线切割电极丝国内市场综述
第一节 线切割电极丝市场现状分析及预测
中国的线切割技术从最早的快走丝、中走丝加工到现已普遍应用的慢走丝加工,是在逐步引进吸收国外先进技术的基础上发展起来的。自上世纪七八十年代镀锌电极丝发明以来,市场上先后出现了普通黄铜电极丝、镀锌电极丝、钼丝、钨丝、复合丝(里层为钢丝,外表为铜等)等各种各样的电极丝。
从最初使用的无氧铜丝切割到现在的复合线切割,慢走丝切割的发展经历了从低效率、低品质到高效率、高品质、自动化、专业化生产的漫长历程。
真正的慢走丝技术进入中国是在上世纪90年代初,而最早使用慢走丝加工的厂家是珠三角地区的几家外商独资企业,由于当时中国的有色金属加工技术还不成熟,所使用的原材料依赖进口,故在二十世纪之前慢走丝加工在中国的发展一直很缓慢。
2000年之后,随着中国冶炼、机械加工技术的发展,电极丝才呈现出逐渐加速发展之势,特别是中国加入WTO后,国外进口的电极丝类型也越来越多,令广大使用者眼花缭乱,难以选择。而正确选用电极丝又是提高加工品质、发挥机床效率、减少人力成本的关键。
当前,西方发达国家的电火花加工已逐渐向高速度、高品质方向发展,但中国仍处于较低的发展水平。尽管最近几年中国引进的切割机床(包括国产的慢走丝切割设备)中,也逐渐加入了除普通黄铜电极丝外的其他类型电极丝的使用参数,但使用者仍经常使用普通黄铜电极丝进行加工,导致机床效率难以更好发挥。
还有不少使用者在引进高性能线切割机时,由于缺乏对选择电极丝重要性的认识,不管什么机型或加工状况,都把价廉的普通黄铜电极丝作为唯一选择。
随着使用者技能的不断提升和慢走丝切割技术在机械加工
行业的逐渐普及,人们发现,使用镀锌电极丝等复合电极丝的机床能发挥出更高的效率,加工出来的工件精度也更高。2000年后,越来越多的使用者开始尝试使用高性能的黄铜丝、镀锌电极丝等复合电极丝,并逐渐认识到不同加工条件下选用不同类型的电极丝会收到更好的效果。
不仅“电极丝就是黄铜做的”这一认识误区被打破,中国国内也开始出现了能够独立研发、生产电极丝的企业。
当前我国电极丝
行业目前发展还处于初级阶段,在技术、产品和服务上还都不成熟,但国内生产企业数量已经很多了,市场也逐渐向良性发展。
当前主要电极丝市场情况:
普通黄铜电极丝
这种电极丝是铜锌二元合金,因受锌含量制约,其切割速度提升有限,一般被现在的国内普通用户使用,掉铜粉、断线是使用该电极丝过程中的常见现象。
镀锌电极丝
芯材为普通黄铜,外面镀一层锌,由于锌在切割过程中的气化作用,这种电极丝的放电会比较稳定,切割表面比普通黄铜丝光滑。国际上比较成熟的制造国家主要分布在欧洲,目前国内也有个别厂家能够生产,掉粉是该电极丝在使用过程中的常见问题。品质好的镀锌电极丝切割速度可比优质黄铜丝快30-50%,目前广东地区很多用户采用0.25mm的镀锌电极丝,切割速度平均在150-180mm2/分钟。
速度型镀层电极丝
芯材为普通黄铜,镀层为铜锌合金,镀层比普通镀锌电极丝略厚。这种镀层电极丝较普通镀锌电极丝的切割速度要快,适合于高效率加工,目前这种电极丝只能在国外生产,中国尚处在开发阶段。
扩散退火型电极丝
扩散退火型电极丝芯材为无氧铜,并通过扩散退火在外包一层铜锌合金(铜和锌的比例为1:1),由于芯材为无氧铜,表层是采用扩散退火形成的多孔结构,故这种电极丝的冲洗效果优于常规电极丝。但无氧铜自身的抗拉强度较低,以其为芯材制成的电极丝强度也很低,只有500MPa,目前这种电极丝只适合于特殊机床的特殊加工。
钢芯电极丝
芯材为钢丝,表层镀纯铜再镀黄铜,也有直接镀黄铜的,因为这种电极丝芯材为钢,故在高温下这种电极丝的强度大大高于以上四种电极丝,特别适合于困难条件下的加工,如超厚、大斜度、多层、冲水不良、石墨、单晶硅等难加工物质。
精细型电极丝
一般的电极丝直径最小为0.07mm,对于有小α角要求的精细加工,α角的直径要求达到0.02-0.10mm,这时就须选用钨或者钼来制造超细的电极丝,但因为钨或者钼属于稀有金属且加工难度较大,经常采用下述的钢琴丝来代替。
钢琴电极丝
这种电极丝因为芯材为制造钢琴用的高碳钢,所以又叫钢琴丝。钢琴电极丝芯材为高碳钢,表层镀黄铜,也有再镀锌的。高碳钢价格较低,所以这种电极丝经常代替上述的精细型电极丝。高碳钢丝经多道次的加工及热处理,强度可与钨丝或钼丝相当。
图表 2005-2010年中国线切割电极丝产品产量及未来预测
单位:万吨
图表 2006-2010年中国线切割用铜丝产品产量及未来预测
单位:万吨
图表 2006-2010年中国线切割用钼丝产品产量及未来预测
单位:亿米
图表 2005-2010年中国线切割电极丝市场需求及未来预测
单位:亿元
线切割电极丝产品,目前国内主导的是黄铜丝,占了8成多,在模具工业发达的欧美等市场,占销售量8成却是镀层电极丝。
2001年全国生产钼丝达到31.5亿米,实际产量估计达到40亿米,消耗将近800吨钼条,其数量十分可观。其中线切割用钼丝产量超过20亿米,占钼丝总量的一半以上,其
市场发展前景十分令人乐观。
合金铜丝主要用于电子接插件用插针,慢走丝线切割机电极丝,以及眼镜框架等。目前国内消耗约为2万吨(且每年新增需求在20%以上),其中15%左右依赖进口。
镀锌电极丝是将加工精度,加工速度及自动穿丝性能等种种加工特性综合考虑而研制的特殊电极丝。根据镀层材料的不同,可分为A型,D型,X型,适用于不同的切割材质,使切割效果达到完美境界。
镀锌电极丝和黄铜丝相比,价格略高,但它在切割精度,切割表明、粗糙度及切割速度方面具有黄铜丝不可比拟的优越性,是性价比最高的切割线。在帮助生产商提高产品档次,增强产品竞争力方面起着决定性的作用。
总之目前黄铜丝的市场消费份额呈不断下降的趋势,但是,由于它成本低廉,并且能满足普通的加工需求,因此还会继续得到广泛的应用。
虽然随着各种更好性能的镀层电极丝的出现和普及,未来以镀锌电极丝为主的高性能电极丝正在逐渐取代放电性能受到很大局限的黄铜丝。
目前线切割电极丝材料是铜、钼、钨、锌等两种。由于材料的不同,电极丝价格也不一样。
目前黄铜电极丝单价(30-60元/公斤),镀锌电极丝单价(90-120元/公斤)。
一般铜丝价格比较便宜,钼钨丝、价格昂贵。镀锌电极丝一般比黄铜丝单价贵2倍多,钼钨丝价格更加昂贵。
但是在国内,前几年由于欧洲进口的镀锌电极丝价格较高,不仅几乎所有的日本、台湾和国产慢走丝机的用户都只用黄铜丝,一些本来使用镀锌电极丝的Agie机和Charmilles机用户,也改用了“便宜”的黄铜丝,造成了相当多的用户以为“电极丝就是黄铜丝”这一
行业内的误区。
由于近几年原材料价格上涨很大,线切割电极丝价格一直处于上涨趋势,尤其生产高端产品面临更大的成本压力。考虑到以上因素,未来我国线切割电极丝低端产品波动不大,高端产品要有上涨趋势,将是明年线切割电极丝市场的主基调。
单位:美元/公斤
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