200121. lajstromszámú szabadalom • Elektródahuzal szikraforgácsoláshoz, valamint eljárás annak előállítására
1 HU 200121 A 2 A találmány tárgya elektródahuzal szikraforgácsoláshoz, amelynek nagy húzószilárdságú és jó villamos vezetőképességű huzalmagja és fémoxid huzalköpenye van, továbbá az elektródahuzal előállítására vonatkozó eljárás. Az eljárás során a huzalmag megfelelő húzószilárdsági és elektromos paramétereit mechanikai vagy elektrokémiai úton beállítjuk, majd a huzalmagot legalább felületén oxidáljuk. A nagypontosságú kivágószerszámok gyártása bonyolult alakzatok esetében a technika ismerete szerint gazdaságosan és előnyösen csak huzalelektródás szikraforgácsolással valósítható meg. Az elektródát képező huzal összetételére, illetve felépítésére, valamint előállítására az irodalomból és a gyakorlatból számos megoldás ismert. A DE 2 906 245 lajstromszámú szabadalmi leírás olyan huzalelektródát ismertet szikraforgácsoláshoz, amelynek viszonylag nagy átmérőjű huzalmagját vékony fémréteg veszi körül, amely legalább 50%-ban cinket, kadmiumot, ólmot, antimont vagy bizmutot, vagy ezek ötvözetét tartalmazza. A kellő mechanikai paraméter, azaz a nagy szilárdság biztosítására ennél a huzalmag acélból készül. Amennyiben viszont a jó villamos vezetőképesség a fő szempont, akkor a huzalmag számára rezet javasol a DE 2 906 245 lajstromszámú szabadalmi leírás. A nagy húzószilárdságot, illetve szakítószilárdságot és a jó villamos vezetőképességet oly módon biztosítja a szabadalom szerinti megoldás, hogy a jó mechanikai paraméterekkel rendelkező huzalmag köré jó villamos vezetőképességű réteget visz fel, célszerűen galvánfürdó segítségével, majd az igy kialakult réteget egy újabb, még vékonyabb oxidbevonattal látja el. Az elektródahuzal várható igénybevételétől függően a huzalmagra több réteget és azt fedő oxidréteget hord fel egymás után. Az így kialakított elektródahuzalt azután még a megmunkálás előtt húzókövön húzzák át pontosítás céljából, az elektródahuzal átmérője biztosítása végett. A tapasztalat az, hogy az elektródahuzal a komplikált gyártási folyamatok miatt igen költséges és gyakorlatilag a már készre gyártott elektródahuzalt utólag kalibrálják. Az utólagos kalibrálás azzal jár, hogy az elektródahuzal mechanikai szilárdsági paraméterei a húzókővön történő áthúzással megváltoznak és igy a szikraforgácsolásban résztvevő aktiv elektródahuzal paramétereiben eltérő a számított és tervezett paraméterektől, ami az elektródahuzal élettartamában és végső sorban a szikraforgácsolás időtartamában mutatkozik meg hátrányosan és károsan. Az előző szabadalom szerint készült elektródahuzal hiányosságainak kiküszöbölésére törekedett már a DE 3 035 058 lajstromszámú szabadalmi leírásban ismertetett találmány is, amely szikraforgácsoláshoz alkalmazható elektródahuzalt, valamint annak előállítására szolgáló eljárást is ismertet. A szabadalmi leírás szerint elektródahuzal a huzalmagból és akörül elrendezett két huzalköpenyból áll, illetve van felépítve. Ennél az elektródakőpenyek különböző anyagból vannak létrehozva, ahol az egyik anyag gózőlgési és olvadási hőmérséklete alacsonyabb, mint a huzalmag olvadási hőmérséklete. A megoldás értelmében az elektródahuzal külső köpenye félvezető anyagú, előnyösen fémoxid réteg, amelynek vastagsága akkora, hogy az elektródahuzal és a megmunkálandó munkadarab érintkezésekor megakadályozza a zárlatot, de lehetővé teszi az eróziós szikra létrejöttét. Ezen elektródahuzalnak az előállításánál a megfelelő húzószilárdságú huzalmag felületére, a huzalmag szilárdságánál alacsonyabb olvadáspontú anyagból álló belső köpenyt hoztak létre és az abban található fémet oxigéntartalmú gázatmoszférában végzett hőkezeléssel különálló külső huzalköpennyé oxidálták. A célnak lehetőség szerint tökéletesen megfelelő tulajdonságokkal rendelkező elektródahuzalok létrehozásához azonban a fenti eljárások önmagukban nem voltak elégségesek. A megfelelő eredmény elérésére a huzalmag körül kialakított belső köpenyt és az azt burkoló fémoxidköpenyt nem egyszer, hanem többször, ismételten kellett kialakítani, ami az ismertetett eljárásokat és általuk előállított végtermékeket, tehát az elektródahuzalt is igen költségessé teszik. A különböző és többszöri réteges bevonatokra azért volt szükség, mert az elektródahuzalra üzemkőzben több rendkívül erős igénybevétel hat, amit egyébként oly módon lehet elkerülni, hogy vagy kisebb intenzitással végzik a szikraforgácsolást és ezzel óvják az elektródahuzalt, vagy pedig erősebb, vastagabb elektródahuzalt alkalmaznak, ami sok esetben épp a szikraforgácsolás aprólékos és precíziós voltát teszi lehetetlenné. Mivel az elektródahuzal kellő szilárdságát az elektródahuzal huzalmagja biztosítja, az anyagleválasztási jellemzők biztosítására eddig egy vagy több rétegben a huzalmagra oxidrétegeket, köpenyeket vittek fel. Kisolvadású fémként leggyakrabban cinket, fémoxidként pedig cinkoxidot alkalmaztak, mert a cink párolgása révén hót von le az elektródahuzal felületéről és csökkenti az elektródahuzal szakadásának veszélyét, a fémoxid pedig javítja a leválasztási jellemzőket. A találmány célja olyan elektródahuzal létrehozása, amely viszonylag egyszerű technológiával olcsón gyártható és kis méretek mellett igen intenzív megmunkálást tesz lehetővé. További cél az elektródahuzal előállítására olyan alkalmas eljárás kidolgozása, amely az ismert elektródahuzalokhoz képest jobb minőségi paraméterekkel rendelkező elektródahuzal gyártását teszi lehetővé, az ismerteknél sokkal egyszerűbben, gazdaságo-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
