JPS6344491B2 - - Google Patents

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JPS6344491B2
JPS6344491B2 JP58125715A JP12571583A JPS6344491B2 JP S6344491 B2 JPS6344491 B2 JP S6344491B2 JP 58125715 A JP58125715 A JP 58125715A JP 12571583 A JP12571583 A JP 12571583A JP S6344491 B2 JPS6344491 B2 JP S6344491B2
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JP
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wire
wire electrode
amorphous
machining
electrode
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JP58125715A
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JPS6029234A (ja
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Haruhiko Ito
Yoshio Shibata
Masato Sakanishi
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0211—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in cutting
    • B23K35/0216—Rods, electrodes, wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B23H7/08—Wire electrodes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、ワイヤカツト放電加工に用いるワ
イヤ電極に関するものである。 一般にワイヤカツ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0.05〜0.3
mm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図によつて説明する。まずワ
イヤ電極１に張力を加え図中矢印Ａ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
かけつつワイヤ電極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、対向した微少間
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つて被加工物２を溶融か
つ飛散させてしまう。対向する微少間隙を常に一
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、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、ワイヤカツトの加工速度は第２図に示す
ようにワイヤ電極１に加える張力の依存性があ
り、横軸を加える張力Ｔ（ｇ）、縦軸を加工速度Ｆ
（mm2／分）に示すと、右上りの特性があり、張力
の大き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
が小さくなり、対向微少間隙寸法を均一に制御で
き、安定した放電を繰返すことができるので、加
工速度が速くなることが確認されている。 しかし、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
には限度があり、張力を大きくとつて加工速度を
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
あるいは下から、下あるいは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。このような付着物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が加工溝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が対向微少間隙に侵
入せず、気中放電現象が発生し、加工速度の低下
をきたすことや、ワイヤ電極１の断線を生じるこ
とがある。これらの付着物５の主成分は銅か鉄で
あるため発煙硝酸のような危険な薬品のみがその
除去作業に用いられるため作業性が悪くかつ不安
全である。 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、
各種の純金属または合金をアモルフアス状態のワ
イヤにすることにより、抗張力を向上することが
できる。また各種金属をアモルフアス化すること
によつ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、アモルフアス金属ワイヤ
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
アス金属ワイヤであつても、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、本発明によるアモルフアスワイヤ
電極６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あるいはこれら
の合金を被覆材７として被覆することにより、付
着物のごく微少な、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。 ワイヤカツト放電加工に用いられている従来よ
りのワイヤ電極は結晶構造を有しており、あまり
大きな抗張力を得ることは困難であつた。 そこで、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
によつて急冷して、アモルフアスの細線を作り、
それをそのままワイヤ電極とするか、あるいはア
モルフアスの細線をさらに線引きしてワイヤ電極
とすることによつて従来とは比較にならない程大
きな抗張力を有するワイヤ電極を得ることができ
ることを知見した。 一般にアモルフア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。一例として
アモルフアス金属（Fe75Si10B15）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スフアス化すると
電気抵抗が増す性質があり、特に遷移金属ではそ
の傾向は著しく、ワイヤカツト放電加工用ワイヤ
電極としては好ましくない。そこでアモルフアス
化することによつ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、アモルフアス金属ワ
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、アモルフアスのワイヤでも銅系の
金属の場合はワイヤ電極の一部の放電により、被
加工物の加工面に飛散して付着する。これは鋼系
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。 したがつて、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
ミウム等の金属あるいはこれらの合金を被覆材７
として上記のアモルフアスワイヤ電極６の表面に
被覆する。そうすれば付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
つて製造されたアモルフアス金属ワイヤは、従来
の結晶構造金属ワイヤに比べ、抗張力が1.5〜３
倍になり、実加工時に張力を大きくできるため加
工速度は向上する。また、一般に金属材料をアモ
ルフアス化すると導電性は低下するが、それを改
善するために、アモスフアス金属ワイヤの表面
を、例えば高周波加熱装置を用いて加熱し、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、ワイヤのコア部分はアモルフアス
金属で表面薄層部分は結晶金属の構成となる二層
ワイヤ電極とすることにより、ワイヤ電極に必要
な高抗張力、良導電性の特性を併せもつたアモル
フアスワイヤ電極６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
などいろいろな方法が可能である。 更にアモルフアスワイヤ電極６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あるいはこれらの合金
を被覆材７として表面に被覆することにより付着
を殆んど無くし、加工精度が向上し、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
ツキ法にて厚さ約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銅ワイヤ電
極と比較し、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わした
ものを第１表に示す。これにより亜鉛被覆が付着
の減少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アス金属ワイ
ヤ電極６であつても何ら変ることがないことは明
白である。
【表】 本発明のアモルフアス金属がコアで表面薄層が
結晶化しているアモルフアスワイヤ電極６はアモ
ルフアス（非晶質）化できる金属ならどんな種類
のものでも良い。またワイヤ電極として導電性の
良いことが望ましいため、導電性の材料を本発明
アモルフアスワイヤ電極の表面に被覆をしても効
果はあり、第７図に示すように前記本発明のアモ
ルフアスワイヤ電極６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あるいはこれらの合金
を被覆材７として被覆した多層被覆のアモルフア
スワイヤ電極６でも加工精度、付着、加工速度の
向上がはかれることは同様である。 叙上の如く本発明によるワイヤカツト放電加工
用ワイヤ電極は甚だ有用なものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ワイヤカツト放電の状態を示す図。
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、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、第５図
はアモルフア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、第７図は本発明を示す
電極の断面図である。 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はアモルフアス
ワイヤ電極、７は被覆材、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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 純金属または合金を用いたアモルフアス金属
    ワイヤの表面を加熱することにより、該ワイヤの
    コア部がアモルフアス金属で、表面薄層を結晶金
    属とした構造を有することを特徴とするワイヤカ
    ツト放電加工用ワイヤ電極。
JP58125715A 1983-07-11 1983-07-11 ワイヤカツト放電加工用ワイヤ電極 Granted JPS6029234A (ja)

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US06/629,383 US4806721A (en) 1983-07-11 1984-07-10 Wire electrode for wire-cut electrical discharge machining
DE19843425394 DE3425394A1 (de) 1983-07-11 1984-07-10 Drahtelektrode fuer eine elektrische entladungsbearbeitung mittels schneidedraht
CH3370/84A CH663922A5 (de) 1983-07-11 1984-07-11 Elektrode fuer drahtschneide-funkenerosion.

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