JP3222358U

JP3222358U - 金属線の構造

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Publication number: JP3222358U
Application number: JP2019001740U
Authority: JP
Inventors: 美娟蔡; 韶謙洪; 于珊阮
Original assignee: Bfuture Metal Group Ltd
Current assignee: Bfuture Metal Group Ltd
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2029-05-16
Also published as: US20200316679A1; TW202037422A; TWI681827B

Abstract

【課題】無電解液の廃水排出の問題がなく、環境汚染を大幅に低下させられ、スプレーメッキ方式を採用するため、製造時間を大幅に低下させることができるワイヤー切断機に使用する金属線の構造を提供する。【解決手段】金属線の構造は芯線１０、披覆層２０を備え、芯線は亜鉛含量が４０％以下の真鍮線で、披覆層はスプレーメッキにより芯線表層に付着し、披覆層は２種或いは２種以上の亜鉛含量がそれぞれ７５％以上のメッキ層基材顆粒２１ａ、２１ｂがスタッキングして構成され、披覆層上に裂痕或いは凹洞の構造Ｃを形成する。【選択図】図６

Description

本考案は金属線の構造に関し、特に、ワイヤー切断機使用に応用される金属線の構造に関する。

放電加工に応用されるワイヤー切断機に使用する金属線は、かつては真鍮線が主だった。しかし、真鍮線は加工時に、気化により生じる銅微粒が工作物の加工面に溜まり積層を形成し、これにより工作物表面は厚みを増し、工作物表面の硬度及びラフ度に影響を及ぼす。さらに、銅微粒が金属線と工作物との間に詰まると、ショート或いは冷却不能により、金属線断裂の問題を引き起こす。

金属線は放電加工時に、表面に崩壊を生じ、或いは表面に裂痕或いは凹洞を備えることで、放電気化により生じる微粒の液状媒体による洗い流しを助け、これにより金属線と液状媒体の接触面積が拡大し、金属線の加工温度を低下させ、断線の可能性を下げ使用寿命を延長する。
現在すでに芯線の表面に亜鉛メッキのある金属線は、以下の通りである。
上記の亜鉛メッキの金属線は、亜鉛の特性により、引き伸ばしの過程において、外表に無数の裂痕或いは凹洞を形成する。
よって、線放電加工を行う時、外層の亜鉛の一部は、気化して微粒となり崩壊し、崩壊した気化微粒は、裂痕或いは凹洞に沿って外へと液状媒体により持ち出され、もともとの真鍮線の欠点を改善し、断線を低下させ、及び加工効率を高める効果を達成できる。

亜鉛メッキの金属線の製造においては、現在２種の公知例がある。
特許文献１、特許文献２に示すように、電気メッキの方式は真鍮芯線の表層に、一層の亜鉛メッキ層を付着させ、引き伸ばし、アニーリングを経て、該亜鉛メッキ層の表面に裂痕或いは凹洞を生じる。
しかし、上述の従来の電気メッキ方式の製造方法では、製造において電解液、溶剤等の強酸性或いは強アルカリ性の廃水を排出する必要があり、環境に対して重大な汚染を引き起こす。

もう１つの製造方法は、特許文献３、特許文献４に示すように、浸漬メッキの方式を採用し、真鍮芯線を亜鉛の溶池中に浸す。
しかし、この浸漬メッキ方法は、電気メッキにおいて廃水を排出しなければならないという汚染問題を低下させることはできるが、炉により亜鉛を溶解させなければならない。

電気メッキであろうと浸漬メッキであろうと、芯線表面に生じる亜鉛コーティング層の表面は非常に平滑で、顕微鏡下では、極めて少ない裂痕しか発見されず、引き伸ばしの過程において、表面により多くの裂痕が生じることを期待しなければならない。
しかし、実際には、従来の亜鉛メッキ金属線の亜鉛メッキ層表面上に生じる裂痕と凹洞の深度構造は明確でなく、よって放電加工で生じる気化微粒はやはり積層し、洗い流し性は単純な銅線よりも優れるが、なお改善の余地がある。

台湾実用新案登録第Ｍ５６４４９３Ｕ号台湾特許登録第Ｉ３９１１９７号中国実用新案登録第ＣＮ１０７８８３１Ｃ号米国特許登録第４６８６１５３号

本考案の目的は、芯線は亜鉛含量が４０％以下の真鍮線から取り、披覆層は芯線表層に付着し、披覆層は亜鉛含量が７５％以上の多数の顆粒を芯線にスタッキング、付着させ、芯線といっしょに引き伸ばして成型し、各披覆層上に裂痕或いは凹洞を形成する金属線の構造を提供することである。

本考案による金属線の構造において、披覆層は２種或いは２種以上の異なる亜鉛含量のメッキ層基材を、同時に芯線に対してスプレーメッキを行い、引き伸ばして成型し、これにより２種の異なる亜鉛含量のメッキ層基材が霧化後の顆粒は、スタッキングされ、或いは混雑して芯線表面に付着し、上述のメッキ層基材は亜鉛或いは亜鉛合金である。

本考案による金属線の構造は、亜鉛含量４０％以下、直径１．２ｍｍ以上の真鍮線を芯線とし、該芯線の表面に、亜鉛含量が７５％以上の金属をメッキ層基材とし、芯線に対して少なくとも１回のスプレーメッキを施し、該芯線の表面に該メッキ層基材の霧化後顆粒が付着して構成する披覆層を形成し、母線の製作を完成し、さらに該母線を直径０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍの金属線に引き伸ばす。

本考案による金属線の構造において、該芯線を、表面スプレーメッキ前に、３５０℃〜４２０℃に予熱し、これによりスプレーメッキ時に、霧化後のメッキ層基材顆粒は該芯線表面に順調に付着或いは嵌入し、該披覆層を安定的に形成し、該芯線表面と該披覆層との間のα＋βの双方向結晶構造の生成に有利である。

本考案による金属線の構造において、該母線は１００〜１５０℃で直径０．８ｍｍまで引き伸ばし、さらに常温或いは２００℃〜３００℃で直径０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍまで引き伸ばした後、２５０℃〜３５０℃で１〜５時間のアニーリングを経て、該金属線Ｌを得る。
亜鉛は引き伸ばし過程において、表面に破砕が生じやすいため、該母線を０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍまで引き伸ばす成型過程において、表面に裂痕或いは破洞を生じ、これら裂痕と破洞は放電加工時に放電加工に使用する液状媒体との接触面積を拡大し、その散熱性を向上させ、同時に放電加工中における金属線の洗い流し性を高め、加工屑の排除に有利で、放電加工の過程における該金属線断裂の発生を回避できる。
上述の放電加工は特に、ワイヤー放電加工（Wire Electrical Discharge Machining,wire ＥＤＭ）を指す。

本考案による金属線の構造において、該金属線はアニーリング過程において誘導コイルに近づき、生成される誘導磁場により、該誘導コイルには１１０Ｖ〜２４０Ｖの電圧が通電する。
誘導磁場により、披覆層上の酸化亜鉛層結晶方向は一致し、熱電性焦電効果（pyroelectricity）を備えるクリスタル層の生成に有利で、放電加工効率に有利である。

本考案による金属線の構造において、該芯線は多数のローラーにより導引され、該スプレーメッキの範囲を通して、１回のスプレーメッキの過程で、該披覆層のスプレーメッキ作業を完成できる。
或いは該芯線は、多数のローラーにより導引され、多数回の該スプレーメッキの範囲を通過し、多数回のスプレーメッキの過程において、該披覆層のスプレーメッキ作業を完成させる。

本考案による金属線の構造において、該母線の披覆層の厚さは１０μｍ〜１００μｍである。

本考案において、上述の製造方法により得られた金属線は、従来の電気メッキを採用しないため、無電解液の廃水排出の問題がなく、環境汚染を大幅に低下させられ、得られた金属線はすべてワイヤー切断機の使用ニーズに符合し、本考案はスプレーメッキ方式を採用するため、製造時間を大幅に低下させられ、本考案の新規性及び経済的価値は明らかである。

本考案の製造ブロックチャートである。本考案においてローラーにより母線を導引しスプレーメッキを通過する様子を示す模式図である。本考案においてローラーにより母線を導引し多数回スプレーメッキを通過する様子を示す模式図である。本考案において単一のメッキ層基材によりスプレーメッキし金属線を製造する構造模式図である。本考案において単一メッキ層基材によりスプレーメッキし製造した金属線の顕微鏡下での拡大図である。本考案において２種のメッキ層基材によりスプレーメッキし金属線を製造する構造模式図である。本考案において２種のメッキ層基材によりスプレーメッキし製造した金属線の顕微鏡下での拡大図である。

本考案は、ワイヤー切断機使用に応用される金属線の製造において、無電解液の廃水排出の問題がなく、環境汚染を大幅に低下させ、スプレーメッキ方式を採用し、製造時間を大幅に低下させることを実現した。

図１〜７に示すように、本考案による金属線の構造は、芯線１０、披覆層２０を備える。

該芯線１０は、亜鉛含量が４０％以下の真鍮線から取る。

該披覆層２０は、該芯線１０表層に付着し、該披覆層２０は、亜鉛含量が７５％以上のメッキ層基材が霧化後の顆粒がスタッキングして構成され、該芯線１０といっしょに引き伸ばされて成型され、該各披覆層２０上には裂痕或いは凹洞Ｃを形成する。

本考案による金属線の構造により、該披覆層２０は、アニーリング環境中で誘導磁場に近づき、熱電性焦電効果（pyroelectricity）を備えるクリスタル層を生成する。

図６、７に示すように、本考案による金属線の構造において、該披覆層２０は、２種或いは２種以上の亜鉛含量がそれぞれ７５％以上のメッキ層基材顆粒２１ａ、２１ｂがスタッキングして構成され、該各披覆層上には裂痕或いは凹洞Ｃの構造が形成される。

本考案による金属線の構造において、該披覆層２０の厚さは、引き伸ばし前の厚さは１０μｍ〜１００μｍで、好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。

図１〜５に示すように、本考案による金属線の構造において、製造上、亜鉛含量４０％以下、直径１．２ｍｍ以上の真鍮線を芯線１０とし、該芯線１０の表面において、亜鉛含量が７５％以上の金属をメッキ層基材とし、芯線１０に対して少なくとも１回のスプレーメッキを施し、該芯線１０の表面に該メッキ層基材の霧化後顆粒２１によりスタッキングして構成する披覆層２０を形成し、母線Ｌ’の製作を完成し、さらに該母線Ｌ’を直径０．１５〜０．３５ｍｍの金属線Ｌに引き伸ばし、本考案による金属線Ｌ完成品を完成する。

図１〜４に示すように、本考案による金属線の構造において、該披覆層２０は、該メッキ層基材の霧化後顆粒２１をスタッキングして構成するため、顆粒２１と顆粒２１間には結合の境界面或いは空隙を生じ、母線Ｌ’は引き伸ばし或いは引き線の過程において、該披覆層２０の裂痕或いは凹洞Ｃの産生に有利である。

図５に示すように、本考案成型の金属線Ｌにおいて、該メッキ層基材の霧化後顆粒２１はスタッキング状を呈し、顆粒と顆粒との間には裂痕或いは凹洞Ｃを生じ、引き伸ばし時には、裂痕或いは凹洞Ｃを拡大或いは産生できる。

図１、６、７に示すように、本考案による金属線の構造において、該芯線１０の表面には、２種或いは２種以上の異なる亜鉛含量のメッキ層基材により、同時に該芯線１０に対してスプレーメッキを行い、形成された披覆層２０は、２種或いは２種以上異なる亜鉛含量皆が７５％以上のメッキ層基材霧化後の顆粒２１ａ、２１ｂの箇所をスタッキングして構成する。

図６、７に示すように、本考案において２種の異なる亜鉛含量のメッキ層基材、同時に該芯線１０に対してスプレーメッキを行い、形成された披覆層２０は２種の異なる亜鉛含量の金属顆粒２１ａ、２１ｂを混雜させてスタッキングし該芯線１０上にスタッキング付着させ、亜鉛含量が異なるため、物理特性も異なり、引き伸ばしの過程において生じる延展性も異なり、該披覆層２０における裂痕或いは凹洞Ｃの産生に有利である。

本考案による金属線の構造において、該芯線１０を、表面スプレーメッキ前に、３５０℃〜４２０℃に予熱し、該母線Ｌ’の表面はメッキ層基材の溶融点に近づき、スプレーメッキ時に、より良い付着効果を獲得できる。

本考案による金属線の構造において、該母線Ｌ’は１００℃〜１５０℃において直径０．８ｍｍまで引き伸ばし、さらに常温或いは２００℃〜３００℃で直径０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍまで引き伸ばし、２５０℃〜３５０℃、１〜５時間のアニーリングを経て、該金属線Ｌを得る。

上述の母線Ｌ’は、１００℃〜１５０℃の条件下で第一段引き伸ばしを行うが、その主要な目的は、披覆層２０により優れた延展性を持たせることで、これにより線材の表面はフラットとなる。

後段の０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍまで引き伸ばす過程は、常温或いは２００℃〜３００℃の温度下で行われ、これにより該披覆層２０の表面は、裂痕或いは凹洞Ｃの産生に有利である。

本考案は通常ワイヤー切断機のニーズに応じて、金属線の線径は通常は０．１５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．３５ｍｍであるが、本考案はこれに該金属線の線径を限定するものではない。

本考案による金属線の構造において、該金属線はアニーリング過程において誘導コイルに近づき、これにより該誘導コイルには１１０Ｖ〜２４０Ｖの電圧が通電する。

アニーリング過程において、披覆層２０の結晶はサイド配列され、誘導コイル磁場の接近により、披覆層２０上の酸化亜鉛層結晶方向は一致し、熱電性焦電効果（pyroelectricity）を備えるクリスタル層の生成に有利となり、放電加工効率を高められる。

本考案による金属線の構造において、図２に示すように、該芯線１０は多数のローラー３０により導引され、該スプレーメッキ範囲Ｓを１回だけ通過し、スプレーメッキ製造工程を完成する。

或いは図３に示すように、該芯線１０は、多数のローラー３０により導引され、該スプレーメッキ範囲Ｓを多数回通過後、スプレーメッキ製造工程を完成する。

１回或いは多数回のスプレーメッキは、スプレーメッキの厚さと均一度を決定する。

本考案による金属線の構造において、スプレーメッキ後の該母線Ｌ’の披覆層２０の厚さは１０μｍ〜１００μｍで、好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。

本考案による金属線の構造は、以下方式により実現される。

[第一実施例]
亜鉛含量３７％、直径１．２ｍｍの真鍮線を芯線１０として取り、該芯線１０の表面において、亜鉛含量９５％の金属をメッキ層基材として、芯線１０に対して１回のスプレーメッキを施す。
スプレーメッキの平均的厚さは２５μｍで、１２０℃で直径０．８ｍｍまで引き伸ばした後、２５０℃の環境下で０．２５ｍｍまで引き伸ばし、２５０℃で２．５時間のアニーリングを行い、得られた金属線Ｌをテストしたところ、その引っ張り強さは１０１５Ｎ／ｍｍ^２で、該完成品はワイヤー放電加工線のニーズに符合している。

［第二実施例］
亜鉛含量３７％、直径１．２ｍｍの真鍮線を芯線１０として取り、該芯線１０の表面において、亜鉛含量９５％の金属をメッキ層基材として、芯線１０に対して２回のスプレーメッキを施す。
スプレーメッキの平均的厚さは５０μｍで、１２０℃で直径０．８ｍｍまで引き伸ばした後、２５０℃の環境下で０．２５ｍｍまで引き伸ばし、２５０℃で１．５時間のアニーリングを行い、得られた金属線をテストしたところ、その引っ張り強さは１０１０Ｎ／ｍｍ^２で、該完成品はワイヤー放電加工線のニーズに符合している。

［第三実施例］
亜鉛含量３２％、直径１．２ｍｍの真鍮線を芯線１０として取り、該芯線１０の表面において、亜鉛含量９５％の金属をメッキ層基材として、芯線１０に対して１回のスプレーメッキを施す。
スプレーメッキの平均的厚さは１０μｍで、１２０℃で直径０．８ｍｍまで引き伸ばした後、２５０℃の環境下で０．１５ｍｍまで引き伸ばし、２５０℃で２．５時間のアニーリングを行い、得られた金属線をテストしたところ、その引っ張り強さは９５０Ｎ／ｍｍ^２で、該完成品はワイヤー放電加工線のニーズに符合している。

［第四実施例］
亜鉛含量３７％、直径１．２ｍｍの真鍮線を芯線１０として取り、該芯線１０の表面において、亜鉛含量９５％の金属をメッキ層基材として、芯線１０に対して１回のスプレーメッキを施す。
スプレーメッキの平均的厚さは３０μｍで、１２０℃で直径０．８ｍｍまで引き伸ばした後、２５０℃の環境下で０．３５ｍｍまで引き伸ばし、２５０℃で１．５時間のアニーリングを行い、得られた金属線をテストしたところ、その引っ張り強さは１０５０Ｎ／ｍｍ^２で、該完成品はワイヤー放電加工線のニーズに符合している。

本考案は実用新案登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。

１０芯線
２０披覆層
２１顆粒
２１ａ、２１ｂ顆粒
Ｃ裂痕或いは凹洞
Ｌ’ 母線
Ｌ金属線
Ｓスプレーメッキ範囲

Claims

金属線の構造は、芯線、披覆層を備え、
前記芯線は、亜鉛含量が４０％以下の真鍮線で、
前記披覆層は、該芯線表層に付着し、該披覆層は２種或いは２種以上の亜鉛含量がそれぞれ７５％以上のメッキ層基材顆粒がスタッキングして構成され、該披覆層上に裂痕或いは凹洞の構造を形成することを特徴とする金属線の構造。
前記披覆層は、アニーリング環境中で誘導磁場に近づき、熱電性焦電効果（pyroelectricity）を備えるクリスタル層を生成することを特徴とする請求項１に記載の金属線の構造。
前記披覆層は、２種或いは２種以上によりそれぞれ７５％以上の異なる亜鉛含量のメッキ層基材を、同時に該芯線に対してスプレーメッキを行い、形成された披覆層は２種或いは２種以上の異なる亜鉛含量のメッキ層基材の霧化後の顆粒がスタッキングして構成されることを特徴とする請求項１に記載の金属線の構造。
前記芯線は、表面スプレーメッキ前に、３５０℃〜４２０℃まで予熱されることを特徴とする請求項３に記載の金属線の構造。
前記披覆層の、引き伸ばし前の厚さは１０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の金属線の構造。