JPS61103731A - 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

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JPS61103731A
JPS61103731A JP22616484A JP22616484A JPS61103731A JP S61103731 A JPS61103731 A JP S61103731A JP 22616484 A JP22616484 A JP 22616484A JP 22616484 A JP22616484 A JP 22616484A JP S61103731 A JPS61103731 A JP S61103731A
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JP
Japan
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wire
discharge machining
oxidizing
electric discharge
alloy
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JP22616484A
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English (en)
Inventor
Satoru Takano
悟 高野
Shigeo Ezaki
江崎 繁男
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/08Wire electrodes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ワイヤー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。
(背景技術) ワイヤー放電加工は、被加工体と線杖の加工電極(tt
i極線と称す)との間に、水等の加工液を介して間欠的
な放電を行なわせながら、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膨軟に切断する方法で
あり、例えば各種金型の製造に利用されている。
ワイヤー放電加工用電極線としては、通常直径0.2=
0.3sn17)銅線または一銅線、0.03〜0.1
mmのタングステン線等が使用される。近年、主として
佼れた高速大電流用半導体の出現による加工電源の進歩
と、電気条件の制御により、高い加工速度が得られるよ
うになり、それに伴い加工特性に及ぼす電極線の影響も
大きく現れるようになった。
この観点から、電極線として好適な材料の開発が盛んに
なっている。
例えば特公昭519298号C以下、先例1と称す)に
は、高い加工速度が得られる電極線として、5〜40%
Zn、0.1−4%AQ 、残部Cuからなる電極線が
提案されている。同じ目的で、↑、1公昭57−5G4
8号(以下、先例2と称す)には、ZnまたはCdを少
くとも5O9A含む合金からなる金属層で芯が被覆され
た電極線が、特開昭58−62730号(以下、先例3
と称す)には、導電性材料製のコアに低融点金属層を被
覆し、さらにその上に半導体効果を有する非金属製薄膜
を有する電極線が提案されている。
ワイヤー放電加工用電極線材料としては、■断線せずに
高い放電加工速度が得られること、■加工精度、特にコ
ーナー加工での高い精度を得るために高い張力での放電
加工が可能なこと、■製造コストが安価であることが要
求される。高速のワイヤー放電加工では、加工溝内で電
極成分が被加工体上に転移し、加工溝内面に大量に何首
する現象がしばしば発生する。多くの加工機は、著しい
短絡発生時に加工溝を経由しての線の位置の後退をさせ
る機能を有している。上記の何首現象はこの動作の大き
な障害となる他、一般に付着の大きい電極線はど最高加
工速度が小さくなり、そのためこの付着が少ないことも
重要な要求特性となる。
上述の先例1.2および3はこれらの特illの同士、
を目的としているが、次のような欠点をイ1している。
引例1で提案されているAΩを合巻する黄銅からなる電
極線は、高温での強度が優れているため高い張力での期
ド[がII)能であるが、得られる加工速度は、高々通
常の黄銅線の1.1倍に過ぎない。先例2および3に提
案されている電極線は、Zn等の軟かい金属または合金
属を何するために、最高加工速度は通常の黄銅線の1.
3倍以上が可能であるけれども、Zn等の低融点金属層
の存在のために引張強さが低下してしまい、加工時にか
けられる張力も低くなる。
従って全長に亘り均一に前述の放電加工要求特性が優れ
た電極線を容易にかつ安価に製造する方法が要望されて
いた。
(発明の開示) 本発明は、上述の事情に鑑み成されたもので、放電加工
速度が高く、かつ高い張力での放電加工が可能なワイヤ
ー放電加工用1a極線を容易にかつ安価に製造する方法
を提供せんとするものである。
本発明の第1の発明は、Zn20〜40%を含有するC
u−Zn系合金線をCuをほとんど酸化せず、かつ亜鉛
を酸化する雰囲気中で加熱して、線表面に酸化亜鉛を主
成分とする被膜を形成することを特徴とするワイヤー放
電加工用電極線の製造方法である。
本発明の第2の発明は、上述の第1の発明による被膜形
成後、伸線することを特徴とするワイヤー放電加工用電
極線の製造方法である。
本発明においてCu−Zn系合金線とは、Zn2G〜4
0%を含有するCu−Zn合金、又はこれに例えばAn
 + S i+ Z rl T i等の引張強さ、特に
高温強度を向上する添加元素を加えた合金より成る線を
意味する。
本発明においては、このようなCu−Zn系合金線の表
面に所望の被膜を形成させるため%CUをほとんど酸化
せず、か・っZnを酸化する雰囲気中で加熱処理を施す
。その雰囲気はCu−Zn系合金線の種類によって若干
変化するが、一般には450゛C以上、より好ましくは
s o o ’c以上で、酸素分圧10=〜10−’気
圧、より好ましくは10−4〜101気V1である。加
熱時間は、」を述のより好ましい温度範囲、酸素分圧範
囲である500℃以上、10−’〜IF’気圧で、一般
には45分以上が7姿である。4度、酸素分圧、時間が
Cu−Zn系合金の酸化に及ぼす影響は複雑、であり、
例えば85%Cu−35%Zn合金を人気中500℃で
加熱処理した場合、30分では被膜が薄い上に被膜中の
Cuの酸化物の比率が高く、24時間ではZnの酸化物
の比率が増加するが、被膜が剥離し易くなる。一般的に
450℃未溝または間を要し、実用上高い放電加工速度
を有する電極線は得られない。この観点からは温度は高
い方が好ましいが、高過ぎると被膜が剥離し易くなる。
この被膜が剥離し易くなる温度は65%Cu−35%Z
n合金では約650℃であるが、G5%Cu −33,
7%Zn−1%Affi−0,5%Siでは750℃で
もコノ現象が発生しない。酸素分圧がI O−’気圧を
越えると、dii述したように、かえって被膜の形成速
度が低下したり、被膜中のCuの酸化物の比率が増加し
、高い放電加工速度を有する電極線が得られなくなる。
また加熱時間45分未満では、一般には所望の厚さの被
膜は形成され難い。
電極線としての皮膜厚は0.0Iμ未構では放電加工速
度が被膜のない場合の1.1倍を越えることがなく、2
μ以上ではワイヤーへの給電や、液加]二物との位置を
検出するための接触検知が困難になる。より好ましくは
0.05〜0.5μであり、この範囲のZnの酸化物を
主成分とする被膜では、一般に放電加工速度で被膜のな
い場合の1.2倍を越え、しかも給電、接触検知に影響
を与えない。
雰囲気中の酸素以外のガスはN2、ケロシン、真空等、
非酸化性あるいは還元性ガスでも影響はない。Znは水
素等の還元性ガス中でも酸素かあれば酸化が進行する。
このような雰囲気下で形成された被膜の組成は複雑であ
り、特に本発明のより好ましい実施法である酸化処理後
伸線を行う方法では、被膜中への伸線潤滑剤の含浸で多
量のCを含むようになる。
全被膜中の酸化亜鉛と、Cu+ ZnおよびC++の酸
化物の和の比(ZnO/Cu+Zn+CuO+CuzO
)が50%以−ヒであれば、高い放電用」速度が得られ
る。
本発明で述べる酸化亜鉛を主成分とする被膜とは、この
ような被膜を意味するものである。
次に、放電加工は数μm−1n数μmのギャップでの微
小な過渡的な放電の繰返しによる加」、であり、訂細な
機構の解明は困難であるが、本発明により形成される酸
化亜鉛を主成分とする被膜の存在により、表面の仕事函
数が低下して、比較的低い温度で高い電流密度の放電を
Ill能にすること、亜S++の消イオン効果によりt
、!続的な放電の発生を防止、すること、接触抵抗の増
加による液加に物との軽い短絡II;)の過大な電流発
生の防止等により、放電加工時の極間電圧および加り電
流が著しく安定する効果を生じさせると推定される。又
被加工物への電極成分の付着は、上記先例1による電極
線を    J使用して加工溝が何首物でほとんど埋ま
るような条件でも、非常にわずかである。最高放電加工
速度は、通常の黄銅線に比し、20〜50%向上させる
ことができる。
この酸化処理後電極線として十分な引張強さを保育する
場合は、そのまま放電加工用電極線として使用される。
本発明の第2の発明において行なわれる被膜形成後の伸
線は、上述の酸化処理時に軟化した線を加工硬化し、ワ
イヤー放電加工時の張力を高くとれるようにするためで
ある。又伸線は被膜の表面に存在する酸化被膜の粉末(
カス)を除去するか、又は固若させる働きをする。
上述の酸化処理で得た被膜は伸線後薄く伸ばされ、相当
度保持される。ただし、伸線の総断面減少率はGo−9
9,5%が好ましり、60%未構では高い引張強さが得
られない上に表面が粗<、99.5%以上では、被膜が
ほとんど消失し、いずれも高速、高精度のワイヤー放電
加工が行えない。
なお、本発明は上述の酸化処理と伸線を複数回繰返して
も良い。
(実施例) Zn 35%を含存する各種サイズの黄銅線を、表1に
示す各種雰囲気および処理条件で酸化処理して変色した
被膜を形成させた。
最終サイズ(0,2@■φ)で処理したちの以外の線は
、処理後伸線して0.200±0.001−■φの線と
した。
表1に示す比較例の階9〜階13は本発明方法の規定範
囲外の処理条件で処理したものである。
得られた0、2■■φの線を電極線として下記条件でワ
イヤー放電加工を行なった。
放電加工条件 加工液比抵抗    2.5XIO’Ω・c11パルス
幅      1,5μSee。
休止時間      2.0μsec。
電源電圧      120v コ/デンサ容量   2.1μF 加工電圧      40〜45V 加工液圧5カ      −ヒノズル  5 kg/c
m’下ノズル  5 kg/cm’ ワイヤー送り速度  25雪−/see加工送加工度 
   断線しない最大値に設定被加工物      厚
さ60@鵬の5KI) −10材放電加工時の最高放電
加工速度は表1に示す通りである。
表  1 表1より本発明による1Jul−Na8は、比較例の階
9〜階13に比べ、放電加工速度が18〜72%大きい
ことが分る。
(発明の効果) 上述のように構成された本発明のワイヤー放電加工用電
極線の製造方法は次のような効果がある。
(イ) Zn20〜40%を含イ1゛するCu−Znn
会合全線Cuをほとんど酸化せず、かつZnを酸化する
雰囲気中で加熱するため、線表面のCuの酸化物の形成
が極めてわずかで、vL膜は酸化亜鉛−が主成分となり
、全長に血り均一で適切な厚さく例、0.01〜2μm
)の被膜が得られるので、ワイヤー放電加工時、詳細な
機構は明らかでないが、極間電圧および加工電流が著し
く安定し、又被加工物への電極成分の付着が少ないため
、放電加工速度が大で、全長に亘り放電加工特性の優れ
た電極線を製造し得る。
((1)上述の酸化処理は酸素分圧を調節するのみで熱
処理と同様に行ない得るため、製造が8昌で、かつ製造
コストが安い。
(ハ)本発明の第2の発明で′は、上述の被膜形成後、
伸線するため、酸化処理時に軟化した線を加工硬化し、
引張強さを向にするので、高い張力での放電加工が可能
な電極線を製造し得る。
又この場合、←)項と同じ理由により、酸化処理と伸線
性向上のための熱処理の兼用も可能であるため、安価に
製造し得る。
又上述の伸線により、線表面の被膜の粉末(カス)を除
去するか又は固着し、表面を平滑化するため、放電を安
定化し、放電加工速度を一層向上する。
手  続  補  正  書 1、事件の表示 昭和5e年特許願第228184号 2、発明の名称 ワイヤー放電加工用電極線の製造方法 3、補正をする者 名 称(213)   住友電気工業株式会社代表者社
長 用上哲部 4、代理人 6、補正の対象 明細書中、発明の詳細な説明の欄。
7、補正の内容 明細書、第5頁、第13行目、第14行目、「意味する
。」の次(次の行)に、次の文を挿入する。
「放電加工用電極線の芯材としては、それ自体ワイヤー
放電加工性の良いものであることが好ましい。これは放
電による芯材の露出と露出した芯材表面での放電による
液加」二物の加工が避けられないためである。その意味
で、従来広く使用されているCu fi5%−Zn 3
5%合金合金適である。Cu−Zn系合金では、一般に
Znfi度が高い方が放電側−[にとうてより好ましい
が、Zn4o%を越えると伸線加工が困難であり、工業
的に利用できない。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Zn20〜40%を含有するCu−Zn系合金線
    をCuをほとんど酸化せず、かつZnを酸化する雰囲気
    中で加熱して、線表面に酸化亜鉛を主成分とする被膜を
    形成することを特徴とするワイヤー放電加工用電極線の
    製造方法。
  2. (2)Zn20〜40%を含有するCu−Zn系合金線
    をCuをほとんど酸化せず、かつZnを酸化する雰囲気
    中で加熱して、線表面に酸化亜鉛を主成分とする被膜を
    形成し、しかる後伸線することを特徴とするワイヤー放
    電加工用電極線の製造方法。
  3. (3)被膜形成後の伸線の総断面減少率が60〜99.
    5%である特許請求の範囲第2項記載のワイヤー放電加
    工用電極線の製造方法。
JP22616484A 1984-10-27 1984-10-27 ワイヤ−放電加工用電極線の製造方法 Pending JPS61103731A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4924050A (en) * 1988-03-26 1990-05-08 Berkenhoff Gmbh Wire electrode for use in spark-erosive cutting
FR2679806A1 (fr) * 1991-08-02 1993-02-05 Trefimetaux Electrode en alliage de cuivre a hautes performances pour usinage par electroerosion et procede de fabrication.
KR100345958B1 (ko) * 1999-11-09 2002-08-01 고려제강 주식회사 지르코늄이 함유된 와이어 방전가공용 전극선과 그 제조방법

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KR100345958B1 (ko) * 1999-11-09 2002-08-01 고려제강 주식회사 지르코늄이 함유된 와이어 방전가공용 전극선과 그 제조방법

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