KR100868008B1 - 스파크 침식절삭용 와이어전극 - Google Patents

Abstract

금속, 금속합금으로 된 균질성 중심부(1), 또는 동, 동합금의 피복을 가진 스틸코어로 된 복합물 중심부로 이루어진 금속, 전기전도성 세라믹등을 스파크 침식절삭하는 와이어전극에 있어서, 와이어전극은 침식처리시 마모하는 피복을 가진 아연합금으로 된 최소한 2개의 외피층을 가지고 있다.

고속절삭시 성능을 증가시키기 위해, 그와 같은 와이어전극은 β황동으로 이루어진 내측외피층 및 γ황동으로 이루어진 외측외피층으로 구성되고, 2개 외피층에서 β/β'상, 또는 γ상의 지분은 최소한 60%이다. β황동대 γ황동의 피복두께의 비율은 0.3 ~ 7간에 있으며, 전극의 외경에 관계한 양외피층의 두께합계는 0.1 ~ 0.3간에 있다.

중심부, 외피층, 파라미터.

Description

스파크 침식절삭용 와이어전극{Wire electrode for spark erosion cutting}

도 1은 본 발명에 의한 와이어전극의 단면도이다.

도 2는 β황동 및 γ황동의 피복의 두께에 따른 절삭율의 증가를 나타내는 도표이다.

도 3은 본 발명에 의한 γ외피층 및 β외피층의 복합에 따른 절삭율의 증가를 나타내는 도표이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 중심부
2: β외피층
3: γ외피층

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본 발명은 금속, 금속합금으로 된 균질성 중심부, 또는 동, 동합금의 피복을 가진 스틸코어로 된 복합물 중심부로 이루어지고, 또 침식처리시 피복을 가진 아연합금으로 된 최소한 2개의 외피층으로 이루어진 금속, 전기전도성 세라믹등을 스파크 침식절삭하는 와이어전극에 관한 것이다.

금속 또는 기타 전기전도체의 스파크 침식절삭용 와이어전극의 개발에 있어서, 중심부가 필요한 강도뿐만아니라, 전기전도도를 가지는 외피전극을 사용하는 것이 유리한 것으로 증명되었으며, 이때 실제적 침식처리는 순수아연 또는 아연합금으로 이루어진 외피층에 의해 달성된다.

순수아연의 피복은 우수한 제거성능을 제공하나, 그러나 순수아연피복은 침식와이어가 적당히 높은 피가공물의 절삭갭에 출현전에 완전히 사용되어, 결국 전극이 코어물질을 절삭할 만큼 신속히 마모한다. 이것은 현저히 감소된 전극의 절삭성능에 귀착한다.

이와같은 이유로, 이론적으로 감소된 아연함량때문에, 순수아연 외피층보다 낮은 절삭성능을 가지나, 현저하게 낮은 실제적 절삭처리의 마모율때문에, 낮은 피가공물 높이에서 이미 우수한 절삭성능을 가진 β외피층을 공급하는 것이 알려져 있다(특허문헌 EP 0312 674).

또한, 특허문헌(DE 195 10 740 A1)에는, γ황동의 아연부분에 β황동의 아연부분보다 크기 때문에 제거성능을 향상한 γ황동으로부터 외피층을 제조하는 것이 공지되어 있다.

그러나, 실제적 작업에서는 그 γ피복이 β피복층보다 더욱 빠르게 마모함으로, 낮은 피가공물 높이에서만 현저한 이점이 있다.

또한, 특허문헌(DE 199 13 694 A1)에는, 서로 포개져서 2개의 외피층으로 이루어진 와이어전극의 제조에 대한 것이 발표되어 있으며, 이때 낮은 외피층으로 β황동으로 이루어지고, 한편 상부외피층은 순수아연 또는 80%초과 아연으로 이루어졌다. 그 전극은 외피층의 빠른 마모가 필요하지 않은 고속절삭 및 미분절삭이 동시에 적합한 소위 복합전극이다.

이와 같은 방법에서 그 전극이 고속절삭용으로 사용될 경우에는 실질적 침식공정이 β외피층에 의해 실시될때, 아연으로 구성되어 빠르게 마모하는 외측외피층으로 전극의 점화행위를 향상하게 된다. 대조적으로, 그 전극이 미분절삭용으로 사용된 경우에는 밑에 놓인 β외피층은 잔류하나, 외측외피층만이 소모된다. 그와 같은, 전극의 이점은 아주 똑같은 와이어전극으로, 즉 어떠한 설정기간도 필요없이 매우 평활한 표면을 달성하는 것이 중요한 고속절삭 및 미분절삭을 실시함이 가능한 것이다.

본 발명은 β외피층 및 γ외피층으로 이루어진 전극에 비하여, 우수한 절삭성능 및 더욱 비교적으로 적은 마모특징으로 가진 고속절삭용 전극을 제안하는 것을 목적으로 한다.

발명에 의한 목적은 내측외피층은 β황동으로, 외측외피층은 γ황동으로 이루어짐으로 달성된다. 여기서, 2개의 외피층에서 β/β'상의 분율, 또는 γ상은 최소한 60%이며, 또 β황동대 γ황동의 피복두께의 비율은 0.3 ~ 7사이에 있으며, 전극의 외경에 대한 양외피층 두께의 합계는 0.1 ~ 0.3 사이에 있다.

기대이상으로, 밑에 있는 β외피층과 위에 있는 γ외피층의 복합은 순수 γ외피층 또는 순수 β외피층으로 성취될 수 있는 성능보다 우수한 성능을 달성한다.

다음, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 도 1에 의한 본 발명의 침식전극의 절삭율의 증가분을 나타내며, 이때 와이어직경은 0.3mm이며, 와이어 유출속도는 12m/분이었으며, 본 실시예에서 피가공물은 피가공물 높이 50mm를 가진 X210Cr12 강철에서 절삭되었다.

도 2의 도표의 횡자표에서, 와이어전극에 사용될 피복으로, 피복의 두께가 한번은 γ외피층(3)에 대해, 또 한번은 β외피층(2)에 대해 ㎛ 단위로 사용되었다. 주어진 파라미터에서 γ외피층의 사용으로 γ황동피복의 두께 증가에 따른 소정의 피가공물에 대한 절삭율의 증가는 β외피층의 경우에서 보다 상당히 컸다. 그러나, γ황동의 경우, 약 25㎛에서부터 피복두께가 증가하여도 절삭율에서의 증가를 더 이상 얻을 수 없음을 나타내고 있다. 그대신, 절삭율이 일정하게 유지되었으며, 그것은 절삭갭에서 유출후에도 잔류외피층은 아직도 완전히 γ황동으로 이루어진 것을 나타내고 있다.

그러나, 절삭갭의 과도한 오염때문에, 가공처리는 점점 불안정하게 되었고, 절삭율은 우선 일정하게 유지되었다.

β황동으로 이루어진 외피층을 포함한 동일한 시험에 의해, 외피층의 증가에 따른 절삭율의 상승은 매우 서서히 일어났으나, γ황동의 절삭율 위에 있는 절삭율의 최대증가가 최후 결과에서 약 50㎛에서 얻어지는 것을 나타냈다.

여기서, 또 외피층이 더 증가하여도 절삭율이 더 증가하지 않았다.

β외피층과 γ외피층의 본 발명에 의한 결합을 통하여, 전체적으로 개개의 구성부분의 최대절삭율 약 30%이상인 절삭율을 달성하였다. 최대 절삭율을 달성하기 위하여, 개개의 외피층의 두께는 서로에 대하여, 특정비율에 있으며, 또 그와같은 외피층은 와이어전극에 대하여, 특정비율에 있는 것이 결정적이었다.

최선의 결과, 즉 최대퍼센트 증가는 β황동대 γ황동피복의 두께비율이 1.3 ~ 3간에서 달성될 경우 달성되며, 여기서 β황동 및 γ황동은 각각 최소한 90% β상 또는, γ상으로 이루어지며, 또 γ황동 및 β황동의 분포는 각각 외피층의 온 두께에 걸쳐서 본래 일정한 것으로 보증되었다. 물론, γ황동과 β황동간 및 β황동과 중앙부(1)간의 천이영역은 대응되게 감소되는 γ상 또는 β상의 비율로 형성되었다.

그러나, 그와 같은 천이영역은 각 외피층의 잔류두께에 비해 작았다.

균질성의 동중심부 또는 균질성의 황동합금의 본 발명에 의한 와이어전극의 중심부로 사용될 수 있으며, 또한 동일한 방법으로 복합물 중심부가 사용될 수도 있다. 전도도를 향상시키기 위해 동피복 또는 황동피복으로 둘러싸인 강철심을 중심부로 사용하는 것이 유리한 것으로 나타났다.

저온에서, β황동피복의 β상은 동일아연에 대한 소정의 격자장소를 가진 정돈된 경자를 함유한다. 대조적으로, 소정온도가 초과될 경우에는 그와같이 정돈된 경자는 임의 구조로 변화된다. 본 견해에 따라 정돈된 β'상 에로의 임의 β상의 전이는 억제되지 않고, 다만 기계적 및 전기적 특징에서 미소한 효과만을 가지므로, 상기 주제에서 β상만을 언급할 수 있다.

본 발명에 의한 스파크 침식절삭용 와이어전극에서는 β외피층(내측) 및 γ외피층(외측)의 2개의 외피층으로 이루어진 전극을 제조함으로써, 고속절삭이 가능하며, 우수한 절삭성능을 가지며, 또 비교적 마모를 작게 하는 장점을 가진다.

Claims (10)

1. 금속, 금속합금 또는 복합물 중심부로 된 균질성 중심부(1)로 이루어지고, 또 침식처리시 마모하는 피복을 가진 아연합금으로 된 2개 이상의 외피층으로 이루어진 금속, 전기전도성 세라믹을 스파크 침식절삭하는 와이어전극에 있어서, 내측외피층(2)은 β황동으로 이루어지고, 외측외피층(3)은 γ황동으로 이루어지며, 양 외피층에서 β/β'상, 또는 γ상의 지분은 60% 이상이며, 또 β황동 대 γ황동의 피복두께의 비는 0.3 ~ 7 사이에 있으며, 전극의 외경에 대한 양외피층 두께의 합계는 0.1 ~ 0.3간에 있는 것을 특징으로 하는 스파크 침식절삭용 와이어전극.
2. 제 1항에 있어서, β황동대 γ황동의 피복두께의 비는 0.7 ~ 5간에 있는 것을 특징으로 하는 스파크 침식절삭용 와이어전극.
3. 제 1항에 있어서, β황동대 γ황동의 피복두께의 비는 1.3 ~ 3간에 있는 것을 특징으로 하는 스파크 침식절삭용 와이어전극.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, β황동외피층은 90% 이상의 β/β'상으로 이루어지고, γ황동외피층은 90% 이상의γ상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스파크 침식절삭용 와이어전극.
5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 중심부는 동, 황동 또는 동피복 또는 황동피복으로 이루어진 스틸코어를 가진 복합물 중심부로 이루어진 것을 특징으로 하는 스파크 침식절삭용 와이어전극.
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8. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, γ황동피복은 두께가 25㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 스파크 침식절삭용 와이어전극.
9. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, β황동피복은 두께가 50㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 스파크 침식절삭용 와이어전극.
10. 삭제

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