KR20170016499A

KR20170016499A - 고정밀도 아연계 합금 전극선 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20170016499A
Application number: KR1020177001411A
Authority: KR
Inventors: 지닝 리앙; 팡린 궈; 린후이 완; 통 우
Original assignee: 닝보 파워웨이 매터리얼라이즈 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2017-02-13
Also published as: JP2016538138A; US20160368070A1; EP3006152A4; CN104191056A; KR101873953B1; EP3006152B1; CN104191056B; US9855617B2; EP3006152A1; JP6029778B1; WO2016023326A1

Abstract

본 발명은 쉘층 중 각 성분의 질량백분율 조성은 Zn: 70.5~95%, Cu: 2.5~27%, X: 0.02~4.0%, Y: 0.002~0.4%와 같으며, 나머지는 원재료에 의해 반입되는 불가피한 불순물이고; 여기서, X는 Ni, Ag, Cr, Si, Zr 중에서 선택되는 어느 2종의 금속이고, 상기 2종 금속의 함량 범위는 모두 0.01~2.0%이고, Y는 Ti, Al, Co, B, P 중에서 선택되는 어느 2종의 원소이고, 상기 2종 원소의 함량 범위는 모두 0.001~0.2%이고; 쉘층 구조에서 ε상 함량은 80wt% 이상이고, 나머지는 γ상 또는 η상인 고정밀도 아연계 합금 전극선을 공개한다. 본 발명은 또한 상기 전극선의 제조방법을 공개한다. 종래기술과 비교하면, 본 발명의 전극선에 의해 절삭 처리된 금속 가공물 표면은 평활도가 높고, 표면 품질이 좋고, 절삭 정밀도가 높고, 동시에 본 발명의 전극선은 제조 공정이 간단하고, 실현 가능성이 높고, 제조 단계가 적고, 규모화 및 자동화 생산을 용이하게 실현할 수 있다.

Description

고정밀도 아연계 합금 전극선 및 이의 제조방법{HIGH-PRECISION ZINC-BASED ALLOY ELECTRODE WIRE AND PREPARATION METHOD THEREFOR}

본 발명은 고정밀도 와이어 방전 가공 기술분야에 관한 것으로서, 특히 고정밀도 아연계 합금 전극선 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

최근, 마이크로 기어, 마이크로 스플라인 및 마이크로 커넥터 등의 마이크로 부품과 같은 특별히 복잡한 부품에 대한 가공이 필요함에 따라, 고정밀도 와이어 방전 가공은 독특한 가공방법인 비기계적 접촉 가공이라는 장점을 가지기 때문에 특히 마이크로 기계의 제조 요구에 부합되며, 높은 가성비를 가지므로, 여러 가지 마이크로 기계 생산 분야에서 중요한 작용을 발휘하여 신속하게 발전하였다. 국내외의 고정밀도 와이어 방전 가공 기술에 대한 끊임없는 탐구는 마이크로 기계 제조와의 결합 및 실용화 면에서 고정밀도 와이어 방전 가공을 크게 발전시켰다.

고정밀도 와이어 방전 가공에 영향을 미치는 요소는 매우 많으며, 예를 들어 공작기계 정밀도, 전극선 성능, 펄스 전원, 와이어 이송 시스템, 제어 시스템 및 공정 계획 등은 모두 마이크로 부품의 가공 정밀도 및 표면 품질에 대해 직접적인 영향을 미친다. 따라서, 미세하고 복잡한 부품의 고정밀도 와이어 방전 가공 기술의 실현에 있어서, 관건적인 것은 전극선 성능 및 절삭 가공 기술에 대해 연구하여, 최대한 고정밀도 와이어 방전 가공 요구를 만족시키는 것이다. 종래기술에서의 전극선은 일반적으로 1층 또는 다층의 코어를 가지며, 최외층은 대부분 현저한 α상을 가진 구리 또는 η상 아연 합금, 또는 2상 결정 구리-아연 합금으로 구성된 쉘층이며, 쉘층의 상 구조(phase structure)는 일반적으로 α+β, β, γ 또는 β+γ이다. 현재 시중에는 다양한 전극선이 있다. 예를 들면, 적동(紫銅) 전극선은 고함량 구리 전극선으로 불리기도하며, 이러한 전극선은 단일 α상 구조를 가지며, 제품의 인성이 우수하고, 매우 좋은 도전 성능, 최대 순간 하이펄스 전류 및 큰 절삭 전류에 견딜 수 있는 능력을 가지나, 이러한 전극선은 인장강도가 보편적으로 낮고, 경질 와이어의 인장강도 평균치도 대략 400-500MPa일 뿐이므로, 특수 공작기계의 특별한 가공에만 적합하며; 황동 전극선은 현재 시중에서 가장 일반적인 전극선으로서, α상 및 β상으로 구성된 2상 결정 조직을 가지며, 이러한 전극선은 일련의 신선(伸線) 및 열처리 공정을 통해 상이한 인장강도를 구현하여 상이한 설비 및 응용 경우를 만족시킬 수 있으며, 인장강도는 1000MPa 이상에 달할 수 있으나, 이러한 전극선은 표면에 구리 분말이 많고, 단면의 기하학 오차가 너무 커서 방전 안정성이 떨어져, 가공 정밀도 및 가공물의 표면 품질에 심각한 영향을 미치며, 동시에 설비 부재도 오염시키므로 설비의 소모를 증가시키며; 아연도금 전극선은 코어재가 일반적인 황동이며, 제조 시 표면에 한 층의 아연을 도금하여, 표면에 현저한 η상 구조를 가진 쉘층을 형성시키고, 또한 절삭과정에서의 아연의 기화 작용은 표면 절삭 시의 세척 성능의 개선에 유리하며, 절삭 표면은 일반적인 황동 와이어보다 매끄러우나, 실제 사용과정에서 이러한 전극선은 여전히 분말 탈락 현상이 존재하여 가공 정밀도의 추가 향상을 저해하며; 도금 전극선은 코어재가 주로 황동, 적동 또는 기타 재료이며, 표면층은 β상 구조, 또는 γ상 구조, 또는 β+γ상 혼합상 구조이며, 이러한 전극선은 생산 효율을 현저하게 향상시키고, 동시에 일정한 정도로 절삭 정밀도 및 표면 품질을 개선하나, 이러한 전극선은 금형 제조, 및 항공, 의료 등 복잡한 부품, 두께가 두껍고 대형인 부품 등의 가공업에 적용되며, 일부 미세하고 복잡한 부품을 절삭함에 있어서 가공 정밀도가 최적화되지 않았고, 특히 마이크로 기계의 발전과 응용이 성숙됨에 따라, 이러한 전극선은 이 방면의 정밀도 요구를 만족시킬 수 없게 되었다.

β상 구조, γ상 구조 또는 β+γ상 쉘층의 전극선이 절삭 효율을 향상시킬 수 있는 것은, 이들이 스파크 방전 에너지를 높일 수 있어, 방전 시 폭발력을 증가시키므로, 제거량이 크고 빨라서 금속 재료의 부식에 더욱 유리하여, 해당 전극선의 절삭 효율을 일반적인 전극선에 비해 현저하게 향상시키기 때문이다. 그러나, 이러한 전극선은 절삭 시 방전 에너지가 크고, 폭발력이 크므로, 절삭되는 가공물 표면의 피트도 커서, 전극선의 절삭 정밀도 및 표면 평활도의 향상에 불리하다. 비록 현저한 η상을 가진 아연도금 전극선은 절삭 방전 시 평온하고, 부식량이 작고, 절삭된 가공물 표면의 피트가 작아, 절삭 정밀도의 향상에 유리하나, 이러한 전극선은 표면이 기본적으로 순아연이며, 아연은 녹는점이 낮고, 기화 엔탈피가 상대적으로 작고, 신속히 기화되어 빼앗아 가는 열이 적고, 효과적인 세척 효과가 떨어져, 발생되는 금속 입자가 바로 제거되지 않으면, 틈새가 막혀 결함이 발생하기 쉬우므로, 절삭 시 다량의 공작액을 주입하여 2차 세척을 진행하여, 열 누적으로 인해 와이어가 끊기는 것을 방지해야 하나, 세척 불량 또는 공작액이 불안정할 경우, 가공 정밀도에 영향을 줄 수 있어, 공작기계의 세척 시스템에 대한 요구도 높다.

본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 기술과제는 종래기술에 대해 절삭 정밀도가 높고, 절삭 가공물 표면 평활도가 높은 고정밀도 아연계 합금 전극선을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 기술과제는 상기 고정밀도 아연계 합금 전극선의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 기술과제를 해결하기 위한 고정밀도 아연계 합금 전극선은, 코어재와 코어재 표면를 피복하는 쉘층을 포함하고, 상기 코어재의 재질은 황동이고, 상기 쉘층 중 각 성분의 질량백분율 조성은 하기와 같으며:

Zn 70.5~95%

Cu 2.5~27%

X 0.02~4.0%

Y 0.002~0.4%, 나머지는 원재료에 의해 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 ≤0.3%이고;

여기서, X는 Ni, Ag, Cr, Si, Zr 중에서 선택되는 어느 2종의 금속이고, 상기 2종 금속의 함량 범위는 모두 0.01~2.0%이고, Y는 Ti, Al, Co, B, P 중에서 선택되는 어느 2종의 원소이고, 상기 2종 원소의 함량 범위는 모두 0.001~0.2%이고;

상기 쉘층의 두께는 2~4㎛이고, 상기 쉘층 구조에서 ε상 함량은 80wt% 이상이고, 나머지는 γ상 또는 η상이고, 상기 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 쉘층 중 각 성분의 질량백분율 조성은 하기와 같으며:

Zn 78.5~85%

Cu 12.5~19%

X 0.02~4.0%

Y 0.002~0.4%, 나머지는 원재료에 의해 반입되는 불가피한 불순물이고;

상기 쉘층 구조는 ε상이고, 기타 상이 존재하지 않으며, 상기 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

상기 고정밀도 아연계 합금 전극선의 제조방법은,

(1) 하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행하는 단계: 구리: 57%~68%, X: 0.03~4.5%, Y: 0.004~0.5%, 나머지는 아연과 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 ≤0.5%이고, 여기서, X는 Ni, Ag, Cr, Si, Zr 중에서 선택되는 어느 2종의 금속이고, 상기 2종 금속의 함량 범위는 모두 0.015~2.25%이고, Y는 Ti, Al, Co, B, P 중에서 선택되는 어느 2종의 원소이고, 상기 2종 원소의 함량 범위는 모두 0.002~0.25%임;

(2) 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 8~15㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산하는 단계;

(3) 그리고 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 0.5~5㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하는 단계;

(4) 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 0.5~50㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하는 단계: 여기서 전기 도금 전류는 1500~3000A이고, 전압은 150~220V임;

(5) 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하는 단계;

(6) 마지막으로 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.05~0.35㎜인 전극선 완제품을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단계(5)에서 인발 속도는 500~2000m/min이고, 소둔 전압은 10~100V이고, 소둔 전류는 10~50A로서, 도금층 중의 아연 원자가 베이스 와이어 블랭크로 용이하게 확산 이동되도록 하여 새로운 결정 조직을 형성함으로써 후속 열처리 가공에 유리하다.

상기 단계(6)에서의 열처리 온도는 50~230도이고, 열처리 시간은 3~30시간으로, 최종적으로 제조되는 완제품에 ε상 조직의 쉘층을 형성하는데 유리하다.

종래기술과 비교하면, 본 발명의 장점은 아래와 같다:

(1) 일반적인 도금 전극선과 비교하면, 본 발명의 전극선은 절삭 시 충분한 양전자 및 음전자를 신속하게 제공할 수 있고, 절삭 방전이 평온하고, 효과적인 절삭을 유지할 수 있으며, 동시에 쉘층은 일정한 구리-아연 합금층을 구비하므로, 기화 온도를 높여, 더욱 많은 열을 빼앗아가는데 유리하고, 세척 효과를 개선하여, 절삭 가공 정밀도의 향상에 유리하고, 또한 우수한 표면 품질을 얻는다.

(2) 본 발명의 전극선에 X, Y 원소를 추가하면, 인발 과정에서 구리-아연 합금 원자의 전위(dislocation)를 증가시켜, 결정입계에서 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 열처리 과정에서 쉘층의 η상 아연 원자가 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상의 조직을 형성하는데 유리하고; ε상(80wt% 이상) 쉘층 구조의 전극선은 양호한 인성을 가지며, 절삭 시의 전류 및 세척 충격으로 인한 전극선의 흔들림에 효과적으로 대항하여, 전극선이 인성 부족으로 인해 끊어지는 것을 방지하고, 동시에 이러한 전극선은 상대적으로 높은 녹는점을 가지므로, 순간 하이펄스 전류 및 큰 절삭 전류에 견딜 수 있고, 순간적인 방전 간격이 짧고, 절삭 처리되는 금속 가공물 표면의 평활도가 높고, 표면 품질이 좋아, 절삭 정밀도를 효과적으로 향상시키고, 특히 정밀 가공 및 3차 이상의 다중 절삭에 적용되며, 동시에 X, Y 원소를 추가하면 열처리 온도를 낮추고 열처리 시간을 줄일 수 있어 가공 효율을 향상시킨다.

(3) 본 발명에서 사용한 제조 공정은 완제품 전극선의 쉘층에 ε상을 형성하는데 유리하고, 결정체가 추가적으로 확산되어 γ상 등의 상 조직을 형성하는 것을 방지하고, 또한 해당 제조방법은 공정이 간단하고, 실현 가능성이 높고, 제조 단계가 적고, 생산 설비가 간단하고, 요구에 부합되는 제품을 제조하기 쉽고, 규모화 및 자동화 생산을 실현하기 쉽다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 제2 와이어 블랭크의 단면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1의 전극선 완제품의 단면 개략도이다.
도 3~도 5는 실시예 1~3의 전극선 완제품의 금속상 구조 개략도이다.
도 6은 실시예 4, 9, 10의 전극선 완제품의 금속상 구조 개략도이다.
도 7은 실시예 5, 6, 7, 8의 전극선 완제품의 금속상 구조 개략도이다.
도 8~도 11은 비교예 1~4의 전극선 완제품의 금속상 구조 개략도이다.

이하, 도면과 실시예를 결합하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

실시예 1 :

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 65%, Ni: 2.0%, Si: 1.2%, Ti: 0.12%, Co: 0.2%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.5%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 9㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 0.5㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 0.5㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 2000A이고, 전압은 200V이며, 이어서 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 와이어 블랭크에는 코어재(1)와 도금층(2)이 포함되고, 여기서 인발 속도는 600m/min이고, 소둔 전압은 20V이고, 소둔 전류는 15A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 2㎛ 인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 172℃이고, 열처리 시간은 11h이며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 열처리 과정에서 코어재(1)와 도금층(2)은 확산이 발생하여, 코어재(1)의 직경이 감소하고 도금층(2)의 두께가 증가하며, 안정된 쉘층(3)이 형성되고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 70.5%, Cu: 27%, Ni: 1.5%, Si: 0. 6%, Ti: 0.1%, Co: 0.1%, 불순물: 0.2%이다. 본 실시예에서 Ni, Si, Ti 및 Co를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상의 함량은 86wt%이고, 나머지는 γ상이고, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 상기 제조된 본 실시예의 고정밀도 아연계 합금 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

실시예 2 :

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 66%, Cr: 1.5%, Zr: 1.5%, P: 0.15%, B: 0.06%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.3%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 8㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 3㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 40㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 1500A이고, 전압은 200V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 500m/min이고, 소둔 전압은 80V이고, 소둔 전류는 50A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 4㎛인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 121℃이고, 열처리 시간은 23h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 95%, Cu: 2.5%, Cr: 1.0%, Zr: 1.1%, P: 0.1%, B: 0.03%, 불순물: 0.27%이다. 본 실시예에서 Cr, Zr, P 및 B를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상의 함량은 92wt%이고, 나머지는 η상이고, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 본 실시예에서 제조된 고정밀도 아연계 합금 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

실시예 3 :

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 60%, Si: 0.12%, Ag: 0.07%, Ti: 0.18%, B: 0.02%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.3%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 10㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 4㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 40㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 2500A이고, 전압은 150V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 1000m/min이고, 소둔 전압은 55V이고, 소둔 전류는 30A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 3㎛ 인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 202℃이고, 열처리 시간은 5h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 75%, Cu: 24.5%, Si: 0.11%, Ag: 0.06%, Ti: 0.15%, B: 0.015%, 불순물: 0.165%이다. 본 실시예에서 Si, Ag, Ti 및 B를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상의 함량은 95wt%이고, 나머지는 γ상이고, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

실시예 4 :

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 57%, Ni: 2.25%, Cr: 0.9%, Ti: 0.01%, Co: 0.015%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.5%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 12㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 2㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 15㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 2500A이고, 전압은 220V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 1500m/min이고, 소둔 전압은 10V이고, 소둔 전류는 15A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 3㎛ 인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 60℃이고, 열처리 시간은 26h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 90%, Cu: 7.5%, Ni: 2%, Cr: 0.3%, Ti: 0.007%, Co: 0.005%, 불순물: 0.188%이다. 본 실시예에서 Ni, Cr, Ti 및 Co를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상의 함량은 98wt%이고, 나머지는 η상이고, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

실시예 5 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 60%, Ni: 1.8%, Si: 0.1%, P: 0.12%, B: 0.07%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.4%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 15㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 1㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 10㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 3000A이고, 전압은 220V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 2000m/min이고, 소둔 전압은 40V이고, 소둔 전류는 20A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 3㎛ 인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 83℃이고, 열처리 시간은 19h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 82%, Cu: 16.4%, Ni: 1.2%, Si: 0.05%, P: 0.07%, B: 0.04%, 불순물: 0.24%이다. 본 실시예에서 Ni, Si, P 및 B를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상 함량은 거의 100wt%이고, 기타 상이 없으며, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다. ε상 함량이 거의 100wt%라는 것은 쉘층의 금속상 구조는 모두 ε상이고, ε상 외에 기타 상이 없음을 의미하지만, 산화물, 불순물 등을 함유할 수 있으며, ε상 함량이 거의 100wt%라른 것은 명세서의 다른 부분에서도 동일하게 이해하면 될 것이다.

실시예 6 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 68%, Zr: 0.8%, Cr: 0.04%, Ti: 0.016%, Al: 0.002%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.2%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 11㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 5㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 50㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 3000A이고, 전압은 180V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 1500m/min이고, 소둔 전압은 100V이고, 소둔 전류는 10A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 3.5㎛ 인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 163℃이고, 열처리 시간은 8h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 80%, Cu: 19.2%, Zr: 0.5%, Cr: 0.02%, Ti: 0.008%, Al: 0.001%, 불순물: 0.271%이다. 본 실시예에서 Zr, Cr, Ti 및 Al를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상 함량은 거의 100wt%이고, 기타 상이 없으며, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

실시예 7 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 65%, Ni: 2.25%, Si: 0.015%, Ti: 0.14%, Co: 0.25%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.5%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 13㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 3㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 30㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 2000A이고, 전압은 200V이며, 이어서 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 와이어 블랭크에는 코어재(1)와 도금층(2)이 포함되고, 여기서 인발 속도는 600m/min이고, 소둔 전압은 20V이고, 소둔 전류는 15A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 2.5㎛ 인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 50℃이고, 열처리 시간은 30h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 78.5%, Cu: 19%, Ni: 1.9%, Si: 0. 01%, Ti: 0.12%, Co: 0.2%, 불순물: 0.27%이다. 본 실시예에서 Ni, Si, Ti 및 Co를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상 함량은 거의 100wt%이고, 기타 상이 없으며, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

실시예 8 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 60%, Ag: 1.0%, Ni: 2.1%, Al: 0.15%, P: 0.09%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.4%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 15㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 2㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 25㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 3000A이고, 전압은 220V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 2000m/min이고, 소둔 전압은 40V이고, 소둔 전류는 20A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 4㎛인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 230℃이고, 열처리 시간은 3h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 85%, Cu: 12.5%, Ag: 0.7%, Ni: 1.5%, Al: 0.09%, P: 0.06%, 불순물: 0.15%이다. 본 실시예에서 Ag, Ni, Al 및 P를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상 함량은 거의 100wt%이고, 기타 상이 없으며, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

실시예 9 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 64%, Zr: 0.02%, Si: 1.3%, P: 0.15%, Co: 0.05%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.5%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 12㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 1.5㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 15㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 2500A이고, 전압은 220V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 1500m/min이고, 소둔 전압은 10V이고, 소둔 전류는 15A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 3㎛인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 140℃이고, 열처리 시간은 16h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 89%, Cu: 10.1%, Zr: 0.012%, Si: 0.8%, P: 0.05%, Co: 0.02%, 불순물: 0.018%이다. 본 실시예에서 Zr, Si, P 및 Co를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상의 함량은 97wt%이고, 나머지는 η상이고, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

실시예 10 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 68%, Zr: 0.8%, Ag: 0.05%, B: 0.08%, Co: 0.03%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.2%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 11㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 5㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 45㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 3000A이고, 전압은 180V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 1500m/min이고, 소둔 전압은 100V이고, 소둔 전류는 10A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 4㎛인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 80℃이고, 열처리 시간은 25h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다.

전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 87%, Cu: 12.2%, Zr: 0.5%, Ag: 0.03%, B: 0.03%, Co: 0.01%, 불순물: 0.23%이다. 본 실시예에서 Zr, Ag, B 및 Co를 추가하면, 인발 과정에서 와이어 블랭크 중의 구리-아연 합금 원자의 전위를 증가시켜, 결정입계에서의 격자 변형이 크고, 에너지를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 쉘층의 η상 아연 원자가 열처리 과정에서 코어재(α+β상)로 쉽게 확산 이동하므로, 쉘층에 ε상 조직을 형성하는데 유리하다. 쉘층과 코어재 사이의 원자가 이동함에 따라, 인발로 인한 원자 전위, 공백 등 결함이 점차 감소하고, 전위 밀도도 따라서 감소하고, 확산 활성화 에너지가 감소하며, 동시에 ε상 조직의 녹는점은 원래의 η상 순 아연에 비해 점차 높아져, 원자 사이의 결합력이 증가하고, 또한 본 실시예의 열처리 조건에서는 쉘층의 ε상 조직의 형성에 유리하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전극선 완제품 중 코어재는 α+β상이고, 쉘층 구조 중 ε상의 함량은 99wt%이고, 나머지는 η상이고, 또한 ε상은 코어재 표면에 균일하게 분포된다.

비교예 1 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 66%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.3%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 8㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 3㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 40㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 1500A이고, 전압은 200V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 500m/min이고, 소둔 전압은 80V이고, 소둔 전류는 50A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 4㎛인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 208℃이고, 열처리 시간은 72h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다. 전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 92.1%, Cu: 7.6%, 불순물: 0.3%이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 쉘층 구조 중 ε상 함량은 8wt%이고, 나머지는 η상이다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 비교예 1에서 제조된 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

비교예 2 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 60%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.4%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 15㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 1㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 10㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 3000A이고, 전압은 220V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 2000m/min이고, 소둔 전압은 40V이고, 소둔 전류는 20A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 3㎛인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 105℃이고, 열처리 시간은 100h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다. 전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 65.2%, Cu: 34.62%, 불순물: 0.18%이고, 도 9에 도시된 바와 같이, 쉘층 구조 중 ε상 함량은 10wt%이고, 나머지는 γ상이다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 비교예 2에서 제조된 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

비교예 3 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 60%, Ag1.5%, Ni: 0.02%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.3%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 8㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 1㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 15㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 1600A이고, 전압은 200V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 1000m/min이고, 소둔 전압은 50V이고, 소둔 전류는 25A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 3.5㎛인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 190℃이고, 열처리 시간은 60h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다. 전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 82.1%, Cu: 16.92%, Ag: 0.6%, Ni: 0.009%, 불순물: 0.371%이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 쉘층 구조 중 ε상 함량은 60wt%이고, 나머지는 γ상과 η상이다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 비교예 3에서 제조된 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

비교예 4 ：

하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행한다: Cu: 58%, Ti: 0.15%, Co: 0.004%, 나머지는 Zn와 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량의 합은 0.3%이다. 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 10㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산한다. 그리고, 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 1㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하고, 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 12㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하고, 여기서 전기 도금 전류는 1700A이고, 전압은 210V이며, 이어서 전기 도금된 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하고, 여기서 인발 속도는 600m/min이고, 소둔 전압은 10V이고, 소둔 전류는 5A이다. 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.10㎜이고 쉘층의 두께가 3㎛인 전극선 완제품을 얻으며, 열처리 온도는 135℃이고, 열처리 시간은 56h이고, 마지막으로 열처리 후 얻은 완제품을 상이한 유형의 축에 감는다. 전극선 완제품 중 쉘층의 화학 성분은 Zn: 80.3%, Cu: 19.448%, Ti: 0.06%, Co: 0.002%, 불순물: 0.19%이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 쉘층 구조 중 ε상 함량은 58wt%이고, 나머지는 η상과 γ상이다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 비교예 4에서 제조된 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

비교예 5 ：

아연도금 전극선으로서, 직경이 0.5~5㎜인 구리-아연 합금으로 코어재를 구성하고, 코어재 중 Cu: 63%이고, 나머지는 Zn와 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량은 ≤0.3%이다. 코어재 표면에 직접 아연 도금하고, 도금층의 두께는 20㎛이고, 그 다음에 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 직경이 0.05~0.35㎜인 아연도금 전극선으로 제조하고, 쉘층 구조는 η상이다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 상기 아연도금 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

비교예 6 ：

황동 전극선으로서, 직경이 0.5~5㎜인 구리-아연 합금으로 와이어 블랭크를 구성하고, 와이어 블랭크 중 Cu: 63%이고, 나머지는 Zn와 불가피한 불순물이고, 불가피한 불순물의 함량은 ≤0.3%이다. 직접 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 직경이 0.05~0.35㎜인 황동 전극선으로 제조하고, 쉘층 구조는 α+β상이다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 상기 황동 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

비교예 7 ：

고속 전극선으로서, 직경이 0.5~5㎜인 적동으로 코어재를 구성하고, 그 다음 코어재 표면에 아연 도금하고, 도금층의 두께를 50㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 얻고, 제1 와이어 블랭크에 대해 열처리를 진행하고, 열처리 공정의 온도는 550℃, 시간은 10h로 하여, 제2 와이어 블랭크를 얻고, 마지막으로 열처리된 제2 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 직경이 0.05~0.35㎜인 고속 전극선으로 제조하고, 쉘층 구조는 β상이다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 상기 고속 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

비교예 8 ：

도금 전극선으로서, 직경이 0.5~5㎜인 구리-아연 합금으로 코어재를 구성하고, 해당 코어재의 성분 조성은 실시예 1의 완제품 전극선 중의 코어재와 동일하다. 코어재 표면에 아연 도금하고, 도금층의 두께는 30㎛이고, 제1 와이어 블랭크에 대해 열처리를 진행하고, 열처리 공정의 온도는 450℃, 시간은 6h로 하여, 제2 와이어 블랭크를 얻고, 마지막으로 열처리된 제2 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 직경이 0.05~0.35㎜인 도금 전극선으로 제조하고, 쉘층 구조는 γ상이다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 상기 도금 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

비교예 9 ：

복합 전극선으로서, 직경이 0.5~5㎜인 구리-아연 합금으로 코어재를 구성하고, 해당 코어재의 성분 조성은 실시예 3의 완제품 전극선의 코어재와 동일하다. 코어재 표면에 아연 도금하고, 도금층의 두께는 40㎛이고, 제1 와이어 블랭크에 대해 열처리를 진행하고, 열처리 공정의 온도는 600℃, 시간은 12h로 하여, 제2 와이어 블랭크를 얻고, 이 와이어 블랭크에 대해 1차 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행한 다음, 표면에 한 층의 γ상 황동을 도금하고, 마지막으로 상기 열처리된 와이어 블랭크에 대해 2차 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 직경이 0.05-0.35인 복합 전극선으로 제조하고, 층 구조는 β+γ상이다.

만능전자인장기에서 연신율을 테스트하고, 시차열분석기를 이용하여 쉘층의 녹는점을 테스트하고, SKD61 재료를 가공물로 하여 상기 복합 전극선의 방전 가공 정밀도 및 절삭 속도를 테스트하고, 테스트하여 얻은 데이터를 표 1에 나타냈다.

표 1은 각 실시예와 비교예 중 전극선의 쉘층 금속상 구조, 방전 가공 정밀도 비율, 절삭 속도, 연신율 및 녹는점을 나타냈다.

	번호	쉘층금속상 구조	방전 가공 정밀도 비율	절삭 속도/㎜/min	연신율 /%	녹는점 /℃
실시예	1	ε는 약 86%를 차지하고, 나머지는 γ임	1.12	3.26	2.5	688
	2	ε는 약 92%를 차지하고, 나머지는 η임	1.15	3.23	3	603
	3	ε는 약 95% 이상을 차지하고, 나머지 소량은 γ임	1.16	3.20	2.5	673
	4	ε는 약 98% 이상을 차지하고, 나머지 소량은 η임	1.19	3.18	3	621
	5	ε는 거의 100%를 차지하고, 기타 상이 없음	1.20	3.17	4	638
	6	ε는 거의 100%를 차지하고, 기타 상이 없음	1.21	3.16	4	647
	7	ε는 거의 100%를 차지하고, 기타 상이 없음	1.22	3.15	4.5	651
	8	ε는 거의 100%를 차지하고, 기타 상이 없음	1.20	3.16	3.5	658
	9	ε는 약 97% 이상을 차지하고, 나머지 소량은 η임	1.18	3.18	3	619
	10	ε는 약 99% 이상을 차지하고, 나머지 소량은 η임	1.21	3.17	3.5	627
비교예	1	ε는 약 8% 이하를 차지하고, 나머지는 η임	1.01	3.02	1.5	437
	2	ε는 약 10% 이하를 차지하고, 나머지는 γ임	0.97	3.38	1	703
	3	ε는 약 60%를 차지하고, 나머지는 γ, η임	1.08	3.30	2.5	586
	4	ε는 약 58%를 차지하고, 나머지는 η, γ임	1.07	3.34	2	715
	5	η	1.0	3.0	2	419.5
	6	α+β	0.93	2.82	1.5	903
	7	β	0.91	3.67	1.5	875
	8	γ	0.96	3.43	0.5	798
	9	β+γ	0.94	3.56	1	835

주: 표 1에서의 각 데이터는 모두 동일한 조건에서 테스트하여 얻는 것이며, 그 중 전극선의 직경은 모두 0.10㎜이다. 물론 당업자는 각 실시예에서의 제1 와이어 블랭크에 대한 연속 인발 및 연속 소둔 가공 조건 및 제2 와이어 블랭크에 대한 열처리 조건을 효과적으로 조절하여, 각 실시예에서의 완제품 전극선의 직경이 0.05~0.35㎜의 범위 내에서 변하게 할 수 있다.

비교예 5의 방전 가공 정밀도를 기준으로 하고, 실시예 1~10 및 비교예 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9의 가공 정밀도와 그 비율을 이들의 가공 정밀도를 구현하는 성능 파라미터로 한다.

종합하면, 본 발명에서의 고정밀도 아연계 합금 전극선의 방전 가공 정밀도는 현저한 우세를 가지며, 절삭 속도는 동종 제품의 수준에 도달하고, 동시에 연신 성능이 좋고 녹는점이 상대적으로 높다.

상기 각 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 정신 및 특허청구범위의 보호범위 내에서 본 발명에 대해 진행한 어떠한 수정 및 변경도 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.

Claims

코어재와 상기 코어재 표면을 피복하는 쉘층을 포함하고, 상기 코어재의 재질은 황동인 고정밀도 아연계 합금 전극선에 있어서,
상기 쉘층 중 각 성분의 질량백분율 조성은
Zn: 70.5~95%; Cu: 2.5~27%; X: 0.02~4.0%; Y: 0.002~0.4%
와 같으며,
나머지는 원재료에 의해 반입되는 불가피한 불순물이고, 상기 불가피한 불순물의 함량의 합은 ≤0.3%이고;
여기서, X는 Ni, Ag, Cr, Si, Zr 중에서 선택되는 어느 2종의 금속이고, 상기 2종 금속의 함량 범위는 모두 0.01~2.0%이고, Y는 Ti, Al, Co, B, P 중에서 선택되는 어느 2종의 원소이고, 상기 2종 원소의 함량 범위는 모두 0.001~0.2%이고;
상기 쉘층의 두께는 2~4㎛이고, 상기 쉘층 구조에서 ε상 함량은 80wt% 이상이고, 나머지는 γ상 또는 η상이고, 상기 ε상은 상기 코어재 표면에 균일하게 분포되는,
고정밀도 아연계 합금 전극선.
제1항에 있어서,
상기 쉘층 중 각 성분의 질량백분율 조성은
Zn: 78.5~85%；Cu: 12.5~19%；X: 0.02~4.0%；Y: 0.002~0.4%
와 같으며
나머지는 원재료에 의해 반입되는 불가피한 불순물이고;
상기 쉘층 구조는 ε상이고, 기타 상이 존재하지 않으며, 상기 ε상은 상기 코어재 표면에 균일하게 분포되는, 고정밀도 아연계 합금 전극선.
(1) 하기 질량백분율 조성으로 비율에 따라 합금 배합을 진행하는 단계 - 구리: 57%~68%, X: 0.03~4.5%, Y: 0.004~0.5%, 나머지는 아연과 원재료에 의해 반입 및 제련 시 반입되는 불가피한 불순물이고, 상기 불가피한 불순물의 함량의 합은 ≤0.5%이고, 여기서, X는 Ni, Ag, Cr, Si, Zr 중에서 선택되는 어느 2종의 금속이고, 상기 2종 금속의 함량 범위는 모두 0.015~2.25%이고, Y는 Ti, Al, Co, B, P 중에서 선택되는 어느 2종의 원소이고, 상기 2종 원소의 함량 범위는 모두 0.002~0.25%임 -;
(2) 배합 원료를 혼합하여 유도로에 투입하여 제련하고, 주조를 통해 직경이 8~15㎜인 합금 와이어 블랭크를 생산하는 단계;
(3) 그리고 제조된 와이어 블랭크를 압출 또는 다단 인발 및 소둔을 거쳐 직경이 0.5~5㎜인 베이스 와이어 블랭크로 제조하는 단계;
(4) 그 다음 제조된 베이스 와이어 블랭크를 탈지－산 세척－물 세척－아연 도금을 진행하고, 아연 도금층의 두께를 0.5~50㎛로 하여, 제1 와이어 블랭크를 제조하는 단계 - 여기서 전기 도금 전류는 1500~3000A이고, 전압은 150~220V임 -;
(5) 전기 도금된 상기 제1 와이어 블랭크에 대해 연속 인발 및 연속 소둔 가공을 진행하여, 제2 와이어 블랭크로 제조하는 단계; 및
(6) 마지막으로 상기 제2 와이어 블랭크에 대해 합금화 열처리를 진행하여 직경이 0.05~0.35㎜인 전극선 완제품을 제조하는 단계
를 포함하는
고정밀도 아연계 합금 전극선의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 단계 (5)에서 인발 속도는 500~2000m/min이고, 소둔 전압은 10~100V이고, 소둔 전류는 10~50A인, 고정밀도 아연계 합금 전극선의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 단계 (6)에서의 열처리 온도는 50~230도이고, 열처리 시간은 3~30시간인, 고정밀도 아연계 합금 전극선의 제조방법.