JP2002047520A - ワイヤ放電加工用電極線及びその製造方法 - Google Patents
ワイヤ放電加工用電極線及びその製造方法Info
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Abstract
性に優れたワイヤ放電加工用電極線及びその製造方法を
提供するものである。 【解決手段】 本発明に係るワイヤ放電加工用電極線
は、重量比で、Snを0.01〜2.40wt%、In
を0.01〜2.40wt%含有し、かつ、残部がCu
及び不可避不純物からなるものである。また、本発明に
係るワイヤ放電加工用電極線の製造方法は、重量比で、
Snを0.01〜2.40wt%、Inを0.01〜
2.40wt%含有し、かつ、残部がCu及び不可避不
純物からなる合金溶湯を用いてビレットを鋳造形成した
後、このビレットに熱間押出加工を施して母線を形成
し、この母線に熱処理および伸線加工を施して所望の線
径に形成するものである。
Description
電極線及びその製造方法に係り、特に、グラファイト、
焼結金属等の難削材をワイヤ放電加工するためのワイヤ
放電加工用電極線及びその製造方法に関するものであ
る。
ワイヤ放電加工用電極線と示す)としては、優れた伸線
加工性及び経済性、高い引張強度、および良好な放電加
工特性を備えていることが好ましいことから、従来、黄
銅線が多用されてきた。
機の性能およびワイヤ放電加工用電極線の特性に依存す
るところが大きい。特に、ワイヤ放電加工用電極線の特
性は、その含有成分や構造によって様々に変わるもので
あることから、放電加工特性の改善に関する研究が盛ん
に行われてきており、様々な黄銅線が開発されている。
電加工速度を上げるべく、黄銅にAl等を添加したCu-Z
n 系電極線や、Fe、Cu、又は黄銅等からなるコア材
の周囲に、放電特性が良好なZn、黄銅、又は黄銅に第
3元素を添加した合金からなる被覆層を形成した複合線
が知られている(特開昭56−91308号公報、特公
昭62−54382号公報、特公昭62−54383号
公報、及び特公昭63−20294号公報等参照)。こ
れらの黄銅線は、加工速度および加工精度に優れている
ことから、ワイヤ放電加工用電極線として多用されるに
至っている。
た鋼材として、炭素工具鋼(SKD−11等)や合金工
具鋼(SK−3等)等の一般鋼材が挙げられるが、最近
では、グラファイト、リードフレームの型プレス合金で
ある超硬合金、航空機用部品の金型合金であるTi合
金,インコネル(登録商標),セラミックス、その他の
焼結合金などといったワイヤ放電加工ではあまりなじみ
のなかった難削材についても、ワイヤ放電加工による加
工要求が高まってきている。
たCu-Zn 系電極線や複合線などの黄銅線を用いてワイヤ
放電加工を行う場合、一般鋼材に対しては優れた放電加
工特性を有するものの、難削材に対しては加工が不安定
となり、ハンチング現象や二次放電の発生による断線が
多発してしまう。即ち、断線限界が低いといった問題が
生じる。ここで、断線を防ぐためには加工速度を極端に
下げなくてはならないため、生産性が上がらない等とい
った問題が生じてしまう。
する場合、全く加工ができない、形状不良の発生、
加工物上下の加工精度が所望の精度に達しない(低い
面精度)といった金型欠陥が生じてしまう。特に、複合
線の場合、ある一定の肉厚の厚肉材(又はある一定の板
厚の板材)の加工を行うと、ワイヤ表層部の被覆層が完
全(又は略完全)に消耗してしまうことから、厚肉材の
加工には肉厚の制限が生じてしまう。その結果、加工可
能な材質又は肉厚が著しく限定されてしまうといった問
題があった。
目的は、グラファイト等の難削材に対する放電加工特性
に優れたワイヤ放電加工用電極線及びその製造方法を提
供することにある。
発明に係るワイヤ放電加工用電極線は、重量比で、Sn
を0.01〜2.40wt%、Inを0.01〜2.4
0wt%含有し、かつ、残部がCu及び不可避不純物か
らなるものである。
素の種類・量を規定することで、伸線性が良好で、か
つ、放電加工特性が良好なワイヤ放電加工用電極線を得
ることができる。
線の製造方法は、重量比で、Snを0.01〜2.40
wt%、Inを0.01〜2.40wt%含有し、か
つ、残部がCu及び不可避不純物からなる合金溶湯を用
いてビレットを鋳造形成した後、このビレットに熱間押
出加工を施して母線を形成し、この母線に熱処理および
伸線加工を施して所望の線径に形成するものである。
素の種類・量を規定することで、伸線加工中の断線のお
それなく、放電加工特性が良好なワイヤ放電加工用電極
線を製造することができる。
であるのが好ましい。
を説明する。
重量比で、Snを0.01〜2.40wt%、Inを
0.01〜2.40wt%含有し、かつ、残部がCu及
び不可避不純物からなるものである。
をそれぞれ添加したものを用いた理由は、純Cu電極線
を用いたワイヤ放電加工では、放電加工機で設定してい
るワイヤテンションに満たない引張強度しか得られない
ためであり、また、高温下での耐熱特性が低いことから
加工中に断線が多発してしまい、加工自体ができなくな
るためである。CuにSn及びInをそれぞれ添加した
母材で電極線を形成することで、引張強度およびスプリ
ング性の両者を高いレベルで達成することができ、特
に、高温下での耐熱特性を著しく向上させることができ
る。
それぞれ0.01〜2.40wt%と規定したのは、こ
の範囲で添加することにより、引張強度の向上を図るこ
とができ、また、Cu単体では得られない放電特性を得
ることができるためである。ここで、0.01wt%未
満の添加では、これらの効果が得られず、逆に2.40
wt%を超えた添加では、鋳造時の熱間変形抵抗が大き
くなり溶解鋳造性が悪化すると共に、冷間伸線加工性が
著しく低下してしまう。
は、0.01〜2.40wt%が好ましいが、より好ま
しくは0.01〜2.10wt%、特に好ましくは0.
01〜2.10wt%、かつ、(Sn+In)≧2.0
0wt%以上である。
定するものではないが、0.5mm以下が好ましく、よ
り好ましくは0.3mm以下とする。
れば、Cuに添加するSn及びInの量をそれぞれ0.
01〜2.40wt%と規定しているため、伸線性が良
好で、かつ、放電加工特性が良好なワイヤ放電加工用電
極線を得ることができる。特に放電加工特性における加
工精度についても、従来の黄銅線(例えば、Cu−35
wt%Zn線、Cu-Zn 系電極線、複合線等)と略同等の
精度が得られる。
イト等の難削材のワイヤ放電加工を行う場合、ハンチン
グ現象や二次放電の発生による断線が生じることがあっ
たが、本発明に係る電極線では、引張強度、スプリング
性、及び高温耐熱性に優れているため、断線が生じるお
それがない。
ラファイト等の難削材のワイヤ放電加工を行う場合にお
いても、放電加工の加工条件レベルを引き下げる(例え
ば、加工速度を下げる)必要がなく、一般鋼材に対する
ワイヤ放電加工時と略同じ生産性を維持することができ
る。
線の製造方法について説明する。
0wt%、Inを0.01〜2.40wt%含有し、か
つ、残部がCu及び不可避不純物からなる合金溶湯を用
いてビレットを鋳造形成する。
し、所定の直径(例えば、5〜8mm)の母線を形成す
る。その後、母線に熱処理および伸線加工を施し、所望
の線径(例えば、0.5mm以下)のワイヤ放電加工用
電極線を得る。ここで、熱処理および伸線加工(冷間伸
線加工)の工程は、必要に応じて適宜繰り返してもよ
い。
ラ又は焼鈍炉等による連続処理又はバッチ処理が挙げら
れる。また、熱処理条件は、特に限定するものではな
く、Sn及びInの添加量、後工程の冷間伸線加工の加
工条件、及びワイヤ放電加工用電極線に要求される特性
等に応じて適宜選択されるものである。熱処理条件は、
例えば、1.0〜50(A)×200〜2000(m/
min)又は100〜1000℃×0.2〜1.5(h
r)としてもよい。
好ましく、より好ましくは98%以上である。
造方法によれば、伸線性を損なわない範囲でCuに対し
てSn及びInをそれぞれ添加することで、減面率が9
5%以上の強い伸線加工を施しても断線するおそれがな
い。この加工硬化と、添加元素による固溶硬化との相乗
効果によって、高い引張強度を得ることができる。
%、Inを0.01wt%含有し、かつ、残部がCu及
び不可避不純物からなる合金溶湯を用いて、直径が11
5mmφ、長さが900mmのビレットを鋳造形成す
る。
し、直径6.5mmφの母線を形成する。その後、母線
に熱処理および冷間伸線加工を繰返して施し、線径が
0.25mmφのワイヤ放電加工用電極線を得る。
t%、Inを2.00wt%含有し、かつ、残部がCu
及び不可避不純物からなる合金溶湯を用いる以外は、実
施例1と同様にして線径が0.25mmφのワイヤ放電
加工用電極線を得る。
t%、Inを0.01wt%含有し、かつ、残部がCu
及び不可避不純物からなる合金溶湯を用いる以外は、実
施例1と同様にして線径が0.25mmφのワイヤ放電
加工用電極線を得る。
t%、Inを2.00wt%含有し、かつ、残部がCu
及び不可避不純物からなる合金溶湯を用いる以外は、実
施例1と同様にして線径が0.25mmφのワイヤ放電
加工用電極線を得る。
wt%含有し、かつ、残部がCu及び不可避不純物から
なる合金溶湯を用いる以外は、実施例1と同様にして線
径が0.25mmφのワイヤ放電加工用電極線を得る。
wt%含有し、かつ、残部がCu及び不可避不純物から
なる合金溶湯を用いる以外は、実施例1と同様にして線
径が0.25mmφのワイヤ放電加工用電極線を得る。
t%含有し、かつ、残部がCu及び不可避不純物からな
る合金溶湯を用いる以外は、実施例1と同様にして線径
が0.25mmφのワイヤ放電加工用電極線を得る。
t%含有し、かつ、残部がCu及び不可避不純物からな
る合金溶湯を用いる以外は、実施例1と同様にして線径
が0.25mmφのワイヤ放電加工用電極線を得る。
る合金溶湯を用いる以外は、実施例1と同様にして線径
が0.25mmφのワイヤ放電加工用電極線を得る。
る合金溶湯を用いる以外は、実施例1と同様にして線径
が0.25mmφのワイヤ放電加工用電極線を得る。
実施例1と同様にして線径が0.25mmφのワイヤ放
電加工用電極線を得る。
線の伸線加工性について評価を行った。各電極線の諸元
及び伸線加工性の評価結果を表1に示す。ここで、表面
欠陥や伸線加工中の断線がなかったものを良、表面欠陥
や断線が発生したものを難と示している。
以外は全て伸線加工性が良好であった。これに対して、
比較例3,4の電極線は、冷間における伸線加工性が極
めて悪く、加工中に断線してしまった。これは、規定範
囲を超えた量のSn又はInを添加しているためであ
る。
各電極線を用い、板厚70mmの2種類の板材(SKD
−11鋼材(JIS G4404に規定の冷間ダイス調
質材)、グラファイト材(ED−4:イビデン製))に
対して放電加工を行い、10mm角に切断する。この
時、両板材に対する各電極線の放電加工特性(加工速
度、形状精度、面精度、及び断線の有無)の評価を行っ
た。放電加工特性の評価結果を表2に示す。尚、加工速
度、形状精度、及び面精度は、比較例5の電極線の結果
を100とした時の相対評価とした。
線は、SKD−11鋼材およびグラファイト材のいずれ
においても断線が生じることがなかった。このため、加
工速度比を大きくすることができた。また、実施例1〜
4の各電極線による形状精度及び面精度については、S
KD−11鋼材およびグラファイト材のいずれにおいて
も、比較例5の電極線と略同等の精度が得られた。
は、SKD−11鋼材およびグラファイト材のいずれに
おいても良好な形状精度及び面精度が得られたものの、
Sn又はInの添加量が規定範囲よりも少ないため、引
張強度及び高温耐熱性が極端に低かった。このため、S
KD−11鋼材およびグラファイト材のいずれにおいて
も放電加工中に断線が発生しやすく、その結果、加工速
度比が小さくなり、特にSKD−11鋼材において顕著
に現れた。
が不可能であったため、放電加工特性の評価ができなか
った。
鋼材の放電加工においては特に問題が生じないものの、
グラファイト材の放電加工においては断線が生じた。
よびグラファイト材のいずれにおいても、例中で最も良
好な形状精度及び面精度を有していたものの、純Cu線
であるため、比較例1,2の各電極線よりも更に引張強
度及び高温耐熱性が低かった。このため、SKD−11
鋼材およびグラファイト材のいずれにおいても放電加工
中に断線が発生しやすく、その結果、加工速度比が例中
で最も小さくなり、特にSKD−11鋼材において顕著
に現れた。
施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のもの
が想定されることは言うまでもない。
するSn及びInの添加量を規定することで、伸線性が
良好で、かつ、放電加工特性が良好なワイヤ放電加工用
電極線を得ることができるという優れた効果を発揮す
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 グラファイト、焼結金属等の難削材を加
工するワイヤ放電加工用電極線において、重量比で、S
nを0.01〜2.40wt%、Inを0.01〜2.
40wt%含有し、かつ、残部がCu及び不可避不純物
からなることを特徴とするワイヤ放電加工用電極線。 - 【請求項2】 グラファイト、焼結金属等の難削材を加
工するワイヤ放電加工用電極線の製造方法において、重
量比で、Snを0.01〜2.40wt%、Inを0.
01〜2.40wt%含有し、かつ、残部がCu及び不
可避不純物からなる合金溶湯を用いてビレットを鋳造形
成した後、このビレットに熱間押出加工を施して母線を
形成し、この母線に熱処理および伸線加工を施して所望
の線径に形成することを特徴とするワイヤ放電加工用電
極線の製造方法。 - 【請求項3】 上記伸線加工の減面率が95%以上であ
る請求項2記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。
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JP2000233175A JP3941352B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | ワイヤ放電加工用電極線及びその製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008260070A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sodick Co Ltd | ワイヤカット放電加工方法 |
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CN102784978A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-11-21 | 昆山市瑞捷精密模具有限公司 | 慢走丝电火花线切割铜合金电极线及其制备方法 |
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- 2000-07-28 JP JP2000233175A patent/JP3941352B2/ja not_active Expired - Fee Related
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