JPS62255015A

JPS62255015A - ワイヤ放電加工用電極線

Info

Publication number: JPS62255015A
Application number: JP9774286A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Takayama; 高山　輝之; Haruo Tominaga; 晴夫冨永; Yoshio Ogura; 小椋　善夫; Tetsuo Yamaguchi; 哲夫山口
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1986-04-26
Filing date: 1986-04-26
Publication date: 1987-11-06

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２図は、一般的なワイヤ放電加工法の概略を説明でる
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の内壁面との闇で放電させ、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
は例えば供給り、−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およびガイドダイス８，８を通っ
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ョンロー
５７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去等を行うようになっ
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線３
としては、直径０．０５〜０．３ｓｎ程度の銅線、黄銅
線（銅６５％、亜鉛３５％合金）亜鉛メッキ黄銅線、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。

また、銅ｉＨ［線上に亜鉛メッキを行い、ざらに加熱処
理を施し亜鉛濃度５０％以上の銅−・亜鉛合金層を設け
たものも知られている。

〔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ョンローラ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、
夕張での引張強度が銅線の２倍程瓜の強さであるが、３
００℃前後のｉｇ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、亜鉛メッキ黄銅線の場合、亜鉛による放電安全
性は、増加されるものの、亜鉛メッキ皮膜が存在する分
だけ高温強度パ低下し、加工速度を上げにうとすると、
やはり断線する傾向がある。

また、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った。さらに、
亜鉛濃度５０％以上の銅−亜鉛合金層を有する銅被覆ｔ
ＩＡＰｉｌでは、放電加工時において電極線がガイドダ
イス８，８を通過する際に擦れ、表面が軟質のために摩
耗し、亜鉛粉が大量に発生し、これがガイドダイス８，
８に詰って目詰りを起し、断線しやすくなる不都合があ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のワイヤ放電加工電極線は、従来のワイヤ電極線
における前述の問題点を解決するためになされたもので
、１０〜７０％の被覆率で銅を被覆した銅被覆鋼線の外
周面に１〜１５μｍの厚さにわたって、亜鉛濃度２０〜
４８重量％の銅−亜鉛合金層を設番プたものである。

また、本発明のワイヤ放電加工用電極線の製造方法は、
銅被覆鋼線の外周面に、亜鉛メッキによって亜鉛層を形
成した後、さらに不活性ガス雰囲気中で熱処理を施して
銅被覆鋼線と亜鉛層との間に、亜鉛ＷＪ度が２０〜４８
重ａ％の銅−亜鉛合金層を生成せしめる方法である。

前記ワイヤ放電加工用電極線（以下、ワイヤ電極線と言
う。）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放電性能が安定せず、
また銅地が露出しているため放電性能、寸なわら、加工
速度が著るしく低下し、かつ被加工物への銅の付着が生
ずる。

さらに、銅−亜鉛合金層の厚さが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、鋼鉄材料の場
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った
り設備費が高くつくなど経済的に不利になる。

また、銅−亜鉛合金層の亜鉛濃度を最高値で４８重量％
以下としかつ２０〜４８１缶％とじた理由は、４８重量
％を越えると、合金層が相対的に軟らかくなり、放電加
工中に電極線がガイドダイスを通過するときの擦れによ
り摩耗し、亜鉛粉が多量に発生し、この亜鉛粉がガイド
ダイスに付着し目詰りを起し、断線事故が頻発する。ま
た、２０％未満ではガイドダイスの目詰りは生じないも
のの放電安定性が低下し、加工速度の増大効果が少ない
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を説明すると、第１図に示寸よ
うに、このワイヤ電極線は、銅被覆鋼線１１が芯材とさ
れ、その外周面に１μｍ〜１５μｍの範囲のほぼ一定の
厚さで亜鉛濃度が最高値で４８ｆｌ！ｆｆｉ％以下でか
つ２０〜４８重但％の銅−亜鉛合金層１２が設けられ、
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ｍ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
する胴部分の断面積の割合を意味している。

このようなワイヤ電極線の銅−亜鉛合金層１２をエレク
トロンプローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）で分
析すると、例えば第２図に示すような亜鉛および銅濃度
を有している。図中、実線が銅の、破線が亜鉛の濃度分
布を示す。

このようなワイヤ電極線は例えば次のような方法で製造
される。例えば、０．４９ｓの直径を有する銅被Ｔｎｎ
４線を塩化亜鉛浴（１）中に塩化亜鉛４２Ｑ、塩化アン
モニウム２１０ｇを含有する水溶液）中に浸漬し、電気
亜鉛メッキ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、これら亜鉛
層で被覆された銅被覆鋼線に伸線加工を施して全体の直
径が０．２ｍとしたあと、電気炉内で窒素ガスなどの不
活性ガス雰囲気下で加熱し、亜鉛層を完全に銅−亜鉛合
金層１２に変化させる。銅−亜鉛合金層１２の亜鉛濃度
を目的とする２０〜４８重母％とするための熱処理条件
は、例えば電気炉では３８０℃で１〜２時間程度の加熱
で十分である。

なお、亜鉛メッキ処Ｆｌ！後、上記熱処理を施し、つい
で伸線加工を行う順序で製造してもよい。また亜鉛メッ
キ処理は、溶融亜鉛メッキでもよいことは勿論である。

このようにして形成されたワイヤ電極線は、銅被覆鋼線
１１を芯材としているため、優れた８温強度および導電
率を備え、また銅−亜鉛合金Ｗｉ１２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Ｆｙ！Ｊ１
２によっ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、合金層１２の亜鉛濃度が最高値で４８重量％以下
でかつ２０〜４８重量％であるので、合金層１２が十分
な硬さを持ち、ｆ！Ｉ！胚がわずかでガイドダイス８．
８ので、金属粉による目詰りが防止される。

次いで、実験例を示して、これらワイヤ電極線の作用効
果を明確にする。

本実験例では、鋼被覆鋼線１１の銅の被覆率、銅−亜鉛
合金層１゛２の厚さおよびその亜鉛濃度を種々の値に設
定した直径０．２ｍｔのワイヤ電極と、同じく直径０．
２履の通常の銅線、黄銅線（銅６５％、亜鉛３５％）に
ついて、加工中における加工速度、ｇＩＩＦｊＩの有無
、ガイドダイスの目詰り発生の有無および径流性を評価
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２０ＩＩｌｌ＋の被加工物（ＳＫＤ−１
１）から３０ｍ角の板材を切り取る加工を行なった。こ
のときの加工条件は次のとおりである。

印加電圧：１１０Ｖパルス時間＝ＯＮ→５μ５ＯＦＦ→５゛μＳピーク電流：１０Ａコンデンサ容ｆｆｉ：０．８μＦ加工液二純水電極線張カニ　７５０（Ｊｆまた、加工速度は、銅線の加工速度（０，８ｍ／分）を
基準として、これを１としたときの比率で表わした。

第１表から明らかなように、ワイヤ放電加工用電極線の
うち銅被覆率が１０〜７０％、かつ、銅−亜鉛合金層の
厚さ、が１〜１５μｍ、亜鉛潤度２０〜４８重母％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、断線の有無、ガイドダイス
の目詰り発生の有無、径流性という点ですぐれているこ
とがわかる。

なお、直径０．１９６ｓ＋＋、被覆率６０％の銅被覆鋼
線を芯材とし、硫酸亜鉛洛（１４中に硫酸０゜１４モル
、硫ｍ亜鉛０．２３モルを含有する水溶液）で電気亜鉛
めっきを施して厚さ２μｍの亜鉛層を形成し、しかる後
に、窒素雰囲気中で加熱炉内で１時間加熱することによ
って得られた電極線と、５００℃に加熱され不活性ガス
が満された管状炉内を通過させる熱処理を行なうことに
よって得られたワイヤ電極線とについて、それぞれ前記
比較試験と同様の試験を行ったところ、比較試験におけ
る本発明の条件を満たづ一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。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明ににれば次にＪ：うな侵れ
た効果を得ごことができる。

■　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
強度を高めることができる。

■　導電率の良好な銅被覆鋼線の外周面に、１〜１５μ
ｍの銅−亜鉛合金層を設けたので、放電性能が向上し、
かつ銅層の表面露出による被加工物への銅の付着が防止
されて、加工速度の向上をはかることができる。

Ｏ銅−亜鉛合金層の亜鉛濃度を最高値で４８工岱％以下
でかつ２０〜４８％としたので、ガイドダイスの目づま
りの発生が防止できる。

■　素材的に伸縮加工性が良好でかつ安価に製造するこ
とができる。

■　銅被覆鋼線の外周面に亜鉛層を設け、これらを熱処
理することにより、銅被覆鋼線と亜鉛層との間に、銅−
亜鉛合金層を設け、亜鉛層を完全に亜鉛濃度２０〜４８
重量％の銅−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−亜鉛合金層が得られ、これによって放
電性能の安定したワイヤ放電加工用電極線を得ることが
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図はこの発明のワイヤ放電加工用電極
線の銅−亜鉛合金層の銅、亜鉛の濃度分布を示すグラフ
、第３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なる
銅被覆鋼線が芯材とされ、この銅被覆鋼線には厚さ１〜
１５μｍの銅−亜鉛合金層が設けられ、この銅−亜鉛合
金層の亜鉛濃度が最高値で４８重量％以下でかつ２０〜
４８重量％であることを特徴とするワイヤ放電加工用電
極線。
（２）鋼線に銅を被覆してなる銅被覆鋼線の外周面に亜
鉛メッキ処理を施して亜鉛層を形成した後、不活性ガス
雰囲気中で加熱処理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。
（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。