JPS62203720A - Electric discharge machining method for conductive sialon - Google Patents

Electric discharge machining method for conductive sialon

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JPS62203720A
JPS62203720A JP4565786A JP4565786A JPS62203720A JP S62203720 A JPS62203720 A JP S62203720A JP 4565786 A JP4565786 A JP 4565786A JP 4565786 A JP4565786 A JP 4565786A JP S62203720 A JPS62203720 A JP S62203720A
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JP
Japan
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machining
wire
electric discharge
less
cut
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JP4565786A
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Japanese (ja)
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Takumi Hosoda
細田 巧
Morimichi Tanaka
田中 守通
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

PURPOSE:To promote the high efficiency of machining, by using a brass made wire and setting a specific machining condition, in case of the electric discharge machining for conductive sialon. CONSTITUTION:Wire cut electric discharge machining is performed by using a wire made of brass and setting a discharge current pulse time width to 1.0mus or less, shock coefficient to 6% or less and machining fluid conductivity to about 2mA. In this way, stable and high efficient machining can be performed by setting the electric discharge machining condition, and surface roughness can be decreased small by performing the second cut or the third cut and the like, further a machining alteration layer or a crack can be decreased to a small depth.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックスの中でも高温強度特性耐食性、
耐摩耗性に憂れ、在来の金属材料からなる構造用部品の
代替材料として注目されているサイアロンの放電加工方
法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is a ceramic that has high temperature strength characteristics, corrosion resistance,
The present invention relates to an electric discharge machining method for sialon, which is attracting attention as an alternative material for structural parts made of conventional metal materials due to concerns about its wear resistance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

セラミックスは一般に硬度が高く、脆い難加工材である
ため、加工方法としてはダイヤモンド工具による研削加
工か用いられている。しかし、ダイヤモンド工具の厚耗
が早いこと、高剛性の加工1を用いなければならないこ
と、また直線切断、平面研削あるいは円筒加工等に限ら
れていることから、異形の切断あるいは深孔加工等が出
来ず、複雑形状の製品への適用か大きな課題となってい
る0 このような背景のもとに、放電加工法を適用することに
より複雑形状の加工を可能にし、加工能率を向上させる
ことを目的として導電性セラミックスが開発され、その
加工技術についても研究がなされているが、具体的な加
工方法は確立されていない。
Ceramics are generally hard, brittle, and difficult-to-process materials, so grinding with a diamond tool is used as the processing method. However, diamond tools wear quickly, high-rigidity processing 1 must be used, and processing is limited to straight-line cutting, surface grinding, or cylindrical processing, so irregular-shaped cutting or deep hole processing is difficult. Therefore, it is a big issue whether it can be applied to products with complex shapes.0 Based on this background, we are aiming to make it possible to process complex shapes and improve machining efficiency by applying the electrical discharge machining method. Conductive ceramics have been developed for this purpose, and research has been conducted on processing techniques, but no specific processing method has been established.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような目的で開発された導電性サイアロンの放電加
工に関して、最適な加工方法が確立されておらず、本来
の主目的である複雑形状の加工あるいは加工能率向上の
面では不十分であった。
Regarding electric discharge machining of conductive sialon, which was developed for this purpose, an optimal machining method has not been established, and it has been insufficient in terms of machining complex shapes or improving machining efficiency, which is the original main purpose.

セラミックス業界及び大学、研究機関においても、導電
性セラミックスの開発と併せ、その放電加工性について
も研究が行なわれており、反応焼結5iO1常圧焼結S
in、ZrB2複合焼結体、5iaNa −TiC等モ
関する研究結果が報告されている。しかし、これらの材
料系の放電加工特性は、電気抵抗率、組成、他の特性等
の違いからいずれも一致していない。しかも、ワイヤカ
ット放電加工特性についてはZr1j2複合焼結体に関
してのみ若干の報告がされているに過ぎない。
In addition to the development of conductive ceramics, the ceramics industry, universities, and research institutes are also conducting research on their electrical discharge machinability.
Research results regarding in, ZrB2 composite sintered body, 5iaNa-TiC, etc. have been reported. However, the electric discharge machining characteristics of these material systems are not the same due to differences in electrical resistivity, composition, and other characteristics. Furthermore, there have been only a few reports regarding the wire-cut electric discharge machining characteristics of Zr1j2 composite sintered bodies.

在来の金属材料からなる構造用部品の代替材料として適
用を図るためには、加工中のワイヤ切れか起こらず安定
した加工ができ、かつ鋼あるいは超硬と同等以上の加工
速度が得られることが要求される。
In order to be applied as a substitute material for structural parts made of conventional metal materials, it must be possible to perform stable machining without causing wire breakage during machining, and to obtain machining speeds equal to or higher than those of steel or carbide. is required.

第5図に、−搬にmyt加工する場合の板厚と加工速度
の関係を示す。鋼の場合は板厚500前後で加工速度が
最大となり、ワイヤ径0.2闘σノ場合の最大加工速度
は、板厚IQlfi(/、)とき約10匝/win 、
板厚4QInりとき約1501i+5/win、板厚7
0目のとき約14011m57社北なって1る。導電性
サイアロンの放電加工においても、こct)鋼の加工速
度と同等以上の加工速度?得ることか目標となる。
FIG. 5 shows the relationship between plate thickness and machining speed when performing myt machining in the negative direction. In the case of steel, the machining speed reaches its maximum when the plate thickness is around 500, and when the wire diameter is 0.2 to σ, the maximum machining speed is about 10 mo/win when the plate thickness is IQlfi (/,).
When plate thickness is 4QIn, approximately 1501i+5/win, plate thickness is 7
At 0, it is about 14,011 m57 north. Even in electrical discharge machining of conductive sialon, is the machining speed equivalent to or higher than that of steel? The goal is to obtain.

本発明は、導電性サイアロンの放電加工においT最適な
加工条件を設定することにより、複雑形状の加工が容易
に出来、かつ高能率加工が出来るワイヤカット放電加工
方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a wire-cut electric discharge machining method that allows easy machining of complex shapes and highly efficient machining by setting optimal machining conditions for electric discharge machining of conductive sialon.

〔問題?解決するためり手段〕〔problem? Means to solve the problem]

一般に鋼あるいは超硬りワイヤカット放電加工において
は、ワイヤY陰(マイナス電極、加工物ン陽(プラス)
極として加工を行なうが、導電性サイアロンの場合もワ
イヤ極性は一般的な陰極としている。
Generally, in steel or carbide wire cut electric discharge machining, wire Y negative (negative electrode, workpiece positive electrode)
Although it is processed as a pole, the wire polarity is a general cathode even in the case of conductive sialon.

通常、mv加工する場合は加工液電導度ヲ10〜12m
A程度とし、衝撃係数(以下デユーティファクターとい
う)は10%あるいはそれ以上の領域を使用する。超硬
を加工する場合は加工液電導層?2mA程度とし、デユ
ーティファクターは鋼と同様10%あるいはそれ以上の
領域を使用する。
Normally, when performing mv processing, the conductivity of the processing fluid is 10 to 12 m.
A range is used where the impact coefficient (hereinafter referred to as duty factor) is 10% or more. When machining carbide, do you need a conductive layer for machining fluid? The current is approximately 2 mA, and the duty factor is 10% or more, similar to steel.

導電性サイア四ンの場合は、鋼あるいは超硬りようにデ
ユーティファクター10%あるいはそれ以上の領域を使
用すると放電状態か不安定となり、ワイヤ切れの頻度が
高くなり安定した加工が出来ない。従って、デユーティ
ファクターは10%以下1小さい領域を使用するのが望
ましい。また加工液電導度は超硬の加工と同様に2mA
程度としたほうが充分な放電エネルギーが得られ、安定
した加工が出来る。
In the case of conductive steel, if a duty factor of 10% or more is used, such as steel or carbide, the discharge state will become unstable, the wire will break more frequently, and stable machining will not be possible. Therefore, it is desirable to use a region with a duty factor smaller than 10%. Also, the electrical conductivity of the machining fluid is 2mA, which is the same as in carbide machining.
It is better to obtain sufficient discharge energy and perform stable machining.

本発明は、以上のような条件のもとて放IE電流パルス
時間幅(以下放電パルス幅という) Y:1.0μs以
下の範囲に設定することにより、鋼あるいは超硬と同等
以上の加工速度ン得ることが出来、ワイヤ切れもほとん
どなく安定した加工が出来る。
The present invention achieves a machining speed equivalent to or higher than that of steel or carbide by setting the discharge IE current pulse time width (hereinafter referred to as discharge pulse width) to a range of 1.0 μs or less under the above conditions. This enables stable machining with almost no wire breakage.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.

実施例における導電性サイアロンの組成、製造方法は以
下に示す通りであり、そり物性は第1表に示す。
The composition and manufacturing method of the conductive sialon in Examples are as shown below, and the warpage properties are shown in Table 1.

組成: 90%5ialia+7Y*Os+3Atli
 t:リタイプ−+5AAaOn。
Composition: 90%5ialia+7Y*Os+3Atli
t: Retype-+5AAaOn.

上記サイアロン組成配合物に対し、40vot%TΔ添
加 成形:ボールミル混合後、ラバープレス成形焼結:N、
雰囲気下、常圧焼結 第  1  表 次に本実施例の加工条件は第2表に示す通りである。
For the above SiAlON composition blend, 40 vot% TΔ addition Molding: After ball mill mixing, rubber press molding and sintering: N,
Sintering under normal pressure in an atmosphere Table 1 Next, the processing conditions of this example are as shown in Table 2.

第  2  表 ワイヤ材質は一般的に用いられる黄銅製とし、ワイヤ径
は0.2111のものを使用した。加工物の上方および
下方にてダイヤモンドダイスによってガイドされ、ワイ
ヤには適当な張力を与え、加工物の上方および下方より
加工液?噴出させながら加工を行なう一般的な加工方法
である。
Table 2 The wire material used was brass, which is commonly used, and the wire diameter was 0.2111. The wire is guided by a diamond die above and below the workpiece, and appropriate tension is applied to the wire, and the processing liquid is applied to the wire from above and below the workpiece. This is a general machining method that performs machining while blowing.

なお、第2表に示す放電条件は各板厚毎に、安定して加
工でき、加工速度が最大となる条件を見出し、そり条件
乞もとに選定したものである。
The discharge conditions shown in Table 2 were selected based on the warping conditions after finding the conditions that would allow stable machining and maximize the machining speed for each plate thickness.

以下、実施例における加工結果について説明する0 第1図において、比較的安定して加工できる最大加工速
度は、単位時間当りの切断面積で表わした場合160−
200m5/minが得られており、いずれの板厚にお
いても鋼よりも加工速度は大である。
The machining results in Examples will be explained below. In Fig. 1, the maximum machining speed that allows relatively stable machining is 160 - when expressed in cutting area per unit time.
A processing speed of 200 m5/min was obtained, which is faster than steel at any plate thickness.

第2図において、放電パルス幅が大きいほど加工速度は
増大するが、放電パルス幅か12μs以上の領域ではワ
イヤ切れが起こりや丁くなるため、放電パルス幅は1.
2μs以下の領域を使用した。
In FIG. 2, the machining speed increases as the discharge pulse width increases, but in the region where the discharge pulse width is 12 μs or more, wire breakage is likely to occur, so the discharge pulse width is set to 1.
A region of 2 μs or less was used.

第3図において、デユーティファクターが大きいほど加
工速度は増大する傾向にあるが、休止時間を変えてデユ
ーティファクターケ大きくするよ〕も、放電パルス幅を
大きくしたほうが加工速度σノ変化は、大きく、シたが
って、放電パルス幅のほうが加工速度に与える影響度は
大きい。
In Fig. 3, the machining speed tends to increase as the duty factor increases, but even if the duty factor is increased by changing the pause time, the change in machining speed σ will be less when the discharge pulse width is increased. Therefore, the discharge pulse width has a greater influence on the machining speed.

高能率で安定した加工ケ行なうためには、放電パルス幅
1.0μs以下、デユーティファクターは10%以下、
しかも第3図に示すように6%以下の小さい領域を使用
し、加工液寛導度は2m人程度まで低くすることが望ま
しい。
In order to perform highly efficient and stable machining, the discharge pulse width must be 1.0μs or less, the duty factor must be 10% or less,
Moreover, as shown in FIG. 3, it is desirable to use a small area of 6% or less and to reduce the machining fluid tolerance to about 2 m people.

以上の結果より、放電パルス幅1.0μs以下、デユー
ティファクター76%以下とする本発明のワイヤカット
放電加工方法?見出丁ことが出来た0第4図において、
放電パルス幅を変えても面粗さにはほとんど影響がない
。ここで、板厚が厚いほど面粗さは大きくなっているが
、これは加工速度を速くするために板厚が厚いほど加工
電圧を高くシ、放電エネルギー2大きくしていることに
起因するものである。ワイヤカット放電加工の場合一般
に2ndカツトあるいは3rd力ツト等?行なって仕上
げ加エン行なう方法が用いられるか、本実施例において
も放電パルス幅ケ1.0μs以下、デユーナイフアクタ
−は6%以下の領域において2 ndカットあるいは3
rdカツト等を行なうことにより、面粗キン小さく出来
、加工変質層あるいはクラック深さケ浅くてることが出
来る。
From the above results, the wire cut electric discharge machining method of the present invention has a discharge pulse width of 1.0 μs or less and a duty factor of 76% or less. In Figure 4, the heading page was created.
Even if the discharge pulse width is changed, there is almost no effect on the surface roughness. Here, the thicker the plate, the greater the surface roughness, but this is due to the fact that the thicker the plate, the higher the machining voltage and the greater the discharge energy 2 in order to increase the machining speed. It is. In the case of wire cut electrical discharge machining, is there generally a 2nd cut or a 3rd force cut? In this example, the discharge pulse width is 1.0 μs or less, and the due knife actor is 6% or less, and 2nd cut or 3rd cut is used.
By performing rd cutting or the like, the surface roughness can be reduced and the depth of the process-affected layer or cracks can be reduced.

なお、使用するワイヤ径が本実施例と異なる場合は、そ
りワイヤ径に応じて電流値を選定する。
Note that if the diameter of the wire to be used is different from this example, the current value is selected according to the diameter of the warp wire.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した本発明には次の効果がある。 The present invention described above has the following effects.

イ 放電ハルス幅1.0μs以下、デユーティファクタ
ー6%以下の範囲で放電条件ケ設定し、加工液電導度4
2mA程度とすることにより、安定して高能率加工か出
来る。
B. Set discharge conditions within the range of discharge hull width 1.0 μs or less, duty factor 6% or less, and machining fluid conductivity 4.
By setting the current to about 2 mA, stable and highly efficient machining can be achieved.

口 上記加工条件を用いて加工することにより、一般的
なワイヤカット放電加工機?用い、またワイヤ極性も変
更することなく導電性サイアロンの高能率加工が出来る
Mouth: Is it possible to use a general wire-cut electrical discharge machine by processing using the above processing conditions? Conductive sialon can be processed with high efficiency without changing the wire polarity.

ハ 上記効果により、第3表に示す通り鋼あるいは超硬
と同等以上の加工速度で加工することが出来る。
C. Due to the above effects, as shown in Table 3, it is possible to process at a speed equal to or higher than that of steel or carbide.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は板厚と最高加工速度の関係ン示す図1第2図は
放電パルス幅と加工速度の関係ン示す図第3図はデユー
ティファクターと加工速度の関係Y示す図、第4図は放
電パルス幅と面粗さの関係を示す図、第5図はW4の加
工における板厚と加工。 速度の関係2示す図である。 図面の浄書(内容に変更なし) 第 7 図 第 2 図 ノ貴しス寸噸1つ、isン 悌 3 図 第 4 × パルス幅0ts) 板厚(アア) 手続補正書、零へ゛) G1.6.20 昭和   年   月   日 事件の表示 昭和61年特許願第 45657号 発明の名称 導電性サイアロンの放電加工方法 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所   東京都千代田区丸の内二丁目1番2号補正
の対象 明細書および図面 補正の内容
Figure 1 shows the relationship between plate thickness and maximum machining speed. Figure 2 shows the relationship between discharge pulse width and machining speed. Figure 3 shows the relationship between duty factor and machining speed. Figure 4 shows the relationship between duty factor and machining speed. Figure 5 shows the relationship between discharge pulse width and surface roughness, and Figure 5 shows plate thickness and machining in W4 machining. It is a figure showing relationship 2 of speed. Engraving of the drawings (no changes to the contents) Fig. 7 Fig. 2 No. 1 dimension, isn 3 Fig. 4 × Pulse width 0ts) Plate thickness (a) Procedural amendment, zero) G1. 6.20 Indication of the case 1986 Patent Application No. 45657 Name of the invention Relationship with the Person Who Amended the Electrical Discharge Machining Method for Conductive Sialon Case Patent Applicant Address 2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Contents of the specification and drawing amendments subject to amendment No. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 導電性サイアロンのワイヤカット放電加工において、黄
銅製ワイヤを使用し、放電電流パルス時間幅10μs以
下、衝撃係数6%以下の範囲で加工することを特徴とす
る導電性サイアロンのワイヤカット放電加工方法。
A method for wire-cut electric discharge machining of conductive sialon, characterized in that a brass wire is used in the wire-cut electric discharge machining of conductive sialon, and the machining is performed within a discharge current pulse time width of 10 μs or less and an impact coefficient of 6% or less.
JP4565786A 1986-03-03 1986-03-03 Electric discharge machining method for conductive sialon Pending JPS62203720A (en)

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