JPS61136734A - ワイヤ放電加工用電極線およびその製造方法 - Google Patents

ワイヤ放電加工用電極線およびその製造方法

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JPS61136734A
JPS61136734A JP59259459A JP25945984A JPS61136734A JP S61136734 A JPS61136734 A JP S61136734A JP 59259459 A JP59259459 A JP 59259459A JP 25945984 A JP25945984 A JP 25945984A JP S61136734 A JPS61136734 A JP S61136734A
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高山 輝之
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    • 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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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (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、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、および、その製造方法に関するもの
である。
「従来の技術」 第1図(六一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に予め開は九ス
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を挿通方向と直向する方向に移動させることに
よ〕、移動軌跡に沿って被加工物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から連続的に送シ出され、被加工
物10両側のコロ5を通って巻き取シリール6に巻き取
られるとともくいこの巻き取シリール6とコロ5との関
に配されるテンションローラ7によって張力を調整され
るようになっている。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
の除央等を行なうようになっている。
従来、このようなワイヤ放電加工に使用される電極@3
としては、1径0.OjtmCミリメートル)〜0.3
鴫程度0銅線、黄銅線CCu 4 J″チ、zn3!−
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。
「発明か解決しようとする問題点」 ところで、これらの電極@3は、放電加工中、約300
℃の高温に熱せられ、電極素材自体く大きな熱的負担か
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ョンローラフの張力調整時
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)か高いことか要求されている。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かある。ま九、黄銅線は
、室温での引張強度か銅線のλ程度度の強さであるが、
300C@後の高温強度は銅よシわずかKAい程度でア
シ、加工速度を上げようとすると、やはり断線する傾向
かある。さらにタングステン線、モリブデン線は高温強
度は高いか、伸線加工性か悪く、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かあつ九
「問題点を解決するなめの手段」 本発明のワイヤ放電加工用電極線は、従来の電極線にお
ける前述の問題点を解決するためKなされ九もので、1
0〜70チの複機率で銅を被覆し光調被覆鋼線の外周面
VCO,/μm(ミクロンメートル)以上、/jμm以
下の厚さの銅−亜鉛合金層を設は表4のである。
また、本発明のワイヤ放電加工用電極線の製造方法は、
銅被覆線の外周面に電気亜鉛めつきKよって亜鉛層を形
成した後、これらに熱処理を施して銅被覆線と亜鉛層と
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方法、および銅被覆鋼線の外周面
に#融亜鉛めっきに工っで、銅−亜鉛合金層と、この外
側を覆う亜鉛層とを形成した後、これらに伸線加工を施
す工程と、熱処理を施して鋼−亜鉛合金層を発達増加さ
せて亜鉛層を完全に銅−亜鉛合金層に変化させる工程と
を行なう方法である。
前記ワイヤ放電加工用電極線において、銅被覆鋼線の銅
の被覆率か70チ未満であると、導電率か低くなるため
、放電性能が低下し【加工速度か上がらず、70%よシ
大きいと、高温強度か低くなるため、張力を上げfc場
合に断線しやすくなる。
まな、銅−亜鉛合金層か存在しないと、銅地か露出して
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−亜鉛合金層の厚さか0.12m未満で
あると、十分な放電性能か得られず、加工速度の増大効
果か得られないか、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か大となり、加工精度か悪く
なる。
銅−亜鉛合金層の厚さが75μmよシ厚いと強度低下が
生じて断線しゃすくなり、tた熱処理時間か長くなった
カ設備費か高くつくなど経済的に不利になる。
「実施例」 以下、本発明の詳細な説明すると、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@11が芯材
とされ、その外周面に0.7μm〜/J’μmの範囲の
ほぼ一定の厚さで銅−亜鉛合金層12が設けられ、全体
の直径が約0.2ffi111に形成され叱ものである
前記銅−111i覆鋼線11は、いわゆる鋼@あるいは
鉄線合金鋼線等の鋼線に10〜70%の被覆率で銅を複
核してなるものである。九だし、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o、lAy雪の直径を有する鋼種
覆鋼線を塩化亜鉛浴(/1中に塩化亜鉛≠21(ダラム
)、塩化アンモニウム210tを含有する水溶液)中に
浸漬し、電気亜鉛めっき処理を施すことによシ銅複核鋼
線の外周面に所定の厚さの亜鉛層を形成する。次いで、
これら鋼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a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。しかる後にこれらを伸線加工して全体の直径か0.
2 vmになるように仕上げるものである。なお、電気
亜鉛めっき処理の次に伸線加工を行ない、その後に加熱
を行なう順序で製造してもよい。
この上う(して形成されたワイヤ放電加工用電極線は銅
被偵鋼線11を芯材としている九め、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)優れた放を性能を発揮する。さらに、銅−亜鉛合金
層12によって放電・一時における被加工物への銅の付
着か防止される。
また、電気亜鉛めっきによって均一な厚さに設は九亜鉛
層を熱処理によって完全に銅−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〕明確にする。
本実施例では、銅−111i8LfI4線11の銅の被
覆率および銅−亜鉛合金層12の厚さを楕々の値に設定
した直径0.2鴎の放電加工用電極線と、同じく直径0
.2 teaの通常の鋼線および黄銅線(Cu is 
jチ、Zn5r%)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った。
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2011IIIの被加工物(SKD−1
1)から30m角の板材を切υ取る加工を行なりな。こ
のときの加工条件は次のとうりである。
印加電圧   ://(7V(ボルト)パルス時l5J
l   :ON−+j−μg(マイクロセカンド) OF F−4jμS ピーク電流  :10A(アンペア)コン7コンデンサ
容量:0.tμF(マイクロファラッド)加工液   
 :純水 電極線張力   ニアjO9iCグラムフォース)また
、加工速度は、銅線の加工速度(0,I m7分)を基
準として、これを1としたときの比重で表わした。加工
精度は、切シ取った板材の寸法誤差の範囲の広さく最大
値と最小値の差)を狭い順に、ACo、0/m未満) 
、B C0,0/ 〜0.03m) 、C(0,0Jr
xxよシ大)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)(加工速度を上け
ると断線あり)、B(2)(張力を7J″Offより大
きくすると断線あ〃)、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
シ安価にできる場合を○、高価になる場合なXで表わし
た。
第1表 第7表から明らかなように1ワイヤ放電加工用電極線の
うち、被覆率が7θ〜70ts1かつ、銅−亜鉛合金層
の厚さが0. /〜/jμm1 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
ていることかわかる。
なお、直径0. /26■、被覆率60−の銅被覆鋼線
を石材とし、硫酸亜鉛浴(/°を中K ljR!1! 
0./≠モル、硫酸亜鉛0.23モルを含有する水浴液
)で電気亜鉛めっきを施して厚さ22m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
すること罠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シに500℃に加熱され上管状炉中
な通過させる熱処理を行なうととくより得られ九ワイヤ
放電加工用電極線とくついて、前記比較試験と同様の試
験を行なったところ、比較試験における本発明の条件を
溝上す電極線の試験結果と同様に、優れt結果を得るこ
とかできた。
このことから明らかなように1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る工程か、優れ
九品質のワイヤ放電加工用電極線を得るための重−I!
な工程であることかわかる。
次いで、本発明のワイヤ放電加工用電極線を製造する他
の方法について説明する。
この製造方法は、例えば0.4tり瓢の直径を有する銅
被覆鋼線に溶融亜鉛めっき処理(例えば弘!ODK保持
された溶融亜鉛槽を通過させた後、30メツシユ以下に
粉砕され九本炭層を通過させて余剰の亜鉛を絞り落とす
処理)を施して、銅被覆鋼線の外周面に、所定の厚さの
銅−亜鉛合金層と、その外側を緩う所定の厚さの亜鉛層
とを形成し、冷却した後、これらを伸線して全体の直径
を0.2mKする工程と、これらを大気中オーブンで加
熱して鋼−亜鉛合金層を発達増化させ亜鉛層を完全に銅
−亜鉛合金層に変化させる工程とを行なう方法である。
ただし、この製造方法において伸線する工程と加熱する
工程の順序は、どちらが先であってもよい。
この製造方法によると、亜鉛層を形成する時間が電気め
っき処理の場合に比べて短縮されるとともに、溶融亜鉛
めっき処理を施し虎時点で、0.7μm以上の厚さの銅
亜鉛合金層が生成されるから、熱処理時間も短縮され、
製造効率か良いという利点がある。
一方、この製造方法によって、銅の被覆率、および銅−
亜鉛合金層の厚さが種々の値に設定され九ワイヤ放電加
工用電極線を製造し、前記比較試験と同様の試験を行な
つな結果、第1表と同様の結果が得られた。
なお、熱処理をオーブンで行なわずに、200℃IC加
熱され上管状炉中を通過させることKよって行って得ら
れな電極線について、同様の試験を行なつtところ、第
1表とほぼ同様の結果を得ることかできた。つまシ、こ
の製造方法にあっては、熱処理の方法は本質的な条件で
はなく、溶融亜鉛極線を得るt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、本発明によれば次のような優れた
効果を得ることかできる。
■ 70〜70%O被覆率で銅を被覆した銅被覆銅線を
芯材としたので、高い導電率を維持しながら、かつ、高
温強度を高めることかできる。すなわち、断線を防止し
、かつ、加工速度で速めて、放電加工作業の効率を高め
ることかできる。
■ 導電率の良好な鋼被覆鋼線の外周面i、0./μm
以上、75μm以下の銅−亜鉛合金層を設けたので、放
電性能か向上し、かつ、銅層の表面露出による被加工物
への銅の付着か防止されて、加工精度が高められるとと
もに、加工速度の低下を防止することができる。
■ 累材的に、伸線加工性か良好で、かつ、安価に製造
することができる。
つまり、本発明のワイヤ放電加工用電極線は、鋼、銅、
銅−亜鉛合金の特性か、極めて良好に利用、調整され、
これらの相乗作用によって前記■■■の効果をも得るも
のである。
■ 銅被僅鋼線の外周面に亜鉛層を設け、これらを熱処
理することKよυ、鋼被覆鋼線と亜鉛層との間に鋼−亜
鉛合金層を設は亜鉛層を完全に銅−亜鉛合金層に変化さ
せるようにしたので、厚さの均一な銅−亜鉛合金層か得
られ、これによって放、電性能の安定し九ワイヤ放電加
工用電極線を得ることかできる。
【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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼線に10〜70%の被覆率で銅を被覆してなる
    銅被覆鋼線が芯材とされ、この銅被覆鋼線には0.1μ
    m〜15μmの厚さを有する銅−亜鉛合金層が設けられ
    たワイヤ放電加工用電極線。
  2. (2)鋼線に銅を被覆してなる銅被覆鋼線の外周面に電
    気亜鉛めつき処理を施して亜鉛層を形成した後、これら
    亜鉛層と銅被覆鋼線とに熱処理を施して亜鉛層と銅被覆
    鋼線との間に銅−亜鉛合金層を生成せしめ亜鉛層を銅−
    亜鉛合金層に変化せしめ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。
  3. (3)前記熱処理の前工程あるいは後工程として、伸線
    加工を施すことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。
  4. (4)鋼線に銅を被覆してなる銅被覆鋼線の外周面に溶
    融亜鉛めつき処理を施して銅−亜鉛合金層と、この銅−
    亜鉛合金層の外側を覆う亜鉛層とを形成した後、 (イ)伸線加工を施す工程と、 (ロ)熱処理を施して銅−亜鉛合金層を発達増化せしめ
    亜鉛層を銅−亜鉛合金層に変化せしめる工程と、 を行なうことを特徴とするワイヤ放電加工用電極線の製
    造方法。
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