JPH05295472A - ワイヤ放電加工用電極線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電加工速度を向上させ、被加工物への付着
量が少なく、かつ優れた伸線加工性および高温強度を有
するワイヤ放電加工用電極線を提供する。 【構成】 Ｎｉを０．１重量％〜５０重量％含有し、残
部が銅および不可避不純物からなる電極線、およびこの
電極線においてさらにＺｎを０．１重量％〜４５重量％
含有する電極線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ放電加工用電極
線に関し、特に放電加工速度を向上させ、被加工物への
付着を減少させたワイヤ放電加工用電極線に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤ放電加工は、被加工物と線状の加
工電極（ワイヤ放電加工用電極線と称する）との間に、
水、油等の加工液を介し間欠的に放電を起こさせなが
ら、被加工物をワイヤ放電加工用電極線に対して相対的
に移動させることにより、被加工物を所望の形状に溶融
切断する方法である。この方法は、各種金型の製造等に
利用されている。このようなワイヤ放電加工において
は、被加工物の仕上がり加工精度および仕上がり表面状
態が良好なこと、電極線が被加工物に付着しないこと、
および放電加工時間が短いこと、といった放電加工特性
が要求されている。電極線として優れた伸線加工性、強
度を持つことから、従来から黄銅線が用いられている。

【０００３】ところが、最近では加工電源の改良進歩に
伴い、これに対応して放電加工速度を向上させることの
できる電極線が望まれている。しかし、黄銅線では放電
加工速度が劣り、被加工物への付着量も多く、かつ高温
強度が不足しているため、ワイヤの負荷張力を高くして
放電加工すると断線しやすい欠点がある。そこで、この
ような問題を解決するために、黄銅にさらにＡｌ、Ｓｉ
などの元素を添加したＣｕ合金線が用いられている。

【０００４】たとえば、特開昭５７−４１１３４号公報
には、黄銅にＡｌを添加したものからなる電極線が開示
されている。また、特開昭５９−１９６３９号公報に
は、Ｚｎを２６〜３８重量％、Ａｌを０．２〜１．５重
量％、Ｓｉを０．２〜１．０重量％含有したＣｕ合金か
らなる電極線などが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した黄銅にＡｌを
添加したものからなる電極線を用いると、高温強度およ
び放電加工速度が黄銅線に比べて向上する。しかしなが
ら、放電加工速度は黄銅線を用いたときに比べて１．１
倍程度しか向上せず、それ以上の放電加工速度を得よう
とすると断線が発生しやすくなる。

【０００６】また、上述した含有率でＺｎ、Ａｌおよび
Ｓｉを含有したＣｕ合金からなる電極線を用いた場合、
放電加工速度は向上し、かつ被加工物への付着量も減少
する。しかし、Ａｌを０．５重量％以上含有している上
記Ｃｕ合金の下では、ＳｉがＡｌ含有量と同量程度ある
いはそれ以上存在している場合、放電加工速度は向上す
るが、電極線としての伸線加工性が悪く、伸線できたと
してももろくなる。したがって、電極線として用いた場
合、高温強度が低下し、断線が発生しやすくなるという
問題がある。

【０００７】それゆえに、本発明の目的は、放電加工速
度を向上させ、被加工物への付着量が少なく、かつ優れ
た伸線加工性および高温強度を有するワイヤ放電加工用
電極線を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に従うワイヤ
放電加工用電極線は、Ｎｉを０．１重量％〜５０重量％
含有し、残部が銅お不可避不純物からなることを特徴と
している。

【０００９】第１の発明に従う電極線において、さらに
Ｚｎを０．１重量％〜４５重量％含有させてもよい。こ
の場合、より好ましいワイヤ放電加工用電極線として、
Ｎｉを０．５〜１０重量％、Ｚｎを３０〜４５重量％含
有し、残部が銅および不可避不純物からなる電極線、お
よび、ＮｉとＺｎの含有量合計が３０〜５０重量％で、
かつＮｉとＺｎの添加比がＮｉ／Ｚｎ＝１／５０〜１／
３である電極線をそれぞれ提供することができる。

【００１０】第２の発明に従うワイヤ放電加工用電極線
は、ＣｕまたはＣｕ合金から本質的になる芯部と、芯部
の周囲に形成された、Ｎｉを０．１重量％〜５０重量％
含有し、残部が銅および不可避不純物からなる表層部と
を備えている。

【００１１】第２の発明に従う電極線において、上記表
層部がさらにＺｎを０．１重量％〜４５重量％含有して
もよい。この場合、より好ましいワイヤ放電加工用電極
線として、上記表層部が、Ｎｉを０．5 〜１０重量％、
Ｚｎを３０〜４５重量％含有し、残部が銅および不可避
不純物からなるもの、および、ＮｉとＺｎの含有量合計
が３０〜５０重量％で、かつＮｉとＺｎの添加比がＮｉ
／Ｚｎ＝１／５０〜１／３であるものをそれぞれ提供す
ることができる。

【００１２】

【作用】本発明者らは、Ｃｕに種々の元素を添加した合
金線について、上述した放電加工特性を調査してきた結
果、０．１〜５０重量％でＮｉを添加した銅合金が放電
加工特性に優れていることを見出した。これは、Ｎｉを
添加することにより小さいエネルギの付与で電子が放出
できるためであると考えられた。

【００１３】Ｎｉ添加量を０．１〜５０重量％としたの
は、０．１重量％未満ではＮｉ添加の効果が得られず、
５０重量％を越すと加工が困難となりしかも導電率の低
下が著しくなるためである。

【００１４】さらに、本発明者らは、Ｎｉを添加した銅
合金にＺｎを０．１〜４５重量％添加すると、放電加工
特性がいっそう向上することを見出した。これは、Ｚｎ
の添加により、さらに小さなエネルギの付与で電子が放
出されやすくなるためであると考えられた。

【００１５】Ｚｎ添加量を０．１〜４５重量％としたの
は、０．１重量％未満ではＺｎ添加の効果が得られず、
４５重量％を越えると加工が極めて困難になるためであ
る。

【００１６】また、ＮｉおよびＺｎを添加した銅合金線
において、実施例に示すとおり、特にＮｉを０．５〜１
０重量％、Ｚｎを３０〜４５重量％添加した場合、放電
が安定し、放電加工特性が一層向上する。

【００１７】さらに、実施例にも示すとおり、ＮｉとＺ
ｎの含有量合計が３０〜５０重量％で、かつＮｉとＺｎ
の添加比がＮｉ／Ｚｎ＝１／５０〜１／３とすると、放
電が一層安定し、放電加工特性がさらに向上する。

【００１８】また、芯部をＣｕまたはＣｕ合金（たとえ
ばＣｕ−Ｚｎ合金）とし、その外周を上述したように放
電加工特性が一層向上させられた合金で覆った複合電極
線では、表面層において放電加工特性に優れ、かつ芯部
において高い導電性および高い熱伝導性が達成されるの
で、より放電加工特性の向上した電極線を提供すること
ができる。

【００１９】

【実施例】通常のＣｕ地金を溶解したものに、表１に示
す組成となるようＮｉおよび／またはＺｎを添加して、
Ｃｕ合金材を得た。

【００２０】次に、この合金材を熱間押出しにより直径
８ｍｍの粗引き線にした後、伸線加工と熱処理を繰返し
て行ない、直径０．２ｍｍの電極線を製造した。また、
線癖をなくすために、伸線工程の最終段階で軽く通電・
熱処理を行なった。

【００２１】このようにして得られた電極線において、
表１のＮｏ．１〜６は本発明例、Ｎｏ．９〜１３は合金
の組成が本発明の範囲外である比較例、ＮＯ．１４は従
来例である。

【００２２】一方、２．６ｍｍφのＣｕ−２０％Ｚｎ合
金線およびＣｕ−４％Ｚｎ合金線をそれぞれ準備し、Ｃ
ｕ−２０％Ｚｎ合金線はＣｕ−１．５重量％Ｎｉ−４１
重量％Ｚｎ合金の融液中、Ｃｕ−４％Ｚｎ合金線はＣｕ
−３．６重量％Ｎｉ−３７重量％Ｚｎ合金の融液中をそ
れぞれ通過させてめっきを行ない、３．０ｍｍφの線材
を得た。いずれについても、厚さが約１０μｍの表層部
を形成した。

【００２３】得られた線材について、伸線加工および熱
処理を繰返して行ない、直径０．２ｍｍの電極線を製造
した。また、線癖をなくすために、伸線工程の最終段階
で軽く通電・熱処理を行なった。

【００２４】このようにして得られた本発明に従う電極
線は、表１のＮｏ．７およびＮｏ．８に示す。

【００２５】以上の工程によりそれぞれ得られた電極線
において、本発明例の電極線は、強度の低下が少なく、
引張強さ１００ｋｇ／ｍｍ² 以上の値を有するととも
に、線癖のない真直性に優れたものであった。

【００２６】

【表１】

【００２７】得られたＮｏ．１〜１４の電極線を、それ
ぞれワイヤ放電加工機に取付け、同一条件において放電
加工を行ない、一連の放電加工特性、すなわち、放電加
工速度、被加工物への付着量、被加工物の表面性状、お
よび電極線の断線状況について調べた。その結果を表２
に示す。

【００２８】なお、表２で放電加工速度については、単
位時間あたりの加工断面積（加工送り速度と被加工物厚
さの積）を求めた後、従来例の放電加工速度を１とした
ときの相対値で示した。また、被加工物への付着量は、
被加工物の加工後の寸法を測定することによって求め
た。すなわち、付着箇所の寸法と付着していない箇所の
平均寸法との差によって付着量を評価した。表中の値
は、従来例による付着量を１００としたときの相対値で
示している。また、電極線の断線状況は、被加工物（材
質ＳＫＤ−１１、厚さ３０ｍｍ）を１０×１０ｍｍだけ
切断加工できるまでに発生した断線回数を示した。

【００２９】表２に示すように、本発明例Ｎｏ．１〜８
は、比較例Ｎｏ．９〜１３および従来例Ｎｏ．１４より
も優れた放電加工特性を備えるものであった。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に従うワ
イヤ放電加工用電極線は、放電加工速度が向上し、被加
工物への付着量も少なく、かつ被加工物の表面清浄も良
好なものにすることができ、さらに使用時の断線回数が
少なく高温強度が高いものである。したがって、この発
明に従うワイヤ放電加工用電極線は、使用時のトラブル
が非常に少なく、工業上極めて有用な電極線である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎｉを０．１重量％〜５０重量％含有
   し、残部が銅および不可避不純物からなることを特徴と
   する、ワイヤ放電加工用電極線。
2. 【請求項２】 さらにＺｎを０．１重量％〜４５重量％
   含有することを特徴とする、請求項１のワイヤ放電加工
   用電極線。
3. 【請求項３】 ＣｕまたはＣｕ合金から本質的になる芯
   部と、前記芯部の周囲に形成された、Ｎｉを０．１重量
   ％〜５０重量％含有し、残部が銅および不可避不純物か
   らなる表層部とを備える、ワイヤ放電加工用電極線。
4. 【請求項４】 前記表層部が、さらにＺｎを０．１重量
   ％〜４５重量％含有することを特徴とする、請求項３の
   ワイヤ放電加工用電極線。