Brevet FR3040012A1 — publié le 20170217

FIL D'ELECTRODE POUR USINAGE PAR ETINCELAGE ET PROCEDE DE FABRICATION DE FIL D'ELECTRODE La présente invention concerne un fil d'électrode pour un procédé d'usinage par étincelage (EDM « electric discharge machining ») et un procédé de fabrication du fil d'électrode. Un premier fil d'électrode classique (brevet américain n° 8 067 689) représenté dans la Figure 3 comprend un fil métallique de cuivre 12, une première couche électroplaquée 18 appliquée en revêtement sur une surface externe du fil métallique de cuivre 12, et une seconde couche électroplaquée 15 appliquée en revêtement sur une surface externe de la première couche électroplaquée 18. La première couche électroplaquée 18 est un laitonnage. La seconde couche électroplaquée 15 est un zingage. La première couche électroplaquée 18 est une solution solide de cuivre/zinc. En fabrication, le fil métallique de cuivre 12 ayant une phase alpha (a) est initialement galvanisé (électroplaqué par du zinc), puis traité par un traitement thermique pour former la première couche électroplaquée 18 ayant une phase bêta (M. Ensuite, la première couche électroplaquée 18 ayant une phase bêta (M est initialement galvanisée, puis traitée par un traitement thermique pour former la seconde couche électroplaquée 15 ayant une phase gamma (y). Ainsi, le fil d'électrode classique contient la phase gamma (y) par un premier électroplaquage, un premier traitement thermique, un second électroplaquage et un second traitement thermique. Cependant, le fil d'électrode classique a besoin de deux opérations d'électroplaquage/traitement thermique pour parvenir à la phase gamma (y) (autrement dit, a+Zn,13 3040012 2 et 13+Zn,y), compliquant par là le procédé de fabrication, allongeant l'opération de traitement et le temps de traitement, et augmentant le coût de fabrication. De plus, le fil d'électrode classique a besoin de deux opérations 5 d'électroplaquage/traitement thermique, de telle sorte que le fil d'électrode classique a une plus grande rugosité de surface et ne peut pas être coupé de façon précise. De plus, lorsque le fil d'électrode classique est coupé, de la poudre tombe facilement de la seconde couche électroplaquée 10 15. Un second fil d'électrode classique 3 (brevet américain n° 6 447 930) représenté dans les Figures 4 et 5 comprend une âme 31 et une couche de gainage 32 appliquée en revêtement sur une surface externe de l'âme 31. L'âme 31 15 est un laiton ayant une phase alpha (a) (a-Ms). La couche de gainage 32 est du zinc ou un alliage de zinc ayant une phase êta (in) (11-Zn). Ainsi, le fil d'électrode classique 3 contient la phase gamma (y) par un premier électroplaquage, un premier traitement thermique, un second électroplaquage 20 et un second traitement thermique. Cependant, le fil d'électrode classique 3 a besoin de deux opérations d'électroplaquage/traitement thermique pour parvenir à la phase gamma (y) (autrement dit, a+Zn,( et 13+Zn,y), augmentant par là le coût de fabrication. De plus, le 25 second fil d'électrode classique 3 a besoin de deux opérations d'électroplaquage/traitement thermique, de telle sorte que le second fil d'électrode classique 3 a une plus grande rugosité de surface et ne peut pas être coupé de façon précise. 30 Un troisième fil d'électrode classique 4 (brevet européen n° 0733431) représenté dans les Figures 6 et 7 comprend un âme 41 et une couche de gainage 42 appliquée en 3040012 3 revêtement sur une surface externe de l'âme 41. L'âme 41 est un laiton ayant une phase alpha (a) (a-Ms). La couche de gainage 42 est du zinc ou un alliage de zinc ayant une phase êta (in) (11-Zn). Ainsi, le fil d'électrode classique 3 5 contient la phase gamma (y) par un premier électroplaquage, un premier traitement thermique, un second électroplaquage et un second traitement thermique. Cependant, le fil d'électrode classique 4 a besoin de deux opérations d'électroplaquage/traitement thermique pour parvenir à la 10 phase gamma (y) (autrement dit, a+Zn,( et 13+Zn,y), augmentant par là le coût de fabrication. De plus, le troisième fil d'électrode classique 4 a besoin de deux opérations d'électroplaquage/traitement thermique, de telle sorte que le troisième fil d'électrode classique 4 a une 15 rugosité de surface plus grande et ne peut pas être coupé de façon précise. Selon la présente invention, il est proposé un procédé de fabrication d'un fil d'électrode, caractérisé par le fait qu'il comprend : 20 une première étape de fusion et de mélange de cuivre à raison de 60 % en poids et de zinc à raison de 40 % en poids pour former un eutectique binaire cuivre/zinc qui se trouve dans une phase liquide ; une seconde étape de solidification par la 25 chaleur de l'eutectique binaire cuivre/zinc pour solidifier l'eutectique binaire cuivre/zinc à partir de la phase liquide en un alliage de phase tout bêta ffl) qui se trouve dans une phase de solution solide ; une troisième étape de galvanisation de l'alliage 30 de phase tout bêta ffl) qui agit comme une âme métallique ; une quatrième étape de traitement de l'âme métallique de l'alliage de phase tout bêta ffl) par un 3040012 4 traitement thermique à basse température pour former une couche de revêtement sur une surface de l'alliage de phase tout bêta ffl) ; une cinquième étape de prolongation d'un temps de 5 traitement du traitement thermique à basse température pour laisser la surface de l'alliage de phase tout bêta ffl) et la couche de revêtement produire une solution mutuelle de façon à former une couche électrique de surface ; et une sixième étape de solidification par la 10 chaleur de la couche électrique de surface pour former une couche d'alliage solide sur la surface de l'alliage de phase tout bêta ffl) et laisser la couche d'alliage solide former une phase gamma (y), une phase epsilon (s) ou une phase êta (in) à différentes températures de réaction de 15 façon à former un fil d'électrode comprenant l'alliage de phase tout bêta ffl) et la couche d'alliage solide. Selon une caractéristique particulière du procédé selon l'invention, dans le traitement thermique à basse température de l'alliage de phase tout bêta ffl), l'alliage 20 de phase tout bêta ffl) de l'eutectique binaire cuivre/zinc se trouve dans une phase d'équilibre pour laisser la couche d'alliage solide former la phase gamma (y), la phase epsilon (E) ou la phase êta (ri) aux différentes températures de réaction pendant différentes périodes de 25 temps. Selon une caractéristique particulière du procédé selon l'invention, dans la seconde étape, l'eutectique binaire cuivre/zinc de l'alliage de phase tout bêta ffl) est directement solidifié par la chaleur à un point de fusion 30 dans la plage de 903°C à 900°C. Selon une caractéristique particulière du procédé selon l'invention, dans la quatrième étape, le traitement 3040012 5 thermique à basse température a une température de réaction qui est contrôlée pour être inférieure à 250°C. Selon une caractéristique particulière du procédé selon l'invention, 5 lorsque la température de réaction du traitement thermique à basse température de l'alliage de phase tout bêta (R) est contrôlée pour être au-dessous de 835°C, la couche d'alliage solide forme la phase gamma (y) ; lorsque la température de réaction du traitement 10 thermique à basse température de l'alliage de phase tout bêta (R) est contrôlée pour être au-dessous de 600°C, la couche d'alliage solide forme la phase epsilon (s) ; et lorsque la température de réaction du traitement thermique à basse température de l'alliage de phase tout 15 bêta (R) est contrôlée pour être au-dessous de 420°C, la couche d'alliage solide forme la phase êta (ri). Selon une caractéristique particulière du procédé selon l'invention, lorsque la température de réaction du traitement 20 thermique à basse température est contrôlée dans la plage de 500°C à 400°C, l'alliage de phase tout bêta (R) (dans la phase de 13+y) forme directement une matière d'alliage cuivre/zinc du fil d'électrode de la phase gamma (y), qui a une rugosité de surface inférieure à 0,05 (Ra 20 % plus élevée que fil de laiton 60/40 s (Epsilon) : Ra REVENDICATIONS1 - Procédé de fabrication d'un fil d'électrode, caractérisé par le fait qu'il comprend : une première étape de fusion et de mélange de cuivre à raison de 60 % en poids et de zinc à raison de 40 % en poids pour former un eutectique binaire cuivre/zinc qui se trouve dans une phase liquide ; une seconde étape de solidification par la chaleur de l'eutectique binaire cuivre/zinc pour solidifier l'eutectique binaire cuivre/zinc à partir de la phase liquide en un alliage de phase tout bêta (R) qui se trouve dans une phase de solution solide ; une troisième étape de galvanisation de l'alliage 15 de phase tout bêta (R) qui agit comme une âme métallique ; une quatrième étape de traitement de l'âme métallique de l'alliage de phase tout bêta (R) par un traitement thermique à basse température pour former une couche de revêtement sur une surface de l'alliage de phase 20 tout bêta (R) ; une cinquième étape de prolongation d'un temps de traitement du traitement thermique à basse température pour laisser la surface de l'alliage de phase tout bêta (R) et la couche de revêtement produire une solution mutuelle afin 25 de former une couche électrique de surface ; et une sixième étape de solidification par la chaleur de la couche électrique de surface pour former une couche d'alliage solide sur la surface de l'alliage de phase tout bêta (R) et laisser la couche d'alliage solide 30 former une phase gamma (y), une phase epsilon (s) ou une phase êta (11) à différentes températures de réaction de 3040012 13 façon à former un fil d'électrode comprenant l'alliage de phase tout bêta ffl) et la couche d'alliage solide. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé 5 par le fait que, dans le traitement thermique à basse température de l'alliage de phase tout bêta ffl), l'alliage de phase tout bêta ffl) de l'eutectique binaire cuivre/zinc se trouve dans une phase d'équilibre pour laisser la couche d'alliage solide former la phase gamma (y), la phase 10 epsilon (E) ou la phase êta (r1) aux différentes températures de réaction pendant différentes périodes de temps. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans la seconde étape, l'eutectique binaire cuivre/zinc de l'alliage de phase tout bêta ffl) est directement solidifié par la chaleur à un point de fusion dans la plage de 903°C à 900°C. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans la quatrième étape, le traitement thermique à basse température a une température de réaction qui est contrôlée pour être inférieure à 250°C. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que : lorsque la température de réaction du traitement thermique à basse température de l'alliage de phase tout bêta ffl) est contrôlée pour être au-dessous de 835°C, la 30 couche d'alliage solide forme la phase gamma (y) ; lorsque la température de réaction du traitement thermique à basse température de l'alliage de phase tout 3040012 14 bêta (R) est contrôlée pour être au-dessous de 600°C, la couche d'alliage solide forme la phase epsilon (s) ; et lorsque la température de réaction du traitement thermique à basse température de l'alliage de phase tout 5 bêta (R) est contrôlée pour être au-dessous de 420°C, la couche d'alliage solide forme la phase êta (ri). 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que : 10 lorsque la température de réaction du traitement thermique à basse température est contrôlée dans la plage de 500°C à 400°C, l'alliage de phase tout bêta (R) (dans la phase de 13+y) forme directement une matière d'alliage cuivre/zinc du fil d'électrode de la phase gamma (y), qui a 15 une rugosité de surface inférieure à 0,05 (Ra