JP2003117732A - 放電加工による切削用のワイヤ電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属又は金属合金からなる均質な心（１）又
は銅−若しくは銅合金−被覆を有する鋼心からなる複合
心を有しており、かつ少なくとも２つの腐食の際に摩耗
する亜鉛合金からなる被覆層を有している、金属、電気
伝導性セラミック等の放電加工による切削用のワイヤ電
極。 【解決手段】 高速切削の際の能力上昇のために主にｎ
−黄銅からなる内側の被覆層（２）及び主にγ−黄銅か
らなる外側の被覆層（３）を有するワイヤ電極であり、
その際、双方の被覆層中のβ／β′−相若しくはγ−相
の含分が少なくとも６０％であり、β−黄銅とγ−黄銅
との層厚の比が０．３〜７であり、双方の被覆層の厚さ
の合計が電極の外径に対して０．１〜０．３である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属又は金属合金
からなる均質な心又は複合心を有しており、かつＺｎ−
合金からなる腐食の際に摩耗する少なくとも２つの被覆
層を有している、金属、電気伝導性セラミック等の放電
加工による(funkenerosiv)切削用のワイヤ電極に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】金属又は他の電気伝導体の放電加工によ
る切削用のワイヤ電極の発展の際に、被覆電極が使用さ
れる場合に有利であることが分かっており、その際、心
は、一方では必要な強度及び他方では電気伝導率をもた
らし、かつ実際の腐食過程は、純粋な亜鉛又は亜鉛合金
からなる被覆層によって行われる。純粋な亜鉛層は、確
かに良好な除去能力をもたらすが、しかし、純粋な亜鉛
層は、腐食ワイヤがほどほどに高い工作物の切削間隙か
ら出ていく前に、前記亜鉛層が既に完全に使い果たして
いる程度に素早く摩耗するので、電極は、最終的には心
材料で切削する。これは、電極の切削能力が全体で著し
くより低くなるという結果となる。

【０００３】この理由から、確かに理論的に、純粋な亜
鉛被覆層よりも、少ない亜鉛含量に基づいて、より少な
い切削能力を有するといわれるβ−被覆層を被覆層とし
て設けることは公知である(EP 0 312 674)が、しかしこ
れは、はるかに僅かな摩耗の結果、実際の切削プロセス
において、僅かな工作物高さの場合により高い切削能力
を既に有する。

【０００４】更に、γ−黄銅からなる被覆層を製造する
ことは、DE 195 10 740 A1から公知であり、その際、こ
こでは、γ−黄銅中の亜鉛含分は、β−黄銅中よりも大
きいので、高められた除去能力が得られる。しかしなが
ら、実際の運転において、このγ−層はβ−被覆層より
もはるかに素早く摩耗するので、利点は僅かな工作物高
さの場合に注意を引くに過ぎないことが分かる。

【０００５】更に、２つの上下に重なり合っている被覆
層を有するワイヤ電極を製造することは、DE 199 13 69
4 A1から公知であり、その際、下にある被覆層は、β−
黄銅からなり、かつその上にある被覆層は、純粋な亜鉛
からか又は８０％を上回る亜鉛を有する亜鉛合金からな
る。この電極は、同様に高速切削並びに微細切削に適し
ているいわゆる組合せ電極であり、その際、被覆層の高
い摩耗はあまり重要ではない。そのような電極が高速切
削に使用される場合には、この方法の際に、外側の素早
く摩耗する亜鉛被覆層は、場合によっては電極の発火挙
動を改善し、その一方で、本来の腐食過程は、β−被覆
層を用いて行われる。他方では、この電極が微細切削に
使用される場合には、外側の被覆層が消費されるに過ぎ
ず、かつその下にあるβ−被覆層は維持されたままであ
る。この電極の利点は、全く同一のワイヤ電極、即ち切
換時間なしに、高速切削並びに微細切削が実施されるこ
とができることにあり、その際、極度に滑らかな表面に
とって重要である。

【０００６】

【特許文献１】EP 0 312 674

【特許文献２】DE 195 10 740 A1

【特許文献３】DE 199 13 694 A1

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎となる課
題は、β−被覆層を有する電極並びにγ−被覆層を有す
る電極と比較してより高い切削能力を有し、かつ更に比
較的僅かな摩耗を有する高速切削用の電極を提案するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、内側の被覆層が、主にβ−黄銅からなり、かつ外
側の被覆層が、主にγ−黄銅からなり、その際、双方の
被覆層中のβ／β′−相若しくはγ−相の含分が少なく
とも６０％であり、かつβ−黄銅とγ−黄銅との層厚の
比が０．３〜７であり、かつ双方の被覆層の厚さの合計
が電極の外径に対して０．１〜０．３であることにより
解決される。

【０００９】意外なことに、下のβ−被覆層と、その上
にあるγ−被覆層との組合せは、純粋なγ−被覆層若し
くは純粋なβ−被覆層で達成されうる能力を上回ってい
る切削能力をもたらす。

【００１０】本発明の一実施例は、以下に図面に基づい
てより詳細に記載されている。

【００１１】図３には、本発明による図１による浸食電
極の場合の切削速度上昇が表されており、その際、線径
は０．３ｍｍであり、かつワイヤ送出し速度(Drahtabla
ufgeschwindigkeit)は１２ｍ／分であった。ここでは、
５０ｍｍの工作物高さを有し、Ｘ２１０Ｃｒ１２−鋼か
らなる工作物を切削した。

【００１２】図２の線図の横軸には、一つにはγ−被覆
層３及び一つにはβ−被覆層２の層厚［μｍ］がプロッ
トされており、これは唯一の層としてワイヤ電極に塗布
されている。与えられたパラメーターの場合に、γ−被
覆層の使用の際のγ−黄銅の増大する層厚に伴う特別な
工作物の切削速度上昇が、β−黄銅層のそれよりも実質
的に大きいことを示していた。しかしながら、切削速度
上昇は更に、γ−黄銅の場合の約２５μｍ以上の層厚の
増加の際に、もはや達成されることができず、むしろ切
削速度は一定のままであることを示し、このことは、残
りの被覆層が、切削間隙から出ていった後にもまだ完全
にγ−黄銅からなっていたことを示唆するが、しかしプ
ロセスは、過度に高い間隙汚染に基づきますます不安定
になり、かつ切削速度は、当面は一定のままであった。
β−黄銅からなる被覆層の同じ実験は、増大する被覆層
を伴う切削速度上昇が実質的によりゆっくりと行われる
が、しかし結局は、γ−黄銅の切削速度上昇を上回って
いる、約５０μｍで切削速度上昇の最大が得られること
を示す。被覆層の更なる増加は、ここでも、更なる切削
速度上昇をもたらさなかった。

【００１３】β−被覆層とγ−被覆層との本発明による
組合せにより、全体で、個々の成分の最大切削速度を約
３０％上回っている切削速度が達成されることができ
た。切削速度の最大の達成のためには、個々の被覆層の
層厚が互いに特定の比で存在し、かつ被覆層それ自体も
ワイヤ電極の直径に対して特定の比で存在することが極
めて重要である。

【００１４】最良の結果、即ち、最も大きい百分率の上
昇は、β−黄銅とγ−黄銅との層厚の比が１．３〜３で
ある場合に達成され、その際、少なくともそれぞれ９０
％のβ−黄銅並びにγ−黄銅がβ−相若しくはγ−相か
らなり、その際、γ−黄銅若しくはβ−黄銅の分布が被
覆層の厚さに関して実質的に一定であることが同様に保
証されている。この際、もちろんγ−黄銅とβ−黄銅と
の間及びβ−黄銅と心１との間に遷移帯域が生じ、そこ
でγ−相若しくはβ−相の含分が相応して減少する。し
かし、これらの遷移範囲は、それぞれの被覆層の残りの
厚さと比較して小さい。

【００１５】本発明によるワイヤ電極のための心１とし
て、均質な銅心又は均質な黄銅合金が利用されうる。し
かしまた、同様に、複合心も使用可能であり、その際、
心として、伝導率の改善のために銅層又は黄銅層で囲ま
れている鋼心を使用することが有利であることがわかっ
た。

【００１６】β−黄銅層のβ−相は、低い温度で、銅及
び亜鉛の定義された格子位置を有する規則正しい格子を
有し、その一方で特定の温度の超過の際に、この配列
は、無秩序な構造へと移行する。規則正しいβ′−相へ
の無秩序なβ−相の転移は、支配的な意見では抑えられ
ることができず、かつそれらの機械的並びに電気的性質
においても僅かな影響を有するに過ぎないので、上記の
ようにβ−相であると判断したに過ぎない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるワイヤ電極の断面図。

【図２】β−黄銅及びγ−黄銅の層厚に依存した切削速
度上昇を示す線図。

【図３】本発明によるγ−被覆層及びβ−被覆層の組合
せに依存した切削速度上昇を示す線図。

【符号の説明】

１ 心、 ２ β−被覆層、 ３ γ−被覆層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルント バルテル ドイツ連邦共和国 ヘルボルン メルケン バッハシュトラーセ 11 (72)発明者 トビアス ネーテ ドイツ連邦共和国 ヘルボルン アム ゲ リヒツケッペル 11 (72)発明者 クリストフ ディートリッヒ ドイツ連邦共和国 ヘルボルン アム レ ーバッハ ９ Ｆターム(参考） 3C059 AA01 AB05 DA06 DB03 DC01 HA02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属若しくは金属合金からなる均質な心
   （１）又は複合心を有しており、かつ腐食の際に摩耗
   し、Ｚｎ−合金からなる少なくとも２つの被覆層を有し
   ている、金属、電気伝導性セラミック等の放電加工によ
   る切削用のワイヤ電極において、内側の被覆層（２）
   が、主にβ−黄銅からなり、かつ外側の被覆層（３）
   が、主にγ−黄銅からなり、その際、双方の被覆層中の
   β／β′−相若しくはγ−相の含分が、少なくとも６０
   ％であり、かつβ−黄銅とγ−黄銅との層厚の比が０．
   ３〜７であり、かつ双方の被覆層の厚さの合計が電極の
   外径に対して０．１〜０．３であることを特徴とする、
   放電加工による切削用のワイヤ電極。
2. 【請求項２】 β−黄銅とγ−黄銅との層厚の比が０．
   ７〜５である、請求項１記載のワイヤ電極。
3. 【請求項３】 β−黄銅とγ−黄銅との層厚の比が１．
   ３〜３である、請求項１又は２記載のワイヤ電極。
4. 【請求項４】 少なくとも９０％のβ−黄銅被覆層が、
   β／β′−相からなっている、請求項１から３までのい
   ずれか１項記載のワイヤ電極。
5. 【請求項５】 少なくとも９０％のγ−黄銅被覆層が、
   γ−相からなっている、請求項１から４までのいずれか
   １項記載のワイヤ電極。
6. 【請求項６】 心が、銅、黄銅からか又は銅被覆若しく
   は黄銅被覆を有する鋼心を含む複合心からなっている、
   請求項１から５までのいずれか１項記載のワイヤ電極。
7. 【請求項７】 γ−黄銅−層の厚さが、少なくとも１μ
   ｍである、請求項１から６までのいずれか１項記載のワ
   イヤ電極。
8. 【請求項８】 β−黄銅−層の厚さが、少なくとも１０
   μｍである、請求項１から６までのいずれか１項記載の
   ワイヤ電極。
9. 【請求項９】 γ−黄銅−層の厚さが、多くとも２５μ
   ｍである、請求項１から７までのいずれか１項記載のワ
   イヤ電極。
10. 【請求項１０】 β−黄銅−層の厚さが、多くとも５０
    μｍである、請求項１から８までのいずれか１項記載の
    ワイヤ電極。