【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ワイヤ放電加工用電極線に関するもので、特に、安価で、かつ切削物を削り取る加工速度の向上を可能にする高速加工用電極線の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤ放電加工とは、ワイヤ放電加工用電極線と切削物との間で放電現象を起こさせ、切削物を糸のこ式に加工する加工方法で、複雑な形状の加工に適した加工方法である。この様なワイヤ放電加工用電極線には、加工コストを抑えることが出来るように高速加工が可能で、かつ安価な電極線が望まれてきた。又、使い勝手という面からは、無人加工に対応が出来、自動結線を可能にする電極線や断線等が発生しない電極線も望まれてきた。
従来の放電加工用電極線１′は、図２（イ）に示すように、十分な特性が得られないまでもそのコストメリットの良さから亜鉛３５〜４０ｗｔ％を有する銅−亜鉛合金の心材２′からなる単層構造のワイヤ放電加工用電極線１′が主流となり、広く一般的に使用されてきた。しかし、亜鉛３５〜４０ｗｔ％を含有する銅−亜鉛合金からなる電極線１′は、構造が単層であるので、コスト的には申し分ないが、切削物を削り取る加工速度の高速化というという面からみると必ずしも十分であるとはいえない。一般に、亜鉛含有量が高くなればなる程、切削物を削り取る加工速度が速くなることは周知の事実であるが、亜鉛濃度が４０ｗｔ％を越えてしまうと伸線加工性が極端に悪くなり、伸線加工が困難となってしまう為、電極線の消耗部分である表層のみを高亜鉛な銅−亜鉛合金状態にする電極線が高速加工用電極線が現在実用化されている。近年、金型納期の短縮化を図る目的で、この高速加工用電極線が各社より開発・製品化に至っている。しかしながら、これら高速用電極線は、構造が複雑で、高価であるという欠点があった。
従って、図２（ロ）に示すように、亜鉛３５〜４０ｗｔ％を有する銅−亜鉛合金からなる心材２″に亜鉛めっき層３″を施した２層構造の亜鉛コーティング電極線１″が、加工速度は、若干劣るもののコストメリットの面から、現在市場で広まりつつある。この亜鉛コーティング電極線１″は、図２（ロ）から明らかなように、銅−亜鉛合金からなる心材に電気めっき又は溶融めっきにて亜鉛をコーティングし、所定の外径に伸線加工するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、安価でかつ高速加工用電極線を得る為に、従来の亜鉛コーティング電極線の加工速度が、若干劣るという問題点を解決し、従来の加工速度より、更に向上させることが課題である。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】
本発明は、これらの問題を解決する為に、鋭意検討した結果、第１に亜鉛３５〜４０ｗｔ％の銅−亜鉛合金を心材とし、この心材の上に亜鉛めっきをコーティングした後に熱処理をすることによって、亜鉛５０ｗｔ％以上の高亜鉛な銅−亜鉛合金層を形成すると同時に、その上に亜鉛５０〜１００ｗｔ％の高亜鉛な銅−亜鉛合金層を設け、第２に、第１の５０ｗｔ％以上の高亜鉛な銅−亜鉛合金層の厚さが、トータル外径の０．３〜１．０％であり、第３に第１の５０〜１００ｗｔ％の高亜鉛な銅−亜鉛合金層の厚さが、トータル外径の１．２〜１．５％であるワイヤ放電加工用電極線である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
【発明の実施形態】
本発明のワイヤ放電加工用電極線について具体的に説明する。
【０００６】
本発明のワイヤ放電加工用電極線１の第１番目としては、図１（イ）に示すような構造で、第１に亜鉛３５〜４０ｗｔ％の銅−亜鉛合金を心材とし、この心材の上に亜鉛めっきをコーティングした後に熱処理をすることによって、亜鉛５０ｗｔ％以上の高亜鉛な銅−亜鉛合金層を形成すると同時に、その上に亜鉛５０〜１００ｗｔ％の高亜鉛な銅−亜鉛合金層を設けたものである。次に、第２番目としては、第１番目の５０ｗｔ％以上の高亜鉛な銅−亜鉛合金層の厚さが、トータル外径の０．３〜１．０％である。第３番目は、第１番目の５０〜１００ｗｔ％の高亜鉛な銅−亜鉛合金層の厚さが、トータル外径の１．２〜１．５％である。後に具体的実施例で触れるが、本発明の亜鉛めっき後に熱処理するサンプルを５種類作成して、１〜３秒間滞在させて行った結果、３秒間の場合が、好ましい結果を示した。このように、電気亜鉛めっきを施した後に熱処理することで加工速度が上昇することを確認した。この加工速度の上昇理由は明確に解明はされていないが、熱処理を行うことで、図１（ロ）に示すように、心材と亜鉛めっきの界面が相互拡散し、心材の表層及び亜鉛めっきの界面が高亜鉛な銅−亜鉛合金層が新たに形成され、高速加工に不可欠な高亜鉛域が広がり、高速加工に寄与した為と推論する。次に、厚さを変えた数種類のサンプルについて実施をした結果、上に述べた値が好ましい結果を示した。
次に、具体的実施例を挙げて下記に説明する。
【０００７】
【実施例１】
亜鉛３７ｗｔ％を含有するφ０．９０ｍｍの銅−亜鉛合金ワイヤの外層に亜鉛めっきを厚さ１４μｍでコーティングし、次に、そのワイヤを５００℃前後の雰囲気中に亜鉛が溶融しないように数秒間滞在させながら熱処理することによって、高亜鉛な銅−亜鉛合金層を生成する。この時、最適な熱処理時間を選定する為に、処理時間０．５秒、１秒、３秒、５秒の４種類の本発明のサンプル及び比較の為の従来電極線として熱処理なしのサンプルを作成した。これらサンプルをワイヤ放電加工機にセットし、下記に示す表１記載の条件で、加工し、切削物を削りとる加工速度を計測した。ワイヤ線径は、０．２５ｍｍである。
【０００８】
【表１】
【０００９】
表２は、本発明の製造方法で作製した本発明電極線と従来製造方法で作製した従来電極線にて、熱処理後の電極線の表面状態及び切削物を削り取る加工速度評価結果である。加工速度は従来電極線を１００％とした。
【００１０】
【表２】
【００１１】
表２から明らかなように、本発明の電極線は、表面状態が変化しないレベルにおいて５００℃の雰囲気中３秒前後の熱処理で加工速度向上のピークがあることがわかる。亜鉛３５〜４０ｗｔ％、を含有する銅亜鉛合金からなる電極線と熱処理時間０秒の従来電極線を比較した場合、約１５％の加工速度の向上が確認されていることから、本発明は、トータルとして約２０％程度向上することが可能になる。又、各サンプルをＥＰＭＡ（電子線マイクロアナリシス）にて定量分析してみると、Ｎｏ．２は拡散が確認出来ず、Ｎｏ．４で亜鉛濃度５５ｗｔ％の高亜鉛な銅−亜鉛合金が約１．８μｍ程生成されていることが判明した。
【００１２】
今迄、代表例として銅合金からなる心材に電気めっきにて亜鉛をコーティングすることによって得られるワイヤ放電加工機用電極線において、亜鉛めっき後に熱処理することで心材と亜鉛の界面を相互拡散させ極薄の高亜鉛な銅−亜鉛合金層を生成する代表的なワイヤ放電加工用電極線ついて説明してきたが、必ずしもこの電極線に限るものではなく、条件設定の変更に伴う多少の変形例でも一向に構わず、本発明の範囲内であることはいうまでもない。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明の様に本発明によれば、銅合金からなる心材に電気めっきにて亜鉛をコーティングすることによって得られるワイヤ放電加工機用電極線において、亜鉛めっき後に熱処理することで心材と亜鉛の界面を相互拡散させ極薄の高亜鉛な銅−亜鉛合金層を生成し安価に加工速度を向上させることを特徴としたワイヤ放電加工用電極線であり、従来のワイヤより高速で安価なワイヤ放電加工用電極線を得ることが可能となり、その工業的価値は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ） 本発明のワイヤ放電加工用電極線１の構造断面図である。
（ロ） 本発明のワイヤ放電加工用電極線１のＡ−Ａ′線断面における亜鉛濃度に関する説明図である。
【図２】（イ）亜鉛３５〜４０ｗｔ％を有する銅−亜鉛合金の単層構造からなる心材２′の従来のワイヤ放電加工用電極線１′の断面図である。
（ロ）亜鉛３５〜４０ｗｔ％を有する銅−亜鉛合金の心材２″と亜鉛めっき層３″の２層構造からなる従来の亜鉛コーティング電極線１″の断面図である。
【符号の説明】
１ 本発明のワイヤ放電加工用電極線
２ 亜鉛３５〜４０ｗｔ％を有する銅−亜鉛合金からなる心材
３ ５０ｗｔ％以上の高亜鉛な銅ー亜鉛合金層
４ ５０〜１００ｗｔ％の高亜鉛な銅ー亜鉛合金層
１′ 従来のワイヤ放電加工用電極線
２′ 亜鉛３５〜４０ｗｔ％を有する銅−亜鉛合金からなる心材
１″ 従来の亜鉛コーティング電極線
２″ 亜鉛３５〜４０ｗｔ％を有する銅−亜鉛合金からなる心材
３″ 亜鉛めっき層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrode wire for wire electric discharge machining, and more particularly, to a structure of an electrode wire for high speed machining which is inexpensive and which can increase a machining speed for cutting a cutting object.
[0002]
[Prior art]
Wire electric discharge machining is a machining method that causes a discharge phenomenon between the electrode wire for wire electric discharge machining and the cutting, and processes the cutting into a thread saw.It is a machining method suitable for machining complex shapes. is there. For such an electrode wire for wire electric discharge machining, an inexpensive electrode wire capable of high-speed machining so as to reduce machining cost has been desired. Further, from the viewpoint of ease of use, an electrode wire that can handle unmanned processing and enables automatic connection and an electrode wire that does not cause disconnection has been desired.
As shown in FIG. 2 (a), a conventional electrode wire 1 'for electric discharge machining has a core material 2 made of a copper-zinc alloy containing 35 to 40% by weight of zinc because of its cost advantage even if sufficient characteristics cannot be obtained. 'Has become the mainstream and has been widely and generally used. However, since the electrode wire 1 'made of a copper-zinc alloy containing 35 to 40 wt% of zinc has a single-layer structure, it is satisfactory in terms of cost, but the speed of machining a cut object is increased. From the point of view, it is not necessarily enough. In general, it is a well-known fact that the higher the zinc content, the higher the processing speed for shaving the cut object. However, when the zinc concentration exceeds 40 wt%, the wire drawing workability becomes extremely poor, Since the wire drawing becomes difficult, an electrode wire for high-speed processing has been put into practical use as an electrode wire in which only the surface layer, which is a consumable portion of the electrode wire, is in a high zinc-zinc alloy state. In recent years, for the purpose of shortening the delivery time of a mold, electrode wires for high-speed processing have been developed and commercialized by various companies. However, these high-speed electrode wires have the disadvantage that the structure is complicated and expensive.
Therefore, as shown in FIG. 2 (b), a zinc-coated electrode wire 1 "having a two-layer structure in which a zinc plating layer 3" is applied to a core material 2 "made of a copper-zinc alloy having 35 to 40% by weight of zinc is processed. Although the speed is slightly inferior, it is currently spreading on the market from the viewpoint of cost merit.As shown in FIG. 2 (b), this zinc-coated electrode wire 1 "is formed by electroplating or coating a core material made of a copper-zinc alloy. Generally, zinc is coated by hot-dip plating and wire drawing is performed to a predetermined outer diameter.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the problem that the processing speed of the conventional zinc-coated electrode wire is slightly inferior to obtain an inexpensive and high-speed processing electrode wire, and the problem is to further improve the conventional processing speed. is there.
[0004]
[Means for solving the problem]
According to the present invention, as a result of intensive studies to solve these problems, first, a copper-zinc alloy of 35 to 40 wt% zinc is used as a core material, and heat treatment is performed after coating the core material with zinc plating. A high zinc-copper-zinc alloy layer of 50 wt% or more of zinc is formed at the same time, and a high zinc-copper-zinc alloy layer of 50-100 wt% of zinc is provided thereon. The thickness of the high-zinc copper-zinc alloy layer is 0.3 to 1.0% of the total outer diameter, and the third is the thickness of the first 50 to 100 wt% high-zinc copper-zinc alloy layer. Is an electrode wire for wire electric discharge machining having a total outer diameter of 1.2 to 1.5%.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electrode wire for wire electric discharge machining of the present invention will be specifically described.
[0006]
The first embodiment of the electrode wire 1 for wire electric discharge machining according to the present invention has a structure as shown in FIG. 1A, and firstly, a copper-zinc alloy of 35 to 40 wt% of zinc is used as a core material. A high-zinc copper-zinc alloy layer with a zinc content of 50 wt% or more is formed by applying a heat treatment after coating with zinc plating, and a high-zinc copper-zinc alloy layer with a zinc content of 50 to 100 wt% is provided thereon. It is a thing. Next, as the second, the thickness of the first high-zinc copper-zinc alloy layer of 50 wt% or more is 0.3 to 1.0% of the total outer diameter. Third, the thickness of the first 50 to 100 wt% high zinc copper-zinc alloy layer is 1.2 to 1.5% of the total outer diameter. As will be described later in specific examples, five kinds of samples to be subjected to heat treatment after galvanizing of the present invention were prepared and allowed to stay for 1 to 3 seconds. As a result, a preferable result was 3 seconds. As described above, it was confirmed that the processing speed was increased by performing the heat treatment after the electrogalvanizing. Although the reason for the increase in the processing speed has not been clearly elucidated, the interface between the core material and the zinc plating interdiffuses as shown in FIG. It is inferred that a copper-zinc alloy layer with a high zinc interface was newly formed, and a high zinc region indispensable for high-speed machining was expanded, contributing to high-speed machining. Next, as a result of carrying out several kinds of samples having different thicknesses, the above-mentioned values showed preferable results.
Next, a specific example will be described below.
[0007]
Embodiment 1
An outer layer of a copper-zinc alloy wire of φ0.90 mm containing 37 wt% of zinc is coated with zinc plating to a thickness of 14 μm, and then the wire is kept in an atmosphere at about 500 ° C. for several seconds so that zinc does not melt. By performing a heat treatment while performing the heat treatment, a high-zinc copper-zinc alloy layer is generated. At this time, in order to select an optimal heat treatment time, four kinds of samples of the present invention of 0.5 seconds, 1 second, 3 seconds, and 5 seconds and a sample without heat treatment as a conventional electrode wire for comparison were used. Created. These samples were set in a wire electric discharge machine, processed under the conditions shown in Table 1 below, and the processing speed at which a cut object was removed was measured. The wire diameter is 0.25 mm.
[0008]
[Table 1]
[0009]
Table 2 shows the surface condition of the electrode wire after the heat treatment and the processing speed evaluation result for shaving a cut object between the electrode wire of the present invention manufactured by the manufacturing method of the present invention and the conventional electrode wire manufactured by the conventional manufacturing method. The processing speed was 100% for the conventional electrode wire.
[0010]
[Table 2]
[0011]
As is clear from Table 2, the electrode wire of the present invention has a peak in processing speed improvement by heat treatment in an atmosphere of 500 ° C. for about 3 seconds at a level where the surface state does not change. When an electrode wire made of a copper-zinc alloy containing 35 to 40 wt% of zinc is compared with a conventional electrode wire having a heat treatment time of 0 second, an improvement in the processing speed of about 15% has been confirmed. It is possible to improve about 20% in total. When each sample was quantitatively analyzed by EPMA (Electron Beam Micro-Analysis), No. 2 showed no diffusion, and no. 4, it was found that a highly zinc-copper-zinc alloy having a zinc concentration of 55% by weight was produced at about 1.8 μm.
[0012]
Until now, as a typical example, in the electrode wire for a wire electric discharge machine obtained by coating zinc by electroplating on a core material made of a copper alloy, the interface between the core material and zinc is interdiffused by heat treatment after zinc plating. Although a description has been given of a typical electrode wire for wire electric discharge machining that produces a thin high-zinc copper-zinc alloy layer, the present invention is not necessarily limited to this electrode wire. It goes without saying that it is within the scope of the present invention.
[0013]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an electrode wire for a wire electric discharge machine obtained by coating zinc by electroplating on a core material made of a copper alloy, heat treatment is performed after zinc plating to thereby provide an interface between the core material and zinc. Is an electrode wire for wire electric discharge machining characterized by inter-diffusion to form an ultra-thin high-zinc copper-zinc alloy layer and improving machining speed at low cost. Wire electric discharge machining that is faster and cheaper than conventional wires Electrode wire can be obtained, and its industrial value is very large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a structural sectional view of an electrode wire 1 for wire electric discharge machining of the present invention.
(B) It is explanatory drawing regarding the zinc concentration in the AA 'line cross section of the electrode wire 1 for wire electric discharge machining of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a conventional electrode wire 1 'for wire electric discharge machining of a core material 2' having a single layer structure of a copper-zinc alloy having 35 to 40% by weight of zinc.
(B) A cross-sectional view of a conventional zinc-coated electrode wire 1 "having a two-layer structure of a core material 2" of a copper-zinc alloy containing 35 to 40 wt% of zinc and a galvanized layer 3 ".
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode wire for wire electric discharge machining of the present invention 2 Core material composed of a copper-zinc alloy having 35 to 40 wt% of zinc 3 High-zinc copper-zinc alloy layer 4 of 50 wt% or more High-zinc copper-zinc of 50 to 100 wt% Alloy layer 1 'Conventional electrode wire for wire electric discharge machining 2' Core 1 made of copper-zinc alloy having 35 to 40% by weight of zinc 1 "Conventional zinc coated electrode wire 2" From copper-zinc alloy having 35 to 40% by weight of zinc The core material 3 "galvanized layer
