KR100268963B1 - 와이어방전가공용전극선및이의제조방법 - Google Patents

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요시히로 나카이
고이치 야마다
겐지 미야자키
신지 이나자와
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도시히로 구메
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오카야마 노리오
스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

방전 가공시간을 짧게 할 수 있고, 또한 전극선 물질이 피가공물에 부착되기 어려우며, 피가공물의 절단표면 성상(性狀)이 매끄러워지고, 방전 가공 개시시의 전극선의 위치 결정이 용이하고, 급전 다이스나 가이드 다이스 등의 수명에 악영향을 주지 않는 와이어 방전 가공용 전극선을 저렴하게 제공한다.
심재료(芯材)와, 심재료의 바깥 둘레에 형성된 피복층을 구비한 와이어 방전 가공용 전극선은 심재료의 적어도 표면층의 재질이 구리를 포함하고, 피복층의 재질은 Zn, Cs, Se, Te 및 Mg로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상과 구리와의 합금을 포함하며, 또한 구리의 함유량이 50.5중량% 이상 75중량% 이하이고, 피복층의 표면 위에는 자연 산화 피막 이외의 산화 피막이 존재하지 않는다.

Description

와이어 방전 가공용 전극선 및 이의 제조방법
본 발명은 와이어 방전 가공에 사용하는 전극선 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
와이어 방전 가공은, 와이어 방전 가공용 전극선이라고 칭해지는 선형상(線狀)의 가공전극과 피가공물 사이에, 물 또는 기름 등의 가공액을 통해 간헐적인 방전을 일으키면서, 피가공물을 와이어 방전 가공용 전극선에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 피가공물을 원하는 형상으로 용융하고 절단하는 방법이다. 이 방법은 각종 금형의 제조 등에 이용되고 있다. 이러한 와이어 방전 가공에서는 피가공물의 마무리, 가공 정밀도 및 마무리 표면상태가 양호한 것, 전극선으로 부터의 물질이 피가공물에 부착되지 않는 것, 및 방전 가공 시간이 짧은 것 이라고 하는 방전 가공 특성이 요구되고 있다. 그리고, 이러한 와이어 방전 가공에 사용되는 방전 가공용 전극선으로서는 전극선으로서 우수한 와이어 드로잉(伸線) 가공성 및 강도를 가진다는 이유로, 종래부터 황동선(黃銅線)이 사용되었다.
최근에는 가공 전원의 개량 진보에 따라 방전 가공 속도를 향상시킬 수 있는 전극선이 요구되고 있다. 특히, 고전압이며 또한 단시간의 펄스를 반복하여 전압을 부여하는 와이어 방전 가공기의 전원을 사용하는 경우에 있어서, 방전 가공 속도를 높일 수 있는 전극선이 요구되고 있다.
그러나, 종래의 황동선을 사용한 방전 가공용 전극선에서는 충분히 빠른 방전 가공 속도를 수득할 수 없었다. 또한, 황동선에서는 전극선으로 부터의 물질이 피가공물에 부착되는 양도 많고, 피가공물의 절단표면 성상(性狀)이 거칠고, 또한 고속으로 방전 가공하려고 하면 전극선이 단선되기 쉽다는 결점도 있었다.
또한, Cu(동) 또는 Cu 합금으로 이루어지는 심에 Zn(아연)을 피복한 것이나 Zn을 피복 후 열처리를 행하여 확산에 의해 표면층에 Cu-Zn 합금을 발생시키고, 또한 그 최표면에 산화 피막이 존재하는 와이어 방전 가공용 전극선도 일부에서 사용되고 있다. 그러나, 전자에서는 피가공물의 절단 표면 성상은 개선되지만 충분히 빠른 방전 가공 속도를 수득할 수 없으며, 후자에서는 방전 가공 속도는 어느 정도 개선되지만 피가공물의 절단 표면 성상이 충분히 개선되지 않고, 또한 방전 가공을 개시하기전 전극선의 위치 결정이 용이하지 않다는 문제가 있었다. 또한, 심재료와 그 심재료의 바깥 둘레에 형성된 피복층을 구비한 종래의 와이어 방전 가공용 전극선은 황동선과 비교하여 방전 가공 특성은 향상되지만, 전극선 자신과 급전 가이드와 안내용 가이드 다이스의 마모 손상이 심하여 수명이 짧아지고 방전 가공 비용이 상당히 높아지는 문제가 있었다.
그 때문에, 본원 발명의 목적은 방전 가공 시간을 짧게 할 수 있고, 또한 전극선으로 부터의 물질이 피가공물에 부착되기 어렵고, 피가공물의 절단 표면 성상이 매끄러운 와이어 방전 가공용 전극선을 저가격으로 제공하는데 있다. 본원 발명은 또 전극선의 위치 결정도 용이하게 행할 수 있고 또한 급전(給電) 가이드나 안내용 가이드 다이스의 수명을 단축시키지 않고, 종합적으로 방전 가공 비용을 감소시킬 수 있는 와이어 방전 가공용 전극선을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본원 발명의 하나의 실시형태에서의 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
본원 발명자들은 예의 검토한 결과, 심재료를 소정의 증기에 쪼여 심재료 표면층에 포함되는 구리를 증기의 원소와 반응시킴으로써 상당히 고속으로 두꺼운 피복층을 형성할 수 있으며, 방전 가공 특성이 우수한(방전 가공 속도가 빠르고, 또한 피가공물의 절단면에 부착물이 없으며, 절단 표면 성상이 매끄럽다) 와이어 방전 가공용 전극선이 수득된다는 것을 발견하였다.
그 때문에 본원 발명의 하나의 태양에 의한 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법에서는 적어도 표면층의 재질이 구리를 포함하는 심재료가, Zn, Cs(세슘), Se(셀렌), Te(텔루르) 및 Mg(마그네슘)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 원소를 포함하는 증기에 쪼이고, 증기의 원소와 심재료 표면층에 포함되는 구리가 반응됨으로써 심재료의 바깥 둘레에 피복층이 형성된다.
이 제조방법에서는 심재료를 증기에 쪼이는 것만으로 되기 때문에, 전기도금 후에 확산처리를 행하는 방법과 비교하여 제조공정을 간략화할 수 있다. 이 때문에 제조 비용을 줄일 수 있어, 저렴하게 와이어 방전 가공용 전극선을 제공할 수 있다.
또한, 이 제조방법에서는 동종(同種)의 증기 중 또는 이종(異種)의 증기 중에 심재료를 각각 복수회 쪼이더라도 아무런 문제가 없다. 이것은, 확산 처리가 행해지는 와이어 방전 가공용 전극선에서는 표면의 산화 또는 변색을 피할 수 없지만, 증기를 사용하는 제조방법에서는 표면의 산화 및 변색이 없으며, 전극선의 표면 성상이 매끄럽고 우수하기 때문이다.
증기를 사용하는 제조방법에서는 피복층이 형성된 후, 감면률(減面率)로 40%이상 99% 이하의 소성 가공이 행해지는 것이 바람직하다. 여기에서 소성 가공이란, 예를 들면, 와이어 드로잉(伸線) 가공, 롤러 가공 등이다. 또한, 소성 가공의 감면률의 범위를 40% 이상 99% 이하로 한 것은, 40% 미만에서는 전극선의 충분한 강도가 얻어지지 않고, 99%를 넘으면 고온강도가 저하하여 방전 가공중 전극선의 단선이 다발하기 때문이다. 여기에서, 감면률이란 수학식 1로 나타난다.
Figure 1019970073115_B1_M0001
d1: 가공 전의 선 직경
d2: 가공 후의 선 직경
본원 발명자들은 구리 함유량이 50.5중량% 이상 75중량% 이하가 되도록 피복층을 형성시킴으로써, 방전 가공 특성의 개선이 보다 효과적으로 된다는 것을 발견하였다. 피복층 안의 구리 함유량을 50.5중량% 이상 75중량% 이하로 한 것은, 50.5중량% 미만에서는 방전 가공 속도 향상의 효과가 저하되고, 75중량%를 넘으면 방전 가공 속도의 향상이나 절단면에서의 부착물질의 감소와 표면 성상의 개선 등의 효과가 저하되기 때문이다. 또한, 피복층 안의 구리 함유량이 50.5중량% 미만이 되면 와이어 드로잉 가공 등의 소성 가공이 곤란해지며 비용이 높아지는 문제도 발생한다.
또한, 300℃ 이상 1050℃ 이하의 증기에 심재료를 쪼임으로써 피복층이 형성되는 것이 바람직하다. 증기의 온도를 300℃ 이상 1050℃ 미만으로 한 것은, 300℃ 미만에서는 피복층을 형성시키는데 심재료를 장시간 증기에 쪼일 필요가 있으므로 비용 증가로 이어지고, 1050℃를 넘으면 전극선의 표면 성상이 나빠져 방전 가공 특성에 악영향을 끼치기 때문이다.
또한, 증기에 쪼여서 피복층을 형성한 후, 급냉시켜 와이어 방전 가공용 전극선을 형성하는 것이 바람직하다. 이것은 급냉시킴으로써 와이어 방전 가공용 전극선 표면이 적당히 단단해지고 방전 가공 특성이 개선되기 때문이다.
또한, 증기를 사용하는 제조방법에서는, 아연과 구리를 접촉시켜 열 확산으로 구리 아연 합금층을 형성하는 기술과는 확산층의 성장 속도가 다르다. 즉, 증기를 사용하는 경우의 합금층의 성장 속도는 상대적으로 열 확산인 경우 보다 크고, 또한 구리 표면에 일부 액상(液相)을 발생시킨 상태에서의 아연 증기 속에서의 처리를 목표로 하기 때문이다. 또한, 증기를 사용하여 제조된 전극선에서는 표면 피복층 표면에 자연 산화막(두께 0. 2μm 이하) 이외의 산화막은 관찰되지 않는다.
또한, 증기를 사용시키여 형성시키는 피복층의 형성 속도는 두께 방향에서 5μm/min 이상인 것이 바람직하다. 이것은, 피복층의 형성 속도가 5μm/min 이상이 되면 전극선의 표면 성상이 보다 양호해지고, 방전 가공 특성이 향상되기 때문이다. 또한, 피복층의 형성은 대기압 이상 압력의 증기 속에서 실시하는 편이, 표면 성상이 양호해질 뿐만 아니라, 피복층의 Cu 합금 조성의 제어가 용이해지기 때문에 바람직하다.
또한, 영역에 의존하여 온도가 변화하는 증기에 심재료를 쪼이는 공정에 있어서, 심재료를 증기에 쪼이기 시작하는 개시점 부근과 쪼이기를 끝내는 종료점 부근의 적어도 어느 하나에서의 증기의 온도를 증기의 최저 온도 보다 높게 하는 것이 바람직하다. 이것은, 증기에 쪼이기 시작하는 개시점 부근, 쪼이기를 끝내는 종료점 부근, 또는 둘 다에서의 증기의 온도를 증기의 최저 온도보다 높은 온도로 함으로써 피복층 형성 속도를 빠르게 하여 전극선의 표면 성상을 보다 양호하게 하고 방전 가공 특성을 보다 향상시키기 때문이다.
본원 발명의 다른 하나의 태양에 의한 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법에서는 적어도 표면층의 재질이 구리를 포함하는 심재료의 표면에 Zn 층을 형성하고, 당해 Zn 층을 합금화하여 피복층으로 하기 위해 확산 어닐링 처리를 행하고, 확산 어닐링 처리 사이에 피복층의 표면에 형성된 산화 피막을 제거하는 공정을 포함하고 있다. 이 경우에, Zn 층을 형성하는 방법으로서 전기 도금법, 용융 도금법, 압출 클래드법 등을 이용할 수 있다.
또한, 확산 어닐링을 사용하는 제조방법에 있어서도, 상술한 증기를 사용하는 제조방법인 경우와 마찬가지로 피복층이 형성된 후에 감면률로 40% 이상 99% 이하의 소성 가공을 전극선에 행하는 것이 바람직하며, 또한 피복층의 구리 함유량이 50.5중량% 이상 75중량% 이하인 것이 바람직하다.
본원 발명의 또 다른 태양에 의한 와이어 방전 가공용 전극선은 심재료와, 심재료의 바깥 둘레에 형성된 피복층을 구비하고, 심재료의 적어도 표면층의 재질은 구리를 포함하며, 피복층의 재질은 Zn, Cs, Se, Te 및 Mg로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상과 구리와의 합금을 포함하고, 또한 구리의 함유량이 50.5중량% 이상 75중량% 이하이고, 피복층의 표면에 자연 산화 피막 이외의 산화 피막이 없는 구성을 가지고 있다.
본원 발명자들은, 와이어 방전 가공용 전극선 표면에 자연 산화 피막 이외의 산화 피막이 없는 경우, 방전 가공 절단면의 면 정밀도가 향상되는 것을 발견하였다. 이것은, 자연 산화 피막 이외의 산화 피막이 존재하면, 집중 방전에 의해 피가공재와 전극선 사이에 단락이 발생하기 쉬워지고, 특히 마무리 가공시에 이 경향이 현저해져 방전 가공면의 면 정밀도가 나빠지기 때문이라고 생각된다.
또한, 자연 산화 피막 이외의 산화 피막이 없는 경우, 급전 가이드나 안내용 가이드 다이스의 마모 손상이 적어져 수명이 길어지는 것도 발견되었다. 이것은, 자연 산화 피막 이외의 산화 피막이 존재하면 표면층이 상당히 단단해지는 것이나 마찰 계수가 커지기 때문이라고 생각된다.
또한, 자연 산화 피막 이외의 산화 피막이 없는 경우, 방전 가공을 개시시키기 전에 전극선에 미약한 전류를 통해서 그 전극선 위치를 판단하는 전극선 위치 결정 작업을 용이하게 행할 수 있다는 것도 발견되었다. 이것은, 자연 산화 피막 이외의 산화 피막이 존재하면, 표면 저항이 커지기 때문에 전극선에 흘리는 미약한 전류에 의해서 전극선의 위치를 정확히 검지하는 것이 곤란해지기 때문이라고 생각된다.
특히, 100℃를 넘는 온도하에서 생성된 산화 피막은 전극선의 표면 성상을 나쁘게 하고 방전 가공 특성을 열화시키며, 또한 급전 다이스나 가이드 다이스 등의 수명을 짧게 한다.
또한, 본원 발명자들은 피복층의 표면에 형성되는 산화 피막이 자연 산화 피막이 아니라, 특히 두께가 0.2μm을 넘는 경우에도, 전극선의 표면 성상이 나빠져 방전 가공 특성이 열화하고, 또한 급전 다이스나 가이드 다이스 등의 수명을 단축시키는 것을 발견하였다.
이상으로, 본 발명의 방전 가공용 와이어 전극선은 고속도이며 고정 밀도로 방전 가공을 행할 수 있고, 또한 피가공물에 전극선으로 부터의 부착물의 양이 적으며, 우수한 방전 가공 특성을 발휘한다. 특히, 이 전극선은 고전압이고 또한 단시간의 펄스 전압을 반복하여 부여하는 방전 가공에 있어서 우수한 방전 가공 특성을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태에서의 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법을 나타내는 순서도이다. 도 1에 나타난 공정에서 적어도 표면층이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지도록 심재료를 준비한다(단계 1). 이후, Zn, Cs, Se, Te 및 Mg의 적어도 어느 하나를 포함하는 증기 중에 심재료를 쪼인다. 이것에 의해, 심재료의 표면층에 포함되는 구리가, 증기 중에 포함되는 원소와 반응하고 심재료의 바깥 둘레에 피복층이 형성된다(단계 2). 이것에 의해, 와이어 방전 가공용 전극선이 제조된다.
또한, 이후 수득한 와이어 방전 가공용 전극선에 와이어 드로잉 가공, 롤러 가공 등의 소성 가공을, 감면률로 40% 이상 99% 이하가 되도록 행한다(단계 3).
또한, 심재료를 증기 중에 쪼여 피복층을 형성(단계 2)시킨 후, 급냉시켜 전극선을 형성시킬 수 있다.
또한, 심재료를 증기에 쪼이기 전에 심재료가 증기의 온도 이상이 되도록 가열하고, 이 상태에서 증기 중에 심재료를 쪼일 수 있다. 또한, 증기 속에서 피복층을 형성시킨 후, 심재료를 증기의 온도 이상인 온도로 가열할 수 있다.
또한, 증기 온도는 300℃ 이상 1050℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 피복층 형성 속도는 두께 방향에서 5μm/min 이상이 되도록 제어하는 것이 바람직하며, 또한 피복층은 대기압 이상의 압력의 증기 속에서 형성시키는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명자들이 행한 실험방법 및 결과에 대해 설명한다.
적어도 표면층이 구리 또는 구리 합금으로 구성되는 심재료를, Zn, Cs, Se, Te 및 Mg로부터 선택된 1종 이상의 증기 중에 쪼여서, 표 1에 나타낸 본원 발명에 의한 실시예 시료 No. 1∼13을 제작한다. 시료 표면에 생성된 Cu 합금 피복층의 두께 및 Cu 함유량도 표 1에 나타나 있다.
Figure kpo00000
또한, 실시예 시료 No. 2, 7 및 11에 관해서는 각각 2회, 3회, 2회 반복하여 증기에 쪼여서 표 1에서의 표면 피복층 두께로 한다.
또한, 표 1에서 증기 온도의 개시점 부근이란 심재료를 증기에 쪼이기 시작하는 시점 부근의 온도를 나타내고, 종료점 부근이란 심재료를 증기에 쪼이기를 끝내는 시점 부근의 온도를 나타낸다. 즉, 개시점 부근 및 종료점 부근의 증기 온도는 심재료를 증기에 통과시키는 경우에는 증기의 입구부 부근의 온도 및 출구부 부근의 온도를 나타내고 있다.
또한, 본원 발명에 의한 실시예 시료로서 하기 3종류의 시료도 준비한다.
실시예 시료 No. 14: 용융도금, 열 처리 확산법과 산 세척에 의해, 심재료: Cu 피복강선, 피복층: Cu-45% Zn 합금, 선 직경: 0.7mmØ, 표면 두께: 40μm의 시료를 제조한다.
실시예 시료 No. 15: 전기도금, 열처리 확산법과 전해 연마에 의해, 심재료: Cu-20% Zn, 피복층: Cu-46% Zn 합금, 선 직경: 0.9mmØ, 표면 두께: 60μm의 시료를 제조한다.
실시예 시료 No. 16: 전기도금, 열처리 확산법과 산 세척에 의해, 심재료: Cu-0.3% Sn, 피복층: Cu-43% Zn 합금, 선 직경: 1.0mmØ, 표면 두께: 70μm의 시료를 제조한다.
또한, 종래예 시료와 비교예 시료로서 하기의 시료도 준비한다.
종래예 시료 No. 1: Cu-35.1중량% Zn, 선 직경: 8mmØ(선 직경: 0.9mmØ)
비교예 시료 No. 1: 전기도금과 열처리 확산법에 의해, 심재료: Cu-10중량% Zn 합금, 피복층: Cu-55중량% Zn 합금, 선 직경: 0.6mmØ, 표면층 두께: 80μm의 시료를 제조한다.
비교예 시료 No. 2: 전기도금과 열처리 확산법에 의해, 심재료: 강철, 피복층: Cu-45중량% Zn 합금, 선 직경: 0.7mmØ, 표면층 두께: 40μm의 시료를 제조한다.
비교예 시료 No. 3: 전기도금에 의해, 심재료: Cu-20중량% Zn 합금, 피복층: Zn, 선 직경: 0.6mmØ, 표면층 두께: 38μm의 시료를 제조한다.
이상의 시료로 소성 가공을 행하고, 표 2에 나타낸 원하는 선 직경의 전극선을 제조한다. 이 때의 가공 감면률, 표면 성상 및 표면 피복층의 표면에 관찰된 산화 피막의 두께를 표 2에 나타낸다. 또한, 선 굴곡을 없애기 위해서 소성 가공 공정의 최종 단계에서 가볍게 통전 열처리를 행한다. 이렇게 하여 수득한 전극선에 있어서, 본원 발명의 실시예에 의한 전극선은 어느 것이나 표면의 산화 변색이 없고 매끄로우며, 선 굴곡이 없는 신직성(伸直性)이 우수하다.
No. 선 직경(mmØ) 가공방법 가공 감면률(%) 표면 성상 산화피막두께(μm)
실시예 1 0.2 냉간(冷間) 와이어 드로잉 가공 89.6 산화 변색 없음, 매끄러움 0.12
2 0.3 냉간 와이어 드로잉 가공 94.1 산화 변색 없음, 매끄러움 0.07
3 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 89.5 산화 변색 없음, 매끄러움 0.06
4 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 92.3 산화 변색 없음, 매끄러움 0.05
5 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 89.6 산화 변색 없음, 매끄러움 0.03
6 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 84.6 산화 변색 없음, 매끄러움 0.08
7 0.2 온간 롤러 가공+냉간 와이어드로잉 가공 98.9 산화 변색 없음, 매끄러움 0.09
8-1 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 36 산화 변색 없음, 매끄러움 0.07
8-2 0.07 냉간 와이어 드로잉 가공 92.2 산화 변색 없음, 매끄러움 0.05
9 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 89.6 산화 변색 없음, 매끄러움 0.04
10 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 89.6 산화 변색 없음, 매끄러움 0.06
11 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 76.2 산화 변색 없음, 매끄러움 0.08
12 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 84.6 산화 변색 없음, 매끄러움 0.05
13-1 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 0 산화 변색 없음, 매끄러움 0.06
13-2 0.07 냉간 와이어 드로잉 가공 87.8 산화 변색 없음, 매끄러움 0.04
14 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 91.8 산화 변색 없음, 매끄러움 0.06
15 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 95.1 산화 변색 없음, 매끄러움 0.03
16 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 96.0 산화 변색 없음, 매끄러움 0.04
비교예 1 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 88.9 산화 변색 있음, 요철 있음 0.35
2 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 91.8 산화 변색 있음, 요철 있음 0.42
3 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 88.9 산화 변색 있음, 요철 있음 0.51
종래예 1-1 0.2 냉간 와이어 드로잉 가공 99.9 산화 변색 없음 0.07
1-2 0.07 냉간 와이어 드로잉 가공 99.4 산화 변색 없음 0.06
또한, 실시예 시료 No. 8-1, 8-2, 13-1 및 13-2와 비교예 시료 No. 1-1 및 1-2는 각각 선 직경을 다르게 한 것이다.
표 2에 나타낸 전극선을 와이어 방전 가공기에 설치하여 동일 조건으로 방전 가공을 행하고, 방전 가공 속도, 피가공물에 대한 전극물질의 부착량, 피가공물의 절단 표면 성상, 전극선의 단선 상황 및 자동 결선성(結線性)에 대하여 조사한다. 그 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 방전 가공 속도에 대해서는 단위 시간당 가공 단면적(가공 이송 속도와 피가공물 두께의 곱)을 구한 후, 종래예 시료의 전극선의 가공 단면적을 1.0으로 하여 각각의 비를 구하고, 방전 가공 속도비로 하여 표 3에 나타낸다. 피가공물에 대한 전극물질의 부착량에 대해서도 종래예 시료의 전극선을 100으로 하여 상대적인 비율로 나타낸다.
또한, 방전 가공을 개시할 때의 전극선의 위치 결정 작업성 및 급전 다이스나 가이드 다이스 등의 수명의 평가 결과를 표 4에 나타낸다. 또한, 수명 평가에서는 종래예 시료 No. 1에 대한 수명을 1.0으로 하는 상대적인 비율로 나타낸다.
No. 선 직경(mmØ) 방전 가공속도비 피가공물 단선회수(회) 자동결선성
부착량 표면 성상
실시예 1 0.2 1.34 72 A 0 좋음
2 0.2 1.42 61 A 0 좋음
3 0.2 1.39 64 A 0 좋음
4 0.2 1.38 65 A 0 좋음
5 0.2 1.44 60 A 0 좋음
6 0.2 1.35 70 A 0 좋음
7 0.2 1.36 68 A 0 좋음
8-1 0.2 1.37 69 A 0 좋음
8-2 0.07 1.14 68 A 2 좋음
9 0.2 1.45 59 A 0 좋음
10 0.2 1.43 58 A 0 좋음
11 0.2 1.38 64 A 0 좋음
12 0.2 1.44 58 A 0 좋음
13-1 0.2 1.41 60 A 0 좋음
13-2 0.07 1.22 61 A 0 좋음
14 0.2 1.40 62 A 0 좋음
15 0.2 1.43 61 A 0 좋음
16 0.2 1.41 63 A 0 좋음
비교예 1 0.2 1.30 77 B 2 좋음
2 0.2 1.28 82 B 1 좋음
3 0.2 1.09 60 A 2 좋음
종래예 1-1 0.2 1.00 100 C 2 좋음
1-2 0.07 0.60 100 B 16 좋음
표면 성상 A: 표면이 상당히 매끄럽고 두께방향에서의 치수 차이가 없으며 상당히 양호하다.
B: 표면이 매끄럽고 두께방향에서의 치수 차이가 거의 없으며 양호하다.
C: 표면이 약간 거칠고 두께방향에서 치수차이가 약간 보인다.
No. 선 직경(mmØ) 위치결정 작업성 급전 다이스, 가이드다이스 등의 수명
실시예 1 0.2 용이 1.04
2 0.2 용이 1.05
3 0.2 용이 1.02
4 0.2 용이 1.07
5 0.2 용이 1.06
6 0.2 용이 1.06
7 0.2 용이 1.04
8 0.2 용이 1.05
9 0.2 용이 1.03
10 0.2 용이 1.04
11 0.2 용이 1.05
12 0.2 용이 1.04
13 0.2 용이 1.07
14 0.2 용이 1.03
15 0.2 용이 1.08
16 0.2 용이 1.04
비교예 1 0.2 곤란 0.32
2 0.2 곤란 0.29
3 0.2 곤란 0.41
종래예 1 0.2 용이 1.00
상기 표 2, 표 3 및 표 4의 결과로 부터 본원 발명에 의한 어느 실시예 시료에 있어서도, 비교예 시료 및 종래예 시료와 비교하여 방전 가공 속도가 빠르며, 또한 피가공물에 전극 물질의 부착량이 적고, 절단 표면 성상이 매끄럽고, 급전가공 개시시의 전극선의 위치 결정도 용이하고,급전 다이스나 가이드 다이스 등의 수명에 악 영향을 주지 않는다는 것이 판명된다.
이번 개시된 실시 형태 및 실시예는, 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타나며 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
이상 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따르는 와이어 방전 가공용 전극선은 종래예 보다도 방전 가공 특성(가공 속도, 절단표면 성상 등)이 현저히 향상되고, 방전 가공 개시시의 전극선 위치 결정 작업도 용이하고, 자동 결선성도 양호하며, 급전 다이스나 가이드 다이스 등의 수명에 악영향을 주지 않는다.

Claims (14)

  1. 심재료와, 심재료의 바깥 둘레에 형성된 피복층을 포함하는 와이어 방전 가공용 전극선으로서, 심재료의 적어도 표면층의 재질이 구리를 함유하고, 피복층의 재질이 Zn, Cs, Se, Te 및 Mg로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종이상의 원소와 구리와의 합금을 함유하며, 심재료의 표면층에 적어도 부분적으로 생성된, 당해 원소의 증기로부터 응축된 액상을 통해 형성된 연질 표면을 갖는 와이어 방전 가공용 전극선.
  2. 심재료와, 심재료의 바깥 둘레에 형성된 피복층을 포함하는 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법으로서, 적어도 표면층의 재질이 구리를 함유하는 심재료를 Zn, Cs, Se, Te 및 Mg로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 원소를 함유하는 300℃ 이상 1050℃ 이하의 증기에 쪼여서 증기의 원소와 심재료 표면층을 반응시키고, 피복층에 증기로부터 응축된 원소의 액상을 적어도 부분적으로 생성시켜 심재료의 바깥 둘레에 연질 표면을 갖는 피복층을 형성시키는 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 피복층이 형성된 후, 감면률(感面率)로 40% 이상 99% 이하의 소성 가공을 실시함을 포함하는 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 피복층의 구리의 함유량이 50.5중량% 이상 75중량% 이하인 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 피복층을 급냉시킴을 추가로 포함하는 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법.
  6. 제2항에 있어서, 피복층의 두께 방향의 형성 속도가 5㎛/min 이상인 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법.
  7. 제2항에 있어서, 피복층의 대기압 이상의 압력하에서 형성되는 와이어 방전가공용 전극선의 제조방법.
  8. 제2항에 있어서, 심재료를 증기에 쪼이는 단계에서, 증기가 불균일한 온도구배를 가지며, 심재료를 증기에 쪼이기 시작하는 개시점 부근과 쪼이기를 끝내는 종료점 부근의 적어도 어느 한 영역에서의 증기의 온도가 300℃보다 높은 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법.
  9. 심재료와, 심재료의 바깥 둘레에 형성된 피복층을 포함하는 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법으로서, 적어도 표면층의 재질이 구리를 함유하는 심재료의 표면 위에 Zn 층을 형성시키고, Zn 층을 합금화하여 피복층을 형성하기 위해 확산 어닐링 처리를 수행한 다음, 확산 어닐링 처리하는 동안에 피복층의 표면에 형성된 산화 피막을 전해 연마법 또는 산 세척법으로 제거하고, 감면률로 40% 이상 99% 이하의 소성 가공을 실시함을 포함하는, 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 피복층의 Cu 함유량이 50.5중량% 이상 75중량% 이하인 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 선택된 원소가 Zn이고, 증기의 온도가 800℃ 이상인 와이어 방전 가공용 전극선.
  12. 제1항에 있어서, 합금의 구리 함유량이 약 50.5중량% 이상 약 75중량% 이하인 와이어 방전 가공용 전극선.
  13. 제1항에 있어서, 피복층의 형성 후, 40 내지 90%의 감면률로 드로잉 가공을 실시함으로써 단면적이 0.05 내지 0.4mm로 감소된 전극선.
  14. 심재료와, 심재료의 바깥 둘레에 형성된 피복층을 포함하는 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법으로서, 적어도 표면층의 재질이 구리를 함유하는 심재료를 Zn을 함유하는 800℃ 이상의 증기에 쪼여서 증기의 Zn과 심재료 표면층을 반응시키고, 심재료 표면층에 증기로부터 응축된 Zn의 액상을 적어도 부분적으로 생성시켜 심재료의 바깥 둘레에 연질 표면을 갖는 피복층을 형성시키는 와이어 방전 가공용 전극선의 제조방법.
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