JPH10235522A - ワイヤ放電加工用電極線およびその製造方法 - Google Patents
ワイヤ放電加工用電極線およびその製造方法Info
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- JPH10235522A JPH10235522A JP9193586A JP19358697A JPH10235522A JP H10235522 A JPH10235522 A JP H10235522A JP 9193586 A JP9193586 A JP 9193586A JP 19358697 A JP19358697 A JP 19358697A JP H10235522 A JPH10235522 A JP H10235522A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING 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
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
- B23H7/08—Wire electrodes
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- Electrochemistry (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電加工時間を短くすることができ、かつ電
極線物質が被加工物に付着しにくく、被加工物の切断表
面性状が滑らかになり、放電加工開始時の電極線の位置
決めが容易で、給電ダイスやガイドダイス等の寿命に悪
影響を与えないワイヤ放電加工用電極線を低価格で提供
する。 【解決手段】 芯材と、その芯材の外周に形成された被
覆層とを備えたワイヤ放電加工用電極線は、芯材の少な
くとも表面層の材質が銅を含み、被覆層の材質は、Z
n、Cs、Se、TeおよびMgからなる群から選ばれ
た少なくとも1種と銅との合金を含み、かつ銅の含有量
が50.5重量%以上75重量%以下であり、被覆層の
表面上には自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在していな
い。
極線物質が被加工物に付着しにくく、被加工物の切断表
面性状が滑らかになり、放電加工開始時の電極線の位置
決めが容易で、給電ダイスやガイドダイス等の寿命に悪
影響を与えないワイヤ放電加工用電極線を低価格で提供
する。 【解決手段】 芯材と、その芯材の外周に形成された被
覆層とを備えたワイヤ放電加工用電極線は、芯材の少な
くとも表面層の材質が銅を含み、被覆層の材質は、Z
n、Cs、Se、TeおよびMgからなる群から選ばれ
た少なくとも1種と銅との合金を含み、かつ銅の含有量
が50.5重量%以上75重量%以下であり、被覆層の
表面上には自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在していな
い。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤ放電加工に
使用する電極線およびその製造方法に関するものであ
る。
使用する電極線およびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【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
または油など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
造などに利用されている。このようなワイヤ放電加工に
おいては、被加工物の仕上がり、加工精度および仕上が
り表面状態が良好なこと、電極線からの物質が被加工物
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され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
るという理由から、従来より黄銅線が用いられている。
極線と称される線状の加工電極と被加工物との間に、水
または油など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
造などに利用されている。このようなワイヤ放電加工に
おいては、被加工物の仕上がり、加工精度および仕上が
り表面状態が良好なこと、電極線からの物質が被加工物
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され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
るという理由から、従来より黄銅線が用いられている。
【0003】
【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ができ
る電極線が望まれている。特に、高電圧でかつ短時間の
パルスの繰返し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。
改良進歩に伴い、放電加工速度を向上させることができ
る電極線が望まれている。特に、高電圧でかつ短時間の
パルスの繰返し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。
【0004】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。また黄銅線では、被加工物への電極線
からの物質の付着量も多く、被加工物の切断表面性状が
荒く、また高速で放電加工しようとすると電極線が断線
しやすいという欠点もあった。
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。また黄銅線では、被加工物への電極線
からの物質の付着量も多く、被加工物の切断表面性状が
荒く、また高速で放電加工しようとすると電極線が断線
しやすいという欠点もあった。
【0005】また、Cu(銅)またはCu合金からなる
芯にZn(亜鉛)を被覆したものや、Znを被覆後熱処
理を施して拡散により表面層にCu−Zn合金を生じさ
せかつその最表面に酸化皮膜が存在するワイヤ放電加工
用電極線も一部で使用されている。しかしながら、前者
では被加工物の切断表面性状は改善されるが十分に速い
放電加工速度を得ることができず、後者では放電加工速
度はある程度改善されるが被加工物の切断表面性状が十
分に改善されず、また放電加工を開始する前の電極線の
位置決めが容易でないという問題があった。さらに、芯
材とその芯材の外周に形成された被覆層とを備えた従来
のワイヤ放電加工用電極線は黄銅線と比較して放電加工
特性は向上するが、電極線自身と給電ガイドと案内用ガ
イドダイスの摩耗損傷が激しくて寿命が短くなって、放
電加工コストがかなり高くなるという問題があった。
芯にZn(亜鉛)を被覆したものや、Znを被覆後熱処
理を施して拡散により表面層にCu−Zn合金を生じさ
せかつその最表面に酸化皮膜が存在するワイヤ放電加工
用電極線も一部で使用されている。しかしながら、前者
では被加工物の切断表面性状は改善されるが十分に速い
放電加工速度を得ることができず、後者では放電加工速
度はある程度改善されるが被加工物の切断表面性状が十
分に改善されず、また放電加工を開始する前の電極線の
位置決めが容易でないという問題があった。さらに、芯
材とその芯材の外周に形成された被覆層とを備えた従来
のワイヤ放電加工用電極線は黄銅線と比較して放電加工
特性は向上するが、電極線自身と給電ガイドと案内用ガ
イドダイスの摩耗損傷が激しくて寿命が短くなって、放
電加工コストがかなり高くなるという問題があった。
【0006】それゆえ、本願発明の目的は、放電加工時
間を短くすることができ、かつ電極線からの物質が被加
工物に付着しにくく、被加工物の切断表面性状が滑らか
になるワイヤ放電加工用電極線を低価格で提供すること
にある。本願発明はまた、電極線の位置決めも容易に行
なうことができかつ給電ガイドや案内用ガイドダイスの
寿命を短縮させることなく、総合的に放電加工コストを
低減し得るワイヤ放電加工用電極線を提供することをも
目的としている。
間を短くすることができ、かつ電極線からの物質が被加
工物に付着しにくく、被加工物の切断表面性状が滑らか
になるワイヤ放電加工用電極線を低価格で提供すること
にある。本願発明はまた、電極線の位置決めも容易に行
なうことができかつ給電ガイドや案内用ガイドダイスの
寿命を短縮させることなく、総合的に放電加工コストを
低減し得るワイヤ放電加工用電極線を提供することをも
目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、鋭意検
討した結果、芯材を所定の蒸気に晒して芯材表面層に含
まれる銅を蒸気の元素と反応させることにより非常に高
速に厚い被覆層を形成することができ、放電加工特性に
優れた(放電加工速度が速く、かつ被加工物の切断面に
付着物がなく、切断表面性状が滑らかである)ワイヤ放
電加工用電極線の得られることを見出した。
討した結果、芯材を所定の蒸気に晒して芯材表面層に含
まれる銅を蒸気の元素と反応させることにより非常に高
速に厚い被覆層を形成することができ、放電加工特性に
優れた(放電加工速度が速く、かつ被加工物の切断面に
付着物がなく、切断表面性状が滑らかである)ワイヤ放
電加工用電極線の得られることを見出した。
【0008】それゆえ、本願発明の1つの態様によるワ
イヤ放電加工用電極線の製造方法では、少なくとも表面
層の材質が銅を含む芯材が、Zn、Cs(セシウム)、
Se(セレン)、Te(テルル)およびMg(マグネシ
ウム)からなる群から選ばれた少なくとも1種の元素を
含む蒸気に晒されて、蒸気の元素と芯材表面層に含まれ
る銅とが反応させられることで芯材の外周に被覆層が形
成される。
イヤ放電加工用電極線の製造方法では、少なくとも表面
層の材質が銅を含む芯材が、Zn、Cs(セシウム)、
Se(セレン)、Te(テルル)およびMg(マグネシ
ウム)からなる群から選ばれた少なくとも1種の元素を
含む蒸気に晒されて、蒸気の元素と芯材表面層に含まれ
る銅とが反応させられることで芯材の外周に被覆層が形
成される。
【0009】この製造方法では、芯材を蒸気に晒すだけ
でよいため、電気めっき後に拡散処理を施す方法と比較
して製造工程を簡略化することができる。このため、製
造コストを低くすることができ、低価格でワイヤ放電加
工用電極線を提供することができる。
でよいため、電気めっき後に拡散処理を施す方法と比較
して製造工程を簡略化することができる。このため、製
造コストを低くすることができ、低価格でワイヤ放電加
工用電極線を提供することができる。
【0010】またこの製造方法では、同種の蒸気中また
は異種の蒸気中に芯材をそれぞれ複数回晒しても何ら問
題はない。これは、拡散処理が施されるワイヤ放電加工
用電極線では表面の酸化または変色が避けられないが、
蒸気を用いる製造方法では表面の酸化および変色がな
く、電極線の表面性状が滑らかで優れているためであ
る。
は異種の蒸気中に芯材をそれぞれ複数回晒しても何ら問
題はない。これは、拡散処理が施されるワイヤ放電加工
用電極線では表面の酸化または変色が避けられないが、
蒸気を用いる製造方法では表面の酸化および変色がな
く、電極線の表面性状が滑らかで優れているためであ
る。
【0011】蒸気を用いる製造方法では、被覆層が形成
された後、減面率で40%以上99%以下の塑性加工が
施されることが好ましい。ここで塑性加工とは、たとえ
ば伸線加工、ローラ加工などである。また、塑性加工の
減面率の範囲を40%以上99%以下としたのは、40
%未満では電極線の十分な強度が得られず、99%を超
えると高温強度が低下して放電加工中の電極線の断線が
多発するためである。ここで、減面率とは、以下の式で
表わされる。
された後、減面率で40%以上99%以下の塑性加工が
施されることが好ましい。ここで塑性加工とは、たとえ
ば伸線加工、ローラ加工などである。また、塑性加工の
減面率の範囲を40%以上99%以下としたのは、40
%未満では電極線の十分な強度が得られず、99%を超
えると高温強度が低下して放電加工中の電極線の断線が
多発するためである。ここで、減面率とは、以下の式で
表わされる。
【0012】
【数1】
【0013】本願発明者らは、銅の含有量が50.5重
量%以上75重量%以下となるように被覆層を形成する
ことによって、放電加工特性の改善がより効果的になる
ことをも見出した。被覆層中の銅の含有量を50.5重
量%以上75重量%以下としたのは、50.5重量%未
満では放電加工速度向上の効果が低下し、75重量%を
超えると放電加工速度の向上や切断面における付着物質
の低減と表面性状の改善などの効果が低下するためであ
る。また、被覆層中の銅の含有量が50.5重量%未満
になると、伸線加工などの塑性加工が困難になりコスト
がアップするという問題も発生する。
量%以上75重量%以下となるように被覆層を形成する
ことによって、放電加工特性の改善がより効果的になる
ことをも見出した。被覆層中の銅の含有量を50.5重
量%以上75重量%以下としたのは、50.5重量%未
満では放電加工速度向上の効果が低下し、75重量%を
超えると放電加工速度の向上や切断面における付着物質
の低減と表面性状の改善などの効果が低下するためであ
る。また、被覆層中の銅の含有量が50.5重量%未満
になると、伸線加工などの塑性加工が困難になりコスト
がアップするという問題も発生する。
【0014】また、300℃以上1050℃以下の蒸気
に芯材を晒すことで被覆層が形成されることが好まし
い。蒸気の温度を300℃以上1050℃未満としたの
は、300℃未満では被覆層を形成するのに芯材を長時
間蒸気に晒す必要からコストアップにつながり、105
0℃を超えると電極線の表面性状が悪くなり放電加工特
性に悪影響を及ぼすためである。
に芯材を晒すことで被覆層が形成されることが好まし
い。蒸気の温度を300℃以上1050℃未満としたの
は、300℃未満では被覆層を形成するのに芯材を長時
間蒸気に晒す必要からコストアップにつながり、105
0℃を超えると電極線の表面性状が悪くなり放電加工特
性に悪影響を及ぼすためである。
【0015】また蒸気に晒して被覆層を形成した後、急
冷させてワイヤ放電加工用電極線を形成することが好ま
しい。これは、急冷させることによりワイヤ放電加工用
電極線の表面が適度に硬くなり、放電加工特性が改善さ
れるためである。
冷させてワイヤ放電加工用電極線を形成することが好ま
しい。これは、急冷させることによりワイヤ放電加工用
電極線の表面が適度に硬くなり、放電加工特性が改善さ
れるためである。
【0016】また、蒸気を用いる製造方法では、亜鉛と
銅とを接触せしめ熱拡散で銅亜鉛合金層を形成する技術
とは、拡散層の成長速度が異なる。つまり、蒸気を用い
る場合の合金層の成長速度は相対的に熱拡散の場合より
大きく、また銅表面上に一部液相を生じた状態での亜鉛
蒸気中処理を狙うためである。また蒸気を用いて製造さ
れた電極線では、表面被覆層の表面に自然酸化膜(厚さ
0.2μm以下)以外の酸化膜は観察されなかった。
銅とを接触せしめ熱拡散で銅亜鉛合金層を形成する技術
とは、拡散層の成長速度が異なる。つまり、蒸気を用い
る場合の合金層の成長速度は相対的に熱拡散の場合より
大きく、また銅表面上に一部液相を生じた状態での亜鉛
蒸気中処理を狙うためである。また蒸気を用いて製造さ
れた電極線では、表面被覆層の表面に自然酸化膜(厚さ
0.2μm以下)以外の酸化膜は観察されなかった。
【0017】また蒸気を用いて形成される被覆層の形成
速度は厚さ方向で5μm/min以上であることが好ま
しい。これは、被覆層の形成速度が5μm/min以上
になると電極線の表面性状がより良好になり、放電加工
特性が向上するためである。さらに、被覆層の形成は大
気圧以上の圧力の蒸気中で実施する方が、表面性状が良
好になるだけでなく、被覆層のCu合金の組成の制御が
容易になるため好ましい。
速度は厚さ方向で5μm/min以上であることが好ま
しい。これは、被覆層の形成速度が5μm/min以上
になると電極線の表面性状がより良好になり、放電加工
特性が向上するためである。さらに、被覆層の形成は大
気圧以上の圧力の蒸気中で実施する方が、表面性状が良
好になるだけでなく、被覆層のCu合金の組成の制御が
容易になるため好ましい。
【0018】さらに、領域に依存して変化する温度を有
する蒸気に芯材を晒す工程において、芯材を蒸気に晒し
始める開始点付近と晒し終える終了点付近との少なくと
もいずれかにおける蒸気の温度を蒸気の最低温度より高
くすることが望ましい。これは、蒸気に晒し始める開始
点付近、または晒し終える終了点付近、あるいはその両
方における蒸気の温度を蒸気の最低温度より高い温度に
することによって被覆層形成速度を速めて電極線の表面
性状をより良好にし、放電加工特性をより向上させるた
めである。
する蒸気に芯材を晒す工程において、芯材を蒸気に晒し
始める開始点付近と晒し終える終了点付近との少なくと
もいずれかにおける蒸気の温度を蒸気の最低温度より高
くすることが望ましい。これは、蒸気に晒し始める開始
点付近、または晒し終える終了点付近、あるいはその両
方における蒸気の温度を蒸気の最低温度より高い温度に
することによって被覆層形成速度を速めて電極線の表面
性状をより良好にし、放電加工特性をより向上させるた
めである。
【0019】本願発明のもう1つの態様によるワイヤ放
電加工用電極線の製造方法では、少なくとも表面層の材
質が銅を含む芯材の表面上にZn層を形成し、そのZn
層を合金化して被覆層にするために拡散焼鈍処理を行な
い、その拡散焼鈍処理の間に被覆層の表面に形成された
酸化被膜を除去する工程を含んでいる。この場合に、Z
n層を形成する方法として、電気めっき法、溶融めっき
法、押出しクラッド法等を利用することができる。
電加工用電極線の製造方法では、少なくとも表面層の材
質が銅を含む芯材の表面上にZn層を形成し、そのZn
層を合金化して被覆層にするために拡散焼鈍処理を行な
い、その拡散焼鈍処理の間に被覆層の表面に形成された
酸化被膜を除去する工程を含んでいる。この場合に、Z
n層を形成する方法として、電気めっき法、溶融めっき
法、押出しクラッド法等を利用することができる。
【0020】なお、この拡散焼鈍を用いる製造方法にお
いても、前述の蒸気を用いる製造方法の場合と同様に、
被覆層が形成された後に減面率で40%以上99%以下
の塑性加工を電極線に施すことが好ましく、また、被覆
層の銅含有量が50.5重量%以上75重量%以下であ
ることが好ましい。
いても、前述の蒸気を用いる製造方法の場合と同様に、
被覆層が形成された後に減面率で40%以上99%以下
の塑性加工を電極線に施すことが好ましく、また、被覆
層の銅含有量が50.5重量%以上75重量%以下であ
ることが好ましい。
【0021】本願発明のさらにもう1つの態様によるワ
イヤ放電加工用電極線は、芯材と、その芯材の外周に形
成された被覆層とを備え、芯材の少なくとも表面層の材
質は銅を含み、被覆層の材質は、Zn、Cs、Se、T
eおよびMgからなる群から選ばれた少なくとも1種と
銅との合金を含みかつ銅の含有量が50.5重量%以上
75重量%以下であり、被覆層の表面に自然酸化被膜以
外の酸化被膜がない構成を有している。
イヤ放電加工用電極線は、芯材と、その芯材の外周に形
成された被覆層とを備え、芯材の少なくとも表面層の材
質は銅を含み、被覆層の材質は、Zn、Cs、Se、T
eおよびMgからなる群から選ばれた少なくとも1種と
銅との合金を含みかつ銅の含有量が50.5重量%以上
75重量%以下であり、被覆層の表面に自然酸化被膜以
外の酸化被膜がない構成を有している。
【0022】本願発明者らは、ワイヤ放電加工用電極線
の表面に自然酸化被膜以外の酸化被膜がない場合、放電
加工切断面の面精度が向上することを見い出した。これ
は、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すると、集中放
電により被加工材と電極線との間に短絡が発生しやすく
なり、特に仕上げ加工の際この傾向が顕著になって放電
加工面の面精度が悪くなるためと考えられる。
の表面に自然酸化被膜以外の酸化被膜がない場合、放電
加工切断面の面精度が向上することを見い出した。これ
は、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すると、集中放
電により被加工材と電極線との間に短絡が発生しやすく
なり、特に仕上げ加工の際この傾向が顕著になって放電
加工面の面精度が悪くなるためと考えられる。
【0023】また、自然酸化被膜以外の酸化被膜がない
場合、給電ガイドや案内用ガイドダイスの摩耗損傷が少
なくなって寿命が長くなることも見い出された。これ
は、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すると、表面層
が非常に硬くなることや摩擦係数が大きくなるためと考
えられる。
場合、給電ガイドや案内用ガイドダイスの摩耗損傷が少
なくなって寿命が長くなることも見い出された。これ
は、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すると、表面層
が非常に硬くなることや摩擦係数が大きくなるためと考
えられる。
【0024】さらに、自然酸化被膜以外の酸化被膜がな
い場合、放電加工を開始させる前に電極線に微弱電流を
通してその電極線の位置を判断することによる電極線の
位置決め作業が容易に行なえることも見い出された。こ
れは、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すれば、表面
抵抗が大きくなるために、電極線に流す微弱電流によっ
て電極線の位置を正確に検知することが困難になるから
と考えられる。
い場合、放電加工を開始させる前に電極線に微弱電流を
通してその電極線の位置を判断することによる電極線の
位置決め作業が容易に行なえることも見い出された。こ
れは、自然酸化被膜以外の酸化被膜が存在すれば、表面
抵抗が大きくなるために、電極線に流す微弱電流によっ
て電極線の位置を正確に検知することが困難になるから
と考えられる。
【0025】特に、100℃を超える温度下で生成され
た酸化被膜は電極線の表面性状を悪くし、放電加工特性
を劣化させ、さらに給電ダイスやガイドダイス等の寿命
を短くさせる。
た酸化被膜は電極線の表面性状を悪くし、放電加工特性
を劣化させ、さらに給電ダイスやガイドダイス等の寿命
を短くさせる。
【0026】また本願発明者らは、被覆層の表面に形成
される酸化被膜が自然酸化被膜ではなく、特に0.2μ
mを超える厚さを有している場合にも、電極線の表面性
状が悪くなって放電加工特性が劣化し、さらに給電ダイ
スやガイドダイス等の寿命を短縮させることを見出し
た。
される酸化被膜が自然酸化被膜ではなく、特に0.2μ
mを超える厚さを有している場合にも、電極線の表面性
状が悪くなって放電加工特性が劣化し、さらに給電ダイ
スやガイドダイス等の寿命を短縮させることを見出し
た。
【0027】以上より、本発明の放電加工用ワイヤ電極
線は、高速度で高精度に放電加工を行なうことができ、
かつ被加工物への電極線からの付着物の量が少ないな
ど、優れた放電加工特性を発揮する。特に、この電極線
は、高電圧でかつ短時間のパルス電圧を繰返し付与する
放電加工において優れた放電加工特性を示す。
線は、高速度で高精度に放電加工を行なうことができ、
かつ被加工物への電極線からの付着物の量が少ないな
ど、優れた放電加工特性を発揮する。特に、この電極線
は、高電圧でかつ短時間のパルス電圧を繰返し付与する
放電加工において優れた放電加工特性を示す。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図をも参照して説明する。
て図をも参照して説明する。
【0029】図1は、本発明の1つの実施の形態におけ
るワイヤ放電加工用電極線の製造方法を示すフロー図で
ある。図1に示された工程において、少なくとも表面層
が銅または銅合金からなるように芯材が準備される(ス
テップ1)。この後、Zn、Cs、Se、TeおよびM
gの少なくともいずれかを含む蒸気中に芯材が晒され
る。これにより、芯材の表面層に含まれる銅が、蒸気中
に含まれる元素と反応し、芯材の外周に被覆層が形成さ
れる(ステップ2)。これにより、ワイヤ放電加工用電
極線が製造される。
るワイヤ放電加工用電極線の製造方法を示すフロー図で
ある。図1に示された工程において、少なくとも表面層
が銅または銅合金からなるように芯材が準備される(ス
テップ1)。この後、Zn、Cs、Se、TeおよびM
gの少なくともいずれかを含む蒸気中に芯材が晒され
る。これにより、芯材の表面層に含まれる銅が、蒸気中
に含まれる元素と反応し、芯材の外周に被覆層が形成さ
れる(ステップ2)。これにより、ワイヤ放電加工用電
極線が製造される。
【0030】なお、この後、得られたワイヤ放電加工用
電極線に伸線加工、ローラ加工などの塑性加工が、減面
率で40%以上99%以下となるように施されてもよい
(ステップ3)。
電極線に伸線加工、ローラ加工などの塑性加工が、減面
率で40%以上99%以下となるように施されてもよい
(ステップ3)。
【0031】また芯材が蒸気中に晒されて被覆層が形成
された(ステップ2)後、急冷されて電極線が形成され
てもよい。
された(ステップ2)後、急冷されて電極線が形成され
てもよい。
【0032】また芯材が蒸気に晒される前に芯材が蒸気
の温度以上となるように加熱され、この状態で蒸気中に
芯材が晒されてもよい。また蒸気中で被覆層が形成され
た後、芯材が蒸気の温度以上の温度に加熱されてもよ
い。
の温度以上となるように加熱され、この状態で蒸気中に
芯材が晒されてもよい。また蒸気中で被覆層が形成され
た後、芯材が蒸気の温度以上の温度に加熱されてもよ
い。
【0033】また蒸気の温度は300℃以上1050℃
以下とされることが望ましく、被覆層の形成速度は厚さ
方向で5μm/min以上となるように制御されること
が望ましく、また被覆層は大気圧以上の圧力の蒸気中で
形成されることが望ましい。
以下とされることが望ましく、被覆層の形成速度は厚さ
方向で5μm/min以上となるように制御されること
が望ましく、また被覆層は大気圧以上の圧力の蒸気中で
形成されることが望ましい。
【0034】
【実施例】以下、本発明者らが行なった実験の方法およ
び結果について説明する。
び結果について説明する。
【0035】少なくとも表面層が銅または銅合金からな
る芯材を、Zn、Cs、Se、TeおよびMgの中から
選ばれた少なくとも1種の蒸気中に晒して、以下の表1
に示すような本願発明による実施例試料No.1〜13
を作製した。試料表面に生成したCu合金被覆層の厚さ
およびCu含有量も表1に示されている。
る芯材を、Zn、Cs、Se、TeおよびMgの中から
選ばれた少なくとも1種の蒸気中に晒して、以下の表1
に示すような本願発明による実施例試料No.1〜13
を作製した。試料表面に生成したCu合金被覆層の厚さ
およびCu含有量も表1に示されている。
【0036】
【表1】
【0037】なお、実施例試料No.2、7、11につ
いては、それぞれ2回、3回、2回繰返して蒸気中に晒
して表1に示す表面被覆層厚さにした。
いては、それぞれ2回、3回、2回繰返して蒸気中に晒
して表1に示す表面被覆層厚さにした。
【0038】なお表1において蒸気温度の開始点付近と
は芯材を蒸気に晒し始める点近傍の温度を示し、終了点
付近とは芯材を蒸気に晒し終える点近傍の温度を示して
いる。つまり開始点付近および終了点付近の蒸気温度
は、芯材を蒸気中に通過させる場合には、蒸気の入口部
付近の温度および出口部付近の温度を示している。
は芯材を蒸気に晒し始める点近傍の温度を示し、終了点
付近とは芯材を蒸気に晒し終える点近傍の温度を示して
いる。つまり開始点付近および終了点付近の蒸気温度
は、芯材を蒸気中に通過させる場合には、蒸気の入口部
付近の温度および出口部付近の温度を示している。
【0039】また、本願発明による実施例試料として下
記3種類の試料も準備した。 実施例試料No.14:溶融めっきと熱処理拡散法と酸
洗いにより、芯材:Cu被覆鋼線、被覆層:Cu−45
%Zn合金、線径:0.7mmφ、表面厚さ:40μm
の試料を試作した。
記3種類の試料も準備した。 実施例試料No.14:溶融めっきと熱処理拡散法と酸
洗いにより、芯材:Cu被覆鋼線、被覆層:Cu−45
%Zn合金、線径:0.7mmφ、表面厚さ:40μm
の試料を試作した。
【0040】実施例試料No.15:電気めっきと熱処
理拡散法と電解研磨により、芯材:Cu−20%Zn、
被覆層:Cu−46%Zn合金、線径:0.9mmφ、
表面厚さ:60μmの試料を試作した。
理拡散法と電解研磨により、芯材:Cu−20%Zn、
被覆層:Cu−46%Zn合金、線径:0.9mmφ、
表面厚さ:60μmの試料を試作した。
【0041】実施例試料No.16:電気めっきと熱処
理拡散法と酸洗いにより、芯材:Cu−0.3%Sn、
被覆層:Cu−43%Zn合金、線径:1.0mmφ、
表面厚さ:70μmの試料を試作した。
理拡散法と酸洗いにより、芯材:Cu−0.3%Sn、
被覆層:Cu−43%Zn合金、線径:1.0mmφ、
表面厚さ:70μmの試料を試作した。
【0042】さらに、従来例試料と比較例試料として下
記の試料も準備した。 従来例試料No.1:Cu−35.1重量%Zn、線
径:8mmφ(線径:0.9mmφ) 比較例試料No.1:電気めっきと熱処理拡散法によ
り、芯材:Cu−10重量%Zn合金、被覆層:Cu−
55重量%Zn合金、線径:0.6mmφ、表面層厚
さ:80μmの試料を試作した。
記の試料も準備した。 従来例試料No.1:Cu−35.1重量%Zn、線
径:8mmφ(線径:0.9mmφ) 比較例試料No.1:電気めっきと熱処理拡散法によ
り、芯材:Cu−10重量%Zn合金、被覆層:Cu−
55重量%Zn合金、線径:0.6mmφ、表面層厚
さ:80μmの試料を試作した。
【0043】比較例試料No.2:電気めっきと熱処理
拡散法により、芯材:鋼、被覆層:Cu−45重量%Z
n合金、線径:0.7mmφ、表面層厚さ:40μmの
試料を試作した。
拡散法により、芯材:鋼、被覆層:Cu−45重量%Z
n合金、線径:0.7mmφ、表面層厚さ:40μmの
試料を試作した。
【0044】比較例試料No.3:電気めっきにより、
芯材:Cu−20重量%Zn合金、被覆層:Zn、線
径:0.6mmφ、表面層厚さ:38μmの試料を試作
した。
芯材:Cu−20重量%Zn合金、被覆層:Zn、線
径:0.6mmφ、表面層厚さ:38μmの試料を試作
した。
【0045】以上の試料にその後、塑性加工を行ない、
以下の表2に示す所望の線径の電極線を製造した。その
ときの加工減面率、表面性状および表面被覆層の表面に
観察された酸化被膜の厚さを表2に示す。また、線癖を
なくすため塑性加工工程の最終段階で軽く通電熱処理を
行なった。このようにして得られた電極線において、本
願発明の実施例による電極線はいずれも表面の酸化変色
がなく滑らかで、線癖のない伸直性に優れたものであっ
た。
以下の表2に示す所望の線径の電極線を製造した。その
ときの加工減面率、表面性状および表面被覆層の表面に
観察された酸化被膜の厚さを表2に示す。また、線癖を
なくすため塑性加工工程の最終段階で軽く通電熱処理を
行なった。このようにして得られた電極線において、本
願発明の実施例による電極線はいずれも表面の酸化変色
がなく滑らかで、線癖のない伸直性に優れたものであっ
た。
【0046】
【表2】
【0047】なお、実施例試料NO.8−1、8−2、
13−1、13−2と比較例試料NO.1−1、1−2
は、それぞれ線径を異ならせたものである。
13−1、13−2と比較例試料NO.1−1、1−2
は、それぞれ線径を異ならせたものである。
【0048】表2に示さ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、被加工物への電極物質の付着量、被加工物の切断表
面性状、電極線の断線状況および自動結線性について調
査した。その結果を以下の表3に示す。なお、放電加工
速度については、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)を求めた後、従来例試料の電
極線の加工断面積を1.0としてそれぞれの比を求め、
放電加工速度比として表3に示した。被加工物への電極
物質の付着量についても従来例試料の電極線を100と
して相対的な比率で示した。
に取付けて同一条件で放電加工を行ない、放電加工速
度、被加工物への電極物質の付着量、被加工物の切断表
面性状、電極線の断線状況および自動結線性について調
査した。その結果を以下の表3に示す。なお、放電加工
速度については、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)を求めた後、従来例試料の電
極線の加工断面積を1.0としてそれぞれの比を求め、
放電加工速度比として表3に示した。被加工物への電極
物質の付着量についても従来例試料の電極線を100と
して相対的な比率で示した。
【0049】また、放電加工を開始させる時の電極線の
位置決め作業性および給電ダイスやガイドダイス等の寿
命の評価結果を表4に示す。なお、寿命評価では、従来
例試料NO.1についての寿命を1.0とする相対的な
比率で示している。
位置決め作業性および給電ダイスやガイドダイス等の寿
命の評価結果を表4に示す。なお、寿命評価では、従来
例試料NO.1についての寿命を1.0とする相対的な
比率で示している。
【0050】
【表3】
【0051】
【表4】
【0052】上記表2、表3および表4の結果より、本
願発明によるいずれの実施例試料においても、比較例試
料および従来例試料に比べて、放電加工速度が速く、か
つ被加工物に電極物質の付着量が少なく、切断表面性状
が滑らかなであって、給電加工開始時の電極線の位置決
めも容易で、給電ダイスやガイドダイス等の寿命に悪影
響を与えないことが判明した。
願発明によるいずれの実施例試料においても、比較例試
料および従来例試料に比べて、放電加工速度が速く、か
つ被加工物に電極物質の付着量が少なく、切断表面性状
が滑らかなであって、給電加工開始時の電極線の位置決
めも容易で、給電ダイスやガイドダイス等の寿命に悪影
響を与えないことが判明した。
【0053】今回開示された実施の形態および実施例
は、すべての点で例示であって制限的なものではないと
考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明
ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の
範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含ま
れることが意図される。
は、すべての点で例示であって制限的なものではないと
考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明
ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の
範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含ま
れることが意図される。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明に従うワ
イヤ放電加工用電極線は、従来例よりも、放電加工特性
(加工速度、切断表面性状など)が著しく向上し、放電
加工開始時の電極線の位置決め作業も容易で、自動結線
性も良好であり、給電ダイスやガイドダイス等の寿命に
悪影響を与えないということができる。
イヤ放電加工用電極線は、従来例よりも、放電加工特性
(加工速度、切断表面性状など)が著しく向上し、放電
加工開始時の電極線の位置決め作業も容易で、自動結線
性も良好であり、給電ダイスやガイドダイス等の寿命に
悪影響を与えないということができる。
【図1】本願発明の1つの実施の形態におけるワイヤ放
電加工用電極線の製造方法を示すフロー図である。
電加工用電極線の製造方法を示すフロー図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江崎 繁男 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 久米 敏弘 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 稲澤 信二 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内
Claims (14)
- 【請求項1】 芯材と、前記芯材の外周に形成された被
覆層とを備えたワイヤ放電加工用電極線であって、 前記芯材の少なくとも表面層の材質は銅を含み、 前記被覆層の材質は、Zn、Cs、Se、TeおよびM
gからなる群から選ばれた少なくとも1種と銅との合金
を含み、かつ銅の含有量が50.5重量%以上75重量
%以下であり、 前記被覆層の表面上には自然酸化被膜以外の酸化被膜が
存在しない、ワイヤ放電加工用電極線。 - 【請求項2】 前記自然酸化被膜は100℃以下の温度
下で生成されたものである、請求項1に記載のワイヤ放
電加工用電極線。 - 【請求項3】 前記自然酸化被膜は0.2μm以下の厚
みを有している、請求項1に記載のワイヤ放電加工用電
極線。 - 【請求項4】 芯材と、前記芯材の外周に形成された被
覆層とを備えたワイヤ放電加工用電極線の製造方法であ
って、 少なくとも表面層の材質が銅を含む前記芯材を、Zn、
Cs、Se、TeおよびMgからなる群から選ばれた少
なくとも1種の元素を含む蒸気に晒して、前記蒸気の元
素と前記芯材表面層に含まれる銅とを反応させることで
前記芯材の外周に前記被覆層を形成する、ワイヤ放電加
工用電極線の製造方法。 - 【請求項5】 前記被覆層が形成された後、減面率で4
0%以上99%以下の塑性加工を施す、請求項4に記載
のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。 - 【請求項6】 前記被覆層は、銅の含有量が50.5重
量%以上75重量%以下となるように形成される、請求
項4に記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。 - 【請求項7】 300℃以上1050℃以下の温度の前
記蒸気に前記芯材を晒すことで前記被覆層が形成され
る、請求項4に記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方
法。 - 【請求項8】 前記蒸気に晒して前記被覆層を形成した
後、それを急冷する、請求項4に記載のワイヤ放電加工
用電極線の製造方法。 - 【請求項9】 前記被覆層の厚さ方向の形成速度は5μ
m/min以上である、請求項4に記載のワイヤ放電加
工用電極線の製造方法。 - 【請求項10】 前記被覆層は大気圧以上の圧力下で形
成される、請求項4に記載のワイヤ放電加工用電極線の
製造方法。 - 【請求項11】 前記芯材を前記蒸気に晒す工程におい
て、前記蒸気はその領域に依存して変化する温度を有
し、前記芯材を前記蒸気に晒し始める開始点付近と晒し
終える終了点付近との少なくともいずれかの領域におい
て前記蒸気の温度が前記蒸気の最低温度より高い、請求
項4に記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。 - 【請求項12】 芯材と、前記芯材の外周に形成された
被覆層とを備えたワイヤ放電加工用電極線の製造方法で
あって、 少なくとも表面層の材質が銅を含む前記芯材の表面上に
Zn層を形成し、 前記Zn層を合金化して前記被覆層を形成するために拡
散焼鈍処理を行ない、 前記拡散焼鈍処理の間に前記被覆層の表面に形成された
酸化被膜を除去する工程を含む、ワイヤ放電加工用電極
線の製造方法。 - 【請求項13】 前記酸化被膜を除去する工程の後に、
さらに、減面率で40%以上99%以下の塑性加工が施
される、請求項12に記載のワイヤ放電加工用電極線の
製造方法。 - 【請求項14】 前記被覆層はそのCu含有量が50.
5wt%以上75wt%以下になるように形成される、
請求項12に記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方
法。
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MYPI97006068A MY118304A (en) | 1996-12-26 | 1997-12-16 | Manufacturing method of a wire electrode for electro-discharge machining |
CA002224964A CA2224964C (en) | 1996-12-26 | 1997-12-16 | Wire electrode for electro-discharge machining and manufacturing method thereof |
SG1997004553A SG55439A1 (en) | 1996-12-26 | 1997-12-18 | Wire electrode for electro-discharge machining and manufacturing method thereof |
KR1019970073115A KR100268963B1 (ko) | 1996-12-26 | 1997-12-24 | 와이어방전가공용전극선및이의제조방법 |
EP97310624A EP0850716B1 (en) | 1996-12-26 | 1997-12-24 | Manufacturing method of a wire electrode for electro-discharge machining |
DE69710437T DE69710437T2 (de) | 1996-12-26 | 1997-12-24 | Verfahren zur Herstellung einer Drahtelektrode zum Funkenerodieren |
IDP973969A ID19322A (id) | 1996-12-26 | 1997-12-24 | Elektroda kawat untuk mesin electro-discharge dan metoda pembuatan |
US09/604,915 US6300587B1 (en) | 1996-12-26 | 2000-06-28 | Wire electrode for electro-discharge machining and manufacturing method thereof |
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JP34700896 | 1996-12-26 | ||
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JPH10235522A true JPH10235522A (ja) | 1998-09-08 |
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ID=26507958
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---|---|---|---|
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---|---|
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EP (1) | EP0850716B1 (ja) |
JP (1) | JP3248457B2 (ja) |
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CA (1) | CA2224964C (ja) |
DE (1) | DE69710437T2 (ja) |
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