속 냉각에 적용하며, 이로 인해 이러한 부분의 층(16)의 온도는 10초 미만 내에 30℃로 갑자기 떨어진다.For each section of electrogalvanized wire, a
이러한 냉각은 급속 냉각이라고 지칭되는데, 왜냐하면 지속기간 d1이 10초 미만이기 때문이다. 바람직하게는, 지속기간 d1은 1초 또는 0.5초 미만이다. 이러한 짧은 지속기간 d1을 수득하기 위해, 단계(90) 동안 냉각 속도는 빠르다. 이러한 제1 실시예에서, 지속기간 d1은 1초 이하이다. 그러므로 지속기간 d1 동안의 평균 냉각 속도는 (Tc-30)°/s 이상이다. 그러므로, 이러한 제1 제조 실시예에서, 평균 냉각 속도는 570℃/s 초과이다.This cooling is referred to as rapid cooling because the duration d 1 is less than 10 seconds. Preferably, the duration d 1 is less than 1 second or 0.5 seconds. To obtain this short duration d 1 , the cooling rate during
이러한 경우에, 단계(90)를, 와이어의 각각의 부분이 이러한 급속 냉각을 겪도록, 가열 영역을 나가는 각각의 와이어 부분에 연속적으로 적용한다. 그러므로, 이로써 층(16)의 아연 농도는 전극 와이어(2)의 전체 길이에 걸쳐 고정된다.In this case, step 90 is applied sequentially to each portion of the wire exiting the heating zone, such that each portion of the wire undergoes this rapid cooling. Therefore, the zinc concentration of
이를 위해, 와이어의 부분이 가열 영역을 벗어나자마자 그것을 주위 온도의 유체에 침지한다. 예를 들어, 이러한 경우에, 25℃의 액체 조가 가열 영역의 출구에 설치된다. 예를 들어, 액체는 물이다. 이러한 경우에, 와이어의 각각의 부분은 가열 영역의 출구와 조의 입구 사이에서 경로의 초기 구역을 통과하며, 그 동안 이러한 부분은 먼저 주위 온도의 공기에 노출된다. 이어서, 와이어의 이러한 부분은 주위 온도의 조에 들어가고 이러한 조의 제2 구역을 통과하는 동안 주위 온도의 액체와 직접 접촉한다. 제2 구역의 종료 후에, 와이어의 부분은 조를 나간다. 제1 및 제2 구역의 길이는 와이어의 각각의 부분의 온도가 순간 t0 후에 10초 미만 내에 30℃ 미만으로 떨어지도록 조정된다. 이러한 경우에, 와이어의 각각의 부분은 1초 미만 내에 제1 구역을 통과한다. 주위 온도의 물에서 와이어의 부분의 평균 냉각 속도는 대략 20,000℃/s이다. 이러한 조건에서, 이러한 제1 제조 실시예에서는, 지속기간 d1이 1초 이하이다.For this purpose, as soon as a section of wire leaves the heating zone, it is immersed in a fluid at ambient temperature. For example, in this case, a liquid bath at 25°C is installed at the outlet of the heating zone. For example, the liquid is water. In this case, each portion of the wire passes an initial section of its path between the outlet of the heating zone and the inlet of the bath, during which such portion is first exposed to air at ambient temperature. This portion of the wire then enters an ambient temperature bath and is in direct contact with the ambient temperature liquid while passing through the second section of this bath. After the end of the second section, part of the wire leaves the bath. The lengths of the first and second zones are such that the temperature of each portion of the wire is such that after instant t 0 It is adjusted to drop below 30°C in less than 10 seconds. In this case, each portion of the wire passes through the first zone in less than one second. The average cooling rate of a section of wire in water at ambient temperature is approximately 20,000°C/s. Under these conditions, in this first manufacturing example, the duration d 1 is 1 second or less.
이러한 단계에서는, 예를 들어, 온도 Tc로 가열된, 수천 개의 턴을 갖는 전극 와이어의 코일을 주위 온도의 조, 심지어 액체 조에 침지하는 것으로는 이러한 급속 냉각을 달성할 수 없다는 것을 주목해야 한다. 실제로, 이러한 경우에, 급속 가열의 경우에 개시된 것과 유사한 이유로, 오버레이된 다른 턴에 의해 액체로부터 기계적으로 격리된 전극 와이어의 턴의 냉각 속도는 액체와 직접 접촉하는 턴의 냉각 속도보다 훨씬 더 느리다. 달리 말해, 턴을 갖는 코일을 액체 조에 침지하는 것으로는 전극 와이어의 각각의 부분의 냉각을 위해 지속기간 d1을 정밀하게 제어하는 것이 불가능하다.At this stage, it should be noted that such rapid cooling cannot be achieved by, for example, immersing a coil of electrode wire with thousands of turns, heated to temperature T c , in a bath at ambient temperature, or even in a bath of liquid. Indeed, in this case, for reasons similar to those disclosed in the case of rapid heating, the cooling rate of turns of the electrode wire that are mechanically isolated from the liquid by other overlaid turns is much slower than the cooling rate of turns in direct contact with the liquid. In other words, it is not possible to precisely control the duration d 1 for cooling of each part of the electrode wire by immersing the coil with the turns in a liquid bath.
단계(90)의 종료 후에, 층(16)은 준안정 상태에 있고, 와이어가 주위 온도에서 유지되는 한, 주위 온도에서, 그의 아연 농도는 임계값 S16을 초과한다.After the end of
다음으로, 단계(94) 동안, 전극 와이어(2)를 수득하기 위해, 단계(90)의 완료 시에 수득된 와이어를 드로잉한다. 이러한 드로잉 단계(94)에 의해, 전극 와이어의 직경은 원하는 직경, 즉 이러한 경우에, 250 μm의 직경에 도달할 수 있게 된다. 단계(94)에 의해 층(16 및 18)이 균열된다. 따라서, 이러한 단계(94) 동안, 층(16 및 18)에 위치한 대부분의 균열이 생성된다.Next, during
도 3은 단계(90)의 종료 후에 및 드로잉 단계(94) 전에 수득된 전극 와이어(2)의 횡단면의 한 부분의 이미지이다. 이러한 이미지는 광학 현미경을 사용하여 수득되었다. 층(16)의 조성은 에너지-분산 분광학 (EDS) 분광 분석 프로브를 사용하여 측정되었다. 층(16)의 아연 농도는 67 원자%이다.Figure 3 is an image of a portion of a cross-section of the
도 4는 드로잉 단계(94)의 완료 시에 수득된 전극 와이어(2)의 한 부분의 이미지이다. 이러한 이미지도 광학 현미경을 사용하여 수득되었다. 층(16)은 균열되어 있다. 그러므로 그것은 균열에 의해 서로 분리된 다수의 영역으로 나누어진다. 이러한 이미지는 구리-아연 감마 상 합금 영역의 일부가 구리-아연 감마 상 합금의 또 다른 영역에 의해 외측 면(6)으로부터 분리될 수 있다는 것을 보여준다. 이러한 경우에, 이들 영역은 외측 면(6)으로부터 1 μm 초과에 위치한다. 그러나, 구리-아연 감마 상 합금 영역의 대부분, 전형적으로, 70% 또는 80% 초과가 외측 면(6)으로부터 1 μm 미만, 이러한 경우에 0.5 μm 미만에 위치한다. 본 문헌에서, 구리-아연 감마 상 합금 영역의 "대부분"은 전극 와이어에 존재하는 구리-아연 감마 상 합금 영역의 50% 초과에 상응한다.Figure 4 is an image of a portion of the
이러한 이미지는 또한 이들 영역의 일부가 층(18)의 나머지 부분(100)으로 덮일 수 있다는 것을 보여준다.This image also shows that some of these areas may be covered by the remaining
실시예 2: 줄(Joule) 효과 가열Example 2: Joule effect heating
제2 제조 실시예는The second manufacturing example is
- 아연의 두께가 18 μm이고;- the thickness of zinc is 18 μm;
- 가열이 줄 효과에 의해 수행되고;- heating is carried out by Joule effect;
- 제조된 전극 와이어에 층(18)이 존재하도록, 순간 t0이 t0min 내지 topt의 범위이도록 하는 지속기간 d0이 선택된다- the duration d 0 is selected such that the moment t 0 is in the range from t 0 min to t opt so that the
는 것을 제외하고는, 제1 실시예와 동일하다.Except for, it is the same as the first embodiment.
줄 효과 가열의 경우에, 가열 영역은 직류 발전기에 의해 분극된 제1 전도성 풀리(pulley)와 제2 전도성 풀리 사이에 위치한 전기아연도금 와이어의 세그먼트이다. 이러한 2개의 풀리들 사이의 전위차는 이러한 2개의 풀리들 사이에 위치한 전기아연도금 와이어의 세그먼트 내에 흐르는 직류를 발생시킨다. 따라서 2개의 풀리들 사이에 위치한 전기아연도금 와이어의 세그먼트는 줄 효과에 의해 가열된다. 전형적으로, 직류의 세기는 10 A 초과이다.In the case of Joule effect heating, the heating zone is a segment of electrogalvanized wire positioned between a first and second conductive pulley polarized by a direct current generator. The potential difference between these two pulleys creates a direct current that flows in the segment of electrogalvanized wire located between these two pulleys. Therefore, the segment of electrogalvanized wire located between the two pulleys is heated by the Joule effect. Typically, the strength of direct current is greater than 10 A.
줄 효과 가열의 다양한 매개변수는, 전기아연도금 와이어의 각각의 부분이 이러한 가열 영역을 나가는 순간 t0이 상기에 정의된 구간 [t0min; t0max] 내에 속하도록 조정된다. 줄 효과 가열의 조정 가능한 매개변수는 특히 직류의 세기, 2개의 풀리들 사이의 전위차, 전기아연도금 와이어의 권출 속도 및 2개의 풀리들 사이에 있는 전기아연도금 와이어의 가열 영역의 길이이다. 예를 들어, 이러한 경우에, 전기아연도금 와이어가 25℃ 수 조에 직접 들어가기 전의 가열 영역의 길이는 1,530 mm인 것으로 간주된다. 가열 영역에서 전기아연도금 와이어의 권출 속도는 4.59 m/min이다. 2개의 전도성 풀리들 사이의 전기아연도금 와이어에 흐르는 전류의 세기는 17.9 A이다. 이러한 조건에서, 지속기간 d0은 20초이다. 이러한 실시양태에서, 전기아연도금 와이어의 각각의 부분은 제2 풀리에 도달하기 전에 조에 들어갈 수 있으므로, 조 침지 전에 공기 노출은 없다.The various parameters of Joule effect heating are such that the moment each section of electrogalvanized wire leaves this heating zone t 0 is in the interval defined above [t 0 min ; It is adjusted to fall within [t 0max ]. The adjustable parameters of Joule effect heating are, inter alia, the intensity of the direct current, the potential difference between the two pulleys, the unwinding speed of the electrogalvanized wire and the length of the heating zone of the electrogalvanized wire between the two pulleys. For example, in this case, the length of the heating zone before the electrogalvanized wire enters directly into the 25°C water bath is considered to be 1,530 mm. The unwinding speed of the electrogalvanized wire in the heating zone is 4.59 m/min. The intensity of the current flowing in the electrogalvanized wire between the two conductive pulleys is 17.9 A. In these conditions, the duration d 0 is 20 seconds. In this embodiment, each portion of electrogalvanized wire may enter the bath before reaching the second pulley, so there is no air exposure prior to bath immersion.
단계(90) 후에 수득된 와이어를 분석하였다. 와이어 주위의 특정한 부위에서 층(16)은 보다 더 아연-농후한 구리-아연 합금 층으로 덮여 있는 반면에, 다른 부위에서는, 이와 반대로, 층(16)은 와이어의 표면 상에 존재하는 유일한 금속 합금이다. 두 경우 모두에서, 산화아연이 또한 와이어의 표면 상에 존재한다.The wire obtained after
보다 더 아연-농후한 층으로 덮인 영역에서, 층(16)은 기본적으로 65.4 원자% 내지 69.4 원자%의 범위의 아연 농도를 갖는다. 층(16)이 보다 더 아연-농후한 층에 의해 덮이지 않은 영역에서, 층(16)의 아연 농도는 기본적으로 65.4 원자% 내지 66.3 원자%의 범위이다.In the regions covered by the more zinc-rich layer,
보다 더 아연-농후한 층은, 그것이 존재하는 부위에서, 구리-아연 델타 상 합금으로 만들어진 것으로 보일 것이다.The more zinc-rich layers, where they exist, will appear to be made of copper-zinc delta phase alloy.
실시예 3: 700℃ 확산 온도Example 3: 700°C diffusion temperature
온도 Tc가 400℃ 이상일 때 구간 [t0min; t0max]는 매우 짧다는 것을 보여주기 위해 하기 실험을 수행하였다. 이는 출원 US 5762726 A의 교시를 실행하는 것만으로는 높은 아연 농도를 갖는 구리-아연 합금 층을 제조하는 것이 불가능하다는 것을 보여준다.When the temperature T c is above 400℃, the section [t 0min ; The following experiment was performed to show that t 0max ] is very short. This shows that it is not possible to produce a copper-zinc alloy layer with a high zinc concentration simply by practicing the teachings of application US 5762726 A.
18 μm의 아연으로 코팅된 420 μm 직경 및 100 mm 길이의 구리 와이어를 700℃의 온도에서 특정한 지속기간 동안 정적 퍼니스에 배치하였고, 이어서 그것을 1초 미만 내에 신속하게 퍼니스로부터 꺼내고, 주위 온도의 물에 침지하였다.A 420 μm diameter and 100 mm long copper wire coated with 18 μm zinc was placed in a static furnace for a specified duration at a temperature of 700°C, then it was quickly removed from the furnace within less than 1 second and placed in water at ambient temperature. It was immersed.
정적 퍼니스에서 6초의 체류 시간 d0은, 0.5 μm 미만의 두께를 갖는 구리-아연 엡실론 상 합금 층(18)에 의해 오버레이된, 68 원자%의 아연 농도를 갖는 구리-아연 감마 상 합금 층을 수득할 수 있게 해 준다. 동일한 조건에서 정적 퍼니스에서 7초의 체류 시간 동안 수득된 전극 와이어는 구리-아연 엡실론 상 합금 표면 층(18)을 포함하지 않으며 구리-아연 감마 상 합금 표면 층의 아연 농도는 단지 63 원자%이다.A residence time d 0 of 6 seconds in the static furnace gave a copper-zinc gamma phase alloy layer with a zinc concentration of 68 atomic percent, overlaid by a copper-zinc epsilon
이러한 관찰은 또한 실시예 1의 방법을 실행함으로써 확인되었지만, 이 경우에This observation was also confirmed by running the method of Example 1, but in this case
- 거친 와이어는 37 원자%의 아연 농도를 갖는 황동 와이어이고;- The coarse wire is a brass wire with a zinc concentration of 37 atomic percent;
- 단계(82) 동안, 와이어를 460 μm의 직경으로 드로잉하고, 드로잉 후에, 아연 코팅의 두께는 단지 5 μm이고;- During
- 지속기간 d0은 9초이다.- The duration d 0 is 9 seconds.
이러한 조건에서, 수득되는 표면 층(16)의 아연 농도는 63 원자%이므로 65.4 원자%보다 훨씬 더 적다. 실제로, 아연 코팅의 두께가 감소하기 때문에, 구리-아연 엡실론 상 합금 층이 사라지는 순간 topt가 더 일찍 발생한다. 결과적으로, 9초 후에 단계(84)를 중단함으로써, 급속 냉각 단계(90)가 너무 늦게, 순간 t0max 후에 발생한다.Under these conditions, the zinc concentration of the resulting
제II.2장: 느린 구리 확산에 의한 제조 실시예:Chapter II.2: Manufacturing Examples by Slow Copper Diffusion:
실시예 4:Example 4:
본 제조 방법은, 단계(84) 동안,The present manufacturing method, during
- 아연의 두께가 18 μm이고;- the thickness of zinc is 18 μm;
- 정적 퍼니스가 사용되고;- A static furnace is used;
- 온도 Tc가 250℃이고;- the temperature T c is 250°C;
- 지속기간 d0이 65분이고,- The duration d 0 is 65 minutes,
- 단계(90) 동안, 냉각이 급속 냉각이 아니다- During
는 것을 제외하고는, 실시예 1의 제조 방법과 동일하다.Except for this, the manufacturing method is the same as in Example 1.
이러한 실시양태에서, 온도 Tc가 낮기 때문에, 즉 전형적으로 300℃ 미만이기 때문에, 심지어 가열된 전기아연도금 와이어가 수천 개의 턴을 포함하는 코일의 형태로 존재한다고 해도, 전기아연도금 와이어에 적용되는 열처리가 이러한 전기아연도금 와이어의 모든 부분에서 실질적으로 동일할 정도로 지속기간 d0은 충분히 길다.In this embodiment, because the temperature T c is low, i.e. typically below 300° C., the electrogalvanized wire applied to the electrogalvanized wire even if the heated electrogalvanized wire is in the form of a coil containing thousands of turns. The duration d 0 is long enough so that the heat treatment is substantially the same in all parts of this electrogalvanized wire.
냉각 단계(90) 동안, 가열 영역의 출구에서, 급속 냉각을 수행할 필요 없이, 와이어를 단지 25℃의 주위 공기에 노출시킨다. 실제로, 시험 결과, 온도 Tc가 낮은 경우에는 와이어가 정적 퍼니스를 나간 후에 와이어의 이러한 급속 냉각이 필요하지 않은 것으로 나타났다. 달리 말해, 층(16)의 아연 농도는 급속 냉각의 경우와 그러한 급속 냉각이 없는 경우에 동일하다.During the
단계(94)의 완료 시, 수득된 와이어는 0.5 μm 미만의 두께를 갖는 층(18)을 포함한다. 이러한 층(18)은 구리-아연 엡실론 상 합금이다. 층(16)은 65.3 원자% 내지 68.3 원자%의 범위의 아연 농도를 갖는다. 이러한 층(16)의 구리-아연 감마 상 합금은 600℃에서 수득된 유사한 조성을 갖는 층보다 연성이 떨어지는 것으로 보인다.Upon completion of
제II.3장: 전기도금을 사용한 제조Chapter II.3: Manufacturing using electroplating
실시예 5:Example 5:
전기도금을 사용한 제조는 구리 확산 단계를 진행하지 않고 수상 전기도금을 통해 층(16)을 직접 침착시키는 것을 포함한다.Fabrication using electroplating involves depositing
이를 위해, 거친 와이어가 캐소드를 형성하고, 구리와 아연의 혼합물을 포함하는 애노드가 사용되며, 애노드의 아연 농도는 65.4 또는 77 원자% 초과이다. 예를 들어, 본원에 설명된 시험의 경우에, 애노드는 구리 볼과 아연 판의 혼합물로 형성된다. 전기분해 조는 구리-아연 감마 상 합금 층을 높은 아연 농도를 갖는 거친 와이어 상에 침착시키도록 조정된다.For this purpose, a coarse wire forms the cathode and an anode containing a mixture of copper and zinc is used, the zinc concentration of the anode being greater than 65.4 or 77 atomic percent. For example, for the tests described herein, the anode is formed from a mixture of copper balls and zinc plates. The electrolytic bath is adapted to deposit a copper-zinc gamma phase alloy layer on a coarse wire with a high zinc concentration.
이러한 실시예에서, 조는In this embodiment, Joe
- 용매로서의 물;- Water as solvent;
- 수산화나트륨 (비드) NaOH 12 kg, 즉 60 g/l;- Sodium hydroxide (beads) 12 kg NaOH, i.e. 60 g/l;
- 시안화나트륨 NaCN 12 kg, 즉 60 g/l;- 12 kg of sodium cyanide NaCN, i.e. 60 g/l;
- 시안화구리 CuCN 3.4 kg, 즉 17 g/l;- 3.4 kg of copper cyanide CuCN, i.e. 17 g/l;
- 시안화아연 Zn(CN)2 12 kg, 즉 60 g/l; 및- 12 kg of zinc cyanide Zn(CN) 2 , i.e. 60 g/l; and
- 아황산나트륨 Na2SO3 80 g, 즉 0.4 g/l- 80 g of sodium sulfite Na 2 SO 3 , i.e. 0.4 g/l
를 함유하는 200 리터 용량의 "오플링거(Oplinger)" 유형의 조이다.It is a tank of the "Oplinger" type with a capacity of 200 liters.
조의 온도는 45℃이다. 전류 밀도는 제곱데시미터당 20 암페어 (20 A/dm2)이다. 패러데이 효율은 대략 56%이다. 따라서 0.51 mm의 직경을 갖는 거친 황동 와이어가 7 μm 두께의 층(16)으로 코팅되었다.The temperature of the bath is 45℃. The current density is 20 amperes per square decimeter (20 A/dm 2 ). Faraday efficiency is approximately 56%. Therefore, a coarse brass wire with a diameter of 0.51 mm was coated with a 7 μm thick layer (16).
이러한 층(16)의 EDS 분석에 의해 측정된 아연 농도는 66.4 원자%이다.The zinc concentration measured by EDS analysis of this
이어서 이러한 전기도금된 감마 상으로 코팅된 와이어를 0.25 mm의 직경을 수득하기 위해 드로잉한다.The wire coated with this electroplated gamma phase is then drawn to obtain a diameter of 0.25 mm.
구리-아연 합금을 전기도금하는 것의 이점은, 조성 구배를 갖는, 구리 또는 황동 기재 상에 아연을 확산시키는 것과는 달리, 그의 조성이 코팅의 두께에 걸쳐 일정하다는 것이다. 따라서, 이러한 실시예 5에 따라 제조된 전극 와이어는 층(14) 또는 층(18)을 포함하지 않고, 층(16)만을 포함한다.The advantage of electroplating a copper-zinc alloy is that its composition is constant throughout the thickness of the coating, unlike diffusing the zinc onto a copper or brass substrate, which has a compositional gradient. Accordingly, the electrode wire manufactured according to this Example 5 does not include
실시예 6:Example 6:
실시예 6의 제조 방법은, 층(16)의 아연 농도를 증가시키기 위해 조를 변경한다는 것을 제외하고는, 실시예 5의 것과 동일하다. 이를 위해, 실시예 5의 조 대신에 하기 특징을 갖는 조를 사용한다:The manufacturing method of Example 6 is the same as that of Example 5, except that the bath is modified to increase the zinc concentration in
- 용매는 물이고;- The solvent is water;
- 수산화나트륨 (NaOH)의 농도는 90 g/l이고;- The concentration of sodium hydroxide (NaOH) is 90 g/l;
- 시안화나트륨 (NaCN)의 농도는 60 g/l이고;- The concentration of sodium cyanide (NaCN) is 60 g/l;
- 시안화구리 (CuCn)의 농도는 17 g/l이고;- The concentration of copper cyanide (CuCn) is 17 g/l;
- 시안화아연 (Zn(CN)2)의 농도는 90 g/l이고;- the concentration of zinc cyanide (Zn(CN) 2 ) is 90 g/l;
- 아황산나트륨 (Na2SO3)의 농도는 0.6 g/l이다.- The concentration of sodium sulfite (Na 2 SO 3 ) is 0.6 g/l.
동일한 전기도금 조건에서 EDS 분석에 의해 측정된 층(16)의 아연 농도는 82.3 원자%이다.The zinc concentration of
이러한 와이어를 0.25 mm의 직경으로 드로잉하였을 때 코팅의 균열이 관찰되었는데, 이는 구리-아연 엡실론 상 합금이 아닌 구리-아연 감마 상 합금의 특징이다.When this wire was drawn to a diameter of 0.25 mm, cracking of the coating was observed, which is characteristic of copper-zinc gamma phase alloys rather than copper-zinc epsilon phase alloys.
그러나, 상기 조를 사용하여 수득된 코팅이 구리-아연 엡실론 상 합금 잔류물도 나타내는 경우에, NaOH 및 Zn(CN)2의 농도를 감소시킴으로써 이러한 잔류물을 감소시키거나 제거할 수 있다. 그 때, 예를 들어, NaOH 및 Zn(CN)2의 농도는 60 g/l 내지 90 g/l의 범위이다.However, if the coating obtained using the above bath also exhibits copper-zinc epsilon phase alloy residues, these residues can be reduced or eliminated by reducing the concentrations of NaOH and Zn(CN) 2 . At that time, for example, the concentrations of NaOH and Zn(CN) 2 range from 60 g/l to 90 g/l.
제II.4장: 성능Chapter II.4: Performance
다양한 0.25 mm 직경의 와이어의 침식 효율을 비교한다. 각각의 시험을 하기 조건에서 수행하였다:The erosion efficiencies of various 0.25 mm diameter wires are compared. Each test was performed under the following conditions:
- 사용된 전기-침식 기계는 GFMS (지에프 머시닝 솔루션즈(GF Machining Solutions))에 의해 제조된 기계 (참조번호: "CUT 200 MS")이고;- The electro-erosion machine used is a machine manufactured by GFMS (GF Machining Solutions) (reference number: “CUT 200 MS”);
- 절단 부품은 50 mm 높이의 강철 블록이고;- The cutting parts are steel blocks 50 mm high;
- 주입 노즐은, 부품으로부터, 상부 및 저부에서 대략 5 mm만큼 분리되어 있고;- the injection nozzle is separated from the part by approximately 5 mm at the top and bottom;
- 가공 매개변수는, 도금된 주입 노즐에 대한 조건에서, 0.25 mm의 직경 및 900 N/mm2의 인장 강도를 갖는 표준 미코팅(bare) 황동 와이어의 가공 매개변수이다.- The processing parameters are those of a standard bare brass wire with a diameter of 0.25 mm and a tensile strength of 900 N/mm 2 , under the conditions for a plated injection nozzle.
와이어의 파손을 회피하고 (노즐은 효과적으로 분리됨) 층(16)의 효과를 명확하게 입증하기 위해 침식 효율을 측정하기 위해서, 스파크 주파수를 두 스파크들 사이에서 25 μs 간격으로 낮추었으며, 이는 대략 6.5 A의 평균 세기에 상응한다. 이어서 시험되는 와이어가 파손되기 전에 그의 최대 절단 속도를 측정하기 위해, 두 스파크 사이의 시간 간격을 감소시킴으로써 주파수를 증가시켰다.To avoid breakage of the wire (the nozzle is effectively separated) and to measure the erosion efficiency to clearly demonstrate the effectiveness of
비교된 전극 와이어들은 하기와 같다:The compared electrode wires are:
- 와이어 A: 이것은 써모컴팩트®에 의해 상표 "써모(Thermo) SA"로서 판매되고 출원 EP 1949995에 설명된 와이어이며; 그것은 황동 코어 (질량 기준으로 64% 구리 및 36% 아연)를 갖고 블록으로 나누어진 구리-아연 감마 상 합금 층의 표면 층을 포함하는 와이어이다. 감마 상의 이러한 블록의 아연 농도는 61.3 원자%이다;- Wire A: This is the wire sold by ThermoCompact® under the trademark "Thermo SA" and described in application EP 1949995; It is a wire with a brass core (64% copper and 36% zinc by mass) and a surface layer of copper-zinc gamma phase alloy layers divided into blocks. The zinc concentration of this block in the gamma phase is 61.3 atomic percent;
- 와이어 B: 이것은 상기에 설명된 실시예 5에 따라 제조된, 표면 층(16)의 아연 농도가 66.4 원자%인 와이어이다;- Wire B: This is a wire with a zinc concentration of 66.4 at% in the
- 와이어 C: 이것은 상기에 설명된 실시예 6에 따라 제조된, 층(16)의 아연 농도가 82.3 원자%인 와이어이다.- Wire C: This is a wire with a zinc concentration of 82.3 atomic percent in
와이어 B는 와이어 A보다 더 우수한 침식 효율을 갖는다. 와이어 C는 파손 전에 더 큰 가공 세기를 견딘다. 그러므로 그것은 다른 와이어보다 더 높은 최대 가공 속도에 도달할 수 있다.Wire B has better erosion efficiency than wire A. Wire C withstands greater machining force before breaking. Therefore it can reach a higher maximum processing speed than other wires.
와이어 A는 약 50 nm 두께의 산화물 층을 갖고 있으며, 이는 그의 침식 효율에 유리하다는 것을 주목해야 한다. 와이어 B 및 C는 훨씬 더 얇은 산화물 층을 갖는다. 와이어 B를 위한 제조 조건을 약 50 nm 두께의 산화물 두께를 수득하도록 변경하면, 그의 침식 효율이 훨씬 더 높아질 것으로 추정된다.It should be noted that wire A has an oxide layer about 50 nm thick, which is advantageous for its erosion efficiency. Wires B and C have much thinner oxide layers. It is assumed that if the manufacturing conditions for wire B are changed to obtain an oxide thickness of approximately 50 nm thick, its erosion efficiency will be even higher.
제III장: 대안적인 실시양태Chapter III: Alternative Embodiments
전극 와이어의 대안적인 실시양태:Alternative Embodiments of Electrode Wires:
전극 와이어의 코어는 반드시 구리 또는 구리를 포함하는 합금, 예컨대, 예를 들어 황동으로 만들어질 필요는 없다. 예를 들어, 코어는 강철 또는 또 다른 전기 전도성 금속으로도 만들어질 수 있다. 코어가 구리를 포함하지 않는 경우에, 층(16)은 전기도금에 의해 수득된다.The core of the electrode wire does not necessarily have to be made of copper or an alloy containing copper, such as brass, for example. For example, the core may be made of steel or another electrically conductive metal. If the core does not contain copper,
코어는 반드시 단일 금속 또는 단일 금속 합금으로 만들어질 필요는 없다. 대안적인 실시양태로서, 코어는 각각의 금속 또는 금속 합금으로 각각 만들어진 여러 층을 포함한다. 예를 들어, 코어는 황동 층으로 코팅된 강철 또는 구리로 만들어진 중심 본체를 포함한다. 이러한 황동 층은 구리-아연 베타 상 합금 층일 수 있다.The core does not necessarily have to be made of a single metal or single metal alloy. In an alternative embodiment, the core includes several layers each made of a respective metal or metal alloy. For example, the core includes a central body made of steel or copper coated with a layer of brass. This brass layer may be a copper-zinc beta phase alloy layer.
층(14)은 생략될 수 있다. 이는 특히 층(16)이 전기도금에 의해 제조되는 경우에 해당된다.
대안적인 실시양태로서, 층(16)은 균일하며 균열되지 않는다. 그러므로 층(16)은 코어(10)의 주변 전체에 걸쳐 연속적으로 연장되는 단일 영역에 의해 형성된다. 예를 들어, 이러한 대안적인 실시양태를 제조하기 위해, 단계(82) 동안, 원하는 최종 직경을 직접 수득하기 위해 전기아연도금 와이어를 드로잉하고 드로잉 단계(94)를 생략한다. 예를 들어, 도 2의 방법의 다른 단계들을 그대로 유지한다.In an alternative embodiment,
대안적인 실시양태로서, 층(18)은 구리-아연 델타 상 또는 에타 상 합금이거나 아연으로 만들어진다.In an alternative embodiment,
대안적인 실시양태로서, 층(18)은 존재하지 않으며, 따라서 층(16)이 전극 와이어의 표면 층을 형성한다.In an alternative embodiment,
제조 방법의 대안적인 실시양태:Alternative Embodiments of Manufacturing Method:
와이어(2)를 제조하기 위한 수많은 다른 방법이 가능하다. 예를 들어, 제II장에 설명된 급속 또는 느린 구리 확산을 포함하는 제조 방법은 전체가 반드시 구리로 만들어지지는 않은 거친 와이어를 사용하여 실행될 수 있다. 예를 들어, 대안적인 실시양태로서, 거친 와이어는 50 또는 60 원자% 초과 및 95 또는 90 원자% 미만의 구리 농도를 갖는 표면 층만을 포함한다. 마찬가지로, 그것은 100 원자% 미만의 아연 농도를 갖는 코팅을 사용해서도 실행될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 코팅의 아연 농도는 높으며, 즉 95 원자% 또는 98 원자% 초과이다.Numerous different methods for manufacturing the
느린 구리 확산에 의한 제조 방법을 실행하기 위한 온도 Tc는 150℃ 내지 500℃로부터 선택될 수 있다. 따라서 지속기간 d0은 선택된 온도 Tc에 따라 조정되어야 한다. 그러나, 바람직하게는, 정적 퍼니스를 사용할 수 있고 급속 냉각을 실행하는 것을 회피하도록, 온도 Tc는 300℃ 또는 250℃ 또는 200℃ 미만이도록 선택된다. 온도 Tc가 300℃ 또는 400℃를 초과하는 경우에, 지속기간 d0 및 d1을 더 잘 제어하기 위해, 정적 퍼니스 대신 터널 퍼니스가 사용된다. 이러한 경우에, 느린 구리 확산에 의한 제조 방법은, 온도 Tc가 150℃ 내지 500℃의 범위이고 500℃ 내지 700℃가 아니라는 것을 제외하고는, 실시예 1의 방법과 동일하다.The temperature T c for carrying out the production method by slow copper diffusion can be selected from 150°C to 500°C. Therefore the duration d 0 must be adjusted depending on the selected temperature T c . However, preferably, the temperature T c is chosen to be below 300°C or 250°C or 200°C, so that a static furnace can be used and to avoid carrying out rapid cooling. In cases where the temperature T c exceeds 300°C or 400°C, a tunnel furnace is used instead of a static furnace to better control the durations d 0 and d 1 . In this case, the method of preparation by slow copper diffusion is identical to that of Example 1, except that the temperature T c is in the range of 150° C. to 500° C. and not 500° C. to 700° C.
드로잉 단계(94)는 생략될 수 있다.The drawing
제IV장: 설명된 실시양태의 이점:Chapter IV: Advantages of the Described Embodiments:
구리-아연 감마 상 합금 영역이 전극 와이어 외측 면으로부터 1 μm 미만에 있고 높은 아연 농도를 갖는 전극 와이어는 출원 US 5945010 A의 전극 와이어에 비해 하기 이점 중 적어도 하나를 갖는다:Electrode wires with a high zinc concentration and wherein the copper-zinc gamma phase alloy region is less than 1 μm from the outer surface of the electrode wire have at least one of the following advantages compared to the electrode wire of application US 5945010 A:
- 침식 효율이 개선되고/거나- Erosion efficiency is improved and/or
- 최대 침식 속도가 개선된다.- Maximum erosion speed is improved.
본원에서, 본 문헌에 설명된 전극 와이어의 성능이 개선되었다는 사실은 하기와 같이 설명된다. 감마 상인 층(16)은 높은 아연 농도를 갖기 때문에, 그의 융점은 높고 그의 승화 온도는 낮다. 이것은 전극 와이어의 성능을 개선하는 것으로 인식되는 두 가지 특징이다. 또한, 보다 더 아연-농후한 표면 층의 두께가 0 또는 1 μm 미만이라는 사실에 의해서도 성능이 개선된다. 실제로, 층(18)의 융점은 층(16)의 융점보다 더 낮다. 따라서, 전기-침식 동안, 이러한 층(18)은 구리-아연 감마 상 합금보다 먼저 용융된다. 두께를 감소시키거나 이러한 표면 층(18)을 제거하면, 전기-침식 방법 동안 전극 와이어의 표면 상에 나타나는 액체의 양이 상당히 감소된다. 결과적으로, 예를 들어, 전기-침식 스파크에 의해 초래되는 크레이터는 더 적은 재-응고 영역을 갖는다. 또한 전극 와이어는 스파크 동안 물질을 덜 손실한다. 더욱이, 용융된 금속의 흐름에 의해 은폐되는 균열 또는 기공도 더 적다. 따라서, 전극 와이어 표면의 표면형상이 더 잘 보존된다. 그러므로,Herein, the fact that the performance of the electrode wire described in this document has been improved is explained as follows. Because the
- 우수한 가공 속도를 유지하면서, 전극 와이어의 권출 속도를 감소시켜 전극 와이어의 소모를 저감하는 것, 또는- Reducing the consumption of electrode wire by reducing the unwinding speed of the electrode wire while maintaining excellent processing speed, or
- 권출 속도를 그대로 유지하면서 가공 속도를 증가시키는 것- Increasing processing speed while maintaining unwinding speed
이 가능하다.This is possible.
여기서 출원 US 5945010 A에서, 4번 시편의 구리-아연 감마 상 합금 층은 3번 시편의 아연 농도보다 더 낮은 아연 농도를 갖는다는 것을 주목해야 한다. 그러나, 출원 US 5945010 A에는 4번 시편이 가장 우수한 성능을 갖는다고 교시되어 있다. 더욱이, 출원 US 5945010 A에는 4번 시편의 표면 층의 아연 농도를 추가로 증가시키는 방법이 교시되어 있지 않다. 특히, 이러한 출원에는 전극 와이어의 가열을 순간 topt에 가까운 순간에서 급속히 중단해야 한다는 것이 교시되어 있지 않다.It should be noted here that in application US 5945010 A, the copper-zinc gamma phase alloy layer of specimen no. 4 has a lower zinc concentration than that of specimen no. 3. However, application US 5945010 A teaches that
구리-아연 감마 상 합금의 각각의 영역이 외측 면과 직접적으로 동일 평면을 이룬다는 사실에 의해, 전기-침식 동안 나타나는 액체의 양이 추가로 감소된다. 이로써 전극 와이어의 성능이 추가로 개선된다.By the fact that each region of the copper-zinc gamma phase alloy is directly coplanar with the outer surface, the amount of liquid that appears during electro-erosion is further reduced. This further improves the performance of the electrode wire.
구리-아연 감마 상 합금의 각각의 영역에서 아연 농도를 추가로 증가시키고, 특히 아연 농도를 68.4 원자% 초과로 만들면, 전극 와이어의 성능이 추가로 개선될 수 있다.By further increasing the zinc concentration in each region of the copper-zinc gamma phase alloy, especially making the zinc concentration greater than 68.4 atomic percent, the performance of the electrode wire can be further improved.
구리-아연 합금 층이 균열된다는 사실에 의해, 전극 와이어의 침식 효율이 증가될 수 있다.Due to the fact that the copper-zinc alloy layer is cracked, the erosion efficiency of the electrode wire can be increased.
500℃ 초과에서의 확산 열 처리는 층(16) 아래에 층(14)을 추가로 포함하는 전극 와이어를 수득할 수 있게 해 주며, 이는 유리하다.Diffusion heat treatment above 500° C. makes it possible to obtain an electrode wire further comprising a
이와 반대로, 느린 구리 확산을 사용하여 전극 와이어를 제조하면 층(16) 아래에 두꺼운 층(14)이 수득될 수 없다. 그러나, 느린 확산으로 인해, 층(16)이 더 균등한 두께로 수득될 수 있다.In contrast, if the electrode wire is manufactured using slow copper diffusion, a
층(16)의 급속 냉각은 단계(90) 동안 그의 아연 농도가 감소되는 것을 제한하거나 방지한다.Rapid cooling of
전기도금에 의한 층(16)의 침착은 66 또는 70 원자% 초과의 아연 농도를 갖는 층(16)을 수득할 수 있게 해 준다. 또한, 층(16)의 두께는 더욱 균등하다.Deposition of the
Claims (15)
상기 전극 와이어는
- 종축을 따라 연장되는 금속 코어(10); 및
- 하나 이상의 구리-아연 감마 상 합금 영역(30-32)을 포함하는, 상기 금속 코어 상의 코팅으로서, 이들 영역 각각은 구리-아연 감마 상 합금만으로 형성되고, 25℃의 주위 온도에서 이들 구리-아연 감마 상 합금 영역 각각 내의 아연 농도는 65.4 원자% 초과인 코팅
을 포함하고,
구리-아연 감마 상 합금 영역(30-32)의 50% 초과가 전극 와이어의 외측 면으로부터 1 μm 미만에 위치하는 것을 특징으로 하는
전극 와이어.An electrode wire that can be used as an electrode wire for electro-erosion processing,
The electrode wire is
- a metal core (10) extending along a longitudinal axis; and
- a coating on said metal core comprising one or more copper-zinc gamma phase alloy regions (30-32), each of which is formed solely of copper-zinc gamma phase alloy, and which copper-zinc gamma phase alloy at an ambient temperature of 25° C. A coating wherein the zinc concentration within each of the gamma phase alloy regions is greater than 65.4 atomic percent.
Including,
Characterized in that more than 50% of the copper-zinc gamma phase alloy region (30-32) is located less than 1 μm from the outer surface of the electrode wire.
electrode wire.
- 72 원자% 초과의 아연 농도 및 1 μm 또는 0.5 μm 미만의 두께를 갖는 제1 표면 층(18); 및 상기 표면 층 바로 아래에
- 각각의 구리-아연 감마 상 합금 영역(30-32)을 함유하는 제2 층(16)
을 포함하는 것인 전극 와이어.4. The method of claim 1 or 3, wherein at ambient temperature the coating is continuously applied from the outside towards the metal core of the electrode wire.
- a first surface layer (18) with a zinc concentration of more than 72 at% and a thickness of less than 1 μm or 0.5 μm; and just below the surface layer
- a second layer (16) containing the respective copper-zinc gamma phase alloy regions (30-32)
An electrode wire comprising a.
- 전극 와이어의 외측 면으로부터 1 μm 미만에 위치하고,
- 아연 농도는 임계값 S16을 초과하며, 상기 임계값 S16은 65.4 원자% 이상인 것
을 특징으로 하는 방법.A method of manufacturing an electrode wire as claimed in any one of claims 1 to 9, said method comprising manufacturing a copper-zinc gamma phase alloy layer on a metal core, said layer being heated at 25° C. At an ambient temperature of
- located less than 1 μm from the outer surface of the electrode wire,
- The zinc concentration exceeds the threshold S 16 , wherein the threshold S 16 is equal to or greater than 65.4 atomic%.
A method characterized by .
a) 50 또는 60 원자% 초과의 구리 농도를 갖는 표면 층을 포함하는 거친 금속 와이어 상에 코팅을 제조하는 단계(82)로서, 상기 코팅은 150℃ 초과로 가열될 경우 상기 거친 와이어의 표면 층으로부터 상기 코팅 내로의 구리의 확산에 의해 구리-아연 감마 상 합금 층을 형성할 수 있는 것인 단계; 및 이어서
b) 코팅이 제조되어 있는 거친 와이어의 각각의 연속적인 부분을 차례로 150℃ 초과의 온도 Tc에서 가열하여, 가열된 부분에서 코팅의 일부를 보다 더 아연-농후한 표면 층에 의해 오버레이된 구리-아연 감마 상 합금 층으로 변환시키는 단계(84)로서, 이를 위해, 거친 와이어의 각각의 부분이 순간 tini에 가열 영역에 진입하고, 순간 t0에 상기 가열 영역으로부터 나오고, 가열 영역 내에서의 거친 와이어의 권출 속도는 일정하며, 순간 t0이
- 가열 영역을 나가는 거친 와이어의 부분의 보다 아연-농후한 표면 층의 두께가 1 μm 미만이거나 사라지는 순간; 및
- 가열 영역을 나가는 거친 와이어의 부분의 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도가 여전히 65.4 원자% 초과인 순간
에 상응하도록 결정되는 것인 단계; 이어서
c) 순간 t0으로부터, 상기 순간 t0에 가열 영역을 나가는 거친 와이어의 부분의 구리-아연 감마 상 합금 층을 냉각시켜, 10초 미만 내에 그의 온도를 30℃로 떨어뜨리는 단계(90)로서, 이때 상기 냉각 단계는 가열 영역을 나가는 거친 와이어의 각각의 부분에 적용되는 것인 단계.11. The method of claim 10, wherein preparing the copper-zinc gamma phase alloy layer comprises the following steps:
a) preparing a coating (82) on a rough metal wire comprising a surface layer having a copper concentration of more than 50 or 60 at%, wherein the coating is released from the surface layer of the rough wire when heated above 150° C. allowing diffusion of copper into the coating to form a copper-zinc gamma phase alloy layer; and then
b) heating each successive section of the rough wire on which the coating has been prepared in turn at a temperature T c exceeding 150° C., so that in the heated section part of the coating is coated with a copper-rich overlay by a more zinc-rich surface layer. Step 84 of conversion into a zinc gamma phase alloy layer, for which each portion of the rough wire enters the heating zone at an instant t ini and exits the heating zone at an instant t 0, wherein each portion of the rough wire enters the heating zone at an instant t 0 and The unwinding speed of the wire is constant, and the moment t 0 is
- the moment when the thickness of the more zinc-rich surface layer of the part of the rough wire exiting the heating zone is less than 1 μm or disappears; and
- the moment when the zinc concentration of the copper-zinc gamma phase alloy layer of the part of the coarse wire exiting the heating zone is still greater than 65.4 atomic%.
A step determined to correspond to; next
c) cooling (90) from instant t 0 to the copper-zinc gamma phase alloy layer of the portion of the coarse wire that exits the heating zone at said instant t 0 , dropping its temperature to 30° C. in less than 10 seconds, At this time, the cooling step is applied to each portion of the coarse wire exiting the heating zone.
a) 50 또는 60 원자% 초과의 구리 농도를 갖는 표면 층을 포함하는 거친 금속 와이어 상에 코팅을 제조하는 단계(82)로서, 상기 코팅은 150℃ 초과로 가열될 경우 상기 거친 와이어의 표면 층으로부터 상기 코팅 내로의 구리의 확산에 의해 구리-아연 감마 상 합금 층을 형성할 수 있는 것인 단계; 이어서
b) 코팅이 제조되어 있는 거친 와이어를 정적 퍼니스에서 150℃ 내지 300℃ 범위의 온도 Tc에서 가열하여, 코팅의 일부를 보다 더 아연-농후한 표면 층에 의해 오버레이된 구리-아연 감마 상 합금 층으로 변환시키는 단계로서, 여기서 보다 더 아연-농후한 표면 층의 두께는 가열이 지속됨에 따라 서서히 감소하는 것인 단계; 이어서
c) 단계 b)를 순간 t0에 중단하여 전극 와이어의 온도가 다시 30℃ 미만으로 떨어지도록 하는 단계이며, 여기서 순간 t0은
- 거친 와이어 상에 존재하는 보다 더 아연-농후한 표면 층의 두께가 1 μm 미만이거나 사라지는 순간; 및
- 거친 와이어 상의 구리-아연 감마 상 합금 층의 아연 농도가 여전히 65.4 원자% 초과인 순간
에 상응하는 것인 단계.11. The method of claim 10, wherein preparing the copper-zinc gamma phase alloy layer comprises the following steps:
a) preparing a coating (82) on a rough metal wire comprising a surface layer having a copper concentration of more than 50 or 60 at%, wherein the coating is released from the surface layer of the rough wire when heated above 150° C. allowing diffusion of copper into the coating to form a copper-zinc gamma phase alloy layer; next
b) The coarse wire on which the coating has been prepared is heated in a static furnace at a temperature T c in the range from 150° C. to 300° C., so that a portion of the coating is overlaid by a more zinc-rich surface layer, a layer of copper-zinc gamma phase alloy. wherein the thickness of the more zinc-rich surface layer gradually decreases as heating continues; next
c) stopping step b) at instant t 0 to allow the temperature of the electrode wire to fall below 30°C again, where instant t 0 is
- the moment the thickness of the more zinc-rich surface layer present on the rough wire is less than 1 μm or disappears; and
- the moment the zinc concentration of the copper-zinc gamma phase alloy layer on the rough wire is still greater than 65.4 atomic%.
A step corresponding to .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0105 | International application |
Patent event date: 20240612 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
PG1501 | Laying open of application |