PCD Tools Kupfer-Wolfram-Erosionsscheibe

Überblick

Die Kupfer-Wolfram-Erosionsscheibe von PCD Tools ist eine rotierende Elektrode aus einemKupfer-Wolfram-Legierung, wird hauptsächlich bei der Funkenerosion (EDM) zum Ätzen und Nachschleifen von Werkzeugen aus polykristallinem Diamant (PKD) für eine präzise Bearbeitung und längere Werkzeuglebensdauer verwendet. Dieses Elektrodenrad besteht typischerweise überwiegend aus Wolfram- und ist in den Qualitäten 70 %, 75 % oder 80 % Wolfram-Kupferlegierung erhältlich. Das Elektrodenrad kontaktiert das PKD-Werkstück rotierend und erzeugt durch hochfrequente elektrische Impulse eine Funkenentladung, um überschüssiges Material zu schmelzen und zu entfernen. Seine hohe Wärmeleitfähigkeit verhindert, dass sich PKD-Werkzeuge aufgrund von Hitzeschäden verformen. FANMETAL verfügt über langjährige Berufserfahrung in der Forschung, Produktion und im Export von Wolfram-{10}Kupferprodukten; Sie können uns mit Vertrauen wählen.

Zusammensetzung und Eigenschaften von Kupfer-Wolfram-Elektrodenrädern

Die Hauptbestandteile vonWolframkupfer-Elektrodenrädersind Wolfram (W) und Kupfer (Cu), die pulvermetallurgisch zusammengesetzt hergestellt werden. Anstelle einer metallurgischen Bindung ist das Wolframgerüst in einer Mikrostruktur in der gesamten Kupfermatrix verteilt.

Wolfram: Als harte Phase macht sie typischerweise 70–95 % aus und ist die Kernkomponente, die die Hochtemperaturfestigkeit, Verschleißfestigkeit und Lichtbogenerosionsbeständigkeit des Elektrodenrads bestimmt.

Kupfer: Als Bindephase macht es 5–30 % aus und sorgt vor allem für eine hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit, verbessert aber auch die Plastizität und Verarbeitungsleistung des Materials.

• Hervorragende elektrische und thermische Eigenschaften

Elektrische Leitfähigkeit: Das Kupfersubstrat besitzt eine hohe elektrische Leitfähigkeit und einen niedrigen spezifischen Widerstand (typischerweise).<5.0×10⁻⁸ Ω・m), enabling efficient current conduction and reducing heat loss during energisation.

Wärmeleitfähigkeit: Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 180–220 W/(m·K) leitet es die beim Schweißen oder Entladen entstehende Wärme schnell ab und verhindert so eine lokale Überhitzung, die zu einer Verformung oder einem Ausfall des Elektrodenrads führen könnte.

• Hohe Beständigkeit gegen Lichtbogenerosion und Schweißbeständigkeit

Der hohe Schmelzpunkt von Wolfram (3410 Grad) und die hohe Härte (HV größer oder gleich 300) machen das Elektrodenrad beständig gegen Ablation und Schmelzen unter Hochfrequenz-Lichtbogeneinwirkung.

Die schnelle Wärmeableitung und die geringe Adhäsion von Kupfer verhindern effektiv Schweißanhaftungen zwischen der Elektrode und dem Werkstück und sorgen so für eine langfristig stabile Nutzung des Elektrodenrades.

• Hervorragende mechanische Eigenschaften und thermische Stabilität

Bei Raumtemperatur kann die Zugfestigkeit 500–700 MPa erreichen. Es verfügt über eine hohe Härte und eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und ist in der Lage, der mechanischen Extrusion und Reibung während des Elektrodenradbetriebs standzuhalten.

Es hat einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (4-8×10⁻⁶ / Grad), eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit und neigt bei wiederholtem Erhitzen und Abkühlen nicht zu Rissen oder Verformungen.

• Bearbeitbarkeit und Anpassungsfähigkeit

Im Vergleich zu reinem Wolfram erhöht das Vorhandensein einer Kupfermatrix die Plastizität des Materials und ermöglicht die maschinelle Bearbeitung in hochpräzise Formen durch Schneiden, Schleifen und andere Verfahren, sodass es mit verschiedenen Schweiß- und Schneidgeräten kompatibel ist.

PCD Tools Kupfer-Wolfram-Erosionsscheibe Technische Parameter

Kupfer-Wolfram-Erosionsradkernanwendungen

EDM-PCD-Werkzeuge

Kupfer-Wolfram-Elektroden zum Erodieren werden zum elektrischen Entladungsätzen an stationären oder langsam rotierenden PKD-Werkstücken eingesetzt. Da sich das Elektrodenrad dreht, ändert sich der Entladungspunkt ständig, wodurch lokale Überhitzungen vermieden werden. Dies ermöglicht ein effizientes und hochpräzises Schleifen der Schneidkante und minimiert die Kohlenstoffbildung. Darüber hinaus wird es bei der Bearbeitung von Spritzgussformen und Drahtziehwerkzeugen eingesetzt, wobei die hohe Härte und Verschleißfestigkeit von Wolframkupfer genutzt wird, um die Glätte des Formhohlraums sicherzustellen.

Automobilindustrie

Beim Widerstandsnahtschweißen und Punktschweißen für Karosserie-, Fahrwerks- und Türkomponenten von Automobilen dient die Elektrode als Kernkomponente für die Stromleitung und Druckausübung. Es widersteht dem großen Strom und der augenblicklich hohen Temperatur, die beim Schweißen entstehen, und leitet gleichzeitig die Wärme schnell ab, um ein Anhaften der Elektrode am Werkstück zu verhindern und so die Konsistenz und Stabilität der Schweißnaht sicherzustellen. Beispiele sind das Siegelnahtschweißen von Kfz-Kraftstofftanks und das kontinuierliche Punktschweißen des Fahrzeugbodens.

Schweißindustrie

Bei der Herstellung von Hochfrequenz-Induktionsschweißen von Stahlrohren, Aluminiumprofilen, Edelstahlprofilen usw. dienen Wolframkupfer-Elektrodenräder nicht nur zur Stromleitung und Kraftübertragung, sondern widerstehen auch den lokalen hohen Temperaturen und Lichtbogeneinwirkungen, die durch Hochfrequenzinduktion entstehen, verhindern Oxidation und Ablation der Elektrodenoberfläche, gewährleisten die Formgenauigkeit und Abdichtung von Rohr-/Profilschweißnähten und werden häufig in der Massenproduktion von geschweißten Rohren für den Bau, Profilen für Möbel usw. verwendet.

Luft- und Raumfahrtbereich

Beim Mikro-Lichtbogenschweißen und Präzisionswalzenschweißen von hoch-Präzisionskomponenten wie Flugtriebwerksschaufeln und dünn{{3}wandigen Strukturteilen von Raumfahrzeugen können die hohe -Dimensionsstabilität und Widerstandsfähigkeit von Wolfram--Kupferelektrodenrädern gegenüber extremen Arbeitsbedingungen die strengen Verarbeitungsanforderungen erfüllen und so Schweißgenauigkeit und stabile Leistung in speziellen Umgebungen wie hohen Temperaturen und hohem Vakuum gewährleisten.

Herstellung elektronischer Komponenten

Beim Mikro-Widerstandsschweißen und Elektroforming von Präzisionselektronikkomponenten wie Leiterrahmen und Anschlussstiften für integrierte Schaltkreise können miniaturisierte Schweißräder eine präzise Leitfähigkeits- und Drucksteuerung erreichen und gleichzeitig Wärme schnell ableiten, um zu verhindern, dass elektronische Komponenten aufgrund von Überhitzung ausfallen, und so Produktausbeute und Zuverlässigkeit sicherstellen.

Warum Kupfer-Wolfram ideal für das EDM auf PKD ist

 

PKD-Material ist ein Isolator und kann nicht durch herkömmliche Schneidprozesse geformt werden. Bei der Funkenerosionsbearbeitung ist der Einsatz einer Lichtbogenentladung erforderlich, um das Material abzutragen.

① Es leitet den Entladungsstrom stabil, sorgt für eine gleichmäßige Abgabe der Lichtbogenenergie und erreicht eine hochpräzise Formung der PKD-Werkzeugschneide.

② Im Vergleich zu reinen Kupferelektroden ist die Verschleißfestigkeit um das 3- bis 5-fache verbessert; Im Vergleich zu reinen Wolframelektroden ist die Thermoschockbeständigkeit überlegen, was die Lebensdauer des Elektrodenrades deutlich verlängert und die Verarbeitungskosten senkt.

③ Bei wiederholter Entladung und wechselnden Heiz- und Kühlbedingungen zeigen die Außenabmessungen nahezu keine Verformung, wodurch die Stabilität des Entladungsspalts über einen langen Zeitraum erhalten bleibt und die Schärfe und geometrische Genauigkeit der Schneidkante gewährleistet wird.

④ Es kann an die Umformbearbeitung von PKD-Werkzeugen unterschiedlicher Spezifikationen angepasst werden und sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Verarbeitungseffizienz und Endproduktqualität.

Wie Kupfer-Wolfram-Elektrodenräder in PKD-Teilen verwendet werden

Funktionsprinzip: Basierend auf dem thermischen Funkeneffekt, der durch gepulste Entladung erzeugt wird, wird durch hochfrequente elektrische Impulse zwischen dem Elektrodenrad und dem PKD-Werkstück ein Hochtemperaturplasma erzeugt, das das PKD-Material schmilzt und verdampft, um eine berührungslose Präzisionsentfernung zu erreichen.

Spezifischer Prozess: Zunächst wird ein Wolframkupfer-Elektrodenrad vorbereitet, das durch pulvermetallurgische Prozesse (wie statisches Pressen und Hochtemperatursintern) eine hohe Dichte und Gleichmäßigkeit gewährleistet. Anschließend wird es in ein EDM-Gerät (z. B. eine Scheibenätzmaschine) eingebaut und passt Parameter wie Spannung, Strom, Impulsbreite, Lücke und Rotationsgeschwindigkeit an. Als nächstes dreht sich das Elektrodenrad nahe am PKD-Werkstück und die gepulste Stromversorgung zersetzt das Arbeitsmedium, um eine Funkenentladung zu erzeugen, das Material zu ätzen und Rückstände mit Kühlmittel wegzuspülen. Abschließend werden mehrere Bearbeitungs- und Endbearbeitungszyklen durchgeführt, um Präzision und Oberflächenglätte im Mikrometerbereich zu erreichen.

• Grobbearbeitung: Mit einem großen Entladestrom und einer Leerlaufspannung wird der Großteil des überschüssigen Materials auf dem PKD-Rohling schnell entfernt, wodurch zunächst die Werkzeugform entsteht.
• Halb-Schlichten: Die Entladungsparameter werden reduziert und die Kontur wird verfeinert, um sie auf das Schlichten vorzubereiten, während gleichzeitig nachfolgende Oberflächenfehler reduziert werden.
• Endbearbeitung: Mithilfe einer geringen Entladungsenergie in Verbindung mit der Hochgeschwindigkeitsrotation des Elektrodenrads wird die PKD-Schneidkante fein geschliffen und abschließend werden die Oberflächenrückstände durch Reinigen entfernt.

Qualitätskontrolle inKupfer-Wolfram-ElektrodeHerstellung

1. Die Reinheit, Partikelgröße und Morphologie von Wolframpulver, Kupferpulver und Hilfszusätzen werden sorgfältig kontrolliert, um das Einbringen von Verunreinigungen oder Pulverdefekten zu verhindern.
2. Ein Kugelmahlverfahren wird eingesetzt, um eine gleichmäßige Dispersion der beiden Pulver und die Bildung eines Grünkörpers mit hoher -Dichte sicherzustellen, wodurch eine Entmischung der Zusammensetzung oder strukturelle Defekte während des anschließenden Sinterns verhindert werden.
3. Während der Hochtemperatur-Sinterphase werden Parameter wie Temperatur (1100–1300 Grad), Atmosphäre und Heizrate streng kontrolliert, um Defekte wie Porosität, Kupferverlust und ungleichmäßige Mikrostruktur zu verhindern.
4. Türkisfarbene Hartmetallwerkzeuge werden zum Drehen und Fräsen verwendet, um den größten Teil des überschüssigen Materials zu entfernen und so übermäßige Bearbeitungsbelastungen zu vermeiden, die zu Materialrissen führen könnten. Während der Bearbeitung ist eine ausreichende Kühlung mit Kühlmittel erforderlich, um thermische Verformungen zu verhindern.
5. Es werden umfassende Leistungsprüfungen (Dichte, Härte, Zugfestigkeit, Leitfähigkeit), zerstörungsfreie Prüfungen (Ultraschallprüfung) und eine abschließende Sichtprüfung durchgeführt.

PCD-Werkzeuge Bilder von Kupfer-Wolfram-Erosionsscheiben

Video

Kupfer-Wolfram im Vergleich zu anderen Elektrodenmaterialien

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Produktqualifizierung

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