JPS6254627A

JPS6254627A - セラミツクス製給電材

Info

Publication number: JPS6254627A
Application number: JP60193041A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Mannami; 和夫万波; Shotaro Okumiya; 奥宮　正太郎
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1985-09-03
Filing date: 1985-09-03
Publication date: 1987-03-10

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、ワイヤー放電加工機に使用する給電材（板状
等）に関するものである。

［従来の技術］従来では、超硬合金もしくは超硬合金にＴｉｅ。

ＴｉＮ等を被覆した給電板が使用されている。

［発明の解決しようとする問題点１従来の給電板は以Ｅのような構成をしており、ワイヤー
にこすれて痕がつき易く、又、錆が出て来ると云った欠
点があった。　ＴｉＣ等を被覆した給電板においても、
若干痕がつきにくくはあるが、一度、痕がつくと母地が
超硬合金であり、痕が深くなり易く、かつ錆も発生する
という欠点を有していた。この様に給電板に痕がついた
り、錆がついたり、錆がつくと、ワイヤーとこの給電板
との間に放電が起きてワイヤーが断線し、加工玉不都合
である。特にＺｒＢの様な導電性かつ高硬度セラミック
スを加重すると、これらの高硬度の物質が付着しこの傾
向は顕著である。

［問題を解決するための手段］本発明は、前述の問題連を解決すべくなされたものであ
り１ｔｆｆ、耗性に優れ、錆びない耐久性のあるセラミ
ックス製給電材を提供するものである。

即ち、さらに具体的に望ましくはジルコニウム及び／又
はチタンの硼化物を主成分とし、特には副成分として、
炭化チタン、窒化チタン。

實窒化チタン、炭化硼素、炭化珪素いずれかを、１種又
は２種以トを含み少なくともその場合！Ｔｆ量％（以下
同じ）で１％以り含み、これらの合着が２〜８０％から
なるもので特長づけられた導電性かつ高硬度のジルコニ
ウム及び／又はチタニウムの硼化物焼結体で構成された
セラミックス製給電材である。

本発明に用いる主成分としてのＺｒＢ２又はＴ　ｉＢ７
は粉末としては、酸化ジルコニウム、＃化硼素、カーボ
ン又は、酸化チタニウム、酸化硼素、カーボンの混合物
を高温で反応させることにより得られ１本焼結体の一製
造には、できるだけ高純度のものが望ましく、又、粒径
もできるだけ小さい粉末が望ましい、具体的には、純度
３９％以上、平均粒径１０ＩＬｍ特にはＩＩＬ■以下の
ものである。又、副成分として存在せしめる窒化チタン
、炭化チタニウム、炭窒化チタニウム、ｙＲ化硼素、炭
化珪素等については、焼結体としてそのような化合物と
して所定量存在していればよいので、出発材料としてど
のような形態のものとして配合していてもよいが、Ｌ記
以外の原料を使用した場合には焼結段階で特別な配慮が
必要となるから、通常配合原料として予め調整しておく
のが良い。

これら、窒化チタニウム、炭化チタニウム。

炭窒化チタニウム、炭化タンタル、炭化硼素、炭化珪素
原料は、できるだけ純度が高い方が望ましく通常８９％
以１のものが良い、又、粒径でもできるだけ小さい粉末
が望ましく、通常１０ＩＬ腸さらに好ましくは、　ｔＩ
Ｌ−以Ｆがよい。

原料混合物は通常これらの１種又は２種以上の微粉末を
均一に混合することによって調整するが、粉砕混合を目
的として超微粉砕しても同様である。一般に混合原料の
粒度は１０℃膳以下が、より好ましくは平均粒度は１０
ル履以下にまで十分に調整しておくことである。これら
の粉砕はＳｉＣポールを用いることが適当である。

本発明焼結体は、これらの混合物を例えば黒鉛型に充填
し、真空中又はアルゴン、ヘリウム、−酸化炭素などの
中性或は還元性の雰囲気下でホットプレスするか、上記
混合物をラバープレス成形してから常圧焼成することな
どにより得ることができる。尚、焼成温度は、１７００
〜２２００℃、焼成時間は、試料の大きさにもよるが通
常０．５〜５時間が適邑である。

このような焼結体において、本発明のワイヤー放電加工
機用に使用されるに必要な物性はまず錆びないことであ
るが、その他に高硬度であることであり、そのためには
ビッカース硬度において少なくとも２２００ｋｇ／鵬膳
２以上必要であり望ましくは３０００ｋｇ／鵬膳２以上
である。また導電性としての適切な電気抵抗値は２５℃
のそれとして大体１．ＯＸ　１０−３〜１．ＯＸ　１Ｇ
−５種度である。

この焼結体は、ダイヤモンド等による加工や、導電性に
優れている為放電加工により希望形状に加工し、ワイヤ
ーに触れる部分は円滑な表面に研磨して、給電板とする
。

表面粗さは次のようなものとして表わされるものが適当
である。

即ち、表面粗さ計にて得られた断面曲線から基準長さＬ
を抜き取り、その部分の最大高さを求める。数ケ所の粗
さの算術平均をもってＲｗａｘとする。栄位はｐ量で表
わす、基準長さしは表面粗さにより０．２５〜８ｍ膳で
ある０本発明給′屯板のワイヤーが触れる部分の研磨程
度はＲ■ａｘ　２ｒＪ＃Ｌｍ以下であり、通常好ましく
はｌ鉢ｌ以下のものである。

本発明焼結体としてのφましい具体的な態様について以
下説明する。

即ち、主成分としてはジルコニウム及び／又はチタニウ
ムの硼化物（ＺｒＨ２又はＴｉＢ２）であり、望ましい
副成分は窒化チタニウム（Ｔｉｅ）、炭化チタニウム（
Ｔｉｅ）　、　５’Ｒ窒化チタニウム（Ｔｉ−Ｃ−Ｎ）
、炭化４ｍ素（ＢａＣ）であり、そして最も好ましく必
要なものは炭化珪素（ＳｉＣ）である。

これらにおいて、通常１成分であるＺ　ｒＢ７又はＴｉ
Ｂ、＋は少なくとも主成分として２０％は必要で、通常
４０％以北がよく副成分との関係で選択決定しうる。副
成分は各成分により適切な範囲が異なるが、一般的には
少なくとも１％は通常必要で好ましくは少なくとも２％
以Ｅであり含量としての望ましい範囲は１０〜６０％で
ある。以下各々について具体的にさらに説明する。

まず炭化珪素は少なくとも１％は必要であるが、これは
それ以下では高緻密化が難しくなるので目的とする高硬
度が得られにくく、−万象すぎると、硬度の低下、電気
伝導度の低下等好ましくないからで最大１５％がよく、
望ましくは３〜ｌＯ％である。

窒化チタニウムは、少なくとも３％は必要で、これはそ
れ以下だと高緻密化に特別の技術が必要となり好ましく
なく−１−万象すぎても硬度低下、電気伝導性の低下と
なるからで最大５０％望ましくは５〜４０％である。

炭化チタニウムは少なくとも３％は必要であるがこれは
、それ以下だと高硬度焼結体が得難いからであり、−万
象すぎても電気抵抗大となり給電が悪くなり好ましくな
い、最大５０％であり望ましくは、　５〜４０％である
。炭窒化チタニウムは少なくとも３％は必要であるが、
これは、それ如何だと緻密質な焼結体が得られず。

強度硬度が不足する。−・万象すぎると電気抵抗が大き
くなりすぎて好ましくない、最大ＢＯ％であり好ましく
は３〜５０％である。

炭化硼素は少なくとも５％は必要であるがそれはそれ以
下だとｍ密質な焼結体が得にくく、高硬度、高強度化が
はかれない為である。−万象すぎると、′電気抵抗が増
し、給電が悪くなり好ましくない、最大６０％にとどめ
るべきであり、望ましくは７〜５０％である。

［実施例］実施例１ＴｉＢ２粉末（純度３９％以上）　、　ＢａＧ粉末（純
度合粉砕すべくボットミルを使用しエタノール溶媒中で
ＳｉＣポールを用い３日間粉砕した。得られた粉末をエ
バポレーターでアルコールを除き、十分乾燥の後、平均
粒径ｔＬ１５ｇｍの粉末を得た。この粉末を黒鉛型に充
填し、アルゴン雰囲気下テ３５０ｋｇ／ｃｍ’に加工し
ながら１９５０’Ｃテ３０分間加熱した。得られた焼結
体を放電層−［攻しワイヤー接触面は、研磨加工し、Ｒ
層ａｘ　０．２ル鳳とした。これを給電板として使用し
、同質の焼結体をワイヤー放電加工した所、極めて良好
で耐摩耗性に優れワイヤー断線もなく、耐用が箸しく向
上することが分かった０表１に焼結体の特性と給電板と
しての使用状況の結果を示す。

本ワイヤー放電加工機によりブロックから切り出した。

放電加工の条件は、０．２φのシンチュウワイヤーを用
い電圧１１０Ｖ、電流１２ｍＡ、デユーティ−ファクタ
ーＤが０．３で加工した。

実施例２乃至９実施例１と同様の方杖にょ４１椿鈷休を古、面様の加工
を行なった。ワイヤー接触面はいずれもＲｍａｘ　０．
２〜０．４ｇｍに研磨仕りげを行なった。同様に使用し
たところ良好な結果をもたらした。これらの焼結体の分
析値、物性及び結果をまとめて第１表に示す。

［発明の効果］このようにして得られた本発明のセラミックス製給′市
板は優れた高密度、高硬度、高強度、耐摩耗性、良電気
伝導性を有しており、又錆びない為、給′７１２板とし
て最適である。特に超硬合金や導電性セラミックスをワ
イヤー放電加重する場合、放゛屯後のワイヤーには、こ
れら高硬度の物質が付着する為、放電後のワイヤーに接
する給電板は、特に消耗が著しく、消耗が進むと、ワイ
ヤーの接触不良により給電板とワイヤーとの間で放電が
生じ、ワイヤー断線がたびたび起こり加工が進まなくな
る。又給電板の消耗も加速度的に進む、さらに錆の発生
についても、同様の不都合が生じるが１本発明セラミッ
クス製給電板はこれらの不都合を同時に解決した優れた
ものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性セラミックスからなるワイヤー放電加工機
用セラミックス製給電材。
（２）ビッカース硬度が２２００ｋｇ／ｍｍ＾２以上で
あるセラミックスからなる特許請求の範囲第１項記載の
給電材。
（３）電気抵抗が２５℃で　１．０×１０＾−＾３〜１
×１０＾−＾５であるセラミックスからなる特許請求の
範囲第２項記載の給電材。
（４）セラミックスがジルコニウム及び／又はチタニウ
ムの硼化物を主成分とする焼結体である特許請求の範囲
第１項乃至第３項いずれか記載の給電材。
（５）副成分として炭化珪素を重量％で少なくとも１％
以上含有する特許請求の範囲第４項記載の給電材。
（６）副成分として炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チ
タン、炭化硼素のいずれか１種以上を重量％で１％以上
含有する特許請求の範囲第４項又は第５項記載の給電材
。
（７）副成分の含量が２〜８０％である特許請求の範囲
第５項又は第６項記載の給電材。
（８）副成分の含量が１０〜６０％である特許請求の範
囲第７項記載の給電材。
（９）炭化珪素が３〜１５重量％である特許請求の範囲
第７項又は第８項記載の給電材。
（１０）炭化チタン又は窒化チタンが３〜５０重量％で
ある特許請求の範囲第７項又は第８項記載の給電材。
（１１）炭窒化チタンが３〜６０％である特許請求の範
囲第７項又は第８項記載の給電材。
（１２）炭化硼素が５〜６０％である特許請求の範囲第
７項又は第８項記載の給電材。