JPH0471646B2

JPH0471646B2 -

Info

Publication number: JPH0471646B2
Application number: JP59259459A
Authority: JP
Inventors: Haruo Tominaga; Teruyuki Takayama; Yoshio Ogura; Tetsuo Yamaguchi
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1984-12-08
Filing date: 1984-12-08
Publication date: 1992-11-16
Also published as: JPS61136734A

Description

【発明の詳細な説明】

「産業上の利用分野」本発明は、放電による溶融作用により、被加工
物（加工対象物）を加工するワイヤ放電加工に用
いられるワイヤ放電加工用電極線の製造方法に関
するものである。「従来の技術」第２図は、一般的なワイヤ放電加工法の概略を
説明するものである。この加工法は、被加工物１
に予め開けたスタート穴２に電極線３を挿通し、
この電極線３を挿通方向（第２図では矢印の方
向）に走行させながら、電極線３とスタート穴２
の内壁面との間で放電させ、かつ、被加工物１を
挿通方向と直交する方向に移動させることによ
り、移動軌跡に沿つて被加工物１を溶融させて所
定の形状に加工する方法である。この図におい
て、電極線３は例えば供給リール４から連続的に
送り出され、被加工物１の両側のコロ５を通つて
巻き取りリール６に巻き取られるとともに、この
巻き取りリール６とコロ５との間に配されるテン
シヨンローラ７によつて張力を調整されるように
なつている。また、図示しないが、放電加工部分
には加工液が供されて、電極線３の冷却および加
工屑の除去等を行なうようになつている。従来、このようなワイヤ放電加工に使用される
電極線３としては、直径0.05mm（ミリメートル）
〜0.3mm程度の銅線、黄銅線（Cu65％、Zn35％合
金）、あるいは特殊用途としてタングステン線、
モリブデン線等が用いられている。「発明が解決しようとする問題点」ところで、これらの電極線３は、放電加工中、
約300℃の高温に熱せられ、電極素材自体に大き
な熱的負担が加わる一方、安定放電を維持して加
工精度、加工速度を上げるために行われるテンシ
ヨンローラ７の張力調整時の張力も加わることか
ら高温強度（高温時における引張強度）が高いこ
とが要求されている。しかしながら、銅線は電極
線としての細線への伸線加工性は良いものの、引
張強度が小さく、使用中に断線して放電加工作業
の効率を著しく低下させるおそれがある。また、
黄銅線は、室温での引張強度が銅線の２倍程度の
強さであるが、300℃前後の高温強度は銅よりわ
ずかに高い程度であり、加工速度を上げようとす
ると、やはり断線する傾向がある。さらにタング
ステン線、モリブデン線は高温強度は高いが、伸
線加工性が悪く、かつ、消耗品として使用される
電極線としては高価である等の問題点があつた。本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、
放電加工性が良好で、加工速度が高く、加工精度
が良好で、断線頻度が低く、経済性の面でも優れ
たワイヤ放電加工用電極線を容易に製造すること
ができる方法を提供することを目的とする。「問題点を解決するための手段」本発明のワイヤ放電加工用電極線の製造方法
は、前記問題点を解決するためになされたもの
で、鋼線に10〜70％の被覆率で銅を被覆して銅被
覆鋼線からなる芯材を形成し、この芯材の外周面
に電気亜鉛めつき処理を施して亜鉛層を形成した
後、これら亜鉛層と芯材とに熱処理を施し、亜鉛
層の亜鉛を芯材側に拡散させて鋼線の外方に銅層
を一部残留させた状態でその残留銅層の外方側全
部に銅−亜鉛合金層を生成させるとともに、更に
伸線加工を施して鋼線と残留銅層と厚さ0.1〜15μ
ｍの同−亜鉛合金層とを具備する電極線を形成す
るものである。前記ワイヤ放電加工用電極線において、銅被覆
鋼線の銅の被覆率が10％未満であると、導電率が
低くなるため、放電性能が低下して加工速度が上
がらず、70％より大きいと、高温強度が低くなる
ため、張力を上げた場合に断線しやすくなる。ま
た、銅−亜鉛合金層が存在しないと、銅地が露出
しているため放電性能、すなわち、加工速度が著
しく低下する。さらに、銅−亜鉛合金層の厚さが
0.1μｍ未満であると、十分な放電性能が得られ
ず、加工速度の増大効果が得られないか、もしく
は被加工物（主として鉄鋼材料の場合）の鉄分
と、電極線の銅分とが溶融反応を起こして加工面
に付着する傾向が大となり、加工精度が悪くな
る。銅−亜鉛合金層の厚さが15μｍより厚いと強
度低下が生じて断線しやすくなり、また熱処理時
間が長くなつたり設備費が高くつくなど経済的に
不利になる。「実施例」以下、本発明の実施例を説明すると、第１図に
示すように、このワイヤ放電加工用電極線は、銅
被覆線１１が芯材とされ、その外周面に0.1μｍ〜
15μｍの範囲のほぼ一定の厚さで銅−亜鉛合金層
１２が電極線の最外周部に到達するように設けら
れ、全体の直径が約0.2mmに形成されたものであ
る。前記銅被覆鋼線１１は、いわゆる鋼線あるいは
鉄線合金鋼線等の鋼線に10〜70％の被覆率で銅を
被覆してなるものである。ただし、被覆率とは、
全体の断面積に対する銅部分の断面積の割合を意
味している。このようなワイヤ放電加工用電極線は、次のよ
うな方法で製造される。例えば0.49mmの直径を有
する銅被覆鋼線を塩化亜鉛浴（１中に塩化亜鉛
42ｇ（グラム）、塩化アンモニウム210ｇを含有す
る水溶液）中に浸漬し、電気亜鉛めつき処理を施
すことにより銅被覆鋼線の外周面に所定の厚さの
亜鉛層を形成する。次いで、これら銅被覆鋼線お
よび亜鉛層をオーブンを用いて大気中で加熱し、
銅被覆鋼線と亜鉛層との間に銅−亜鉛合金層を生
成させ亜鉛層を完全に銅−亜鉛合金層に変化させ
る。なお、この熱処理により、銅被覆鋼線の外周
部の銅層に、この銅層の外周側から亜鉛が拡散し
てくるが、銅層の全部に亜鉛の拡散をさせずに銅
層の内周の一部をそのまま残留させるものとする
とともに、その残留銅層の外方は全て電極線の最
外層まで銅−亜鉛合金層を生成させるように熱処
理する。しかる後これらを伸線加工して全体の直
径が0.2mmになるように仕上げるものである。このようにして形成されたワイヤ放電加工用電
極線は銅被覆鋼線１１を芯材としているため、優
れた高温強度および導電率を備え、また、銅−亜
鉛合金層１２の存在により優れた放電性能を発揮
する。さらに、銅−亜鉛合金層１２によつて放電
時における被加工物への銅の付着が防止される。
また、電気亜鉛めつきによつて均一な厚さに設け
た亜鉛層を熱処理によつて完全に銅−亜鉛合金層
に変化させるので、均一な厚さの銅−亜鉛合金層
１２を得ることができる。次いで、実験例を示して、前述したようにして
製造したワイヤ放電加工用電極線の作用効果をよ
り明確にする。本実施例では、銅被覆鋼線１１の銅の被覆率お
よび銅−亜鉛合金層１２の厚さを種々の値に設定
した直径0.2mmの放電加工用電極線と、同じく直
径0.2mmの通常の銅線および黄銅線（Cu65％、
Zn35％）とを各々ワイヤ放電加工に用い、これ
ら各々の放電加工用電極線、銅線および黄銅線に
ついて、加工中における加工速度、加工精度、断
線頻度（高温強度）および経済性を評価する比較
試験を行なつた。この比較試験の結果を第１表に示す。ただし、
放電加工としては、厚さ20mmの被加工物（SKD
−11）から30mm角の板材を切り取る加工を行なつ
た。このときの加工条件は次のとうりである。印加電圧：110V（ボルト）パルス時間：ON→5μs（マイクルセカンド） OFF→5μs ピーク電流：10A（アンペア）コンテコンデンサ容量：0.8μF（マイクロフアラツド）加工液：純水電極線張力：750ｇｆ（グラムフオース）また、加工速度は、銅線の加工速度（0.8mm／
分）を基準として、これを１としたときの比率で
表わした。加工精度は、切り取つた板材の寸法誤
差の範囲の広さ（最大値と最小値の差）を狭い順
に、Ａ（0.01mm未満）、Ｂ（0.01〜0.03mm）、Ｃ（0.03
mmより大）で表わした。断線頻度は、断線回数の
少ない順にＡ（断線なく安定）、Ｂ(1)（加工速度を
上げると断線あり）、Ｂ(2)（張力を750ｇｆより大
きくすると断線あり）、Ｃ（断線頻発）で表わし
た。さらに、経済性は黄銅線の製造コストを基準
としてそれより安価にできる場合を○、高価にな
る場合を×で表わした。

【表】第１表から明らかなように、ワイヤ放電加工用
電極線のうち、被覆線が10〜70％、かつ、銅−亜
鉛合金層の厚さが0.1〜15μｍ、という本発明の条
件を満たすものは、銅線、黄銅線を含む他の電極
線に比べて加工速度、加工精度、高温強度および
経済性ともに優れていることがわかる。なお、直径0.196mm、被覆率60％の銅被覆鋼線
を芯材とし、硫酸亜鉛浴（１中に硫酸0.14モ
ル、硫酸亜鉛0.23モルを含有する水溶液）で電気
亜鉛めつきを施して厚さ2μｍの亜鉛層を形成し、
しかる後にオーブンを用いて大気中で一時間熱処
理して伸線することにより得られたワイヤ放電加
工用電極線と、同じくオーブンの代わりに500℃
に加熱された管状炉中を通過させる熱処理を行い
伸線を行なうことにより得られたワイヤ放電加工
用電極線とについて、前記比較試験と同様の試験
を行なつたところ、比較試験における本発明の条
件を満たす電極線の試験結果と同様に、優れた結
果を得ることができた。このことから明らかなように、本発明の製造方
法においては、亜鉛層を外周面に設けた銅被覆鋼
線に熱処理を施して亜鉛層を銅−亜鉛合金層に変
化させて伸線加工するが、優れた品質のワイヤ放
電加工用電極線を得るための重要な工程であるこ
とがわかる。「発明の効果」以上説明したように本発明方法によれば、以下
に説明するような優れた効果を得ることができ
る。 10〜70％の被覆率で銅を被覆した銅被覆鋼線を
芯材として使用し、熱処理時に芯材の銅層の一部
を残留させるので、高い導電率を維持しながら、
高温強度を高めたワイヤ放電加工用電極線を得る
ことができる。従つて本発明方法により得られた
ワイヤ放電加工用電極線によれば、芯材の銅層に
よる高い導電率を利用して高い電流を流しつつ放
電加工できるので、放電加工時の加工速度を向上
させることができるとともに、芯材の優れた高温
強度により断線頻度も少なくなる。また、導電率の良好な銅被覆鋼線の外周面に、
電極線の最外周部まで到達し、伸線加工後の最終
状態で厚さ0.1〜15μｍの銅−亜鉛合金層を設ける
ので、放電性能が向上し加工速度の低下を防止で
きる。更に、伸線加工後の最終状態で、電極線の
最外周部に到達し、厚さが0.1〜15μｍの銅−亜鉛
合金層を設けるので、放電加工中に銅層が表面に
露出することがなく、銅層の表面露出による被加
工物の加工面への銅の付着を防止できるので、加
工精度が良好になる効果がある。特に被加工物が
鉄鋼材料からなるものである場合に、前述の如く
最外周部に到達する厚さ0.1〜15μｍの銅−亜鉛合
金層が存在すると、被加工物の鉄分と電極線の銅
分とが放電加工中に溶融反応を起こして加工面に
付着することを防止できるので、高い加工精度で
放電加工することができる。なお、銅−亜鉛合金
層の厚さを必要以上に高くしないことで、熱処理
時間の長期化を避けて設備費の上昇を抑え、消耗
品として使用される放電加工用ワイヤ電極線を経
済性の面でも優れさせることができる。即ち、本発明方法によれば、適切な被覆率の銅
被覆鋼線を芯材としてこれに亜鉛めつき処理と熱
処理を施し、更に伸線加工を施して適切な厚さの
最外周部に達する銅−亜鉛合金層を形成するの
で、加工速度と断線頻度と加工精度と経済性の全
ての面において優れたワイヤ放電加工用電極線を
得ることができる。また、本発明方法においては、伸線加工が容易
にできるような組成の合金として銅−亜鉛合金層
を用い、この銅−亜鉛合金層を電極線の最外周部
に到達するように熱処理してから伸線加工するの
で、熱処理による銅−亜鉛合金層の軟質化により
伸線加工性を良好にすることができ、同時に放電
性能を高めることができる。以上のように本発明方法では、10〜70％の適切
な被覆率の銅被覆鋼線を芯材として用いることが
重要であり、この表面に亜鉛層を形成して熱処理
し、芯材外周部に銅層を残留させ全体の最外周部
に到達する銅−亜鉛合金層を形成するとともに銅
−亜鉛合金層の軟質化を行なうことが重要であ
り、更に、伸線加工を施して伸線後に厚さ0.1〜
15μｍの銅−亜鉛合金層を形成することが重要で
あつて、これらの全てを効率良く組み合わせて実
施することにより、放電加工性が良好で、加工速
度が高く、加工精度が良好で、断線頻度が低く、
経済性の面でも優れたワイヤ放電加工用電極線を
容易に製造することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のワイヤ放電加工用電極線の実
施例を示す横断面図、第２図は一般的なワイヤ放
電加工法の概略を説明する概略斜視図である。１１……銅被覆鋼線、１２……銅−亜鉛合金
層。

Claims

【特許請求の範囲】

１鋼線に10〜70％の被覆率で銅を被覆して銅被
覆鋼線からなる芯材を形成し、この芯材の外周面
に電気亜鉛めつき処理を施して亜鉛層を形成した
後、これら亜鉛層と芯材とに熱処理を施し、亜鉛
層の亜鉛を芯材側に拡散させて鋼線の外方に銅層
を一部残留させた状態でその残留銅層の外方側全
部に銅−亜鉛合金層を生成させるとともに、更に
伸線加工を施して鋼線と残留銅層と厚さ0.1〜15μ
ｍの銅−亜鉛合金層とを具備する電極線を形成す
ることを特徴とするワイヤ放電加工用電極線の製
造方法。