JP3248457B2 - ワイヤ放電加工用電極線の製造方法 - Google Patents
ワイヤ放電加工用電極線の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤ放電加工に
使用する電極線の製造方法に関するものである。
使用する電極線の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ワイヤ放電加工は、ワイヤ放電加工用電
極線と称される線状の加工電極と被加工物との間に、水
または油などの加工液を介し間欠的な放電を起こさせな
がら、被加工物をワイヤ放電加工用電極線に対して相対
的に移動させることにより、被加工物を所望の形状に溶
融し切断する方法である。この方法は、各種の金型の製
造などに利用されている。このようなワイヤ放電加工に
おいては、被加工物の仕上がり、加工精度および仕上が
り表面状態が良好なこと、電極線からの物質が被加工物
に付着しないこと、および放電加工時間が短いこと、と
いった放電加工特性が要求されている。そして、このよ
うなワイヤ放電加工に使用される放電加工用電極線とし
ては、電極線として優れた伸線加工性および強度を有す
るという理由から、従来より黄銅線が用いられている。
極線と称される線状の加工電極と被加工物との間に、水
または油などの加工液を介し間欠的な放電を起こさせな
がら、被加工物をワイヤ放電加工用電極線に対して相対
的に移動させることにより、被加工物を所望の形状に溶
融し切断する方法である。この方法は、各種の金型の製
造などに利用されている。このようなワイヤ放電加工に
おいては、被加工物の仕上がり、加工精度および仕上が
り表面状態が良好なこと、電極線からの物質が被加工物
に付着しないこと、および放電加工時間が短いこと、と
いった放電加工特性が要求されている。そして、このよ
うなワイヤ放電加工に使用される放電加工用電極線とし
ては、電極線として優れた伸線加工性および強度を有す
るという理由から、従来より黄銅線が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近では、加工電源の
改良進歩に伴い、放電加工速度を向上させることができ
る電極線が望まれている。特に、高電圧でかつ短時間の
パルスの繰返し電圧を付与するようなワイヤ放電加工機
の電源を使用するような場合において、放電加工速度を
高めることのできる電極線が望まれている。
改良進歩に伴い、放電加工速度を向上させることができ
る電極線が望まれている。特に、高電圧でかつ短時間の
パルスの繰返し電圧を付与するようなワイヤ放電加工機
の電源を使用するような場合において、放電加工速度を
高めることのできる電極線が望まれている。
【０００４】しかしながら、従来の黄銅線を使用した放
電加工用電極線では十分に速い放電加工速度を得ること
ができなかった。また黄銅線では、被加工物への電極線
からの物質の付着量も多く、被加工物の切断表面性状が
荒く、また高速で放電加工しようとすると電極線が断線
しやすいという欠点もあった。
電加工用電極線では十分に速い放電加工速度を得ること
ができなかった。また黄銅線では、被加工物への電極線
からの物質の付着量も多く、被加工物の切断表面性状が
荒く、また高速で放電加工しようとすると電極線が断線
しやすいという欠点もあった。
【０００５】また、Ｃｕ（銅）またはＣｕ合金からなる
芯にＺｎ（亜鉛）を被覆したものや、Ｚｎを被覆後熱処
理を施して拡散により表面層にＣｕ−Ｚｎ合金を生じさ
せかつその最表面に酸化皮膜が存在するワイヤ放電加工
用電極線も一部で使用されている。しかしながら、前者
では被加工物の切断表面性状は改善されるが十分に速い
放電加工速度を得ることができず、後者では放電加工速
度はある程度改善されるが被加工物の切断表面性状が十
分に改善されず、また放電加工を開始する前の電極線の
位置決めが容易でないという問題があった。さらに、芯
材とその芯材の外周に形成された被覆層とを備えた従来
のワイヤ放電加工用電極線は黄銅線と比較して放電加工
特性は向上するが、電極線自身と給電ガイドと案内用ガ
イドダイスの摩耗損傷が激しくて寿命が短くなって、放
電加工コストがかなり高くなるという問題があった。
芯にＺｎ（亜鉛）を被覆したものや、Ｚｎを被覆後熱処
理を施して拡散により表面層にＣｕ−Ｚｎ合金を生じさ
せかつその最表面に酸化皮膜が存在するワイヤ放電加工
用電極線も一部で使用されている。しかしながら、前者
では被加工物の切断表面性状は改善されるが十分に速い
放電加工速度を得ることができず、後者では放電加工速
度はある程度改善されるが被加工物の切断表面性状が十
分に改善されず、また放電加工を開始する前の電極線の
位置決めが容易でないという問題があった。さらに、芯
材とその芯材の外周に形成された被覆層とを備えた従来
のワイヤ放電加工用電極線は黄銅線と比較して放電加工
特性は向上するが、電極線自身と給電ガイドと案内用ガ
イドダイスの摩耗損傷が激しくて寿命が短くなって、放
電加工コストがかなり高くなるという問題があった。
【０００６】それゆえ、本願発明の目的は、放電加工時
間を短くすることができ、かつ電極線からの物質が被加
工物に付着しにくく、被加工物の切断表面性状が滑らか
になるワイヤ放電加工用電極線を低価格で提供すること
にある。本願発明はまた、電極線の位置決めも容易に行
なうことができかつ給電ガイドや案内用ガイドダイスの
寿命を短縮させることなく、総合的に放電加工コストを
低減し得るワイヤ放電加工用電極線を提供することをも
目的としている。
間を短くすることができ、かつ電極線からの物質が被加
工物に付着しにくく、被加工物の切断表面性状が滑らか
になるワイヤ放電加工用電極線を低価格で提供すること
にある。本願発明はまた、電極線の位置決めも容易に行
なうことができかつ給電ガイドや案内用ガイドダイスの
寿命を短縮させることなく、総合的に放電加工コストを
低減し得るワイヤ放電加工用電極線を提供することをも
目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、鋭意検
討した結果、芯材を所定の蒸気に晒して芯材表面層に含
まれる銅を蒸気の元素と反応させることにより非常に高
速に厚い被覆層を形成することができ、放電加工特性に
優れた（放電加工速度が速く、かつ被加工物の切断面に
付着物がなく、切断表面性状が滑らかである）ワイヤ放
電加工用電極線の得られることを見出した。
討した結果、芯材を所定の蒸気に晒して芯材表面層に含
まれる銅を蒸気の元素と反応させることにより非常に高
速に厚い被覆層を形成することができ、放電加工特性に
優れた（放電加工速度が速く、かつ被加工物の切断面に
付着物がなく、切断表面性状が滑らかである）ワイヤ放
電加工用電極線の得られることを見出した。
【０００８】それゆえ、本願発明の１つの態様によるワ
イヤ放電加工用電極線の製造方法では、少なくとも表面
層の材質が銅を含む芯材が、Ｚｎ、Ｃｓ（セシウム）、
Ｓｅ（セレン）、Ｔｅ（テルル）およびＭｇ（マグネシ
ウム）からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を
含む蒸気に晒されて、その蒸気の元素と芯材表面層に含
まれる銅とを反応させ、芯材表面層上に蒸気から元素の
液相を凝縮生成し、そして、芯材の外周に被覆層を少な
くとも５μｍ／ｍｉｎの成長速度で形成される。
イヤ放電加工用電極線の製造方法では、少なくとも表面
層の材質が銅を含む芯材が、Ｚｎ、Ｃｓ（セシウム）、
Ｓｅ（セレン）、Ｔｅ（テルル）およびＭｇ（マグネシ
ウム）からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を
含む蒸気に晒されて、その蒸気の元素と芯材表面層に含
まれる銅とを反応させ、芯材表面層上に蒸気から元素の
液相を凝縮生成し、そして、芯材の外周に被覆層を少な
くとも５μｍ／ｍｉｎの成長速度で形成される。
【０００９】この製造方法では、芯材を蒸気に晒すだけ
でよいため、電気めっき後に拡散処理を施す方法と比較
して製造工程を簡略化することができる。このため、製
造コストを低くすることができ、低価格でワイヤ放電加
工用電極線を提供することができる。
でよいため、電気めっき後に拡散処理を施す方法と比較
して製造工程を簡略化することができる。このため、製
造コストを低くすることができ、低価格でワイヤ放電加
工用電極線を提供することができる。
【００１０】またこの製造方法では、同種の蒸気中また
は異種の蒸気中に芯材をそれぞれ複数回晒しても何ら問
題はない。これは、拡散処理が施されるワイヤ放電加工
用電極線では表面の酸化または変色が避けられないが、
蒸気を用いる製造方法では表面の酸化および変色がな
く、電極線の表面性状が滑らかで優れているためであ
る。
は異種の蒸気中に芯材をそれぞれ複数回晒しても何ら問
題はない。これは、拡散処理が施されるワイヤ放電加工
用電極線では表面の酸化または変色が避けられないが、
蒸気を用いる製造方法では表面の酸化および変色がな
く、電極線の表面性状が滑らかで優れているためであ
る。
【００１１】蒸気を用いる製造方法では、被覆層が形成
された後、減面率で４０％以上９９％以下の塑性加工が
施されることが好ましい。ここで塑性加工とは、たとえ
ば伸線加工、ローラ加工などである。また、塑性加工の
減面率の範囲を４０％以上９９％以下としたのは、４０
％未満では電極線の十分な強度が得られず、９９％を超
えると高温強度が低下して放電加工中の電極線の断線が
多発するためである。ここで、減面率とは、以下の式で
表わされる。
された後、減面率で４０％以上９９％以下の塑性加工が
施されることが好ましい。ここで塑性加工とは、たとえ
ば伸線加工、ローラ加工などである。また、塑性加工の
減面率の範囲を４０％以上９９％以下としたのは、４０
％未満では電極線の十分な強度が得られず、９９％を超
えると高温強度が低下して放電加工中の電極線の断線が
多発するためである。ここで、減面率とは、以下の式で
表わされる。
【００１２】
【数１】
【００１３】本願発明者らは、銅の含有量が５０．５重
量％以上７５重量％以下となるように被覆層を形成する
ことによって、放電加工特性の改善がより効果的になる
ことをも見出した。被覆層中の銅の含有量を５０．５重
量％以上７５重量％以下としたのは、５０．５重量％未
満では放電加工速度向上の効果が低下し、７５重量％を
超えると放電加工速度の向上や切断面における付着物質
の低減と表面性状の改善などの効果が低下するためであ
る。また、被覆層中の銅の含有量が５０．５重量％未満
になると、伸線加工などの塑性加工が困難になりコスト
がアップするという問題も発生する。
量％以上７５重量％以下となるように被覆層を形成する
ことによって、放電加工特性の改善がより効果的になる
ことをも見出した。被覆層中の銅の含有量を５０．５重
量％以上７５重量％以下としたのは、５０．５重量％未
満では放電加工速度向上の効果が低下し、７５重量％を
超えると放電加工速度の向上や切断面における付着物質
の低減と表面性状の改善などの効果が低下するためであ
る。また、被覆層中の銅の含有量が５０．５重量％未満
になると、伸線加工などの塑性加工が困難になりコスト
がアップするという問題も発生する。
【００１４】また、３００℃以上１０５０℃以下の蒸気
に芯材を晒すことで被覆層が形成されることが好まし
い。蒸気の温度を３００℃以上１０５０℃未満としたの
は、３００℃未満では被覆層を形成するのに芯材を長時
間蒸気に晒す必要からコストアップにつながり、１０５
０℃を超えると電極線の表面性状が悪くなり放電加工特
性に悪影響を及ぼすためである。
に芯材を晒すことで被覆層が形成されることが好まし
い。蒸気の温度を３００℃以上１０５０℃未満としたの
は、３００℃未満では被覆層を形成するのに芯材を長時
間蒸気に晒す必要からコストアップにつながり、１０５
０℃を超えると電極線の表面性状が悪くなり放電加工特
性に悪影響を及ぼすためである。
【００１５】また蒸気に晒して被覆層を形成した後、１
０℃／ｓｅｃ以上５００℃／ｓｅｃ以下の速度で急冷さ
せてワイヤ放電加工用電極線を形成することが好まし
い。これは、急冷させることによりワイヤ放電加工用電
極線の表面が適度に硬くなり、放電加工特性が改善され
るためである。
０℃／ｓｅｃ以上５００℃／ｓｅｃ以下の速度で急冷さ
せてワイヤ放電加工用電極線を形成することが好まし
い。これは、急冷させることによりワイヤ放電加工用電
極線の表面が適度に硬くなり、放電加工特性が改善され
るためである。
【００１６】また、蒸気を用いる製造方法では、亜鉛と
銅とを接触せしめ熱拡散で銅亜鉛合金層を形成する技術
とは、拡散層の成長速度が異なる。つまり、蒸気を用い
る場合の合金層の成長速度は相対的に熱拡散の場合より
大きく、また銅表面上に一部液相を生じた状態での亜鉛
蒸気中処理を狙うためである。また蒸気を用いて製造さ
れた電極線では、表面被覆層の表面に自然酸化膜（厚さ
０．２μｍ以下）以外の酸化膜は観察されなかった。
銅とを接触せしめ熱拡散で銅亜鉛合金層を形成する技術
とは、拡散層の成長速度が異なる。つまり、蒸気を用い
る場合の合金層の成長速度は相対的に熱拡散の場合より
大きく、また銅表面上に一部液相を生じた状態での亜鉛
蒸気中処理を狙うためである。また蒸気を用いて製造さ
れた電極線では、表面被覆層の表面に自然酸化膜（厚さ
０．２μｍ以下）以外の酸化膜は観察されなかった。
【００１７】また蒸気を用いて形成される被覆層の形成
速度を厚さ方向で５μｍ／ｍｉｎ以上にするのは、被覆
層の形成速度が５μｍ／ｍｉｎ以上になると電極線の表
面性状がより良好になり、放電加工特性が向上するため
である。さらに、被覆層の形成は大気圧以上の圧力の蒸
気中で実施する方が、表面性状が良好になるだけでな
く、被覆層のＣｕ合金の組成の制御が容易になるため好
ましい。
速度を厚さ方向で５μｍ／ｍｉｎ以上にするのは、被覆
層の形成速度が５μｍ／ｍｉｎ以上になると電極線の表
面性状がより良好になり、放電加工特性が向上するため
である。さらに、被覆層の形成は大気圧以上の圧力の蒸
気中で実施する方が、表面性状が良好になるだけでな
く、被覆層のＣｕ合金の組成の制御が容易になるため好
ましい。
【００１８】さらに、領域に依存して変化する温度を有
する蒸気に芯材を晒す工程において、芯材を蒸気に晒し
始める開始点付近と晒し終える終了点付近との少なくと
もいずれかにおける蒸気の温度を蒸気の最低温度より高
くすることが望ましい。これは、蒸気に晒し始める開始
点付近、または晒し終える終了点付近、あるいはその両
方における蒸気の温度を蒸気の最低温度より高い温度に
することによって被覆層形成速度を速めて電極線の表面
性状をより良好にし、放電加工特性をより向上させるた
めである。
する蒸気に芯材を晒す工程において、芯材を蒸気に晒し
始める開始点付近と晒し終える終了点付近との少なくと
もいずれかにおける蒸気の温度を蒸気の最低温度より高
くすることが望ましい。これは、蒸気に晒し始める開始
点付近、または晒し終える終了点付近、あるいはその両
方における蒸気の温度を蒸気の最低温度より高い温度に
することによって被覆層形成速度を速めて電極線の表面
性状をより良好にし、放電加工特性をより向上させるた
めである。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】本願発明者らは、ワイヤ放電加工用電極線
の表面に自然酸化被膜以外の酸化被膜がない場合、放電
加工切断面の面精度が向上することを見い出した。これ
は、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すると、集中放
電により被加工材と電極線との間に短絡が発生しやすく
なり、特に仕上げ加工の際この傾向が顕著になって放電
加工面の面精度が悪くなるためと考えられる。
の表面に自然酸化被膜以外の酸化被膜がない場合、放電
加工切断面の面精度が向上することを見い出した。これ
は、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すると、集中放
電により被加工材と電極線との間に短絡が発生しやすく
なり、特に仕上げ加工の際この傾向が顕著になって放電
加工面の面精度が悪くなるためと考えられる。
【００２３】また、自然酸化被膜以外の酸化被膜がない
場合、給電ガイドや案内用ガイドダイスの摩耗損傷が少
なくなって寿命が長くなることも見い出された。これ
は、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すると、表面層
が非常に硬くなることや摩擦係数が大きくなるためと考
えられる。
場合、給電ガイドや案内用ガイドダイスの摩耗損傷が少
なくなって寿命が長くなることも見い出された。これ
は、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すると、表面層
が非常に硬くなることや摩擦係数が大きくなるためと考
えられる。
【００２４】さらに、自然酸化被膜以外の酸化被膜がな
い場合、放電加工を開始させる前に電極線に微弱電流を
通してその電極線の位置を判断することによる電極線の
位置決め作業が容易に行なえることも見い出された。こ
れは、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すれば、表面
抵抗が大きくなるために、電極線に流す微弱電流によっ
て電極線の位置を正確に検知することが困難になるから
と考えられる。
い場合、放電加工を開始させる前に電極線に微弱電流を
通してその電極線の位置を判断することによる電極線の
位置決め作業が容易に行なえることも見い出された。こ
れは、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すれば、表面
抵抗が大きくなるために、電極線に流す微弱電流によっ
て電極線の位置を正確に検知することが困難になるから
と考えられる。
【００２５】特に、１００℃を超える温度下で生成され
た酸化被膜は電極線の表面性状を悪くし、放電加工特性
を劣化させ、さらに給電ダイスやガイドダイス等の寿命
を短くさせる。
た酸化被膜は電極線の表面性状を悪くし、放電加工特性
を劣化させ、さらに給電ダイスやガイドダイス等の寿命
を短くさせる。
【００２６】また本願発明者らは、被覆層の表面に形成
される酸化被膜が自然酸化被膜ではなく、特に０．２μ
ｍを超える厚さを有している場合にも、電極線の表面性
状が悪くなって放電加工特性が劣化し、さらに給電ダイ
スやガイドダイス等の寿命を短縮させることを見出し
た。
される酸化被膜が自然酸化被膜ではなく、特に０．２μ
ｍを超える厚さを有している場合にも、電極線の表面性
状が悪くなって放電加工特性が劣化し、さらに給電ダイ
スやガイドダイス等の寿命を短縮させることを見出し
た。
【００２７】以上より、本発明の製法による放電加工用
ワイヤ電極線は、高速度で高精度に放電加工を行なうこ
とができ、かつ被加工物への電極線からの付着物の量が
少ないなど、優れた放電加工特性を発揮する。特に、こ
の電極線は、高電圧でかつ短時間のパルス電圧を繰返し
付与する放電加工において優れた放電加工特性を示す。
ワイヤ電極線は、高速度で高精度に放電加工を行なうこ
とができ、かつ被加工物への電極線からの付着物の量が
少ないなど、優れた放電加工特性を発揮する。特に、こ
の電極線は、高電圧でかつ短時間のパルス電圧を繰返し
付与する放電加工において優れた放電加工特性を示す。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図をも参照して説明する。
て図をも参照して説明する。
【００２９】図１は、本発明の１つの実施の形態におけ
るワイヤ放電加工用電極線の製造方法を示すフロー図で
ある。図１に示された工程において、少なくとも表面層
が銅または銅合金からなるように芯材が準備される（ス
テップ１）。この後、Ｚｎ、Ｃｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＭ
ｇの少なくともいずれかを含む蒸気中に芯材が晒され
る。これにより、芯材の表面層に含まれる銅が、蒸気中
に含まれる元素と反応し、芯材の外周に被覆層が形成さ
れる（ステップ２）。これにより、ワイヤ放電加工用電
極線が製造される。
るワイヤ放電加工用電極線の製造方法を示すフロー図で
ある。図１に示された工程において、少なくとも表面層
が銅または銅合金からなるように芯材が準備される（ス
テップ１）。この後、Ｚｎ、Ｃｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＭ
ｇの少なくともいずれかを含む蒸気中に芯材が晒され
る。これにより、芯材の表面層に含まれる銅が、蒸気中
に含まれる元素と反応し、芯材の外周に被覆層が形成さ
れる（ステップ２）。これにより、ワイヤ放電加工用電
極線が製造される。
【００３０】なお、この後、得られたワイヤ放電加工用
電極線に伸線加工、ローラ加工などの塑性加工が、減面
率で４０％以上９９％以下となるように施されてもよい
（ステップ３）。
電極線に伸線加工、ローラ加工などの塑性加工が、減面
率で４０％以上９９％以下となるように施されてもよい
（ステップ３）。
【００３１】また芯材が蒸気中に晒されて被覆層が形成
された（ステップ２）後、急冷されて電極線が形成され
てもよい。
された（ステップ２）後、急冷されて電極線が形成され
てもよい。
【００３２】また芯材が蒸気に晒される前に芯材が蒸気
の温度以上となるように加熱され、この状態で蒸気中に
芯材が晒されてもよい。また蒸気中で被覆層が形成され
た後、芯材が蒸気の温度以上の温度に加熱されてもよ
い。
の温度以上となるように加熱され、この状態で蒸気中に
芯材が晒されてもよい。また蒸気中で被覆層が形成され
た後、芯材が蒸気の温度以上の温度に加熱されてもよ
い。
【００３３】また蒸気の温度は３００℃以上１０５０℃
以下とされることが望ましく、被覆層の形成速度は厚さ
方向で５μｍ／ｍｉｎ以上となるように制御されること
が望ましく、また被覆層は大気圧以上の圧力の蒸気中で
形成されることが望ましい。
以下とされることが望ましく、被覆層の形成速度は厚さ
方向で５μｍ／ｍｉｎ以上となるように制御されること
が望ましく、また被覆層は大気圧以上の圧力の蒸気中で
形成されることが望ましい。
【００３４】
【実施例】以下、本発明者らが行なった実験の方法およ
び結果について説明する。
び結果について説明する。
【００３５】少なくとも表面層が銅または銅合金からな
る芯材を、Ｚｎ、Ｃｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＭｇの中から
選ばれた少なくとも１種の蒸気中に晒して、以下の表１
に示すような本願発明による実施例試料Ｎｏ．１〜１３
を作製した。試料表面に生成したＣｕ合金被覆層の厚さ
およびＣｕ含有量も表１に示されている。
る芯材を、Ｚｎ、Ｃｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＭｇの中から
選ばれた少なくとも１種の蒸気中に晒して、以下の表１
に示すような本願発明による実施例試料Ｎｏ．１〜１３
を作製した。試料表面に生成したＣｕ合金被覆層の厚さ
およびＣｕ含有量も表１に示されている。
【００３６】
【表１】
【００３７】なお、実施例試料Ｎｏ．２、７、１１につ
いては、それぞれ２回、３回、２回繰返して蒸気中に晒
して表１に示す表面被覆層厚さにした。
いては、それぞれ２回、３回、２回繰返して蒸気中に晒
して表１に示す表面被覆層厚さにした。
【００３８】なお表１において蒸気温度の開始点付近と
は芯材を蒸気に晒し始める点近傍の温度を示し、終了点
付近とは芯材を蒸気に晒し終える点近傍の温度を示して
いる。つまり開始点付近および終了点付近の蒸気温度
は、芯材を蒸気中に通過させる場合には、蒸気の入口部
付近の温度および出口部付近の温度を示している。
は芯材を蒸気に晒し始める点近傍の温度を示し、終了点
付近とは芯材を蒸気に晒し終える点近傍の温度を示して
いる。つまり開始点付近および終了点付近の蒸気温度
は、芯材を蒸気中に通過させる場合には、蒸気の入口部
付近の温度および出口部付近の温度を示している。
【００３９】また、本願発明に関連する参考例試料とし
て下記３種類の試料も準備した。参考例試料Ｎｏ．１
４：溶融めっきと熱処理拡散法と酸洗いにより、芯材：
Ｃｕ被覆鋼線、被覆層：Ｃｕ−４５％Ｚｎ合金、線径：
０．７ｍｍφ、表面厚さ：４０μｍの試料を試作した。
て下記３種類の試料も準備した。参考例試料Ｎｏ．１
４：溶融めっきと熱処理拡散法と酸洗いにより、芯材：
Ｃｕ被覆鋼線、被覆層：Ｃｕ−４５％Ｚｎ合金、線径：
０．７ｍｍφ、表面厚さ：４０μｍの試料を試作した。
【００４０】参考例試料Ｎｏ．１５：電気めっきと熱処
理拡散法と電解研磨により、芯材：Ｃｕ−２０％Ｚｎ、
被覆層：Ｃｕ−４６％Ｚｎ合金、線径：０．９ｍｍφ、
表面厚さ：６０μｍの試料を試作した。
理拡散法と電解研磨により、芯材：Ｃｕ−２０％Ｚｎ、
被覆層：Ｃｕ−４６％Ｚｎ合金、線径：０．９ｍｍφ、
表面厚さ：６０μｍの試料を試作した。
【００４１】参考例試料Ｎｏ．１６：電気めっきと熱処
理拡散法と酸洗いにより、芯材：Ｃｕ−０．３％Ｓｎ、
被覆層：Ｃｕ−４３％Ｚｎ合金、線径：１．０ｍｍφ、
表面厚さ：７０μｍの試料を試作した。
理拡散法と酸洗いにより、芯材：Ｃｕ−０．３％Ｓｎ、
被覆層：Ｃｕ−４３％Ｚｎ合金、線径：１．０ｍｍφ、
表面厚さ：７０μｍの試料を試作した。
【００４２】さらに、従来例試料と比較例試料として下
記の試料も準備した。 従来例試料Ｎｏ．１：Ｃｕ−３５．１重量％Ｚｎ、線
径：８ｍｍφ（線径：０．９ｍｍφ） 比較例試料Ｎｏ．１：電気めっきと熱処理拡散法によ
り、芯材：Ｃｕ−１０重量％Ｚｎ合金、被覆層：Ｃｕ−
５５重量％Ｚｎ合金、線径：０．６ｍｍφ、表面層厚
さ：８０μｍの試料を試作した。
記の試料も準備した。 従来例試料Ｎｏ．１：Ｃｕ−３５．１重量％Ｚｎ、線
径：８ｍｍφ（線径：０．９ｍｍφ） 比較例試料Ｎｏ．１：電気めっきと熱処理拡散法によ
り、芯材：Ｃｕ−１０重量％Ｚｎ合金、被覆層：Ｃｕ−
５５重量％Ｚｎ合金、線径：０．６ｍｍφ、表面層厚
さ：８０μｍの試料を試作した。
【００４３】比較例試料Ｎｏ．２：電気めっきと熱処理
拡散法により、芯材：鋼、被覆層：Ｃｕ−４５重量％Ｚ
ｎ合金、線径：０．７ｍｍφ、表面層厚さ：４０μｍの
試料を試作した。
拡散法により、芯材：鋼、被覆層：Ｃｕ−４５重量％Ｚ
ｎ合金、線径：０．７ｍｍφ、表面層厚さ：４０μｍの
試料を試作した。
【００４４】比較例試料Ｎｏ．３：電気めっきにより、
芯材：Ｃｕ−２０重量％Ｚｎ合金、被覆層：Ｚｎ、線
径：０．６ｍｍφ、表面層厚さ：３８μｍの試料を試作
した。
芯材：Ｃｕ−２０重量％Ｚｎ合金、被覆層：Ｚｎ、線
径：０．６ｍｍφ、表面層厚さ：３８μｍの試料を試作
した。
【００４５】以上の試料にその後、塑性加工を行ない、
以下の表２に示す所望の線径の電極線を製造した。その
ときの加工減面率、表面性状および表面被覆層の表面に
観察された酸化被膜の厚さを表２に示す。また、線癖を
なくすため塑性加工工程の最終段階で軽く通電熱処理を
行なった。このようにして得られた電極線において、本
願発明の実施例による電極線はいずれも表面の酸化変色
がなく滑らかで、線癖のない伸直性に優れたものであっ
た。
以下の表２に示す所望の線径の電極線を製造した。その
ときの加工減面率、表面性状および表面被覆層の表面に
観察された酸化被膜の厚さを表２に示す。また、線癖を
なくすため塑性加工工程の最終段階で軽く通電熱処理を
行なった。このようにして得られた電極線において、本
願発明の実施例による電極線はいずれも表面の酸化変色
がなく滑らかで、線癖のない伸直性に優れたものであっ
た。
【００４６】
【表２】
【００４７】なお、実施例試料ＮＯ．８−１、８−２、
１３−１、１３−２と比較例試料ＮＯ．１−１、１−２
は、それぞれ線径を異ならせたものである。
１３−１、１３−２と比較例試料ＮＯ．１−１、１−２
は、それぞれ線径を異ならせたものである。
【００４８】表２に示された電極線をワイヤ放電加工機
に取付けて同一条件で放電加工を行ない、放電加工速
度、被加工物への電極物質の付着量、被加工物の切断表
面性状、電極線の断線状況および自動結線性について調
査した。その結果を以下の表３に示す。なお、放電加工
速度については、単位時間当りの加工断面積（加工送り
速度と被加工物厚さの積）を求めた後、従来例試料の電
極線の加工断面積を１．０としてそれぞれの比を求め、
放電加工速度比として表３に示した。被加工物への電極
物質の付着量についても従来例試料の電極線を１００と
して相対的な比率で示した。
に取付けて同一条件で放電加工を行ない、放電加工速
度、被加工物への電極物質の付着量、被加工物の切断表
面性状、電極線の断線状況および自動結線性について調
査した。その結果を以下の表３に示す。なお、放電加工
速度については、単位時間当りの加工断面積（加工送り
速度と被加工物厚さの積）を求めた後、従来例試料の電
極線の加工断面積を１．０としてそれぞれの比を求め、
放電加工速度比として表３に示した。被加工物への電極
物質の付着量についても従来例試料の電極線を１００と
して相対的な比率で示した。
【００４９】また、放電加工を開始させる時の電極線の
位置決め作業性および給電ダイスやガイドダイス等の寿
命の評価結果を表４に示す。なお、寿命評価では、従来
例試料ＮＯ．１についての寿命を１．０とする相対的な
比率で示している。
位置決め作業性および給電ダイスやガイドダイス等の寿
命の評価結果を表４に示す。なお、寿命評価では、従来
例試料ＮＯ．１についての寿命を１．０とする相対的な
比率で示している。
【００５０】
【表３】
【００５１】
【表４】
【００５２】上記表２、表３および表４の結果より、本
願発明によるいずれの実施例試料においても、比較例試
料および従来例試料に比べて、放電加工速度が速く、か
つ被加工物に電極物質の付着量が少なく、切断表面性状
が滑らかなであって、給電加工開始時の電極線の位置決
めも容易で、給電ダイスやガイドダイス等の寿命に悪影
響を与えないことが判明した。
願発明によるいずれの実施例試料においても、比較例試
料および従来例試料に比べて、放電加工速度が速く、か
つ被加工物に電極物質の付着量が少なく、切断表面性状
が滑らかなであって、給電加工開始時の電極線の位置決
めも容易で、給電ダイスやガイドダイス等の寿命に悪影
響を与えないことが判明した。
【００５３】今回開示された実施の形態および実施例
は、すべての点で例示であって制限的なものではないと
考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明
ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の
範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含ま
れることが意図される。
は、すべての点で例示であって制限的なものではないと
考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明
ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の
範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含ま
れることが意図される。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明の製法に
よるワイヤ放電加工用電極線は、従来例よりも、放電加
工特性（加工速度、切断表面性状など）が著しく向上
し、放電加工開始時の電極線の位置決め作業も容易で、
自動結線性も良好であり、給電ダイスやガイドダイス等
の寿命に悪影響を与えないということができる。
よるワイヤ放電加工用電極線は、従来例よりも、放電加
工特性（加工速度、切断表面性状など）が著しく向上
し、放電加工開始時の電極線の位置決め作業も容易で、
自動結線性も良好であり、給電ダイスやガイドダイス等
の寿命に悪影響を与えないということができる。
【図１】本願発明の１つの実施の形態におけるワイヤ放
電加工用電極線の製造方法を示すフロー図である。
電加工用電極線の製造方法を示すフロー図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江崎 繁男 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社 大阪製作所内 (72)発明者 久米 敏弘 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社 大阪製作所内 (72)発明者 稲澤 信二 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社 大阪製作所内 (56)参考文献 特開 平５−192821（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−18072（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−138341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−103731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−94227（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23H 7/08
Claims (7)
- 【請求項１】 芯材と、前記芯材の外周に形成された被
覆層とを備えたワイヤ放電加工用電極線の製造方法であ
って、 少なくとも表面層の材質が銅を含む前記芯材を、Ｚｎ、
Ｃｓ、Ｓｅ、ＴｅおよびＭｇからなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素を含む蒸気に晒して、 前記蒸気の元素と前記芯材表面層に含まれる銅とを反応
させ、 前記芯材表面層上に前記蒸気から前記元素の液相を凝縮
生成し、 そして、 前記芯材の外周に前記被覆層を少なくとも５μ
ｍ／ｍｉｎの成長速度で形成する、ワイヤ放電加工用電
極線の製造方法。 - 【請求項２】 前記被覆層が形成された後、減面率で４
０％以上９９％以下の塑性加工を施す、請求項１に記載
のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。 - 【請求項３】 前記被覆層は、銅の含有量が５０．５重
量％以上７５重量％以下となるように形成される、請求
項１に記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。 - 【請求項４】 ３００℃以上１０５０℃以下の温度の前
記蒸気に前記芯材を晒すことで前記被覆層が形成され
る、請求項１に記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方
法。 - 【請求項５】 前記蒸気に晒して前記被覆層を形成した
後、それを１０℃／ｓｅｃ以上５００℃／ｓｅｃ以下の
速度で急冷する、請求項１に記載のワイヤ放電加工用電
極線の製造方法。 - 【請求項６】 前記被覆層は大気圧以上の圧力下で形成
される、請求項１に記載のワイヤ放電加工用電極線の製
造方法。 - 【請求項７】 前記芯材を前記蒸気に晒す工程におい
て、前記蒸気はその領域に依存して変化する温度を有
し、前記芯材を前記蒸気に晒し始める開始点付近と晒し
終える終了点付近との少なくともいずれかの領域におい
て前記蒸気の温度が前記蒸気の最低温度より高い、請求
項１に記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。
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|---|---|---|---|
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| CA002224964A CA2224964C (en) | 1996-12-26 | 1997-12-16 | Wire electrode for electro-discharge machining and manufacturing method thereof |
| SG1997004553A SG55439A1 (en) | 1996-12-26 | 1997-12-18 | Wire electrode for electro-discharge machining and manufacturing method thereof |
| DE69710437T DE69710437T2 (de) | 1996-12-26 | 1997-12-24 | Verfahren zur Herstellung einer Drahtelektrode zum Funkenerodieren |
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| JP8-347008 | 1996-12-26 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| US4686153A (en) | 1984-12-08 | 1987-08-11 | Fujikura Ltd. | Electrode wire for use in electric discharge machining and process for preparing same |
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| ATE70480T1 (de) | 1988-03-26 | 1992-01-15 | Berkenhoff Gmbh | Drahtelektrode zum funkenerosiven schneiden. |
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| FR2732251B1 (fr) * | 1995-03-27 | 1997-05-30 | Thermocompact Sa | Procede et dispositif pour la fabrication de fil electrode pour etincelage erosif, et fil ainsi obtenu |
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