KR200350116Y1 - Multi purpose multilayer coated electrode wire for electric discharge machining - Google Patents
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Abstract
본 고안은, 지름(φ)이 2.5mm인 소재를 0.9mm 내지 1.0mm로 인발하는 심선 제조단계와, 상기 심선의 표면에 두께가 5 내지 10㎛로 되게 순수 아연을 도금하는 도금단계와, 상기 도금된 선재를 공기 분위기의 확산 열처리로에서 1분당 1℃ 내지 2℃ 정도로 온도를 높여 50℃ 내지 60℃에서 60분 내지 120분 동안 유지시켜서 도금 표면의 수분을 완전히 제거하는 건조단계와, 1분당 2 내지 3℃ 정도로 상승시켜서 120 내지 180℃로 올리고 이 온도에서 50 내지 90분 동안 유지시킨 후, 1분당 2 내지 3℃로 낮추어서 50 내지 60℃로 냉각시키는 확산 열처리단계와, 상기 피복 선재를 최종 제품 치수인 지름 0.1mm 내지 0.33mm로 인발하는 제품 인발단계와, 공기 분위기에서 200 내지 220℃로 가열한 후 열처리하여 공기분위기에서 서냉시키는 안정화 열처리 단계로 이루어진 제조방법으로 제조된 다기능 다층 아연 코팅 전극선에 관한 것이다.The present invention is a core wire manufacturing step for drawing a material having a diameter (φ) of 2.5mm to 0.9mm to 1.0mm, and a plating step of plating pure zinc to the thickness of the core wire to 5 to 10㎛, and the Drying step to completely remove the moisture on the surface of the plating by maintaining the temperature of the plated wire in a diffusion heat treatment furnace of air atmosphere by increasing the temperature of about 1 ℃ to 2 ℃ per minute for 60 minutes to 120 minutes at 50 ℃ to 60 ℃, and per minute A heat treatment step of raising the temperature to 2 to 3 ° C. and raising the temperature to 120 to 180 ° C. and maintaining the temperature at 50 to 90 minutes, and then lowering the temperature to 2 to 3 ° C. and cooling the temperature to 50 to 60 ° C .; Product manufacturing step consisting of product drawing step of drawing the product dimensions of 0.1mm to 0.33mm diameter, and stabilization heat treatment step of heating to 200 to 220 ℃ in the air atmosphere and then heat treatment by slow cooling in an air atmosphere. It relates to a process for preparing a multi-functional multi-layer coating of zinc electrode line.
Description
본 고안은 전기불꽃 방전에 의하여 피가공물체를 용융시켜서 가공하기 위한 와이어 방전가공기용의 다기능 다층 코팅 전극선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는심선 제조단계, 도금단계, 건조단계, 확산 열처리단계, 제품 인발단계 및 안정화 열처리단계를 순차적으로 걸쳐서 코팅 전극선을 교환하지 않고도 고속·정밀 가공을 가능하게 한 방전가공기용의 다기능 다층 코팅 전극선에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-functional multilayer coated electrode wire for a wire electric discharge machine for melting and processing a workpiece by electric flame discharge, and more specifically, core wire manufacturing step, plating step, drying step, diffusion heat treatment step, product drawing The present invention relates to a multifunctional multilayer coated electrode wire for an electric discharge machine which enables high speed and precision processing without exchanging the coating electrode wire sequentially through the step and the stabilization heat treatment step.
일반적으로 와이어 방전가공(wire electric discharge machining: WEDM))은 도 5에 도시된 바와 같이, 피가공물에 미리 천공된 전극선 관통공(2)에 전극선(4)을 관통시키고 컴퓨터로 프로그램화된 형상에 따라서 전극선(4)을 이동시키면서 전극선(4)과 피가공물 사이에 전기를 가하여 방전이 일어나게 하여서 피가공물을 용융시켜 소망하는 형상으로 가공하는 방법이다.In general, wire electric discharge machining (WEDM) is formed in a computer-programmed shape by penetrating the electrode wire 4 through the electrode wire through-hole 2 pre-drilled in the workpiece, as shown in FIG. 5. Therefore, while moving the electrode wire 4, it is a method of applying electricity between the electrode wire 4 and the workpiece to cause a discharge to melt the workpiece to be processed into a desired shape.
또한, 일반적으로 사용되고 있는 와이어 방전가공용의 전극선으로는 황동 전극선(동/아연 합금)과 황동선 표면에 아연을 도금한 아연 피복-황동 전극선 및 황동선 표면에 아연을 도금한 후 열처리를 행한 합금 아연(CuZn50 또는 CuZn65) 피복 전극선(이하, 코티드 와이어(coated wire)라 함) 등이 있다.In addition, commonly used electrode wires for electric discharge machining include brass electrode wires (copper / zinc alloy) and zinc coated-brass electrode wires coated with zinc on the surface of brass wires, and alloy zinc (CuZn50) which has been heat-treated after zinc is plated on the surface of brass wires. Or CuZn65) coated electrode wires (hereinafter referred to as coated wires).
종래의 와이어 방전가공용의 코팅 전극선 및 그의 제조방법을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the conventional coating electrode wire for wire discharge processing and its manufacturing method as follows.
먼저, 미국 특허 제4,935,594호에는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 전해 구리 또는 아연이 19.5 내지 20.5wt% 함유된 구리-아연 합금 중에서 선택된 적어도 하나의 심선(12)과 그의 표면에 승화점이 낮은 금속(예를 들어, 아연, 카드뮴, 비스무스 또는 안티몬 등) 및 이러한 금속의 합금 중에서 선택된 하나로 피복된 피복층(14)으로 이루어진 전기전도 재료의 방전 부식 절단용으로 사용되는 와이어 전극과 그의 제조방법이 개시되었고, 미국 특허 제4,287,404호에는, 전기 방전을이용하여 소재를 가공하기 위한 전극으로서 기계적강도가 큰 재료로 이루어진 심선과 아연, 카드뮴, 주석, 납, 안티몬, 비스무스 및 그의 합금의 그룹으로부터 선택된 승화점이 낮은 금속이나 합금을 50wt% 이상으로 이루어진 피복층(14)을 가진 전극선이 개시되어 있다.First, US Pat. No. 4,935,594 discloses at least one core wire 12 selected from electrolytic copper or a copper-zinc alloy containing 19.5 to 20.5 wt% of zinc and a metal having a low sublimation point on the surface thereof, as shown in FIG. 2A. (Eg, zinc, cadmium, bismuth, or antimony) and a wire electrode used for electric discharge corrosion cutting of an electrically conductive material composed of a coating layer 14 coated with one selected from an alloy of such metals and a method of manufacturing the same. U.S. Patent No. 4,287,404, which has a low sublimation point selected from the group consisting of cores of high mechanical strength and zinc, cadmium, tin, lead, antimony, bismuth and their alloys as electrodes for processing materials using electrical discharges. An electrode wire having a coating layer 14 composed of 50 wt% or more of a metal or an alloy is disclosed.
미국 특허 제4,988,552호에는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 강 또는 철로 이루어진 심선(12)과 균질한 구리(Cu100%)로 이루어진 하부층(16)과 아연을 10 내지 50wt% 함유한 황동의 상부층(18)을 가진 방전가공용의 전극선을 개시하고 있으며, 여기서 구리 또는 구리 합금으로 둘러 쌓인 철심을 다층 구조의 심으로 함으로써 기계적강도를 증가시키는 것으로 하고 있다.U.S. Patent No. 4,988,552 discloses, as shown in FIG. 2B, a bottom layer 16 made of steel or iron and a homogeneous copper (Cu100%) and a top layer of brass containing 10-50 wt% zinc. An electrode wire for electric discharge machining having 18) is disclosed, and the mechanical strength is increased by using an iron core surrounded by copper or a copper alloy as a multi-layered core.
한국 특허출원 제1985-0009194호에는, 전기불꽃 방전을 이용하여 피가공물의 원하는 부분을 용융시켜 가공하는 와이어 방전 가공용 전극선에서 동 또는 다른 두 개의 성분으로 피복된 철심을 심선(다층 재료)으로 하고, 표면에 CuZn10 내지CuZn50의 동아연 합금층을 구비한 코티드 와이어가 개시되어 있다.In Korean Patent Application No. 1985-0009194, an iron core coated with copper or two other components in a wire discharge machining electrode wire which melts and processes a desired part of a workpiece by using an electric flame discharge as a core wire (multilayer material), A coated wire having a copper zinc alloy layer of CuZn10 to CuZn50 on its surface is disclosed.
미국 특허 제4,968,867호에는, 구리, 은, 알루미늄 또는 그들의 합금으로 이루어져서 열전도율이 큰 심선, 승화점이 낮은 재료(예를 들어, 아연)로 형성된 하부 피막층 및 기계적강도가 큰 황동의 상부 피막층으로 이루어진 와이어 절단 방전가공기용의 와이어전극선이 개시되어 있다.U.S. Patent No. 4,968,867 discloses a wire cut made of copper, silver, aluminum or their alloys, a core wire having a high thermal conductivity, a lower coating layer formed of a material having a low sublimation point (for example, zinc) and an upper coating layer of brass having a high mechanical strength. Disclosed is a wire electrode line for an electric discharge machining machine.
미국 특허 제5,945,010호에는, 방전가공기용 코티드 와이어의 코팅 층을 종래의 CuZn10 내지 CuZn50의 동아연 합금 층과는 다르게 CuZn65의 동아연 합금 층을 개시하고 있다. 그러나, 상기 CuZn65의 동아연 합금은, 취약하여 냉간 인발시 떨어져 나와 심선 표면의 불연속적인 피복 형상을 초래하는 γ상을 포함하고 있기 때문에 도 4a의 사진에서와 같은 코티드 와이어와 같이 부분적으로 피복층이 박리되거나 갈라진 틈을 보이고 있다.U. S. Patent No. 5,945, 010 discloses a copper zinc alloy layer of CuZn65 in which the coating layer of the coated wire for electric discharger is different from the copper zinc alloy layers of CuZn10 to CuZn50. However, since the copper zinc alloy of CuZn65 contains a γ phase that is fragile and falls off during cold drawing, resulting in a discontinuous coating shape of the core wire surface, the coating layer is partially covered with a coated wire as shown in FIG. 4A. It shows peeling or cracking.
미국 특허 제6,306,523호에는, 도 4b의 사진과 같이, 방전가공기용 코티드 와이어의 코팅 층에 갈라진 틈을 구비하여서 아연 코팅의 기능에 더해지는 냉각 효과를 가지도록 함으로써 가공성능을 향상시키는 방법이 개시되어 있다.U.S. Patent No. 6,306,523 discloses a method for improving processing performance by having a gap in the coating layer of the coated wire for electric discharge machines to have a cooling effect added to the function of the zinc coating, as shown in the photograph of FIG. 4B. have.
상기한 바와 같은 종래 고안은 방전가공기용 전극선의 성능을 향상시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 주로 단일 표면 코팅 층을 구비하고 있을 뿐 두 개의 서로 다른 기능의 복합 층을 구성하지는 않고 있다.Conventional design as described above relates to a method for improving the performance of the electrode line for electric discharge machine, mainly having a single surface coating layer does not constitute a composite layer of two different functions.
따라서, 상기 종래 고안들에 있어서는 형상 따기와 마무리 다듬기를 할 때는 각 용도에 적합한 와이어 전극선을 교환하여 사용해야 하는 번거로움이 발생하였다. 즉, 정밀가공을 할 때는 정밀용 와이어를 사용하고 고속 가공을 원할 경우에는 고속용 와이어를 사용해야하기 때문에 두 종류의 와이어 전극선을 제조해야 하는 것과 와이어 전극선을 교환해야 하기 때문에 발생되는 가공 시간의 지연 등의 문제점이 발생되었다.Therefore, in the above conventional designs, when the shape picking and the finishing trimming have been made, the trouble of having to use the wire electrode wires suitable for the respective applications is generated. That is, because precision wire is used for precision machining and high speed wire is required for high speed machining, two types of wire electrode wires must be manufactured and processing time delay caused due to the exchange of wire electrode wires. A problem has occurred.
한편, 미국 특허 제5,945,010호에 개시된 γ상을 포함하는 CuZn65의 동아연 합금 층이 피복되어 있는 방전가공기용 전극선 및 미국 특허 제6,306,523호에 개시된 코티드 와이어 코팅 층의 갈라진 틈과 아연 코팅의 기능에 의한 냉각 효과를 제공하는 방전가공기용 전극선은 코팅층이 불규칙적으로 갈라짐으로 인하여 방전이 불균일하게 이루어지고, 따라서 가공된 면이 평활하지 못하게되는 단점이 있었다.On the other hand, the gap between the electrode wire for electric discharge machine and the coated wire coating layer disclosed in U.S. Patent No. 6,306,523 coated with CuZn65 copper zinc alloy layer containing the γ phase disclosed in U.S. Patent No. 5,945,010 and zinc coating function The electrode wire for the electric discharge machine which provides the cooling effect by this has the disadvantage that the discharge is made uneven due to the irregular splitting of the coating layer, and thus the processed surface is not smooth.
본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 심선 제조단계, 도금단계, 건조단계, 확산 열처리단계, 제품 인발단계 및 안정화 열처리단계를 순차적으로 걸쳐서 정밀 가공에 유용한 아연을 외층으로 하고 고속 가공에 유용한 합금 아연을 내층으로 하는 2층 이상의 구조로 하여 코팅 전극선을 교환하지 않고도 고속·정밀 가공을 가능하게 한 방전가공기용의 다기능 다층 코팅 전극선을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems as described above, through the core wire manufacturing step, plating step, drying step, diffusion heat treatment step, product drawing step and stabilization heat treatment step sequentially zinc is useful for precision machining outer layer and high-speed processing The present invention provides a multifunctional multilayer coated electrode wire for an electric discharge machine, which has a structure of two or more layers containing zinc alloy as an inner layer, which enables high speed and precision processing without replacing the coated electrode wire.
상기의 목적을 달성하고자 하는 본 고안의 다기능 다층 코팅 전극선을 제조하기 위한 구체적인 수단은,Specific means for producing a multi-functional multilayer coating electrode wire of the present invention to achieve the above object,
지름(φ)이 2.5mm인 소재를 0.9mm 내지 1.0mm로 감소시키고 진원도가 1㎛ 이상의 원형인 심선으로 인발하고, 상기 인발된 소재의 인장강도가 1/2 하드로 되게 소둔 열처리하는 심선 제조단계와,A core wire manufacturing step of reducing the material having a diameter of 2.5 mm to 0.9 mm to 1.0 mm, drawing a round core wire having a roundness of 1 μm or more, and annealing and heat-treating the tensile strength of the drawn material to be 1/2 hard. Wow,
전기 도금 또는 용융 도금을 이용하여 두께가 5 내지 10㎛로 되도록 순수 아연을 심선의 표면에 도금하는 도금단계와,A plating step of plating pure zinc on the surface of the core wire to have a thickness of 5 to 10 μm using electroplating or hot dip plating;
도금된 선재를 공기 분위기의 확산 열처리로에서 1분당 1℃ 내지 2℃ 정도로 온도를 높여 50℃ 내지 60℃에서 60분 내지 120분 동안 유지시켜 도금 표면의 수분을 완전히 제거하는 건조단계와,Drying the plated wire rod in a diffusion heat treatment furnace in an air atmosphere to maintain a temperature of about 1 ° C. to 2 ° C. per minute for 60 minutes to 120 minutes at 50 ° C. to 60 ° C. to completely remove moisture from the surface of the plating;
1분당 2 내지 3℃ 정도로 상승시켜서 120 내지 180℃로 올리고 이 온도에서 50 내지 90분 동안 유지시킨 후, 1분당 2 내지 3℃로 낮추어서 50 내지 60℃로 냉각시키는 확산 열처리단계와,A diffusion heat treatment step of raising the temperature to 2 to 3 ° C. per minute to 120 to 180 ° C. and maintaining at this temperature for 50 to 90 minutes, then lowering to 2 to 3 ° C. per minute to cool to 50 to 60 ° C.,
압축 각도가 12 내지 15도인 인발다이스를 이용하여 상기 피복 선재를 최종 제품 치수인 지름 0.1mm 내지 0.33mm가 되게 인발하는 인발단계와,A drawing step of drawing the coated wire to a final product dimension of 0.1 mm to 0.33 mm in diameter using a drawing die having a compression angle of 12 to 15 degrees;
상기 심선의 내부 응력을 제거함으로써 기계적, 전기적 특성을 향상시키기 위하여 공기 분위기에서 200 내지 220℃로 가열한 후 열처리하여 서냉시키는 안정화 열처리 단계로 이루어진다.In order to improve the mechanical and electrical properties by removing the internal stress of the core wire is made of a stabilized heat treatment step of heating to 200 to 220 ℃ in the air atmosphere and then heat-treated by slow cooling.
도 1은 본 고안의 코팅 전극선 제조방법의 흐름도.1 is a flow chart of the method for producing a coated electrode line of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 종래 코팅 전극선의 횡단면도.2A and 2B are cross-sectional views of a conventional coated electrode line.
도 3은 본 고안의 코팅 전극선의 횡단면도.3 is a cross-sectional view of the coated electrode line of the present invention.
도 4a 및 4b는 종래 코팅 전극선 표면의 사진이고, 도 4c는 본 고안의 코팅 전극선 표면의 사진.Figure 4a and 4b is a photograph of a conventional coated electrode wire surface, Figure 4c is a photograph of the coated electrode wire surface of the present invention.
도 5는 와이어 방전가공법을 보인 사시도.5 is a perspective view showing a wire discharge machining method.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
2: 관통공 4: 전극선2: through hole 4: electrode wire
12, 22: 심선 14: 피복층12, 22: core 14: coating layer
16,26: 하부층 18, 28: 상부층16, 26: lower layer 18, 28: upper layer
이하, 본 고안의 구성을 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention in detail with reference to the drawings as follows.
본 고안은, 도 3에 도시된 바와 같이, 구리 또는 황동으로 이루어진 심선(22)의 표면에 고속 가공 및 정밀 가공용으로 사용할 수 있는 승화점이 높은 합금 아연 층(CuZn80-CuZn95)인 하부층(26)과 승화점이 낮은 아연 층(CuZn90- CuZn100)인 상부층(28)으로 구성된 2층 이상의 다층 코티드 와이어를 제공하였다.The present invention, as shown in Figure 3, the lower layer 26, which is a high-sublimation alloy zinc layer (CuZn80-CuZn95) that can be used for high-speed machining and precision machining on the surface of the core wire 22 made of copper or brass and Two or more multilayered coated wires consisting of a top layer 28, which is a low sublimation zinc layer (CuZn90-CuZn100), were provided.
여기서, 상기 코티드 와이어의 표면에 피복된 저온 승화 금속인 아연의 역할과 복합 기능 다층 코티드 와이어의 유용성에 대해서 간략하게 살펴보고자 한다.Here, the role of zinc, which is a low-temperature sublimation metal coated on the surface of the coated wire, and the usefulness of the composite functional multilayer coated wire will be briefly described.
먼저, 와이어 방전 가공기에서의 가공속도는 전극선과 가공물간에 가해지는 전력의 크기에 따라 방전량이 변하고, 상기 방전량이 클수록 가공 속도는 빨라지게 된다.First, the processing speed in the wire electric discharge machine changes the discharge amount according to the magnitude of electric power applied between the electrode wire and the workpiece, and the larger the discharge amount, the faster the processing speed.
그러나, 방전이 일어나 피가공물을 용해시켜 절단되도록 하기 위해서 매우 높은 열을 발생시키는데, 이때 전극선의 표면에서도 동일한 작용이 일어나고 상기 열로 인하여 전극선은 녹아 끊어지게 되며, 이러한 현상을 방지하기 위하여 통상적으로 고압의 냉각수를 전극선과 피가공물 사이의 방전면에 공급하면서 가공한다.However, the discharge generates a very high heat in order to dissolve the workpiece to be cut, the same action occurs on the surface of the electrode wire and the electrode wire is melted and broken due to the heat, in order to prevent this phenomenon is usually The cooling water is processed while supplying the discharge surface between the electrode wire and the workpiece.
따라서, 인가할 수 있는 전력의 최대 크기는 전극선이 손상되지 않는 범위 내이어야 한다.Therefore, the maximum amount of power that can be applied must be within a range in which the electrode lines are not damaged.
한편, 보다 높은 전력에서도 전극선이 손상되지 않는다면 훨씬 높은 전력을 공급하여 더 빠른 속도로 절단할 수 있다.On the other hand, even at higher power, if the electrode wire is not damaged, it can supply much higher power and can cut at a higher speed.
기본적으로 전극선은 방전으로 발생되는 열과 전극선의 온도 상승에 의하여 끊어지는데, 상기 전극선의 끊어지는 현상을 방지하기 위해서는 전극선의 표면에 전극선을 냉각시키는 기능을 가진 아연을 피복시키는 것이다.Basically, the electrode wire is broken by the heat generated by the discharge and the temperature rise of the electrode wire. To prevent the electrode wire from being broken, the electrode wire is coated with zinc having a function of cooling the electrode wire on the surface of the electrode wire.
따라서, 방전시 전극선의 표면에 피복된 아연이 승화(승화점 906℃)하면서 전극선의 온도를 낮추는 승화열 냉각 작용을 하여서 전극선의 온도 상승을 방지하기 때문에 더 높은 전력을 가할 수 있게 해준다.Therefore, the zinc coated on the surface of the electrode line during discharge discharges a sublimation heat cooling function that lowers the temperature of the electrode line while subliming (sublimation point 906 ° C.), thereby preventing the temperature rise of the electrode line, thereby enabling higher power.
그러나, 냉각 기능성 금속인 아연은 상기한 바와 같이 유용하게 작용하지만, 다음과 같은 한가지의 문제점을 가진다.However, zinc, which is a cooling functional metal, works usefully as described above, but has one problem as follows.
즉, 방전은 전극선과 피가공물 상호간에 이루어지는 현상으로서 방전가공시 전극선 및 피가공물과 마찬가지로 전극선의 표면이 용해되어 떨어져 나가는데, 순수 아연은 방전가공 중에 너무 쉽게 승화되므로 두꺼운 가공물을 가공할 때 또는 가공 속도를 빠르게 하기 위하여 전력을 높이면 방전으로 인하여 표면의 아연이 승화되어서 코티드 와이어가 위에서 아래로 내려가면서 점차 가늘어져서 가공면이 경사지게 가공된다. 따라서, 순수 아연 코티드 와이어는 전력 강도의 제한된 범위 내에서 정밀 가공용 와어어용으로만 이용되고 있다.That is, discharge is a phenomenon between the electrode wire and the workpiece, and the surface of the electrode wire dissolves and falls off like the electrode wire and the workpiece during discharge processing. Pure zinc is sublimated so easily during discharge processing that when processing thick workpieces or processing speeds, In order to increase the power, the surface of the zinc is sublimated due to the discharge, and the coated wire is gradually tapered as the coated wire descends from the top to the bottom, so that the machining surface is inclined. Thus, pure zinc coated wire is used only for precision machining wires within a limited range of power strength.
상기한 바와 같이 아연 코티드 와이어는 정밀 가공에 유용하게 사용되고, 동을 함유하고 있는 합금 아연 피복 코티드 와이어는 고속가공 또는 두께가 두꺼운 가공물을 가공하기 위해 사용된다.As described above, zinc coated wire is useful for precision machining, and alloy zinc coated coated wire containing copper is used for high speed machining or for processing thick workpieces.
일반적으로 방전가공은 (1) 형상 따기(rough cut)를 한 후 (2) 마무리 다듬기(finish cut)를 하는데, 형상 따기는 가공시간이 많이 걸리고, 마무리 다듬기는 형상 따기 가공에 비하여 가공속도가 빠르고 소요시간이 짧다.Generally, electric discharge machining is performed after (1) rough cut and (2) finish cut. Shape picking takes much time and finishing finish is faster than shape picking. The time required is short.
따라서, 상술된 코티드 와이어 종류 및 가해진 전력과 방전가공에 대해서 간략하게 요약해보면, 형상 따기 할 때와 마무리 다듬기 가공을 할 때는 서로 다른 와이어를 교환하여 사용하여야겠지만 실제로는 그렇게 하지 못하고 정밀 가공품을 가공할 때는 속도를 감수하여 정밀용 와이어를 사용하고, 고속 가공을 원하는 경우에 있어서는 고속용 와이어를 사용하고 있다.Therefore, the summary of the above-described coated wire type and the applied electric power and electric discharge machining can be summarized. In the case of shape picking and finishing finishing, different wires should be exchanged. In this case, precision wires are used at high speed, and high speed wires are used when high speed machining is desired.
이에, 본 고안은 도 3에 도시된 코티드 와이어와 같이, 정밀 가공에 유용한 아연(승화점이 낮은 금속)을 상부층(28)으로 하고, 고속 가공에 유용한 합금 아연(승화점이 높은 금속)을 하부층(26)으로 하는 2층 이상을 구조로 하여 코티드 와이어를 교환하지 않고도 고속·정밀 가공을 가능하게 하였다.Thus, the present invention, such as the coated wire shown in Figure 3, the zinc (metal with a low sublimation point) useful for precision machining as the upper layer 28, alloy zinc (metal with a high sublimation point) useful for high-speed machining is used as the bottom layer ( 26) two or more layers were used as the structure to enable high speed and precision processing without replacing the coated wire.
또한, 종래에 냉각 효과를 제공하기 위하여 코티드 와이어의 표면에 틈을 형성시키는 것(도 4b)과는 다르게, 도 4c의 사진과 같은 본 고안의 코티드 와이어의 표면에는 틈이 형성되지 않아 방전가공시 코티드 와이어의 표면으로부터 균일한 방전이 이루어질 뿐만 아니라 상부층(28)의 순수 아연에 의한 냉각 효과 또한 제공할 수 있다.Further, unlike forming a gap on the surface of the coated wire in order to provide a cooling effect in the prior art (Fig. 4b), the gap is not formed on the surface of the coated wire of the present invention as shown in the photo of Figure 4c discharge In addition to the uniform discharge from the surface of the coated wire during processing, the cooling effect by pure zinc of the upper layer 28 may also be provided.
한편, 다층구조로 복합구조를 이룬 코티드 와이어가 단일기능 코티드 와이어보다 제조 비용이 증가한다면 경제성의 문제로 인하여 고안의 유용성은 없을 것이다. 그러나, 본 고안의 다층구조 코티드 와이어는 종래의 단일기능 제품에 비하여 다음의 표 1과 같이 비용이 훨씬 저렴한 제조방법을 이용하였다.On the other hand, if the composite wire is a composite structure of a multi-layered structure and the manufacturing cost increases than a single functional coated wire will not be useful due to economic problems. However, the multilayered coated wire of the present invention used a much cheaper manufacturing method as shown in Table 1 below compared to a conventional single function product.
다음은, 코티드 와이어 전극선의 상부층(28)에는 순수 아연(승화점이 낮은 금속)을 그리고 그 바로 아래 하부층(26)에는 합금 아연(승화점이 높은 금속)을 구비하여서정밀·고속 가공을 가능하게 하기 위한 방법으로서, 심선 제조단계(10)→도금단계(20)→건조단계(30)→확산 열처리단계(40)→제품 인발단계(50)→안정화 열처리단계(60)→권취 포장/제품(70)으로 이루어진 본 고안의 다기능 다층구조 코팅 전극선의 제조방법에 대하여 설명한다.Next, pure zinc (metal with a low sublimation point) is provided in the upper layer 28 of the coated wire electrode wire, and alloy zinc (metal with a high sublimation point) is provided in the lower layer 26 immediately below to enable precision and high speed machining. As a method, a core wire manufacturing step (10) → plating step (20) → drying step (30) → diffusion heat treatment step (40) → product drawing step (50) → stabilization heat treatment step (60) → winding packaging / product (70) It will be described a method of manufacturing a multi-functional multilayer structure coated electrode wire of the present invention consisting of).
(1) 심선 제조단계(인발)(1) Core wire manufacturing step (drawing)
초미립형 인조다이아몬드 인발 다이스를 이용하여 지름이 2.5mm인 소재를 0.9mm 내지 1mm로 감소시키고 표면이 평활하며 스크래치가 발생되지 않고 진원도가 1㎛ 이상의 원형인 심선으로 인발하여서, 인장강도가 1/2 하-드 이하로 되게 소둔 열처리하여 심선을 제조하였다.By using ultra-fine artificial diamond drawing die, the material with diameter of 2.5mm is reduced from 0.9mm to 1mm, and the surface is drawn with a round core wire with a roundness of 1㎛ or more with smooth surface and no scratch. The core wire was manufactured by annealing and heat-treating to below 2 Had.
(2) 도금단계(2) Plating Step
이 단계에서는, 두께가 5 내지 10㎛로 되게 순수 아연을 심선의 표면에 전기도금 또는 용융 도금을 이용하여 도금하되, 저온 확산 열처리 공정에서 확산 작용이 잘 이루어지게하기 위하여 도금 입자의 크기를 2㎛ 이하로 하여 작고 고른 도금을 행하였다.In this step, the pure zinc is plated on the surface of the core wire by electroplating or hot dip so that the thickness is 5 to 10 μm, and the size of the plated particles is 2 μm in order to facilitate diffusion in the low temperature diffusion heat treatment process. Small and even plating was performed as follows.
(3) 건조단계(3) drying step
상기 도금된 선재를 공기 분위기(불활성 분위기가 아님)의 확산 열처리로에 넣고 1분당 1℃ 내지 2℃ 정도로 온도를 높여 50℃ 내지 60℃에서 60분 내지 120분 동안 유지시켜 도금 표면의 수분을 완전히 건조시킨다.The plated wire is placed in a diffusion heat treatment furnace in an air atmosphere (not an inert atmosphere), and the temperature is increased to 1 ° C. to 2 ° C. per minute and maintained at 50 ° C. to 60 ° C. for 60 minutes to 120 minutes to completely moisturize the surface of the plating. To dry.
(4) 확산 열처리단계(4) diffusion heat treatment step
상기 전극선의 표면과 내부의 온도 편차가 생기지 않도록 동일한 확산 열처리로에서 1분당 2 내지 3℃ 정도로 상승시켜서 120 내지 180℃로 올리고 이 온도에서 50 내지 90분 동안 유지시킨 후, 분당 2 내지 3℃로 낮추어서 50 내지 60℃로 되었을 때, 확산 열처리로에서 꺼내어 대기에서 공냉시킨다.In order to prevent the temperature difference between the surface of the electrode wire and the inside, the temperature was raised to 2 to 3 ° C. per minute in the same diffusion heat treatment furnace to 120 to 180 ° C. and maintained at this temperature for 50 to 90 minutes, and then to 2 to 3 ° C. per minute. When it is lowered to 50 to 60 ° C, it is taken out of the diffusion heat treatment furnace and air cooled in the air.
상기 단계에서 심선(22) 표면에 도금된 아연은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부측(28)의 일정한 두께를 제외한 하부측(26)에 새로운 합금 아연 층을 형성하게 된다. 도금 두께 중, 예를 들어 두께가 10㎛인 경우에 있어서는 표면에서부터 5㎛ 깊이까지는 순수 아연(CuZn90- CuZn100), 그 외 나머지 5㎛은 CuZn80- CuZn95의 합금 아연 층으로 변환하게 된다.In this step, the zinc plated on the surface of the core wire 22 forms a new layer of alloy zinc on the lower side 26 except for a constant thickness of the upper side 28, as shown in FIG. In the case of a thickness of 10 micrometers, for example, in the plating thickness, pure zinc (CuZn90-CuZn100) from the surface to a depth of 5 micrometers, and the remaining 5 micrometers are converted into an alloy zinc layer of CuZn80-CuZn95.
(5) 제품 인발 단계(5) product drawing step
저온 확산 열처리 공정에서 순수 아연 층과 합금 아연 층의 2층 구조로 변환된 피복 선재는 인발 단계에서 인발 다이스를 이용하여 최종 제품 치수인 지름0.1mm 내지 0.33mm로 인발된다.The coated wire rod transformed into a two-layer structure of pure zinc layer and alloy zinc layer in the low temperature diffusion heat treatment process is drawn to a final product dimension of 0.1 mm to 0.33 mm using a drawing die in the drawing step.
상기 인발 단계에서는 선재 표면에 도금된 아연이 인발다이스의 내면과의 심한 마찰작용이 일어나는데, 표층의 순아연층은 인성 및 전성이 없는 재료이기 때문에 황동 전극선 인발용 다이스와는 다른 재질의 미립형 인조다이아몬드이고 압축 각도가 12 내지 15도인 인발 다이스를 이용하여 인발하여야 한다.In the drawing step, the zinc plated on the surface of the wire rod causes severe friction action with the inner surface of the drawing die. Since the pure zinc layer of the surface layer is a material without toughness and malleability, it is a fine-grained artificial material of a different material than the brass electrode wire drawing die. It should be drawn using a drawing die that is diamond and has a compression angle of 12 to 15 degrees.
한편, 최초 도금된 도금 두께 비율이 50:50인 아연 층과 합금 아연 층은 확산 열처리단계에서 그들의 성질의 차이로 인하여 아연 층은 제품 0.25mm로 인발 후 약 1.5㎛로 얇아지고 합금 아연 층은 인발이 되지 않는 재질이어서 두께의 변화가 없고 조직이 갈라져서 심선에 박혀 심선에 고정되는 모양을 형성한다. 따라서, 완제품의 피복층 두께 비율은 인발전의 상부층: 하부층 두께 비율 50:50에서 20:80 내지 30:70으로 된다(예를 들어, 0.9mm 모선의 피복층 두께 5+5=10㎛가 제품 0.25mm에서 1.5+5 =6.5㎛이 됨).On the other hand, the zinc layer and the alloy zinc layer having a plating thickness ratio of 50:50 were initially thinned to about 1.5 μm after the product was drawn to 0.25 mm due to the difference in their properties in the diffusion heat treatment step, and the alloy zinc layer was drawn out. The material does not change, so there is no change in thickness and the tissue is split and embedded in the core wire to form a shape fixed to the core wire. Thus, the coating layer thickness ratio of the finished product is 20:80 to 30:70 at the upper layer: lower layer thickness ratio of phosphorous power (for example, the coating layer thickness 5 + 5 = 10 μm of a 0.9 mm busbar is applied at 0.25 mm of the product). 1.5 + 5 = 6.5 μm).
(6) 안정화 열처리단계(6) stabilization heat treatment step
상기 제품 인발단계를 거친 심선은 냉간 가공으로 인한 금속공학적 내부 응력을 갖게되어 전기전도율이 낮아지고, 기계적강도도 불균일하게 된다.The core wire, which has undergone the product drawing step, has internal mechanical stress due to cold working, resulting in low electric conductivity and uneven mechanical strength.
따라서, 상기 안정화 열처리 단계는 이러한 심선의 내부 응력을 제거하여 기계적, 전기적 특성을 향상시키는 단계로서, 황동 선재를 산소가 차단된 분위기에서 180 내지 200℃로 가열한 후 수냉하는 황동 전극선과는 달리 심선 재료인 구리의 경우는 공기 분위기에서 200 내지 220℃로 가열한 후 서냉시켰다.Therefore, the stabilization heat treatment step is to improve the mechanical and electrical properties by removing the internal stress of the core wire, unlike the brass electrode wire which is heated to 180 to 200 ℃ in the oxygen-blocked atmosphere and then water cooled In the case of copper, the material was heated to 200 to 220 ° C. in an air atmosphere and then cooled slowly.
(7) 권취 포장/제품(7) coiling packaging / products
상기 안정화 열처리 후의 제품 생산 방법은 종래의 방법과 동일하다.The product production method after the stabilization heat treatment is the same as the conventional method.
참고로 본 고안은 다양하게 변형 실시될 수 있으나 상기 고안의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 개시하였다.For reference, the present invention may be modified in various ways, but the detailed description of the present invention discloses only specific embodiments thereof.
따라서, 본 고안은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 실시예로 한정되지 않은 것으로 인정되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Accordingly, the present invention should not be limited to the particular embodiments mentioned in the detailed description, but rather should include all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It must be understood.
상기한 바와 같은 본 고안의 따른 방법으로 제조된 다기능 다층구조 코팅 전극선은,The multifunctional multilayer structure coated electrode wire manufactured by the method according to the present invention as described above,
심선 제조단계, 도금단계, 건조단계, 확산 열처리단계, 제품 인발단계 및 안정화 열처리단계를 순차적으로 걸쳐서 정밀 가공에 유용한 아연을 외층으로 하고 고속 가공에 유용한 합금 아연을 내층으로 하는 2층 이상을 구조로 하여 교환하지 않고도 고속·정밀 가공을 가능하게 하고, 단일 기능의 제품에 비하여 제조 비용이 저렴하며, 방전가공시 아연층이 떨어져 나와 생성되는 가루가 발생되지 않아 작업이 중단되지 않는 효과가 있다.Core structure manufacturing step, plating step, drying step, diffusion heat treatment step, product drawing step, and stabilization heat treatment step are sequentially performed, and the structure has two or more layers with zinc as an outer layer useful for precision machining and alloy zinc as an inner layer for high speed machining. This enables high speed and precision processing without replacement, and is cheaper in manufacturing cost than a single function product, and there is an effect that the work is not interrupted because the powder generated by falling off the zinc layer during discharge processing is not generated.
또한, 대기상태에서 제조가 가능함에 따라 불활성 가스를 사용하기 위해 발생되는 제조 비용을 절감시킬 수 있다.In addition, as the production can be performed in the atmospheric state, manufacturing costs incurred for using the inert gas can be reduced.
Claims (6)
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KR100925000B1 (en) * | 2007-10-04 | 2009-11-04 | 화성이디엠(주) | Electrode wire for electric discharge machining and manufacturing method thereof |
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