JPH026819B2 - - Google Patents

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JPH026819B2
JPH026819B2 JP58122618A JP12261883A JPH026819B2 JP H026819 B2 JPH026819 B2 JP H026819B2 JP 58122618 A JP58122618 A JP 58122618A JP 12261883 A JP12261883 A JP 12261883A JP H026819 B2 JPH026819 B2 JP H026819B2
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JP
Japan
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wire electrode
machining
wire
copper
tin
Prior art date
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Application number
JP58122618A
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English (en)
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JPS6017038A (ja
Inventor
Haruhiko Ito
Yoshio Shibata
Masato Sakanishi
Takeshi Yatomi
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP12261883A priority Critical patent/JPS6017038A/ja
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は、ワイヤカツト放電加工に用いるワイ
ヤ電極に関するものである。 [従来の技術] 一般にワイヤカツト放電加工に用いられている
ワイヤ電極の電極材としては、直径が0.05〜0.3
mmの銅、黄銅、モリブデンあるいはタングステン
等からなるものがある。これ等のワイヤ電極を使
用した時の放電加工の様子を第1図によつて説明
する。まずワイヤ電極1に張力を加え図中矢印A
方向に一定速度にて送給させながら被加工物2と
対向させる。次に、ワイヤ電極1と同軸方向に加
工液3を吹きかけつつワイヤ電極1と被加工物2
の相互間にパルス電圧を加える。これにより、対
向した微小間隔では加工液3を媒体として放電が
繰返され、放電時の熱エネルギーによつて被加工
物2を溶融かつ飛散させてしまう。対向する微小
間隔を常に一定に保ち、放電を継続的に行うため
ワイヤ電極1と被加工物2の相対移動はXYクロ
ステーブル(図示せず)を数値制御する方法が通
常とられている。 上記のようにして放電を繰返しXYクロステー
ブルを制御することにより加工溝4が連続的に形
成され、任意の形状の加工ができ、一般金型の抜
き、切断等に広く応用されている。 従来の例えば銅や黄銅のワイヤ電極1を用いた
場合、第2図に示すように被加工物2に対して上
あるいは下から、下あるいは上に送給して加工を
進める時、被加工物2の加工溝4の上部あるいは
下部にワイヤ電極1の一部が放電により、飛散し
て付着する。この場合、付着物5の主成分は銅で
あり、付着状況は第2図イのようにワイヤ電極1
の前面及び側面にはなく後方部に多く付着してい
ることが観測されている。 一方、加工速度については第4図に示すように
ワイヤ電極1に加える張力の依存性があり、横軸
を加える張力T(g)、縦軸を加工速度F(mm/分)
にして示すと、右上りの特性があり、張力の大き
いほど加工速度が速くなることがわかつた。すな
わち張力が大きくなると、ワイヤ電極1の振動が
小さくなり、従つて対向微小間隙寸法を均一に制
御でき、安定した放電を繰返すことができるの
で、加工速度が速くなるものと考えられている。 [発明が解決しようとする課題] さて、従来の銅や黄銅のワイヤ電極を用いる場
合、前述のように銅を主成分とする付着物5が加
工面に残ることは寸法精度を著しく損ない、例え
ば加工エネルギーの大きい領域では、この付着物
5が約10〜100μmの厚さに及ぶことがあつた。
さらに加工エネルギーを大きくすると、第3図の
ように付着物5が加工溝4を埋めてしまうことさ
えあつた。 このような現象によつて、加工物が抜けおちな
いこともさることながら、ワイヤ電極1と同軸噴
流させている加工液3が対向位置にある微小間隔
に侵入せず、気中放電現象が発生し、加工速度の
低下をきたすことや、ワイヤ電極1の断線を生じ
ることがあつた。これ等の付着物5の除去作業に
は、主成分が銅であるため発煙硝酸のような危険
な薬品を用いなければならず、作業性が悪くかつ
安全性に問題があつた。 また一方で、加工速度を速くすることについて
は、銅や黄銅のワイヤ電極1はそれ自体のもつ抗
張力に限度があり、飛躍的に張力を大きくとつて
加工速度を向上することは望めない。 また、タングステンやモリブデンのワイヤ電極
では、抗張力は大きいが材質的に加工速度が余り
速くできず、また高価である。さらに従来の黄銅
のワイヤ電極1はアンモニア等の雰囲気にさらさ
れると応力腐食割れを起し破断するという欠点を
有するため、その保管に特に注意を要し、防錆処
理の他に直空パツケージが必要であつた。 以上のように従来のワイヤ電極1は種々の欠点
を有していた。 この発明は、上記の欠点に鑑みてなされたもの
で、高抗張力、耐応力腐食性を有し、付着物が付
着し難く、高速で高い精度の加工を可能とするワ
イヤ放電加工用ワイヤ電極を提供するものであ
る。 [課題を解決するための手段] 本発明によるワイヤカツト放電加工用ワイヤ電
極では、0.1〜1.5重量%の鉄、3.0〜6.0重量%の
錫、0.01〜0.06重量%のリン及び残部が銅と不可
避不純物からなる本体表面に、亜鉛,マグネシウ
ム,錫,鉛,アルミニウム,カドミウムから選ば
れた一つの金属又は二つ以上を溶融してなる合金
で構成された被覆金属を被覆してなるものであ
る。 [作用] 本発明では、0.1〜1.5重量%の鉄、3.0〜6.0重
量%の錫、0.01〜0.06重量%のリン及び残部が銅
と不可避不純物からなる本体表面に、亜鉛,マグ
ネシウム,錫,鉛,アルミニウム,カドミウムか
ら選ばれた一つの金属又は二つ以上を溶融してな
る合金で構成された被覆金属を被覆したので、加
工速度を上げるための高い張力は、充分な抗張力
を有する鉄−錫−リン−銅合金製の本体で担い、
また放電による銅の付着は、低融点の被覆金属の
蒸発によつて、銅を主成分とする放電飛散物を気
化加工液と共に加工溝外に排出することにより防
止するものである。 ワイヤカツト放電加工におけるワイヤ電極の材
質の違いによる付着物5の量及び加工速度の関係
を確認した結果を第1表に示す。この結果はワイ
ヤ電極1の電極材のモデルとして直径3mm、長さ
50mmの丸棒を試験片として用い、対向微小間隙に
印加するパルス電圧、加工液等の諸条件は同一に
して比較したものであり、付着量及び加工速度
は、黄銅を基準に相対比較し百分率にて示してい
る。
【表】 まず、付着量については、融点が低く、融解潜
熱と蒸発潜熱の小さい材料ほど付着量が少ないこ
とがわかる。 放電時の熱エネルギーにより被加工物2が溶解
状態に熱せられると同時にワイヤ電極1自体も同
程度に熱せられる。 この時、加工液3は急激な温度上昇で気化し、
局部的に爆発状態が生じ、被加工物2の溶融部を
吹き飛ばしてしまう。 以上の状況が繰返されるが、電極を構成する材
料のうち、融点が低く蒸発しやすい電極材は放電
時に蒸発し、気化加工液と共に加工溝4外に排出
される。つまり低融点の電極材では付着量が少な
いのは、気体の状態で飛散して加工面に付着しに
くくなるためである。 一方融点が高く金属蒸発になりにくい銅等は、
放電の熱エネルギーによつても溶融部分のほとん
どが蒸発に至らず、微細な粒状となつて飛散する
時に加工面に溶着するため付着量が多くなつてい
る。 また加工速度についても低融点金属である亜鉛
や錫が良好であることが確認された。 しかしながら、亜鉛や錫等の低融点金属は、第
1表に示すように抗張力が小さく、ワイヤ電極1
の電極材として0.05〜0.3mmの直径を有するもの
に線引することは断線が頻発し製造不可能であ
る。そこで本発明では抗張力を向上させるため、
銅−鉄−錫−リン合金をワイヤ電極本体の電極材
として使用することとした。この合金の好ましい
組成については以下の通りである。 銅中に錫を含有させると、引つ張り強さ、硬さ
といつた機械的特性が向上するが、錫の含有量が
10%を越えると実用的に歩溜りよく冷却すること
が不可能になり、高価になるため、好ましくは錫
含有量を3.0〜6.0重量%とする。 リンを銅−錫合金中に0.01〜0.5%含有させる
と溶湯の湯流れが良くなり、同時に合金の硬さと
強さが増加し、耐摩耗性や弾性が改善されるが好
ましくは、0.01〜0.06重量%の微量添加とする。 鉄を入れると高温強度が向上するが、冷間加工
性が低下するため銅合金中には鉄を最大でも2%
程度しか添加しにくい。好ましい鉄の添加量は、
0.5〜1.5%である。 [実施例] 本発明の実施例のワイヤ電極本体のために、
0.6重量%の鉄、4.0重量%の錫、0.03重量%のリ
ンおよび残部が銅からなる組成の合金(不可避不
純物として0.1重量%の亜鉛を含む)を冷間引抜
加工して直径0.2mm程度の線材を準備した(以下
この線材をNBWと称す)。 NBW自体は、銅を主体とする合金であるた
め、それをワイヤ電極に用いた場合の付着現象は
銅と同程度ある。従つてこれを解決するために亜
鉛をメツキ法によつて上記NBWの全表面に10μ
mの厚さに被覆して実施例に係るワイヤ電極を得
た。 このワイヤ電極の模式的な断面を第5図に示
す。6がNBWによる本体、7が亜鉛被覆であ
る。 このような構成及び製造方法に基づいて製造さ
れた本発明に係るワイヤ電極の特性を、電極材と
して黄銅及び銅を用いた従来のワイヤ電極及び被
覆の無いNBW電極材と比較した結果を第2表に
示す。この表中の特性はワイヤ放電加工機を使用
して、実際に被加工物としての銅材を加工した場
合のもので、加工における諸条件を統一し、黄銅
ワイヤ電極使用時の特性を基準に百分率で表わし
たものである。
【表】 ワイヤ電極のうち、裸のNBWを用いたものに
ついては抗張力が銅ワイヤ電極の2.6倍となり実
際の加工時の張力を大きくできるので加工速度は
向上する。 銅が主成分の合金び付着量については、裸
NBWワイヤ電極では前述のとおり低融点の錫の
効果によつてやや銅ワイヤ電極の場合より少な
い。 本発明の実施例では、抗張力は黄銅ワイヤ電極
より若干高く、また銅合金の付着量が少ないた
め、加工速度は1.7倍に向上した。 この結果はモデル実験の亜鉛単独のワイヤ電極
使用時の特性値に近く、この実際のワイヤ放電加
工においても低融点金属を用いるのが有利である
ことが裏付けられた。本発明によるワイヤ電極の
特性が良好な理由はモデルによる実験の結果と同
一の作用があることによることがわかつた。 以上の実施例は抗張力が黄銅よりも大きい合金
をワイヤ電極本体として、これを心材にして亜鉛
を被覆する場合について説明したが、被覆用金属
としてはワイヤ電極本体よりも低融点で蒸発しや
すい金属又は合金であればよく、この他に錫,
鉛,カドミウム,マグネシウム,アルミニウムか
ら選ばれた一つの金属又は前記金属の二つ以上を
溶融してなる合金を用いることができる。 [発明の効果] 以上の如く本発明は、0.1〜1.5重量%の鉄、3.0
〜6.0重量%の錫、0.01〜0.06重量%のリン及び残
部が銅と不可避不純物からなる本体表面に、亜
鉛,マグネシウム,錫,鉛,アルミニウム,カド
ミウムから選ばれた一つの金属又は二つ以上を溶
融してなる合金で構成された被覆金属を被覆した
ものであるため、主成分が銅の合金ワイヤである
ので充分な抗張力をもたせることができ、かつ表
面に低融点の金属を被覆したので、加工速度の向
上と、飛散電極材の付着防止とが共に達成でき、
加工精度も良好とすることのできるワイヤ電極を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はワイヤカツト放電加工の状態を示す
図、第2図、第3図は従来のワイヤ電極の電極材
の被加工物面への付着状態を示す図、第4図は、
ワイヤ電極の張力と加工速度の関係を表わす図、
第5図は本発明を示すワイヤ電極の断面図であ
る。 図中1はワイヤ電極、2は被加工物、3は加工
液、4は加工溝、5は付着物、6は本発明による
ワイヤ電極本体、7は被覆金属を示す。尚、図中
同一符号は同一部分を表わす。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 0.1〜1.5重量%の鉄、3.0〜6.0重量%の錫、
    0.01〜0.06重量%のリン及び残部が銅と不可避不
    純物からなる本体表面に、亜鉛,マグネシウム,
    錫,鉛,アルミニウム,カドミウムから選ばれた
    一つの金属又は二つ以上を溶融してなる合金で構
    成された被覆金属を被覆してなるワイヤカツト放
    電加工用ワイヤ電極。
JP12261883A 1983-07-06 1983-07-06 ワイヤカツト放電加工用ワイヤ電極 Granted JPS6017038A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12261883A JPS6017038A (ja) 1983-07-06 1983-07-06 ワイヤカツト放電加工用ワイヤ電極

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JP12261883A JPS6017038A (ja) 1983-07-06 1983-07-06 ワイヤカツト放電加工用ワイヤ電極

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JPS6017038A JPS6017038A (ja) 1985-01-28
JPH026819B2 true JPH026819B2 (ja) 1990-02-14

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JP12261883A Granted JPS6017038A (ja) 1983-07-06 1983-07-06 ワイヤカツト放電加工用ワイヤ電極

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT385932B (de) * 1985-12-13 1988-06-10 Neumayer Karl Band- bzw. drahtfoermiges material
AT386147B (de) * 1986-04-16 1988-07-11 Neumayer Karl Verfahren zur herstellung von band- bzw. drahtfoermigem material
US8338736B2 (en) * 2008-08-21 2012-12-25 General Electric Company Extraction of chordal test specimens from forgings

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS572849A (en) * 1980-06-04 1982-01-08 Kobe Steel Ltd Copper alloy for electronic parts

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