JPS61119638A

JPS61119638A - 放電加工用電極線およびその製造方法

Info

Publication number: JPS61119638A
Application number: JP24031784A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Yonemoto; 米本　隆治; Mitsuaki Onuki; 大貫　光明; Yasuhiko Miyake; 三宅　保彦
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1986-06-06

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、放電加工用電極線、特にワイヤカット放電加
工用電極線に関する。

〈従来の技術〉放電加工とは、電極間に断続的な高電圧（パルス電圧）
をかけ、過渡的放電（火花放電）を次々と発生させ、そ
れにより工作物となる電極を消耗させ加工するものであ
る。

放電加工の１つに、ワイヤカット放電加工があり、これ
は電極として金属線を使用し、これを糸鋸のように操作
して必要な形状を切り出す加工法である。近年、工作機
械の制御手段として数値制御（Ｎ　Ｃ）技術が発達する
に伴ない、ワイヤカット放電加工法が、例えばプレス抜
き型の加工や、細いスリットの加工等の分野で急速に発
達してきた。

ワイヤカット放電加工は、特に複雑で精密な形状を有す
るプレス金型のような被加工体の連続加工に適している
。

この放電加工においては、被加工体の仕上り表面状況お
よび寸法精度が良好で、電極線が被加工体に付着しない
こと、さらに加工速度が速いことが要求されている。

特に、糸鋸のように操作する電極線と被加工体との間で
起こる放電効率を向上させれば、加工速度を速め、仕上
り表面状況のよい精度の高い加工ができる。

このため、電極線の材質がいろいろ検討され。

従来電極線には、硬銅線、６５／３５黄銅線、タングス
テン線などが用いられている。

しかし、これらはいずれも加工速度が劣り、特に硬銅線
、６５／３５黄銅線は、被加工体への付着量が大きい欠
点があり、タングステン線は価格が高い欠点があった。

６５／３５１銅線の加工速度を改善するために、種々の
添加元素を添加する試みがなされているが、現在までの
ところ、十分な効果が示されている例はない。

ＬａＢ６は仕事関数が小さく、放電特性を向上されると
考えられていたが、ＬａＢＢ自体をワイヤカット用の線
材にする方法はなかった。

すなわち、複合剤としての従来の製法がＣｕ−Ｚｎ合金
粉末とＬａＢ６粉末を混合し、そのまま焼結する製法を
とっているためであり、この製法によれば、Ｃｕ−Ｚｎ
とＬａ’Ｂ６の分散が均一とならず、またＬａ８６粒子
が大きいために細線に伸線加工した場合の断線の原因と
なり、Ｃｕ−Ｚｎ−ＬａＢ６合金製のワイヤカット電極
用線材として実用性がなかった。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明の目的は、このような欠点を解消し、放電加工速
度の速い放電加工用電極線およびその製造方法を提供す
ることにある。

〈発明の簡単な説明〉このような目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわちｓｌの発明は、粒径が１ｇｍ以下のＬａＢ６を
０．１〜５．θｗｔ％、Ｚｎを５〜３５ｗｔ％含むＣｕ
−ＬａＢ６合金で構成されたことを特徴とする放電加工
用電極線である。

第２の発明は、ＬａＢ６粉末とＺｎ粉末とＣｕ粉末を機
械的に混合（メカニカルアロイイング）し、これにより
Ｃｕ−Ｚｎ合金中に粒径１１ＬＩＩ以下のＬａＢ６が均
質に分散した０、１〜５．Ｏｖｔ％ＬａＢ６．５〜３５
ｗｔ％Ｚｎ、Ｃｕ（残部）なる組成のＣｕ−Ｚｎ−Ｌａ
Ｂ６合金粒子を作製し、この粒子を還元、圧粉、熱間押
出し後、冷間にて伸線加工することを特徴とする放電加
工用電極線の製造方法である。

く問題を解決するための手段〉本発明は、粒径が１ル腸以下のＬａＢ６を０．１〜５．
０ｗｔ％含むＣｕ−Ｚｎ−ＬａＢ６合金で構成された放
電加工用電極線を提供しようとするもので、その製造方
法とともに以下に詳細に説明する。

本発明で用いるＣｕ−Ｚｎ合金は、任意の方法で製造さ
れたものを用いてもよく、一般的には１００メツシユの
Ｃｕ−Ｚｎ合金粉末を用いる。

ただし、Ｃｕ−Ｚｎ合金中でのＺｎの量は、最終的に作
られるＣｕ−Ｚｎ−ＬａＢ６の全体量の５〜３５ｗｔ％
となるものを用いる必要がある。上記Ｚｎの必要量が５
ｗｔ％未満では、引っ張り強さも低く、加工速度の向上
も小さい。

また、Ｚｎが３５ｗｔ％をこえると線材が脆くなり、伸
線加工が困難となる。

このＣｕ−Ｚｎ合金粉末に混合するＬａ・Ｂ６粉末は、
仕事関数を小さくし、放電効率をあげるためのものであ
り、全体量に対して０．１〜５．Ｏｗｔ％添加される。

ＬａＢ６が０．１ｗｔ％未満では、ＬａＢａの添加量が
少なく、放電特性の改善が行われず１本発明の効果であ
る加工速度の上昇が認められない。

ＬａＢ６が５．ＯｗＬ％をこえると、添加量が多すぎて
ＬａＢ６の凝集体が形成されやすく、線径０．２層■φ
程度の細線にまで伸線が不可能となる。

上述のような割合のＣｕ−Ｚｎ合金およびＬａＢ６粉末
混合物は、特にＬａＢ６の微粒化およびＣｕ−Ｚｎ合金
とＬａＢ６の均質混合のための機械的混合が行われる。

この混合操作には、第１図に示すアトライターと称され
る機械的乾式混合機を用いるのがよい。

第１図において、ｌはポット、２はＡｒガス入口、３は
Ａｒガス出口、４はアジテータアーム、５はシャフト、
６はポール、７および８はそれぞれウォータジャケット
９の冷却水入口および出口である。

ト記アトライターに限られず、振動ボールミル、遠心ボ
ールミル等の通常の機械式混合機を用いてもよいのはも
ちろんのことである。

重要なことは、この混合操作において、Ｃｕ−Ｚｎ合金
中にＬａＢ６が粒径１ｐｍ以下の微粒子となって均質に
混合され、一種の合金に似た状態となることである。

ＬａＢ６粒径を１μ層以下と限定した理由は、粒径が径
１涛−をこえると、ＬａＢ６粒径が大きすぎるために、
均一な放電が起きず、加工速度のＥ昇が不可箋となるた
めである。また微細なＬａＢ６が均質に分散しているこ
とによって、伸線加工によって導入される転位の移動を
困難にするために線材の強度も上昇する。

次に、以上のようにしてＣｕ−Ｚｎ合金中にＩルｍ以下
の粒径のＬａＢ６が均質に分散した分散混合物を、後の
伸線加工がしやすい粒径の粒子に造粒する。

この分子＆混合物の粒径は特に限定されることはないが
、一般的には１６〜６０メツシュ程度に造粒される。

このようにして得られた粒子は、以下に一例を述べる通
常の方法で、あるいは他の適当な伸線加工され、放電加
工用電極線とされる。

（１）還元水素気流中で３５０〜８００℃、２時間還元される。

（２）圧粉還元後、温度３５０〜８００”Ｏ，圧力５〜１００　　
Ｋｇ／ｍｍ”のＡｒ雰囲気中で所要大きさのビレットに
圧粉成型される。

（３）熱間押出し得られたビレ−２トをＡｒ雰囲気中で、５００〜９００
℃に加熱後、コンテナ温度３００〜６００℃で丸棒のよ
うな所望の形状に押出す。

押出し加工については、通常の熱間押出し以外に、コン
フォームと呼ばれる回転ホイールとシューを組合わせた
連続押出し機に、混合によって得られた粒子をそのまま
投入し、押出し、その後伸線加工してもよい。

（４）伸線得られた丸棒のような押出し線を冷間伸線加工により、
例えば１．８　ＩｌｍＬ：ｂのような細線に伸線し、次
にＮ２雰囲気中で２００〜５００℃、２時間の中間焼鈍
を行い、さらに伸線ｈａ工を行い１例えば０．２　ｍｔ
ｔｒφの線とする。

く実　施　例〉一１５０メツシュのＣｕ−Ｚｎ合金粉末と。

−３５０メツシユのＬａＢ６粉末を前述したアトライタ
ーと呼ばれる乾式混合機中に入れ、回転数３０Ｏｒｐｍ
で５時間混合した。

ここで、アトライターのポットの内容積は５文、ポール
径は３／８インチ、ポール材質はＳＵＪ　２．　ポール
小品は１７．５に、であり、ポットは水冷を行い、混合
中の雰囲気はＡｒ気流とした。

混合機中の原料の組成は表２に示す種々のものとした。

５時間混合後においては、Ｃｕ−Ｚｎ合金粉とＬａＢ６
粉は、完全に機械的に混合され、４００倍の光学顕微鏡
で粒子の横断面を検鏡した結果。

ＬａＢ６粒子の粒径は１終厘以下であった。また、混合
粒子の粒度は１００メツシュ以上であった。

この混合粒子を水素気流中で８００℃、１時間の還元処
理後、温度５００℃、圧力１００Ｋｇ／ｍ＋ａ２．　Ａ
　ｒ雰囲気中で直径３０ｍｍφ、長さ８０ｍｍのビレッ
トに圧粉成型した。このビレットをＡｒ雰囲気中で９０
０℃に加熱後、コンテナ温度５００℃で直径７ｍ＋ｉφ
の丸棒に押出した。この丸棒を冷間伸線加工によって＋
、６ｍｍφとし、Ｎ２中で４００℃×１時間の中間焼鈍
を行い、さらに伸線加工を行い０．２　ｍ＋ａφの線と
した。

このようにして得られた種々の電極線を使用して、表１
に示す放電加工条件によって放電加工実験を行った。

表２に押出し結果、伸線加工結果および放電加工結果を
まとめて示す。

なお、放電加工結果は、Ｃｕ−３５ｗｔ％Ｚｎ合金線を
使用した場合との加工速度の比較で示した。

表２に示すところから明かなように、本発明例は、いず
れも良好な押出し性、伸線加工性を示し、加工速度もＣ
ｕ−Ｚｎ合金線に比べて大きく増加している。

それに対して、０．０５　ｖｔ％ＬａＢ６を含むもの（
比較例８）では、押出し性、伸線加工性は良好であるが
、加工速度の向上が顕著でなく、また８、Ｏｗｔ％’Ｌ
＆Ｂ６を含むもの（比較例９）では加工速度の向上はみ
られるが、押出し性が悪く、また伸線中に断線が多発し
、線材への加工が困難である。Ｚｎが５％１１％未満で
は、引っ張り強さも低く、加工速度の向上も小さい（比
較例１２゜１４）、また、Ｚｎが３５ｗｔ％をこえると
線材が脆くなり、伸線加工が困難となる（比較例１３）
。

また、他の比較例として、従来の一般的な方法である鋳
造法によッテｃｕ−３０ｗｔ％Ｚｎ−３ｗｔ％ＬａＢ６
合金を製造した（比較例１５）、、これは、溶融したＣ
−ｕ−Ｚｎ合金中に銅泊に包んだＬａＢ６を添加し、撹
拌し、鋳造した。この鋳造ビレットを９００℃に加熱後
、コンテナ温度５００℃で熱間押出しした。押出された
７■φの棒を先に示した実施例と同じ工程で０．２　ａ
ｍφまで加工した。

しかし、押出し材に部分的に割れがみられ、伸線中にも
断線が頻発し、加工実験に供することができなかった。

断線部を光学ｌｌ微鏡でｍ”ｓすると、直径約５０〜Ｚ
ｏｏμｍの巨大なＬａ３６粒が観察された。

〈発明の効果〉本発明におけるように、Ｃｕ−Ｚｎ中に粒径がＩｇ、ｍ
以下のＬａＢ６を０．１〜５．Ｏｗｔ％均質に分散させ
たＣｕ−Ｚｎ−Ｌａ８６合金製の放電加工用電極線によ
り次に述べる多くの利点がもたらされる。

Ｃｕ中に添加されるＬａＢ６の粒径がＩｇａ＋以下と微
細なため、押出し、伸線などの伸線加工時の断線がなく
なり、歩留りするとともに、均一な放電が行われる。

同様に、電極線として用いた時の加工速度も著しく　（
ｌｌＡ線との比較において約２倍）向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は機械的混合に供用するアトライターの構造を示
す断面図である。符号の説明１・・・ポット、２・・・Ａｒガス入口、３・・・Ａｒ
ガス出口、４・・・アジテータアーム、５・・・シャフ
ト、６・・・ポール、７・・・冷却水入０．８・・・冷
却水出口、９・・・ウォータージャケット

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粒径が１μｍ以下のＬａＢ＿６を０．１〜５．０
ｗｔ％、Ｚｎを５〜３５ｗｔ％含むＣｕ−ＬａＢ＿６合
金で構成されたことを特徴とする放電加工用電極線。
（２）ＬａＢ＿６粉末とＺｎ粉末とＣｕ粉末を機械的に
混合し、これによりＣｕ−Ｚｎ合金中に粒径１μｍ以下
のＬａＢ＿６が均質に分散した０．１〜５．０ｗｔ％Ｌ
ａＢ＿６、５〜３５ｗｔ％Ｚｎ、Ｃｕ（残部）なる組成
のＣｕ−Ｚｎ−ＬａＢ＿６合金粒子を作製し、この粒子
を還元、圧粉、熱間押出し後、冷間にて伸線加工するこ
とを特徴とする放電加工用電極線の製造方法。