JP2587890B2 - 放電加工用電極及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、仏語でｅｔｉｎｃｅｌ
ａｇｅ ｅｒｏｓｉｆとも称する放電加工（ｅｌｅｃｔ
ｒｏｅｒｏｓｉｏｎ）技術により金属製品の加工、特に
切断を行う機械で使用される銅合金製の線状電極と、こ
の種の電極の製造方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】放電加工に使用される線状の金属電極の
製造方法を開示している文献は多数知られている。ちな
みに、この種の加工方法では、一方の電極を構成する線
と、他方の電極を構成する被加工材との間における火花
放電（ｅｔｉｎｃｅｌｌｅ）の発生によって金属材料が
欠落する。以下の説明では、通常は金属製品である電気
伝導性製品だけでなくセラミック製品をも放電加工によ
って加工するのに使用される金属線を「電極」と呼ぶ。

【０００３】この種の電極が有していなければならない
本質的特性としては下記のものが挙げられる： − 大きな加工電流を得るために必要な大きな電気伝導
率。

【０００４】− 加工時に電極を正確に誘導できるよう
に電極に加えることができる引っ張り力を決定する大き
な機械的強度。

【０００５】− できるだけ小さい摩耗度。

【０００６】− 十分な熱散逸適性。

【０００７】− 十分な放電安定性。

【０００８】公知の電極には、中央心線と、これを被覆
する外側層とを含んでいるものがある。これら２つの構
成部分の機能を簡単に説明すると、本質的には中央心線
が前記した最初の２つの特性（即ち、大きな電気伝導率
及び大きな機械的強度）をもたらし、外側層が電極の摩
耗をできるだけ小さくすると共に、作動中に熱を十分に
散逸させる。これは、使用条件で蒸発する元素を使用す
ることによって得ることができる。

【０００９】例えば仏国特許第２ ４１８ ６９９−Ｂ
１号には、銅、黄銅又は鋼鉄であり得る金属の心線を、
亜鉛、カドミウムから選択した蒸発温度の低い金属を５
０％以上含む金属層で被覆したものからなる電極が開示
されている。この電極の製造方法は、外側層を構成する
金属元素を電着によって金属製心線の周りに付着させ、
次いでダイス（ｆｉｌｉｅｒｅ）で較正することからな
る。

【００１０】欧州特許出願第３３４ ９７１−Ａ１号に
は、銅又は銅合金の心線と亜鉛の外側層とで構成された
線を下記のステップで処理することからなる電極製造方
法が開示されている： − 前記線の断面を縮小し、 − 酸化雰囲気で、好ましくは４５４〜９０２℃の温度
で、拡散用熱処理にかけ、 − 線の断面を縮小し、 − 還元雰囲気で、６００〜８５０℃の温度で、再結晶
用熱処理にかけ、 − 最終的直径を得るために線の断面を縮小する。

【００１１】また、欧州特許出願第３８１ ５９５−Ａ
１号には、亜鉛を含む１つ以上の金属層の冷間堆積物で
銅又は銅合金の心線を被覆することからなり、被覆と心
線との間で金属を拡散させ得る加熱を行う後処理を一切
含まない電極製造方法が開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、先行技術
の方法及び製品では、製造コストを比較的低く抑えると
共に電極の使用性能を高めることはできないと確認し
た。

【００１３】本出願人は特に、より特定的には放電加工
時に大きな放電安定性を得ることができる経済的な方法
を研究した。実際、放電の安定性は、放電加工処理の経
済性と実施される加工の質とにとって重要な要因の１つ
である。即ち、放電の安定性が高いと、電極の耐用期間
が延びると共に、被加工製品の表面の質が改善される。

【００１４】本発明の目的は、放電加工で使用するため
の線状電極であって、加工時の放電安定性が大きい線状
電極を提供することにある。本発明の別の目的は、この
種の電極を経済的に製造する方法を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の放電加工用電極
は、銅又は銅合金を含む金属心線と、これを包囲するＺ
ｎ含有外側金属層とを含み、外側金属層及び心線が冷間
引抜きされた状態にあり、外側金属層が均質β’相のＣ
ｕ−Ｚｎ合金からなって酸化物の介在物を含んでおら
ず、外側金属層と心線との間で外側金属層の厚さより小
さい厚さにわたってＺｎ濃度が連続的に且つ急激に変化
しており、そのため外側金属層と心線との間に大きな濃
度勾配を有する接合部が形成されていることを特徴とす
る。また、本発明の放電加工用電極の製造方法は、 ａ）製造すべき電極１の直径より大きい直径を有する銅
含有金属線２０の周りにＺｎ層３０を形成して線１０を
形成する工程と、 ｂ）任意に線１０を伸線した後、二元合金Ｃｕ−Ｚｎの
β’−β遷移温度より低い温度で、亜鉛に富んだ層３０
がβ’相のＣｕ−Ｚｎ層３１に変態するのに必要な時間
にわたり、酸化雰囲気下で線１０を拡散用熱処理にかけ
て、心線２１と層３１とからなる線１１を形成する工程
と、 ｃ）次いで、層３１の表面に存在する酸化物粒子を除去
するために、線１１の選択的酸洗い（ｄｅｃａｐａｇ
ｅ）を行う工程と、 ｄ）最後に、酸洗いした線１１を１００％を越える伸線
率で最終直径まで伸線して、外側金属層３で被覆された
金属心線２からなり、外側金属層と金属心線との接合部
が大きなＺｎの濃度勾配を有する電極１を得る工程とか
らなることを特徴とする。

【作用】上記の放電加工用電極は、加工時の放電安定性
が高く、従って高い耐久性を有すると共に、被加工製品
の表面の質を改善し得る。また、上記の製造方法は、合
金Ｃｕ−Ｚｎの均質なβ’相からなり介在物及び不均質
沈澱物を含んでいない外側金属層３を形成し、また、金
属心線２と外側金属層３との間の接合部で化学組成を極
めて急激に、但し連続的に変化させ、加工時の放電安定
性が高く、従って高い耐久性を有すると共に、被加工製
品の表面の質を改善し得る放電加工用電極を経済的に得
ることを可能とする。

【００１６】

【実施例】本出願人は、改良された電極１を実現するた
めに研究を重ねるうちに、外側層３、そして場合によっ
ては心線２又は少なくともその一部分が電気伝導率の高
い均質相であると、電気エネルギをより特定的に伝搬す
ることができるという利点が得られることを発見した。

【００１７】この場合の「均質相（ｐｈａｓｅ ｈｏｍ
ｏｇｅｎｅ）」とは、１種類の合金が複数の相（ここで
は二元合金Ｃｕ−Ｚｎの状態図のα相、β相、γ相等）
を混合状態で含んでいないという意味だけでなく、この
場合は通常酸化亜鉛又は酸化銅の粒子である異質の介在
物又は沈積物も含んでいないことを意味する。

【００１８】本発明では、本出願人が思いがけずに発見
したように、Ｃｕを含む心線２０の周りに付着させたＺ
ｎ含量の高い層３０から、β’相のＣｕ−Ｚｎ合金で形
成された単相層３１を得ることができるだけでなく、こ
のようなβ’相を電極１の外側層とした場合の利点が認
識される。

【００１９】実際、本出願人は、約１００ＨＶ（２０ｇ
で）というこのβ’相の硬度が、高性能の電極１を得る
上で特に好都合であることを発見した。α相は展性が高
すぎ、γ相は脆弱すぎる。

【００２０】このβ’相は更に、大きな伸線率で破損を
伴わずに伸線に耐えるに十分な展性を有すると共に、耐
摩耗性も示す。

【００２１】本出願人はまた、改善された性能を有する
電極１を得るためには、本発明の特有の熱処理に、下記
の２つの主要処理を組合わせる必要があることを発見し
た。 １）研磨作用のある粒子（主として酸化物粒子）を除去
するために前記層３１の表面を選択的に酸洗いする。こ
れは、次の伸線にとって好都合であり、特に火花放電の
安定性及び被加工製品の品質にとって好ましいものであ
ることが判明した。

【００２２】２）大きい伸線率で線１１を伸線する。こ
の処理は、経済的利点（ステップａ）及びｂ）は「大」
直径の線について実施される）と、技術的利点（機械的
特性に優れた最終心線２を形成せしめる心線２１の冷間
引抜き、心線２と外側層３との間の結合の強化、並びに
大きな均質性と規則性とを有する表面状態）とを有す
る。

【００２３】本発明の方法は、これら３つの主要処理を
含む多数の態様に従って実施することができる。

【００２４】出発材料たる金属線２０は、直径が０．１
〜３ｍｍ、好ましくは０．３〜２ｍｍの銅又は銅合金の
線が好ましい。

【００２５】心線２０用の銅合金としては通常、Ｚｎを
１５〜３６重量％、好ましくは２０％を含む黄銅（Ｃｕ
Ｚｎ２０）を選択する。

【００２６】銅又は前記銅合金には、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔ
ｉ、Ｐ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｓｉから選択した１種類以
上の元素をこれら元素の総重量％が０．１〜１％となる
ように添加し得、及び／又はＡｌ、Ｓｎ、Ｎｉから選択
した１種類以上の元素を４％に達し得る総重量％で添加
し得る。

【００２７】しかしながら、本発明では出発金属線２０
として、機械的特性に優れた金属又は合金（鉄、鋼鉄、
タングステン等）の中心部を、電気伝導率の高い銅又は
銅合金の層で被覆したものからなる「複合」線を選択す
ることもできる。但し、これは本発明の好ましい実施態
様ではない。その理由を下に挙げる。

【００２８】− 第１に、Ｃｕ−Ｚｎをベースとする線
の伸線に必要な力は、より「硬質」の線の場合より小さ
い。

【００２９】− 第２に、心線２は電気良導体であるこ
とが重要である。

【００３０】本発明ではまた伸線率を、伸線の後で線が
冷間引抜き限度のやや内側に存在するように選択する。
これは、選択した最終直径を有する線が、中間焼きなま
し処理を行わなくても、（Ｃｕ−Ｚｎベースの線でさ
え）優れた機械的特性をもって製造されるようにするた
めである。

【００３１】「複合」線であってもなくても、心線２０
の周りには任意の公知の方法、例えば電着、溶融亜鉛浴
への浸漬によるデポジション等によって亜鉛を付着させ
る。好ましくは電着を使用する。

【００３２】このようにして、厚さ５〜１５０マイクロ
メートルの層３０を備えた線１０が得られる。層３０の
厚さは線の直径に伴って増加する。例えば、直径１ｍｍ
の線１０の場合には、この厚さを１０〜１００マイクロ
メートルにするのが好ましい。この層の厚さはまた、心
線２０の組成によっても変化する。この厚さは特に、心
線２０のＺｎ濃度に反比例する。本発明では、亜鉛に代
えて、亜鉛濃度の高い合金を付着させ得るが、そのよう
にしても実際的な利益はない。

【００３３】本発明の熱処理は、二元合金Ｃｕ−Ｚｎの
β’−β遷移温度より低い温度で、酸化雰囲気で行う。
前記遷移温度は合金の組成に応じて４５６〜４６８℃で
変化する。周知のように、β’−β遷移はＣｕ原子及び
Ｚｎ原子の秩序状態（β’）と無秩序状態（β）との間
の遷移に対応し、無秩序状態は秩序状態より高い温度で
得られる。しかしながら本出願人は、Ｚｎ原子及びＣｕ
原子の拡散を好ましくはβ−β’遷移温度より低い温度
で行うと、下記のような予期せぬ結果が得られることを
発見した。

【００３４】第１に、適当な熱処理時間によって、厚み
全体にわたり均質なβ’相の層３１が形成されると共
に、出発線２０の組成を有する心線２１が形成される。

【００３５】第２に、層３１と心線２１との間の接合部
に、大きなＺｎ濃度勾配に対応する比較的狭い拡散ゾー
ンが観察される（図５ｂ参照）。

【００３６】第３に、この温度で拡散した後の加工の結
果は、それよりも高い温度で得られる結果よりも優れて
いる。これは、全く予想できなかったことである。

【００３７】但し本発明では、β’−β遷移温度を少し
超えても、幾らかは劣るが依然として許容し得る結果を
得ることができる。前記温度の限界は４８０℃である。
この温度を超えると、特に層３１の多孔率が過度に増加
し、最終的電極１に悪影響を及ぼす。

【００３８】好ましくは、銅を含む心線２０を再結晶化
すると同時に、心線２０の銅原子及び層３０のＺｎ原子
の相互拡散を生起させることができるように、酸化雰囲
気の炉で、４００〜４５５℃の温度で熱処理を実施す
る。好ましい温度範囲は４５０℃±５℃である。熱処理
の時間はＺｎ層３０の厚さに依存する。従って、熱処理
の最適時間を決定するには予備試験が必要である。実
際、この時間が短かすぎると、β’相よりＺｎ濃度の高
いγ相を含む複数の相の存在が層３１中に観察される。
逆に処理時間が長すぎると、β’相よりＺｎ濃度の低い
α相を含む複数の相の存在が層３１中に観察される。

【００３９】通常は、層３０の厚さが３０〜１００マイ
クロメートルであれば、熱処理時間は２〜２０時間であ
る。層３０の厚さが最も薄い場合には処理時間も最も短
くなる。

【００４０】このような条件では、完全に再結晶化した
心線２１及び外側層３１を有する線１１が得られる。特
に層３１には、粒径１０〜５００マイクロメートルの極
めて粗大な粒子が形成され、そのため、後で行われる冷
間変形操作（伸線）が容易になる。

【００４１】また、出発線の心線が前述の添加元素（Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｔｉ等）を含んでいる場合には、有利なこと
に、本発明の熱処理が添加元素を単独で又は組合わせで
析出させることにより出発心線２０の構造的硬化に寄与
し得る。

【００４２】熱処理時に形成されたβ’相には、β’−
β遷移温度で４５．５〜４８．９重量％のＺｎ濃度の組
成が対応する。熱処理時間は、冷却後に線１１の層３１
がβ’相の均質構造を保持するように選択する。そのた
めには、Ｃｕ−Ｚｎ状態図のβ’領域を限定する曲線の
向きを考慮して（図２の斜線部分参照）、β’相が４
６．５±０．５％のＺｎ濃度の組成を有するのが好まし
い。

【００４３】本発明では、熱処理に次いで、層３１の表
面に形成された酸化物粒子を除去するための選択的酸洗
いを行う。この酸洗いは、次の伸線操作と同一のライン
で連続的に実施するのが好ましい。そのためには、線１
１を酸性浴に通す。

【００４４】本発明では次いで、１００％を超える伸線
率、好ましくは１０００％を超える伸線率で、最終直径
が得られるまで伸線処理を行う。その結果、直径が５０
〜５００マイクロメートル、好ましくは１００〜３５０
マイクロメートルであり、外側層３の厚さが５〜５０マ
イクロメートルであり、外側層３と心線２との間に薄い
接合部３２を有する線状電極１が得られる。

【００４５】本発明の方法は、図３ａ〜３ｃに示すよう
に、従来の伸線ラインに容易に且つ経済的に組み込むこ
とができる。Ｚｎのデポジションは、図３ｃ及び３ｂに
それぞれ示すように、伸線パスの始め又は終わりで実施
し得る。これに対し、選択的酸洗い操作は、特にダイス
の摩耗を制限するために、最終伸線パスの始めに実施す
るのが好ましい。従って、直径が極めて小さい電極を製
造する場合は多くの伸線パスを必要とするため、製造工
程は、図３ｂ及び３ｃに示すようなシーケンスで終わる
ように、且つ最終パスで直径が大幅に縮小されるように
計算する。

【００４６】本発明の別の目的は、銅又は銅合金を含む
金属心線２と、これを包囲するＺｎ含有外側層３とを含
み、外側金属層３及び心線２が冷間引抜きされた状態に
あり、外側金属層３が均質β’相のＣｕ−Ｚｎ合金から
なり、酸化物介在物を含んでおらず、外側層３と心線２
との間で外側金属層３の厚さ「ｅ」より小さい厚さ「ｄ
ｅ」にわたってＺｎ濃度が連続的に且つ急激に変化して
おり、そのため外側層３と心線２との間に大きな勾配
「ｄ［Ｚｎ］／ｄｅ」を有する接合部３２が形成されて
いることを特徴とする放電加工用線状電極１を提供する
ことにある。尚、「ｄ［Ｚｎ］」は外側層３のＺｎ濃度
と心線２のＺｎ濃度との差を表し、「ｄｅ」は接合部３
２の厚さを表す（図５ｂ参照）。

【００４７】本発明では、本発明の接合部３２を様々に
特徴付けることができる。

【００４８】− 第１に、接合部３２の亜鉛濃度勾配
（ｄ［Ｚｎ］／ｄｅ）によって特徴付けることができ
る。この勾配は本発明では５〜５０重量％／マイクロメ
ートルのＺｎ、好ましくは５〜３０重量％／マイクロメ
ートルのＺｎである。

【００４９】− 第２に、外側層３の厚さ「ｅ」と接合
部３２の厚さ「ｄｅ」との比「ｅ／ｄｅ」によって特徴
付けることができる。この比は本発明では５より大き
く、好ましくは１０〜２０である。

【００５０】これら２つの基準は同一方向で変化するが
同じ性質のものではない。しかしながら、本発明の接合
部を得るには、これら２つの基準の一方（勾配ｄ［Ｚ
ｎ］／ｄｅ又は比ｅ／ｄｅ）が満たされるだけで十分で
ある。好ましくは、「ｄ［Ｚｎ］／ｄｅが５〜５０％／
マイクロメートルのＺｎである」という条件、及び「ｅ
／ｄｅ」が５である」という条件を両方同時に満たす。
図４は本発明のこれらの基準を実際に記録された通りに
示し、図５ｂはこれを簡略化して示している。

【００５１】金属心線２は好ましくは銅又は銅合金の線
である。銅合金としては通常、１５〜３６重量％のＺｎ
を含む黄銅、好ましくは２０％のＺｎを含む黄銅（Ｃｕ
Ｚｎ２０）を選択する。心線２の銅又は前記銅合金は、
線を硬化するためにＦｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｐ、Ｍｇ、Ｃ
ｒ、Ｚｒ及びＳｉから選択した１種類以上の元素を、こ
れら元素の総重量％が０．１〜１重量％となるように含
み得、及び／又はＡｌ、Ｓｎ、Ｎｉから選択した１種類
以上の元素を総重量％が４％に達し得るように含み得
る。

【００５２】本発明の好ましい実施態様ではないが、可
能な実施態様の１つでは、心線２が、機械的特性に優れ
た金属又は合金（鉄、鋼鉄、タングステン等）の中央心
線を銅又は銅合金の層で被覆したものからなる。

【００５３】本発明の外側金属層３はその厚さ全体にわ
たってほぼ一定のＺｎ及びＣｕ濃度を有する（Ｚｎ濃度
は約４６．５％±１）。この層の厚さは通常、５〜５０
マイクロメートルである。

【００５４】本発明では、線１の直径が５０〜５００マ
イクロメートルの場合には、層３の厚さが５〜５０マイ
クロメートルであり、接合部３２の厚さが０．５〜１０
マイクロメートルである。直径１００〜３５０マイクロ
メートルの線１では、接合部３２の厚さは１〜５マイク
ロメートルが好ましい。

【００５５】金属心線２は４０〜４５０マイクロメート
ルの直径を有し得る。心線２の少なくとも外側部分は銅
又は銅合金からなり、ほぼ一定の組成を有する。合金と
しては、Ｚｎ濃度が１５〜３６重量％の黄銅を選択し得
る。接合部３２でのＺｎ濃度の差（ｄ［Ｚｎ］）は従っ
て１０％以上である（外側層３のＺｎ濃度が４６％、心
線２か又は外側層３と接触している心線２部分のＺｎ濃
度が３６％）。

【００５６】本発明の接合部３２は、本発明の亜鉛濃度
勾配（ｄ［Ｚｎ］／ｄｅ）が５〜５０重量％／マイクロ
メートルのＺｎであるか、又はｅ／ｄｅ比が５〜３０で
あると特に有利である。実際、線の各部分が固有の機能
（心線２の場合には機械的耐性及び電気伝導率、外側層
３の場合には耐摩耗性、熱散逸性及び放電安定性）を最
適に遂行できるように、前記勾配（又は比）は大きい方
が有利である。しかしながら一方でこの勾配（又は比）
は、接合部３２を形成する心線２及び外側層３の相互浸
透が心線２と外側層３との結合を極めて強力なものとす
るに十分であるように、限定された値を有することが重
要である。

【００５７】出発金属線として、伸線パスにかけられた
直径０．８５ｍｍの半硬質状態のＣｕＺｎ２０黄銅線を
一巻き選択した。図３ｂに示すように、伸線ラインの末
端に亜鉛被覆装置を配置して、電着により厚さ３０マイ
クロメートルのＺｎ均質層で前記線を被覆した。その結
果、直径０．９１ｍｍの線１０が一巻得られた。

【００５８】次いで、空気雰囲気の炉で６時間（予備試
験に基づいて決定した時間）にわたり４５０℃±５℃の
温度で一巻きの線１０を熱処理した。その結果、直径
０．７６ｍｍの心線２１と、厚さ０．０７５ｍｍの層３
１とで構成された線１１が一巻き得られた。層３１と心
線２１との間の接合部の厚さは６マイクロメートルであ
る。

【００５９】伸線ラインの前部に酸化物の選択的酸洗い
を行うための酸性浴を配置した後、一巻きの線１１を同
一ラインで酸洗い及び伸線にかけて、直径０．２１ｍｍ
の中央心線２と、厚さ２０マイクロメートルの層３と、
厚さ１．７マイクロメートルの接合部３２とで構成され
た直径０．２５ｍｍ（伸線率１３２５％）の放電加工用
電極１を得た。

【００６０】この線の特性は下記の通りである： 電気伝導率：２９％ＩＡＣＳ 破断荷重（Ｒｍ）：９１０ＭＰａ 破断伸び：１．５％ 外側層３の硬度：１００ＨＶ（焼きなまし状態、２０ｇ
で） 心線２の硬度：７５ＨＶ（焼きなまし状態、２０ｇで） 得られた線１の断片を分光分析（Ｘ線）にかけ且つ光学
電子顕微鏡で調べたところ下記の事項が判明した： − 層３はＺｎ含量４６．５％のＣｕ−Ｚｎのβ’相か
らなる。

【００６１】− 層３は厚さ全体にわたって均質であ
り、酸化物介在物を含んでない。

【００６２】− 勾配ｄ［Ｚｎ］／ｄｅが１５重量％／
マイクロメートルのＺｎに等しく、比ｅ／ｄｅが１２で
ある。

【００６３】本発明で製造した線と市販の線とを放電加
工機にかけて比較した結果、特に放電の安定性に関し
て、本発明の線の方が優れていることが判明した。これ
は、被加工製品の優れた表面特性につながる利点であ
る。

【００６４】本発明では、技術的性能と経済的性能とを
バランスよく得ることができる。

【００６５】実際本発明は、技術的性能に関しては、合
金Ｃｕ−Ｚｎの均質なβ’相からなり介在物及び不均質
沈澱物を含まない外側層が形成されるという利点を有す
る。これは、低温（４１９℃）で溶融するという欠点を
有するＺｎ層か又は複数の相を含むＣｕ−Ｚｎ合金層を
形成せしめる方法より技術的に優れている。

【００６６】本発明はまた、心線２と層３との間の接合
部３２で化学組成が極めて急激に、但し連続的に変化す
るという利点も有する（図５ｂ）。

【００６７】最後に挙げた利点は特に重要であり、本発
明ではこれによって、先行技術の状態、即ち図５ａに示
すような、心線の表面に亜鉛の単一層をデポジットした
場合の化学組成の不連続性、又は図５ｃに示すように、
Ｚｎ濃度が実質的に線１の全長にわたり大きな厚みにわ
たって連続的に変化している状態とは全く異なる状態が
得られる。

【００６８】経済的観点では、本発明の方法が特別な投
資を殆ど必要とせず（亜鉛層デポジット装置５及び酸洗
い装置６のみ）、図３ａ〜図３ｃに示すように従来の線
製造方法に問題なく組み込むことができるという点が重
要である。従来の線製造方法は通常中間焼きなましを必
要とし、且つ本発明の方法はこの焼きなまし処理を均質
β’相の生成に使用するため、本発明の方法を実施する
ためのコスト（亜鉛等の材料費は別とする）は通常の伸
線操作のコストとほぼ同じである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の種々のステップを、種々の段階
における線の断面図で示す説明図である。即ち、最初の
ステップで線２０の周りにＺｎ層を付着させて、心線２
０と外側層３０とを含む線１０を得、次のステップで線
１０を炉で熱処理して、心線２１と外側層３１とを含む
線１１を得、更に次のステップで線１１を酸洗い及び伸
線にかけて、心線２と外側層３とを含む本発明の線１を
形成する。

【図２】Ｃｕ−Ｚｎ系の状態図（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓ
ｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍｅｔａｌｓ−１９８６出版の
“Ｂｉｎａｒｙ Ａｌｌｏｙ Ｐｈａｓｅ Ｄｉａｇｒ
ａｍから引用）を示している。横座標はＺｎの重量％、
縦座標は温度である。β’層の領域は斜線部分で示され
ている。

【図３ａ】従来の伸線ラインを簡単に示す説明図であ
り、幾つかのダイス７と中間焼きなまし炉４とが示され
ている。

【図３ｂ】従来の伸線ラインを放電加工用の線１の製造
に適合させたものを簡単に示す説明図であり、Ｚｎデポ
ジット装置５が伸線パスの終端に配置されており、酸洗
い装置６が伸線パスの冒頭に配置されている。

【図３ｃ】図３ｂと類似の説明図であるが、亜鉛デポジ
ット装置が最後から２番目の伸線パスの冒頭に配置され
ている。

【図４】本発明の実施例の線１の径方向（横座標）のＺ
ｎ含量（縦座標）の記録を示すグラフである。この図
は、外側層３のＺｎ含量がほぼ一定であり（勿論、信号
のバックグラウンドノイズは考慮しない方がよい）、線
１の外側層３と心線２との接合部で急激に減少すること
を示している（ｄ［Ｚｎ］＝２６．５％、ｄｅ＝１．７
マイクロメートル、ｅ＝２０マイクロメートル）。

【図５ａ】熱処理せずに銅の心線の表面に亜鉛を付着さ
せた先行技術の場合の亜鉛濃度の変化（縦座標）を半径
Ｒの関数として示すグラフである。

【図５ｂ】心線２と層３との間の厚さｄｅの接合部３２
の組成が変化している本発明の場合の亜鉛濃度の変化
（縦座標）を半径Ｒの関数として示すグラフである。

【図５ｃ】先行技術の熱処理を行って銅の心線の表面に
亜鉛を付着させた場合の亜鉛濃度の変化（縦座標）を半
径Ｒの関数として示すグラフである。

【符号の説明】

１ 線状電極 ２、２０、２１ 心線 ３、３０、３１ 外側層 ３２ 接合部 ５ 亜鉛層デポジット装置 ６ 酸洗い装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンヌ・ボアラン フランス国、27200・ベルノン、リユ・ ドウ・ノルマンデイ、20 (56)参考文献 特開 平３−138341（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−256424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−45823（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−134624（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−5530（ＪＰ，Ｕ)

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電加工用電極の製造方法であって、 ａ）製造すべき電極の直径より大きい直径を有する銅含
   有金属線の周りにＺｎ層を形成して線を形成する工程
   と、 ｂ）前記線を任意に伸線した後、二元合金Ｃｕ−Ｚｎの
   β’−β遷移温度より低い温度で、亜鉛に富んだ前記Ｚ
   ｎ層がβ’相のＣｕ−Ｚｎ層に変態するのに必要な時間
   にわたり、酸化雰囲気下で前記線を拡散用熱処理にかけ
   て、心線とβ’相のＣｕ−Ｚｎ層とを含む線を形成する
   工程と、 ｃ）次いで、前記β’相のＣｕ−Ｚｎ層の表面に存在す
   る酸化物粒子を除去するために、前記線の選択的酸洗い
   を行う工程と、 ｄ）最後に、酸洗いした線を１００％を越える伸線率で
   最終直径まで伸線して、Ｚｎ含有外側金属層で被覆され
   た金属心線からなり、外側金属層と金属心線との接合部
   が大きなＺｎの濃度勾配を有する電極を得る工程とから
   なることを特徴とする放電加工用電極の製造方法。
2. 【請求項２】 金属線が銅又は銅合金の線である請求項
   １に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記銅合金が、Ｚｎ含量１５〜３６重量
   ％の黄銅である請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 Ｚｎ含量２０％±２％の黄銅を選択する
   請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 金属線が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｐ、Ｍ
   ｇ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｓｉから選択した１種類以上の元素を
   これら元素の総重量％が０．１〜１％となるように添加
   した銅又は銅合金で形成されている請求項２から４のい
   ずれか一項に記載の方法。
6. 【請求項６】 金属線が、Ａｌ、Ｓｎ、Ｎｉから選択し
   た１種類以上の元素を４％に達し得る総重量％で添加し
   た銅又は銅合金で形成されている請求項２又は５に記載
   の方法。
7. 【請求項７】 金属線が、機械的特性に優れた金属又は
   合金（鉄、鋼鉄、タングステン等）の中心部を、電気伝
   導率の高い銅又は銅合金の層で被覆したものからなる
   「複合」線である請求項１から６のいずれか一項に記載
   の方法。
8. 【請求項８】 前記熱処理を４００〜４５５℃で行う請
   求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記熱処理を４５０℃±５℃で行う請求
   項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記熱処理の後で且つ最後の伸線パス
    の前に、酸性媒質中で線の選択的酸洗いを行う請求項１
    から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 【請求項１１】 最後の伸線パスの伸線率を好ましくは
    １０００％以上とする請求項１から１０のいずれか一項
    に記載の方法。
12. 【請求項１２】 銅又は銅合金を含む金属心線と、これ
    を包囲するＺｎ含有外側金属層とを含み、外側金属層及
    び心線が冷間引抜きされた状態にあり、外側金属層が均
    質β’相のＣｕ−Ｚｎ合金からなって酸化物の介在物を
    含んでおらず、外側金属層と心線との間で外側金属層の
    厚さより小さい厚さにわたってＺｎ濃度が連続的に且つ
    急激に変化しており、そのため外側金属層と心線との間
    に大きな濃度勾配を有する接合部が形成されていること
    を特徴とする放電加工用電極。
13. 【請求項１３】 外側金属層が厚さ全体わたってほぼ一
    定である約４６．５重量％±１重量％のＺｎ濃度を有し
    ている請求項１２に記載の電極。
14. 【請求項１４】 前記濃度勾配が５〜５０重量％／マイ
    クロメートルのＺｎ、好ましくは５〜３０重量％／マイ
    クロメートルのＺｎである請求項１２又は１３に記載の
    電極。
15. 【請求項１５】 外側金属層の厚さ／接合部の厚さの比
    が５より大きい請求項１２又は１３に記載の電極。
16. 【請求項１６】 接合部の厚さが０．５〜１０マイクロ
    メートルである請求項１２から１５のいずれか一項に記
    載の電極。
17. 【請求項１７】 金属心線が銅又は銅合金の線である請
    求項１２から１６のいずれか一項に記載の電極。
18. 【請求項１８】 前記銅合金が、Ｚｎ含量１５〜３６重
    量％の黄銅である請求項１７に記載の電極。
19. 【請求項１９】 前記黄銅が、Ｚｎ含量２０重量％±２
    重量％の黄銅である請求項１８に記載の電極。
20. 【請求項２０】 金属心線が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｐ、
    Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｒ及びＳｉから選択した１種類以上の元
    素を総含量０．１〜１重量％で添加した銅又は銅合金で
    形成されている請求項１７から１９のいずれか一項に記
    載の電極。
21. 【請求項２１】 金属心線が、Ａｌ、Ｓｎ、Ｎｉから選
    択した１種類以上の元素を４重量％に達し得る総含量で
    添加した銅又は銅合金で形成されている請求項１７から
    ２０のいずれか一項に記載の電極。
22. 【請求項２２】 金属心線が、機械的特性に優れた金属
    又は合金（鉄、鋼鉄、タングステン等）の中央心線を銅
    又は銅合金の層で被覆したものからなる請求項１２から
    ２１のいずれか一項に記載の電極。
23. 【請求項２３】 直径が５０〜５００マイクロメートル
    であり、外側層の厚さが５〜５０マイクロメートルであ
    る請求項１２から１８のいずれか一項に記載の電極。