WO2012148173A2 - 방전가공용 전극선 및 그 제조방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an electrode line for electric discharge machining and a method for manufacturing the same, and more particularly to an electrode electrode for electric discharge machining and a method for producing the same, which is less generated fine powder during the discharge machining of the electrode wire, the processing speed and the surface roughness of the workpiece.
  • the electrode wire 2 is inserted through the start hole 7 previously drilled into the workpiece 1 as shown in FIG. 1, and the electrode wire 2 is inserted and penetrated. While traveling in the direction, by applying a high frequency voltage between the electrode wire 2 and the inner wall surface of the start hole 7, an arc is generated therebetween to melt the workpiece 1, and the processing liquid, electrode wire and blood It is a method of processing a to-be-processed object to a predetermined shape by removing a melt by instantaneous vaporization explosive force, such as a to-be-processed object.
  • the electric discharge machine is provided with a power supply device, an electrode wire feeder, a workpiece feeder, and a processing liquid circulation device.
  • the workpiece conveyance apparatus is moved in the direction orthogonal to the electrode wire 2 as shown by the arrow, and the electrode wire 2 is continuously sent out from the supply reel 3, so that the guide rollers 5, 5 ') is wound around the reel 4.
  • Pure copper has been conventionally used as the electrode wire for electric discharge machining, because pure copper has good conductivity and high elongation to facilitate fine wire processing.
  • copper wire has a low tensile strength during electrical discharge machining, there is a disadvantage in that the wire is easily disconnected, and since the tensile force cannot be greatly applied, the vibration of the electrode wire can not be suppressed and thus the machining precision is low.
  • high-strength wires for precision processing such as molybdenum wire and tungsten wire
  • brass electrode wires representative of brass wire of 65/35 weight ratio are widely used for general processing.
  • the brass electrode wire has a tensile strength of about twice or more compared to pure copper, and the discharge stability, vaporization explosive power, etc. are improved by the role of zinc, which is an alloy component. Therefore, the machining speed can be faster than that of the pure copper electrode wire, and the machining precision can be improved.
  • the core wire is composed of a first metal including an electrode wire with copper, and a component of the second metal is diffused in the direction of the first metal by a mutual diffusion reaction between the first metal and the second metal at the edge of the core wire, and at the outer surface of the core wire.
  • An alloy plating layer formed by diffusing a component of the first metal in the direction of the second metal by a mutual diffusion reaction between the first metal and the second metal on the core wire;
  • An alloy plating layer formed on the core wire is formed by the interdiffusion reaction of the first metal and the second metal to have the highest hardness and the lowest elongation among the layers;
  • the alloy plating layer and the plating layer have proposed a structure including a crack forming substantially perpendicular to the longitudinal direction of the electrode line.
  • the electrode wire is a core wire made of a first metal containing copper
  • the alloy plating layer formed on the core wire is formed by the interdiffusion reaction of the first metal and the second metal having a lower vaporization temperature than the first metal to form an alloy plating layer having a higher hardness and lower elongation than the core wire.
  • the first metal is copper, brass or copper alloy
  • the second metal is zinc, aluminum, tin or an alloy thereof.
  • a method of manufacturing an electrode wire for use in an electric discharge machine comprising: providing a wire made of a first metal including copper and having a first diameter as a core wire;
  • the first metal is passed through a hot-dip plating bath in which a second metal having a lower vaporization temperature than the first metal is melted, and the first metal and the second metal are interdiffused with the outer core of the first metal. And a hot plating step for forming a plating layer of a second metal thereon while forming an alloy layer having a hardness higher than that of the second metal and having a lower elongation;
  • the core wire In order to form the alloy layer and the plating layer on the core wire, the core wire to 400 ⁇ 500 °C to pass the hot dip bath in 1 ⁇ 10 seconds, the first metal is copper, brass or copper alloy, the second metal is zinc, Aluminum, tin or alloys thereof are used.
  • the core of the first metal is passed through a plating bath in which a second metal having a lower vaporization temperature than the first metal is melted, and the first metal and the second metal are interdiffused with each other outside the core.
  • a hot-dip plating step for sufficiently forming an alloy plating layer having a higher hardness and a lower elongation than the second metal;
  • the advantage of improving the processing speed by forming an electrode wire having an alloy layer composed of copper-zinc grains by interdiffusion reaction with a core metal including copper due to melting and applying heat of the zinc layer is
  • the core wire of brass more than 510N is easily broken as the wire is stretched in the stretching process, so that a lot of fine powder debris is generated during discharge processing.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, the temperature is properly adjusted to increase the heat treatment temperature in the hot dip plating process so that a core wire with high elongation and low tensile strength can be made.
  • Low-strength core wire manufactured as described above that is, a relatively soft brass core wire, was pushed toward the surface through the zinc-copper alloy through the crack of the alloy layer through the crack of the alloy layer, and pushed toward the surface of the grain of the zinc-copper alloy.
  • An object of the present invention is to provide an electrode line for electric discharge machining in which the pieces are wrapped or covered to significantly improve the generation of fine powder while maintaining the processing speed.
  • Another object of the present invention is to forcibly bend or twist the zinc-coated relatively soft brass core wires in any one or a plurality of directions up, down, left, and right in the pre-stretching and drawing process to form an electrode wire for electric discharge machining.
  • By cracking the surface in a direction perpendicular to the lengthwise direction of the wire rod it is possible to activate the relatively soft core material pushed up to the surface of the electrode wire through the crack in the drawing and drawing process, so that the length is at least 2 Make grains longer than twice as long on the surface of the electrode wire.
  • grains are formed on the surface of the electrode wire at least two times longer than the width in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the wire rod, thereby increasing the surface roughness of the workpiece during discharge processing and suppressing the occurrence of fine powder of the electrode wire.
  • Still another object of the present invention is to improve the precision of electric discharge machining and to provide an environmentally friendly electrode wire.
  • the electrode line for electric discharge machining of the present invention includes a core wire made of a first metal including copper,
  • the core wire penetrates through a crack formed in the second alloy layer on the surface of the electrode wire for discharge machining including at least the core wire, the first alloy layer, and the second alloy layer to form a plurality of grains.
  • the grains formed on the surface are characterized in that grains composed of at least the core wire and the second alloy are distributed.
  • the grains formed on the surface of the electrode line for electric discharge machining are configured such that grains made of the core wire material, the first alloy material, and the second alloy material are distributed together with the first alloy material when the core wire material is at least penetrated therethrough. It is characterized by.
  • the first metal is made of any one of copper, brass or copper alloy
  • the second metal is characterized in that made of any one of zinc, aluminum, tin or alloys thereof.
  • At least the grain of the second alloy material is characterized in that it comprises a form wrapped by the core material.
  • the grain of the core material is arranged in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the electrode line for electrical discharge machining, the length of the grain of the core material is characterized in that it is configured 2 to 10 times larger than the width.
  • the core wire material comes up through the crack formed on the surface of the electrode wire for electric discharge machining in the second alloy layer. And forming grains of at least said core wire material and said second alloy material.
  • the first alloy is raised together to form grains of the core wire, the first alloy material, the second alloy material It is characterized by.
  • the plating is any one of the plating method of electroplating, hot-dip plating, chemical plating.
  • the plating is hot-dip plating
  • the heat treatment step is the inlet temperature of the plating bath 550 ⁇ 700 °C
  • the outlet temperature is 420 ⁇ 500 °C, immersed through the plated core wire within the immersion time range of 1 to 10 seconds Characterized in that made.
  • the process of forcibly bending or twisting the discharge machining electrode line in any one of the up, down, left, right, or plural directions before drawing the fine grain of the discharge machining electrode line in the step of forming the grain into a second diameter is added. It is characterized by.
  • the first metal may be pure copper, or brass made of 63 to 67 wt% copper and 33 to 37 wt% zinc.
  • zinc, aluminum, tin, or an alloy thereof may be used as the second metal.
  • the second metal is plated with a certain thickness on the core wire of the first diameter of the first metal, the tensile strength of the plated core wire is 500N / mm 2 or less, elongation 5% or more
  • the length of the hot dip bath or the temperature should be high.
  • the winding speed, the length of the plating bath, and the temperature conditions are such that a first alloy layer having a diameter of about 1 to 3 ⁇ m and a second alloy layer having a thickness of about 3 to 10 ⁇ m are formed on the core wire coated with zinc, that is, the core wire of the first diameter.
  • the tensile strength of the core wire is 500N / mm 2 or less, elongation of 5 or more.
  • the components of the second metal diffuse in the direction of the first metal to form a first alloy layer from the outer edge of the core wire toward the center of the core wire. Due to the interdiffusion reaction between the first metal and the second metal on the outer side of the first alloy layer, the components of the first metal diffuse in the direction of the second metal, and thus the vaporization temperature is lower than that of the core metal, which is lower than that of the second metal. A high second alloy layer is formed.
  • the manufacturing method of the electrode wire may further comprise the step of further heat-treating the electrode wire for electric discharge processing manufactured by thin wire with a second wire diameter in order to stabilize the mechanical properties of the electrode wire.
  • the electrode line for electric discharge machining of the present invention is constructed so that the material constituting the core wire is lava-eluted and drills up to the surface along the crack formed in the alloy layer of the electrode for electric discharge machining to form a plurality of grains on the surface, and the surface of the electric electrode for electric discharge machining Since the grains of the core wire constituted to cover at least the grains of the second alloy layer prevent the separation of the broken grains, it is possible to suppress the occurrence of fine powder during the electrical discharge machining, improve the efficiency of the discharge to improve the processing speed Can achieve the effect.
  • the present invention is arranged in a direction approximately perpendicular to the longitudinal direction of the electrode line for electrical discharge machining in the form of a grain length of about 2 to 10 times larger than the width, it is possible to obtain the effect of maximizing the surface roughness and processing speed of the workpiece .
  • This improvement in processing speed is due to the formation of grains in the form of a core that is relatively soft on the surface of the electrode wire, which is exposed along the cracks to enclose the second alloy layer, resulting in less fine powder and lower vaporization temperature than the first metal. It is believed that this is because the second alloy layer increases the explosive force of thermal energy during discharge.
  • the electrode wire surface for electric discharge machining maintains a uniform circumferential surface as a whole, the surface shape does not include protrusions, and thus does not adversely affect the precision of machining, thereby improving cooling effect during electric discharge machining due to cracks around grains, and relatively low vaporization temperature. Because debris generated during electrical discharge machining can be easily removed, it is possible to obtain an effect of excellent cleaning power and improved surface roughness.
  • the stress is applied to the intermediate wire in the previous stage of the stretching process, and the grain length is about 2 to 10 times larger than the width, and is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the electrode line for electric discharge machining.
  • the wire feeding speed is supplied at a maximum of 15,000 mm / min from the top to the bottom, and the processing speed of the workpiece is, for example, when processing a workpiece having a thickness of 40 mm. Can be processed at speeds of about 3 to 4 mm / min.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the technical configuration and principle of a general electric discharge machine
  • FIG. 2 is a view for explaining the manufacturing method of the electrode line for electric discharge machining of the present invention
  • Example 3 is a photograph showing a product of the electrode line for electrical discharge machining of Example 1 of the present invention.
  • Example 4 is a photograph showing a product of the electrode line for electrical discharge machining of Example 2 of the present invention.
  • Example 5 is a photograph showing a product of the electrode line for electrical discharge machining of Example 3 of the present invention.
  • Example 6 is a photograph showing a product of the electrode line for electrical discharge machining of Example 4 of the present invention.
  • Example 7 is a photograph showing a state in which cracks are formed by applying stress to the intermediate wire in the pre-stretching process of Example 2;
  • Example 8 is a photograph showing a state in which cracks are formed by applying stress to the intermediate wire in the pre-stretching process of Example 4;
  • a brass core 12 made of copper 65 wt%, 35 wt% zinc with a diameter of 0.9 ⁇ 1.2mm.
  • the core wire 12 is immersed through the plating bath 10 in which zinc having a lower vaporization temperature than the brass is melted for a predetermined time to hot-plate a plating layer made of zinc on the periphery of the core wire 12.
  • the inlet temperature of the plating bath 10 is adjusted to 550 ⁇ 700 °C
  • the outlet temperature is adjusted to 420 ⁇ 500 °C
  • the tensile strength of the core wire 12 galvanized by immersion pass through the immersion time range of 1 to 10 seconds Make 500N / mm 2 or less and elongation 5 or more.
  • the core wire 12 is formed of an alloy layer having a higher hardness and lower elongation than the core wire of brass due to diffusion reaction between zinc and brass melted in the plating bath 10 at the interface thereof.
  • the core wire 12 having the alloy layer formed through the plating bath is drawn to an appropriate diameter, for example, 0.07 to 0.35 mm, through the drawing device 14.
  • a plating method such as electroplating or an electroplating method in addition to passing the plating bath at a voltage of 10 to 60 V and a speed of 100 to 600 m / min.
  • the second alloy layer is formed by diffusing the copper component of the core wire in the galvanized layer, and the second alloy layer has the highest hardness and the lowest tensile strength, and thus the second alloy has different hardness and elongation. As the layer is drawn, many cracks occur, and along the cracks, a relatively soft brass core wire penetrates and distributes in the form of lava elution up to the surface of the second alloy layer.
  • the thin wire may further stabilize the mechanical properties through the heat treatment step.
  • FIGS. 3 and 5 are photographs showing the surface of the electrode line for electrical discharge machining drawn as described above, and FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the cross-sectional structure of the electrode electrode for electrical discharge machining in FIGS. 3 and 5.
  • the core material and alloy material made of brass are distributed on the surface of the electrode wire for electric discharge machining, and the core material and alloy material are pushed up to the lava elution shape along the crack and grain of the alloy layer. It can be seen that the structure forms a shape that is distributed on the surface with the pieces or wraps the alloy material.
  • the roller 16 'and the drawing device 14 may be bent or twisted in any one or more directions above, below, left and right of the wire rod.
  • the crack may be further generated in the intermediate wire so that a relatively soft brass core wire may rise up the surface of the galvanized layer along the crack to form grains in the circumferential direction of the wire.
  • FIGS. 4 and 6 are photographs showing the surface of the electrode wire for electrical discharge machining processed by drawing thin wire after applying stress such as bending to the intermediate wire constituting the electrode wire in the previous step of the thin wire process
  • FIG. 10 is the discharge of FIGS. 4 and 6. It is a schematic cross section for demonstrating the cross-sectional structure of the electrode line for a process.
  • a core material made of brass is widely distributed on the surface of the electrode line for electric discharge machining, and that the brass grain pieces are arranged in a predetermined pattern in the circumferential direction on the surface of the electrode line.
  • the reason why the grain distribution of the core material is large and high on the surface of the electrode wire as described above is to adequately control the heat treatment conditions of the material constituting the core wire such that the tensile strength is 500N / mm 2 or less and elongation 5% or more during the plating heat treatment process. It is judged that the wire rod is bent in a predetermined direction through a twisting device before the thin wire (stretching) process or the stress caused by the twist is applied.
  • the electrode wire for electric discharge machining of the present invention includes a core wire 12 of brass, a first alloy layer 22 formed with zinc and a core wire mutually diffused to be formed at the boundary of the core wire, and a core wire material diffused into the zinc layer to form a first alloy layer. It includes a second alloy layer 23 formed on the outside.
  • the material of the core wire 12 used here is a metal containing copper such as copper or brass, and the electrical conductivity and mechanical strength required as an electrode wire are satisfied through the core wire 12 and the second alloy layer 23 is provided.
  • a material having a lower melting point and vaporization temperature than the material used for the core 12 such as silver zinc, the core is protected during discharge processing and the processing speed is improved.
  • the second alloy layer 23 has many cracks and grains, it is possible to obtain a cooling rate superior to that of a conventional electrode line.
  • the properties required for the material used for the plating are that the melting point and vaporization temperature are lower than that of the core wire, and can be hot-plated on copper or brass core metals. It must be a metal that can Such metals include zinc, aluminum, tin and the like.
  • the relatively soft core wire material softly wraps the relatively strong alloy layer at the boundary of the crack, so that the chip wire and the alloy layer debris are less likely to occur in the electrode line during discharge processing.
  • By-products such as debris from the workpiece, can be absorbed and removed through cracks at the grain boundaries, resulting in increased cleaning power compared to conventional electrode lines for electrical discharge machining.
  • a brass wire having a component ratio of 65% by weight of copper and 35% by weight of zinc is prepared from a core wire (first metal) having a diameter of 0.9 mm as an intermediate wire.
  • Hot dip galvanizing is carried out using zinc as the second metal on the core wire.
  • the core wire used in the hot dip galvanizing process is passed through an alkali degreasing bath, washed, acid washed, washed again, and then passed through an ammonium chloride flux bath.
  • the temperature of the inlet of the plating bath into which the core wire is introduced is 550 to 700 ° C. higher than the outlet, and the temperature of the outlet Maintain a temperature of 420 ⁇ 500 °C lower than the inlet to immerse and pass the hot wire of the core wire for 1 to 10 seconds, then hot-dip galvanized.
  • the intermediate wire of the core wire is hot dip galvanized to have a tensile strength of 500 N / mm 2 or less and an elongation of 5% or more.
  • a copper-zinc alloy is formed by interdiffusion reaction with zinc at the interface of the core wire while the core wire is immersed in molten zinc.
  • the first alloy layer 22 constituting the layer is made, and the second alloy layer 23 constituting the zinc-copper alloy layer is formed on the outside of the alloy layer, and at the same time, a stranded wire is made.
  • the second alloy layer made of zinc-copper has the highest hardness and has a very low elongation than the core of the stranded wire.
  • a first alloy layer of a copper-zinc alloy layer having a thickness of 1 to 3 ⁇ m is formed on the surface interface of the core wire, and a second layer of a zinc-copper alloy layer of 3 to 10 ⁇ m is formed on the outermost surface. An alloy layer is formed.
  • the first alloy layer is formed by the interdiffusion reaction between a solid core and a liquid molten zinc
  • the second alloy layer made of zinc-copper also has a molten zinc liquid and a core metal material of a solid first metal. Coupling by the diffusion action is strengthening the core and binding force.
  • the middle wire composed of the core of the first alloy layer, the second alloy layer, and the stranded wire undergoes a thin wire (stretching) process, and many cracks occur in the second alloy layer, and the core wire metal is relatively soft along the crack gap. It pushes up to the surface of this outermost 2nd alloy layer in the lava elution shape, and is distributed and formed together on the surface.
  • the intermediate wire rod having the alloy layer is made of thin wire having a diameter of 0.07-0.35 mm through a drawing process.
  • the second alloy layer of the drawn fine wire has a higher hardness and lower elongation than the core wire, many cracks occur on the surface of the outermost layer having the second alloy layer during the thin wire process through drawing, and the second alloy layer includes the first alloy.
  • the alloy layer is interposed between the first metal of the core wire.
  • the first metal component of the core wire and the second metal component of the first alloy layer of the copper-zinc alloy layer and the zinc-copper alloy layer are formed. Grain of metal components having three component ratios such as a metal component of the alloy layer is formed.
  • the electrode wire for electrical discharge machining processed by the thin wire process is further subjected to heat treatment within 0.05 ⁇ 3 seconds in a temperature atmosphere of 300 ⁇ 600 °C to stabilize the mechanical properties of the core wire.
  • a brass wire having a component ratio of 65% by weight of copper and 35% by weight of zinc is prepared from a core wire (first metal) having a diameter of 0.9 mm as an intermediate wire.
  • Hot dip galvanizing is carried out using zinc as the second metal on the core wire.
  • the core wire used in the hot dip galvanizing process is passed through an alkali degreasing bath, washed, acid washed, washed again, and then passed through an ammonium chloride flux bath.
  • the temperature of the inlet of the plating bath into which the core wire is introduced is 550 to 700 ° C. higher than the outlet, and the temperature of the outlet Maintain a temperature of 420 ⁇ 500 °C lower than the inlet to immerse and pass the hot wire of the core wire for 1 to 10 seconds, then hot-dip galvanized.
  • the intermediate wire of the core wire is hot dip galvanized to have a tensile strength of 500 N / mm 2 or less and an elongation of 5% or more.
  • a copper-zinc alloy is formed by interdiffusion reaction with zinc at the interface of the core wire while the core wire is immersed in molten zinc.
  • the first alloy layer 22 constituting the layer is made, and the second alloy layer 23 constituting the zinc-copper alloy layer is formed on the outside of the alloy layer, and at the same time, a stranded wire is made.
  • the second alloy layer made of zinc-copper has the highest hardness and has a very low elongation than the core of the stranded wire.
  • a first alloy layer of a copper-zinc alloy layer having a thickness of 1 to 3 ⁇ m is formed on the surface interface of the core wire, and a second layer of a zinc-copper alloy layer of 3 to 10 ⁇ m is formed on the outermost surface. An alloy layer is formed.
  • the first alloy layer is formed by the interdiffusion reaction between a solid core and a liquid molten zinc
  • the second alloy layer made of zinc-copper also has a molten zinc liquid and a core metal material of a solid first metal. Coupling by the diffusion action is strengthening the core and binding force.
  • the intermediate wire composed of the first alloy layer, the second alloy layer, and the stranded core wire is zigzag between the roller 16 'of FIG. 2 and the drawing device 14 before the thin wire (stretch) process. Pass the twisting device (33) bent to.
  • the intermediate wire rod After passing through the twisting device 33, which bends the intermediate wire rod in a zigzag manner as described above, the intermediate wire rod is made of thin wire having a diameter of 0.07-0.35 mm through drawing process.
  • a crack is generated in the second alloy layer in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the intermediate wire as shown in FIG. 7 by applying a stress that is bent in a predetermined direction before the intermediate wire is drawn out.
  • the core metal made of soft brass rises in the shape of lava eluting up to the surface of the second alloy layer, and a plurality of grain groups are formed on the surface.
  • the intermediate wire By the bending stress process of the intermediate wire, a lot of core material made of brass is distributed on the surface of the electrode line for electric discharge machining, and brass grains are arranged in a pattern in the circumferential direction on the surface of the electrode line.
  • the length of the brass grain shows a phenomenon consisting of about 2 to 10 times larger than the width.
  • the first metal component of the core wire and the second metal component of the first alloy layer of the copper-zinc alloy layer and the zinc-copper alloy layer are formed. It consists of grain pieces with three component ratios, such as a metal component of an alloy layer.
  • the electrode wire for electrical discharge machining processed by the thin wire process is further subjected to heat treatment within 0.05 ⁇ 3 seconds in a temperature atmosphere of 300 ⁇ 600 °C to stabilize the mechanical properties of the core wire.
  • a brass wire having a component ratio of 65% by weight of copper and 35% by weight of zinc was prepared from a core wire (first metal) having a diameter of 0.9 mm as an intermediate wire.
  • Electro galvanizing is performed on the core wire using zinc as the second metal.
  • the core wire used in the electrogalvanization process is passed through an alkali degreasing bath, washed with acid, washed with acid and then washed again, and then passed through an electrogalvanization bath.
  • the electro-galvanized intermediate wire is put into a heat treatment machine and heat-treated at a speed of 155 m / min at a voltage of 50 to 60 V to make a core wire having a tensile strength of 500 N / mm 2 or less and an elongation of 5% or more.
  • the intermediate wire having core wires satisfying the above conditions electroplating and heat treatment are performed.
  • the first alloy layer 22 is formed, and the zinc-copper second alloy layer 23 is formed outside the alloy layer.
  • the second alloy layer of zinc-copper has the highest hardness and has a very low elongation than the core of the stranded wire.
  • the first alloy layer of copper-zinc having a thickness of 1 to 3 ⁇ m is formed on the interface of the core wire by the electro zinc plating and mutual diffusion, and the second alloy of zinc-copper having a thickness of 3 to 10 ⁇ m is formed on the outer surface of the first alloy layer.
  • a plating layer is formed.
  • the first alloy layer is formed by the interdiffusion reaction between the first metal constituting the core and the zinc, that is, the second metal, which is an electroplating material, and the second alloy layer is formed of the first metal metal component constituting the core. Simultaneously formed by interdiffusion in the direction of the plated second metal, the core wire is made in a stranded state with a tensile strength of 500 N / mm 2 or less and an elongation of 5% or more.
  • the intermediate wire rod having the first alloy layer and the second alloy layer formed on the core wire as described above has many cracks in the second alloy layer having the highest hardness through the thin wire process and has a relatively soft core wire metal along the crack gap. It pushes up to the surface of the outermost 2nd alloy layer in the lava elution shape, and is distributed and formed in the surface together.
  • the intermediate wire rod having the alloy layer is made of thin wire having a diameter of 0.07-0.35 mm through a drawing process.
  • the second alloy layer of the drawn fine wire has a higher hardness and lower elongation than the core wire, many cracks occur on the surface of the outermost layer having the second alloy layer during the thin wire process through drawing, and the second alloy layer includes the first alloy.
  • the alloy layer is interposed between the first metal of the core wire.
  • the first metal component of the core wire and the second metal component of the first alloy layer of the copper-zinc alloy layer and the zinc-copper alloy layer are formed. It consists of grain pieces which have three component ratios, such as a metal component of an alloy layer.
  • the electrode wire for electrical discharge machining processed by the thin wire process is further subjected to heat treatment within 0.05 ⁇ 3 seconds in a temperature atmosphere of 300 ⁇ 600 °C to stabilize the mechanical properties of the core wire.
  • a brass wire having a component ratio of 65% by weight of copper and 35% by weight of zinc is prepared from a core wire (first metal) having a diameter of 0.9 mm as an intermediate wire.
  • Electro galvanizing is performed on the core wire using zinc as the second metal.
  • the core wire used in the electrogalvanization process is passed through an alkali degreasing bath, washed with acid, washed with acid and then washed again, and then passed through an electrogalvanization bath.
  • the electro-galvanized intermediate wire is put into a heat treatment machine and heat-treated at a speed of 155 m / min at a voltage of 50 to 60 V to make a core wire having a tensile strength of 500 N / mm 2 or less and an elongation of 5% or more.
  • the intermediate wire which satisfies the above conditions, electroplating and heat treatment are performed, and the first alloy of copper-zinc is formed by the interdiffusion reaction at the interface between the core wire (the first metal) and the second electroplated second metal.
  • a layer 22 is formed, and a zinc-copper second alloy layer 23 is formed outside the alloy layer.
  • the first alloy layer is formed by the interdiffusion reaction between the first metal constituting the core and the zinc, that is, the second metal, which is an electroplating material, and the second alloy layer is formed of the first metal metal component constituting the core. Simultaneously formed by interdiffusion in the direction of the plated second metal, the core wire is made in a stranded state with a tensile strength of 500 N / mm 2 or less and an elongation of 5% or more.
  • the second alloy of zinc-copper has the highest hardness and has a very low elongation than the core of the stranded wire.
  • a first alloy layer made of a copper-zinc alloy layer having a thickness of 1 to 3 ⁇ m is formed on the surface interface of the core wire, and a second alloy layer made of a zinc-copper alloy layer having a thickness of 3 to 10 ⁇ m at the outermost portion. Is formed.
  • the intermediate wire composed of the first alloy layer, the second alloy layer, and the stranded core wire is zigzag between the roller 16 'of FIG. 2 and the drawing device 14 before the thin wire (stretch) process. Pass the twisting device (33) bent by
  • the intermediate wire rod After passing through the twisting device 33, which bends the intermediate wire rod in a zigzag manner as described above, the intermediate wire rod is made of thin wire having a diameter of 0.07-0.35 mm through drawing process.
  • the crack is further generated in the second alloy layer in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the intermediate wire as shown in FIG. 8. Accordingly, the core metal made of soft brass penetrates into the shape of lava eluting up to the surface of the second alloy layer and is formed into a plurality of grain pieces on the surface.
  • the intermediate wire By the bending stress process of the intermediate wire, a lot of core material made of brass is distributed on the surface of the electrode line for electric discharge machining, and brass grains are arranged in a pattern in the circumferential direction on the surface of the electrode line.
  • the length of the brass grain is formed about 2 to 10 times larger than the width.
  • the first metal component of the core wire and the second metal component of the first alloy layer of the copper-zinc alloy layer and the zinc-copper alloy layer It consists of grains which have three component ratios, such as a metal component of an alloy layer.
  • the electrode wire for electrical discharge machining processed by the thin wire process is further subjected to heat treatment within 0.05 ⁇ 3 seconds in a temperature atmosphere of 300 ⁇ 600 °C to stabilize the mechanical properties of the core wire.
  • the core which is relatively soft on the surface of the electrode wire, penetrates through the cracks and is exposed to form grains to surround the second alloy layer, less fine powder is generated in the electrode wire, and the vaporization temperature is lower than that of the first metal. Since the second alloy layer increases the explosive force of thermal energy during discharge, the processing speed is increased, and the discharge process works to maximize the surface roughness and the processing speed of the workpiece.
  • the electroplating and the hot dip plating have been described as an example, but the same effect may be obtained by heat treatment after the chemical plating method.
  • copper and copper alloys may be used as the first metal, and silver zinc, aluminum, tin, or an alloy thereof may be used as the second metal.
  • the present invention relates to an electrode line for electric discharge machining and a method for manufacturing the same, and more particularly to an electrode electrode for electric discharge machining and a method for producing the same, which is less generated fine powder during the discharge machining of the electrode wire, the processing speed and the surface roughness of the workpiece.

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Abstract

방전 가공시 미세가루가 적게 발생하고 개선된 면조도와 가공속도를 갖는 방전가공용 전극선과 그 제조방법을 제공한다. 방전가공용 전극선은, 동을 포함하는 제1금속으로 이루어진 심선과, 상기 심선의 외면에 도금되는 제2금속이 상기 심선과 상호 확산에 의해 상기 심선과 제2금속의 경계부에 형성되는 제1합금층과, 상기 제1금속이 상기 제2금속 방향으로 확산되어 이루어지는 제2합금층을 포함하고, 특히, 상기 심선, 제1합금층, 제2합금층을 포함하는 방전가공용 전극선의 표면에 상기 심선재가 용출된 형태로 제2합금층의 크랙을 따라 뚫고 올라와 다수의 그레인 조각을 형성한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 10.08.2012]　방전가공용 전극선 및 그 제조방법
본 발명은 방전가공용 전극선 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세히는 전극선의 방전 가공시 미세가루 발생이 적고, 가공속도와 피가공물의 면조도가 향상된 방전가공용 전극선 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 방전가공용 전극선을 이용한 방전가공방법은 도 1과 같이 피가공물(1)에 미리 뚫어놓은 스타트 홀(7)에 전극선(2)을 삽입하여 관통시키고, 상기 전극선(2)이 삽입되어 관통된 방향으로 주행시키면서, 전극선(2)과 스타트 홀(7)의 내벽면과의 사이에 고주파전압을 인가함으로써, 그 사이에 아크를 발생시켜, 피가공물(1)을 용융하고 가공액 및 전극선, 피가공물 등의 순간적인 기화폭발력에 의해 용융물을 제거함으로써 소정의 형상으로 피가공물을 가공하는 방법이다.
상기 방전가공의 원리에 따라 방전가공기에는 전원 공급장치, 전극선 이송장치, 피가공물의 이송장치 그리고 가공액 순환장치가 설치되어 있다.
피가공물 이송장치는, 화살표에 나타난 바와 같이 전극선(2)에 대해서 직교하는 방향으로 이동되고, 전극선(2)은 공급릴(3)로부터 연속적으로 송출되어, 피가공물의 양단의 가이드 롤러(5,5')를 걸쳐 권취릴(4)에 감겨진다.
이때, 피가공물(1)과 전극선(2) 사이에 전원공급장치(6)를 통하여 고주파 전압이 인가되어 절삭가공이 이루어지며, 절삭 가공시 발생하는 열을 제거하기 위해서 탈이온 순수가 가공 영역에 가공액으로 공급된다. 방전가공의 효율, 특히 가공속도는 가공액의 공급유속, 가공 전류밀도, 그리고 방전파형 및 주파수 등에 밀접한 관계가 있고, 이러한 기술 구성 요소들의 조절에 의해 개선이 가능한 것으로 알려져 있다.
방전가공용 전극선으로는 종래부터 순동이 사용되어 왔는데, 순동은 전도성이 좋을 뿐만 아니라 연신율이 높아 세선 가공이 용이하기 때문이다. 그러나 순동선은 방전 가공할 때 인장 강도가 낮으므로 쉽게 단선되는 단점이 있으며, 또한 인장력을 그다지 크게 걸 수 없기 때문에 전극선의 진동을 억제할 수 없어 가공 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.
또한, 가공속도가 늦는 등의 여러 결점이 있다. 따라서, 특수 가공용으로는 몰리브덴선, 텅스텐선 등의 정밀 가공용 고강도 선이 사용되기도 하고, 또 일반 가공용으로는 65/35중량 비율의 황동선을 대표로 하는 황동 전극선이 널리 사용된다.
황동 전극선은 순동에 비해서 약 2배 이상의 인장 강도를 가지고, 또 그 합금성분인 아연의 역할에 의해 방전 안정성,기화폭발력 등이 향상된다. 따라서, 순동 전극선보다 가공속도를 빠르게 할 수 있고, 가공 정밀도가 향상될 수 있다는 장점을 가진다.
또한, 방전가공의 이용이 확대됨에 따라 한층 인장 강도 및 가공속도 향상의 요구가 커져서, 황동에 Al, Si 등의 미량 원소를 첨가하여 인장 강도와 가공속도를 향상시킨 개량된 황동 전극선 등이 개발되었다.
황동합금에서 아연의 함량이 높아질수록 가공속도는 증가할 것으로 기대되나 아연 함량이 40%를 넘으면 취약한 β상이 형성되므로 세선할 때 인발이 용이하지 않게 된다.
상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 본 발명의 발명자는 한국 특허등록 10-518727에서,
전극선이 동을 포함하는 제1금속으로 이루어진 심선과, 상기 심선의 가장자리에 제1금속과 제2금속의 상호확산반응에 의해 제2금속의 성분이 제1금속의 방향으로 확산되어 심선의 외각에서 심선 중심방향으로 형성된 합금층과,
상기 심선 위에 제1금속과 제2금속의 상호확산반응에 의해 제1금속의 성분이 제2금속의 방향으로 확산되어 형성된 합금도금층과,
상기 합금도금층 위에 형성되며 상기 심선인 제1금속보다 낮은 기화 온도를 갖는 제2금속으로 된 도금층을 포함하고; 상기 심선 위에 형성되는 합금도금층은 상기 제1금속과 제2금속의 상호 확산반응에 의해 형성되어 상기 층들 중 가장 높은 경도와 낮은 연신율을 가지며; 상기 합금도금층 및 도금층은 전극선의 길이 방향에 대해 대략 직각을 이루는 크랙을 포함하는 구조를 제안하였다.
또, 전극선이, 동을 포함하는 제1금속으로 이루어진 심선과,
상기 심선의 가장자리에 제1금속과 제2금속의 상호확산반응에 의해 제2금속의 성분이 제1금속의 방향으로 확산되어 심선의 외각에서 심선 중심방향으로 형성된 합금층과,
상기 심선위에 제1금속과 제2금속의 상호확산반응에 의해 제1금속의 성분이 제2금속의 방향으로 확산되어 형성된 합금도금층을 포함하고; 상기 심선 위에 형성되는 합금도금층은 제1금속과, 제1금속보다 낮은 기화 온도를 갖는 제2금속의 상호확산반응에 의해 형성되어 심선보다 높은 경도와 낮은 연신율을 가진 합금도금층을 이루며, 상기 합금도금층은 전극선의 길이방향에 대해 직각을 이루는 크랙을 포함하는 구조를 제안하고,
상기 제1금속은 동, 황동 또는 동 합금, 상기 제2금속은 아연, 알루미늄, 주석 또는 그 합금을 이용한다.
또, 본 발명의 발명자는 한국 특허등록 10-518731에서,
방전 가공기에 사용되는 전극선의 제조방법으로, 동을 포함하는 제1금속으로 되어 있으며 제1직경으로 된 선재를 심선으로 제공하는 단계와;
상기 제1금속의 심선을 제1금속보다 낮은 기화 온도를 갖는 제2금속이 용융되어 있는 용융 도금조를 통과시켜 심선의 외곽에 제1금속과 제2금속의 상호확산반응에 의해 상기 제1금속 및 제2금속보다 경도가 높고 연신율이 낮은 합금층을 형성하면서 그 위에 제2금속으로 된 도금층을 형성시키기 위한 용융 도금단계와;
상기 합금층과 도금층이 형성된 상기 선재를 제2직경으로 되도록 인발하여 상기 합금층의 높은 경도와 낮은 연신율에 의해 상기 합금층 및 도금층에 크랙을 형성시키는 단계와;
상기 크랙이 형성된 세선을 열처리 하여 기계적 성질을 안정화시키는 단계의 과정을 거치는 기술을 제안하였다.
상기 심선에 합금층과 도금층을 형성하기 위하여 심선을 400~500℃로하여 상기 용융 도금조를 1~10초로 통과시키고, 상기 제1금속은 동, 황동 또는 동 합금, 상기 제2금속은 아연, 알루미늄, 주석 또는 그 합금을 이용한다.
또, 본 발명의 발명자는 한국 특허등록 10-518733에서,
방전가공기에 사용되는 전극선의 제조방법으로,
동을 포함하는 제1금속으로 되어 있으며 제1직경으로 된 선재를 심선으로 제공하는 단계와;
상기 제1금속의 심선을 제1금속보다 낮은 기화 온도를 갖는 제2금속이 용융되어 있는 도금조를 통과시켜 심선의 외곽에 제1금속과 제2금속의 상호확산반응에 의해 상기 제1금속 및 제2금속보다 경도가 높고 연신율이 낮은 합금도금층을 충분히 형성시키기 위한 용융 도금단계와;
합금 도금층이 형성된 상기 선재를 제2직경이 되도록 인발하면서 합금도금층의 높은 경도와 낮은 연신율에 의해 합금도금층에 크랙을 형성시키는 단계와;
상기 크랙이 형성된 세선을 열처리하여 기계적 성질을 안정화시키는 단계의 과정을 거치는 기술을 제안하였다.
상기 제안된 종래 기술에서는 아연층의 용융 및 가해지는 열로 인하여 동을 포함하는 심선 금속과 상호확산반응에 의하여 동-아연 그레인 조각들로 구성된 합금층을 갖는 전극선을 형성함으로써 가공속도가 개선되는 장점은 있지만, 510N 이상의 황동의 심선이 연신 과정에서 강선화되면서 쉽게 깨져 방전 가공시 미세가루 부스러기가 많이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 용융도금 과정에서 열처리 온도를 높여 연신율이 높고 인장 강도가 낮은 심선이 만들어질 수 있도록 온도를 적절히 조정한다.
상기와 같이 제조된 인장 강도가 낮은 심선 즉, 상대적으로 무른 황동 심선이 연신 과정에서 발생하는 압력에 의하여 합금층의 크랙을 통해 용암 용출형으로 아연- 동합금을 뚫고 표면 쪽으로 밀려 올라와 아연- 동합금의 그레인 조각들을 감싸거나 덮도록 하여 가공속도는 유지하면서도 미세 가루 발생이 현저히 개선되는 방전가공용 전극선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 연신 및 인발 과정의 전단계에서 아연 코팅된 상대적으로 무른 황동 심선을 상,하,좌,우 어느 일방 또는 복수의 방향에서 강제로 구부리거나 트위스트 시켜 방전가공용 전극선을 구성하는 선재의 표면에 그 선재의 길이방향에 대하여 직각방향으로 미리 크랙 균열을 만들어 줌으로써, 연신 및 인발 과정에서 그 크랙을 통하여 상대적으로 무른 심선 재질이 전극선의 표면 쪽으로 밀려 올라오는 것을 활성화시켜 폭보다 길이가 적어도 2배 이상 긴 그레인 조각들이 전극선의 표면에 만들어지도록 한다.
상기와 같이 전극선의 표면에 선재의 길이방향에 대하여 직각방향으로 폭보다 길이가 적어도 2배 이상 긴 그레인 조각들이 만들어지도록 함으로써, 방전가공시 피가공물의 면조도를 높이고 전극선의 미세가루 발생을 억제함과 동시에 빠른 가공속도를 유지할 수 있는 방전가공용 전극선을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 방전 가공의 정밀도를 개선하고 환경친화적인 전극선을 제공하는데 있다.
상기 목적 달성을 위하여 본 발명의 방전가공용 전극선은, 동을 포함하는 제1금속으로 이루어진 심선과,
상기 심선의 외면에 도금되는 제2금속이 상기 심선과 상호 확산에 의해 상기 심선과 제2금속의 경계부에 형성되는 제1합금층과,
상기 제1금속이 상기 제2금속 방향으로 상호 확산되어 상기 제1합금층의 외곽에 형성되는 제2합금층을 포함하고,
적어도 상기 심선, 제1합금층, 제2합금층을 포함하는 방전가공용 전극선의 표면에 상기 제2합금층에 형성되는 크랙을 통하여 상기 심선재가 뚫고 올라와 다수의 그레인을 형성하되, 상기 방전가공용 전극선의 표면에 구성되는 그레인은 적어도 상기 심선재, 상기 제2합금재로 이루어지는 그레인이 분포되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 방전가공용 전극선의 표면에 구성되는 그레인은 적어도 상기 심선재가 뚫고 올라올 때 상기 제1합금재가 함께 올라와, 상기 심선재, 상기 제1합금재, 상기 제2합금재로 이루어지는 그레인이 분포되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제1금속은 동, 황동 또는 동 합금 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 제2금속은 아연, 알루미늄, 주석 또는 그 합금 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 적어도 상기 제2합금재의 그레인은 상기 심선 재질에 의하여 감싸지는 형태를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 심선 재질의 그레인은 방전가공용 전극선의 길이 방향에 대하여 대략 직각 방향으로 배열되고, 그 심선 재질의 그레인의 길이는 폭보다 2~10배 크게 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적 달성을 위한 방전가공용 전극선의 제조방법은,
동을 포함하는 제1금속으로 되어 있으며 제1직경으로 된 선재를 심선으로 제공하는 단계와;
상기 심선에 제2금속을 이용하여 도금하는 단계와,
상기 도금된 심선을 인장 강도 500N/mm2이하와 연신율 5이상으로 만듬과 동시에 상기 심선과 상기 제2금속의 상호 확산에 의해 적어도 상기 심선과 제2금속의 경계부에 형성되는 제1합금층과, 상기 제1금속이 상기 제2금속 방향으로 확산되어 상기 제1합금층 외곽에 제2합금층이 형성되도록 열처리하는 단계와,
상기 제1합금층, 제2합금층, 심선을 포함하여 이루어진 방전가공용 전극선을 제2직경으로 만들기 위한 세선 과정에서 상기 방전가공용 전극선의 표면에 상기 심선재가 제2합금층에 형성되는 크랙을 뚫고 올라와 적어도 상기 심선재, 상기 제2합금재로 이루어진 그레인을 형성시키는 단계를 포함한다.
또, 상기 방전가공용 전극선의 표면에 그레인을 형성시키는 단계에서, 상기 심선재가 뚫고 올라올 때 상기 제1합금재가 함께 올라와, 상기 심선재, 상기 제1합금재, 상기 제2합금재로 이루어진 그레인을 형성시키는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 도금은 전기도금, 용융도금, 화학도금 중 어느 하나의 도금 방법을 이용한다.
또, 상기 도금은 용융도금이고, 상기 열처리 단계는 도금조의 입구 온도를 550~700℃, 출구 온도는 420~500℃로 하여, 1~10초의 침지 시간 범위 내에서 상기 도금된 심선을 침지 통과시켜 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 그레인을 형성시키는 단계의 방전가공용 전극선을 제2직경으로 세선 인발하기 전에 그 방전가공용 전극선을 상,하,좌,우 어느 일방 또는 복수의 방향에서 강제로 구부리거나 트위스트 시키는 과정을 추가하는 것을 특징으로 한다.
이때, 제1금속은 순수한 동, 또는 63~67중량%의 동과 33~37중량%의 아연으로 된 황동이 사용될 수 있다. 또, 제2금속으로는 아연, 알루미늄, 주석 또는 그 합금이 사용될 수 있다.
특히, 본 발명에서 용융도금을 이용하는 경우, 제1금속으로 된 제1직경의 심선에 제2금속이 일정 두께로 도금되고, 그 도금된 심선의 인장 강도를 500N/mm2이하, 연신율 5%이상으로 만들기 위해서는 동일한 크기의 용융 도금조에서 온도를 높여 도금 공정을 수행하거나 용융 도금조의 통과 침지 시간을 길게 할 필요성이 있으므로 용융 도금조를 통과하는 선재의 권취 속도를 컨트롤하는 방법으로 실행한다.
따라서, 한 예로, 선재의 권취 속도가 빠르면 용융 도금조의 길이가 길거나 온도가 높아야 한다.
이러한 권취 속도와 도금조의 길이, 온도 조건은, 아연이 도금된 심선 즉, 제1직경의 심선 선재에 1~3㎛정도의 제1합금층과, 3~10㎛정도의 제2합금층을 형성하면서 심선 선재의 인장강도가 500N/mm2이하, 연신율 5이상이 되도록 하면 된다.
이때. 심선 선재의 가장자리에 제1금속과 제2금속의 상호확산반응에 의해 제2금속의 성분이 제1금속의 방향으로 확산되어 심선의 외각에서 심선 중심방향으로 제1합금층이 형성되고, 또 제1합금층 외곽에 제1금속과 제2금속의 상호확산반응에 의해 제1금속의 성분이 제2금속의 방향으로 확산되어 심선인 제1금속보다 기화온도가 낮고, 제2금속의 기화 온도보다 높은 제2합금층이 형성된다.
상기 전극선의 제조방법은 전극선의 기계적 성질을 안정화시키기 위해 제2선경으로 세선 제조된 방전가공용 전극선을 추가로 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 방전가공용 전극선은 심선을 구성하는 재질이 용암 용출형으로 방전가공용 전극선의 합금층에 형성되는 크랙을 따라 표면까지 뚫고 올라와 표면에 다수의 그레인을 형성하도록 구성하고, 상기 방전가공용 전극선의 표면에 구성되는 심선재의 그레인이 적어도 제2합금층의 그레인을 감싸도록 구성함으로써, 깨진 그레인의 이탈을 방지하여 방전 가공시 미세 가루 발생을 억제할 수 있고, 방전의 효율이 개선되어 가공속도가 빨라지는 효과를 얻을 수 있다.
방전 가공시 미세 가루 발생이 억제되면 방전가공시 미세 가루로 인한 재방전을 방지하고 전극선이 통과하는 다이아몬드 가이드 다이스 홀이 미세 가루에 의하여 메워지는 것을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명은 그레인의 길이가 폭보다 약 2~10배 큰 형태로 방전가공용 전극선의 길이 방향에 대하여 대략 직각 방향을 따라 배열되므로, 피가공물의 면조도와 가공속도를 극대화하는 효과를 얻을 수 있다.
이러한 가공속도의 개선은 전극선 표면에 상대적으로 무른 심선이 크랙을 따라 올라와 노출되어 제2합금층을 감싸는 형태로 그레인을 형성하기 때문에 전극선에서 미세 가루가 적게 발생하고, 제1금속보다 기화 온도가 낮은 제2합금층이 방전시 열에너지의 폭발력을 증가시키기 때문인 것으로 판단된다.
한편, 방전가공용 전극선 표면은 전체적으로 균일한 원주 표면을 유지하면서 표면 형태가 돌출부를 포함하지 않으므로 가공의 정밀도에 불리한 영향을 미치지 않고 그레인 주위의 크랙으로 인하여 방전 가공시 냉각 효과를 향상시키고 비교적 낮은 기화 온도 때문에 방전 가공시 발생하는 부스러기들이 쉽게 제거될 수 있으므로 세정력이 우수하고 가공 면조도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예2, 실시예4와 같이 연신 과정의 전단계에서 중간선재에 스트레스를 가하여 그레인의 길이가 폭보다 약 2~10배 큰 형태로 방전가공용 전극선의 길이 방향에 대하여 대략 직각 방향을 따라 배열되도록 제조함으로써 가공 속도 및 면조도가 동시에 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
실시예2, 실시예4의 제조방법에 의한 그레인 형성으로 인하여 와이어 공급 속도는 상부에서 하부 쪽으로 최대 15,000mm/min로 공급되고, 피가공물의 가공 속도는 한 예로 40mm 두께의 피가공물을 가공할 때 약3~4mm/min 속도로 가공할 수 있다.
이와 같은 효과가 얻어지는 이유는 직각 방향으로 배열되는 다수의 그레인 패턴이 마치 다중 날로 이루어진 칼날들이 피가공물의 표면을 다듬질하면서 내려오는 형태로 방전 가공되기 때문인 것으로 판단된다.
도 1은 일반적인 방전가공기의 기술 구성 및 그 원리를 설명하기 위한 개략도이고,
도 2는 본 발명의 방전가공용 전극선의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 실시예1의 방전가공용 전극선의 제품을 나타내는 사진이고,
도 4는 본 발명의 실시예2의 방전가공용 전극선의 제품을 나타내는 사진이고,
도 5는 본 발명의 실시예3의 방전가공용 전극선의 제품을 나타내는 사진이고,
도 6은 본 발명의 실시예4의 방전가공용 전극선의 제품을 나타내는 사진이고,
도 7은 실시예2의 연신 과정 전단계에서 중간선재에 스트레스를 주어 크랙이 형성된 상태를 나타내는 사진이고,
도 8은 실시예4의 연신 과정 전단계에서 중간선재에 스트레스를 주어 크랙이 형성된 상태를 나타내는 사진이고,
도 9는 본 발명의 실시예1, 실시예3의 제품의 단면을 모식적으로 나타내는 도면이고,
도 10은 본 발명의 실시예2, 실시예4 제품의 단면을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이하, 도 2 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 방전가공용 전극선의 구조 및 제조방법에 대한 기술 구성, 작용 효과를 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 0.9~1.2mm 직경의 동 65중량%, 아연 35중량%로 된 황동 심선(12)이 제공된다.
상기 심선(12)을 황동보다 낮은 기화 온도를 갖는 아연이 용융되어 있는 도금조(10)를 일정시간 침지 통과시켜 심선(12)의 외곽에 아연으로 된 도금층을 용융 도금한다.
특히, 상기 도금조(10)의 입구 온도는 550~700℃, 출구 온도는 420~500℃로 조정하고, 1~10초의 침지 시간 범위 내에서 침지 통과시켜 아연도금된 심선(12)의 인장 강도를 500N/mm2이하, 연신율 5이상으로 만든다.
이때, 심선(12)은 그 계면에서 도금조(10)에 용융되어 있는 아연과 황동의 확산반응에 의해 황동의 심선보다 경도가 높고 연신율이 낮은 합금층이 형성된다.
상기 조건에서 도금조를 통과하여 합금층이 형성된 심선(12)은 인발장치(14)를 거쳐 적절한 직경, 예를 들면 0.07 내지 0.35㎜로 인발된다.
상기 도금조를 통과 시키는 방법 외에 전기도금 또는 회학도금 방법 등을 이용하여 3~10㎛정도의 두께로 아연이 코팅된 황동의 심선을 10~60V의 전압과 100~600m/min 속도로 열처리하는 방법을 이용하여 아연도금된 심선(12)의 인장 강도를 500N/mm2이하, 연신율 5이상으로 만들 수 있다.
상기 심선(12)과 아연 도금층 사이에 구성되는 제1합금층의 외곽에는
아연도금층에 심선의 구리성분이 확산되어 구성되는 제2합금층이 만들어지며, 제2합금층은 가장 높은 경도와 가장 낮은 인장 강도를 가지고 있어, 다른 층과 경도 및 연신율이 다름으로 그 제2합금층은 인발되면서 많은 크랙이 발생하고, 그 크랙을 따라 상대적으로 무른 황동의 심선 재질이 제2합금층의 표면 위까지 용암 용출 형태로 뚫고 올라와 분포한다.
상기 세선은 열처리단계를 걸쳐 기계적 성질을 더욱 안정화시킬 수 있다.
도 3, 도 5는 상기와 같이 하여 인발된 방전가공용 전극선의 표면을 나타내는 사진이고, 도 9는 도 3 및 도 5의 방전 가공용 전극선의 단면 구조를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 9를 참조하면, 방전가공용 전극선의 표면에 황동으로 된 심선 재질과 합금재질이 많이 분포되어 있는 것을 알 수 있고, 그 심선 재질과 합금재질이 크랙을 따라 용암 용출 형상으로 밀려 올라와 함금층의 그레인 조각들과 함께 표면에 분포하거나 합금재질을 감싸는 형태를 이루는 구조임을 알 수 있다.
또, 합금층들이 형성된 심선을 세선하기 위해 인발하는 과정에서 롤러(16')와 인발장치(14) 사이에 그 선재의 상,하,좌,우의 어느 일측 방향 이상에서 구부려주거나 트위스트를 가할 수 있는 트위스트장치(33)를 추가함으로써 중간선재에 크랙이 더 발생되도록 하여 그 크랙을 따라 상대적으로 무른 황동의 심선이 아연 도금층의 표면 위까지 올라와 선재의 원주 방향으로 그레인이 형성되도록 할 수 있다.
상기와 같이 세선 과정의 전단계에서 전극선을 구성하는 중간선재에 스트레스를 가하면 그 선재의 표면에 원주 방향으로 길이가 긴 형태의 그레인이 배열되고, 그 그레인은 폭보다 길이가 약 2-10배 크게 구성되는 특징을 보인다.
도 4, 도 6은 세선 과정의 전단계에서 전극선을 구성하는 중간선재에 구부림 등의 스트레스를 가한 후 세선 인발하여 가공된 방전가공용 전극선의 표면을 나타내는 사진이고, 도 10은 도 4 및 도 6의 방전 가공용 전극선의 단면 구조를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 10을 참조하면, 방전가공용 전극선의 표면에 황동으로 된 심선 재질이 많이 분포되어 있고, 전극선의 표면에 원주 방향으로 황동 그레인 조각이 일정한 패턴으로 배열되는 형태를 이루는 구조임을 알 수 있다.
상기와 같이 전극선 표면에 심선 재질의 그레인의 분포가 크고 높게 나타나는 원인은 도금 열처리 과정에서 인장 강도 500N/mm2이하, 연신율 5% 이상이 되도록 심선을 구성하는 재질의 열처리 조건을 적절히 컨트롤하여 주고, 세선(연신) 과정 전에 트위스트장치를 통하여 선재를 소정 방향으로 구부려 주거나 트위스트로 인한 스트레스를 줌으로써 나타나는 것으로 판단된다.
본 발명의 방전가공용 전극선은 황동의 심선(12)과, 아연과 심선이 상호 확산하여 심선의 경계부에 형성되는 제1합금층(22)과, 아연층에 심선 재질이 확산하여 제1합금층의 외곽에 형성된 제2합금층(23)을 포함한다.
여기에 사용되는 심선(12)의 재료는 동 또는 황동 등 동을 포함하는 금속이면 충분하고, 이 심선(12)을 통해서 전극선으로써 요구되는 전기 전도도 및 기계적 강도가 충족되며 제2합금층(23)은 아연과 같이 심선(12)에 사용되는 재료보다 용융점 및 기화 온도가 낮은 재료를 사용하여 방전가공시 심선을 보호하고 가공속도를 향상시킨다.
또, 상기 제2합금층(23)은 많은 크랙 및 그레인을 가지므로 종래의 전극선보다 월등한 냉각속도를 얻을 수 있다. 도금에 사용되는 재료에 요구되는 성질은 용융점 및 기화 온도가 심선보다 낮고, 동 또는 황동의 심선 금속에 용융 도금될 수 있으며, 용융 도금시 동과 확산반응을 통해서 비교적 경도가 높은 합금층을 형성할 수 있는 금속이어야 한다. 이러한 금속으로는 아연, 알루미늄, 주석 등이 포함된다.
따라서, 이와 같은 아연 합금 선재를 방전 가공용의 전극선으로 세선하여 인발 가공될 때 심선과 합금층 사이의 연신율 차이로 인하여 합금층에 크랙을 쉽게 형성할 수 있다.
도 3내지 도6과 같이 비교적 무른 심선 재질이 상대적으로 강도가 강한 합금층을 크랙을 경계로 소프트하게 감싸는 상태를 이루므로 방전가공시 전극선에서 심선 및 합금층의 부스러기 등이 발생할 가능성이 적고, 피가공물에서 발생한 부스러기 등 부산물이 그레인 경계부의 크랙을 통해서 흡수 제거될 수 있으므로 세정력이 종래의 방전가공용 전극선과 비교하여 증가한다
[실시예 1]
동 65중량%와 아연 35중량%의 성분비를 갖는 황동선을 직경 0.9㎜의 심선(제1금속)을 중간선재로 준비한다.
상기 심선에 제2금속인 아연을 이용하여 용융아연도금을 실시한다.
용융아연도금 공정에 사용되는 심선은 알칼리 탈지 욕조를 통과하고 수세한 후 산성 세정하고 다시 수세하는 과정을 거친 다음 염화암모늄 플럭스 욕조를 통과시킨다.
상기 플럭스 처리된 제1금속의 심선은 제2금속의 용융아연 도금조를 침지, 통과시켜 용융아연도금 할 때, 심선이 투입되는 도금조 입구의 온도는 출구보다 높은 550~700℃, 출구의 온도는 입구보다 낮은 420~500℃의 온도를 유지하도록 하여 심선의 중간선재를 1~10초 동안 침지, 통과시켜 용융아연 도금한다.
상기와 같은 고온에서 심선의 중간선재를 용융아연 도금하여 인장 강도 500N/mm2이하와 연신율 5%이상이 되도록 만든다.
상기 연선 조건을 만들기 위하여 상기와 같이 고온에서 도금조에 침지, 통과시키면서 용융아연도금을 실시하면 심선이 용융아연에 침지되어 통과하는 동안에 그 심선의 경계면에서는 아연과 상호확산반응에 의해 동-아연의 합금층을 구성하는 제1합금층(22)이 만들어지며, 그 합금층의 외곽에는 아연-동의 합금층을 구성하는 제2합금층(23)이 형성되면서 동시에 연선의 심선이 만들어진다.
상기 아연-동으로 된 제2합금층은 가장 경도가 높은 부분이며 연선의 심선보다 연신율이 매우 낮다.
상기 용융아연도금 및 상호확산에 의해 심선의 표면 경계면에는 1~3㎛의 동-아연 합금층으로 된 제1합금층이 형성되며 최외곽에는 3~10㎛의 아연-동 합금층으로 된 제2합금층이 형성된다.
상기 제1합금층이 고체의 심선과 액체 상태의 용융아연의 상호확산반응에 의해 형성되고, 아연-동으로 된 제2합금층도 액체인 용융아연과 고체인 제1금속의 심선 금속 물질이 상호확산작용에 의해 결합되므로 심선과 결합력이 강화된다.
상기와 같이 제1합금층, 제2합금층, 연선의 심선으로 이루어진 중간선재는 세선(연신)공정을 거치면서 제2합금층에 많은 크랙이 발생하고 그 크랙의 틈새를 따라 상대적으로 무른 심선 금속이 최외곽의 제2합금층의 표면까지 용암 용출 형상으로 밀고 올라와 표면에 함께 분포되어 형성된다.
상기 합금층이 형성된 중간선재는 인발 과정을 거쳐 0.07~0.35㎜의 직경을 갖는 세선으로 만들어진다.
상기 인발된 세선의 제2합금층은 심선보다 경도가 높고 연신율이 낮으므로 인발을 통한 세선 공정 중에 제2합금층이 있는 최외곽층의 표면에 많은 크랙이 발생하며, 제2합금층은 제1합금층을 사이에 두고 심선의 제1금속과 계면을 이루게 된다.
상기의 제조방법으로 만들어지는 방전가공용 전극선 표면에는 도 3, 도 9와 같이 심선의 제1금속 성분과 동-아연 합금층으로 된 제1합금층의 금속성분 및 아연-동 합금층으로 된 제2합금층의 금속성분 등 3가지 성분비를 갖는 금속성분들의 그레인이 형성된다.
상기 세선 공정으로 가공된 방전가공용 전극선은 300~600℃의 온도 분위기에서 0.05 ~ 3초 이내의 열처리를 추가로 실시하여 심선의 기계적 성질을 안정화시킨다.
[실시예 2]
동 65중량%와 아연 35중량%의 성분비를 갖는 황동선을 직경 0.9㎜의 심선(제1금속)을 중간선재로 준비한다.
상기 심선에 제2금속인 아연을 이용하여 용융아연도금을 실시한다.
용융아연도금 공정에 사용되는 심선은 알칼리 탈지 욕조를 통과하고 수세한 후 산성 세정하고 다시 수세하는 과정을 거친 다음 염화암모늄 플럭스 욕조를 통과시킨다.
상기 플럭스 처리된 제1금속의 심선은 제2금속의 용융아연 도금조를 침지, 통과시켜 용융아연도금 할 때, 심선이 투입되는 도금조 입구의 온도는 출구보다 높은 550~700℃, 출구의 온도는 입구보다 낮은 420~500℃의 온도를 유지하도록 하여 심선의 중간선재를 1~10초 동안 침지, 통과시켜 용융아연 도금한다.
상기와 같은 고온에서 심선의 중간선재를 용융아연 도금하여 인장 강도 500N/mm2이하와 연신율 5%이상이 되도록 만든다.
상기 연선 조건을 만들기 위하여 상기와 같이 고온에서 도금조에 침지, 통과시키면서 용융아연도금을 실시하면 심선이 용융아연에 침지되어 통과하는 동안에 그 심선의 경계면에서는 아연과 상호확산반응에 의해 동-아연의 합금층을 구성하는 제1합금층(22)이 만들어지며, 그 합금층의 외곽에는 아연-동의 합금층을 구성하는 제2합금층(23)이 형성되면서 동시에 연선의 심선이 만들어진다.
상기 아연-동으로 된 제2합금층은 가장 경도가 높은 부분이며 연선의 심선보다 연신율이 매우 낮다.
상기 용융아연도금 및 상호확산에 의해 심선의 표면 경계면에는 1~3㎛의 동-아연 합금층으로 된 제1합금층이 형성되며 최외곽에는 3~10㎛의 아연-동 합금층으로 된 제2합금층이 형성된다.
상기 제1합금층이 고체의 심선과 액체 상태의 용융아연의 상호확산반응에 의해 형성되고, 아연-동으로 된 제2합금층도 액체인 용융아연과 고체인 제1금속의 심선 금속 물질이 상호확산작용에 의해 결합되므로 심선과 결합력이 강화된다.
상기와 같이 제1합금층, 제2합금층, 연선의 심선으로 이루어진 중간선재는 세선(연신) 공정을 거치기 전에 도 2의 롤러(16')와 인발장치(14) 사이에 그 중간선재를 지그재그로 구부려 주는 트위스트장치(33)를 통과시킨다.
세선 전에 상기와 같이 중간선재를 지그재그로 구부려 주는 트위스트장치(33)를 통과시킨 후, 상기 중간선재는 인발 과정을 거쳐 0.07~0.35㎜의 직경을 갖는 세선으로 만들어진다.
본 실시예는 특히, 중간선재를 세선 인발하기 전에 소정방향으로 구부려 주는 스트레스를 가함으로써, 도 7과 같이 중간선재의 길이 방향에 대하여 직각 방향으로 제2합금층에 크랙이 많이 발생하고 그 크랙을 따라 연질의 황동으로 된 심선 금속이 제2합금층의 표면 위까지 용암이 용출되는 형상으로 올라와 표면에 다수의 그레인 군이 형성된다.
상기 중간선재의 구부림 스트레스 공정에 의하여 방전가공용 전극선의 표면에 황동으로 된 심선 재질이 많이 분포되게 되고, 전극선의 표면에 원주 방향으로 황동 그레인이 일정한 패턴으로 배열되는 형태를 이루게 된다. 상기 황동 그레인의 길이는 폭보다 약 2~10배 크게 구성되는 현상을 보인다.
상기의 제조방법으로 만들어지는 방전가공용 전극선 표면에는 도 4, 도 10과 같이 심선의 제1금속 성분과 동-아연 합금층으로 된 제1합금층의 금속 성분 및 아연-동 합금층으로 된 제2합금층의 금속성분 등 3가지 성분비를 갖는 그레인 조각들로 구성된다.
상기 세선 공정으로 가공된 방전가공용 전극선은 300~600℃의 온도 분위기에서 0.05 ~ 3초 이내의 열처리를 추가로 실시하여 심선의 기계적 성질을 안정화시킨다.
[실시예 3]
동 65중량%와 아연 35중량%의 성분비를 갖는 황동선을 직경 0.9㎜의 심선(제1금속)을 중간선재로 준비한다.
상기 심선에 제2금속인 아연을 이용하여 전기아연도금을 실시한다.
전기아연도금 공정에 사용되는 심선은 알칼리 탈지 욕조를 통과하고 수세한 후 산성 세정하고 다시 수세하는 과정을 거친 다음 전기아연도금조를 통과시킨다.
상기 전기아연도금된 중간선재는 열처리 기계에 투입하여 50~60V 전압에 155m/min의 속도로 열처리하여 인장 강도가 500N/mm2이하와 연신율 5%이상이 되는 심선으로 만든다.
상기와 같은 조건을 만족하는 심선을 갖는 중간선재를 만들기 위하여 전기도금한 후 열처리를 실시하면 심선(제1금속)과 전기아연도금된 제2금속과의 경계면에서는 상호확산반응에 의해 동-아연의 제1합금층(22)이 형성되며, 그 합금층의 외곽에는 아연-동의 제2합금층(23)이 형성된다.
상기 아연-동의 제2합금층은 가장 경도가 높은 부분이며 연선의 심선보다 연신율이 매우 낮다.
상기 전기아연도금 및 상호확산에 의해 심선의 경계면에는 1~3㎛의 동-아연으로 된 제1합금층이 형성되며 제1합금층의 외곽에는 3~10㎛의 아연-동으로 된 제2 합금도금층이 형성된다.
상기 제1합금층은 심선을 구성하는 제1금속과 전기도금 물질인 아연, 즉, 제2금속의 상호확산반응에 의해 형성되며 제2합금층은 심선을 구성하는 제1금속 금속성분이 전기아연도금된 제2금속 방향으로 상호확산작용에 의해 형성되면서 동시에 심선은 인장 강도가 500N/mm2이하와 연신율 5%이상이 되는 연선 상태로 만들어진다.
상기와 같은 심선에 제1합금층과 제2합금층이 형성된 중간선재는 세선 공정을 거치면서 경도가 가장 높은 제2합금층에 많은 크랙이 발생하고 그 크랙의 틈새를 따라 상대적으로 무른 심선 금속이 최외곽의 제2합금층의 표면까지 용암 용출 형상으로 밀고 올라와 표면에 함께 분포되어 형성된다.
상기 합금층이 형성된 중간선재는 인발 과정을 거쳐 0.07~0.35㎜의 직경을 갖는 세선으로 만들어진다.
상기 인발된 세선의 제2합금층은 심선보다 경도가 높고 연신율이 낮으므로 인발을 통한 세선 공정 중에 제2합금층이 있는 최외곽층의 표면에 많은 크랙이 발생하며, 제2합금층은 제1합금층을 사이에 두고 심선의 제1금속과 계면을 이루게 된다.
상기의 제조방법으로 만들어지는 방전가공용 전극선 표면에는 도 5, 도 9와 같이 심선의 제1금속 성분과 동-아연 합금층으로 된 제1합금층의 금속 성분 및 아연-동 합금층으로 된 제2합금층의 금속 성분 등 3가지 성분비를 갖는 그레인 조각들로 구성된다.
상기 세선 공정으로 가공된 방전가공용 전극선은 300~600℃의 온도 분위기에서 0.05 ~ 3초 이내의 열처리를 추가로 실시하여 심선의 기계적 성질을 안정화시킨다.
[실시예 4]
동 65중량%와 아연 35중량%의 성분비를 갖는 황동선을 직경 0.9㎜의 심선(제1금속)을 중간선재로 준비한다.
상기 심선에 제2금속인 아연을 이용하여 전기아연도금을 실시한다.
전기아연도금 공정에 사용되는 심선은 알칼리 탈지 욕조를 통과하고 수세한 후 산성 세정하고 다시 수세하는 과정을 거친 다음 전기아연도금조를 통과시킨다.
상기 전기아연도금된 중간선재는 열처리 기계에 투입하여 50~60V 전압에 155m/min의 속도로 열처리하여 인장 강도가 500N/mm2이하와 연신율 5%이상이 되는 심선으로 만든다.
상기와 같은 조건을 만족하는 중간선재를 만들기 위하여 전기도금한 후 열처리를 실시하면 심선(제1금속)과 전기아연도금된 제2금속과의 경계면에서는 상호확산반응에 의해 동-아연의 제1합금층(22)이 형성되며, 그 합금층의 외곽에는 아연-동의 제2합금층(23)이 형성된다.
상기 제1합금층은 심선을 구성하는 제1금속과 전기도금 물질인 아연, 즉, 제2금속의 상호확산반응에 의해 형성되며 제2합금층은 심선을 구성하는 제1금속 금속성분이 전기아연도금된 제2금속 방향으로 상호확산작용에 의해 형성되면서 동시에 심선은 인장 강도가 500N/mm2이하와 연신율 5%이상이 되는 연선 상태로 만들어진다.
상기 아연-동의 제2합금은 가장 경도가 높은 부분이며 연선의 심선보다 연신율이 매우 낮다.
상기 전기도금 후 열처리에 의하여 심선의 표면 경계면에는 1~3㎛의 동-아연 합금층으로 된 제1합금층이 형성되며 최외각에는 3~10㎛의 아연-동 합금층으로 된 제2합금층이 형성된다.
상기와 같이 제1합금층, 제2합금층, 연선의 심선으로 이루어진 중간선재는 세선(연신) 공정을 거치기 전에 도 2의 롤러(16')와 인발장치(14) 사이에 그 중간선재를 지그재그로 구부려 주는 트위스트장치(33)를 통과시킨다
세선 전에 상기와 같이 중간선재를 지그재그로 구부려 주는 트위스트장치(33)를 통과시킨 후, 상기 중간선재는 인발 과정을 거쳐 0.07~0.35㎜의 직경을 갖는 세선으로 만들어진다.
본 실시예는 특히, 중간선재를 세선 인발하기 전에 소정 방향으로 구부려 스트레스를 가함으로써, 도 8과 같이 중간선재의 길이 방향에 대하여 직각 방향으로 제2합금층에 크랙이 추가로 발생하고 그 크랙을 따라 연질의 황동으로 된 심선 금속이 제2합금층의 표면 위까지 용암이 용출되는 형상으로 뚫고 올라와 표면에 다수의 그레인 조각으로 형성된다.
상기 중간선재의 구부림 스트레스 공정에 의하여 방전가공용 전극선의 표면에 황동으로 된 심선 재질이 많이 분포되게 되고, 전극선의 표면에 원주 방향으로 황동 그레인이 일정한 패턴으로 배열되는 형태를 이루게 된다. 상기 황동 그레인의 길이는 폭보다 약 2~10배 크게 형성된다.
상기의 제조방법으로 만들어지는 방전가공용 전극선 표면에는 도 6, 도 10과 같이 심선의 제1금속 성분과 동-아연 합금층으로 된 제1합금층의 금속 성분 및 아연-동 합금층으로 된 제2합금층의 금속 성분 등 3가지 성분비를 갖는 그레인들로 구성된다.
상기 세선 공정으로 가공된 방전가공용 전극선은 300~600℃의 온도 분위기에서 0.05 ~ 3초 이내의 열처리를 추가로 실시하여 심선의 기계적 성질을 안정화시킨다.
이상 설명한 실시예들은 전극선 표면에 상대적으로 무른 심선이 크랙을 따라 뚫고 올라와 노출되어 제2합금층을 감싸는 형태로 그레인을 형성하기 때문에 전극선에서 미세 가루가 적게 발생하고, 제1금속보다 기화 온도가 낮은 제2합금층이 방전시 열에너지의 폭발력을 증가시키기 때문에 가공속도가 빨라지고, 방전가공시 피가공물의 면조도와 가공속도를 극대화하도록 작용한다.
상기 설명된 실시예들에서는 전기도금과 용융도금을 예로 들어 설명하였으나 화학도금 방법을 실시한 후 열처리하여도 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.
또, 제1금속으로는 황동 외에 동, 동합금을 이용할 수 있고, 제2금속으로는 은 아연, 알루미늄, 주석 또는 그 합금 등을 이용하여도 된다.
상기 실시예들은 본 발명의 기술 구성 및 제조방법을 한정하는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 및 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다.
(부호의 설명)
1 - 피가공물
2 - 전극선
3 - 공급 릴
4 - 권취릴
5,5'16,16',18 - 롤러
6 - 전원 공급장치
7 - 스타트 홀
10 - 도금조
12 - 심선(중간선재)
14 - 인발장치
22 - 제1합금층
23 - 제2합금층
33 - 트위스트장치
본 발명은 방전가공용 전극선 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세히는 전극선의 방전 가공시 미세가루 발생이 적고, 가공속도와 피가공물의 면조도가 향상된 방전가공용 전극선 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Claims (11)

  1. 제1금속으로 이루어진 심선과,
    상기 심선의 외면에 도금되는 제2금속이 상기 심선과 상호 확산에 의해 상기 심선과 제2금속의 경계부에 형성되는 제1합금층과,
    상기 제1금속이 상기 제2금속 방향으로 상호 확산되어 상기 제1합금층의 외곽에 형성되는 제2합금층을 포함하고,
    적어도 상기 심선, 제1합금층, 제2합금층을 포함하는 방전가공용 전극선의 표면에 상기 제2합금층에 형성되는 크랙을 통하여 상기 심선재가 뚫고 올라와 다수의 그레인을 형성하되, 상기 방전가공용 전극선의 표면에 구성되는 그레인은 적어도 상기 심선재, 상기 제2합금재로 이루어지는 그레인이 분포되어 구성되는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방전가공용 전극선의 표면에 구성되는 그레인은 상기 심선재가 뚫고 올라올 때 상기 제1합금재가 함께 올라와, 상기 심선재, 상기 제1합금재, 상기 제2합금재로 이루어지는 그레인으로 분포되어 구성되는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1금속은 동, 황동 또는 동 합금 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 제2금속은 아연, 알루미늄, 주석 또는 그 합금 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 상기 제2합금재의 그레인은 상기 심선 재질에 의하여 감싸지는 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 심선 재질의 그레인은 방전가공용 전극선의 길이 방향에 대하여 대략 직각 방향으로 배열되고, 그 심선 재질의 그레인의 길이는 폭보다 2~10배 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선.
  6. 제1금속으로 되어 있으며 제1직경으로 된 선재를 심선으로 제공하는 단계와;
    상기 심선에 제2금속을 이용하여 도금하는 단계와,
    상기 도금된 심선을 인장 강도 500N/mm2이하와 연신율 5이상으로 만듬과 동시에 상기 심선과 상기 제2금속의 상호 확산에 의해 적어도 상기 심선과 제2금속의 경계부에 형성되는 제1합금층과, 상기 제1금속이 상기 제2금속 방향으로 확산되어 상기 제1합금층 외곽에 제2합금층이 형성되도록 열처리하는 단계와,
    상기 제1합금층, 제2합금층, 심선을 포함하여 이루어진 방전가공용 전극선을 제2직경으로 만들기 위한 세선 과정에서 상기 방전가공용 전극선의 표면에 상기 심선재가 제2합금층에 형성되는 크랙을 뚫고 올라와 적어도 상기 심선재, 상기 제2합금재로 이루어진 그레인을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 방전가공용 전극선의 표면에 그레인을 형성시키는 단계에서, 상기 심선재가 뚫고 올라올 때 상기 제1합금재가 함께 올라와, 상기 심선재, 상기 제1합금재, 상기 제2합금재로 이루어진 그레인을 형성시키는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선의 제조방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 도금은 전기도금, 용융도금, 화학도금 중 어느 하나의 도금 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도금은 용융도금이고, 상기 열처리 단계는 도금조의 입구 온도를 550~700℃, 출구 온도는 420~500℃로 하여, 1~10초의 침지 시간 범위 내에서 상기 도금된 심선을 침지 통과시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선의 제조방법.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 그레인을 형성시키는 단계의 방전가공용 전극선을 제2직경으로 세선 인발하기 전에 그 방전가공용 전극선을 상,하,좌,우 어느 일방 또는 복수의 방향에서 강제로 트위스트 시키는 과정을 추가하는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선의 제조방법.
  11. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1금속은 동, 황동 또는 동 합금 중 어느 하나를 이용하고, 상기 제2금속은 아연, 알루미늄, 주석 또는 그 합금 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 방전가공용 전극선의 제조방법.
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