JP3303296B2

JP3303296B2 - ワイヤ放電加工用電極線

Info

Publication number: JP3303296B2
Application number: JP22909290A
Authority: JP
Inventors: 由弘中井; 和夫澤田; 繁男江崎; 浩一山田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1990-08-29
Publication date: 2002-07-15
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JPH03236431A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、ワイヤ放電加工に使用する電極線に関す
るものである。

［従来の技術］ワイヤ放電加工は、ワイヤ放電加工用電極線と称され
る線状の加工電極と被加工物との間に、水または油等の
加工液を介し間欠的な放電を起こさせながら、被加工物
をワイヤ放電加工用電極線に対して相対的に移動させる
ことにより、被加工物を所望の形状に溶融し切断する方
法である。この方法は、各種の金型の製造等に利用され
ている。このようなワイヤ放電加工においては、被加工
物の仕上り、加工精度および仕上り表面状態が良好なこ
と、電極線が被加工物に付着しないこと、および放電加
工時間が短いこと、といった放電加工特性が要求されて
いる。そして、このようなワイヤ放電加工に使用する放
電加工用電極線としては、電極線として優れた伸線加工
性および強度を有することから、従来より黄銅線が用い
られている。

［発明が解決しようとする課題］最近では、加工電源の改良進歩に伴い、放電加工速度
を向上させることのできる電極線が望まれている。特
に、高電圧でかつ短時間のパルス電圧を付与するような
ワイヤ放電加工機の電源を使用するような場合におい
て、放電加工速度を高めることのできる電極線が望まれ
ている。

しかしながら、従来の黄銅線を使用した放電加工用電
極線では、十分に速い放電加工速度を得ることができな
かった。また被加工物への電極線の付着量も多く、また
高速で放電加工をしようとすると断線しやすいという欠
点もあった。

この発明の目的は、放電加工時間を短くすることがで
き、かつ電極線が被加工物に付着しにくいワイヤ放電加
工用電極線を提供することにある。

［課題を解決するための手段および発明の作用効果］この発明によるワイヤ放電加工用電極線の１つは、Zn
を38〜50質量％含有し、残部がCuからなるCu合金からな
る。Zn含有量を38〜50質量％としたのは、38質量％未満
では放電加工速度の向上の効果が少なく、また50質量％
を超えると細線への加工が困難になるからである。

この発明において、好ましくはZn含有量は40〜50質量
％であり、さらに好ましくは40〜46質量％である。

この発明に従えば、従来電極線として用いられている
黄銅よりも多くのZnを含有することにより、放電加工速
度が向上し、かつ被加工物への付着量が少なくなる。ま
た放電加工中における断線も少なくすることができる。

この発明の好ましい実施態様の１つに従うワイヤ放電
加工用電極線は、Znを40〜50質量％含有し、さらにZrを
0.01〜1.0質量％含有し、残部がCuからなるCu合金から
なる。

Znの含有量を増加させた場合には放電加工特性は向上
するが、β相が生じるため、従来同様の加工方法では、
細線への加工が困難になるという問題を生じる。このた
め、この実施態様では、Zrを0.01〜1.0質量％含有させ
ることにより、加工性を改善している。

本発明者等は、Znの含有量が40質量％を超えた場合の
添加元素を冷間での伸線加工性および放電加工特性の関
係を種々検討した結果、Znの含有量が40〜50質量％のと
き、Zrを0.01〜1.0質量％添加した場合、β相が細分化
されて冷間での伸線加工性が向上することを見出した。
この実施態様は、このような知見にもとづくものであ
る。Zrの含有量を0.01〜1.0質量％としたのは、Zrの含
有量が0.01質量％未満になると加工性改善の効果が少な
くなり、1.0質量％を超えると加工性改善の効果が飽和
するとともに放電加工速度が遅くなるためである。ま
た、Zn含有量が50質量％を超える場合には、Zrの添加効
果があまり認められなくなる。

また、Zrの添加は、単に加工性を改善するのみなら
ず、放電加工速度等の放電加工特性の改善をもたらす。

この発明の他の好ましい実施態様に従うワイヤ放電加
工用電極線では、Znを40〜50質量％含有し、さらにCe、
Ti、Mg、Bi、およびMnからなるグループより選ばれる少
なくとも１種の元素を合計で0.001〜0.05質量％含有
し、残部がCuからなるCu合金からなる。

この実施態様も上述の実施態様と同様に、β相の発生
により低下する加工性を改善するため、Ce、Ti、Mg、B
i、およびMnからなるグループより選ばれる少なくとも
１種の元素を添加している。このような元素の添加によ
り、β相が微細化され、冷間伸線が可能となるばかりで
なく、放電加工速度も向上し、表面性状も平滑になるこ
とを、本発明者等は見出した。

これらの元素の含有量を0.001〜0.05質量％としたの
は、0.001質量％未満であると、加工速度および表面性
状などの放電加工特性や、冷間での伸線加工性を向上さ
せる効果が少なくなり、0.05質量％を超えると、そのよ
うな効果が飽和してしまうからである。

この発明のさらに他の好ましい実施例に従うワイヤ放
電加工用電極線は、Znを40〜50質量％含有し、さらにA
l、Si、FeおよびCaからなるグループより選ばれる少な
くとも１種の元素を合計で0.01〜2.0質量％含有し、残
部がCuからなるCu合金からなり、ただし、前記グループ
より選ばれる元素がSiのみの場合、前記Siの含有量は0.
01質量％以上0.5質量％未満であるものである。

この実施態様においては、β相の発生により低下する
加工性を改善するために、Al、Si、FeおよびCaからなる
グループより選ばれる少なくとも１種の元素を添加して
いる。

これらの元素の含有量を合計で0.01〜2.0質量％とし
ているのは、0.01質量％未満であると、加工性の改善の
効果が少なくなり、2.0質量％を超えると、加工性改善
の効果が飽和してしまうからである。

この発明に従うワイヤ放電加工用電極線においては、
引張強さが90kg/mm²以上であり、引張強さに対する0.2
％耐力の比率が0.85〜0.95であることが好ましい。この
発明に従う多くの電極線は、このような好ましい範囲内
となるように、引張強さが90kg/mm²以上であり、引張強
さに対する0.2％耐力の比率が0.85〜0.95という値を示
す。これらの規定を満足するものは、特に自動結線性に
おいて優れている。

この発明に従うワイヤ放電加工用電極線は、放電加工
速度が速く、かつ被加工物に電極線が付着しない等、放
電加工特性が非常に優れている。特に、この発明の電極
線は、高電圧でかつ短時間のパルス電圧を付与する放電
加工機において、優れた放電加工特性を示す。

［実施例］実施例No.1〜６ならびに比較例No.19および従来例No.31 通常のCu地金を溶解したものに、表１に示すZn含有量
となるようにZnを添加して連続的に鋳造することにより
表１に示すCu合金材料を得た。このCu合金材料を熱間押
出しにより直径8mmの荒引き線にした。この荒引き線を
細線化して直径0.2mmの電極線を製造した。

また、細線化における最終の段階では線癖を少なくす
るために、軽く通電加熱処理を行なった。

得られた電極線をワイヤ放電加工機に取付けて、同一
条件で放電加工を行ない、放電加工速度、被加工物への
付着量、被加工物の表面性状および電極線の断線状況を
調べた。これらの結果を表１に併せて示す。

放電加工速度は、単位時間当りの加工断面積（加工送
り速度と被加工物厚さの積）で求め、従来例No.31のワ
イヤ放電加工用電極線の放電加工速度を1.00として相対
比で表した。

また、被加工物の付着量も、従来例No.31を100として
相対的な比率で表した。

また被加工物の表面性状は下記に示すＡまたはＢで評
価した。

A:表面が滑らかで厚さ方向での寸法差がなく良好であ
る。

B:表面がやや粗く厚さ方向の中央部で太鼓状の形状を
示す。

なお、比較例No.19は、加工中に断線が多発し、直径
0.2mmまでの加工が不可能であった。

表１の結果から明らかなように、この発明に従いZn含
有量が38〜50質量％である実験No.1〜６の電極線は、従
来例のNo.31のものに比べ放電加工速度が速く、また被
加工物への付着量も少なく、さらに被加工物の表面性状
においても優れている。また加工中における断線もほと
んどなかった。

実施例No.7〜18ならびに比較例No.20〜30 以下、Zn以外にさらに他の元素を添加する実験例につ
い説明する。

通常のCu地金を溶解したものに、表２に示す量のZnお
よびその他の元素を添加して、連続的に鋳造することに
よりCu合金材料を得た。このCu合金材料を熱間押出しに
より上記の実施例と同様にして直径8mmの荒引き線にし
た。この荒引き線を細線化し、直径0.2mmの電極線を製
造した。

得られた電極線をワイヤ放電加工機に取付けて、上記
の実施例と同様に同一条件で放電加工を行ない、放電加
工速度、被加工物への付着量、被加工物の表面性状およ
び電極線の断線状況を評価し、表２に併せて示した。

Zn含有量が38質量％よりも少ない実験No.26〜30に比
べて、この発明に使う実験No.7〜18は、いずれも高い放
電加工速度、少ない被加工物への付着量および優れた表
面性状を示した。また加工中における断線回数も非常に
少なかった。

実施例No.7〜９と比較例No.20およびNo.21との比較か
ら明らかなように、Zrは0.01〜10質量％含有することが
好ましい。

また実施例No.10〜13と、比較例No.22およびNo.24と
の比較から明らかなように、Ce、Ti、Mg、Bi、およびMn
からなるグループより選ばれる少なくとも１種の元素
は、合計で0.01〜0.05質量％含有することが好ましい。

実施例No.14〜18と比較例No.23および25との比較から
明らかなように、Al、Si、Fe、Ca、およびLaからなるグ
ループより選ばれる少なくとも１種の元素は、合計で0.
01〜2.0質量％含まれることが好ましい。

表３は、上記の実施例No.1〜18ならびに比較例No.19
〜30および従来例No.31の電極線の引張強さ、0.2％耐力
および引張強さに対する0.2％耐力の比率ならびに自動
結線性の評価を示している。表３から明らかなように、
0.2％耐力／引張強さの比率が0.95を超えているNo.25〜
27およびNo.29は、いずれも自動結線性が劣っていた。

これに対し、0.2％耐力／引張強さの比率が0.85〜0.9
5の範囲内であるその他の実験例は、いずれも自動結線
性が良好であった。

この発明に従う実験No.1〜18の電極線は、いずれも引
張強さが90kg/mm²以上であり、かつ0.2％耐力／引張強
さの比率が0.85〜0.95であり、自動結線性に優れてい
た。このことからも、この発明に従う電極線は、一般的
に自動結線性が優れているということができる。

フロントページの続き (72)発明者山田浩一大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献特開昭59−50141（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−52335（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−170233（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−50139（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−130128（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−86839（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−129744（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−127924（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 1/00 - 49/14 B23H 7/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】40質量％を上回りかつ50質量％以下のZnを
含有し、残部がCuからなるCu合金からなる、ワイヤ放電
加工用電極線。
【請求項２】40質量％を上回りかつ46質量％以下のZnを
含有し、残部がCuからなるCu合金からなる、ワイヤ放電
加工用電極線。
【請求項３】40質量％を上回りかつ50質量％以下のZnを
含有し、さらにZrを0.01〜1.0質量％含有し、残部がCu
からなるCu合金からなる、ワイヤ放電加工用電極線。
【請求項４】40質量％を上回りかつ50質量％以下のZnを
含有し、さらにCe、Ti、Mg、BiおよびMnからなるグルー
プより選ばれる少なくとも１種の元素を合計で0.001〜
0.05質量％含有し、残部がCuからなるCu合金からなる、
ワイヤ放電加工用電極線。
【請求項５】40質量％を上回りかつ50質量％以下のZnを
含有し、さらにAl、Si、FeおよびCaからなるグループよ
り選ばれる少なくとも１種の元素を合計で0.01〜2.0質
量％含有し、残部がCuからなるCu合金からなり、ただ
し、前記グループより選ばれる元素がSiのみの場合、前
記Siの含有量は0.01質量％以上0.5質量％未満である、
ワイヤ放電加工用電極線。