JPS6334022A

JPS6334022A - 放電加工用電極線

Info

Publication number: JPS6334022A
Application number: JP17729086A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kumagai; 正樹熊谷; Koji Nagata; 公二永田
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1988-02-13

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】（技術分野）本発明は、放電加工用電極線に係り、特に銅の特徴であ
る高導電率を保ちながら、強度、耐熱性を著しく向上せ
しめた放電加工用電極材に関するものである。

（背景技術）従来より、放電加工用電極材としては、一般に、黄銅が
用いられており、それから所定の線材が加工されている
。一方、そのような電極線を用いた放電加工において、
その生産性を向上するために、放電加工速度を上げる試
みも為されている。而して、放電加工速度は、電極線の
性質に拠るところが大きいものであるところから、上記
した電極線にあっても、その改良に関する研究が盛んで
あるが、未だに性能面、コスト面で実用化し得るものが
ないのが現状である。

ところで、・黄銅線が放電加工用の電極線とじｔ適して
いるのは、合金成分である亜鉛（Ｚｎ、）が放電性を良
好にし、高温強度の増大に寄与する結果、加工面の表面
状態及び寸法精度を維持しながら、速い速度での加工が
可能となるからであるが、近年における放電加工用電極
線に要請される特性は、かかる黄銅線では充分に満たさ
れ得なくなって来ているのである。

尤も、このような黄銅線よりも加工速度の大きいものと
して、タングステン線、モリブデン線等があるが、それ
ら電極線は、何れも加工が困難であり、また高価である
等の問題を内在している。

従って、実用的な電極線入しては、例えば時開　゛昭５
９−５０１３９号公報などに明らかにされている如（、
黄銅の合金組成を変化させて、黄銅線の性質を若干改良
したもの等が提案されているが、それら従来の解決策は
、黄銅線の特性を根本的に変えるものではな（、それ故
改良の程度も充分ではなかったのである。

（発明の構成・効果）ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、放電加工用電極線の根本的な改良を
図り、以て放電加工速度を著しく向上せしめ得る、実用
的な電極線を提供することを、その目的とするものであ
り、そしてその特徴とするところは、重量で０．０２〜
１．５％のアルミニウムを含み、残部が銅よりなる銅合
金粉末または箔を内部酸化処理して得られた、銅マトリ
クス中にアルミナ粒子が分散せしめられてなる分散強化
鋼材料を用いて、所定の線材に加工してなる放電加工用
電極線にある。

また、本発明の放電加工用電極線の他の一つは、ＩＩで
０．０２〜１．５％のアルミニウムを含み、残部が銅よ
りなる銅合金粉末または箔を内部酸化処理して得られた
、銅マトリクス中にアルミナ粒子“が分散せしめられて
なる分散強化銅材料からなる線状の芯材と、該線状芯材
の外表面を覆う、黄銅からなる外皮とを有し、且つ該外
皮が線径に対して２〜１８％となる厚さにおいて設けら
れていることを特徴とするものである。

このように、本発明に従う放電加工用電極線にあっては
、その電極線自体が、またその、芯材が高温に加熱され
ても軟化しないアルミナ分散強化銅材料にて構成されて
いるところから、その優れた高温強度によって、加工速
度の著しく改善された放電加工用線材が実現され得るこ
ととなったのであり、特に本発明によって、放電加工速
度を１．５倍にも増大せしめるとか可能となり、また電
極線の使用歩留りも向上するところから、生産性の向上
に大いに貢献し得ることとなったのである。しかも、電
極線を構成するアルミナ分散強化銅は、導電性が良好で
あり、加工時の電流が安定することも、大きな利点の一
つとなっているのである。

また、本発明において、アルミナ分散強化銅からなる芯
材に、黄銅からなる所定の外皮を形成せしめたものにあ
っては、それぞれの材料の特徴を有効に発揮せしめるこ
とが出来るのである。即ち、電極線表面に存在する黄銅
外皮によって、放電性が向上され、また電極線への加工
性に著しく優れた特性が付与される一方、電極線の実体
は、アルミナ分散強化銅からなる芯材にて構成されてい
るところから、導電性がよく且つ優れた耐熱強度が付与
されたものとなるのである。

（構成の具体的説明）ところで、かかる本発明に従う放電加工用電極線を構成
する分散強化銅材料は、重量で０．０２〜１．５％のア
ルミニウムを含み、残部が銅よりなる銅合金粉末または
箔を内部酸化処理して、製造されることとなる。なお、
かかる銅合金におけるアルミニウム含有量が０．０２重
量％よりも少なくなると、内部酸化による強度、耐熱性
の向上が殆ど期待出来ず、また１、５重量％を越えるよ
うになると、目的とする電極線への線材加工、特に抽伸
加′工性が低下したり、導電率が低下する等の間１題を
惹起するようになる。

そして、このようなアルミニウム含有量の銅合金は、ガ
スアトマイズ決や粉砕法等の公知の粉末化手法に従って
所定の銅合金粉末とされ、或いはその鋳塊の圧延による
公知の金属箔製造工程に従って所定の銅合金箔とされる
こととなる。また、その際、そのような銅合金粉末また
は箔は、−Ｃに０．００３〜０．３龍の粒径若しくは箔
厚さとされるのが望ましい。けだし、粉末の粒径若しく
は箔厚さが０．００３１ｍ未満となると、材料歩留りが
低下すると共に、加工コストが増大するようになるので
あり、一方、Ｑ、　３１ｍを越えるようになると、内部
酸化に要する温度、時間を増大させる必要があるため、
生産性が低下するようになると共に、性能が安定しなく
なるからである。

次いで、このようにして得られた銅合金粉末または銅合
金箔は、通常の手法に従って、内部酸化処理されること
となる。例えば、先ず、酸化性雰囲気下において、一般
に空気中において、加熱処理されることにより予備酸化
せしめられ、これによって銅合金粉末若しくは答中のア
ルミニウム成分が酸化されるようにして、アルミナ（Ａ
　ｌ　、０゜）と為し得る酸素量に相当する酸素を、酸
化物、特にｃｕＺｏ、ＣｕＯの如き銅酸化物として含む
粉末乃至は箔とされた後、一般に、雰囲気としては、Ａ
ｒガスなどの不活性なガスからなる雰囲気の下において
、更に高温に加熱せしめることにより、かかる銅合金粉
末若しくは答中のアルミニウムに対する選択的な内部酸
化処理が進行せしめられることとなる。勿論、この内部
酸化処理手法としては、その他の各種の手法が提案され
ており、本発明では、その何れをも採用することが可能
であり、例えば銅合金粉末の予備酸化処理に代えて、そ
の一部を酸化処理したり、また他の銅酸化物を酸化剤と
して配合せしめたりする手法などが適宜に採用されるこ
ととなる。

なお、かかる内部酸化処理における予備酸化のための加
熱温度としては、一般に１５０℃〜４５０℃の範囲内の
温度とすることが望ましい。けだし、１５０℃未満では
粉末または箔表面に形成される酸化物層が不足し、一方
４５０℃を越えると、内部酸化後に残留する銅酸化物が
多いため、抽伸性が低下し、特に粉末の場合には、その
焼結が懸念されるからである。また、かかる予備酸化の
後の内部酸化を進行せしめるための加熱温度としては、
好適には６７５℃〜９５０℃の範囲内の温度が採用され
ることとなる。この内部酸化のための加熱温度が６７５
°Ｃ未満となると、内部酸化は殆ど進行せず、耐熱性向
上に寄与しなくなるからであり、また９５０℃を越える
ようになると、アルミナ粒子の粗大化が惹起され、却っ
て耐熱性が低下する問題を生ずるのである。

そして、このような内部酸化処理された銅合金粉末また
は箔は、銅マトリクス中にアルミナ分子が分散せしめら
れてなる目的とする分散強化銅材料となっているのであ
るが、このような材料には、必要に応じて、それに存在
する銅酸化物を還元するために、還元性雰囲気、例えば
水素雰囲気中において５００〜９５０℃程度の温度に加
熱することからなる還元処理が施されることとなる。

また、上記の如く銅合金箔から得られた分散強化銅材料
（箔）は、それから所定の電極線に加工するために、前
記の還元処理に先立って或いはその後に、または内部酸
化処理の過程において、所定の小片乃至は細片と為す切
断加工が施されることとなる。この切断加工は、スリッ
ター、シャカッター等の適当な切断装置を用いて行なわ
れ、一般に幅寸法が５ｕ〜５００程度の細片となるよう
に切断せしめられて、線材加工に供されるのである。

そして、かくして得られた粉末形態若しくは箔切断物形
態の分散強化銅材料は、所定の線材加工に供される原料
として用いられ、常法に従って、目的とする放電加工用
電極線に成形加工されることとなるのである。

例えば、熱間加工に従って、所定の成形体を成形加工し
、そしてそれを線材加工する手法を採用する場合にあっ
ては、前記分散強化銅材料の粉末乃至は箔切断物は、所
定形状の圧縮成形体とされた後、適当な容器内に封入せ
しめられ、そして脱気された後、その状態下において目
的とする製品形態（成形体）を得るべ（所定の熱間加工
、例えば熱間押出が実施される。そして、この熱間加工
によって、圧縮成形体は、それを収容する容器の材料を
外皮として有する線材、棒材等の所定形状の加工材とな
るが、この加工材には、またそのような熱間加工の後に
必要に応じて冷間加工、抽伸加工等が施されて、目的と
する電極線材に仕上げられることとなるのである。

特に、このような熱間加工に従って、分散強化銅材料を
、それを収容する容器ごと、所定の線材に加工すること
により、得られた電極線材は、かかる分散強化銅材料が
芯材となる一方、この芯材の外表面を覆う、前記容器の
材料からなる外皮が形成されて、クラフト線材構造とな
るが、このような線材構造において、外皮を、換言すれ
ばかかる外皮を与える容器材料を、黄銅（一般に、２０
〜３０重量％の亜鉛を含み、残部が銅からなる組成を有
する）とすることにより、線材への加工性よく、電極線
材としての放電性を有利に向上せしめることが可能とな
るのである。勿論、内部の芯材は、分散強化銅材料から
なるものであるところから、導電性がよく且つ優れた耐
熱強度が付与された電極線材となるのである。

なお、かかる黄銅外皮を有する電極線材においては、か
かる外皮の厚さは、線径に対して２〜１８％となる厚さ
において芯材上に形成されることとなる。この外皮厚さ
が２％未満では、抽伸加工性が低下するのであり、また
１８％を越えるようになると、電橋線材全体としての耐
熱強度、導電性が低下して、望ましくない。

また、上記のような熱間加工を採用して、目的とする線
材に加工する手法の他にも、公知のコンフォーム押出に
よる成形加工手法に従って電極線と為す方法も、採用す
ることが可能である。このコンフォーム押出加工は、溝
付きホイールと固定されたシューを用いて行なわれ、分
散強化銅材料がホイールの回転につれて、ホイール溝と
シューとで囲まれた圧力室内に導かれ、ダイに突き当た
り、そしてダイ直前の領域では材料は潰されて、溝に完
全に充填されて押出圧力を発生し、そしてダイから押し
出されることにより、目的とする棒状、線状等の形状の
成形体とされ、更に必要に応じて適当な熱間加工及び／
または冷間加工、抽伸加工等が施されて、目的とする最
終の電極線材とされるのである。

（実施例）以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の実施例を幾つか挙げるが、本発明がかかる実施例
の記載によって何等の制約をも受けるものでないことは
、言うまでもないところである。

また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更を加え
た形態において実施され得るものであることが、理解さ
れべきである。

実施例　ｌＣｕ　−０，３重量％Ａ１合金溶湯を用いて、通常のＡ
ｒガスアトマイズ手法により、粒径が３００μｍ以下の
銅合金粉末を作製した。次いで、この銅合金粉末のうち
の１／４を、大気中において、３００℃×１時間加熱処
理することにより予備酸化せしめ、そしてこの予備酸化
物を元の３７４の銅合金粉末と混合した。

その後、この得られた混合粉末を、外径：６８鶴、高さ
：１２０鶴、肉厚：６ｍの黄銅製缶内に収容して、大気
密封し、８００℃×２時間の内部酸化処理を行なった後
、ダイスを通じて熱間押出を行ない、黄銅製缶の缶材料
、即ち黄銅からなる外皮を有する１５ｍｍφの押出棒を
得た。更にその後、この押出棒を、スウェージング加工
及び抽伸加工によって、０．２１１１１φの放電加工用
電極線材（陽１）に仕上げた。なお、この電極線活魚１
における黄銅外皮の厚さは、０．０１８ｍｍであった。

また、上記の工程において、内部酸化温度を１０００℃
に高めて、線材隘２の電極線材を得る一方、上記混合粉
末の収容される黄銅製缶の缶肉厚を１鶴または１５ｍと
して、線材加工することにより、線材隘３または４の電
極線材を得た。なお、これら線材Ｎ１２．３及び４の電
極線材は、それぞれ０．０１８１ｍ、　０．００３ｍｍ
及び０．０３８　ｍｍの厚さの黄銅外皮を有するもので
あった。

かくして得られた四種類の電極線材について、その導電
率及び抽伸加工性について評価すると共に、７００°Ｃ
×３０分の焼鈍後の引張強さについて評価し、更にそれ
ら電極線材を用いて放電加工試験を行なって、線材の消
耗度、加工速度を評価し、その結果を下記第１表に示し
た。なお、かがる放電加工試験における供試加工物は２
５１ｍ−の鋼板とし、線材張カニ　１５００ｇとし、放
電加工による腺の消耗度、破断を生じることなく、加工
出来る最大加工速度について評価し、従来の黄銅線の場
合を１として相対的に評価した。

この第１表の結果から明らかなように、本発明に従う分
散強化銅材料からなる電極線材にあっては、引張強さや
導電率が著しく改善され、また線材の消耗度が向上され
ると共に、その加工速度が著しく改善され、特に線材隘
１の電極線材にあっては、放電加工速度が約１．５倍に
も増大することが認められる。

実施例　２　　　　　　　　　　　　　　　　　　条Ｃ
ｕ　−０，６重量％Ａ１合金溶湯から、所定の鋳　　（
塊を鋳造し、次いでこの鋳塊を常法に従って熱間圧延、
冷間圧延することにより、０．２５ｍの厚さ　　ンを有
する銅合金箔を製造した。　　　　　　　　　　　夕次
いで、この得られた銅合金箔のコイルをリコ　　エイル
し、オープンエアの加熱炉内において走行せ　　Ｃしめ
つつ、２００℃×１時間の加熱処理を行ない、　　ｌ連
続的に予備酸化を行なった。その後、この予（ＩＮＮ酸
化金、幅寸法が４０ｍｍ、長さが１１０龍の細片状の小
片に切断し、更にその切断物を圧縮した後、黄銅製缶（
６８ｎｉφＸ１２０ｍ’　　Ｘ３ｍｍ’）　　　　９に
入れて、Ａｒガス密封し、そして８００℃×２　１時間
の内部酸化処理を行なった。

更にその後、かかる黄銅製缶を、その内部に内部酸化処
理切断筒を封入した状態下において、熱間押出すること
により、１５鶴φの押出棒を得た。

そして、この押出棒をスウェージング加工及び抽伸加工
にすることによって、０．２龍φの電極線材（線材光５
）を得た。なお、この線材光５の電掘咲材にあっては、
缶材料の黄銅からなる外皮が０゜〕１龍の厚さにおいて
形成されていた。

一方、比較のために、アルミニウム含有量の異よる銅合
金を用いて、上記と同様にして内部酸化凸理線材加工を
行なったが、Ａｌ含有量が０．０４に量％の場合の線材
隘６のものにあっては、線材り消耗度や放電加工速度の
改善効果が認められず、ξだアルミニウム含有量が２重
量％のもの（線材ｋ１７）にあっては、抽伸加工性が悪
く、目的とす６線径の線材とすることが出来なかった。

なお、下記第２表には、それぞれの線材の引張型さ、導
電率、抽伸加工性、線材の消耗度及び放ま加工速度の評
価結果が、従来の黄銅線のデータヒ共に示されている。

て実施例　３Ｃｕ　−０，３重量％Ａ１合金溶湯から、通常のＡｒガ
スアトマイズ手法に従って、粒径が３００μｍ以下の銅
合金粉末を作製した。次いで、この銅合金粉末を実施例
１と同様に処理して、その１／４を予備酸化した後、残
りの粉末と混合せしめ、得られた混合粉末をリン脱酸銅
製缶（１２０＋ｎφＸ１５０ｍｍ’ｘ１３ｍｍｔ）内に
入れて、大気密封し、８００℃×２時間の内部酸化処理
を行ない、その後、この内部酸化処理された銅合金粉末
を回収し、コンフォーム押出機にて５１１φの棒材とし
た。そして、この得られた押出棒をスウェージング加工
及び抽伸加工することにより、０．２　ａｍφの線材を
得た。

かくして得られた分散強化銅材料からなる線材について
、その特性を前記実施例と同様にして評価した結果、引
張強さ：　７８　ｋｇ／ｍ”　、導電率：８８％ｌＡＣ
３、抽伸加工性：良、線材の消耗度：０．７２、放電加
工速度比：１．６０の結果を得た。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量で０．０２〜１．５％のアルミニウムを含み
、残部が銅よりなる銅合金粉末または箔を内部酸化処理
して得られた、銅マトリクス中にアルミナ粒子が分散せ
しめられてなる分散強化銅材料を用いて、所定の線材に
加工してなる放電加工用電極線。
（２）前記銅合金粉末または箔が、０．００３〜０．３
ｍｍの粒径または厚さを有する特許請求の範囲第１項記
載の放電加工用電極線。
（３）重量で０．０２〜１．５％のアルミニウムを含み
、残部が銅よりなる銅合金粉末または箔を内部酸化処理
して得られた、銅マトリクス中にアルミナ粒子が分散せ
しめられてなる分散強化銅材料からなる線状の芯材と、
該線状芯材の外表面を覆う、黄銅からなる外皮とを有し
、且つ該外皮が線径に対して２〜１８％となる厚さにお
いて設けられていることを特徴とする放電加工用電極線
。
（４）前記銅合金粉末または箔が、０．００３〜０．３
ｍｍの粒径または厚さを有する特許請求の範囲第３項記
載の放電加工用電極線。