KR100632149B1 - The electrode wire for electrical discharge machining - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 와이어 방전 가공 방법을 보인 개념도.1 is a conceptual view showing a wire discharge machining method.
도 2는 종래의 전극선 단면도를 보인 것으로,2 is a cross-sectional view of a conventional electrode line,
(가)는 심선의 표면에 황동이 피복된 전극선의 단면도이고, (A) is a cross-sectional view of an electrode wire coated with brass on the core wire surface
(나)는 심선의 표면에 동과 황동이 적층 피복된 종래의 전극선의 단면도이다. (B) is sectional drawing of the conventional electrode wire by which copper and brass were laminated | stacked on the surface of the core wire.
도 3은 본 발명 일실시예 전극선의 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view of an embodiment electrode line of the present invention.
((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)) ((Explanation of symbols for main part of drawing))
3,12. 전극선 11. 피가공물 3,12. Electrode Line 11. Workpiece
21,31. 강선 22,33. 황동층 21,31.
23,32. 구리층 h. 개시홀 23,32. Copper layer h. Opening hall
R. 공급릴 R'. 권취릴 R. Supply reel R '. Reel
본 발명은 와이어 방전 가공에 사용되는 전극선에 관한 것으로, 더 자세하게는 강선의 외주면에 구리층과 아연층을 일련의 순서로 피복시킨 상태에서 구리층의 일부와 아연층 전체를, 방전 가공성이 우수한 구리-아연 합금층 즉, 황동층으로 변화시킴으로써, 구리층과 황동층의 적층 피복 구조로 변화시킨 후 적절한 신선 가공을 통하여 방전 가공성과 내구성을 향상시킴과 동시에 전극선의 제조 원가를 절감할 수 있도록 한 와이어 방전 가공용 전극선에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode wire used for wire discharge machining, and more particularly, a part of the copper layer and the entire zinc layer in a state in which the copper outer layer and the zinc layer are coated in a series order on the outer circumferential surface of the steel wire, the copper having excellent discharge workability. -By changing to zinc alloy layer, that is, brass layer, it is changed to laminated coating structure of copper layer and brass layer, and then wire is made to reduce the production cost of electrode wire while improving discharge workability and durability through proper drawing process. It relates to an electrode wire for electric discharge machining.
다양한 금속 가공법들 중 절단가공은 크게 기계적인 방법과 전기적인 방법으로 나눌 수 있으며, 상기 기계적 방법은 폐루프를 이루는 띠톱 또는 쉬어 나이프로 금속봉이나 판재 등을 직선형으로 단순 절단하는 방법으로서 복잡한 형상, 즉 곡률이 작거나, 길이가 짧은 직선이 꺽이는 등의 형태로는 절단이 불가능하다.Among various metal processing methods, cutting processing can be largely divided into mechanical and electrical methods. The mechanical method is a method of simply cutting a metal rod or a plate in a straight line with a band saw or sheer knife forming a closed loop, which is a complicated shape, that is, Cutting is not possible in the form of a small curvature or a short straight line.
그러나, 상기 전기적인 절단 방법은 전원이 인가된 세경(細徑) 금속선을 사용하여 금속을 복잡한 형상으로 절단하는 방법으로서, 상기 금속선을 절단하고자 하는 면에 근접시킨 상태에서 전기적 방전을 일으켜 방전열을 발생시키고, 이 방전열로서 금속을 용융절단하게 되며, 상기 금속선은 절단하고자 하는 면을 따라 계속 이동하게 된다.However, the electric cutting method is a method of cutting a metal into a complicated shape by using a thin metal wire to which power is applied, and generates an electric discharge in a state in which the metal wire is close to a surface to be cut. Generated, and the metal is melt-cut as the discharge heat, and the metal wire continues to move along the plane to be cut.
상기와 같이 전기적 방전열에 의해 금속을 절단하는 와이어 방전 가공의 원리와 그 과정을 도 1에 의거하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the principle and the process of the wire discharge machining to cut the metal by the electric discharge heat as described above in detail based on Figure 1 as follows.
도시된 바와 같이, 피가공물(11)에 전극선(12)을 최초 통과시키기 위하여 가공 시작 전에 만든 개시홀(starting hole)(h)에, 공급릴(R)에서 풀려나오는 전극선(12)을 관통시킨 후 전극선(12)의 끝 부분을 권취릴(R')에 장착하므로써 방전 가공 준비가 완료된다.As shown in the drawing, in order to initially pass the
방전 가공의 시작은, 상기 공급릴(R)과 권취릴(R')을 회전시킴과 동시에 시작되는 바, 상기 두 릴(R)(R') 사이에서 피가공물(11)에 수직한 방향으로 진행하는 전극선(12)에 의한 가공시 피가공면의 방전 가공 정밀도를 유지하기 위하여서는 피가공면과 전극선(12) 사이의 거리를 일정하게 고정시켜야 하기 때문에 전극선(12)에는 적절한 인장응력이 가해진 상태이다.The electric discharge machining starts at the same time as the feed reel R and the winding reel R 'are rotated in a direction perpendicular to the
그리고, 공급릴(R)에서 권취릴(R')로 이동하는 전극선(12)에는 '-'전압을, 금속 재질의 피가공물(11)에는 '+'전압이 인가됨과 아울러, 전극선(12)과 피가공물(11) 사이에 일종의 절연유인 방전 가공액이 공급되므로써, 전극선(12)과 피가공물(11) 사이에서는 전기적인 불꽃방전이 발생하게 되고, 불꽃방전에 의한 순간적인 방전열이 전극선에 근접한 피가공물 부위를 용융시켜 절단가공이 이루어지게 된다.In addition, a '-' voltage is applied to the
상기의 방전 가공액은 방전을 일으키는 매개체의 역할을 하며, 전극선과 피가공물을 냉각시킴과 동시에 용융금속을 전극선과 피가공물에서부터 제거하는 역할을 수행한다.The discharge processing liquid serves as a medium for generating a discharge, cools the electrode wire and the workpiece, and removes the molten metal from the electrode wire and the workpiece.
그리고, 불꽃방전이 발생하여 가공이 시작되면 피가공물이 놓인 작업대를 전극선에 대하여 전후좌우로 움직여 주므로써 피가공물이 움직이는 궤적을 따라 원하 는 형상의 각종 형태로서 절단가공되는 것이다.When the spark discharge occurs and the machining starts, the worktable on which the workpiece is placed is moved back, forth, left, and right with respect to the electrode line, and thus the workpiece is cut into various shapes of a desired shape along the moving trajectory.
상기와 같이 이루어지는 방전 가공 중 공급릴에서 권취릴로 감기는 전극선에는 일정 크기의 인장 응력이 작용될 뿐 아니라, 전극선을 약 300℃ 이상의 고온으로 가열시키는 방전열에 의해 전극선의 인장강도가 저하되므로써, 방전 가공 중 전극선이 빈번히 단선될 수 있게 된다.The electrode wire wound from the supply reel to the take-up reel during the electrical discharge machining as described above not only acts on the tensile stress of a certain size but also decreases the tensile strength of the electrode wire by the discharge heat for heating the electrode wire to a high temperature of about 300 ° C. or higher. The heavy electrode wires can be frequently disconnected.
따라서, 상기와 같은 전극선의 단선 방지를 위해서 전극선은 높은 고온 강도를 가져야 함은 물론, 가공 정밀도를 향상시키기 위하여 가능한 한 작은 직경일 것이 요구될 뿐 아니라, 전극선은 1회용 소모품이기 때문에 적절한 가격 수준의 유지도 중요한 사항으로 고려되어야만 하나, 종래의 전극선은 융융되어 피가공물에 부착되는 양이 많고, 고속에서의 방전 가공시 단선이 많이 발생하는 단점이 있다.Therefore, in order to prevent the disconnection of the electrode wire as described above, the electrode wire must not only have a high temperature strength but also have a diameter as small as possible in order to improve the processing accuracy. The maintenance should also be considered as an important matter, but the conventional electrode wire has a disadvantage in that a large amount of melted and adhered to the workpiece, and a large amount of disconnection occurs during discharge processing at a high speed.
즉, 가공속도를 향상시키기 위해서는 와이어 전극에 많은 전류를 흐르게 할 필요가 있으며, 전극의 저항치가 높으면 발열에 의해 와이어 전극이 단선되기 때문에, 가공속도나 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 와이어 전극으로서는 기계강도와 도전성이 요구되나, 금속재료는 일반적으로 기계강도가 큰 것은 도전성이 낮고, 반대로 도전성이 높은 것은 기계강도가 낮은 문제가 있다.In other words, in order to improve the processing speed, it is necessary to flow a large amount of current through the wire electrode. If the resistance value of the electrode is high, the wire electrode is disconnected due to heat generation, and thus the mechanical strength as a wire electrode capable of improving the processing speed and processing precision. Although conductivity is required, metal materials generally have high mechanical strength and low conductivity, while high conductivity has low mechanical strength.
따라서, 상기와 같이 상반되는 특성들을 양립할 수 있도록 기계적 강도가 큰 심선에 도전율이 높은 재료로 피복하는 방법들이 개발되었는 바, 종래의 전극선들을 살펴보면 다음과 같다.Accordingly, methods for coating a core wire having a high mechanical strength with a high conductivity material have been developed so as to achieve the opposite characteristics as described above.
일반적으로 상기와 같은 와이어 방전 가공에 쓰이는 전극선은 그 직경이 0.03∼0.40mm 의 구리선, 황동선 및 아연 도금된 황동선 등이 있으며, 특히 직경 0.1mm 이하의 세선으로는 텅스텐 또는 몰리브덴 와이어 등이 사용되고 있다.In general, the electrode wire used for the above-described wire discharge machining is copper wire, brass wire and galvanized brass wire having a diameter of 0.03 to 0.40 mm, and tungsten or molybdenum wire is used as the fine wire having a diameter of 0.1 mm or less.
그러나, 상기의 구리선은 방전 가공 중에 발생하는 열 때문에 고온에서의 인장강도가 급격히 낮아져 전극선에 가해지는 장력을 줄여야 함에 따라 피가공물의 가공 절단면이 갖는 정밀도가 떨어질 뿐아니라, 전극선이 절손되기 쉽고 방전 가공 속도가 저하되는 문제가 있다.However, the above copper wire has a sharp decrease in tensile strength at high temperature due to the heat generated during the electrical discharge machining, and thus the tension applied to the electrode wire must be reduced, thereby reducing the precision of the cutting edge of the workpiece. There is a problem that the speed is lowered.
그리고, 연신 가공성과 강도가 우수하고 65%Cu-35%Zn의 성분 조성과 0.07∼0.3mm 범위의 선경을 가지며, 그 중 0.2∼0.3mm 선경의 것이 전체 전극선 시장의 80% 이상을 차지하고 있는 황동선은, 구리선보다 실온에서의 인장강도는 약 2배 정도로 높으나, 방전 가공시의 고온 특성은 구리선과 비슷하며, 표면에 아연이 도금된 황동선의 경우 표면의 아연층에 의해 방전 안전성은 향상되나 아연층이 존재하는 만큼 고온강도가 떨어져 가공속도를 증가시키면 단선되는 경향이 증가하게 된다.In addition, it has excellent stretchability and strength, and has a composition of 65% Cu-35% Zn and a wire diameter in the range of 0.07 to 0.3mm, of which a 0.2-0.3mm wire diameter occupies 80% or more of the entire electrode wire market. Tensile strength at room temperature is about 2 times higher than that of silver and copper wires, but the high-temperature characteristics at the time of electric discharge machining are similar to those of copper wires. In the case of brass plated with zinc on the surface, the discharge safety is improved by the zinc layer on the surface. The higher the temperature strength is, the more the processing speed increases, so the tendency for disconnection increases.
또한, 텅스텐과 몰리브덴 와이어는 고온 강도가 우수하여 상기의 제반 문제점들이 해결되나, 가격이 비싸고 신선 가공성이 떨어져 제조 비용이 상승되는 문제가 있다.In addition, tungsten and molybdenum wire is excellent in high temperature strength to solve all of the above problems, there is a problem that the cost is expensive and the drawability is low, the manufacturing cost is increased.
따라서, 상기 고온에서의 문제점을 해결하고 경제성 측면도 함께 고려할 수 있는 방안으로서 강선의 표면에 전도성이 우수한 구리나 황동을 도금하여 피복시키는 방법이 강구되었으며, 이와 같이 강선을 심선으로 하여 그 표면에 피복층이 형성된 구조의 종래 전극선을 도 2의 (가)내지 (나)에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.Therefore, a method of solving the problems at high temperature and considering economical aspects as well as a method of coating copper or brass having excellent conductivity on the surface of the steel wire has been devised. Thus, the coating layer is formed on the surface of the steel wire as a core wire. Looking at the conventional electrode line of the formed structure based on (a) to (b) of Figure 2 as follows.
먼저, 도 2의 (가)는 일본공개특허 소53-80899에 개시된 바의 강선(21)을 심선으로 하여 황동층(22)이 피복된 방전 가공용 와이어의 단면 구조를 보인 것이고, 도2의 (나)는 국내 특허공고 1992-7689호에 나타나 있는 바의 강선(21)의 심선에 구리층(23)을 단면적의 10%∼70%로 피복하고 그 표면 위에 아연 함량이 40∼50%정도 되는 황동층(22)을 0.1∼15㎛ 두께로 피복한 방전 가공용 와이어의 단면 구조를 보여 주고 있다.First, FIG. 2A illustrates a cross-sectional structure of a wire for electric discharge machining in which a
상기 도 2에 도시된 종래의 전극선들 중에서 (가)의 전극선은 전극선에 인가될 수 있는 전류량이 적어 가공속도가 낮을 뿐 아니라 가공속도를 증가시키기 위하여 높은 전압을 인가하는 경우에는 전극선이 쉽게 절손되는 문제가 있고, (나)의 전극선은 구리층(23)이 전체 전극선의 10∼70%를 차지하여 그 제조비용이 높을 뿐 아니라 황동층(22)의 두께가 0.1∼15㎛로 얇기 때문에 두께가 두꺼운 제품을 가공시에는 황동층(22)이 소모된 후 구리층(23)에 의해 방전 가공이 이루어지면서 가공속도가 저하되는 문제점이 있다.Among the conventional electrode wires shown in FIG. 2, the electrode wire of (A) has a small amount of current that can be applied to the electrode wire, so that the electrode wire is easily broken when a high voltage is applied to increase the processing speed. There is a problem, and the electrode wire of (B) has a thickness of 10 to 70% of the total electrode wire, and the manufacturing cost is high, and the thickness of the
또한, 최외곽 황동층(22)의 아연 함량이 높아 신선 가공의 어려움이 발생되는 문제점이 있다.In addition, the zinc content of the
본 발명은 종래의 와이어 방전 가공용 전극선이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 강선의 표면에 구리층과 황동선을 순차적으로 피복하되 특히, 적절한 밀도와 두께를 갖는 황동층이 형성되도록 함으로써, 방전 가공성이 우수하면서도 신선 가공성이 좋을 뿐만 아니라, 저렴한 가격으로 제조할 수 있는 방전 가공용 전극선을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.The present invention was devised to solve all the problems of the conventional electrode wire for electrical discharge machining, by sequentially coating a copper layer and a brass wire on the surface of the steel wire, in particular, by forming a brass layer having an appropriate density and thickness, It is an object of the present invention to provide an electrode wire for electric discharge machining which is excellent in electric discharge workability and good wire drawing property, and which can be manufactured at low cost.
본 발명의 상기 목적은, 특정 범위의 두께와 밀도를 갖는 구리층 및 황동층에 의하여 달성된다.The above object of the present invention is achieved by a copper layer and a brass layer having a specific range of thickness and density.
본 발명의 와이어 방전 가공용 전극선은, 강선을 심선으로 하여 그 표면에 구리층과 아연층을 순차적으로 적층 피복시키고, 도금된 구리층과 아연층을 적절한 조건에서 합금화하여 구리층 일부와 전체 아연층을 하나의 황동층으로 변화시킨 후 적절한 감면율로서 최종 신선하여 제조되는 바, 상기 황동층의 두께와 밀도를 특정 범위 내로 조절하는 동시에 구리층의 두께를 제어함으로써, 최종적인 신선 가공성은 물론 두께가 두꺼운 피가공물에 대한 방전 가공성도 우수한 특성을 갖게 된다.The electrode wire for wire discharge machining according to the present invention is formed by sequentially laminating and coating a copper layer and a zinc layer on the surface of the steel wire as a core wire, and alloying the plated copper layer and the zinc layer under appropriate conditions to form a part of the copper layer and the entire zinc layer. The final drawing is made by changing the thickness of one brass layer to an appropriate reduction rate, and by controlling the thickness and density of the brass layer within a specific range and controlling the thickness of the copper layer, the final drawing workability and thick thickness The electric discharge workability with respect to a workpiece also has the outstanding characteristic.
상기와 같은 본 발명의 와이어 방전 가공용 전극선은, 강선의 표면에 순차적으로 피복된 구리층과 아연층으로부터 생성되는 황동층의 조성이 37∼43중량% Zn, 63∼57중량% Cu로서, 그 밀도를 7.5∼8.0g/cm3 가 되도록 합금시킴에 기술적 특징이 있으며, 상기와 같이 함량 범위와 밀도를 한정한 이유는 다음과 같다.In the electrode wire for wire discharge machining of the present invention as described above, the composition of the brass layer formed from the copper layer and zinc layer sequentially coated on the surface of the steel wire is 37 to 43% by weight Zn and 63 to 57% by weight Cu. The technical characteristics in the alloy to be 7.5 to 8.0 g / cm 3 , and the reason for limiting the content range and density as described above is as follows.
상기 황동층에 있어서 아연 함량이 37중량% 미만인 경우에는 신선 가공성이 우수하나 방전 가공성이 종래의 황동선과 비슷할 뿐 방전 가공성이 거의 향상되지 않으며, 43중량%를 초과하는 경우에는 방전 가공성은 좋으나 신선 가공성이 떨어져 전극선의 제조 생산성이 급격히 떨어지게 된다.When the zinc content of the brass layer is less than 37% by weight, the drawing workability is excellent, but the discharge workability is similar to that of a conventional brass wire, and the workability of discharge is hardly improved. As a result, the production productivity of the electrode wire is drastically reduced.
그리고, 상기 황동층의 밀도가 8.0g/cm3 을 초과하는 경우에도 신선성이 저하되어 와이어의 제조비용이 증가될 뿐만 아니라 방전 가공성의 향상 효과가 미미하며, 7.5g/cm3 에 미치지 못하면 황동층 내에 미세한 기공들이 많이 형성된 상태로서 방전 가공성은 좋아지나 방전 가공 시 황동층으로부터 발생하게 되는 황동 분말이 피가공재와 이차 방전을 일으켜 피가공재의 표면 조도가 저하될 뿐만 아니라 방전 가공 중 와이어가 단선을 초래하여 가공 생산성을 떨어뜨리게 된다.In addition, even when the brass layer has a density of more than 8.0 g / cm 3 , the freshness is lowered, thereby increasing the manufacturing cost of the wire and improving the electric discharge workability, and the brass is less than 7.5 g / cm 3 . As the fine pores are formed in the layer, the discharge workability is improved, but the brass powder generated from the brass layer during the discharge machining causes secondary discharge with the workpiece, so that the surface roughness of the workpiece is reduced, and the wire is disconnected during the discharge machining. This lowers the productivity of the processing.
또한, 상기와 같이 심선으로서 강선을 사용하고, 강선의 외피층으로서 구리층을 형성시키는 것은, 전류의 특성 즉, 전류가 도체를 따라 흐를 때 도체의 표면을 따라 흐르게 되는 전류의 표면 효과를 이용하기 위한 것으로, 심선으로 사용된 강선으로 하여금 전극선에 부여되는 인장응력을 감당토록 하고, 상기 구리층은 전류를 흐르게 하는 도체의 역할을 하도록 하는 바, 상기 전류의 표면 효과를 극대화 는 동시에 우수한 방전 가공성을 갖도록 하기 위해서는 구리층과 황동층의 두께 즉, 각각의 단면적을 전극선 단면적의 4∼10% 및 24∼36%의 범위로 제어하는 것이 바람직하다.In addition, using a steel wire as the core wire and forming a copper layer as the outer layer of the steel wire as described above is intended to take advantage of the characteristics of the current, that is, the surface effect of the current flowing along the surface of the conductor when the current flows along the conductor. In this way, the steel wire used as the core wire can bear the tensile stress applied to the electrode wire, and the copper layer acts as a conductor for flowing current, thereby maximizing the surface effect of the current and at the same time having excellent discharge workability. For this purpose, it is preferable to control the thickness of the copper layer and the brass layer, that is, the respective cross-sectional areas in the range of 4 to 10% and 24 to 36% of the electrode wire cross-sectional area.
이때, 구리층의 단면적이, 전극선 전체 단면적의 4%에 미치지 못할 경우에는 심선인 강선을 통하여 흐르는 전류의 양이 증가하게 되면서 방전 효율성과 가공성이 떨어지되며, 10%를 초과하게 되면 방전 효율성과 가공성의 증가 효과가 미미하면서 필요 이상으로 제조 비용이 증가하게 된다.At this time, if the cross-sectional area of the copper layer is less than 4% of the total cross-sectional area of the electrode wire, the amount of current flowing through the core wire increases and discharge efficiency and machinability decrease. While the increase effect of is insignificant, the manufacturing cost increases more than necessary.
또한, 구리층의 표면에 형성되어 전극선의 최외층을 이루게 되는 상기 황동층의 단면적이, 전극전 전체 단면적의 24%에 미치지 못하면, 방전 가공성이 현저히 떨어지게 되고, 특히, 60mm 이상의 두꺼운 재료를 가공시 황동층이 모두 소진되면서 구리층에 의한 방전 가공이 이루어지면서 가공 속도가 현저히 저하될 뿐만 아니라 단선이 빈번하게 일어나면서 가공 정밀도 역시 떨어지게 된다.In addition, when the cross-sectional area of the brass layer formed on the surface of the copper layer to form the outermost layer of the electrode line is less than 24% of the total cross-sectional area before the electrode, the electrical discharge machinability is remarkably inferior, in particular, when processing a thick material of 60 mm or more. As all of the brass layers are exhausted, the electrical discharge machining is performed by the copper layer, and not only the processing speed is significantly lowered, but also disconnection frequently occurs, thereby decreasing the processing precision.
그리고, 황동층의 단면적이 전극전 전체 단면적의 36%를 초과하게 되면, 전류의 표면 효과 때문에 황동층으로 흐르는 전류의 양이 증가하면서 전류 효율이 떨어지는 동시에 방전 가공성이 저하하게 되고, 황동층을 통한 발열량의 증가에 의해 전극선의 고온 강도가 떨어져 단선되기 쉬우며, 신선 가공성도 떨어지게 된다.When the cross-sectional area of the brass layer exceeds 36% of the total cross-sectional area before the electrode, the current efficiency decreases and the discharge workability decreases while the amount of current flowing to the brass layer increases due to the surface effect of the current. Due to the increase in the amount of heat generated, the high temperature strength of the electrode wires is easily dropped, and the wire workability is also degraded.
상기와 같이, 심선인 강선의 표면에 구리층과 황동층이 순차적으로 피복된 본 발명의 전극선에서, 각 피복층은 각각의 기능을 갖게 되는데, 전술한 바와 같이, 구리층은 전류를 효과적으로 통전시키고, 황동층은 방전 방전 가공을 수행하는 역할을 하게 된다.As described above, in the electrode wire of the present invention in which the copper layer and the brass layer are sequentially coated on the surface of the steel wire, which is a core wire, each coating layer has a respective function. As described above, the copper layer effectively conducts current, The brass layer serves to perform discharge discharge machining.
특히, 상기 황동층의 아연은 상당히 낮은 기화 에너지를 가지며, 이 기화 에너지가 피가공물의 금속입자 제거에 큰 영향을 미치기 때문에 아연의 함량이 높을 수록 빠른 방전 가공 속도를 나타내게 되나, 아연의 함량이 높아질수록 황동층의 신선 가공성이 저하되기 때문에 생산성 저하에 의해 전극선의 제조 비용이 증가하게 된다.In particular, the zinc of the brass layer has a significantly low vaporization energy, since the vaporization energy has a great effect on the removal of metal particles of the workpiece, the higher the zinc content, the faster the discharge rate, but the higher the zinc content. As the wire workability of the brass layer decreases, the production cost of the electrode wire increases due to the decrease in productivity.
상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.Details of the effects and the resulting effects, including the object and technical configuration of the present invention will be clearly understood by the following description with reference to the drawings showing a preferred embodiment of the present invention.
도 3에 본 발명의 일실시예 전극선의 단면도를 도시하였는 바, 본 발명의 전극선은, 고온에서의 인장강도를 유지하기 위하여 강선(31)을 심선으로 하여 그 표면에 전기 전도성이 우수한 구리층(32)과 방전 가공성이 우수한 황동층(33)이 순차적으로 적층 피복된 구조를 갖는 바, 다음의 실시예를 통하여 그 특성을 살펴 보면 다음과 같다.3 is a cross-sectional view of an electrode line according to an embodiment of the present invention. The electrode wire of the present invention includes a copper layer having excellent electrical conductivity on the surface of the
본 발명의 전극선과 비교예 전극선을 사용하여 두께 60mm인 피가공물 (SKD11)을 절단 가공하여 30mm×40mm인 직사각형 판재를 절취하였으며, 이때의 방전 가공 조건과 그 결과를 다음의 표 1과 2에 나타내었다.The workpiece (SKD11) having a thickness of 60 mm was cut using the electrode wire of the present invention and a comparative example electrode wire to cut a rectangular plate having a thickness of 30 mm × 40 mm, and the discharge machining conditions and the results at this time are shown in Tables 1 and 2 below. It was.
* Sb지수는 방전 가공기에서 안정회로를 이용하여 방전주기를* Sb index is a discharge cycle using a stable circuit in the discharge processor.
1∼16단계로 나눈 수치임. Number divided by 1 to 16 steps.
* 도금율(%)은 전체 면적에 대한 각 도금층의 면적비율임.* Plating rate (%) is the area ratio of each plating layer to the total area.
* 가공속도는 피가공재가 절삭되는 속도.* The processing speed is the speed at which the workpiece is cut.
* 가공 정밀도는 절취부의 치수 오차 폭(최대치와 최소치의 차)에 따라 * Machining accuracy depends on the width of cutout (difference between maximum and minimum values)
A(0.01mm 미만), B(0.01∼0.03mm 미만), C(0.03mm 이상)로 표기함. A (less than 0.01 mm), B (less than 0.01 to 0.03 mm), C (0.03 mm or more).
* 단선빈도는, 상기 피가공물의 가공 속도 범위 내에서 가속에 관계 없이* Disconnection frequency is independent of acceleration within the processing speed range of the workpiece.
단선이 없는 경우를 'A', 2.3mm/min 에서 단선이 발생하는 경우를 'B', 'A' for no break, 'B' for 2.3mm / min
단선이 빈발하게 발생하는 경우를 'C'로 표시함. In case of frequent disconnection, 'C' is indicated.
* 황동선의 조성은, 65wt% Cu, 35wt% Zn 임.* The composition of the brass wire is 65wt% Cu, 35wt% Zn.
상기 표 2를 살펴보면, 피복층의 두께가 본 발명에서 한정하고 있는 하한값에 각각 근접한 실시예 1의 경우 가공 정밀도가 저하됨을 알 수 있으며, 비교예 8과 같이 피복층의 두께를 본 발명보다 크게 한 경우에는 어느 정도 가공속도가 되기는 하나, 그 향상 정도가 제조 비용대비 효과적이지 못하였다.Looking at Table 2, it can be seen that in the case of Example 1, where the thickness of the coating layer is close to the lower limit defined in the present invention, the processing accuracy is lowered, and when the thickness of the coating layer is larger than the present invention as in Comparative Example 8, To some extent, the speed was improved, but the improvement was not as effective as the manufacturing cost.
그리고, 비교예 1의 경우와 같이 구리층을 극단적으로 적게 하고 황동층 밀도를 8.3g/cm3로 한 경우에는, 전극선에 흐르는 전류량이 적어져 방전 가공성이 저하되었으며, 비교예 2와 같이 황동층 밀도를 7.3g/cm3로 낮게 한 경우 가공 속도는 증가하게 되나 가공 정밀도가 저하되면서 단선이 발생되었으며, 비교예 3과 같이 황동층 밀도를 8.3g/cm3로 높게 한 경우에는 가공 속도와 가공 정밀도가 황동선과 동일한 수준으로 하락됨을 알 수 있다.And, as in the case of Comparative Example 1, when the copper layer was extremely small and the brass layer density was 8.3 g / cm 3 , the amount of current flowing through the electrode line was decreased, so that the discharge workability was reduced, and the brass layer was obtained as in Comparative Example 2. When the density was lowered to 7.3g / cm 3 , the processing speed increased, but the cutting precision decreased, and disconnection occurred.In the case of increasing the brass layer density to 8.3g / cm 3 as in Comparative Example 3, the processing speed and processing It can be seen that the precision is reduced to the same level as the brass wire.
또한, 비교예 4∼7의 경우와 같이 황동층을 감소시키면서 구리층을 증가시킨 경우에도 최외층의 황동이 방전 가공 초기에 소모되어 방전 가공성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.In addition, even when the copper layer was increased while reducing the brass layer as in Comparative Examples 4 to 7, it was confirmed that the outermost layer of brass was consumed at the initial stage of the discharge machining and the discharge workability was inferior.
한편, 본 발명에 나타낸 총 도금층의 단면적 분율이 전체 전극선 단면적의 50%를 초과하게 되는 경우에는 전극선의 인장강도가 떨어져 단선 방지 효과가 떨어지게 되는 것을 확인 할 수 있었다.On the other hand, when the cross-sectional area fraction of the total plating layer shown in the present invention exceeds 50% of the total cross-sectional area of the electrode line, it was confirmed that the tensile strength of the electrode line is lowered to reduce the effect of disconnection.
즉, 본 발명 전극선의 도금층 한정 범위를 벗어나도록 만들어진 비교 예들은 전체적으로 가공 정밀도가 저하되면서 가공 속도 상승에 따라 단선되는 경향이 증가하는 것으로 나타났다.That is, the comparative examples made to deviate from the limited range of the plated layer of the electrode line of the present invention were found to increase the tendency to disconnect as the processing speed increases while the overall processing accuracy is lowered.
따라서, 방전 가공성 향상을 위해서는 본 발명의 실시예와 같이 적정 두께의 구리층과 황동층이 피복되어야 하며, 황동층은 이에 부합되는 밀도를 가져야만 함을 알 수 있었으며, 동일한 구리층에서 황동층 두께가 얇게 되면 가공 정밀도와 피가공면의 표면 조도가 떨어지게 되고, 황동층 두께를 증가하면 가공 속도 증가와 함께 절삭 성능이 향상되는 경향을 보이나, 황동층 두께가 필요 이상으로 두꺼워지면 인장 강도의 저하에 의해 단선 경향이 증가할 수 있고, 두께 증가분만큼의 절삭 성능의 향상이 이루어지지 않기 때문에 전극선의 제조 원가만이 증가하게 된다.Therefore, in order to improve the electric discharge workability, as shown in the embodiment of the present invention, a copper layer and a brass layer having an appropriate thickness should be coated, and the brass layer was found to have a density corresponding thereto, and the brass layer thickness in the same copper layer. The thinner the thickness, the lower the precision and surface roughness of the surface to be processed.Increasing the thickness of the brass layer tends to increase the cutting speed and improve the cutting performance. As a result, the disconnection tendency can be increased, and since the cutting performance is not improved by the thickness increase, only the manufacturing cost of the electrode wire is increased.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 전극선은 심선을 강선으로 사용하여 기계적 강도와 탄성계수가 높기 때문에 고온 단선 발생 빈도가 감소되고, 적정한 두께의 구리층과 황동층에 의해 가공 정밀도가 향상되는 동시에 방전 가공성과 안정성이 향상됨은 물론, 제조 비용이 절감되는 이점이 있다.As described above, the electrode wire of the present invention uses a core wire as a steel wire, and thus has high mechanical strength and elastic modulus, thereby reducing the occurrence of high-temperature disconnection, and improving processing accuracy with a copper and brass layer having an appropriate thickness. The processability and stability are improved, as well as the manufacturing cost is reduced.
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|---|---|---|---|---|
| CN106270848A (en) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 宁波博威麦特莱科技有限公司 | A kind of unidirectional wire electric discharge machining polar filament and preparation method thereof |
| KR20190037736A (en) | 2017-09-29 | 2019-04-08 | 주식회사 풍국 | Printed wire electrode and manufacturing method thereof |
| WO2021066471A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | (주)이디엠투데이베타알앤디센타 | Electrode wire for electrical discharge machining |
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2005
- 2005-09-23 KR KR1020050089006A patent/KR100632149B1/en active IP Right Grant
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