WO2016110963A1 - 放電加工用電極線及びその製造方法 - Google Patents

放電加工用電極線及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016110963A1
WO2016110963A1 PCT/JP2015/050276 JP2015050276W WO2016110963A1 WO 2016110963 A1 WO2016110963 A1 WO 2016110963A1 JP 2015050276 W JP2015050276 W JP 2015050276W WO 2016110963 A1 WO2016110963 A1 WO 2016110963A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
discharge machining
electric discharge
electrode wire
phase
coating layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/050276
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
辻 隆之
黒田 洋光
哲哉 徳光
木村 孝光
洋輔 芝
寛 松崎
裕一 小室
慎悟 雨宮
Original Assignee
日立金属株式会社
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 日立金属株式会社 filed Critical 日立金属株式会社
Priority to US15/122,112 priority Critical patent/US10384282B2/en
Priority to KR1020167023768A priority patent/KR20160113284A/ko
Priority to EP15876841.6A priority patent/EP3100812A4/en
Priority to JP2016534745A priority patent/JP6369545B2/ja
Priority to PCT/JP2015/050276 priority patent/WO2016110963A1/ja
Publication of WO2016110963A1 publication Critical patent/WO2016110963A1/ja

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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B23H7/22Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
    • 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
    • B23H7/22Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
    • B23H7/24Electrode 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
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0227Rods, 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
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • 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
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/302Cu as the principal constituent
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/04Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/165Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon of zinc or cadmium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C18/00Alloys based on zinc

Definitions

  • the present invention relates to an electrode wire for electric discharge machining and a manufacturing method thereof.
  • the electrode wire for electric discharge machining (see, for example, Patent Documents 1 to 4) having a zinc coating on the outer periphery of a core material made of copper or a copper alloy, compared to the electrode wire for electric discharge machining made of only a core material made of copper or a copper alloy, There is an advantage that the surface accuracy of the processed portion of the workpiece is good.
  • JP 2002-126950 A JP 2008-296298 A Japanese Patent No. 3549663 US Patent No. 8,067,689
  • an electrode wire for electric discharge machining that includes an ⁇ phase (Zn) in the outermost surface layer
  • the outermost surface is soft, so that during the electric discharge machining, wear powder tends to be generated in the pass line such as a pulley or a die. Is attached to the outermost surface of the electrode wire for electric discharge machining, and the zinc coating is scraped off.
  • the outermost surface becomes hard and wear powder is hard to be generated, but it becomes broken and brittle, and the electrode wire is connected to the electric discharge machine. It is easy to break when setting up.
  • an object of the present invention is to suppress wear powder generated in pass lines such as pulleys and dies during electric discharge machining and to prevent breakage brittleness in an electric discharge machining electrode wire having a zinc coating on the outer periphery of a core material.
  • An object of the present invention is to provide an improved electrode wire for electric discharge machining and a method for manufacturing the same.
  • the present invention provides the following electrode wire for electric discharge machining and a manufacturing method thereof.
  • the outer periphery of a core material made of copper or a copper alloy is covered with a coating layer containing zinc, and the coating layer has an outermost layer made only of an ⁇ phase that is a copper-zinc alloy, and
  • the outer layer is an electrode wire for electric discharge machining having a Vickers hardness of 200 to 300 Hv.
  • Electrode wire [4] The electric discharge machining according to [3], wherein the (0001) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase in the coating layer is greater than twice the (332) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase in the coating layer. Electrode wire. [5] The electric discharge machining electrode wire according to any one of [1] to [4], wherein the outermost layer has a Vickers hardness of 260 to 300 Hv. [6] The electrode wire for electric discharge machining according to any one of [1] to [5], wherein the core material is made of brass.
  • the electrode wire for electric discharge machining having a zinc coating on the outer periphery of the core material, generation of wear powder during electric discharge machining is suppressed, and the electrode wire for electric discharge machining whose breakage brittleness is improved and its manufacture A method can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an electrode wire for electric discharge machining according to an embodiment of the present invention.
  • the outer periphery of a core material 1 made of copper or a copper alloy is coated with a coating layer 2 containing zinc. It has an outermost layer 2B made of only an ⁇ phase, which is a copper-zinc alloy, and the outermost layer 2B has a Vickers hardness of 200 to 300 Hv.
  • the outermost layer 2 ⁇ / b> B constituting the coating layer 2 is a surface layer of the electrode wire 10 for electric discharge machining.
  • the electric discharge machining electrode wire 10 according to the present embodiment preferably has a 0.2% proof stress of 985 MPa or more, and more preferably 990 MPa or more.
  • the upper limit of 0.2% proof stress is not particularly limited, but is preferably 1025 MPa or less.
  • Core material 1 is made of copper or a copper alloy. Although it does not specifically limit as a copper alloy, It is preferable that it is a brass.
  • the coating layer 2 containing zinc provided on the outer periphery of the core material 1 is provided by applying zinc plating or zinc alloy plating, preferably zinc plating.
  • the coating layer 2 has an outermost layer 2B made of at least an ⁇ phase that is a copper-zinc alloy.
  • the ⁇ phase is a Cu—Zn alloy generally represented by CuZn 5 and having a Cu concentration of about 24 to 12 mass% and a Zn concentration of about 76 to 88 mass%.
  • the ⁇ phase is not island-shaped but is formed in layers so as to cover the entire circumference of the core material.
  • the outermost layer 2B is formed so that the Vickers hardness is 200 to 300 Hv when the Vickers hardness is measured from the surface of the electrode wire toward the core material with a load of 50 g.
  • the Vickers hardness is 200 Hv or more, the abrasion powder during the electric discharge machining can be suppressed.
  • the Vickers hardness (lower limit value) of the outermost layer 2B is preferably 220 Hv or more, more preferably 240 or more, and 260 Hv or more. More preferably it is.
  • the Vickers hardness (upper limit) of the outermost layer 2B is preferably 290 Hv or less, and more preferably 280 Hv or less.
  • the coating layer 2 may have another layer containing zinc inside the outermost layer 2B.
  • the coating layer 2 preferably has an inner layer 2A containing a ⁇ phase which is a copper-zinc alloy.
  • the ⁇ phase is generally a Cu—Zn alloy represented by Cu 5 Zn 8 and having a Cu concentration of about 45 to 35 mass% and a Zn concentration of about 55 to 65 mass%.
  • the inner layer 2A containing the ⁇ phase preferably contains 85% by mass or more of the ⁇ phase in the inner layer, more preferably 90% by mass or more, further preferably 95% by mass or more, and most preferably 100% by mass. preferable.
  • the inner layer 2A constituting the coating layer 2 may be composed of two or more layers. It should be noted that the layer made of ⁇ phase, which is a copper-zinc alloy, or the layer made of ⁇ phase, which is pure zinc, is preferably not present, but may be present as long as the effects of the present invention are exhibited.
  • the coating layer 2 preferably has a (0001) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase in the coating layer 2 larger than twice the (332) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase in the coating layer 2.
  • all or most of the ⁇ phase in the coating layer 2 exists in the outermost layer 2B, and all of the ⁇ phase in the coating layer 2 exists in the inner layer 2A.
  • the (0001) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase is preferably 3 times or more, more preferably 4 times or more of the (332) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase.
  • an upper limit is not specifically limited, It is preferable that it is 20 times or less.
  • X-ray diffraction intensity is adjusted by thin film method (by fixing incident X-rays at a low angle (for example, 10 °), the depth of X-ray penetration is reduced and adjusted so that X-rays enter the core material slightly) This is a comparison of peak intensities measured by a method for increasing the analytical sensitivity of the layer.
  • the thickness of the coating layer 2 is preferably 1 to 20 ⁇ m as a whole.
  • the manufacturing method of the electrode wire 10 for electric discharge machining which concerns on embodiment of this invention manufactures the electrode wire 10 for electric discharge machining with which the outer periphery of the core material 1 which consists of copper or a copper alloy is coat
  • the step of applying zinc plating or zinc alloy plating once and the step of drawing can be performed by a known method.
  • the electrode wire 10 for electric discharge machining can be manufactured through a process of performing heat treatment after wire drawing.
  • the heat treatment conditions are preferably adjusted so that the outermost layer 2B can be formed within a range of 100 to 120 ° C. and 3 to 24 hours, more preferably 100 to 120 ° C. and 3 to 18 hours.
  • the heat treatment temperature and time are appropriately adjusted according to the diameter of the electrode wire and the thickness of the coating layer. For example, in the case of heat treatment at 100 ° C., if the diameter of the electrode wire is ⁇ 0.20 mm, it is preferably about 6 to 10 hours, and if the diameter of the electrode wire is ⁇ 0.25 mm, it is preferably about 10 to 17 hours.
  • the thickness of the coating layer is less than 1.5 ⁇ m, and 7 to 18 if the thickness of the coating layer is 1.5 ⁇ m or more. About hours are preferred.
  • the inner layer 2A constituting the coating layer 2 can be formed at the same time through the step of performing the heat treatment.
  • the (0001) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase in the coating layer 2 is greater than twice the (332) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase in the coating layer 2.
  • a coating layer can be formed.
  • the electrode wire 10 for electric discharge machining whose 0.2% yield strength is 985 MPa or more can be obtained.
  • the following effects can be obtained. (1) In the electrode wire for electric discharge machining having a zinc coating on the outer periphery of the core material, the generation of wear powder generated in the pass line such as pulleys and dies at the time of electric discharge machining is suppressed, and the fracture brittleness is improved. An electrode wire for electric discharge machining and a manufacturing method thereof can be provided. (2) Since it can be manufactured by a single plating step, it is possible to provide an electrode wire for electric discharge machining that is excellent in productivity and a manufacturing method thereof.
  • a zinc plating layer having a thickness of about 10 ⁇ m was formed on a brass wire (wire diameter: 1.2 mm) as the core material 1 by electrolytic galvanization. After drawing the galvanized core material 1 until the wire diameter becomes 0.20 mm (plating layer 1.7 ⁇ m), it is wound around a bobbin (F10: body diameter 100 mm) and annealed in this state. A 10 kg electrode wire for electric discharge machining was produced. The annealing conditions are as shown in Table 1.
  • Vickers hardness is determined by placing the electrode wire for electric discharge machining horizontally and aiming at the center in the width direction of the electrode wire (center of the core material 1) from the surface of the galvanized layer toward the core material 1 with a load of 50 g. Measured by pressing. An average value measured at three randomly selected points was obtained.
  • the 0.2% proof stress is obtained by applying a score of 100 mm between the scores to the surface of the electrode wire for electric discharge machining (the surface of the galvanized layer) and then using a tensile tester at a tensile rate of 20 mm / min. A tensile test was performed by pulling the electrode wire, and measurement was performed.
  • the phase state of the coating layer was confirmed by X-ray diffraction.
  • the outermost layer composed only of the ⁇ phase was formed.
  • ⁇ Improvement effect of bending fragility The manufactured electrode wire was drawn on an electric discharge machine and set up 20 times, and evaluated by the difficulty of bending and breaking. The case where disconnection did not occur was evaluated as ⁇ (passed), and the case where one or more disconnections occurred was evaluated as x (failed).
  • FIG. 2A is a graph showing measurement results of 0.2% proof stress for an electric discharge machining electrode wire (core wire diameter: 0.20 mm) produced at each annealing time and annealing temperature.
  • FIG. 2B is a graph which shows the measurement result of 0.2% yield strength about the electrode wire for electrical discharge machining (wire diameter of a core material: 0.25 mm) produced at each annealing time and annealing temperature.
  • the plots at 25 ° C. in FIGS. 2A and 2B are the measurement results of the electric discharge machining electrode wires that were not annealed.
  • a zinc plating layer having a thickness of about 10 ⁇ m was formed on the brass wire (wire diameter: 1.2 mm) as the core material 1 by an electrolytic galvanizing method.
  • the core material 1 subjected to galvanization is drawn until the wire diameter becomes 0.20 mm (plating layer 1.7 ⁇ m) or 0.25 mm (plating layer 2.1 ⁇ m), and then the bobbin (F10: body diameter 100 mm) is formed. It wound up and annealed in this state, and manufactured each 10 kg of electrode wires for electric discharge machining.
  • the annealing conditions are 40 to 160 ° C. (40, 60, 80, 100, 120, 160 ° C.), 3 hours and 8 hours.
  • the annealing temperature is 100 to 120 ° C. for both the annealing time of 3 hours and 8 hours in both cases where the core wire diameter is 0.20 mm (FIG. 2A) and 0.25 mm (FIG. 2B). It can be seen that an electrode wire having a high 0.2% yield strength (about 985 to 1025 MPa) can be obtained.
  • FIG. 3B is a measurement result of the (332) strength of the ⁇ phase (Cu 5 Zn 8 ) in the coating layer
  • FIG. 3C is a coating layer. It is a measurement result of (100) strength of ⁇ phase (Zn) in the inside.
  • the plots at 25 ° C. in FIGS. 3A to 3C are measurement results of the electric discharge machining electrode wires that were not annealed.
  • a zinc plating layer having a thickness of about 10 ⁇ m was formed on the brass wire (wire diameter: 1.2 mm) as the core material 1 by an electrolytic galvanizing method. After drawing the galvanized core material 1 until the wire diameter becomes 0.20 mm (plating layer 1.7 ⁇ m), it is wound around a bobbin (F10: body diameter 100 mm) and annealed in this state. A 10 kg electrode wire for electric discharge machining was produced. The annealing conditions are 40 to 160 ° C. (40, 60, 80, 100, 120, 160 ° C.), 3 hours and 8 hours.
  • the (0001) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase is twice the (332) X-ray diffraction intensity of the ⁇ phase at both the annealing time of 3 hours and 8 hours. Can be seen to be large.
  • the 8-hour annealed product has an (100) X-ray diffraction intensity of ⁇ phase of 0 at an annealing temperature of 100 ° C.
  • the 3-hour annealed product has an (100) X-ray diffraction intensity of ⁇ phase of 0 at an annealing temperature of 120 ° C. (FIG. 3C).
  • the ⁇ phase is a pure Zn phase, and since it is soft, wear powder tends to be produced and accumulates as debris on the pass line of the electric discharge machine. Therefore, it is better to eliminate the ⁇ phase by heat treatment, and it can be seen that heat treatment at 100 ° C. or higher is necessary for that purpose.
  • this invention is not limited to the said embodiment and Example, Various deformation

Abstract

芯材の外周に亜鉛被覆を有する放電加工用電極線において放電加工の際の摩耗粉の発生が抑制され、かつ折れ脆さが改善された放電加工用電極線及びその製造方法を提供する。 放電加工用電極線(10)は、銅又は銅合金からなる芯材(1)の外周が亜鉛を含む被覆層(2)により被覆されており、被覆層(2)は、銅-亜鉛系合金であるε相のみからなる最外層(2B)を有し、最外層(2B)は、ビッカース硬度が200~300Hvである。

Description

放電加工用電極線及びその製造方法
 本発明は、放電加工用電極線及びその製造方法に関する。
 銅又は銅合金からなる芯材の外周に亜鉛被覆を有する放電加工用電極線(例えば特許文献1~4参照)は、銅又は銅合金からなる芯材のみの放電加工用電極線に比べて、被加工物の加工部分の面精度が良いという利点がある。
特開2002-126950号公報 特開2008-296298号公報 特許3549663号公報 米国特許8,067,689号公報
 しかし、最表面層にη相(Zn)を含む放電加工用電極線の場合は最表面が軟らかいため、放電加工の際、プーリーやダイス等のパスラインに摩耗粉が発生しやすく、この摩耗粉が放電加工用電極線の最表面に付着することによって亜鉛被覆が削れてしまう。また、最表面層にγ相(CuZn)を含む放電加工用電極線の場合は最表面が硬くなり、摩耗粉は発生しにくいが、折れ脆くなり、放電加工機に電極線を線掛けして段取りする際に断線しやすい。
 そこで、本発明の目的は、芯材の外周に亜鉛被覆を有する放電加工用電極線において、放電加工の際、プーリーやダイス等のパスラインに発生する摩耗粉を抑制し、かつ折れ脆さが改善された放電加工用電極線及びその製造方法を提供することにある。
 本発明は、上記目的を達成するために、下記の放電加工用電極線及びその製造方法を提供する。
[1]銅又は銅合金からなる芯材の外周が亜鉛を含む被覆層により被覆されており、前記被覆層は、銅-亜鉛系合金であるε相のみからなる最外層を有し、前記最外層は、ビッカース硬度が200~300Hvである放電加工用電極線。
[2]0.2%耐力が985MPa以上である前記[1]に記載の放電加工用電極線。
[3]前記被覆層は、銅-亜鉛系合金であるγ相を含む内層を有する前記[1]又は[2]に記載の放電加工用電極線。
[4]前記被覆層中のε相の(0001)X線回折強度が、前記被覆層中のγ相の(332)X線回折強度の2倍よりも大きい前記[3]に記載の放電加工用電極線。
[5]前記最外層は、ビッカース硬度が260~300Hvである前記[1]~[4]のいずれか1つに記載の放電加工用電極線。
[6]前記芯材は、黄銅からなる前記[1]~[5]のいずれか1つに記載の放電加工用電極線。
[7]銅又は銅合金からなる芯材の外周が亜鉛を含む被覆層により被覆されている放電加工用電極線の製造方法において、前記芯材の外周に亜鉛めっき又は亜鉛合金めっきを1回施す工程と、めっきを施した前記芯材を伸線する工程と、伸線後に、前記被覆層が銅-亜鉛系合金であるε相のみからなる最外層を有し、前記最外層のビッカース硬度が200~300Hvとなる熱処理条件で熱処理を施す工程とを含む放電加工用電極線の製造方法。
[8]前記熱処理条件は、熱処理温度100~120℃、熱処理時間3~24時間の範囲内である前記[7]に記載の放電加工用電極線の製造方法。
 本発明によれば、芯材の外周に亜鉛被覆を有する放電加工用電極線において放電加工の際の摩耗粉の発生が抑制され、かつ折れ脆さが改善された放電加工用電極線及びその製造方法を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る放電加工用電極線の構造を示す横断面図である。 各焼鈍時間及び焼鈍温度で作製した放電加工用電極線(芯材の線径:0.20mm)についての0.2%耐力の測定結果を示すグラフである。 各焼鈍時間及び焼鈍温度で作製した放電加工用電極線(芯材の線径:0.25mm)についての0.2%耐力の測定結果を示すグラフである。 各焼鈍時間及び焼鈍温度で作製した放電加工用電極線(芯材の線径:0.20mm)についてのX線回折強度の測定結果のうちε相(CuZn)の(0001)強度を示すグラフである。 各焼鈍時間及び焼鈍温度で作製した放電加工用電極線(芯材の線径:0.20mm)についてのX線回折強度の測定結果のうちγ相(CuZn)の(332)強度を示すグラフである。 各焼鈍時間及び焼鈍温度で作製した放電加工用電極線(芯材の線径:0.20mm)についてのX線回折強度の測定結果のうちη相(Zn)の(100)強度を示すグラフである。
〔放電加工用電極線〕
 図1は、本発明の実施の形態に係る放電加工用電極線の構造を示す横断面図である。
 図1に示される本発明の実施の形態に係る放電加工用電極線10は、銅又は銅合金からなる芯材1の外周が亜鉛を含む被覆層2により被覆されており、被覆層2は、銅-亜鉛系合金であるε相のみからなる最外層2Bを有し、最外層2Bは、ビッカース硬度が200~300Hvであることを特徴とする。被覆層2を構成する最外層2Bは、放電加工用電極線10の表面層である。
 本実施の形態に係る放電加工用電極線10は、0.2%耐力が985MPa以上であることが好ましく、990MPa以上であることがより好ましい。0.2%耐力の上限は特に限定されるものではないが1025MPa以下であることが好ましい。
 芯材1は、銅又は銅合金からなる。銅合金としては特に限定されるものではないが、黄銅であることが好ましい。
 芯材1の外周に設けられた亜鉛を含む被覆層2は、亜鉛めっき又は亜鉛合金めっき、好ましくは、亜鉛めっきを施すことにより設けられる。
 被覆層2は、少なくとも銅-亜鉛系合金であるε相のみからなる最外層2Bを有する。ε相とは、一般的に、CuZnで表され、Cu濃度が24~12質量%程度、Zn濃度が76~88質量%程度のCu-Zn合金である。ε相は島状ではなく、芯材の全周を覆うように層状に形成される。
 最外層2Bは、電極線の表面から心材に向かって荷重50gでビッカース硬度を測定したときに、ビッカース硬度が200~300Hvとなるように形成される。ビッカース硬度の値を200Hv以上にすると、放電加工の際の摩耗粉を抑制できる。ビッカース硬度の値が大きくなるほど摩耗粉の発生抑制効果が高くなるため、最外層2Bのビッカース硬度(下限値)は、220Hv以上であることが好ましく、240以上であることがより好ましく、260Hv以上であることがさらに好ましい。また、ビッカース硬度の値を300Hv以下にすると、折れ脆さが改善され、断線しにくくなる。そのため、最外層2Bのビッカース硬度(上限値)は、290Hv以下であることが好ましく、280Hv以下であることがより好ましい。
 被覆層2は、最外層2Bの内側に亜鉛を含むその他の層を有していてもよく、例えば、銅-亜鉛系合金であるγ相を含む内層2Aを有することが好ましい。γ相とは、一般的に、CuZnで表され、Cu濃度が45~35質量%程度、Zn濃度が55~65質量%程度のCu-Zn合金である。γ相を含む内層2Aは、γ相を内層中に85質量%以上含むことが好ましく、90質量%以上含むことがより好ましく、95質量%以上含むことがさらに好ましく、100質量%含むことが最も好ましい。
 被覆層2を構成する内層2Aは、2層以上からなるものであってもよい。なお、銅-亜鉛系合金であるβ相からなる層や純亜鉛であるη相からなる層は、有していないことが好ましいが、本発明の効果を奏する限りにおいて存在していてもよい。
 被覆層2は、被覆層2中のε相の(0001)X線回折強度が、被覆層2中のγ相の(332)X線回折強度の2倍よりも大きいことが好ましい。本実施の形態においては、被覆層2中のε相の全部もしくは大部分が最外層2Bに存在し、被覆層2中のγ相の全部が内層2Aに存在する。ε相の(0001)X線回折強度は、γ相の(332)X線回折強度の3倍以上であることが好ましく、4倍以上であることがより好ましい。上限は特に限定されるものではないが、20倍以下であることが好ましい。X線回折強度は、薄膜法(入射X線を低角度(例えば10°)に固定させることによりX線の侵入深さを浅くし、芯材にわずかにX線が入る程度に調整して表面層の分析感度を高める手法)により測定したピーク強度を比較したものである。
 被覆層2の厚さは、全体として、1~20μmであることが好ましい。内層2Aを有する場合、層厚比は、外層2B/内層2A=4/1~1/1であることが好ましい。
〔放電加工用電極線の製造方法〕
 本発明の実施の形態に係る放電加工用電極線10の製造方法は、銅又は銅合金からなる芯材1の外周が亜鉛を含む被覆層2により被覆されている放電加工用電極線10の製造方法において、芯材1の外周に亜鉛めっき又は亜鉛合金めっきを1回施す工程と、めっきを施した芯材1を伸線する工程と、伸線後に、被覆層2が銅-亜鉛系合金であるε相のみからなる最外層2Bを有し、最外層2Bのビッカース硬度が200~300Hvとなる熱処理条件で熱処理を施す工程とを含むことを特徴とする。
 亜鉛めっき又は亜鉛合金めっきを1回施す工程及び伸線する工程は、公知の方法により行なうことができる。
 伸線後に熱処理を施す工程を経ることにより、前述の本発明の実施の形態に係る放電加工用電極線10を製造することができる。熱処理条件は、好ましくは、100~120℃、3~24時間、より好ましくは100~120℃、3~18時間の範囲内で、前述の最外層2Bを形成できるように調整する。熱処理温度及び時間は、電極線の径や被覆層の厚さによって、適宜、調整する。例えば、100℃で熱処理する場合、電極線の径がφ0.20mmであれば、6~10時間程度が好ましく、電極線の径がφ0.25mmであれば、10~17時間程度が好ましい。また、例えば、100℃で熱処理する場合、被覆層の厚さが1.5μm未満であれば、3~7時間程度が好ましく、被覆層の厚さが1.5μm以上であれば、7~18時間程度が好ましい。
 上記本発明の実施の形態に係る製造方法によれば、上記熱処理を施す工程を経ることにより、被覆層2を構成する内層2Aも同時に形成できる。上記熱処理条件内で適宜、調整することにより、被覆層2中のε相の(0001)X線回折強度が、被覆層2中のγ相の(332)X線回折強度の2倍よりも大きい被覆層を形成できる。また、0.2%耐力が985MPa以上である放電加工用電極線10を得ることが出来る。
〔本発明の実施形態の効果〕
 本発明の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)芯材の外周に亜鉛被覆を有する放電加工用電極線において、放電加工の際、プーリーやダイス等のパスラインに発生する摩耗粉の発生を抑制し、かつ折れ脆さが改善された放電加工用電極線及びその製造方法を提供できる。
(2)1回のめっき工程で製造できるため、生産性に優れる放電加工用電極線及びその製造方法を提供できる。
 次に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
〔放電加工用電極線の製造〕
 芯材1としての黄銅線(線径:1.2mm)上に電解亜鉛めっき法により厚さ約10μmの亜鉛めっき層を形成した。亜鉛めっきを施した芯材1を線径が0.20mm(めっき層1.7μm)になるまで伸線した後、ボビン(F10:胴径100mm)に巻き取り、この状態で焼鈍を行ない、各10kgの放電加工用電極線を製造した。焼鈍条件は、表1に示す通りである。
 製造した放電加工用電極線それぞれについて、ビッカース硬度と0.2%耐力を下記の方法により測定した。測定結果を表1に示す。
 ビッカース硬度は、放電加工用電極線を水平に置き、該電極線の幅方向の中心(芯材1の中心)を狙って、亜鉛めっき層の表面から芯材1に向かって荷重50gでビッカース圧子を押し付ける方法で測定した。ランダムに選んだ3点で測定した平均値を求めた。
 0.2%耐力は、評点間距離100mmとする評点を放電加工用電極線の表面(亜鉛めっき層の表面)に施した後、引張試験機を用いて引張速度20mm/minの速度にて該電極線を引っ張ることで引張試験を行い測定した。
 また、X線回折により、被覆層(最外層及び内層)の相状態を確認した。実施例ではいずれも、ε相のみからなる最外層が形成されていた。
〔放電加工用電極線の評価〕
 製造した放電加工用電極線それぞれについて、下記の方法により、摩耗粉の発生抑制効果、及び折れ脆さの改善効果を評価した。評価結果を表1に示す。
<摩耗粉の発生抑制効果>
 製造した電極線をボビンに巻き替える際、走行線を羊毛フェルトで10分間はさみ、フェルトに付着した摩耗粉の量を目視で評価した。摩耗粉がほとんどない場合を○(合格)、摩耗粉が少量の場合を△(不合格)、摩耗粉量が多い場合を×(不合格)とした。
<折れ脆さの改善効果>
 製造した電極線を放電加工機に線掛けして段取りする作業を20回行い、折れ曲がり断線のしにくさで評価した。断線が発生しなかった場合を○(合格)、1回以上の断線が発生した場合を×(不合格)とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
〔0.2%耐力の測定・検討〕
 下記の方法により放電加工用電極線を製造し、0.2%耐力の測定を行なった。図2Aは、各焼鈍時間及び焼鈍温度で作製した放電加工用電極線(芯材の線径:0.20mm)についての0.2%耐力の測定結果を示すグラフである。また、図2Bは、各焼鈍時間及び焼鈍温度で作製した放電加工用電極線(芯材の線径:0.25mm)についての0.2%耐力の測定結果を示すグラフである。なお、図2A~Bにおける25℃のプロットは、焼鈍しなかった放電加工用電極線の測定結果である。
 芯材1としての黄銅線(線径:1.2mm)上に電解亜鉛めっき法により厚さ約10μmの亜鉛めっき層を形成した。亜鉛めっきを施した芯材1を線径が0.20mm(めっき層1.7μm)又は0.25mm(めっき層2.1μm)になるまで伸線した後、ボビン(F10:胴径100mm)に巻き取り、この状態で焼鈍を行ない、各10kgの放電加工用電極線を製造した。焼鈍条件は、40~160℃(40、60、80、100、120、160℃)、3時間及び8時間である。
 図2A及び2Bより、芯材の線径が0.20mmの場合(図2A)及び0.25mmの場合(図2B)共に、焼鈍時間3時間及び8時間のいずれも、焼鈍温度100~120℃で0.2%耐力が高い(985~1025MPa程度)電極線が得られることが分かる。
〔X線回折強度の測定・検討〕
 下記の方法により放電加工用電極線を製造し、前述の薄膜法(X線入射角度:10°)によりX線回折強度の測定を行なった。図3A~Cは、各焼鈍時間及び焼鈍温度で作製した放電加工用電極線(芯材の線径:0.20mm)についてのX線回折強度の測定結果を示しており、図3Aは被覆層中のε相(CuZn)の(0001)強度の測定結果であり、図3Bは被覆層中のγ相(CuZn)の(332)強度の測定結果であり、図3Cは被覆層中のη相(Zn)の(100)強度の測定結果である。なお、図3A~Cにおける25℃のプロットは、焼鈍しなかった放電加工用電極線の測定結果である。
 芯材1としての黄銅線(線径:1.2mm)上に電解亜鉛めっき法により厚さ約10μmの亜鉛めっき層を形成した。亜鉛めっきを施した芯材1を線径が0.20mm(めっき層1.7μm)になるまで伸線した後、ボビン(F10:胴径100mm)に巻き取り、この状態で焼鈍を行ない、各10kgの放電加工用電極線を製造した。焼鈍条件は、40~160℃(40、60、80、100、120、160℃)、3時間及び8時間である。
 図3A及び3Bより、焼鈍温度120℃以下において、焼鈍時間3時間及び8時間のいずれも、ε相の(0001)X線回折強度が、γ相の(332)X線回折強度の2倍よりも大きいことが分かる。なお、8時間焼鈍品は、焼鈍温度100℃でη相の(100)X線回折強度が0となり、3時間焼鈍品は、焼鈍温度120℃でη相の(100)X線回折強度が0となった(図3C)。η相は純Zn相であり、軟らかいため摩耗粉が出やすく、放電加工機のパスライン上でカスとして溜まる。そのため、η相は熱処理で無くした方が良く、そのためには100℃以上の熱処理が必要であることが分かる。
 上記0.2%耐力及びX線回折強度の測定結果より、100℃~120℃の熱処理が最適である。
 なお、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されず種々に変形実施が可能である。
1:芯材、2:被覆層、2A:内層、2B:最外層(ε相)
10:電極線
 

Claims (8)

  1.  銅又は銅合金からなる芯材の外周が亜鉛を含む被覆層により被覆されており、
     前記被覆層は、銅-亜鉛系合金であるε相のみからなる最外層を有し、
     前記最外層は、ビッカース硬度が200~300Hvである放電加工用電極線。
  2.  0.2%耐力が985MPa以上である請求項1に記載の放電加工用電極線。
  3.  前記被覆層は、銅-亜鉛系合金であるγ相を含む内層を有する請求項1又は請求項2に記載の放電加工用電極線。
  4.  前記被覆層中のε相の(0001)X線回折強度が、前記被覆層中のγ相の(332)X線回折強度の2倍よりも大きい請求項3に記載の放電加工用電極線。
  5.  前記最外層は、ビッカース硬度が260~300Hvである請求項1~4のいずれか1項に記載の放電加工用電極線。
  6.  前記芯材は、黄銅からなる請求項1~5のいずれか1項に記載の放電加工用電極線。
  7.  銅又は銅合金からなる芯材の外周が亜鉛を含む被覆層により被覆されている放電加工用電極線の製造方法において、
     前記芯材の外周に亜鉛めっき又は亜鉛合金めっきを1回施す工程と、
     めっきを施した前記芯材を伸線する工程と、
     伸線後に、前記被覆層が銅-亜鉛系合金であるε相のみからなる最外層を有し、前記最外層のビッカース硬度が200~300Hvとなる熱処理条件で熱処理を施す工程とを含む放電加工用電極線の製造方法。
  8.  前記熱処理条件は、熱処理温度100~120℃、熱処理時間3~24時間の範囲内である請求項7に記載の放電加工用電極線の製造方法。
     
PCT/JP2015/050276 2015-01-07 2015-01-07 放電加工用電極線及びその製造方法 WO2016110963A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/122,112 US10384282B2 (en) 2015-01-07 2015-01-07 Electric discharge machining electrode wire and manufacturing method therefor
KR1020167023768A KR20160113284A (ko) 2015-01-07 2015-01-07 방전 가공용 전극선 및 그 제조 방법
EP15876841.6A EP3100812A4 (en) 2015-01-07 2015-01-07 Electric discharge machining electrode wire and manufacturing method therefor
JP2016534745A JP6369545B2 (ja) 2015-01-07 2015-01-07 放電加工用電極線及びその製造方法
PCT/JP2015/050276 WO2016110963A1 (ja) 2015-01-07 2015-01-07 放電加工用電極線及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/050276 WO2016110963A1 (ja) 2015-01-07 2015-01-07 放電加工用電極線及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016110963A1 true WO2016110963A1 (ja) 2016-07-14

Family

ID=56355685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/050276 WO2016110963A1 (ja) 2015-01-07 2015-01-07 放電加工用電極線及びその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10384282B2 (ja)
EP (1) EP3100812A4 (ja)
JP (1) JP6369545B2 (ja)
KR (1) KR20160113284A (ja)
WO (1) WO2016110963A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3585535A4 (en) 2018-02-22 2021-04-28 E. Holdings, Inc. METHOD OF MANUFACTURING A MG BRASS EDM WIRE
CN111590153B (zh) * 2020-06-05 2021-09-17 宁波博德高科股份有限公司 一种微细电火花加工用电极丝、制备方法及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2004160655A (ja) * 1995-03-24 2004-06-10 Berkenhoff Gmbh ワイヤー電極
US20090025959A1 (en) * 2005-12-01 2009-01-29 Dandridge Tomalin Edm wire

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2742008C2 (de) * 1977-09-17 1983-12-29 Diehl GmbH & Co, 8500 Nürnberg Verfahren zur Herstellung eines Messing-Werkstoffes mit Mikroduplex-Gefüge
JPS5924170B2 (ja) * 1977-11-10 1984-06-07 秀夫 金子 放電加工用ワイヤ電極用合金
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
JP2002126950A (ja) 2000-10-23 2002-05-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ワイヤ放電加工用電極線の製造方法
FR2833875B1 (fr) * 2001-12-21 2004-07-02 Thermocompact Sa Fil pour electroerosion a grande vitesse d'usinage
KR100543847B1 (ko) * 2005-04-01 2006-01-20 주식회사 엠에이씨티 방전가공용 전극선 및 그 제조 방법
JP2008296298A (ja) 2007-05-30 2008-12-11 Oki Electric Cable Co Ltd ワイヤ放電加工用電極線
CN104191056B (zh) 2014-08-13 2016-06-29 宁波博威麦特莱科技有限公司 一种高精度锌基合金电极丝及其制备方法
JP6418507B2 (ja) 2014-11-07 2018-11-07 日立金属株式会社 放電加工用電極線の製造方法
EP3100813A4 (en) * 2015-01-07 2017-10-11 Hitachi Metals, Ltd. Electric discharge machining electrode wire and manufacturing method therefor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004160655A (ja) * 1995-03-24 2004-06-10 Berkenhoff Gmbh ワイヤー電極
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
US20090025959A1 (en) * 2005-12-01 2009-01-29 Dandridge Tomalin Edm wire

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3100812A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016110963A1 (ja) 2017-10-12
US20170072489A1 (en) 2017-03-16
KR20160113284A (ko) 2016-09-28
EP3100812A1 (en) 2016-12-07
EP3100812A4 (en) 2017-10-04
US10384282B2 (en) 2019-08-20
JP6369545B2 (ja) 2018-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140029257A (ko) 내열성이 우수한 Sn 피복층 부착 구리 합금 판조
JPWO2014007259A1 (ja) 銅合金線材及びその製造方法
JP6418507B2 (ja) 放電加工用電極線の製造方法
CN113994439A (zh) 铜覆钢线、弹簧、绞合线、绝缘电线以及电缆
JP2022531909A (ja) スパーク浸食切断のためのワイヤ電極および該ワイヤ電極を生産する方法
JP6369545B2 (ja) 放電加工用電極線及びその製造方法
JP6369546B2 (ja) 放電加工用電極線及びその製造方法
JP2007152398A (ja) 銅被覆アルミニウム線の製造方法
JP6558605B2 (ja) 放電加工用電極線
US10589369B2 (en) Electrode wire for electrical discharge machining and method of manufacturing electrode wire for electrical discharge machining
JP6655769B1 (ja) めっき線棒、当該めっき線棒の製造方法、並びに、当該めっき線棒を用いた、ケーブル、電線、コイル、ワイヤハーネス、ばね部材、エナメル線、及び、リード線
WO2018124115A1 (ja) 表面処理材およびこれを用いて作製した部品
ES2860579T3 (es) Alambre con núcleo de acero con un revestimiento de aleación metálica
KR102451451B1 (ko) 와이어 방전 가공용 전극선
CN108699716B (zh) 铜包覆镁线及其制造方法
JP2010129410A (ja) 電線導体の製造方法および電線導体
JP2017189828A (ja) ワイヤ放電加工用電極線
JP2005138236A (ja) 放電加工用電極線の製造方法及び放電加工用電極線
JP2005349467A (ja) 極細めっき線の製造方法
JP2020049573A (ja) 放電加工用電極線

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016534745

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15876841

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15122112

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167023768

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015876841

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015876841

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE