JPS59211550A - ワイヤカツト放電加工用電極材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 木兄萌はワイヤ力・ノド放電加工装置の線電極材料とし
て従来と同等程度の加速度で、精度が高１．％加工がで
きる安価で好適な金属材料に関する。

ワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ電極と被加工体と
の間で放電を起こさせ、上記放電により生ずる熱および
衝撃で被加工体を切断加工するもので、複雑な形状を有
するプレス金型のような工作物の加工には特に適してい
る。

一般にワイヤカット放電加工に於ては、工作物の表面の
仕上げ状態および寸法精度が良好なこと、加工所要時間
が短いこと等が要求されているが、これら等を満足させ
るためには、ワイヤ電極と被加工体との間で起る放電に
よる加工効率を向上させる必要がある。一方、放電加工
装置の電源形式と被加工体の材質、表面の仕上り状態、
寸法精度等が指定されると、放電加工時間等は使用する
ワイヤ電極の材質及び線径等によって左右されることに
なる。

而して、ワイヤ電極材料としては線引加工が容易である
こと、導電性が良好なこと、電極として使用した時、加
工速度が大で、且つ、好ましくは消耗比が小さいこと、
耐熱性が良好で特に高温時に抗張力が劣化せず使用中に
切断し難いこと、また、加工硬化および短絡がしに（く
、且つ、２次元加工、３次元加工史にはワイヤ電極を巻
いた箇所若しくは曲げた箇所での加工が可能であること
、これに加えて更には放電加工時のワイヤ電極のたわみ
量（所謂タイコ量μ）が小さく、親水性がよいこと、そ
して更に安価であること等々の性質が要求される。

このため、電極材料としては、一般的には純銅、若しく
は黄銅等の銅合金が用いられており、またこの他には亜
酸化銅を添加した銅合金も提案されている。

銅電極は導電率の点では良好な値を有するが、消耗比が
６０％前後である上、抗張力等の機械的強度、耐熱性の
点でも不充分であり、また黄銅線は抗張力等の機械的強
度および加工速度の点においては銅線より優れているが
、導電性および消耗比の点においては幾分劣っている。

そして黄銅線は硬銅を上回る抗張力及び硬度、即ち、ば
ね性を有しているため、くせが残存しており、ガイド間
において充分大きな張力で張って移動させるようにしな
いと、充分な直線性が出にり＜、加工精度とワイヤ断線
の問題が相矛盾していた。

一方、純銅に亜酸化銅ｃｕ２ｏを１−５％配合した合金
線は、導電性が純銅と大差なく、消耗比も２０〜３０％
前後であり、加工速度も優れているが、難切断性につい
てはなお問題がある。

そして、かかる銅合金系のワイヤ電極としては、実質上
黄銅合金系のものが、使用されるようになって来ている
が、その多量使用消費の傾向と高精度化の傾向とから主
として価格及び抗張力の点で今一つ満足できないもので
あった。

他方タングステンやモリブデンまたはその合金を約０．
１鰭φ前後、またはそれ以下に線引したワイヤ電極もあ
るが、高価なため、もっばら特殊な用途に使用されてい
たにすぎなかった。

また、ワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ電極を一般
的には一方のリールから他方のリールへ移動せしめ、加
工液を供給しつつパルス放電を行なわセて放電加工する
ことにより所望の形状を加工するものであるので、この
間のワイヤ電極はブレーキローラとピンチローラ間、キ
ャプスタンとピンチローラ間、案内ローラおよび案内ガ
イド等々を通過する度にねじりや曲げが加えられ、これ
によってワイヤ電極は加工硬化を生じ、このため直線性
が損なわれたり、また、逆にワイヤ電極を強く曲げた部
分で加工を行おうとする場合には小さな曲げ半径を得る
ことが不可能となり、従って、被加工体のオーバハング
した部分、例えば、押し出しダイのホロ一部分、トリム
ダイの切刃部分等の輪郭形状の加工が行えないという問
題点があった。

本発明は紅玉の観点にたってなされたものであって、そ
の目的とするところは、大量使用消費に対し黄銅合金系
のものより安価な材料及びワイヤで、そして高精度加工
のために黄銅合金系のものより耐熱性を有し、抗張力が
高く、離断性で黄銅合金系のものに比肩し得る程々の加
工速度を得ることができ、そしてそのために導電率が大
きくなく、接触抵抗、表面抵抗及び障壁抵抗がその材料
合金としては低いワイヤカット放電加工用電極材を提供
することにある。

而して、その要旨とするところは、硬鋼線材（特に、Ｊ
ＩＳ　３５０６−３ＷＲＩＩ６２Ａ若しくはＪＩＳ　３
５０６−Ｓ讐Ｒ＋１３２）を主体とし、重量百分率で０
．０５〜３％のＹｌＳｍ、　Ｌａ、　Ｃｅ及びミソシュ
メタル等のうちから選んだ少なくとも一種以上の希土類
元素を含有して成る合金に存するものである。

而して、特に、上記の如くワイヤカット放電加工用電極
材として希土類元素を含有するものは公知である。

例えば、特開昭５３−４９３９７号公報には、Ｃｕ又は
Ｃｕ＋Ｃｕ２０合金に重量百分率で０．１〜５％の希土
類元素を１種または２種以上含有せしめた電極材が、ま
た、特開昭５６−９０９４３号公報には１〜４０％のＺ
ｎと、ＭｎＸＭＬ希土類元素のいずれか１種または２種
以上を合計０．１〜３％を含み、残部Ｃｕからなるワイ
ヤカット放電加工電極用合金が記載されているが如くで
ある。

然しなから、これら公知のＣｕやＣｕ　−Ｚｎ等の各種
黄銅等Ｃｕ系合金から成る電極材に於ける希土類元素の
添加含有は、抗張力及び離断性を向上させると共に、放
電加工の性能、特に、希土類元素の放電発生等に対する
寄与の結果と思われる加工速度の増大には有効であるが
、放電加工時にワイヤ電極のたわみ量（所謂タイコ量μ
）が大きく、しかも短絡を防止することができず、前記
硬銅線材に比べ価格及び抗張力の点で大きく及ばないも
のであった。

また、ＡＩを主体とし、これに重量百分率で０．５〜１
０％のＮｉと０．０５〜０．５％のＰｄを添加するか、
または、＾ｌを主体とし、これに重量百分率で０．５〜
１０％のＮｉと、０．０５〜０．５％のＰｄと、更には
０゜０１〜０．５％のミツシュメタルまたはＹ２０３等
の希土類元素を添加したＡ１を主体とする合金系のもの
は、価格的には黄銅合金系のものとほぼ同−又はそれ以
上であり、特殊な目的及び用途の場合を除く一般的なワ
イヤカット放電加工の場に於てては、上記特開昭５３−
４９３９７号又は特開昭５６一−９０９４３号記載のワ
イヤカット放電加工電極用合金に比べて、優れている点
があるにしても、その抗張力および離断性の点、及び加
工速度等の放電加工の性能の点で黄銅合金系のものに及
ばない点が少なくなかった。

本発明層の種々なる試験研究によれば、硬鋼線材（特に
、Ｊ　Ｉｓ　３５０６−５ＷＲＨ６２Ａ若しくはＪＩＳ
　３５０６−３ＷＲ１１３２）を主体とし、これに重量
百分率で０．１〜３％のＹ％　Ｓｍｓ　ＩＪａ、　Ｃｅ
及びミツシュメタル等のうちから選んだ少なくとも一種
以上の希土類元素を含有して成る合金とすることにより
上記問題を解決することができた。　　　　　　　　　
　・即ち、放電加工の性能及び加工速度を大幅に低下さ
せることなく、抗張力及び離断生を向上させることがで
きると云う所謂希土類元素を含有したワイヤカット放電
加工用１極材の長所を大幅に向上さ・Ｕることができる
きと共に、またその短所であった所謂タイコ量が増大す
ると共に、短絡を防止することができないと云う問題点
を解決することが可能となる。

上記合金を使用して放電加工を行ったところ従来の黄銅
合金系のワイヤカット放電加工用電極材に比べ大幅に加
工速度が低下することなく、タイコ量が減少し、更には
短絡を防止することができた。

而して、本発明にかかるワイヤカット放電加工用電極材
を使用し、下記の加工条件下に設定して加工を行った。

以下、その実施例を従来公知の電極材を用いた加工例と
対比して示す。

〔実施例　１〕 〈加工条件〉 無負荷電圧　　　　　　　　１３０■ τＯＮ　、　　　　　　　　　　　６〜１５μｓτｌｌ
ＦＦ　　　　　　　　　　　　７μｓ１１’！　　（平
均加工電流）　　　　２．５Ａ加工液　比抵抗３０×１
０３ΩＧの純水加工液上ノズル吐出圧力　　０．６　ｋ
ｇ／　ｍｉｎ加工液下ノズル吐出圧力　　１　　ｋｇ／
ｍｉｎワイヤ電極送りスピード　　１．５ｍ／ｒｎｉｎ
ワイヤ電極径　　　　　　　０．１鰭φ被加工体の厚さ
及び材質　　２０ｗ、３５５Ｃ材ワイヤ電極への付与張
力　　１．８ｋｇワイヤ電極の合金組成 （硬鋼線材−ミソシュメタル　合金） 硬鋼線材（ＪＩＳ　３５０６−５鼎１１６２Ａ　）　　
９９．８８％ミソシュメタル　　　　　　　　　０．１
２％の本発明にかかるワイヤカット放電加工用電極材か
ら成るワイヤ電極を使用して放電加工を行ったところ、
約１．６　ｍｍ　／　ｍｉｎの加工速度で加工を行うこ
とができ、加工精度は約±５μｍであった。

また、ぞの時の加工面荒さは１３μＲｍａｘであっノこ
。

〔実施例　２〕 く加工条件〉 無負荷電圧　　　　　　　　１３０■ ＴＯＮ　　　　　　　　　　　　６〜１５μｓ’Ｔ〔１
ｒｒ　　　　　　　　　　　　７μｓ１？１　（平均加
工電流）　　　　７．ＯＡ加工液　比抵抗３０Ｘ１０３
Ω印の純水加工液上ノズル吐出圧力　　０．６　ｋｇ／
　ｍｉｎ加工液下ノズル吐出圧力　　１　　ｋｇ／ｍｉ
ｎワイヤ電極送りスピード　　１．５　ｍ　／　ｌｌ１
ｉｄワイヤ電極径　　　　　　　０，２１１１φ被加工
体の厚さ及び材質　　２５０．５５５Ｃ材ワイヤ電極へ
の付与張力　　４　ｋｇ ワイヤ電極の合金組成 （硬鋼線材−ミソシュメタル　合金） 硬鋼線材（ＪＩＳ　３５０６−５ＷＲ１１３２）　　９
９．２％ミソシュメタル　　　　　　　　０．８％の本
発明にかかるワイヤ力・ノド放電加工用電極材から成る
ワイヤ電極を使用して放電加工を行ったところ、約２．
５ｓａ／ｍｉｎの加工速度で加工を行うことができ、加
工精度は約±３μＩＴＩであった。

また、その時の加工面荒さは１３μＲｍａｘであった。

これに対して、 ワイヤ電極の合金組成 （Ｚｎ−−Ｃｕ　　合金） Ｚｎ　　　　　　　　　　　　３３　　％Ｃｕ　　　　
　　　　　　　　６７　　％ワイヤ電極径　　　　　　
０．２１１１φワイヤ電極への付与張力　１．５に＋ｒ
の従来公知のワイヤカット放電加工用電極材を使用し°
Ｃ上述の平均加工電流ＩＭ約７．ＯＡの加工条件で放電
加工を行なったところ加工速度は約０．０６＋ａｍ　、
／　ｍｉｎであったが、加工精度は約±７μｍでＪ）っ
た。

圭だ、その時の加工面荒さは１１μＲｍａにであった・ また、他の従来公知のワイヤカット放電加工用電極材を
使用して上記と同一の条件で放電加工を行っノニ。

ワイヤ電極の合金組成 （Ｃｏ−Ｚｎ−−Ｍ（Ｈ−−Ｍｎ−Ｔ　１−−−＾１　
合金）Ｃｕ　　　　　　　　　　　　　４　　％Ｚｎ　
　　　　　　　　　　　２０　　％−１，５％ Ｍｎ　　　　　　　　　　　　　Ｑ、５％Ｔｉ　　　　
　　　　　　　　　Ｏ，５％八へ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　７３．５％この結果は上記（Ｚｎ
−Ｃｕ　　合金）の結果と略同様以下であった。

本発明は紙上の如く構成されるので、本発明にかかるワ
イヤカット放電加工用型極月によるときには、鉄を主成
分とする合金であるから材料費が安価で線引加工を容易
に行うことができるから安価であり、そして鉄系合金で
ありながら希土類元素の含有により良好な導電率を有し
、かつ鉄系合金として上述の如き組成を有するものであ
るから耐熱性を有し、しかも抗張力が高く、ワイヤ電極
に癖がつきにくい上、高い張力を付与した使用中にもほ
とんど断線することが無く、短絡を防止することができ
ると共に、鉄合金ワイヤ電極としては高い電流密度で加
工することができるので、加工速度を大幅に低下させる
ことがなく、そして高精度で加工することができるので
ある。

特許出願人　株式会社井上ジャパックス研究所代理人（
７５２４）最上正太部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）硬鋼線材を主体とし、重量百分率（以下同じ。）で
   ０．０５〜３％の希土類元素を含有したことを特徴とす
   るワイヤカット放電加工用電極材。 ２）上記硬鋼線材が０．５９〜０．６６％のＣと、０．
   １５〜０．３５％のＳｉと、０．３〜０．６％のＭｎと
   、０．０４％以下のＰと、０゜０４％以下のＳと残部Ｆ
   ｅから成る特許請求の範囲第１項記載のワイヤカット放
   電加工用電極材。 ３）上記硬鋼線材が０．２９〜０．３６％のＣと、０．
   １５〜０．３５％のＳｉと、０．３〜０．６％のＭｎと
   、０．０４％以下のＰと、０．０４％以下のＳと残部Ｆ
   ｅから成る特許請求の範囲第１項記載のワイヤ男ット放
   電加工用電極材。 ４）上記希土類元素がＹである特許請求の範囲第１項、
   第２項又は第３項のうちのいずれか−に記載のワイヤカ
   フ１ト放電加工用電極材。 ５）上記希土類元素がＳｅ＋である特許請求の範囲第１
   項、第２項又は第３項のうちのいずれか−に記載のワイ
   ヤカット放電加工用電極材。 ６）上記希土類元素がＬａである特許請求の範囲第１項
   、第２項又は第３項のうちのいずれか−に記載のワイヤ
   カット放電加工用電極材。 ７）上記希土類元素がＣｅである特許請求の範囲第１項
   、第２項又は第３項のうちのいずれか−に記載のワイヤ
   カット放電加工用電極材。 ８）上記希土類元素がミ・ノシエメタルである特許請求
   の範囲第１項、第２項又は第３項のうちのいずれか−に
   記載のワイヤ力・ノド放電加工用電極材。