KR20150090887A - 방전가공을 위한 와이어 전극 - Google Patents

방전가공을 위한 와이어 전극 Download PDF

Info

Publication number
KR20150090887A
KR20150090887A KR1020157009957A KR20157009957A KR20150090887A KR 20150090887 A KR20150090887 A KR 20150090887A KR 1020157009957 A KR1020157009957 A KR 1020157009957A KR 20157009957 A KR20157009957 A KR 20157009957A KR 20150090887 A KR20150090887 A KR 20150090887A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
core
particles
wire
aspect ratio
brass
Prior art date
Application number
KR1020157009957A
Other languages
English (en)
Inventor
댄드릿지 토말린
Original Assignee
컴포지트 컨셉츠 컴퍼니
댄드릿지 토말린
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 컴포지트 컨셉츠 컴퍼니, 댄드릿지 토말린 filed Critical 컴포지트 컨셉츠 컴퍼니
Publication of KR20150090887A publication Critical patent/KR20150090887A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING 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
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/04Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
    • B23H1/06Electrode material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING 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
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/08Wire electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261Rods, electrodes, wires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40Making wire or rods for soldering or welding
    • B23K35/404Coated rods; Coated electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

감마 위상 황동 코팅된 EDM 와이어 전극은 특유의 형태로 기술할 수 있는 기하학적 파라미터들의 분포를 가지는 브리틀 감마 위상 합금의 뚜렷한(distinct) 미립자(particulate)를 생성하기 위하여 가공처리된다.
입자들의 분포는 최소 1.5μm의 단축을 갖는 입자들의 최소한의 갯수 및 큰 종횡비(장축 및 단축의 값의 몫(quotient)) 입자들의 높은 비율(proportion)을 포함하는 표준의 광학 금속공학 절차를 사용하여 상기 와이어 전극의 무작위 단면들을 분석함으로써 결정된다.
상기 와이어 전극들은 종래기술의 전극들 보다 적은 잔해를 남기고, 종래 기술의 감마 와이어 보다 절삭 속도 수행능력의 저하 없이 청결한 것으로 밝혀졌다.

Description

방전가공을 위한 와이어 전극{ WIRE ELECTRODE FOR ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING}
본 발명은 2012. 9. 17자로 출원된 미국 임시(Provisional) 출원 번호 제61/659,061호를 우선권 주장하여 출원하며, 그 전체가 이하 참조된다.
본 발명은 일반적으로 전극 가공에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방전가공에 사용되는 새롭고 향상된 와이어 전극에 관한 것이다.
방전가공을 위한 와이어 전극의 구축과 관련한 다수의 선행 기술이 출원되어 있으며(예를 들어, 미국 특허 제 5,945,010호), 최신 기술로서 감마 위상(gamma phase) 황동 합금(brass alloy)을 포함하는 코팅을 소개하고 있다. 그러나, 감마 위상 코팅 기술을 위한 선행 기술 문헌은 그 전체적인 가능성에 있어서 진보되지 않은 혼란스럽고 불명확한 기술 데이터를 포함한다는 점으로부터 매우 유감스럽다.
바르텔 등(Barthel et al)은 감마 위상 황동 코팅을 그들의 특허 US 6,447,930에서 최초로 정의하였으나, 유감스럽게도, 그들이 기술한 공정은 매우 제한된 상황 하에서만 달성 가능한 연속적이고 순수한 감마 위상 코팅을 생성하였다.
미국 출원 US 5,945,010(발명자 토말린(Tomalin))는 만일, 감마 위상 황동이 아연 확산(diffusion)으로부터 황동 또는 구리로 합성된 이후에 와이어가 냉간 인발(cold drawn) 되면, 감마 상태의 황동이 매우 브리틀(brittle, 재료가 극단적인 과열, 과냉(過冷), 화학 작용, 냉간 가공 등에 의해 탄성이 떨어지는 것)하고 불연속적인 코팅을 생성한다는 사실을 나타낸다.
그루스 등(Groos et al)은 미국 출원 US 6,781,081 에서 황동의 감마 및 베타 위상들의 우수한 2 위상 더블 레이어 코팅을 위한 최적의 기하학적 특성들을 정의한다. 그러나, 불행하게도 그들은 알려진 대로 달성되는 결과들을 생성하는데 사용되는 와이어 프로세싱 파라미터들을 정의하지 않았다
그들은 최적의 와이어 절단 수행능력을 생성하는 중요한 기하학적 파라미터들은 2위상들의 두께 비율과 그들의 조합된 두께의 합이라는 것을 청구했다.
그들의 문서(도 2 및 3)에 대한 지지로 그들이 제시한 데이터는 매우 의심스럽다(suspect). 왜냐하면 그것은 감마 황동 코팅된 와이어들 중 몇몇, 즉, 그들이 보고한 데이터인 10μm을 초과하는 두께로 코팅된 감마 황동 코팅된 와이어들을 생성하는데 있어 물리적으로 불가능하기 때문이다. 이것은, 만일, 0.3mm 지름의 와이어의 말단부에서 연속적인 코팅이 합성되기 위하여 존재한다면, 10μm 두께로 코팅된 와이어는 EDM공작기계의 와이어 공급 메카니즘내에서 다루어지도록(handle) 매우 브리틀(brittle)해질 것이라는 점으로부터 기인한다.
반면, 만일, 감마 위상 황동 코팅이 와이어 지름의 중간(intermediate)에서 감마 위상을 형성하는것에 의하여, 그리고, 와이어를 0.3mm 지름으로 마감하도록 인발하는 것에 의하여 합성되기 위하여 존재한다면, 10μm 두께 또는 그 이상의 감마 코팅 레이어를 생성할 수 있을 것이다. 왜냐하면, 브리틀 감마 레이어는 다수의 입자들(multiple particles)로 분열될 것이고, 대략 5~6μm 이상 두께의 코팅 레이어는 부착될 수 없기 때문이다. 사실상, 코팅을 만드는 풀린(loose) 또는 풀려진(loosened) 감마 위상 황동 입자들은 상기 코팅을 쉽게(readily) 쪼갤(spall off) 것이고, 따라서, 와이어 가이드들을 파우더와 함께 빠르게 포장(packed)되도록 하고, 와이어의 파손에 의하여 상기 공작기계를 셧다운(shut down)되도록 하는, 공작기계 상의 파우더 과잉(excess)을 생성할 것이다.
본 발명은 방전가공 공정을 위한 새롭고 향상된 와이어 전극을 제공한다.
본 발명에 따르면, 전극 와이어는 금속, 금속 합금 및/또는 금속화된 멀티-레이어 혼합물(composite) 중 하나를 포함하는 코어(core)를 포함한다. 코팅은 브리틀(brittle) 합금의 뚜렷한(distinct) 미립자(particulate)를 포함하는 상기 코어 상에 배치된다. 미립자는 예를 들어, 장축들(major axes), 단축들(minor axes) 및 종횡비와 같은 기하학 파라미터들의 범위를 갖는다. 본 발명에 따르면, 상기 종횡비는 상기 장축들의 크기(dimension)를 상기 단축들의 크기(dimension)에 의하여 분할한 몫(quotient)에 의하여 정의된다. 상기 기하학 파라미터들의 분포는 최소 10배의 배율(magnification)에서 나타나는 5개의 완전(full) 둘레(circumference) 무작위 광학 금속공학(random optical metallurgical) 단면에 의하여 정의된다. 상기 분포는 1.5 마이크로 미터와 같거나 적은 단축들을 갖는 최대 15%의 입자들 수(number of particles) 및 5.0과 같거나 큰 종횡비를 갖는 최소 10%의 입자들 수를 포함한다.
기술된 일 실시예에서, 상기 코어는 구리인 반면, 다른 실시예에서 코어는 황동 합금이다. 제3실시예에서, 상기 코어는 다중 레이어 혼합물이다.
본 발명에 따르면, 전극 와이어 코어가 금속 다중 레이어 혼합물로 이루어지면, 바람직하게는, 상기 코어는 베타 위상 황동(beta phase brass)의 바깥(outer) 레이어를 갖는 구리 코어이다. 이 실시예의 기술된 다른 구성에서, 다중 레이어 혼합물 코어는 베타 위상 황동의 바깥 레이어를 갖는 알파 위상 황동 코어이다. 이 실시예의 다른 실시예에서, 금속화 다중 레이어 혼합물 코어는 구리의 중앙 레이어와 베타 위상 황동의 바깥 레이어를 갖는 강철(steel) 코어이다. 이 실시예의 다른 실시예에서, 다중 레이어 혼합물 코어는 구리의 제1중간레이어, 알파 위상 황동의 제2중간레이어 및 베타 위상 황동의 바깥레이어를 갖는 강철코어이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 코어 상에 배치된 코팅은 감마 위상 황동이다.
본 발명의 목적은 우수한 와이어 절삭(cutting) 속도를 유지하고, 이와 동시에 적은 머신 유지보수(maintenance)를 요구하는 더 깨긋한 와이어를 제공하는 감마 위상 황동의 기하학 파라미터들을 정의하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 프로세싱 파라미터들이 감마 위상 코팅을 포함하는 입자들 대부분이, 1.5μm이상 큰 단축과, 장축에서 단축으로의 비율 값이 2~4보다 상당히 큰 값을 갖도록 조정될 때 달성된다.
놀랍게도, 이 상태들이 만족되면, 비슷한 와이어들 보다 적은 “두께”를 갖는 코팅은, 유지보수기간 중 공작기계로부터 제거되어야 하는 잔해 입자들을 대단히 적게 배출하면서도, 보다 두꺼운 코팅 두께를 갖는 와이어와 동일한 와이어 절삭 속도를 유지할 수 있다.
본 발명의 추가사항들 및 완전한 이해는 이하 기술되는 발명의 상세한 설명 및 관련 도면들을 참조로 함으로써 달성될 수 있다.
도 1은 실시예 1과 관련하여 준비된 감마 코팅된 황동 와이어의 금속공학적 단면이다(공정은 선행기술 미국 특허 5,945,010에 기술된 방식과 유사하다).
도 2는 실시예 2의 대부분 높은 종횡비 감마 위상 황동 입자들을 생성하는 수정된 공정에 의하여 준비된 감마 코팅된 황동 와이어의 금속공학적 단면이다.
도 3은 실시예 1(1.2mm 전환(conversion))에 의하여 생성된 결과 값 단축들(minor axes)의 분포를 나타내는 히스토그램이다.
도 4는 실시예 2(0.4mm 전환)에 의하여 생성된 결과 값 단축들의 분포를 나타내는 히스토그램이다.
도 5는 주어진 와이어 타입과 관련하여 잔해의 양을 결정하는데 사용되는 장치의 개략도이다.
EDM 와이어는 아연을 포함하는 경우 더 효과적으로 자를 수 있는 것으로 알려져 있으며, 바람직하게는, 만일 다른 파라미터들이 동일한 경우, 표면에 아연 함유량(content)이 높아질수록 더 높은 절삭속도를 달성할 수 있다는 것이 알려져 있다.
또한, 일반적으로 EDM 적용에 사용되는 높은 아연 함유량의 황동 위상 합금들은 또한, 효과를 발휘하기 위하여 상대적으로 높은 용융점(melting point)을 가져야 하며, 이것은, 현재 가능한 최상의 수행능력을 가진 EDM 와이어로서 왜 감마 위상 황동 합금 코팅된 EDM 와이어가 부각되는지(emerged)를 말해준다.
그러나, 감마 위상 황동 코팅된 와이어 전극들의 높은 수행능력은 이러한 코팅들의 내재된 취성(brittleness)에 의하여 갖게된 몇몇 한계들을 가지고 있다.
EDM에서의 어플리케이션(application) 중 다수는 높은 인장강도(tensile strength)와이어에 의하여 촉진되는(facilitated) 경향이 있으며, 대부분의 감마 위상 황동 합금 코팅된 와이어들은 중요한 경화 작업을 하거나 또는 적절히 열처리되어(annealed) 주조된다(found).
따라서, 이 와이어들의 코팅은 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같은 평평하지 않고(uneven) 불연속적인 코팅을 형성하는 별개(discrete)의 감마 위상 황동 입자들로 구성된다.
도 1에 기술된 마이크로무조를 생성하는 공정은 아래의 실시예 1에 정의되며, 이것은 선행기술인 미국 특허 5,945,010에서 사용된 것과 유사하다.
실시예 1
코어: CuZn35 갈버나이징(Galvanizing) 1.2 mm 지름에서 12μm
열처리(Anneal): 공기중에서 177°C로 4시간
0.25 mm 지름으로 RT 인발(draw)
도 1에 도시된 것 중 하나와 같은 준비 공정의 금속표면확대(metallographic) 단면도에서, 와이어 샘플은 가장자리의 곡면처리를 방지하기 위하여 그리고, 표면에서 금속표면확대 구조의 명확한 이해를 제공하기 위하여 구리로 최초 전기도금(electroplated)되고, 이러한 장점에 더하여, 상기 구리 레이어는 또한 상기 와이어 표면과 마운팅 물질들 간의 명확한 색 대조를 제공한다.
이것은 차후의 단면의 분석을 대단히 촉진시킨다. 그러나, 불행하게도, 이 장점은 흑백 재생(reproductions)에서 소실된다.
도 1을 고려하면, 상기 감마 위상 황동 코팅의 두께를 어떻게 정의하는지 명확하지 않다.
그러나, 그것은 선행기술인 미국 특허 6,781,081와 같이 최적의 와이어 코팅을 정의하기 위하여 사용되어온 파라미터들이다.
만일 우리가 도 1을 조사해보면 EDM 적용을 위한 와이어 전극의 높은 수행능력을 명확하게 기술하는데 사용될 수 있는 더 정확한 파라미터들이될 수 있는 몇가지 힌트들이 존재한다.
도 1에서, 입자 1 및 입자 2로서 식별되는 감마 위상 황동 입자들의 단축, 장축 및 종횡비(단축/장축) 파라미터들의 극단적인 변경이 있다는 것을 이해해야 한다.
예를 들어, 입자 1은 대략 3μ의 단축과 대략 3의 종횡비를 가지는 반면, 입자 2는 대략 9μ의 단축과 대략 1의 종횡비를 갖는다.
만일, 최소의 단축 용적(dimension)을 갖는 다수의 입자들이 존재한다면, 그리고, 만일 이 입자들이 1.0에 근접한 종횡비를 갖는다면, 입자들의 밀도(population)은 그들을 표면상에 고정하는 최소의 결합력(bonding force)을 가질 것이다 그리고 상기 와이어가 상기 공작기계 상의 와이어 핸들링(handling) 시스템을 통과하여 이동하고, 제품으로부터의 실질적인 금속 제거가 이루어지는 공정의 빈자리(gap)로 전달되고 존재하는 것과 같이, 표면으로부터 이탈시킬(dislodged) 대상이 될 수 있다.
한번 상기 와이어로부터 이탈되면, 입자들은 상기 공작기계의 수행능력 및 유지보수에 불리하게 작용하는 상기 공작기계 상의 “잔해(debris)”이 된다.
이런 잔해들은 와이어 가이드 내에 수집되고, 그것은 가이드 내로 채워질 수 있으며, 결국 와이어 전극을 균열시키기에 충분한 마찰력을 생성할 수 있다.
따라서, EDM 공작기계는 때이른 와이어 파손을 방지하기 위하여 정기적으로 청소되어야 하고, 예방을 위한 유지보수 스케줄은 일반적으로 모든 공작기계들을 위하여 적용되어야 한다.
당연히, 사람들은 기계작동 시간을 최대화하고, 따라서, “깨끗한” 와이어로서 산업분야에서 공통적으로 참조되는 잔해 없는 와이어의 바람직성(desirability)을 증가시키는 유지보수 시간을 최소화하는 것을 선호할 것이다.
비록 감마 위상 황동 코팅이 본질적으로 브리틀하더라도, 공정 파라미터들을 조절함으로써 냉간 인발 후의 결과로 생긴 입자들의 분포 및 형태(morphology)를 제어하는 것은 가능하다.
실시예 2는 실시예 1에서 사용된 것으로부터 현저히 변형된 스케줄을 갖는 공정을 제공한다.
실시예 2
코어: CuZn35 갈버나이징(Galvanizing) 1.2 mm 지름에서 12μm
0.4 mm 지름으로 RT 인발(draw)
열처리(Anneal): 공기중에서 177°C로 2시간
0.25 mm 지름으로 RT 인발
이 마이크로 구조의 결과는 도 2에 도시된 실시예 2에 기술된 공정에 의하여 생성되었다.
비록, 도 1과 같은 기하학적 파라미터들의 범위를 갖는 파티클들 또한 여기에 존재하나, 최소의 단축 및 종횡비를 갖는 입자들의 밀도(population)는 현저히 감소된다.
주어진 코팅의 기하학적 파라미터들을 수량화(quantify) 하는 것은 표준의 광학 금속표면확대 절차를 이용하여 고 배율(~ 1000 X)에서 전체 둘레를 나타내는 단면을 분석함으로써 가능하다.
실시예 1의 공정들을 사용하여 생성된 샘플 1 및 실시예 2의 공정들을 사용하여 생성된 샘플 2로부터 5개의 무작위의 단면들이 준비되었다.
이 단면들의 분석은 샘플 1 및 2 각각의 단축(minor axis) 용적의 히스토그램을 나타내는도 3 및 4에 요약되었다.
단축 용적 분포의 다른 분석들은 종횡비 = (단축 용적)/(장축 용적)으로 정의된 이하의 표 1에 도시하였다.
샘플 1
1.2mm 전환(conversion)
샘플 2
0.4mm 전환
1.5μm 보다 적거나 같은 단축을 갖는 감마 입자들 29.9% 8.9%
4.0μm 보다 적거나 같은 단축을 갖는 감마 입자들 75.9% 35.6%
5.0 보다 크거나 같은 종횡비를 갖는 감마 입자들 5.1% 17.8%
실시예 1과 실시예 2에 적용된 공정들 간의 주요 차이점은 냉간 작업의 양이다. 중간의 지속적인 감마 위상 코팅은 최종 지름을 위한 냉간 인발 과정에 영향을 받기 쉽다.
샘플 1에 도입된 냉간 작업은 중간 코팅 내에 다수의 균열을 생성했다. 그리고 1.5μm 보다 적거나 같은 단축을 갖는 높은 비율의 입자들에 의하여 보여진(evidenced) 것과 같이 어느정도 분쇄되었다(pulverized).
명백하게, 샘플 2는 빽빽한(tighter) 분포의 a)작은입자들(fines) 과 b) 큰 평균 크기의 입자들, 그리고, 도 4 및 5 그리고 표 1에 보여진 바와 같이 현저하게 큰 종횡비를 갖는다.
사실, 샘플 1은 큰 단축 용적을 갖되, 1.0 내지 1.5의 종횡비를 갖는 몇몇 입자들을 갖는다.
종횡비가 큰 입자들은 제품에 더 균일한 아연 농도(concentration) 프로파일(profile)을 제공하기 때문에 중요하다.
작은입자들의 존재는 공작기계의 유지보수를 복잡하게 하여 비용이 많이 들게 하는 “더러운 와이어”로 특징지어지는 잔해의 가장 큰 원천이 될 수 있기 때문에 중요하다.
이 사실은 도 5에 개략적으로 도시된 장치를 사용한 간단한 테스트의 수행을 통하여 입증되어 왔다.
테스트에서, 측정된 와이어(1~2km 주문품(order))의 길이는 펠트 패드(felt pad)와 특수 와이핑 페이퍼(wiping paper)로 구성된 샌드위치(sandwich)를 통하여 대략 200m/min로 당겨진다(pulled).
6 cm x 10 cm로 측정된 펠트/페이퍼 샌드위치의 단면은 도 5에 도시된다.
상기 와이핑 페이퍼는 상표등록되고 상업적으로 사용 가능한 Boyd Technologies inc., South Lee, MA ( www.boydtech.com )에 의하여 제조되고, 와이어 클리닝 시스템을 위하여 개발되었다.
테스트를 시작하기에 앞서 펠트/페이퍼 샌드위치의 상부에 3kg의 무게가 위치된다.
주어진 샌드위치 내의 와이핑 페이퍼의 무게는 와이어의 길이에 의한 총 무게 증가를 나누는 것에 의하여 할당된 주어진 측정 및 청결도(cleanliness) 순위(rating)가 사용되기 전에, 그리고 그 다음으로, 그리고, 상기 값이 mg/1000 m로 보고되기 전에, 그리고 그 다음으로 네개의 위치의 전자 분석용 저울(analytical balance)(Sartorius Model ED124S, 120 gm x 0.1 mg)을 사용하여 정확히 결정된다.
표 2는 샘플 1 및 2에서 수행된 테스트의 결과를 나타낸다.
샘플 1
1.2mm 전환(conversion)
6.0mg/1000m
6.5mg/1000m
6.1mg/1000m
샘플 2
0.4mm 전환(conversion)
0.1mg/1000m
0.2mg/1000m
0.2mg/1000m
샘플 2는 상기 와이핑 페이퍼에 접착된 현저히 적은 잔해들에 의하여 입증된 바와 같이, 샘플 1보다 명백히 더 깨끗하다
수행능력 테스트는 TechStar Fast Track 2.1 Caliber에서 업그레이드된 Agie DEM-250 상에서 이하의 파라미터들을 사용하여 수행된 테스트에 의하여 실시된다.
물질 2인치 두께의 D-2 도구 강철 R c60-62
물 온도 70°F
배수(Flush) 압 220 psi
컨덕티비티 15 US/cm
와이어 지름 0.25 mm
와이어 속도 135 mm/sec
와이어 인장력 1150 gms
온 타임(On-Time) 1.15
피크 전류 3
수행능력 테스트의 결과는 표 3에 도시된다.
샘플 절삭 속도
1(1.2mm 전환)
2(0.4mm 전환)
11.6 sq in/hr
11.5 sq in/hr
비록 샘플 1이 샘플 2보다 더 큰 단축 용적을 가졌다 하더라도, 상기 샘플 1 및 2의 절삭 속도는 통계적으로 동일하다.
상기 샘플들의 단축 용적들은 그들의 절삭 속도에 적은 영향을 끼치되 상기 와이어의 청결도에 주요한 영향을 끼친다.
상술한 바와 같이, 청결도는 또한 EDM 와이어들의 수행능력에도 매우 중요하다. 왜냐하면, 그것은 유지보수 시간을 저감하고, 그에 따라 생산상을 증가시킴으로써 공작기계(machine tool)의 작동 비용을 현저하게 감소시킬 수 있기 때문이다.
본 발명이 바람직한 설계를 가진 것으로 기술되었다 하더라도, 본 발명은 기술된 기술사상 및 범위 내에서 얼마든지 수정이 가능하다.
따라서, 일반적인 원리를 따르는 본 발명의 어떠한 변경, 사용 또는 적용이라도 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 공지된 기술 범위 내에서 또는 당업자로부터 관례적으로 명세서 상에 기술된 내용으로부터 벗어났다 하더라도, 해당 기술은 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 것으로 여겨져야 한다.

Claims (9)

  1. 방전가공 장치에 사용하기 위한 전극 와이어에 있어서,
    금속(metal), 금속의 합금, 및 금속화된 멀티-레이어 혼합물(metallic multilayered composite) 중 어느 하나를 포함하는 코어;
    상기 코어 상에 배치되는 코팅;
    상기 코팅은 브리틀(brittle) 합금의 뚜렷한(distinct) 미립자(particulate)를 포함하고, 상기 미립자는 장축, 단축 및 종횡비와 같은 기하학적 파라미터들의 범위를 가지고, 상기 종횡비는 장축 용적을 단축 용적에 의하여 나눈 몫으로 정의되고,
    최소한 1000X의 배율(magnification)에서 나타나는 5개의 전 둘레(full circumference) 무작위 광학 금속공학(random optical metallurgical) 단면에 의하여 결정되고, 1.5μm와 같거나 적은 단축들을 갖는 최대 15%의 입자들 수(number of particles) 및 5.0과 같거나 큰 종횡비를 갖는 최소 10%의 입자들 수를 포함하는 상기 기하학적 파라미터들의 분포;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 와이어.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코어는 구리(copper)인 것을 특징으로 하는 전극 와이어.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 합금 코어는 황동(brass)인 것을 특징으로 하는 전극 와이어.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속화된 멀티-레이어 혼합물 코어는,
    베타 위상 황동의 바깥 레이어를 갖는 구리 코어인 것을 특징으로 하는 전극 와이어.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속화된 멀티-레이어 혼합물 코어는,
    베타 위상 황동의 바깥 레이어를 갖는 알파 위상 황동 코어인 것을 특징으로 하는 전극 와이어.
  6. 상기 제1항에 있어서,
    상기 금속화된 멀티-레이어 혼합물 코어는,
    구리의 중간 레이어 및 베타 위상 황동의 바깥 레이어를 갖는 강철(steel) 코어인 것을 특징으로 하는 전극 와이어.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 금속화된 멀티-레이어 혼합물 코어는,
    구리의 제1 중간 레이어, 알파 위상 황동의 제2 중간 레이어 및 베타 위상 황동의 바깥 레이어를 갖는 강철(steel) 코어인 것을 특징으로 하는 전극 와이어.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅은 감마 위상 황동인 것을 특징으로 하는 전극 와이어.
  9. 방전가공 장치에 사용하기 위한 전극 와이어에 있어서,
    a) 금속(metal), 금속의 합금, 및 금속화된 멀티-레이어 혼합물(metallic multilayered composite) 중 어느 하나를 포함하는 코어;
    b) 브리틀(brittle) 합금의 뚜렷한(distinct) 미립자(particulate)를 포함하고, 상기 미립자는 장축, 단축 및 종횡비와 같은 기하학적 파라미터들의 범위를 가지고, 상기 종횡비는 장축 용적을 단축 용적에 의하여 나눈 몫으로 정의되고, 상기 코어 상에 배치되는 코팅;
    c) 최소한 1000X의 배율(magnification)에서 나타나는 5개의 전 둘레(full circumference) 무작위 광학 금속공학(random optical metallurgical) 단면에 의하여 결정되고, 1.5μm와 같거나 적은 단축들을 갖는 최대 15%의 입자들 수(number of particles) 및 5.0과 같거나 큰 종횡비를 갖는 최소 10%의 입자들 수를 포함하는 상기 기하학적 파라미터들의 분포;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 와이어.
KR1020157009957A 2012-09-17 2013-06-07 방전가공을 위한 와이어 전극 KR20150090887A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261701933P 2012-09-17 2012-09-17
US61/701,933 2012-09-17
PCT/US2013/044735 WO2014042721A1 (en) 2012-09-17 2013-06-07 Wire electrode for electrical discharge machining

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150090887A true KR20150090887A (ko) 2015-08-06

Family

ID=50278591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157009957A KR20150090887A (ko) 2012-09-17 2013-06-07 방전가공을 위한 와이어 전극

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160151848A1 (ko)
EP (1) EP2895297A4 (ko)
KR (1) KR20150090887A (ko)
CN (1) CN105102180A (ko)
WO (1) WO2014042721A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7051879B2 (ja) * 2016-10-14 2022-04-11 サーモコンパクト 合金で被覆したedmワイヤ
WO2021198245A1 (de) * 2020-03-31 2021-10-07 Berkenhoff Gmbh Drahtelektrode zum funkenerosiven schneiden
TWI784706B (zh) * 2021-09-10 2022-11-21 德商貝肯赫佛股份有限公司 用於電火花沖蝕切割的線狀電極

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4686153A (en) * 1984-12-08 1987-08-11 Fujikura Ltd. Electrode wire for use in electric discharge machining and process for preparing same
EP0415501A1 (fr) * 1989-08-30 1991-03-06 Charmilles Technologies S.A. Fil-électrode multicouches
US5762726A (en) * 1995-03-24 1998-06-09 Berkenhoff Gmbh Wire electrode and process for producing a wire electrode, particular for a spark erosion process
US5945010A (en) * 1997-09-02 1999-08-31 Composite Concepts Company, Inc. Electrode wire for use in electric discharge machining and process for preparing same
DE19913694A1 (de) * 1999-03-25 2000-11-02 Berkenhoff Gmbh Drahtelektrode
DE50113785D1 (de) * 2001-09-21 2008-05-08 Berkenhoff Gmbh Drahtelektrode zum funkenerosiven Schneiden
FR2881973B1 (fr) * 2005-02-11 2007-05-11 Thermocompact Sa Fil composite pour electrosion
ES2811229T3 (es) * 2005-12-01 2021-03-11 Thermocompact Sa Alambre para EDM
FR2911806B1 (fr) * 2007-01-29 2009-03-13 Thermocompact Sa Fil electrode pour electroerosion
CN101362232B (zh) * 2008-09-28 2010-10-27 苏州欣达双金属材料有限公司 电火花切割导线及其制造方法
CN101439429B (zh) * 2008-12-10 2010-06-09 宁波博威集团有限公司 慢走丝电火花腐蚀加工用电极线及其制备方法
EP2595773A4 (en) * 2010-07-23 2014-03-12 Innovative Technology Providers Llc GRAPHITEED EDM WIRE

Also Published As

Publication number Publication date
US20160151848A1 (en) 2016-06-02
EP2895297A1 (en) 2015-07-22
CN105102180A (zh) 2015-11-25
EP2895297A4 (en) 2016-06-15
WO2014042721A1 (en) 2014-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bin et al. Tribological properties of TiC particles reinforced Ni-based alloy composite coatings
CA2659224C (en) Edm wire
Scott et al. Precipitation strengthening in high manganese austenitic TWIP steels
Min et al. Diffusion wear in milling titanium alloys
Simao et al. Surface alloying using PM composite electrode materials when electrical discharge texturing hardened AISI D2
Sampedro et al. Laser cladding of TiC for better titanium components
CN113199025A (zh) 一种以纯Cu为过渡层的钛钢复合板送粉式激光增材制造方法
CN111992711B (zh) 一种添加Nb粉末改善钛合金增材制造拉伸性能的方法
KR20150090887A (ko) 방전가공을 위한 와이어 전극
Mansourzadeh et al. Cu-(B4C) p metal matrix composites processed by accumulative roll-bonding
Kumar et al. Tribological behaviour of TiB2 ceramic based composite coating deposited on stainless steel AISI 304 by gas tungsten arc (GTA) cladding process
Shon et al. Effect of particle size distribution on microstructure and mechanical properties of spark-plasma-sintered titanium from CP-Ti powders
CN109652795A (zh) 一种激光熔覆法制备的WC-Ni基硬质合金
CN104264151B (zh) 一种反应等离子熔覆原位合成TiN涂层的制备方法
Pushilina et al. Heat treatment of the Ti-6Al-4V alloy manufactured by electron beam melting
FR2491800A1 (fr) Electrode enrobee contenant du zirconium pour soudage a l'arc avec une electrode enrobee
Dobrzanski et al. Investigation of the structure and properties of coatings deposited on ceramic tool materials
Chauke et al. Characterization of the direct metal laser sintered Ti6Al4V Components
Ageev et al. A study of porosity of products sintered from BrS30 alloy electro-erosion powders
Carlen et al. Cold-forming mechanisms and work-hardening rate for rhenium
CN108913975A (zh) 一种610hv以上的耐磨损激光熔覆粉末及激光熔覆的方法
Boudi et al. ESEM evaluation of Inconel-625 thermal spray coating (HVOF) onto stainless steel and carbon steel post brine exposure after tensile tests
Utyaganova et al. Regularities of Structure Formation and Properties of Composite Materials Based on Aluminum–Manganese Bronze Produced by Electron Beam Additive Manufacturing with the Addition of Iron, Nickel, and Tungsten Powders During Printing
Kobayashi et al. Effect of small cold-reductions on mechanical properties of sintered steels
CN114769622B (zh) 一种网络状的金属陶瓷硬质合金激光增材制造制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid