JP2000296415A - 放電加工用電極線およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 β相の脱落による金属粉カスの発生を抑制
し、しかも、高Ｚｎ濃度による高速加工性を備えた放電
加工用電極線とその製造方法を提供する。 【解決手段】 ３８重量％以上４５重量％未満のＺｎを
含むＣｕ−Ｚｎ系合金の線材に熱処理を施すことによっ
て線材の表面部におけるＺｎの濃度を１０重量％以上３
８重量％未満に減少させ、これにより所定の放電加工用
電極線とする。β相の脱落が抑制されるので、放電加工
機に金属粉のカスが溜まるのを防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電加工用電極線
およびその製造方法に関し、特に、高速加工用に適した
放電加工用電極線とこれを製造するための製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】放電加工用電極線として、Ｃｕ−Ｚｎ系
合金の電極線が広く活用されている。この電極線は、加
工速度、加工精度等の放電特性に優れており、さらに、
コスト的にも有利な特質を有している。

【０００３】一般に、Ｃｕ−Ｚｎ系合金の電極線の加工
速度は、Ｚｎ濃度の増大に伴って向上するものと認識さ
れている〔伸銅技術研究会誌２６（１９８７）、１８
１〕が、一方においては、硬質のβ相が形成されるため
に冷間加工性が低下するという問題がある。

【０００４】従って、通常は、Ｚｎを３５重量％（以
下、ｗｔ％という）程度含む単一合金線〔Ｃｕ−３５ｗ
ｔ％Ｚｎ合金（６５／３５黄銅線）〕が電極線として使
用されてきたが、近年、生産性の観点から高速加工の要
求が強まる状況にあり、このため、Ｚｎ濃度を高めたＣ
ｕ−４０ｗｔ％Ｚｎ合金、あるいはＣｕ−４３ｗｔ％Ｚ
ｎ合金等の高Ｚｎ濃度の電極線が実用化されている。ま
た、特公昭５７−５６４８号に示されるように、銅、黄
銅、鋼材等の金属心材の外周に高濃度の亜鉛を含む合金
層を形成した電極線なども提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の高速加
工性の放電加工用電極線によると、Ｚｎの濃度が３８ｗ
ｔ％以上であることによるβ相の形成が不可避のため、
組織がα相とβ相の混合となり、このため、電極線が放
電加工機内のガイドダイスやフェルト等に接触したと
き、β相が脱落し、金属粉カスとなって溜まりやすい性
質を有している。

【０００６】この結果、放電加工機を頻繁にメンテナン
スし、金属粉のカスを除去することが必要となるため、
このβ相の脱落の問題は、作業効率を確保するうえにお
いて大きな問題とされている。また、この金属粉のカス
は、電極線の放電を不安定化させるようにも作用するこ
とから、加工速度および加工精度を低下させる要因にも
なる。

【０００７】従って、本発明の目的は、β相の脱落によ
る金属粉カスの発生を抑制し、しかも、高Ｚｎ濃度によ
る高速加工性を備えた放電加工用電極線とその製造方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、Ｃｕ−Ｚｎ系合金の線材から構成される
放電加工用電極線において、前記Ｃｕ−Ｚｎ系合金は、
３８ｗｔ％以上４５ｗｔ％未満のＺｎを含み、前記線材
は、その表面にＺｎの濃度が１０ｗｔ％以上３８ｗｔ％
未満の領域を有することを特徴とする放電加工用電極線
を提供するものである。

【０００９】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、３８ｗｔ％以上４５ｗｔ％未満のＺｎを含むＣｕ−
Ｚｎ系合金の線材に熱処理を施し、前記熱処理によって
前記線材の表面におけるＺｎの濃度を１０ｗｔ％以上３
８ｗｔ％未満に減少させることを特徴とする放電加工用
電極線の製造方法を提供するものである。

【００１０】本発明において、母材となるＣｕ−Ｚｎ系
合金におけるＺｎの濃度を３８ｗｔ％以上４５ｗｔ％未
満に限定する理由は、Ｚｎの濃度が３８ｗｔ％未満にな
ると、充分な放電加工速度が得られず、また、Ｚｎの濃
度が４５ｗｔ％以上になると、金属組織がβ相だけとな
るために加工性が低下し、大きな加工度のもとでの加工
が不可能になるためである。

【００１１】本発明による電極線は、単一線に構成する
場合と心材との複合構造に構成する場合とがあり、心材
の構成材としては、銅、銅合金、あるいは鉄が使用され
る。電極線の製造方法における熱処理は、線材を走行さ
せた状態で行うことが好ましい。束ねた線材を対象に熱
処理することも可能であるが、線材同士が粘着する恐れ
があるので、避けることが望ましい。

【００１２】また、この熱処理は、電極線に至る前の中
間段階で行ってもよく、あるいは伸線などをして完成品
とした後に行ってもよい。いずれの段階での熱処理も充
分な所期特性を電極線に与えることができる。

【００１３】本発明は、線状体の表面部のＺｎの濃度を
減少させることによって、表面部のβ相を消失させ、こ
れによりα相単一の表面部を形成するところに特徴があ
る。この表面部におけるＺｎの濃度を１０ｗｔ％以上に
制限する理由は、１０ｗｔ％未満になると、線材表面部
のＺｎ濃度減少のための熱処理温度において、線材が溶
断し易くなることからこれを防ぐためであり、また、上
限を３８ｗｔ％とする理由は、これを超えると、線材表
面へのカスの発生が多くなるためである。

【００１４】このＺｎ濃度を減少させられた領域の厚さ
は、１０μｍ未満に設定することが好ましく、厚さをこ
れ以上に設定すると、放電加工速度が低下するようにな
るので避けるべきである。。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明による放電加工用電
極線とその製造方法の実施の形態を説明する。図１は、
この実施の形態において使用した熱処理ラインの概要で
ある。送出ボビン１に巻かれた線材２をペイオフ３から
送り出し、Ｎ₂ 、Ａｒ等の不活性ガスの雰囲気の電気炉
４の中を通過させた後、冷却槽５に導入する。

【００１６】冷却槽５では、線材２を所定の温度に冷却
するとともに、電気炉４での熱処理時に線材２の表面に
形成されたＺｎカスを研磨布６によって除去する。次い
で、冷却された線材２は、定速巻取機７を経た後、整列
巻取機８に巻き取られる。

【００１７】以上のライン構成において、外径が０．９
ｍｍのＣｕ−４０ｗｔ％Ｚｎ合金の線材２を準備し、こ
れに以下の条件による熱処理を施した後、外径を０．２
５ｍｍに伸線することによって実施例１および２の放電
加工用電極線を製造した。

【００１８】

【実施例１】・電気炉４での加熱温度：８１０℃ ・線材２の走行速度 ：１．０ｍ／分

【実施例２】・電気炉４での加熱温度：８５０℃ ・線材２の走行速度 ：０．７５ｍ／分

【００１９】図２は、以上により得られた実施例１およ
び２の電極線の表面部におけるＺｎ濃度を従来例との対
比において示したものである。従来例としては、外径が
０．９ｍｍのＣｕ−４０ｗｔ％Ｚｎ合金の線材から伸線
した０．２５ｍｍ外径の電極線を引用した。

【００２０】図２によれば、従来例の電極線が径方向に
均等なＺｎ濃度を示しているのに比べ、実施例１および
２による電極線の場合には、その表面部ほどＺｎ濃度が
少ないことを示しており、熱処理によるＺｎ濃度の減少
効果が認められる。

【００２１】また、実施例１および２の電極線の表面部
における組織を観察したところ、Ｚｎ濃度が３８ｗｔ％
未満の深さまでα相によって構成されていることが確認
された。表１は、従来例と実施例の電極線を使用して放
電加工を行った際の、β相の脱落による金属粉カスの発
生状況と放電加工速度をまとめたものである。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１によれば、実施例１および２の電極線
が、従来例に比べて金属粉カスの発生が少ないこと、お
よび高速加工性が評価される従来例と同等の放電加工速
度を備えていることが認められる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明による放電加工用
電極線とその製造方法によれば、３８ｗｔ％以上４５ｗ
ｔ％未満のＺｎを含むＣｕ−Ｚｎ系合金の線材に熱処理
を施し、これにより線材の表面部のＺｎの濃度を１０ｗ
ｔ％以上３８ｗｔ％未満に減少させることによって電極
線を構成するため、β相の脱落による金属粉カスの発生
を抑制することができ、さらに、加工速度においても所
定の水準を確保できるので、放電加工機を頻繁に停止す
る必要のない作業効率に優れた放電加工用電極線を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電加工用電極線の製造方法の実
施の形態における熱処理ラインの構成を示す説明図。

【図２】電極線の表面部におけるＺｎの濃度を示す説明
図。

【符号の説明】

２ 線材 ４ 電気炉 ５ 冷却槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 洋光 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 青山 正義 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 河野 秀雄 茨城県日立市川尻町４丁目10番１号 日立 電線株式会社豊浦工場内 (72)発明者 沢畠 勝憲 茨城県日立市川尻町４丁目10番１号 日立 電線株式会社豊浦工場内 Ｆターム(参考） 3C059 AA01 AB05 DA06 DB00 DC02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｃｕ−Ｚｎ系合金の線材から構成される放
   電加工用電極線において、 前記Ｃｕ−Ｚｎ系合金は、３８重量％以上４５重量％未
   満のＺｎを含み 前記線材は、その表面にＺｎの濃度が１０重量％以上３
   ８重量％未満の領域を有することを特徴とする放電加工
   用電極線。
2. 【請求項２】前記線材は、その内部に銅、銅合金、ある
   いは鉄の心材を有することを特徴とする請求項１項記載
   の放電加工用電極線。
3. 【請求項３】前記領域は、１０μｍ未満の厚さを有する
   ことを特徴とする請求項１項記載の放電加工用電極線。
4. 【請求項４】３８重量％以上４５重量％未満のＺｎを含
   むＣｕ−Ｚｎ系合金の線材に熱処理を施し、前記熱処理
   によって前記線材の表面部におけるＺｎの濃度を１０重
   量％以上３８重量％未満に減少させることを特徴とする
   放電加工用電極線の製造方法。
5. 【請求項５】前記熱処理は、前記線材が走行した状態で
   行うことを特徴とする請求項４項記載の放電加工用電極
   線の製造方法。