JPH09155643A - ワイヤ放電加工用電極線 - Google Patents

ワイヤ放電加工用電極線

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JPH09155643A
JPH09155643A JP31871895A JP31871895A JPH09155643A JP H09155643 A JPH09155643 A JP H09155643A JP 31871895 A JP31871895 A JP 31871895A JP 31871895 A JP31871895 A JP 31871895A JP H09155643 A JPH09155643 A JP H09155643A
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JP
Japan
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wire
discharge machining
electric discharge
coating layer
core material
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Application number
JP31871895A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Nakai
由弘 中井
Takeshi Miyazaki
健史 宮崎
Taichiro Nishikawa
太一郎 西川
Shigeo Ezaki
繁男 江崎
Toshihiro Kume
敏弘 久米
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の黄銅線を使用した放電加工電極線では
十分に速い放電加工速度を得ることが出来なかった。ま
た被加工物への電極線の付着量も多く、また高速で放電
加工をしようとすると断線しやすいという欠点もあっ
た。 【解決手段】 芯材と、前記芯材の外周に形成された被
覆層を備えたワイヤ放電加工用電極線であって、その被
覆層の厚さXが、前記ワイヤ放電加工用電極線の線径を
Dφとした場合、0.02D≦X≦0.2Dの範囲内であっ
て、前記芯材と前記被覆層との界面に存在する拡散層が
5μm以下であることを特徴とするワイヤ放電加工用電
極線である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ワイヤ放電加工
に使用する電極線に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ワイヤ放電加工は、ワイヤ放電加工用電
極線と称される線状の加工電極と被加工物との間に、水
または油等の加工液を介し間欠的な放電を起こさせなが
ら、被加工物をワイヤ放電加工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し
切断する方法である。この方法は、各種の金型の製造等
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。そして、このようなワイヤ放電
加工に使用する放電加工用電極線としては、電極線とし
て優れた伸線加工性および強度を有することから、従来
より黄銅線が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】最近では、加工電源の
改良進歩に伴い、放電加工速度を向上させることが出来
る電極線が望まれている。特に、高電圧でかつ短時間の
パルス電圧を付与するようなワイヤ放電加工機の電源を
使用するような場合において、放電加工速度を高めるこ
との出来る電極線が望まれている。しかしながら、従来
の黄銅線を使用した放電加工電極線では十分に速い放電
加工速度を得ることが出来なかった。また被加工物への
電極線の付着量も多く、また高速で放電加工をしようと
すると断線しやすいという欠点もあった。この発明の課
題は、放電加工時間を短くすることができ、かつ電極線
が被加工物に付着しにくいワイヤ放電加工用電極線を提
供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、芯材と、前
記芯材の外周に形成された被覆層を備えたワイヤ放電加
工用電極線であって、その被覆層の厚さXが、前記ワイ
ヤ放電加工用電極線の線径をDφとした場合、0.02D≦
X≦0.2Dの範囲内であって、芯材と被覆層との界面に
存在する拡散層が5μm以下であることを特徴とするワ
イヤ放電加工用電極線である。ここで、被覆層が1種類
の材料あるいは、2種以上の異なる材料からなる2層以
上の複数の層で構成されていてもよい。特に、芯材、被
覆材ともZnを3〜49重量%含むCu合金からなり、被覆層
のZn濃度が芯材のZn濃度より高いことが好ましい。さら
に、芯材と、前記芯材の外周に被覆層を備えるにあた
り、少なくともメッキ法または熱間押出し法を利用した
ワイヤ放電加工用電極線が好ましい。さらに、本発明で
は線径が0.1mm未満のワイヤ放電加工用電曲線も優れた
性能を示す。
【0005】
【発明の実施の形態】芯材と、前記芯材の外周に形成さ
れた被覆層を備えたワイヤ放電加工用電極線において、
その被覆層の厚さXと放電加工特性の関係について種々
調査してきた結果、ワイヤ放電加工用電極線の線径をD
Φとした場合、被覆層の厚さが0.02×D以上、0.2×D
以下の範囲内であるとき、放電加工特性が優れることを
見い出した。被覆層の厚さを0.02D以上、0.2D以下と
したのは、0.02D未満の場合、放電加工特性を向上させ
る効果が少なく、0.2Dを超えると、放電加工特性を向
上させる効果が飽和するためである。さらに、芯材と被
覆層の界面の拡散層の厚さが5μm以下であるほうが好
ましいことを見い出した。5μm以下としたのは、5μ
mを超えると放電加工特性が悪くなるばかりでなく、伸
線加工性も悪くなるためである。ここで、被覆層は1種
類の材料あるいは2種以上の異なる材料からなる2層以
上の複数の層で構成されていても何ら問題はない。
【0006】特に、芯材、被覆材とも少なくともZnを3
〜49%含む銅合金からなり、被覆層の一部あるいは全部
のZn濃度が芯材のZn濃度より高い方が好ましいことを見
い出した。ここでZnの含有量を3〜49wt%としたのは、
3%未満では放電加工特性を向上させる効果が少なく、
49%を超えると効果が飽和するのと製品径への伸線加工
が困難なためである。
【0007】また、芯材と、前記芯材の外周に被覆層を
形成る方法について種々検討した結果、被覆層を形成す
る工程として少なくとも、メッキ法あるいは、熱間押出
し法を利用した場合、優れた放電加工特性を示すことを
見い出した。さらに、ワイヤ放電加工用電極線におい
て、その線径は細いほうが被加工面に対して良好な表面
性状をもたらす。しかし、従来の材料では線径0.1mm未
満での放電加工特性は十分とは言えなかった。一方、本
発明の電極線においては、線径が0.1mm未満でも優れた
放電加工特性を示した。
【0008】この発明に従う電極線は、高い速度で放電
加工を行うことができ、かつ、被加工物への付着物量が
少ない等、優れた放電加工特性を発揮する。特に、この
電極線は、高電圧でかつ短時間のパルス電圧を付与する
放電加工において優れた放電加工特性を示す。
【0009】
【実施例】
(1)熱間押出し法A 熱間押出し法により、芯材:Cu-19.4%Zn合金、被覆
層:Cu-40.6%Zn合金、線径:7.2mmΦ、表面層厚さ:0.
6mmの試料を試作した。その後、伸線加工と熱処理を繰
り返し行い所望の線径の電極線を製造した。また、線癖
をなくすため伸線工程の最終段階で軽く通電熱処理を行
った。このようにして得られた電極線において、この発
明による電極線は強度も高く、線癖のない伸直性に優れ
たものであった。
【0010】(2)熱間押出し法B 熱間押出し法により、芯材:Cu-15%Zn合金、被覆層:C
u-40.3%Zn合金層+Cu層、線径:7.2mmΦ、表面層厚
さ:0.7mm(各々0.6+0.1mm)の試料を試作した。その
後、伸線加工と熱処理を繰り返し行い所望の線径の電極
線を製造した。また、線癖をなくすため伸線工程の最終
段階で軽く通電熱処理を行った。このようにして得られ
た電極線において、この発明による電極線は強度も高
く、線癖のない伸直性に優れたものであった。
【0011】(3)メッキ法A 電気メッキ+熱処理法により、芯材:Cu-10%Zn合金、
被覆層:Cu-55%Zn合金、線径:0.7mmΦ、表面層厚さ:
80μmの試料を試作した。その後、伸線加工を行い所望
の線径の電極線を製造した。また、線癖をなくすため伸
線工程の最終段階で軽く通電熱処理を行った。このよう
にして得られた電極線において、この発明による電極線
は強度も高く、線癖のない伸直性に優れたものであっ
た。
【0012】(4)メッキ法B 電気メッキ+熱処理法により、芯材:鋼、被覆層:Cu-4
8%Zn合金、線径:0.7mmΦ、表面層厚さ:40μmの試料
を試作した。その後、伸線加工を行い所望の線径の電極
線を製造した。また、線癖をなくすため伸線工程の最終
段階で軽く通電熱処理を行った。このようにして得られ
た電極線において、この発明による電極線は強度も高
く、線癖のない伸直性に優れたものであった。
【0013】(5)メッキ法C 溶融メッキ法により、芯材:Cu-0.2%Cr合金、被覆層:
Cu-41%Zn合金、線径:1.2mmΦ、表面層厚さ:120μm
の試料を試作した。その後、伸線加工を行い所望の線径
の電極線を製造した。また、線癖をなくすため伸線工程
の最終段階で軽く通電熱処理を行った。このようにして
得られた電極線において、この発明による電極線は強度
も高く、線癖のない伸直性に優れたものであった。
【0014】(6)メッキ法D(比較例) 溶融メッキ法により、芯材:Cu-10%Zn合金、被覆層:C
u-41%Zn合金、線径:1.2mmΦ、表面層厚さ:270μmの
試料を試作した。その後、伸線加工を行い所望の線径の
電極線を製造した。また、線癖をなくすため伸線工程の
最終段階で軽く通電熱処理を行った。
【0015】(7)その他の方法(比較例) 嵌合法により、芯材:Cu-15%Zn合金、被覆層:Cu-40%
Zn合金、線径:7.2mmΦ、表面層厚さ:0.09mmの試料を
試作した。その後、伸線加工と熱処理を繰り返し行い所
望の線径の電極線を製造した。また、線癖をなくすため
伸線工程の最終段階で軽く通電熱処理を行った。
【0016】(8)メッキ法E(比較例) 電気メッキ+熱処理法により、芯材:Cu-0.2%Cr合金、
被覆層:Cu-41%Zn合金、線径:0.7mmΦ、表面層厚さ:
80μmの試料を試作した。その後、伸線加工を行い所望
の線径の電極線を製造した。また、線癖をなくすため伸
線工程の最終段階で軽く通電熱処理を行った。
【0017】(9)メッキ法F 溶融メッキ法により、芯材:Cu-10%Zn合金、被覆層:C
u-56%Zn合金、線径:1.2mmΦ、表面層厚さ:270μmの
試料を試作したところ、伸線は不可能であり、たとえで
きたとしても、0.9mmΦで断線が多発し、実用に供する
ことは不可能であった。以上(1)〜(8)の方法で試作した
電極線の諸元を表1に記載する。なお、拡散層は芯材と
被覆層の組成が徐々に変化している層のことを意味す
る。
【0018】
【表1】
【0019】得られた電極線をワイヤ放電加工機に取り
付けて同一条件で放電加工を行い、放電加工速度、被加
工物への付着量、被加工物の表面性状、電極線の断線状
況および自動結線性について調査した。その結果を表2
に示す。なお、自動結線性とは、ワイヤ放電加工機にお
ける放電加工中に電極線が断線した場合に、新しい電極
線が被加工物を経由して自動的に巻取り装置まで送り出
されることを云い、そのためには、被加工物の放電箇所
を通過出来るようにすることが必要であるので、電極線
を垂れ下げた時にほぼ一直線状になることが必要条件で
ある。また、比較のため従来の電極線についても同様に
調査を行い表2に併記した。なお、放電加工速度は単位
時間当たりの加工断面積(加工送り速度と被加工物厚さ
の積)で求めた後、従来素材のワイヤ放電加工速度を1.
0としてそれぞれの比を求め表2に示した。被加工物の
付着量も従来素材のワイヤを100として相対的な比率で
示した。
【0020】
【表2】
【0021】表2中、表面性状についてのA〜Dは以下
の通りである。 A:表面が非常に滑らかで厚さ方向での寸法さなく非常
に良好であった。 B:表面が滑らかで厚さ方向での寸法差がほとんどなく
良好であった。 C:表面がやや荒く厚さ方向で寸法差がややみられた。 D:表面が荒く厚さ方向の中央部でタイコ状の形状を示
した。 表2に示す実施例と比較例とを対比すると、この発明の
範囲外では、加工性、放電特性、および自動結線性をす
べて同時に満足させることは困難であることがわかる。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。すなわ
ち、本発明の電極線は、従来よりも放電加工特性(加工
速度、表面性状等)が著しく向上し、自動結線性にも優
れているということができるものである。また、被覆層
が1種類の場合は、製造の比較的簡単であり、それだけ
安価に生産することが可能である。なお、被覆層が複数
層であっても、Znの密度の勾配を利用して放電性を向
上させることが可能である。更に、芯材より被覆層のZ
nの濃度を高くしているので、放電加工性が高い。ま
た、被覆層をメッキや熱間押出しで線材を得るので、強
度も高く、線癖のない伸直性の優れた線を得ることが出
来る。なお、線径が0.1mm未満であっても、優れた放電
加工性を示すと云った効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江崎 繁男 大阪府大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 久米 敏弘 大阪府大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電気工業株式会社大阪製作所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯材と、前記芯材の外周に形成された被
    覆層を備えたワイヤ放電加工用電極線であって、その被
    覆層の厚さXが、前記ワイヤ放電加工用電極線の線径を
    Dφとした場合、0.02D≦X≦0.2Dの範囲内であっ
    て、前記芯材と前記被覆層との界面に存在する拡散層が
    5μm以下であ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】 被覆層が1種類の材料からなる請求項1
    に記載のワイヤ放電加工用電極線。
  3. 【請求項3】 被覆層が2種以上の異なる材料からなる
    2層以上の複数の層で構成されている請求項1に記載の
    ワイヤ放電加工用電極線。
  4. 【請求項4】 芯材、被覆材とも少なくともZnを3〜49
    重量%含むCu合金からなり、被覆層のZn濃度が芯材のZn
    濃度より高いものである請求項1乃至請求項3のいずれ
    か1項に記載のワイヤ放電加工用電極線。
  5. 【請求項5】 芯材と、前記芯材の外周に被覆層を形成
    するにあたり、少なくともメッキ法を利用した請求項1
    乃至請求項4のいずれか1項に記載のワイヤ放電加工用
    電極線。
  6. 【請求項6】 芯材と、前記芯材の外周に被覆層を形成
    するにあたり、少なくとも熱間押出し法を利用した請求
    項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のワイヤ放電加
    工用電極線。
  7. 【請求項7】 線径が0.1mm未満である請求項1乃至請
    求項6のいずれか1項に記載のワイヤ放電加工用電極
    線。
JP31871895A 1995-12-07 1995-12-07 ワイヤ放電加工用電極線 Pending JPH09155643A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006136952A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Tokusen Kogyo Co Ltd 放電加工用電極線

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006136952A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Tokusen Kogyo Co Ltd 放電加工用電極線

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