JPS63221924A

JPS63221924A - ワイヤカット放電加工用ワイヤ電極

Info

Publication number: JPS63221924A
Application number: JP632288A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Ito; 井藤　治彦; Yoshio Shibata; 柴田　美夫; Masato Sakanishi; 坂西　正人
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-01-14
Filing date: 1988-01-14
Publication date: 1988-09-14
Also published as: JPH0249850B2

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】［産業上の利用分野コこの発明は、ワイヤカット放電加工に用いるワイヤ電極
に関するものである。

［従来の技術］一般にワイヤカット放電加工に用いられているワイヤ電
極の電極材としては、直径が０．０５〜０．３ｍｌ１１
の銅、黄銅あるいはタングステン等からなるものがある
。

これらのワイヤ電極を使用した時の放電加工の様子を、
第１図によって説明する。まず、ワイヤ電極（１）に張
力を加え図中矢印六方向に一定速度にて送給させながら
被加工物（２）と対向させる。

次に、ワイヤ電極（１）　と同軸方向に加工液（３）を
吹きかけつつワイヤ電ｆｉ（１）　　と被加工物（２）
の相互間にパルス電圧を加える。これにより、対向した
微小間隙では加工液（３）を媒体として放電が繰返され
、放電時の熱エネルギーによって被加工物（２）を溶融
かつ飛散させてしまう。対向する微小間隙を常に一定に
保ち、放電を継続的に行うためのワイヤ電極（１）と被
加工物（２）の相対移動は、ＸＹクロステーブル（図示
せず）を数値制御する方法が通常とられている。

上記のようにして放電を繰返し、ＸＹクロステーブルを
制御することにより、加工溝（４）が連続的に形成され
る。このようにして任意の形状の加工ができ、一般金型
の抜き、切断等に広く応用されている。

また、ワイヤカットの加工速度は、第２図に示すように
ワイヤ電極（１）に加える張力に対する依存性がある。

すなわち、横軸を加える張力Ｔ（ｇ）、縦軸を加工速度
Ｆ　　（ｍｍ２７分）にとると、図に示すように右上り
の特性があり、張力の大ぎいほど加工速度が速くなるこ
とがわかる。これは、張力が大きくなると、ワイヤ電極
（１）の振動が小さくなって対向微小間隙寸法を均一に
制御することができるようになるためであり、安定した
放電を繰返すことかできる結果、加工速度が速くなるこ
とか確認されている。

［発明が解決しようとする問題点］従来の結晶構造を有する銅や黄銅や鋼等のワイヤ電極（
１）は、それ自体のもつ抗張力の向上には限度かあり、
張力を犬きくとって加工速度を向上することは望めない
。

また、従来の銅や黄銅や鋼等のワイヤ電極（１）を用い
、第３図に示すように、被加工物（２）に対して上から
下に、あるいは下から上に送給して加工を進める時、被
加工物（２）の加工溝（４）の上部あるいは下部に、ワ
イヤ電極（１）の一部が放電により飛散して付着する。

この付着物（５）の主成分は銅や鋼であり、付着状況は
、第３図　（イ）のようにワイヤ電極（１）の前面及び
側面にはなく、後方部に多く付着していることが観測さ
れている。このようなイ」着物（５）が加工面に残るこ
とは、寸法精度を著しく損い、加工エネルギーの大きい
領域では約１０〜１００μｍに及ぶことがある。

さらに加工エネルギーを大きくすると、第４図のように
、付着物（５）か加工溝（４）を埋めてしまうことがあ
る。このような現象は、加工物が抜けおちないこともさ
ることながら、ワイヤ電極（１）と同軸噴流させている
加工液（３）が対向微小間隙に侵入せす、気中放電現象
が発生し、加工速度の低下を来したり、ワイヤ電極（１
）の断線を招くことになる。

これらの付着物（５）の主成分は銅か鉄であるため、こ
れらを除去するには、発煙硝酸のような危険な薬品を除
去作業に用いな番プればならず、作業性が悪くかつ極め
て危険な作業を強いられていたという問題点があった。

以上の如く、従来のワイヤ電極（１）には種々の欠点を
有している。本発明は上記の欠点に鑑みてなされたもの
で、付着物のごく微小な、加工速度の速い、高精度加工
ができるワイヤ電極を提供するものである。

［問題点を解決するための手段コ本発明に係るワイヤカット放電加工用ワイヤ電極は、純
金属または合金を用いたアモルファス金属ワイヤの表面
を加熱することにより、該ワイヤのコア部がアモルファ
ス金属で、表面薄層を結晶金属とし、さらにその表面に
、亜鉛、マグネシウム、錫、鉛、アルミニウム、カー・
ミウムあるいはこれらの合金、のいずれかを被覆材とし
て被覆したことにより上記問題点を解決したものである
。

［作用］本発明においては、各種の純金属または合金をアモルフ
ァス状態としてワイヤを構成したことにより、抗張力の
向上したワイヤ電極とすることができる。

また、各種金属をアモルファス化することによって導電
率が下がるが、ワイヤ表面のみを結晶化させることによ
り、アモルファス金属ワイヤとしての強度（抗張力）を
ほとんど下げることなく導電率を補うことができる。

さらに、アモルファス金属ワイヤであっても、銅系ある
いは鉄系の材料をワイヤ電極材として使用すると、付着
現象がみられるが、上述の如く金属をアモルファス化し
て表面のみを結晶化してなるワイヤの表面に融点が低く
蒸発しやすい亜鉛、マグネシウム、錫、鉛、アルミニウ
ム、カドミウムあるいはこれらの合金を被覆することに
より、結晶層の付着を防止することかできる。

［実施例］本発明者は、純金属あるいは合金を溶融状態から、例え
ば回転液中紡糸法のような超急冷法によって急冷してア
モルファスの細線を作り、それをそのままワイヤ電極と
するか、あるいはアモルファスの細線をさらに線引きし
てワイヤ電極とすることにより、従来とは比較にならな
い程大ぎな抗張力を有するワイヤ電極を得ることかてぎ
ることを知見した。

一般に、アモルファス金属ワイヤの抗張力は結晶構造金
属ワイヤの１．５〜３倍である。−例としてアモルファ
ス金属（Ｆｅ７５Ｓ＋＋。Ｂ１５）ワイヤ（Ａ）と従来
のピアノ線（Ｂ）の応力−歪曲線を第５図に示す。

しかし、一般に金属材料をアモルファス化すると電気抵
抗か増す性質があり、特に遷移金属ではその傾向は著し
く、ワイヤカット放電加工用ワイヤ電極としては好まし
くない。そこで、アモルファス化することによって得ら
れる良好な機械的特性（抗張力が増す）を失うことなく
、しかもワイヤの導電性を向上するために、アモルファ
ス金属ワイヤの表面が結晶性の薄層であるようなワイヤ
を使用すれば、抗張力と導電性という二つの要求を満足
することができる。

一方、ワイヤ電極は銅または銅を主体とする合金である
ため、アモルファスのワイヤでも銅系の金属の場合は、
ワイヤ電極の一部か放電により被加工物の加工面に飛散
して付着する。これは、銅系のワイヤ電極でも同様であ
り、表面が結晶性の薄層である場合は特にその傾向が顕
著である。

したがって、このような付着現象をなくすため、第６図
に示す如く、融点か低く蒸発しやすい亜鉛、マグネシウ
ム、錫、鉛、アルミニウム、カドミウムあるいはこれら
の合金（７）を上記のアモルファス金属ワイヤ（６）の
表面に被覆する。そうずれは、イ」着のほとんどないワ
イヤ電極となる。

第６図にこのワイヤ電極の断面図を示す。

この様に、溶融した金属を急速冷却することによって製
造されたアモルファス金属ワイヤ電極は、従来の結晶構
造金属ワイヤ電極に比べ、抗張力か１．５〜３倍になり
、実加工時に張力を大きくてきるため加工速度は向上す
る。

また、一般に金属材料をアモルファス化すると導電性は
低下するか、それを改善するために、アモルファス金属
ワイヤの表面を例えば高周波加熱装首を用いて加熱し、
表面付近のごく薄い層を結晶化させ、導電率を回復する
ことにより、ワイヤのコア部分６はアモルファス金属で
表面薄層部分は結晶金属７の構成となる二層ワイヤ電極
構造とする。これにより、ワイヤ電極に必要な高抗張力
、良導電性の特性を併せもったワイヤ電極を得ることが
できる。尚、加熱方法としては、高温浴槽、レーザ、ガ
スバーナなといろいろな方法が可能である。

更に、アモルファス金属ワイヤ電極でも、例えば銅が主
成分のワイヤ電極であれば、被加工物へ電極の一部が付
着する。それを防止するために、ワイヤ電極の表面に亜
鉛、マグネシウム、錫、鉛、アルミニウム、カドミウム
等の金属またはそれらの合金を表面に被覆することによ
り、付着を殆んど無くし、加工精度か向上し、また加工
速度も上昇させうる。

参考のため、従来の黄銅ワイヤ電極に亜鉛をメッキ法に
て厚さ約１０μｍに被覆し、実際に鋼材を加工した場合
の効果を、従来の黄銅及び鋼ワイヤ電極と比較した。そ
の結果を、加工における諸条件を統一して黄銅の特性を
基準に百分率であられしたものとして第１表に示す。こ
れにより、亜鉛被覆が、付着の現象と加工速度の向上に
大きな効果があることが判る。この効果は、心線がアモ
ルファス金属ワイヤであっても何ら変ることがないこと
は明白である。

第　　１　　表なお、本発明のワイヤ電極に用いる金属は、アモルファ
ス（非晶質）化できる金属ならどんな種類のものでも良
い。

ところで、ワイヤ電極としては導電性の良いことが望ま
しいため、ワイヤの表面に導電性の羽料を被覆しても効
果かある。すなわち、第７図に示すように、アモルファ
ス金属ワイヤの表面を結晶化したワイヤの上に、良導電
材料（８）を被覆し、更に亜鉛、マグネシウム、錫、鉛
、アルミニウム、カドミウム等の金属や合金（７）を被
覆した多層被覆のアモルファス金属ワイヤ電極でも、加
工精度、付着、加工速度の向上かはかれることは同様で
ある。

［発明の効果］本発明は以上説明した通り、付着物のごく微小な、加工
速度の速い、高精度加工ができるワイヤカット放電加工
用ワイヤ電極を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はワイヤカット放電の状態を示す図であって（イ
）はワイヤ軸方向から見た図、（ロ）はワイヤ軸に垂直
な方向から見た図、第２図はワイヤ電極の張力と加工速
度の関係を表わす図、第３図及び第４図は従来のワイヤ
電極の電極材の被加工物面への付着状態を示す図てあっ
て、それぞれ（イ）はワイヤ軸方向から見た図、（ロ）
はワイヤ軸に垂直な方向から見た図、第５図はアモルフ
ァスワイヤとピアノ線の応力−歪曲線の一例を示す図、
第６図は本発明に係るワイヤ電極の一実施例を示す断面
図、第７図は他の実施例を示す断面図である。図中、（１）はワイヤ電極、（２）は被加工物、（３）
は加工液、（４）は加工溝、（５）は付着物、（６）は
ワイヤ電極材、（７）は被覆用金属又は合金、（８）は
良導電性材料である。なお、図中同一符号は同一部分を表わす。

Claims

【特許請求の範囲】

純金属または合金を用いたアモルファス金属ワイヤの表
面を加熱することにより、該ワイヤのコア部がアモルフ
ァス金属で、表面薄層を結晶金属とし、さらにその表面
に、亜鉛、マグネシウム、錫、鉛、アルミニウム、カド
ミウムあるいはこれらの合金、のいずれかを被覆材とし
て被覆してなることを特徴とするワイヤカット放電加工
用ワイヤ電極。