JPS5914429A - ワイヤカツト放電加工電極線用複合線およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、ワイヤカット放電加工用電極線として好適な
複合線およびその製造法に関するものである。

（背景技術〕 ワイヤカット放電加工法とは、被加工体と線状の加工電
極（以下、電極線と称す）との間に放電を行なわせ、該
電極線と被加工体とを相対的に移動させて被加工体を所
望の形状に切断加工するものであり、従来から実施され
ている方法である。

このワイヤ７’７ント放電加工法において、線状の電極
線として（グ、通常直径が０．０５〜０，２５闘Ｘ　の
長尺のｉｔ準備し、放電加工部分に順次新しい線を供給
して使用している。

そして該放電加工法においては、使用する電極線の良否
が加工速度や加工精度、被加工面の表面性状などに直接
大きな影響をおよぼすため、これにふされしい好適な材
料の使用が強く要望さルている。

一般にこの電極線に要求さ扛る事項としては、（１）加
工速度：ワイヤカット放電加工法は、一般に必ずしも加
工速度が速くないので、少しでも加工速度を太きぐする
ことができること。

（２）被加工物の寸法精度と表面性状“寸法精度よく、
捷り表面の肌荒れなどを生じさせることなく加工できる
こと。

（３）作業性、切断作業中、電極線が断線したりする（
４）価格、電極線は前述のように消耗品であるから安１
曲であること。

などが挙けら扛ている。

電極線に要望さ几る上記の事項についてさらに説明する
と、加工速度は電極線と被加工体との間に放電全十分に
安定して発生させれば、速めることはできるが、従来加
工速度を速めることのできる電極線は、しばしば被加工
物表面の肌荒れを発生させるようなことがしばしばであ
った、また被加工物の寸法精度を得るためＫは、電極線
の径の」法精度と十分に張力をかけ、電極線がピーンと
張られた状態で使用さ■る必要があり、この張力下で断
線しにくいことが要求される。

次に肌荒れなどの表面性状に関しては、均一かつ安定し
た放電の発生が必要であり、従来加工速度と寸法精度、
加工表面状態の両立を満足させることが困難であっタタ
め、特にとｎらの点全両立させる電極線の出現が望４７
１ている。

捷た切断作業中の断ｍは、電極線と被加工物間の短絡や
不均一な放電や負荷される張力ＶＣよるものであるので
、このような点からも電極線自身の寸法精度と安定した
放電性、大きい引張り強さが要求さ扛るのである。

さらに価格的に高価にならぬよう原材料が安価なことや
、放電加工用電極として０．０５〜０．２５１１７ｆｆ
Ｏの程度までの細線への伸線加工性の良好なことなども
必要である。

従来、ワイヤカット放電加工用の電極線としては、銅線
、黄銅線（Ｃｕ−３０％Ｚｎ　）、　タングステン線な
どが使用されてきたが、と７’Ｌらは次のような点で上
述の要求を必ずしも満たしてぃなかった。

即ち、銅線では強度があまり高くなく、断線しやすいの
と、加工速度の点で一般に黄銅線より劣るなどの欠点を
有している。

捷だ黄銅線は加工速度においては銅線よシ改善さ几るも
のの未だ十分でなく、また被加工物の寸法精度と表面状
態においても必ずしも良好とけ云えず、このほか作業性
の点でも須・ずしも十分とは云えないなどの欠点を有し
ている。

またタングステン線は伸線加工が困難であり、また材料
が高価でありながら放電加工性にもあまり優れたところ
がないという欠点がある。

また、最近では、亜鉛または亜鉛合金（以下、単に亜鉛
と称す）を被覆した銅線等の複合線が検討さ扛ている。

亜鉛を被覆した銅ａは放電が極めて安定しておシ、被加
工物の表面を粗すことなく加工速度を速めることができ
るという優れた特徴を有しているが、銅線は前述のよう
に引張強さが低く、亜鉛を被覆した複＠線の芯材として
はより引張強さの高い材料が必要である。一方亜鉛を被
覆した複合線では亜鉛層の飛散、蒸発にまり下地の芯拐
が露出すると放電が不安定になるため、亜鉛層を厚くす
る必要があることと、上述の芯材の強度を上げる必要と
から、後述するような製造上困難な問題がある。

（発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するため成されたもので
、適当な引張強さを有し、かつ表面に安定な亜鉛または
亜鉛付金層を有して、前述のワイヤカント放電加工電極
線としての要求事項に合致すると共に、容易に安価に製
造し得る複合線およびその適切な製造法を提供せんとす
るものである。

前述の亜鉛を被覆した銅線等について、その製造法を考
察すると次のようになる。

亜鉛層の必要厚さは前述のように厚く（例、２５／Ｉｆ
以上〕、亜鉛の引張強さはかなり低いので、芯材の引張
強さはさらに高いことが必要になる。後述するように、
厚い亜鉛を被覆した複＠線の製造方法としては、クラッ
ド法およびめっき法のいず九においても、大径で被覆を
施し、伸線により所望の線径の材料を得るのが有利であ
る。

しかしながら、高強度材料の伸線での加工限界（中間熱
処理なしで伸線できる限界）はあまり大きく取庇ない。

この加工限界は減面率で表わすのが普通である。

黄銅線で減面率９９４％程度、高強度鋼線で９６％程度
が加工限界であり、換言す扛ば、中間焼鈍なしで０．’
２　ｍｙｒ　Ｈのワイヤカット放電加工電極線用複＠線
を得るには、黄銅線では２６朋〆、高強度鋼線では１、
昨〃Ｉ〆での亜鉛被覆が必要になる。中間焼鈍を行なえ
ばさらに大径からの伸線が可能になるが、亜鉛を被覆し
た複−８−線では中間焼鈍時に、亜鉛の済融や亜鉛と芯
材との拡散による脆弱な化合物層の生成が大きな問題と
なる。

亜鉛の被覆方法としては種々の方法が考えられるが、実
用上厚い亜鉛ヲ抜覆する方法は、めっき法およびクラッ
ド法に限定され、いず几の場合でも大径での亜鉛被覆が
有利である。例えばめっき法で生産する場合、線径ｄ１
めっき厚さｔｌめっき速度ｐ１平平均度ρ、めっき槽中
の浸漬長さを４とすると線速Ｖは ｖ＝ＪＪｐ／Ｌ したがって単位時間当りの生産速度Ｗは、７−」ムＵニ −−鷹已ム師− ４【 線径ｄ′＝ｋｄとすると、同一の亜鉛断面積比を得るた
めのめっき厚さｔ’　＝ｋｔとなり、ρ、　（１，ｐが
変化しなければ、 ｌ　πｄ＋２ρ１ｐ ８＝４ｔ ｋπｄ２ρｆｆｐ ｔ ＝ｋｗ すなわち、同一の浸漬長のめっき検音使用すれば生産量
は細径の比に比例する。またクラッド法でも、例えは押
出し法により亜鉛パイプを作製し、この中に芯材を挿入
して伸線するパイプ嵌合法で製造する場合、細径で嵌合
すると、パイプおよび芯材の真直度にもよるが挿入し得
る長さＫは限界があり、単重が小さなものとなり、伸線
時の口付は等の加工コストが大幅に上昇する。

本発明者等は、大径で亜鉛被覆を施し、伸線加工により
所望の細径とする安価な製造法を可能にするため、前述
の中間焼鈍時の亜鉛と芯材との拡散による化合物層の生
成を防止するためＫは、中間層としてＮｉ、　Ｆｅ　　
およびＣｏのうち少なくとも１種以上を含む金属又は合
金を被覆することが有効であることを見出しり（のであ
る。

即ち、本発明の第１の発明は、銅または銅合金線芯材と
、その外周に被覆されたＮｉ、ＦｅおよびＣ。

のうち少なくとも１種を含む金属又は合金より成る少な
くとも１層の中間層と、さらにその外周に被覆された亜
鉛または亜鉛合金よシ成る最外層とから成ることを特徴
とするワイヤカット放電加工１゜極線用複合線である。

本発明の第２の発明は、上述の第１の発明の複＠線の製
造法であり、該発明で述べた芯材の外周に同じく中間層
を被覆し、さらにその外周に亜鉛層たは亜鉛台金を被覆
して複合線材を作成し、該複＠線拐を少なくとも１回以
上の中間焼鈍を施しながら伸線加工することを特徴とす
るワイヤカット霜極線用複合線の製造法である。

本発明の第３の発明は、また上述の第１の発明の複＠線
の製造法であり、該発明で述べた構造の複＠ｌ＃Ｊを、
＠線状に伸ばした状態で加熱することにより伸直加工を
施すことを特徴とするワイヤカット放電加工電極線用複
合線の製造法である。

図は本発明の複合線の実施例を示す断面図である。図に
おいて、１は鋼重たは銅合金線で、その外周に少なくと
も１層の上述の中間層２が被覆され、さらにその外周に
亜鉛より成る最外層３が被覆されている。

本発明において、芯材に銅または鋼合金線を使用する理
由は、亜鉛または亜鉛台金の融点以下の温度で焼鈍が可
能な材料が多く、大径にて亜鉛を被覆し、加工限界近傍
まで伸線した後、中間焼鈍を行なうことによりさらに伸
線が可能であるために、極めて安価に製造することが可
能なためである。

従って芯材は、亜鉛又は亜鉛合金の融点以下の温度で焼
鈍される材料が最も好ましいが、必ずしも完全には焼鈍
されなくとも引張強さが５％以上低下する材料であれば
、本発明は伸直に有効に利用できる。例えば銅線、黄銅
線、ブロンズ線等が適当である。特に黄銅線は高い強度
が得ら扛るので、強度の低い厚い亜鉛を被覆しても、精
度の高い放電加工が可能な点で最も優れている。

次に、本発明において、中間層が必要な理由を述べる。

前述のように、銅または鋼合金線に単に亜鉛を被覆した
だけでは、焼鈍により亜鉛と芯材との拡散を生じ、脆い
金属間化合物を生じるため、以後の伸線は不可能である
。また本発明の複合線の一つの特徴は、直線状に伸ばし
た状態で加熱、することにより、伸直加工が可能な点に
ある。この伸＠加工における加熱時間は極めて短時間で
十分であるが、単に亜鉛全被覆しただけの複＠線では、
使用さ扛る線径が小さいためもあり、著しく脆化し、ワ
イヤカット放電加工用電ＩＩＪとしての使用は全く不可
能になる。と扛らの加熱によシ生ずる鋼重たは銅合金と
亜鉛の間の拡散による化合物の生成を防止するため、本
発明においては両者に拡散しにくいＮｉ、ＦｅおよびＣ
ｏのうち少なくとも１桶を含む金属又は合金より成る少
なくとも１層の中間層を存在せしめるもので、これによ
り、中間焼鈍や伸直のための加熱を複＠線に施しても、
脆い化合物層を生成せず、全く脆化することがない。

中間層としては、Ｎｉ、ＦｅおよびＣｏのうち少なくと
も１種を含む（例、５％以上含む）金属又は合金で、例
えば純Ｎｉ、純Ｆｅ、純Ｃｏｆ初め、Ｆｅ−Ｎｉ＠金、
Ｎｉ−５ｎ　６５％合金、Ｆｅ−Ｚｎ９３％台金等が使
用される。Ｎ１＋Ｆｅおよび／またはＣ（ｌが５％未満
の合金では十分な拡散防止効果を示さない。これらの中
間層の厚さは特に限定されないが、通常０１〜１０μで
上述の目的を達成することができる。なお中間層は１層
でも、また異なる２層以上であっても良い。

本発明において、亜鉛ｆたは亜鉛合金としては、純亜鉛
の他、強度を向上させる目的でＣｕ、Ｉ　Ａｆｆ＋　Ｓ
ｎ等ヲ０，１〜３０％ケ含む亜鉛台金が使用できる。亜
鉛の厚さは特に限定さｎないが、通常１０μ以上で、例
えば２５μ以上の厚い方がワイヤカット放電加工性が良
く、より好ましい。

次に、本発明において、中間層および亜鉛層の被覆方法
としては、めっき法とクラッド法がある。

めっき法として溶融めっき法も適用し得るが、この方法
は厚く均一なめっきが困難であり、電気めっき法が好適
である。またクラッド法としては、パイプ嵌合法、押出
し被覆法等の方法が適用できる。

中間焼鈍は線材を連続的に加熱雰囲気（例、管状炉）中
を通過−せしめる連続焼鈍が好適である。

伸線加工は通常のダイスによる伸線法でよい。

また伸直加工方法としては、例えば管状炉中を、複合線
を直線状に連続的に通過させる方法が最も好適である。

（実施例１） 直径０６闘の黄銅線（ＪＩＳ　Ｈ３５２１、ＢｓＷ３．
０材）の上に連続的に厚さ１μのニッケルめっきを施し
、次いで硫酸浴から厚さ１５０μの亜鉛めっきを施した
。これをダイス１枚当り減面率１０％の割合いで直径０
．２５ｍｍまで伸線し、さらに炉温５００℃、炉長２ｍ
の管状炉を線速３０＋＋ｔ／分で通過することＫより伸
直加工した。この複合線材１１１Ｌを取り出し、垂直に
吊下げて両端の直線距離を測定した所、９０ｃｍ以上あ
り、伸直性は良好であった。この一台１ｉＩｌｊＩヲワ
イヤカット放亀加工用電極線として使用した所、通常の
黄銅線と比べ高い加工速度を得ることができた。

（実施例２） 直径６　ｍｍの黄銅ｆｆＭ　（Ｊ　Ｉｓ　Ｈ３５２１、
ＢｓＷＩ　、　Ｏ材）Ｖこ厚さ２μのニッケルめっきを
施し、内径６．２　ｍｍ　％外径７０ｍｍのＺｎ−２％
Ｃｕ−０，８％Ｆｅ合金のパイプ内に挿入し、・置台伸
線を行なった。０．５　＋　、　ｖｔｍにて断線が多発
したので、４００°Ｃの管状炉にて連続焼鈍を行なった
。焼鈍前の引張強さは６８　Ｋ７　／　ｍＡ　、軟化後
の引張強さは２９　ＫＫ７／　ｖｎルで、焼鈍後直径０
．２５　ｍｍまで容易に伸線をすることができた。

（実施例３） 直径４　ａｍの軟銅線に、連続的に厚さ５μの鉄めっき
を施し、次いでシアン浴から厚さ６００μの亜鉛めっき
を施した。減面率７５％ごとに２００°Ｃで１時間の熱
処理を行ない伸線した。銅と亜鉛の断面積比は、伸線前
５６６％に対し、伸線後５４８％で、はとんど変わらず
に伸線することができた。

（発明の効果〕 上述のように構成さ扛た本発明の複合線およびその製造
法は次のような効果を有する。

本発明の第１の発明の複合線は次のような効果がある。

（イ）　銅または銅合金線芯材と、最外層の亜鉛または
亜鉛合金の間に前述のような中間層が存在するため、製
造中、中間焼鈍や伸直のための加熱を受けても・　中間
層のＮｉ、ＦｅおよびＣＯのうち少なく、とも１種を含
む金属又は合金は、銅″！、たは銅合金にも、亜鉛−１
たは亜鉛合金にも拡散しにくいので、両者の拡散による
脆い化合物層が生成しないので、亜鉛層が安定で、真直
な電極線が得らｎｌ　ワイヤカット放電加工時の加工速
度、加工精度、加工表面性状が共に優几る。

（ロ）」二連のように、中間焼鈍が支障なくできるため
、より大径の芯材の外周に中間層および最外層を被覆し
、伸線加工により細径の複合線を製造し得るので、製造
時の生産性が向上し、かつ容易に安価に製造し得る。

（ハ）　芯材、中間層および最外層はいずれも高価な材
料を使用しないので、安価である。

次に本発明の第２の発明の製造法は、前述のように被覆
した複合線材を少なくとも１回以上の中間焼鈍を施しな
がら伸線加工することにより、大径での被覆、細径への
會伸線加工を可能にするので、複合線の生産性を向上し
、かつ容易に安価に製造し得ると共に、芯材の拐質、被
覆線径、中間焼鈍、伸線条件を適当に選択することによ
り、引張強さ、亜鉛の厚さ等の任意なものが得ら几るの
で、適用ワイヤカット放電加工に合致した特性の優れた
電極線を製造し得る効果がある。

まｆ一本発明の第３の発明の製造法は、前述のように製
造した複合線全直線状に伸ばした状態で加熱することに
より伸直加工を施すため、容易に支障なく真直な電極線
が得ら几るので、ワイヤカット放電加工の寸法精度を一
層向上し得る電極線を製造し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の複＠線の実施例を示す断面図である。 １・銅または銅合金線、２・・・中間層、３・・・最外
層。 １４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　銅または銅会金線芯材と、その外周に被覆さ
   れ；／ｖＮｉ、ＦｅおよびＣｏのうち少なくとも１種を
   含む金属又は合金より成る少なくとも１層の中間層と、
   さらにその外周に被覆さｆした亜鉛または亜鉛合金より
   成る最外層とから成ることを特徴とするワイヤカット放
   電加工電極線用複合線。
2. （２）最外層の亜鉛または亜鉛合金の厚さが２５μ以上
   である特許請求の範囲第１項記載のワイヤカット放電加
   工電極線用複合線。
3. （３）銅筐たは銅合金線の外周にＮｉ、ＦｅおよびＣ。 のうち少なくとも１種を含む金属または合金より成る少
   なくとも１層の中間層を被覆し、さらにその外周に亜鉛
   または亜鉛合金を被覆して複合線材を作成し、該複合線
   材を少なくとも１回以上の中間焼鈍を施しながら伸線加
   工することを特徴とするワイヤカント電極線用複合線の
   製造法。
4. （４）　　中間焼鈍が、線材を連続的に加熱雰囲気中を
   通過せしめる連続焼鈍によシ行なわれる特許請求の範囲
   第３項記載のワイヤカット放電加工電極線用複合線の製
   造法。 （５〕　　銅または銅合金線の外周にＮｉ、Ｆｅおよび
   ＣＯのうち少な、くとも１種を含む金属または合金よシ
   成る少なくとも１層の中間層を被覆し、さらにその外周
   に亜鉛または亜鉛合金を被覆した複＠線を、直線状に伸
   ばした状態で加熱することにより伸直加工を施すことを
   特徴とするワイヤカット放電加工電極線用複＠線の製造
   法。