KR20040040146A - 와이어 방전가공용 전극선과 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강선의 외주면에 동과 아연 도금층을 일련의 순서로 피복시킨 후 적절한 신선 가공을 통하여 상기 두 도금층 사이에 황동층을 형성시킨 와이어 방전가공용 전극선과 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 전극선은, 심선인 강선의 표면에, 전극선 전체 단면적의 7∼15%가 되는 단면적을 갖도록 도금된 동 도금층과 두께가 각각 0.1∼1㎛, 2∼15㎛인 황동층 및 아연 도금층이 일련의 순서로 적층피복된 것으로, 원료인 로드를 1차 산세 및 피막처리 하는 단계(401)와; 피막처리된 상기 로드를 1차 신선하는 단계(402)와; 열처리하는 단계(403)와; 2차 산세 및 피막처리 하는 단계(404)와; 2차 신선하는 단계(405)와; 3차 산세하는 단계(406)와; 동을 도금하는 단계(407)와; 소둔하는 단계(408)와; 4차 산세하는 단계(409)와; 아연 도금하는 단계(410)와; 3차 신선하는 단계(411)와; 불활성가스 분위기로에서 교정하는 단계(412)를 통하여 제조된다.

본 발명의 전극선은 고온 단선 발생 빈도가 감소되고 가공 정밀도가 향상되는 동시에, 황동 도금층에 의해 전체 피복층이 안정화되어 방전가공성과 안정성이 향상되는 장점이 있다.

Description

와이어 방전가공용 전극선과 그 제조 방법{The electrode wire for electrical discharge machining, and manufacturing method of it}

본 발명은 와이어 방전가공에 사용되는 전극선에 관한 것으로, 더 자세하게는 강선의 외주면에 동(銅)과 아연 도금층을 일련의 순서로 피복시킨 후 적절한 신선 가공을 통하여 상기 동 도금층과 아연 도금층 계면에서 기계적 확산을 통한 황동층을 형성시켜 방전가공성과 내구성을 향상시킴과 동시에 전극선의 제조 원가를 절감할 수 있도록 한 와이어 방전가공용 전극선에 관한 것이다.

다양한 금속 가공법들 중 절단가공은 크게 기계적인 방법과 전기적인 방법으로 나눌 수 있으며, 상기 기계적 방법은 폐루프를 이루는 띠톱 또는 쉬어 나이프로 금속봉이나 판재 등을 직선형으로 단순 절단하는 방법으로서 복잡한 형상, 즉 곡선형의 절단이 불가능하다.

그러나, 상기 전기적인 절단 방법은 전원이 인가된 세경(細徑) 금속선을 사용하여 금속을 복잡한 형상으로 절단하는 방법으로서, 상기 금속선을 절단하고자 하는 면에 근접시킨 상태에서 방전을 일으켜 방전열을 발생시키고, 이 방전열로서 금속을 용융절단하며, 상기 금속선은 절단하고자 하는 면을 따라 계속 이동된다.

상기와 같이 전기적 방전열에 의해 금속을 절단하는 와이어 방전가공의 원리와 그 과정을 도 1에 의거하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 피가공물(11)에 전극선(12)을 최초 통과시키기 위하여 가공 시작 전에 만든 개시홀(starting hole)(h)에, 공급릴(R)에서 풀려나오는전극선(12)을 관통시킨 후 전극선(12)의 끝 부분을 권취릴(R')에 장착하므로써 방전가공 준비가 완료된다.

방전가공의 시작은 상기 전극선(12)의 공급릴(R)과 권취릴(R')을 회전시킴과 동시에 시작되는 바, 상기 두 릴(R)(R') 사이에서 피가공물(11)에 수직으로 진행하는 전극선(12)에는, 피가공면과의 거리를 일정하게 고정시켜 피가공면의 방전가공 정밀도를 유지하기 위하여 적절한 인장응력이 가해진 상태이며, 공급릴(R)에서 권취릴(R')로 이동하는 전극선(12)에는 ‘- ’전압을, 금속 재질의 피가공물(11)에는 ‘+ ’전압이 인가됨과 아울러, 전극선(12)과 피가공물(11) 사이에 일종의 절연유인 방전 가공액이 공급되므로써, 전극선(12)과 피가공물(11) 사이에서는 전기적인 불꽃방전이 발생하게 되고, 불꽃방전에 의한 순간적인 방전열이 전극선에 근접한 피가공물 부위를 용융시켜 절단가공이 이루어지게 된다.

상기의 방전 가공액은 방전을 일으키는 매개체의 역할을 하며, 전극선과 피가공물을 냉각시킴과 동시에 용융금속을 전극선과 피가공물에서부터 제거하는 역할을 수행한다.

그리고, 불꽃방전이 발생하여 가공이 시작되면 피가공물이 놓인 작업대를 전극선에 대하여 전후좌우로 움직여 주므로써 피가공물이 움직이는 궤적을 따라 원하는 형상의 각종 형태로서 절단가공되는 것이다.

상기와 같이 이루어지는 방전가공 중 공급릴에서 권취릴로 감기는 전극선에는 일정 크기의 인장 응력이 작용될 뿐 아니라, 전극선을 약 300℃ 이상의 고온으로 가열시키는 방전열에 의해 전극선의 인장강도가 저하되므로써, 방전가공 중 전극선이 빈번히 단선될 수 있게 된다.

따라서, 상기와 같은 전극선의 단선 방지를 위해서 전극선은 높은 고온 강도를 가져야 함은 물론, 가공 정밀도를 향상시키기 위하여 가능한 한 작은 직경일 것이 요구될 뿐 아니라, 전극선은 1회용 소모품이기 때문에 적절한 가격 수준의 유지도 중요한 사항으로 고려되어야만 하나, 종래의 전극선은 피가공물에의 부착량이 많고, 고속에서의 방전가공시 단선 발생이 많은 단점이 있다.

즉, 가공속도를 향상시키기 위해서는 와이어 전극에 많은 전류를 흐르게 할 필요가 있으며, 전극의 저항치가 높으면 발열에 의해 와이어 전극이 단선되기 때문에 가공속도나 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 와이어 전극으로서는 기계강도와 도전성이 요구되나, 금속재료는 일반적으로 기계강도가 큰 것은 도전성이 낮고, 반대로 도전성이 높은 것은 기계강도가 낮은 문제가 있다.

따라서, 상기와 같이 상반되는 특성들을 양립할 수 있도록 기계적 강도가 큰 심선에 도전율이 높은 재료로 피복하는 방법들이 개발되었는 바, 종래의 전극선들을 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 상기와 같은 와이어 방전가공에 쓰이는 전극선은 그 직경이 0.03∼0.40mm 의 구리선, 황동선 및 아연 도금된 황동선 등이 있으며, 특히 직경 0.1mm 이하의 세선으로는 텅스텐 또는 몰리브덴 와이어 등이 사용되고 있다.

그러나, 상기의 구리선은 방전가공 중에 발생하는 열 때문에 고온에서의 인장강도가 급격히 낮아져 전극선에 가해지는 장력을 줄여야 함에 따라 피가공물의 가공 절단면이 갖는 정밀도가 떨어질 뿐아니라, 전극선이 절손되기 쉽고 방전가공속도가 저하되는 문제가 있다.

그리고, 연신 가공성과 강도가 우수하고 65%Cu-35%Zn의 성분 조성과 0.07∼0.3mm 범위의 선경을 가지며 그 중 0.2∼0.3mm 선경의 것이 전체 전극선 시장의 80% 이상을 차지하고 있는 황동선은, 구리선보다 실온에서의 인장강도는 약 2배 정도로 높으나, 방전가공시의 고온 특성은 구리선과 비슷하며, 아연도금된 황동선의 경우 표면의 아연 도금층에 의해 방전 안전성은 향상되나 아연도금피막이 존재하는 만큼 고온강도가 떨어져 가공속도를 증가시키면 단선되는 경향이 증가하게 된다.

또한, 텅스텐과 몰리브덴 와이어는 고온 강도가 우수하여 상기의 제반 문제점들이 해결되나, 가격이 비싸고 신선 가공성이 떨어져 제조 비용이 상승되는 문제가 있다.

따라서, 상기 고온에서의 문제점을 해결하고 경제성 측면도 함께 고려할 수 있는 방안으로서 강선의 표면에 전도성이 우수한 구리나 황동을 도금하여 피복시키는 방법이 강구되었으며, 이와 같이 강선을 심선으로 하여 그 표면에 피복층이 형성된 구조의 종래 전극선을 도2의 (가)내지 (나)에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도2의 (가)는 일본특허 소 53-80899에 개시된 바의 강선(21)을 심선으로 하여 황동(22)이 피복된 방전가공용 와이어의 단면 구조를 보인 것이고, 도2의 (나)는 국내 특허공고 92-7689호에 나타나 있는 바의 강선(21)의 심선에 구리(23)를 피복하고 그 표면 위에 아연 함량이 40∼50%정도되는 황동(22)을 피복하여서 된 방전가공용 와이어의 단면 구조를 보여 주고 있다.

상기 도2에 도시된 종래의 전극선들 중에서 (가)의 전극선은 피가공물의 가공면에 용융된 구리 입자가 융착되는 문제점이 있고, (나)의 전극선은 황동층의 아연 함량이 40∼50% 정도로서 그 조직의 가공성이 좋지 않은 β상의 합금으로 되어 역시 신선 가공성이 낮은 단점이 있다.

본 발명의 주목적은 동으로 피복된 강선에 아연 등의 비교적 저비점재료를 코팅하여 증발잠열에 의한 전극와이어의 냉각효과와 표면의 아연 등의 산화물이 와이어의 단선 발생을 방지하고, 통상의 황동선이나 황동을 심선으로 하는 아연코팅 황동선 보다 비교적 저렴한 가격으로 와이어 방전가공용 전극선을 제조하여 제공하는데 있다.

또한, 도전성과 방전 안정성에 적합한 두 종류의 재료를 심선의 표면에 적층피복시키되, 두 재료의 경계면에 합금층이 형성되도록 함으로써, 두 피복층 사이의 접합력과 피복층 자체의 강성을 보완되어 균일하고 안정적인 방전가공과 함께 단선 발생을 최소화할 수 있는 전극선을 제공하고자 한다.

도 1은 와이어 방전가공 방법을 보인 개념도.

도 2는 종래의 전극선 단면도를 보인 것으로,

(가)는 심선의 표면에 황동이 피복된 전극선의 단면도이고,

(나)는 심선의 표면에 동과 황동이 적층피복된 전극선의 단면도이다.

도 3은 본 발명 일실시예 전극선의 단면도.

도 4는 본 발명 제조 방법의 블록도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

3,12. 전극선 11. 피가공물

21,31. 심선 22,33. 황동층

23,32. 동 도금층 34. 아연 도금층

본 발명의 상기 목적은 동 및 아연 도금층과, 최종 신선 감면율의 제어에 의하여 달성된다.

본 발명의 와이어 방전가공용 전극선은 강선을 심선으로 하여 그 표면에 동과 아연의 도금층을 적층피복시킨 후, 도금된 심선을 적절한 감면율로서 최종 신선하여 신선시 발생하는 열과 압착력에 의해 두 도금층의 경계면에서 확산을 일으켜 황동층을 형성시킴에 본 발명의 기술적 특징이 있다.

상기와 같이 본 발명의 전극선은 심선을 중심으로 하여 그 표면에 동-황동-아연의 3개 피복층이 일련의 순서로 적층피복된 구조를 갖게 되며, 각 피복층은 각각의 기능을 갖게 되는 바, 각 피복층이 수행하는 역할을 살펴보면, 동 도금층은 전류를 효과적으로 통전시키고, 아연 도금층은 방전 안정성을 향상시키며, 확산층인 황동층은 동과 아연의 결합력을 높여 아연 도금층이 박리되는 것을 방지하므로써 방전 안정성이 저하되는 것을 막는 동시에, 전체 피복층의 강성을 향상시켜 주는 역할을 하게 된다.

특히, 상기 아연 도금층은 방전가공 속도를 높여주는 동시에 서보 전압을 낮추어 와이어의 단선을 억제하게 되는데, 이는 아연이 상당히 낮은 기화 에너지를 가지며, 이 기화 에너지가 피가공물의 금속입자 제거에 큰 영향을 미치기 때문에 방전가공 속도가 상승되고, 아연의 증발 잠열에 의해 전극선이 냉각되므로써 전극선의 단선이 억제된다.

그리고, 상기 동 도금층은 전류의 특성 즉, 전류가 도체를 따라 흐를 때 전류는 도체의 표면을 따라 흐르게 되는 전류의 표면 효과를 이용하므로써, 심선으로 사용된 강선이 전극선에 부여되는 인장응력을 감당토록 하고, 상기 동 도금층은 전류를 흐르게 하는 도체의 역할을 하도록 하기 때문에, 상기 표면 효과를 극대화 하기 위해서는 동 도금층의 두께를 적절히 설정해야만 한다.

또한, 상기 표면 효과 때문에 동 도금층 표면위에 피복되는 황동층 및 아연 도금층의 두께도 적정 범위로 제어되어야만 하는데, 그 두께가 필요 이상으로 두껍게 되면 동 도금층에 비하여 저항이 큰 황동층 및 아연 도금층을 통하여 흐르는 전류가 증가하게 되어 전류 효율이 떨어지고 자체 저항열에 의한 단선이 발생될 수 있으며, 전류 효율만을 고려하여 황동 및 아연 도금층의 두께를 너무 얇게 하면 방전가공성이 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명의 전극선은, 심선의 표면에 동과 아연 도금층의 두께를 각각 20∼50㎛ 및 20∼45㎛ 범위로 도금한 후, 최종 신선을 통하여 상기 동 도금층의 단면적이 전극선 전체 단면적의 7∼15%가 되도록 함과 동시에, 황동층 및 아연 도금층의 두께를 각각 0.1∼1㎛, 2∼15㎛이 되도록 한다.

상기와 같이 각 피복층의 두께를 한정하는 것은, 동 도금층의 경우 그 면적이 전극선 전체 단면적의 7%에 미치지 못하면 심선인 강선을 통한 전류의 흐름이 증가하면서 동 도금층을 통해 흐를 수 있는 전류량이 감소하여 전류 효율과 방전가공성이 떨어지게 되며, 15%를 초과하게 되면 과다 도금에 의해 전극선의 제조 생산성이 떨어지면서 제조 원가가 필요 이상으로 상승되고 전극선의 인장 강도가 떨어져 단선 가능성이 증가하게 되기 때문이다.

그리고, 황동층의 경우, 그 최소 두께가 0.1㎛에 미치지 못하면 동과 아연 도금층 사이의 결합력 향상과 피복층 전체의 강화 효과가 거의 나타나지 않고, 1㎛을 초과하게 되면 동과 아연 도금층을 감소시켜 전류 효율과 방전 안정성을 떨어뜨리게 되며, 아연 도금층의 경우에는, 그 두께가 2㎛에 미치지 못하면 전류가 불안정하게 되어 방전 안정성 향상 효과가 미미하고 충분한 방전 성능을 얻을 수 없으며 가공 정밀도가 떨어질 뿐 아니라, 15㎛을 초과하게 되면 전류 효율이 떨어져 방전가공성이 저하되고 고온 강도가 떨어져 단선되기 쉬우며, 제조 원가가 필요 이상으로 상승되는 동시에 신선 가공성이 떨어지게 된다.

도3에 본 발명의 일실시예 전극선의 단면을 도시하였는 바, 이에 의거하여 본 발명의 전극선 구조와 특성 등을 보면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 전극선(3)은, 고온에서의 인장강도를 유지하기 위하여 강선(31)을 심선으로 하여 그 표면에 전기 전도성이 우수한 구리 도금층(32), 황동층(33) 및 아연 도금층(34)이 일련의 순서로 적층피복된 구조를 갖게 된다.

이때, 상기 황동층(32)은 도금이 아닌 확산에 형성된 것으로, 그 조성이 구리 55∼80wt%, 아연 20∼45wt%가 되는 부위를 황동층으로 구분하였으며, 상기 함량을 벗어나는 부위는 동 또는 아연 도금층으로 간주하였다.

상기와 같이 심선의 표면에 3개층의 피복층이 형성되는 본 발명 전극선의 제조 방법을 도 4에 도시된 블럭도에 의거 자세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 전극선(3)은, 원료인 로드(rod)의 표면 산화스케일을 제거하고 신선성을 향상시키기 위한 1차 산세 및 피막처리 실시하는 단계(401)와; 피막처리된 상기 로드를 1차 신선하는 단계(402)와; 1차 신선된 선재의 기계적 성질을 조절하기 위하여 열처리(소둔과 파텐팅)를 실시하는 단계(403)와; 열처리된 선재 표면의 산화물을 제거하고 신성성을 향상시키기 위하여 2차 산세 및 피막처리를 실시하는단계(404)와; 2차 신선하는 단계(405)와; 2차 신선시 발생된 선재의 표면 잔류물을 제거하고 도금 효율을 높이기 위하여 3차 산세하는 단계(406)와; 황산동 용액 중에서 전기도금법으로 선재의 표면에 동을 도금하는 단계(407)와; 2차 신선에 의해 경화된 선재의 기계적 성질을 조절하기 위하여 소둔하는 단계(408)와; 소둔시 발생된 선재 표면의 산화물 제거와 도금성 향상을 위하여 4차 산세하는 단계(409)와; 4차 산세된 선재를 황산아연도금욕에서 아연을 도금하는 단계(410)와; 아연도금된 선재를 3차 신선하여 황동층을 형성시키고 선경을 맞추는 단계(411)와; 불활성가스 분위기로에서 텐션을 부여하면서 3차 신선된 선재의 기계적 성질과 진직도를 교정하는 단계(412)를 통하여 만들어진다.

상기와 같이 이루어진 본 발명 제조 방법의 각 열처리, 산세 및 도금 공정은 금속 가공분야에서 일반적으로 행하여지는 기술이기 때문에 구체적인 작업 조건의 기재는 생략하였으나, 상기 3차 신선 공정은 확산에 의해 황동층을 형성시키는 단계로서, 이때의 신선 감면율을 적절히 제어함에 본 발명 제조 방법의 기술적 특징이 있다.

즉, 상기 3차 신선은 감면율 90∼98%의 범위로 행하여지며, 이때의 감면율이 90%에 미치지 못하면 황동층 형성이 어렵고, 98%를 초과하게 되면 황동층이 필요이상 형성되면서 신선 부하가 급격히 상승되어 신선 작업성이 저하하고 아연 도금층의 탈락이 증가하게 된다.

상기 3차 신선에 의한 황동도금층은, 신선 과정에서 발생되는 선재의 변형에 의해 선재의 조직 내부에 격자 결함이 도입되는 동시에 신선 다이스와 소재 사이에서 마찰열이 발생하게 되고, 압축 응력하에서 전단변형에 의해 지배되는 강제적인 소성유동이 초래되므로써, 동도금층과 아연도금층 사이의 계면에서 일어나게 되는 확산에 의하여 형성된다.

즉, 3차 신선시 열과 압축 응력하에서의 소성 유동에 의한 계면 확산이 동과 아연의 확산층 형성에 중요한 역할을 담당하게 되며, 3차 신선 과정에서 압축 응력을 상승시키기 위해서는 충분한 감면율 외에 신선 다이스의 각도 및 다이스와 피가공 선재의 접촉 길이와 함수관계에 있는 다음 식 1의 쉐이프 팩터(shape factor, Δ)의 관리가 필요하다.

여기서, r은 감면비, α는 다이스 각도(radian)

본 발명 방법의 3차 신선에서는 다이스 각도를 8∼11도로 조절하면서 상기 쉐이프 팩터를 1.6∼2.8로 유지하였는 바, 일반적으로 신선 공정에서 상기 쉐이프 팩터는 2.5~3.0 이며, 다이스 각도가 작고 감면율이 클수록 정수압응력이 작용하면서 변형부의 모든 부분에서 압축응력이 크게 작용하게 된다.

그리고, 본 발명 스틸 코드의 최외층을 이루는 상기 아연 도금층의 경우 반드시 아연으로 한정되지는 않으며, 아연과 거의 동등한 방전가공성을 보여주며,동-아연과 같은 황동형 합금 상태도를 갖는 카드늄 또는, 동과 합금시 청동형 상태도를 갖는 주석이나 알루미늄 중의 하나를 상기 아연 대신 도금할 수도 있으며, 이 경우 두 도금층의 계면에는 황동층이 아닌 동-카드늄이나 동-주석 또는 동-알루미늄 합금층이 형성된다.

상기와 같은 과정을 통하여 제조되는 본 발명 전극선의 특성을 다음의 실시예를 통하여 살펴보기로 한다.

실시예

5.5mm의 경강선 로드를 원료로 하여 2차 신선 후 선경 1.2mm인 다수의 선재들을 만들었으며, 선재들의 표면에 동 및 아연의 도금층 두께를 각각 달리하여 형성시킨 다음 3차 신선(감면율 95.7%)과 교정 과정을 통하여 최종 선경 0.25mm의 본 발명의 실시예 방전가공용 전극선을 다수 제조하였으며, 상세한 제조 방법은 다음과 같다.

원료인 5.5mm 로드(rod)의 표면에 형성된 철 산화스케일을 제거하기 위하여 23%(10~30%범위내)염산농도를 가지는 배치(batch) 형식의 염산조에서 60초간 염산산세를 실시한 후 10분간 인산염 피막처리를 실시하고, 생석회에서 5분간 중화처리를 실시한 다음, 와이어 감면율 84%(80∼90%범위내)를 가지는 신선기에서 다이스 각도 13도(11~15도 범위내)를 가지고 쉐이프 팩터를 2.5~3.0범위로 유지하면서 신선속도 300~700m/min로 1.2mm까지 2차 신선하였다.

1차 신선된 선재에 세선까지 신선될 수 있도록 가공성을 부여함과 동시에 기계적 성질을 조절하기 위하여 인라인상에서 1000℃(920~1100℃범위내)의 온도로 소둔한 다음, 520℃(490~570℃범위내)의 온도에서 50초간(30~100초 범위내) 파텐팅을 실시하였으며, 열처리된 선재 표면의 산화물을 제거하고 신성성을 향상시키기 위하여 염산농도 24%(20~30%범위내), 온도 34℃(30∼40℃범위내)인 인라인 산세장치에서 산화스케일을 제거한 후 보락스 처리를 실시한 다음 와이어 감면율 70%(67∼75%범위내)를 가지는 신선기에서 다이스 각도 13도(11~15도 범위내)를 가지고 쉐이프 팩터를 2.5~3.0범위로 유지하면서 신선속도 300~700m/min로 1.2mm까지 2차 신선하였다.

2차 신선시 발생된 선재의 표면 잔류물을 제거하고 도금 효율을 높이기 위하여 전류밀도 23A/dm²(15~30A/dm²범위내)조건으로 전해 황산산세를 실시하고 초음파수세를 한 다음, 도금전처리인 피로인산동 도금으로 스트라이크 처리를 실시한 후 황산동도금을 실시하면서 도금두께를 20∼50㎛로 조정하기 위하여 전류밀도를 30~80A/dm²범위내에서 조절하였다.

동도금 및 수세 후 황산 아연도금층의 도금두께를 20∼45㎛로 조정하기 위하여 전류밀도를 25~60A/dm²의 조건으로 아연도금을 실시하였으며, 동과 아연이 순차적으로 도금된 선재를 3차 신선하여 황동층을 형성시키면서 최종 선경을 맞춘 후 불활성가스 분위기로에서 텐션을 부여하면서 3차 신선된 선재의 기계적 성질과 진직도를 교정하였다.

비교예

상기 실시예와 동일한 방법으로 제조되나 본 발명 전극선의 피복층 두께 범위를 벗어나는 다수 비교예 전극선들을 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예 전극선들과 종래 황동선을 사용하여 두께 50mm인 피가공물(SKD11)을 절단가공하여 30mm×40mm인 직사각형 판재를 절취하였으며, 방전가공 조건과 그 결과는 다음의 표 1 및 2와 같다.

인가전압	휴지시간	평균가공전압	피크전류	Sb지수	전극선장력	전극선속도
220A	12sec	5Vav	10A	13	900kgf	2.2mm/min.

* Sb지수는 방전가공기에서 안정회로를 이용하여 방전주기를 1~16단계로

나눈 수치임.

구분	동도금율(%)	아연/황동두께(㎛)	전극선인장강도(kgf)	가공속도(mm/min)	가공정밀도	단선빈도
실시예 1	7	2 / 0.2	110	1.8∼2.3	B	B
실시예 2	7	4 / 0.3	110	1.8∼2.5	B	A
실시예 3	10	3 / 0.3	110	1.8∼2.5	A	A
실시예 4	10	5 / 0.4	109	1.8∼2.5	A	A
실시예 5	12	7 / 0.6	108	1.8∼2.5	A	A
실시예 6	12	10 / 1	107	1.8∼2.5	A	A
실시예 7	14	8 / 0.7	107	1.8∼2.5	A	A
실시예 7	14	10 / 1	106	1.8∼2.3	A	B
비교예 1	5	2 / 0.2	110	1.8∼2.0	C	C
비교예 2	7	14 / 1.4	106	1.8∼2.5	B	C
비교예 3	10	1 / 0.1	110	1.8∼2.3	C	B
비교예 4	10	12 / 1	106	1.8∼2.0	B	C
비교예 5	17	5 / 0.2	107	1.8∼2.3	C	B
황 동 선	-	-	110	1.8∼2.5	B	A

* 가공 정밀도는 절취한 판재의 치수 오차의 밤위를 판별 기준으로 하여,

A(0.01mm미만), B(0.01∼0.04mm미만), C(0.04mm이상)로 표시함.

* 단선빈도는 상기 피가공물의 가공 속도 범위내에서 가속에 관계 없이

단선이 없는 경우를 'A', 2.3mm/min 에서 단선 발생하는 경우를 'B',

2.0mm/min 에서 단선 발생하는 경우를 'C'로 표시함.

상기 표 2를 살펴보면, 피복층의 두께가 본 발명에서 한정하고 있는 하한값 및 상한값에 각각 근접한 실시예 1과 7의 경우 가공 정밀도 또는 가공속도 증가에 따라 단선됨을 알 수 있으며, 특히 상기 실시예 7의 경우 가공 정밀도는 양호하나 도금층의 과다한 피복에 의해 전극선의 인장강도 저하가 상기 단선을 촉진하는 것으로 생각된다.

그리고, 본 발명 전극선의 도금층 한정 범위를 벗어나도록 만들어진 비교예들은 전체적으로 가공 정밀도가 저하되면서 가공속도 상승에 따라 단선되는 경향이 증가하는 것으로 나타났다.

결론적으로, 동일한 동도금율에서 아연 도금층 두께가 얇게 되면 가공 정밀도와 피가공면의 표면 조도가 떨어지게 되며, 아연 도금층 두께가 증가하면 가공 속도 증가와 함께 절삭 성능이 향상되는 경향을 갖게 되나, 아연 도금층 두께가 과다하게 되면 인장 강도의 저하에 의해 단선될 수 있고, 두께 증가분만큼의 절삭 성능의 향상이 이루어지지 않기 때문에 전극선의 제조 원가만이 증가하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 전극선은 심선을 강선으로 사용하여 기계적 강도와 탄성계수가 높기 때문에 고온 단선 발생 빈도가 감소되고 가공 정밀도가 향상되는 동시에, 동과 아연 도금층 사이의 황동 도금층에 의해 전체 피복층이 안정화되어 방전가공성과 안정성이 향상되는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 강선을 심선으로 하여 그 표면에 도금층이 피복된 와이어 방전가공용 전극선에 있어서, 상기 심선의 표면에 동 도금층과 황동층 및 아연 도금층이 일련의 순서로 적층피복된 것을 특징으로 하는 와이어 방전가공용 전극선.
2. 제 1항에 있어서, 상기 동 도금층의 단면적은 전극선 전체 단면적의 7∼15%이며, 상기 황동층과 아연 도금층의 두께는 각각 0.1∼1㎛, 2∼15㎛인 것을 특징으로 하는 와이어 방전가공용 전극선.
3. 강선을 심선으로 하는 와이어 방전가공용 전극선의 제조 방법에 있어서, 원료인 로드의 표면 산화스케일을 제거하고 신선성을 향상시키기 위한 1차 산세 및 피막처리 실시하는 단계(401)와; 피막처리된 상기 로드를 1차 신선하는 단계(402)와; 1차 신선된 선재를 열처리하는 단계(403)와; 열처리된 선재를 2차 산세 및 피막처리 하는 단계(404)와; 2차 신선하는 단계(405)와; 2차 신선된 선재를 3차 산세하는 단계(406)와; 3차 산세된 선재의 표면에 황산동 용액을 이용하여 동을 도금하는 단계(407)와; 동 도금된 선재를 소둔하는 단계(408)와; 소둔된 선재를 4차 산세하는 단계(409)와; 4차 산세된 선재를 황산아연도금욕에서 아연도금하는 단계(410)와; 아연도금된 선재를 3차 신선하는 단계(411)와; 불활성가스 분위기로에서 3차 신선된 선재에 장력을 부여하면서 기계적 성질과 진직도를 교정하는 단계(412)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 와이어 방전가공용 전극선의 제조 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 3차 신선은 감면율 90∼98%의 범위로 실시되는 것을 특징으로 하는 와이어 방전가공용 전극선의 제조 방법.