【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は高強度で直線性があり、かつ放電加
工速度をも向上せしめたワイヤカツト放電加工用
電極線に係り、詳しくのべると、Zn10〜40重量
％とTiまたはT′およびBeを0.05〜３重量％含有
し、残部が本質的にCuよりなるワイヤカツト放
電加工用電極線に関するものである。
ワイヤカツト放電加工法は、被加工体と線状の
加工電極（以下これを単に電極線と略称する）と
の間に放電を行なわせ、該電極線と被加工体とを
相対的に移動させて被加工体を所望の形状に切断
加工するものであり、従来から実施されている方
法である。
このワイヤカツト放電加工法において、線状の
電極線としては、通常直径が0.05〜0.25mmφの長
尺の線を準備し、放電加工部分に順次新しい線を
供給して使用している。
そして該放電加工法においては、使用する電極
線の良否が加工速度や加工精度、被加工面の表面
性状などに直接大きな影響をおよぼすため、これ
にふさわしい好適な材料の使用が強く要望されて
いる。
一般にこの電極線に要求される事項としては、
(1) 加工速度：ワイヤカツト放電加工法は、一般
に必ずしも加工速度が速くないので、少しでも
加工速度を大きくすることができること。
(2) 被加工物の寸法精度と表面性状：寸法精度よ
く、また表面の肌荒れなどを生じさせることな
く加工できること。
(3) 作業性：切断作業中、電極線が断線したりす
ると、著しく作業性を損なうのでこの作業中の
断線の発生が少ないこと。また自動結線が行な
いやすいこと。
(4) 価格：電極線は前述のように消耗品であるか
ら安価であること。
などが挙げられている。
電極線に要望される上記の事項についてさらに
説明すると、加工速度は電極線と被加工体との間
に放電を十分に安定して発生させれば、速めるこ
とはできるが、従来加工速度を速めることのでき
る電極線は、しばしば被加工物表面の肌荒れを発
生させるようなことがしばしばであつた。
また被加工物の寸法精度を得るためには、電極
線の径の寸法精度と十分に張力をかけ、電極線が
ピーンと張られた状態で使用される必要があり、
この張力下で断線しにくいことが要求される。
次に肌荒れなどの表面性状に関しては、均一か
つ安定した放電の発生が必要であり、従来加工速
度と寸法精度、加工表面状態の両方を満足させる
ことが困難であつたため、特にこれらの点を両立
させる電極線の出現が望まれている。
また切断作業中の断線は、電極線と被加工物間
の短絡や不均一な放電や負荷される張力によるも
のであるので、このような点からも電極線自身の
寸法精度と安定した放電性、大きい引張り強さが
要求されるのである。
また、近年自動結線装置を具備した機械が多く
使用されるようになつてきたが、自動結線の作業
の効率を高めるには、高強度を有しながら直線性
にすぐれていることが重要である。
さらに価格的に高価格とならないよう合金原材
料が安価なことや、放電加工用電極線として0.05
〜0.25mmφの程度までの細線への伸線加工性の良
好なことなども必要である。
従来、ワイヤカツト放電加工用の電極線として
は、銅線、黄銅線（Cu−30％Zn）、タングステン
線などが使用されてきたが、これらは次のような
点で上記した要求を必ずしも満たしていなかつ
た。
即ち、銅線では強度があまり高くなく、断線し
やすいのと加工速度の点で一般に黄銅線より劣る
などの欠点を有している。
また黄銅線は加工速度においては銅線より改善
されるものの未だ十分でなく、また被加工物の寸
法精度と表面状態においても必ずしも良好とは云
えず、さらに伸線加工性については銅線より劣
り、このほか作業性の点でも必ずしも十分とは云
えないなどの欠点を有しているのである。
さらにタングステン線は、伸線加工が困難であ
り、また材料が効果でありながら放電加工性にも
あまりすぐれたところがないという欠点がある。
また従来のCu−Zn系合金よりなる電極線を改
善する目的でAlやMgを添加することなども提案
されてきたが、
(1) 肉厚の被加工物に対しても高精度加工ができ
るよう一層の高強度化とすること、
(2) 結線の自動化のため一層の直線性を有するこ
と、
(3) 放電加工速度を一層向上させること、
などの改善のためには未だ不十分である。
このほか複合構造の線材も提案されているが、
高強度と加工速度の両方を満足させることが難し
かつたり、加工が困難であるなどの問題点を有し
ていた。
この発明はかかる問題点に鑑みて種々検討した
結果、上記した諸点を満足せしめうる電極線を得
るに至つたものである。
即ち、この発明はZn10〜40重量％とTiまたは
T′およびBeを0.05〜３重量％含有し、残部が本
質的にCuよりなるワイヤ放電加工用電極線であ
る。
Znは従来からCu−35重量％ZnなどとしてCu
（タフピツチ鋼）に比べて高強度でかつ放電加工
速度を速めるのに効果があり、また合金線の強度
上昇にも寄与するものである。
この発明において上記のようなZnの使用量を
10〜40重量％とするのは、10重量％未満では放電
加工速度の改善効果が十分でなく、また40重量％
以上では冷間加工性を害し、該加工物の表面状態
に肌荒れを生じやすいためである。
次にこの発明において0.05〜３重量％使用する
TiまたはT′およびBeの効果について説明すると、
まず、
(1) 強度の一層の改善がなされること。
TiまたはＴおよびBeを用いることにより、
強度がさらに増大しこのためますます細線化さ
れたりした場合（ワイヤが細い方が精度を良好
にできる）でも強い張力を付与して加工でき
る。従つて肉厚の被加工物を加工してもワイヤ
のたるみを生じさせないようにすることがで
き、精度が向上する。
(2) 強度を維持して直線性をも改善できること。
近年ワイヤカツト放電加工機の機構にも種々
改善がなされ、自動結線が可能な装置が増加し
てきた。この場合使用するワイヤがリールから
引出された時、直線形状であることが望まれ
る。
このため適当な熱処理を行うことにより若干
の強度の低下を犠牲にして直線性を得やすいよ
うにする方法を考えると、この発明の電極線に
おける合金材料は、TiまたはＴおよびBeを含
有させることにより、このような熱処理によつ
ても高強度が得られ、かつ直線性が得られやす
いのである。
(3) 放電加工速度の改善ができること。
ワイヤカツト放電加工では加工速度の向上に
も大きな期待が持たれている。
この発明で用いる合金材料はZnとTiまたは
T′およびBeの併用と相俟つて放電特性を安定
化し、加工速度を一段と促進させることができ
るのである。
なおこの発明の電極線を製造するに使用する
合金材料においては、該材料中に不純物として
のAg，Sn，Al，Mg，Ni，Si，Feなどの元素
や脱酸剤として働らく元素などが不可避的に混
入する量程度ならば含まれていても差支えな
く、またこれらの元素が５重量％以内の範囲で
あれば却つて強度上昇などの改善に効果を発揮
して好ましい場合もあり得る。
以上詳述したようにこの発明のワイヤカツト放
電加工用電線は、その材料中にTiまたはT′およ
びBeをZnとともに含有させたことによつて、強
度が改善され、かつ直線性も向上でき放電加工時
の加工速度もさらに改善することができて、種々
の被加工物を加工するための電極線として非常に
有用である。
次にこの発明を実施例により詳細に説明する。
実施例
Cuをアルゴンガス雰囲気中にて高周波溶解し、
これにZnを電気亜鉛単体の形で投入添加しした
のち、TiまたはT′およびBeを夫々Cu−15％Ti母
合金、あるいはCu−20％Be母合金の形で添加し、
第１表に示す組成の合金鋳魂を得た。
これを軽く面剥したのち、熱間圧延により８mm
φの荒引線とし、直ちに冷却した。
なお、一部の試料はこの段階で800℃から水焼
入れした。
しかる後に冷間伸線と２度の中間焼鈍を実施し
て直径0.20mmφと0.25mmφの線材とした。
さらにこれを600℃の管状炉中を直線形状で通
過させ、冷却後巻取りワイヤカツト放電加工用電
極線とした。
従来例としては黄銅線（Cu−Zn合金）を、お
よび比較例としてはこの発明の請求の範囲外の組
成の電極線を用いた。
なお第１表には伸線加工性についても記載し
た。
This invention relates to a wire cut electrode wire for electrical discharge machining that has high strength, linearity, and improved electrical discharge machining speed. The present invention relates to a wire cut electrode wire for electric discharge machining, in which the remainder is essentially Cu. The wire-cut electrical discharge machining method involves generating electrical discharge between the workpiece and a linear machining electrode (hereinafter simply referred to as electrode wire), and moving the electrode wire and workpiece relatively. This method cuts a workpiece into a desired shape, and is a conventional method. In this wire cut electrical discharge machining method, a long wire with a diameter of 0.05 to 0.25 mm is usually prepared as a linear electrode wire, and new wires are sequentially supplied to the electrical discharge machining area. In electrical discharge machining, the quality of the electrode wire used has a direct and significant effect on machining speed, machining accuracy, and surface quality of the workpiece surface, so there is a strong demand for the use of suitable materials. . In general, the requirements for this electrode wire are: (1) Machining speed: Since the wire cut electric discharge machining method generally does not necessarily have a fast machining speed, it must be possible to increase the machining speed even a little. (2) Dimensional accuracy and surface quality of the workpiece: It must be possible to process the workpiece with good dimensional accuracy and without causing surface roughness. (3) Workability: If the electrode wire breaks during cutting work, workability will be significantly impaired, so the occurrence of breakage during this work should be low. Also, automatic wiring is easy to perform. (4) Price: As mentioned above, the electrode wire is a consumable item, so it should be inexpensive. etc. are listed. To further explain the above requirements for the electrode wire, the machining speed can be increased if a sufficiently stable electrical discharge is generated between the electrode wire and the workpiece, but conventionally the machining speed cannot be increased. Electrode wires that can be used often cause roughening of the surface of the workpiece. In addition, in order to obtain the dimensional accuracy of the workpiece, it is necessary to maintain the dimensional accuracy of the diameter of the electrode wire and to apply sufficient tension to ensure that the electrode wire is used in a taut state.
It is required that the wire is hard to break under this tension. Next, regarding surface properties such as surface roughness, it is necessary to generate a uniform and stable electric discharge. Conventionally, it was difficult to satisfy both machining speed, dimensional accuracy, and machined surface condition, so we developed a system that specifically satisfies these aspects. It is hoped that an electrode wire that will In addition, wire breaks during cutting work are caused by short circuits, uneven discharge, and applied tension between the electrode wire and the workpiece, so the dimensional accuracy of the electrode wire itself and stable discharge performance are important from these points of view. , high tensile strength is required. In addition, in recent years, many machines equipped with automatic wiring devices have come into use, but in order to increase the efficiency of automatic wiring work, it is important to have high strength and excellent linearity. . In addition, the alloy raw materials are inexpensive to avoid high prices, and 0.05
It is also necessary to have good wire drawability into thin wires up to 0.25 mmφ. Conventionally, copper wire, brass wire (Cu-30%Zn), tungsten wire, etc. have been used as electrode wires for wire-cut electrical discharge machining, but these do not necessarily meet the above requirements in the following points. Nakatsuta. That is, copper wire has drawbacks such as not having very high strength, being easily broken, and being generally inferior to brass wire in terms of processing speed. Furthermore, although the processing speed of brass wire is improved over copper wire, it is still not sufficient, and the dimensional accuracy and surface condition of the workpiece cannot necessarily be said to be good, and furthermore, the wire drawability is inferior to copper wire. In addition, it has other drawbacks such as not being necessarily satisfactory in terms of workability. Furthermore, tungsten wire has the drawback that it is difficult to draw and, although it is an effective material, it does not have very good electrical discharge machinability. It has also been proposed to add Al or Mg to improve the conventional Cu-Zn alloy electrode wire. (2) Further linearity for automated wire connection; (3) Further improvement in electrical discharge machining speed. . In addition, wire rods with composite structures have also been proposed,
It has had problems such as it is difficult to satisfy both high strength and processing speed, and it is difficult to process. The present invention has been made as a result of various studies in view of these problems, and has resulted in the creation of an electrode wire that can satisfy the above-mentioned points. That is, this invention combines 10 to 40% by weight of Zn and Ti or
This is an electrode wire for wire electrical discharge machining containing 0.05 to 3% by weight of T' and Be, with the balance essentially consisting of Cu. Zn has traditionally been used as Cu-35wt%Zn, etc.
It has higher strength than (tough pitch steel) and is effective in increasing the speed of electrical discharge machining, and also contributes to increasing the strength of the alloy wire. In this invention, the amount of Zn used as described above is
The reason for setting it as 10 to 40% by weight is that if it is less than 10% by weight, the effect of improving the electrical discharge machining speed will not be sufficient, and if it is 40% by weight.
This is because the above-mentioned conditions impair cold workability and tend to cause roughness on the surface of the workpiece. Next, in this invention, 0.05 to 3% by weight is used.
To explain the effects of Ti or T′ and Be, first, (1) further improvement in strength is achieved. By using Ti or T and Be,
Even if the strength is further increased and the wire is made thinner (the thinner the wire, the better the accuracy), it can be processed by applying strong tension. Therefore, even when processing a thick workpiece, it is possible to prevent the wire from sagging, and accuracy is improved. (2) Strength can be maintained and linearity can also be improved. In recent years, various improvements have been made to the mechanisms of wire-cut electric discharge machines, and the number of devices capable of automatic wire connection has increased. In this case, it is desirable that the wire used has a straight shape when pulled out from the reel. Therefore, considering a method of making it easier to obtain linearity by sacrificing a slight decrease in strength by performing appropriate heat treatment, the alloy material in the electrode wire of the present invention may contain Ti or T and Be. Therefore, even with such heat treatment, high strength and linearity can be easily obtained. (3) It is possible to improve the electrical discharge machining speed. There are also great expectations for improving machining speed in wire cut electrical discharge machining. The alloy material used in this invention is Zn and Ti or
Together with the combination of T' and Be, the discharge characteristics can be stabilized and the machining speed can be further accelerated. Note that the alloy material used to manufacture the electrode wire of this invention contains elements such as Ag, Sn, Al, Mg, Ni, Si, and Fe as impurities and elements that act as deoxidizers. There is no problem even if these elements are contained in an amount that is unavoidably mixed, and it may be preferable if these elements are contained in a range of 5% by weight or less, since they are effective in improving strength and the like. As detailed above, the wire cut electric wire for electric discharge machining of the present invention has improved strength and linearity by containing Ti or T' and Be together with Zn in the material, and can be used for electric discharge machining. The processing speed can also be further improved, making it very useful as an electrode wire for processing various workpieces. Next, the present invention will be explained in detail with reference to examples. Example: Cu is melted by high frequency in an argon gas atmosphere.
After adding Zn in the form of electrolytic zinc alone, Ti or T' and Be are added in the form of Cu-15%Ti master alloy or Cu-20%Be master alloy, respectively.
An alloy cast soul having the composition shown in Table 1 was obtained. After lightly peeling the surface, it was hot rolled to 8mm
It was made into a rough line of φ and immediately cooled. Note that some samples were water quenched at 800°C at this stage. Thereafter, cold wire drawing and two intermediate annealing were performed to obtain wire rods with diameters of 0.20 mmφ and 0.25 mmφ. Furthermore, this was passed in a straight line through a tube furnace at 600°C, and after cooling, the wire was wound and cut into an electrode wire for electric discharge machining. As a conventional example, a brass wire (Cu--Zn alloy) was used, and as a comparative example, an electrode wire having a composition outside the scope of the claims of the present invention was used. Note that Table 1 also describes wire drawability.
【表】
上記で得られた電極線について放電加工速度、
引張り強度などをテストした結果は第２表の通り
である。[Table] Electrical discharge machining speed,
The results of tests such as tensile strength are shown in Table 2.
【表】
上表から、この発明の電極線はワイヤ放電加工
速度にすぐれた、また高張力付与に有利な高強度
を有し、かつ直線性にすぐれているため自動結線
も容易であることが認められた。
以上説明したように、この発明によれば、黄銅
にTiまたはTiおよびBeを一定量含有させたの
で、合金強度がさらに一段と高まり、電極線を細
線化しても大きい抗張力が得られると共に、熱処
理されても電極線の高強度を維持しつつ十分な直
線性を得ることができ、さらに、被加工物との間
で均一かつ安定した放電を発生させることができ
るので、放電速度の増大と被加工物の表面の肌荒
れ防止を図ることができるという重量効果を奏す
る。[Table] From the above table, it can be seen that the electrode wire of the present invention has excellent wire electrical discharge machining speed, high strength that is advantageous for applying high tension, and excellent linearity, so automatic wire connection is easy. Admitted. As explained above, according to the present invention, since the brass contains a certain amount of Ti or Ti and Be, the alloy strength is further increased, and even when the electrode wire is thinned, a large tensile strength can be obtained, and it is possible to It is possible to obtain sufficient linearity while maintaining the high strength of the electrode wire even when the wire is being machined, and also to generate a uniform and stable discharge between the workpiece and the workpiece, increasing the discharge speed and improving the workpiece. It has a weight effect that prevents the surface of objects from becoming rough.