JPH05177443A

JPH05177443A - 放電加工用電極線の製造方法

Info

Publication number: JPH05177443A
Application number: JP35919591A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Ojima; 良傑雄島; Takeshi Ano; 武志阿野
Original assignee: Sumiden Fine Conductors Co Ltd
Current assignee: Sumiden Fine Conductors Co Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【目的】機械的強度と真直性を合せもつ放電加工用電
極線の製造方法を提供する。【構成】所要径に伸線加工したワイヤを走行させなが
ら直線状にしてそのワイヤの引張破断荷重の20％以上の
張力を加えると共に、再結晶温度よりも低く、200℃よ
り高い温度に加熱し、その後、直線状及び張力を保持し
た状態で 100℃以下の温度に急冷する放電加工用電極線
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電加工用電極線の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】放電加
工は加工開始に先立って被加工物にあけられた細い貫通
孔に電極線を通す。これを結線作業という。加工途中で
電極線が破断することがあるが、この場合、もう一度結
線作業が必要になる。又同一加工物に対して２個所以上
加工することはよくあることで、この場合は１個所の加
工が終ると、次の加工個所に移って結線作業から始め
る。これら結線作業を無人で自動的に行う自動結線機能
を備えた放電加工機が最近は多く使用されているが、自
動結線の成功率を高めるためには、電極線が機械的強
さ、特に腰の強さをもっていると共に、真直性を有して
いることが大切である。これは針孔に糸を通す作業を考
えれば容易に理解できることである。

【０００３】電極線に引張り強さや腰の強さが求められ
なければ、焼鈍材か半硬材を使用することができ、この
場合はワイヤに弾性がないか、あっても小さいので、伸
直ロール等の矯線機によって比較的容易に曲がりを矯正
することができるし、伸線加工時に真直性のあるワイヤ
が得られ易い。しかし、電極線には前述のように、真直
性の得やすさとは裏腹の関係にある硬さが必要特性とし
て求められる。

【０００４】電極線の真直性を得るための従来方法とし
ては、ワイヤを10〜20個のダイスを通して伸線加工を行
って所要径の電極線にする際、最終ダイスあるいは最終
ダイスを含む２〜３個のダイスについて、ダイスへのワ
イヤ進入角度を、最終ダイスから引き抜かれたワイヤが
真直になるように微妙に調整する方法、あるいはこの方
法に加えて、歪取り焼鈍という熱処理を施して曲りの原
因となっているいびつな歪を、限られた範囲ではあって
も除去することによって真直性を改善する方法が採用さ
れている。

【０００５】しかし、上述のようなダイスへのワイヤ進
入角度を微妙に調整する方法は、熟練者であっても調整
に時間を要すること、さらに悪いことは、ダイスの摩耗
やダイス入口への金属粉の蓄積等により、一旦は真直に
なるようにダイスをセットしても経時的に変化してしま
うことである。又電極線は多くの場合、リールに５kg、
長さにして直径0.2mm の電極線で約19km巻くが、巻き始
めは真直性が良好であっても巻き終りが良好であるとは
限らない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解消し、機械的強度と真直性を合せもつ放電加工用電極
線の製造方法を提供するもので、その特徴は、所要径に
伸線加工したワイヤを走行させながら直線状にしてその
ワイヤの引張破断荷重の20％以上の張力を加えると共
に、再結晶温度よりも低く、 200℃より高い温度に加熱
し、その後、直線状及び張力を保持した状態で 100℃以
下の温度に急冷することにある。

【０００７】図１は本発明の製造方法における真直処理
装置の概略図である。１は電極線用の所要径に伸線加工
されたワイヤ、２は張力負荷装置で、例えば電磁ブレー
キが利用される。３は加熱炉、４は加熱炉３内に挿通さ
れたパイプ、５は急冷槽で槽内には冷媒として水が満し
てある。７は引取り装置で、この装置によりワイヤ１は
所定の線速で引取られ、その後リール（図示せず）に巻
取られる。ワイヤ１への張力は張力負荷装置２と引取り
装置７間で負荷され、張力負荷装置２でブレーキ力を調
節することによって張力を変えることができる。パイプ
４の中には、非酸化性あるいは還元性のガスを送り込
み、ワイヤ１の酸化を防止するが、図１では、パイプ４
の片端を水に浸漬させることにより発生する水蒸気を上
述のガスとしている。

【０００８】本発明の製造方法に用いられるワイヤ１
は、その断面の全部又は一部が銅合金である。このよう
なワイヤは機械的強度が高く、又導電性も比較的よいの
で、電極線に適用されているものである。具体的には、
例えば断面の全部が銅と亜鉛の合金よりなるもの、銅と
亜鉛の合金線の外周上に亜鉛メッキを施したもの、ある
いは銅合金あるいは鋼等を中心とし、その外周上に銅合
金をクラッドした銅合金クラッド材等が挙げられる。又
上記のような銅合金以外に、タングステン線やモリブデ
ン線が電極線として使用されているが、これらについて
も本発明の製造方法は原理的に有効であると考えられ
る。

【０００９】

【作用】本発明者等は真直な電極線を得る製造方法の検
討の過程において、例えば「銅及び銅合金の基礎と工業
技術」（日本伸銅協会）のＰ257 〜Ｐ258 に記載されて
いるテンションアンニーリング技術に着目した。この方
法は、板材を炉内で加熱すると共に適当な張力を加えて
歪を除去、あるいは均一化して曲がりをなくすものであ
る。そして本発明者等は図２に模型的に示した装置によ
り、線速、加熱温度、及びワイヤ張力を変数として真直
性を得るための適正条件を追求した。図２において、１
はワイヤ、２は張力負荷装置、３は加熱炉、４はパイ
プ、７は引取り装置であってこれらは図１と同じであ
る。図１との違いは、図１の急冷装置に対して図２では
冷却ゾーン５′であることである。この冷却ゾーン５′
はパイプ４の外側にジャケットをつけて水を流し、パイ
プ４の外側からワイヤ１を冷却している。

【００１０】上述の検討結果、条件によってはワイヤの
引張り強さ、硬さを低下させることなく顕著な曲り矯正
効果があることが確認された。特に曲率の大きい曲りは
ほぼ完全に矯正された。しかし、曲率100mm 前後及びそ
れ以下の曲りは残存し、これを除去することができなか
った。

【００１１】本発明者等は、同一ワイヤのテンションア
ンニールを施す前後の曲りを詳細に調査した結果、テン
ションアンニール後に残存している曲率の小さい曲り
は、テンションアンニール前には存在していないこと、
従って、テンションアンニールによって発生しているこ
と、さらに図２における冷却ゾーンにおいて発生してい
ることを確認した。本発明者等は図１に示すように所定
の張力の下、所定の温度に加熱したワイヤを水の中に引
き込んで急冷することにより、冷却の不均一を解決し、
どのような曲りを有するワイヤであってもこれを矯正
し、機械的な諸特性、特に引張り強さや腰の強さ（ステ
ィフネス）を低下させることなく、真直なワイヤとする
電極線の製造方法を確立した。

【００１２】上述のように板材に熱と引張り張力を加え
て平旦かつ、真直にする技術はテンションアンニールと
して知られている。しかし、電極線は要求される特性
上、引張り強さや腰の強さを低下させてならないために
歪の除去あるいは歪の均一化に求められる十分な温度を
与えることができないこと、及びワイヤの直径が 0.1〜
0.3mm と細く、微細な歪の不均一もワイヤの曲りの原因
となる。そのため従来のテンションアンニール法では曲
りを除去することができず、上述の通りワイヤに張力を
与えた状態で加熱した後、例えば水中に浸漬して急冷を
行う。これにより徐冷に比してワイヤの冷却はより均一
となり、張力下、高温での真直性を常温に冷却後も保持
させることができる。

【００１３】張力下での熱処理によって真直が得られる
条件は、張力と温度の関数であると考えられる。張力を
ワイヤの引張り破断荷重の20％以上とするのは、それ以
下の張力では温度をワイヤの再結晶温度以下のいくら高
い温度にしても真直にはならないからであり、加熱温度
を 200℃以上、再結晶温度以下とするのは、 200℃以下
では張力を破断荷重近くにしても真直性が得られないか
らである。又再結晶温度以上では真直性は容易に得られ
るが、真直処理後の引張り強さや腰の強さが低下してし
まい電極線に適さなくなるからである。急冷する温度を
100℃以下としたのは、冷媒として経済性があり、取扱
いの容易な水を念頭においたことにある。

【００１４】ワイヤの加熱は通常の連続加熱炉を用い、
非酸化性あるいは還元性ガス中で行ってもよく、非酸化
性あるいは還元性ガス中でワイヤに通電して行ってもよ
い。又通電によりワイヤを加熱する場合はガスの代りに
電気絶縁性の液体を用いてもよい。ワイヤは多くの場合
400℃前後の高温に加熱されると、空気中では表面が酸
化して外観が悪くなるばかりでなく、電極線としての特
性にも影響を与えるためで、ガスとしては窒素、水蒸
気、窒素と水素の混合ガス等が使用される。又液体とし
ては水、アルコール、植物油、鉱物油等が使用される。
通電加熱の長所は短時間でワイヤを所定の温度まで加熱
できるため、高線速で真直処理が出来ること、及び通電
電流により容易にワイヤ温度を制御できることである。
しかし、本発明では、ワイヤを所定の温度に加熱できれ
ば、効果は加熱方法に関係なく得られる。

【００１５】ワイヤの急冷に水を用いるのは、水が最も
経済的であり、取扱いが容易であるためである。水の他
に油脂類やアルコール類等、使用温度において液体であ
れば冷却が均一で、水とほぼ同等の効果が得られるが、
実用性において水が最もすぐれている。冷却水の温度
は、加熱されたワイヤの熱によって放置すれば 100℃近
くになるが、 100℃までは真直性を得る効果がある。し
かし、実用上は60℃以下が望ましい。又水温を所定温度
に保持して行うことは勿論可能である。

【００１６】又本発明の張力下での熱処理による真直処
理を通電加熱で行えば、数 100〜1000ｍ／分の線速で可
能である。しかし、真直処理を伸線加工とは切離して別
工程で行う場合、元線（処理前のワイヤ）を処理速度で
繰り出す必要があるが、これは技術的に難しいため処理
速度は 200〜300m／分に制約される。これに対して伸線
加工と連続（タンデム）処理すれば、この速度の制約は
除かれ、タンデム化による工程の省略と、高速処理の長
所を得ることができる。

【００１７】

【実施例】テストしたワイヤの種類Ａ：銅65％−亜鉛35％合金線Ｂ：銅80％−亜鉛20％合金線に厚さ15μm の亜鉛メッキＣ：銅98％−錫２％合金線に厚さ15μm の亜鉛メッキＤ：鉄心に断面積比で40％の銅99.4％−錫 0.6％の合金
をクラッドした複合線に厚さ15μm の亜鉛メッキいづれも伸線加工により直径 0.2mmにして供試した。亜
鉛メッキ厚さは直径0.2mmにおける厚さである。真直処理方法図１に示す本発明の方法と、図２に示すテンションアン
ニール法で実施、加熱炉長は４ｍ、処理線速は 150ｍ／
分とした。真直性の評価（１）正確に１ｍのワイヤを切りとりその一端を固定し
て平板に沿わして自重で垂直に垂れ下がらせる。ワイヤ
の下端に水平線を引き、ワイヤの上端から上記水平線に
おろした垂線の長さを測定し、Ｌとして真直性の評価に
用いた。（２）正確に１ｍのワイヤを切りとりその一端を固定し
て平板に沿わして自重で垂れ下がらせた時、ワイヤの上
端から引いた垂線に対してワイヤがどれだけ離れるか、
最も離れた個所の垂線からの振れを測定し、Ｗとして真
直性の評価に用いた。（３）正確に１ｍのワイヤを切りとりその一端を固定し
て平板に沿わして自重で垂れ下がらせた時、ワイヤの上
端から引いた垂線に対して、左右に振れる山の数を測定
し、Ｓとして真直性の評価に用いた。

【００１８】ワイヤの種類、真直処理方法、真直処理条
件等を変えて数多くの試作と検討を実施したが、その中
から４例の内容を以下に説明する。又実施内容の概要と
その結果を表１に示す。なお、表１には炉温は示してい
るがワイヤの温度は記載されていない。これは、試作実
験において、ワイヤ温度を計測することが技術的に難し
く、測温できていないことによる。しかし、実施例１で
炉温 510℃ではワイヤは軟化しないが、これを 530℃に
した場合、ワイヤが軟化されていることを確認してい
る。表１に示す炉温範囲ではワイヤは軟化せず、真直処
理後も硬質を維持している。

【００１９】

【実施例】上述した４種類のテストワイヤについて、通
常の方法により線径 0.2mmに伸線し、これを図２に示す
テンションアンニール法及び本発明のテンションアンニ
ール後急冷する方法により、ワイヤへの負荷荷重及び加
熱温度を変えて真直処理し、それぞれについて上述のよ
うに真直性を評価した。その結果は表１に示す通りであ
り、いずれの線種についても、伸線したままで真直処理
を施さないワイヤは曲率も振れ幅も大きく曲がってい
る。これを図２のテンションアンニール法により処理す
ることにより、真直性は大幅に改善される。しかし、曲
率の小さな曲がりＳが数多く発生し、実用上でも、又商
品価値の面からも真直性は不満足である。これに対し
て、テンションアンニール後急冷する本発明の方法で真
直することにより、小さな曲がりＳも解消し、満足な真
直性が得られた。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電加工
用電極線の製造方法によれば、電極線として最も重要な
特性の一つである真直性が熟練を必要とすることなく、
ワイヤの全長にわたって自動的に得ることが出来るた
め、品質のすぐれた電極線を効率よく製造することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法における真直処理装置の概略
図である。

【図２】従来の板材の平旦、真直化に用いられているテ
ンションアンニール装置の概略図である。

【符号の説明】

１ワイヤ２張力負荷装置３加熱炉４パイプ５急冷槽６水７引取り装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所要径に伸線加工したワイヤを走行させ
ながら直線状にしてそのワイヤの引張破断荷重の20％以
上の張力を与えると共に、再結晶温度よりも低く、 200
℃より高い温度に加熱し、その後、直線状及び張力を保
持した状態で100℃以下の温度に急冷することを特徴と
する放電加工用電極線の製造方法。
【請求項２】ワイヤがその断面の全部又は一部が銅合
金であることを特徴とする請求項１記載の放電加工用電
極線の製造方法。
【請求項３】ワイヤの加熱は連続加熱炉を用い、非酸
化性あるいは還元性ガス中で行うことを特徴とする請求
項１記載の放電加工用電極線の製造方法。
【請求項４】ワイヤの加熱は非酸化性あるいは還元性
ガス中でワイヤに通電して行うことを特徴とする請求項
１記載の放電加工用電極線の製造方法。
【請求項５】ワイヤの加熱は電気絶縁性の液体中でワ
イヤに通電して行うことを特徴とする請求項１記載の放
電加工用電極線の製造方法。
【請求項６】急冷はワイヤを水に浸漬することにより
行うことを特徴とする請求項１記載の放電加工用電極線
の製造方法。
【請求項７】所要径への伸線加工と張力下の熱処理と
を連続して行うことを特徴とする請求項１記載の放電加
工用電極線の製造方法。