JP4323704B2

JP4323704B2 - Electrode wire for wire electrical discharge machining

Info

Publication number: JP4323704B2
Application number: JP2000299110A
Authority: JP
Inventors: 洋光黒田; 正義青山; 孝光木村; 幸一田村; 勝憲沢畠; 隆裕佐藤
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: JP2002137122A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ放電加工用電極線に係り、特に、外径が０．０７ｍｍ以下の微細加工用極細電極線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤカット放電加工用電極線（以下、ワイヤ放電加工用電極線と示す）としては、優れた伸線加工性及び経済性、高い引張強度、および良好な放電加工特性を備えていることが好ましいことから、従来、黄銅線が多用されてきた。一般的な黄銅線としては、Ｚｎ濃度が３２〜３６ｗｔ％のＣｕ−Ｚｎ合金単体からなるＣｕ−３５Ｚｎ合金線（６５／３５黄銅線）が挙げられる。
【０００３】
近年、生産性向上の観点から、ワイヤ放電加工用電極線における放電加工速度の更なる向上が望まれており、例えば、Ｃｕ−２．０ｗｔ％Ｓｎ、Ｃｕ−０．３ｗｔ％Ｓｎ、Ｃｕ−１３ｗｔ％Ｚｎ、Ｃｕ−０．６ｗｔ％Ａｇ、Ｃｕ−４．０ｗｔ％Ｚｎ−０．３ｗｔ％ＳｎからなるＣｕ合金線を心線とし、この心線の外周に高Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ合金被覆層を形成した複合電極線が提案されている。
【０００４】
また、ワイヤ放電加工用電極線の内、外径が０．０７ｍｍ以下の微細加工用極細電極線としては、タングステン線又はモリブデン線などが挙げられるが、最近では鋼線を心線とし、その心線外周にＣｕ−Ｚｎ合金被覆層を設けた黄銅被覆鋼線が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電加工中の放電加工用電極線においては、一般に、２００〜４００℃の高温になっており、電極線自体に熱的負荷が加わると共に、放電加工速度及び放電加工精度を向上させるために張力の負荷も加わっている。ここで、６５／３５黄銅線の、室温での引張強度は銅線の２倍程度であるものの、３００℃前後の高温引張強度は銅線よりやや高い程度であるため、放電加工速度を更に向上させようとした場合、張力が高くなると共にジュール熱の発生量が更に多くなるため、断線が生じてしまう。即ち、６５／３５黄銅線は、高温引張強度が低いという問題があった。
【０００６】
また、微細加工用極細電極線として用いられるタングステン線、モリブデン線、黄銅被覆鋼線などは、高温引張強度は高いものの、伸線加工性が良好でなく、また、導電率があまり良好でないために放電特性が劣るといった問題があった。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、高温引張強度が高く、伸線加工性が良好で、かつ、放電特性が良好なワイヤ放電加工用電極線を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るワイヤ放電加工用電極線は、外径が０．０７ｍｍ以下のワイヤ放電加工用電極線において、重量比で、Ａｇを５〜１５ｗｔ％、Ｍｇを０．０５〜２．０ｗｔ％含有し、かつ、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金で形成した心線の外周に、電極線の外径Ｄに対する層厚ｔの比（ｔ／Ｄ）が０．０５〜０．２のＣｕ−Ｚｎ合金被覆層を形成したものである。
【０００９】
以上の構成によれば、Ｃｕ−Ａｇ系合金で心線を形成し、その心線の外周にＣｕ−Ｚｎ合金被覆層を形成したもので電極線を形成することで、放電加工速度が速く、放電加工精度が良好で、かつ、断線のおそれが殆どない電極線を得ることができる。
【００１０】
また、上記Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層がα相の単相組織又はα相とβ相の混合相組織で形成されることが好ましい。
【００１１】
また、上記Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層の外周に、更にＺｎ被覆層を有していてもよい。
【００１２】
上記数値範囲を限定した理由を以下に述べる。
【００１３】
心線の構成合金の一つであるCu-1.0〜35wt%Ag の、Ａｇ含有量を１．０〜３５ｗｔ％と規定したのは、１．０ｗｔ％未満の含有では高温引張強度の向上が望めず、逆に３５ｗｔ％を超えて含有させると、導電率が低下すると共に、材料コストが上昇してしまうためである。
【００１４】
さらに、心線を構成する合金が含有するＭｇ量を０．０５〜２．０ｗｔ％と規定したのは、０．０５ｗｔ％未満の含有では高温引張強度の向上が望めず、逆に２．０ｗｔ％を超えて含有させると、導電率が低下すると共に、材料コストが上昇してしまうためである。
【００１５】
電極線の外径Ｄに対するＣｕ−Ｚｎ合金被覆層の層厚ｔの比（ｔ／Ｄ）を０．０５〜０．２としたのは、０．０５未満では常温での強度が不足し、放電加工中に断線が生じるためであり、また、０．２よりも大きいと高速で放電加工を行うのに十分な導電率を達成できないためである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１７】
本発明に係るワイヤ放電加工用電極線の横断面図を図１に、本発明に係るワイヤ放電加工用電極線の他の形態の横断面図を図２に示す。
【００１８】
図１に示すように、本発明に係るワイヤ放電加工用電極線５１は、重量比で、Ａｇを１．０〜３５ｗｔ％、好ましくは１．０〜２０ｗｔ％、更に好ましくは２．０〜２０ｗｔ％、特に好ましくは５．０〜１５ｗｔ％、Ｍｇを０．０５〜２．０ｗｔ％、好ましくは０．０５〜０．５ｗｔ％、特に好ましくは０．１〜０．３ｗｔ％含有し、かつ、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金を用いて心線５２を形成し、この心線５２の外周に、電極線の外径Ｄ₁に対する層厚ｔ₁の比（ｔ₁／Ｄ₁ ）が０．０５〜０．２となるようにＣｕ−Ｚｎ合金被覆層３を形成したものである。
【００１９】
また、図２に示すように、電極線５１のＣｕ−Ｚｎ合金被覆層３の外周にＺｎ被覆層４を形成し、電極線６１としてもよい。この場合、Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層３の層厚ｔ₂は、電極線６１の外径Ｄ₂ に対する比（ｔ₂ ／Ｄ₂ ）が０．０５〜０．２のものである。
【００２０】
Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層３を形成するＣｕ−Ｚｎ合金としては、冷間加工が容易に可能であると共に、市場での入手性および経済性を考慮して、α相の単相組織又はα相とβ相の混合相組織からなり、Ｚｎ濃度が３２〜４６ｗｔ％のＣｕ−Ｚｎ合金が好ましいが、α相の単相組織からなり、Ｚｎ濃度が３２〜３８ｗｔ％のＣｕ−Ｚｎ合金が特に好ましい。
【００２１】
Ｚｎ被覆層４の層厚は特に限定するものではないが、０．１〜５μｍが好ましく、より好ましくは０．３〜１．０μｍである。
【００２２】
Ｚｎ被覆層４の構成材は、Ｚｎ、又は添加量が微量であればＺｎ合金のいずれであってもよい。
【００２３】
次に、本発明に係るワイヤ放電加工用電極線の製造方法について説明する。
【００２４】
先ず、重量比で、Ａｇを１．０〜３５ｗｔ％、Ｍｇを０．０５〜２．０ｗｔ％含有し、かつ、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金溶湯を用いてビレットを鋳造形成する。
【００２５】
次に、このビレットに熱間押出加工を施し、所定の直径（例えば、５〜８ｍｍ）の母線を形成する。その後、この母線を、Ｚｎを３２〜３８ｗｔ％含有し、かつ、残部がＣｕ及び不可避不純物からなるＣｕ−Ｚｎ合金管内に挿入し、熱処理および伸線加工を施し、所望の線径（例えば、０．０７ｍｍ以下）のワイヤ放電加工用電極線５１を得る。ここで、熱処理および伸線加工（冷間伸線加工）の工程は、必要に応じて適宜繰り返してもよい。また、最外層にＺｎ被覆層４を有する電極線６１を得るには、Ｃｕ−Ｚｎ合金管を更にＺｎ管内に挿入すればよい。
【００２６】
母線に対する熱処理としては、通電アニーラ又は焼鈍炉等による連続処理又はバッチ処理が挙げられる。また、熱処理条件は、特に限定するものではなく、Ａｇ含有量、後工程の冷間伸線加工の加工条件、及びワイヤ放電加工用電極線に要求される特性等に応じて適宜選択されるものである。
【００２７】
以上に説明した本発明に係るワイヤ放電加工用電極線５１によれば、心線５２を、導電性、熱伝導性、および耐熱特性に優れたＣｕ−Ａｇ−Ｍｇ系合金で構成することで、電極線５１の、放電特性が良好となると共に温度上昇を抑制することができ、また、放電加工時の高温引張強度が高くなる。よって、放電加工速度が速く、かつ、放電加工精度が良好な放電加工を行うことができる。また、放電加工の際の加工電流の増加に伴うジュール熱の発生量が多くなっても、断線のおそれが殆どない。
【００２８】
また、心線５２の外周に、放電特性に優れたＣｕ−Ｚｎ合金被覆層３を、電極線５１の外径Ｄ₁に対する層厚ｔ₁の比（ｔ₁／Ｄ₁）が０．０５〜０．２となるように被覆形成することで、常温強度と導電率のバランスが良好となり、放電加工速度を更に速くすることができる。
【００２９】
さらに、Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層３の外周にＺｎ被覆層４を形成することで、放電特性が更に良好な電極線６１を得ることができる。
【００３０】
すなわち、本発明の電極線５１によれば、タングステン線、モリブデン線、黄銅被覆鋼線などの従来の微細加工用極細電極線と比較して、放電加工速度が速くなると共に、放電加工精度が良好となり、かつ、断線頻度が低くなる。
【００３１】
次に、本発明の参考形態に係るワイヤ放電加工用電極線を添付図面に基いて説明する。
【００３２】
本発明の参考形態に係るワイヤ放電加工用電極線の横断面図を図３、図４に示す。
【００３３】
図３に示すように、本発明の参考形態に係るワイヤ放電加工用電極線７１は、
重量比で、Ｚｎを１０〜３８ｗｔ％、好ましくは１５〜３５ｗｔ％、特に好ましくは１７．５〜３２．５ｗｔ％、Ａｇを１．０〜３５ｗｔ％、好ましくは１．０〜２０ｗｔ％、更に好ましくは２．０〜２０ｗｔ％、特に好ましくは５．０〜１５ｗｔ％、Ｍｇを０．０５〜２．０ｗｔ％、好ましくは０．０５〜０．５ｗｔ％、特に好ましくは０．１〜０．３ｗｔ％含有し、かつ、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金の心線で形成したものである。
【００３４】
また、図４に示すように、本発明の参考形態に係るワイヤ放電加工用電極線８１は、重量比で、Ｚｎを１０〜３８ｗｔ％、好ましくは１５〜３５ｗｔ％、特に好ましくは１７．５〜３２．５ｗｔ％、Ａｇを１．０〜３５ｗｔ％、好ましくは１．０〜２０ｗｔ％、更に好ましくは２．０〜２０ｗｔ％、特に好ましくは５．０〜１５ｗｔ％、Ｍｇを０．０５〜２．０ｗｔ％、好ましくは０．０５〜０．５ｗｔ％、特に好ましくは０．１〜０．３ｗｔ％含有し、かつ、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金を用いて心線４２を形成し、この心線８２の外周に、電極線の外径Ｄ₄ に対する層厚ｔ₄の比（ｔ₄／Ｄ₄）が０．０５〜０．２となるようにＣｕ−Ｚｎ合金被覆層４３を形成したものである。
【００３５】
Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層４３を形成するＣｕ−Ｚｎ合金としては、前述したＣｕ−Ｚｎ合金被覆層３と同じものを適用することができる。
【００３６】
本発明の参考形態の電極線７１および本発明の参考形態の電極線８１においても、図２に示したように、最外層にＺｎ被覆層４を形成してもよい。
【００３７】
次に、本発明の参考形態および本発明の参考形態に係るワイヤ放電加工用電極線の製造方法について説明する。
【００３８】
先ず、重量比で、Ｚｎを１０〜３８ｗｔ％、Ａｇを１．０〜３５ｗｔ％、Ｍｇを０．０５〜２．０ｗｔ％含有し、かつ、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる合金溶湯を用いてビレットを鋳造形成する。
【００３９】
次に、このビレットに熱間押出加工を施し、所定の直径（例えば、５〜８ｍｍ）の母線を形成する。
【００４０】
その後、この母線に熱処理および伸線加工を施し、所望の線径（例えば、０．０７ｍｍ以下）のワイヤ放電加工用電極線７１（図３参照）を得る。又は、この母線を、Ｚｎを３２〜３８ｗｔ％含有し、かつ、残部がＣｕ及び不可避不純物からなるＣｕ−Ｚｎ合金管内に挿入し、熱処理および伸線加工を施し、所望の線径（例えば、０．０７ｍｍ以下）のワイヤ放電加工用電極線８１（図４参照）を得る。ここで、熱処理および伸線加工（冷間伸線加工）の工程は、必要に応じて適宜繰り返してもよい。
【００４１】
以上に説明した本発明の参考形態に係るワイヤ放電加工用電極線７１によれば、電極線を、放電特性に優れたＣｕ−Ｚｎ系合金と高温引張強度に優れたＣｕ−Ａｇ−Ｍｇ系合金の両方の特性を併せ持ったＣｕ−Ｚｎ−Ａｇ−Ｍｇ系合金の単体で構成することで、複合化することなく（複合電極線に形成することなく）、放電加工速度が速く、放電加工精度が良好で、かつ、断線のおそれが殆どない電極線となる。
【００４２】
（参考例１）
Cu-10wt%Ag合金からなり、かつ、外径が７．１ｍｍの心線を形成し、この心線を、Ｃｕ−３５ｗｔ％Ｚｎ合金を用いて押出形成してなる外径が１０ｍｍ、かつ、肉厚が１．２ｍｍの管内に挿入し、複合管を形成する。
【００４３】
次に、この複合管に冷間伸線加工を施し、φ７．９ｍｍの複合線を形成する。この複合線に、軟化のための熱処理を施した後、伸線加工を施してφ０．０７ｍｍ（７０μｍ）、Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層の層厚が８．８μｍのワイヤ放電加工用電極線を得る。
【００４４】
（参考例２）
Cu-20wt%Zn-10wt%Ag合金からなり、かつ、外径が７．１ｍｍの心線を用いる以外は実施例１と同様にして、φ０．０７ｍｍ（７０μｍ）、Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層の層厚が８．８μｍのワイヤ放電加工用電極線を得る。
【００４５】
（参考例３）
Cu-30wt%Zn-10wt%Ag合金からなり、かつ、外径が７．１ｍｍの心線を形成し、この心線に、軟化のための熱処理を施した後、伸線加工を施してφ０．０７ｍｍ（７０μｍ）のワイヤ放電加工用電極線を得る。
【００４６】
（実施例１）
Cu-10wt%Ag-0.2wt%Mg 合金からなり、かつ、外径が７．１ｍｍの心線を用いる以外は参考例１と同様にして、φ０．０７ｍｍ（７０μｍ）、Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層の層厚が８．８μｍのワイヤ放電加工用電極線を得る。
【００４７】
（参考例４）
Cu-20wt%Zn-10wt%Ag-0.2wt%Mg 合金からなり、かつ、外径が７．１ｍｍの心線を用いる以外は参考例１と同様にして、φ０．０７ｍｍ（７０μｍ）、Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層の層厚が８．８μｍのワイヤ放電加工用電極線を得る。
【００４８】
（参考例５）
Cu-30wt%Zn-10wt%Ag-0.2wt%Mg 合金を用いる以外は参考例３と同様にして、φ０．０７ｍｍ（７０μｍ）のワイヤ放電加工用電極線を得る。
【００４９】
（比較例１）
鋼線からなり、かつ、外径が７．１ｍｍの心線を用いる以外は実施例１と同様にして、φ０．０７ｍｍ（７０μｍ）、Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層の層厚が８．８μｍのワイヤ放電加工用電極線を得る。
【００５０】
この時、参考例１〜５および実施例１の各電極線は、伸線性が良好であったのに対して、比較例１の電極線は、心線が鋼線からなるため伸線性が良好でなく、電極線の製造作業（伸線作業）は困難であった。
【００５１】
参考例１〜５および実施例１および比較例１の各電極線の、組成および放電加工特性について評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００５２】
ここで、放電加工特性の評価は、放電加工試験機（ＡＰ−２００：ソディック製）を用いて、板厚１０ｍｍの被加工物（ＪＩＳＫＤ−２０）を加工した時の放電加工速度および平均面粗度（μｍ）を測定したものである。放電加工速度比は、比較例１の放電加工速度を１．００とした時の相対値である。また、平均面粗度は、被加工物の加工面における平均表面粗さ（凹凸の平均深さ）である。
【００５３】
【表１】

【００５４】
実施例１および参考例１〜５の各電極線は、それぞれ導電性、熱伝導性、および耐熱特性に優れた電極線であるため、表１に示すように、比較例１の電極線と比較して、放電加工速度がそれぞれ２０％、１６％、１７％、２２％、１７％、１８％も上昇していた。つまり、実施例１および参考例１〜５の電極線を用いて放電加工を行うことで、比較例１の電極線を用いる場合よりも、放電加工速度が向上することが確認できた。
【００５５】
また、比較例１の電極線の平均面粗度が０．７０μｍであったのに対して、参考例１〜５および実施例１の電極線の平均面粗度はそれぞれ０．５８μｍ、０．６０μｍ、０．５９μｍ、０．５９μｍ、０．５８μｍ、０．５７μｍ、であり、平均面粗度が約１５％も小さくなっていた。つまり、実施例１および参考例１〜５の電極線を用いて放電加工を行うことで、比較例１の電極線を用いる場合よりも、被加工物の加工面がより平滑となり、放電加工精度が向上することが確認できた。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、Ｃｕ−Ａｇ−Ｍｇ系合金で心線を形成し、その心線を用いて電極線を形成することで、放電加工速度が速く、放電加工精度が良好で、かつ、断線のおそれが殆どない電極線を得ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイヤ放電加工用電極線の横断面図である。
【図２】本発明に係るワイヤ放電加工用電極線の他の形態を示す横断面図である。
【図３】本発明の参考形態に係るワイヤ放電加工用電極線の横断面図である。
【図４】本発明の参考形態に係るワイヤ放電加工用電極線の横断面図である。
【符号の説明】
５１，６１，７１，８１ワイヤ放電加工用電極線
５２，８２心線
３，４３Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層
４Ｚｎ被覆層
Ｄ₁ ，Ｄ₂ ，Ｄ₃ 電極線の外径
ｔ₁ ，ｔ₂ ，ｔ₃ Ｃｕ−Ｚｎ合金被覆層の層厚[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrode wire for wire electric discharge machining, and more particularly to an ultrafine electrode wire for fine machining having an outer diameter of 0.07 mm or less.
[0002]
[Prior art]
As an electrode wire for wire cut electric discharge machining (hereinafter referred to as an electrode wire for wire electric discharge machining), it is preferable to have excellent wire drawing workability and economy, high tensile strength, and good electric discharge machining characteristics. Therefore, conventionally, brass wires have been frequently used. As a general brass wire, a Cu-35Zn alloy wire (65/35 brass wire) made of a Cu—Zn alloy simple substance having a Zn concentration of 32 to 36 wt% can be mentioned.
[0003]
In recent years, from the viewpoint of improving productivity, further improvement in the electric discharge machining speed in the electrode wire for wire electric discharge machining has been desired. For example, Cu-2.0 wt% Sn, Cu-0.3 wt% Sn, Cu-13 wt. Cu alloy wire made of% Zn, Cu-0.6 wt% Ag, Cu-4.0 wt% Zn-0.3 wt% Sn is a core wire, and a high Zn concentration Cu-Zn alloy coating layer is formed on the outer periphery of the core wire There has been proposed a composite electrode wire having a shape.
[0004]
In addition, among the electrode wires for wire electric discharge machining, the ultrafine electrode wires for microfabrication having an outer diameter of 0.07 mm or less include tungsten wires or molybdenum wires. A brass-coated steel wire having a Cu—Zn alloy coating layer provided on the outer periphery of the wire has been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the electrode wire for electric discharge machining in electric discharge machining, it is generally at a high temperature of 200 to 400 ° C. In order to apply a thermal load to the electrode wire itself and to improve electric discharge machining speed and electric discharge machining accuracy. Tension load is also added. Here, although the tensile strength at room temperature of the 65/35 brass wire is about twice that of the copper wire, the high temperature tensile strength around 300 ° C is slightly higher than that of the copper wire, so the electric discharge machining speed is further improved. When trying to make it, since tension | tensile_strength becomes high and the generation amount of Joule heat increases further, a disconnection will arise. That is, the 65/35 brass wire has a problem that the high-temperature tensile strength is low.
[0006]
In addition, tungsten wire, molybdenum wire, brass-coated steel wire, etc. used as ultrafine electrode wires for microfabrication have high tensile strength at high temperatures, but they are not good in wire drawing workability and are not very good in electrical conductivity. There was a problem that the discharge characteristics were inferior.
[0007]
An object of the present invention created in view of the above circumstances is to provide an electrode wire for wire electric discharge machining having high high-temperature tensile strength, good wire drawing workability, and good discharge characteristics.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electrode wire for wire electrical discharge machining according to the present invention is an electrode wire for wire electrical discharge machining having an outer diameter of 0.07 mm or less, and Ag is 5 to 15 wt% and Mg is 0.05 by weight. The ratio (t / D) of the layer thickness t to the outer diameter D of the electrode wire is 0.05 to the outer circumference of the core wire formed of an alloy containing -2.0 wt% and the balance being Cu and inevitable impurities. A Cu—Zn alloy coating layer of 0.2 is formed.
[0009]
According to the above configuration, by forming a core wire with a Cu-Ag-based alloy and forming an electrode wire with a Cu-Zn alloy coating layer formed on the outer periphery of the core wire , the electric discharge machining speed is high, An electrode wire having good electric discharge machining accuracy and almost no fear of disconnection can be obtained.
[0010]
The Cu—Zn alloy coating layer is preferably formed of an α-phase single phase structure or a mixed phase structure of α and β phases.
[0011]
Moreover, you may have a Zn coating layer further in the outer periphery of the said Cu-Zn alloy coating layer.
[0012]
The reason for limiting the above numerical range will be described below.
[0013]
The core content of Cu-1.0-35wt% Ag, which is one of the core wire alloys, is defined as 1.0-35wt%. If the content is less than 1.0wt%, the high temperature tensile strength can be improved. On the other hand, if the content exceeds 35 wt%, the electrical conductivity decreases and the material cost increases.
[0014]
Furthermore, the Mg content contained in the alloy constituting the core wire is defined as 0.05 to 2.0 wt%. If the content is less than 0.05 wt%, improvement in high-temperature tensile strength cannot be expected. If the content exceeds 50%, the electrical conductivity is lowered and the material cost is increased.
[0015]
The ratio of the layer thickness t of the Cu—Zn alloy coating layer to the outer diameter D of the electrode wire (t / D) was set to 0.05 to 0.2. This is because disconnection occurs during electric discharge machining, and when it is larger than 0.2, sufficient electrical conductivity for electric discharge machining cannot be achieved at high speed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a wire electric discharge machining electrode wire according to the present invention, and FIG. 2 shows a cross-sectional view of another embodiment of the wire electric discharge machining electrode wire according to the present invention.
[0018]
As shown in FIG. 1, the wire electric discharge machining electrode wire 51 according to the present invention has a weight ratio of Ag of 1.0 to 35 wt%, preferably 1.0 to 20 wt%, more preferably 2.0 to 20 wt. %, Particularly preferably 5.0-15 wt%, Mg 0.05-2.0 wt%, preferably 0.05-0.5 wt%, particularly preferably 0.1-0.3 wt%, and A core wire 52 is formed using an alloy of which the balance is Cu and inevitable impurities, and the ratio (t ₁ / D ₁ ) of the layer thickness t ₁ to the outer diameter D ₁ of the electrode wire is 0 on the outer periphery of the core wire 52. The Cu—Zn alloy coating layer 3 is formed so as to be 0.05 to 0.2.
[0019]
In addition, as shown in FIG. 2, the Zn coating layer 4 may be formed on the outer periphery of the Cu—Zn alloy coating layer 3 of the electrode wire 51 to form the electrode wire 61. In this case, the layer thickness t ₂ of the Cu—Zn alloy coating layer 3 is such that the ratio (t ₂ / D ₂ ) to the outer diameter D ₂ of the electrode wire 61 is 0.05 to 0.2.
[0020]
As the Cu—Zn alloy forming the Cu—Zn alloy coating layer 3, cold working is easily possible, and in consideration of market availability and economy, an α phase single phase structure or an α phase Cu-Zn alloy having a Zn-phase structure and a Zn concentration of 32 to 46 wt% is preferable, but a Cu-Zn alloy having an α-phase single-phase structure and a Zn concentration of 32-38 wt% is particularly preferable. .
[0021]
The layer thickness of the Zn coating layer 4 is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 μm, and more preferably 0.3 to 1.0 μm.
[0022]
The constituent material of the Zn coating layer 4 may be either Zn or a Zn alloy as long as the addition amount is very small.
[0023]
Next, the manufacturing method of the electrode wire for wire electric discharge machining which concerns on this invention is demonstrated.
[0024]
First, billets are cast-formed using a molten alloy containing 1.0 to 35 wt% Ag, 0.05 to 2.0 wt% Mg, and the balance of Cu and inevitable impurities.
[0025]
Next, the billet is hot-extruded to form a bus bar having a predetermined diameter (for example, 5 to 8 mm). Thereafter, this bus bar is inserted into a Cu—Zn alloy tube containing Zn in an amount of 32 to 38 wt% and the balance being made of Cu and inevitable impurities, and subjected to heat treatment and wire drawing to obtain a desired wire diameter (for example, 0 0.07 mm or less) is obtained. Here, the steps of heat treatment and wire drawing (cold wire drawing) may be repeated as necessary. In order to obtain the electrode wire 61 having the Zn coating layer 4 as the outermost layer, a Cu—Zn alloy tube may be further inserted into the Zn tube.
[0026]
Examples of the heat treatment for the bus bar include continuous processing or batch processing using an energized annealer or an annealing furnace. The heat treatment conditions are not particularly limited, and are appropriately selected according to the Ag content, the cold drawing process conditions of the subsequent process, and the characteristics required for the electrode wire for wire electric discharge machining. It is.
[0027]
According to the electrode wire 51 for wire electric discharge machining according to the present invention described above, the core wire 52 is composed of a Cu-Ag-Mg based alloy having excellent conductivity, thermal conductivity, and heat resistance characteristics. The discharge characteristics of the electrode wire 51 become good and the temperature rise can be suppressed, and the high-temperature tensile strength during electric discharge machining becomes high. Therefore, it is possible to perform electric discharge machining with a high electric discharge machining speed and good electric discharge machining accuracy. Further, even if the amount of Joule heat generated due to an increase in machining current during electric discharge machining increases, there is almost no risk of disconnection.
[0028]
In addition, the Cu—Zn alloy coating layer 3 having excellent discharge characteristics is disposed on the outer periphery of the core wire 52 at a ratio (t ₁ / D ₁ ) of the layer thickness t ₁ to the outer diameter D ₁ of the electrode wire 51 of 0.05 to By forming the coating so as to be 0.2, the balance between the normal temperature strength and the electrical conductivity becomes good, and the electric discharge machining speed can be further increased.
[0029]
Furthermore, by forming the Zn coating layer 4 on the outer periphery of the Cu—Zn alloy coating layer 3, it is possible to obtain an electrode wire 61 with better discharge characteristics.
[0030]
That is, according to the electrode wire 51 of the present invention, the electric discharge machining speed is increased and the electric discharge machining accuracy is good as compared with conventional fine electrode wires for fine machining such as tungsten wire, molybdenum wire, brass coated steel wire and the like. And the frequency of disconnection is reduced.
[0031]
Now it is described with reference to a wire electric discharge machining electrode wire according to a reference type state of the present invention in the accompanying drawings.
[0032]
A cross-sectional view of a wire electrical discharge machining electrode wire according to a reference type state of the present invention shown in FIGS. 3 and 4.
[0033]
As shown in FIG. 3, the electrode wire 71 for wire electric discharge machining according to the reference embodiment of the present invention is
By weight, Zn is 10 to 38 wt%, preferably 15 to 35 wt%, particularly preferably 17.5 to 32.5 wt%, Ag is 1.0 to 35 wt%, preferably 1.0 to 20 wt%, and more preferably Is 2.0-20 wt%, particularly preferably 5.0-15 wt%, Mg 0.05-2.0 wt%, preferably 0.05-0.5 wt%, particularly preferably 0.1-0.3 wt% %, And the balance is formed of an alloy core wire made of Cu and inevitable impurities.
[0034]
Moreover, as shown in FIG. 4, the electrode wire 81 for wire electric discharge machining which concerns on the reference form of this invention is Zn by 10-38 wt% by weight ratio, Preferably it is 15-35 wt%, Most preferably, it is 17.5- 32.5 wt%, Ag 1.0-35 wt%, preferably 1.0-20 wt%, more preferably 2.0-20 wt%, particularly preferably 5.0-15 wt%, Mg 0.05-2 The core wire 42 is formed using an alloy containing 0.0 wt%, preferably 0.05 to 0.5 wt%, particularly preferably 0.1 to 0.3 wt%, and the balance being Cu and inevitable impurities, the outer periphery of the core wire 82, forming a Cu-Zn alloy coating layer 43 so that the ratio of the thickness t ₄ to the outer diameter D ₄ of the electrode wire (t _₄ / D ₄₎ is 0.05 to 0.2 It is a thing.
[0035]
As the Cu—Zn alloy that forms the Cu—Zn alloy coating layer 43, the same Cu—Zn alloy coating layer 3 as described above can be applied.
[0036]
Also in the electrode wire 71 of the reference embodiment of the present invention and the electrode wire 81 of the reference embodiment of the present invention , the Zn coating layer 4 may be formed in the outermost layer as shown in FIG.
[0037]
Next, the reference form of the present invention and the method for manufacturing the electrode wire for wire electric discharge machining according to the reference form of the present invention will be described.
[0038]
First, by using a molten alloy containing 10 to 38 wt% Zn, 1.0 to 35 wt% Ag, 0.05 to 2.0 wt% Mg, and the balance of Cu and unavoidable impurities. Cast billets.
[0039]
Next, the billet is hot-extruded to form a bus bar having a predetermined diameter (for example, 5 to 8 mm).
[0040]
Thereafter, the bus bar is subjected to heat treatment and wire drawing to obtain a wire electric discharge machining electrode wire 71 (see FIG. 3) having a desired wire diameter (for example, 0.07 mm or less). Alternatively, this bus bar is inserted into a Cu—Zn alloy tube containing Zn in an amount of 32 to 38 wt% and the balance of Cu and inevitable impurities, and subjected to heat treatment and wire drawing to obtain a desired wire diameter (for example, 0 0.07 mm or less) of wire electric discharge machining electrode wire 81 (see FIG. 4). Here, the steps of heat treatment and wire drawing (cold wire drawing) may be repeated as necessary.
[0041]
According to the wire electric discharge machining electrode wire 71 according to the reference embodiment of the present invention described above, the electrode wire is divided into a Cu-Zn alloy having excellent discharge characteristics and a Cu-Ag-Mg alloy having excellent high-temperature tensile strength. By using a single unit of Cu-Zn-Ag-Mg based alloy having both of the above characteristics, the electrical discharge machining speed is high and the electrical discharge machining accuracy is high without being compounded (without being formed on the composite electrode wire). The electrode wire is good and has almost no fear of disconnection.
[0042]
(Reference Example 1)
A core wire made of a Cu-10 wt% Ag alloy and having an outer diameter of 7.1 mm is formed, and the core wire is formed by extrusion using a Cu-35 wt% Zn alloy, and the outer diameter is 10 mm. It is inserted into a tube having a wall thickness of 1.2 mm to form a composite tube.
[0043]
Next, cold drawing is performed on the composite pipe to form a composite wire having a diameter of φ7.9 mm. The composite wire is subjected to heat treatment for softening, and then subjected to wire drawing to obtain a wire electric discharge machining electrode wire having a diameter of 0.07 mm (70 μm) and a Cu—Zn alloy coating layer thickness of 8.8 μm. .
[0044]
(Reference Example 2)
In the same manner as in Example 1 except that a core wire made of a Cu-20 wt% Zn-10 wt% Ag alloy and having an outer diameter of 7.1 mm is used, the diameter of the Cu—Zn alloy coating layer is 0.07 mm (70 μm). An electrode wire for wire electric discharge machining having a layer thickness of 8.8 μm is obtained.
[0045]
(Reference Example 3)
A core wire made of Cu-30wt% Zn-10wt% Ag and having an outer diameter of 7.1 mm is formed. The core wire is subjected to a heat treatment for softening and then subjected to a wire drawing process to obtain φ0 0.07 mm (70 μm) wire electric discharge machining electrode wire is obtained.
[0046]
(Example 1)
Cu-Zn alloy coating layer, φ0.07 mm (70 μm), made of Cu-10wt% Ag-0.2wt% Mg alloy and using a core wire with an outer diameter of 7.1 mm in the same manner as Reference Example 1. An electrode wire for wire electric discharge machining having a layer thickness of 8.8 μm is obtained.
[0047]
( Reference Example 4 )
Φ0.07 mm (70 μm), Cu—, which is made of a Cu-20 wt% Zn-10 wt% Ag-0.2 wt% Mg alloy and uses a core wire having an outer diameter of 7.1 mm. An electrode wire for wire electric discharge machining having a Zn alloy coating layer thickness of 8.8 μm is obtained.
[0048]
( Reference Example 5 )
An electrode wire for wire electric discharge machining having a diameter of 0.07 mm (70 μm) is obtained in the same manner as in Reference Example 3 except that a Cu-30 wt% Zn-10 wt% Ag-0.2 wt% Mg alloy is used.
[0049]
(Comparative Example 1)
A wire having a diameter of 0.08 mm (70 μm) and a Cu—Zn alloy coating layer of 8.8 μm as in Example 1 except that a core wire made of steel wire and having an outer diameter of 7.1 mm is used. An electrode wire for electric discharge machining is obtained.
[0050]
At this time, each of the electrode wires of Reference Examples 1 to 5 and Example 1 had good drawability, whereas the electrode wire of Comparative Example 1 had good drawability because the core wire was made of a steel wire. In addition, the electrode wire manufacturing operation (drawing operation) was difficult.
[0051]
The composition and electric discharge machining characteristics of each electrode wire of Reference Examples 1 to 5, Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.
[0052]
Here, the evaluation of the electric discharge machining characteristics is performed by using an electric discharge machining tester (AP-200: manufactured by Sodick) and the electric discharge machining speed and average surface when machining a workpiece (JIS KD-20) having a thickness of 10 mm. The roughness (μm) is measured. The electric discharge machining speed ratio is a relative value when the electric discharge machining speed of Comparative Example 1 is 1.00. The average surface roughness is an average surface roughness (average depth of irregularities) on the processed surface of the workpiece.
[0053]
[Table 1]

[0054]
Since each electrode wire of Example 1 and Reference Examples 1 to 5 is an electrode wire excellent in conductivity, thermal conductivity, and heat resistance characteristics, as shown in Table 1, it is compared with the electrode wire of Comparative Example 1. Thus, the electric discharge machining speed increased by 20%, 16%, 17%, 22%, 17%, and 18%, respectively. That is, it was confirmed that by performing the electric discharge machining using the electrode wires of Example 1 and Reference Examples 1 to 5 , the electric discharge machining speed was improved as compared with the case of using the electrode wire of Comparative Example 1.
[0055]
Moreover, while the average surface roughness of the electrode wire of Comparative Example 1 was 0.70 μm, the average surface roughness of the electrode wires of Reference Examples 1 to 5 and Example 1 was 0.58 μm, 0.8 mm, respectively. They were 60 μm , 0.59 μm, 0.59 μm, 0.58 μm, and 0.57 μm, and the average surface roughness was reduced by about 15%. That is, by performing electric discharge machining using the electrode wires of Example 1 and Reference Examples 1 to 5 , the machining surface of the workpiece becomes smoother than when the electrode wires of Comparative Example 1 are used, and electric discharge machining accuracy is achieved. Was confirmed to improve.
[0056]
As mentioned above, it cannot be overemphasized that embodiment of this invention is not limited to embodiment mentioned above, and various things are assumed in addition.
[0057]
【The invention's effect】
According to the brief present invention above, Cu- the core wire is formed with Ag-Mg-based alloy, its using core wire by forming the electrode wire, electrical discharge machining speed is fast, is good discharge machining precision, And the outstanding effect that the electrode wire which hardly has a possibility of a disconnection can be obtained is exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a wire electric discharge machining electrode wire according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of an electrode wire for wire electric discharge machining according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a wire electric discharge machining electrode wire according to a reference embodiment of the present invention .
FIG. 4 is a cross-sectional view of a wire electric discharge machining electrode wire according to a reference embodiment of the present invention .
[Explanation of symbols]
51,61,71,81 wire electric discharge

machining electrode wire

52, 82

core wire

3, 43 Cu-Zn alloy coating layer 4 Zn coating layer D _1, D _2, D ₃ outer diameter t ₁ of the electrode line, t _2, the thickness of t ₃ Cu-Zn alloy coating layer

Claims

A wire electric discharge machining electrode wire having an outer diameter of 0.07 mm or less contains 5 to 15 wt% Ag and 0.05 to 2.0 wt% Mg, and the balance is made of Cu and inevitable impurities. A Cu—Zn alloy coating layer having a ratio (t / D) of the layer thickness t to the outer diameter D of the electrode wire of 0.05 to 0.2 is formed on the outer periphery of the core wire formed of the alloy. Electrode wire for wire electric discharge machining.

2. The electrode wire for wire electric discharge machining according to claim 1, wherein the Cu—Zn alloy coating layer is formed of a single phase structure of α phase or a mixed phase structure of α phase and β phase.

The outer periphery of the Cu-Zn alloy coating layer, further wire electric discharge machining electrode wire according to claim 1, characterized in that it has a Zn coating layer.