JP2003039246A - ワイヤ放電加工用電極線 - Google Patents
ワイヤ放電加工用電極線Info
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Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】放電加工中に発生する高温に対しても十分な引
張り強度を有し、高速加工時にも断線しにくいワイヤー
放電加工用電極線を提供する。 【解決手段】中心心材は高温引張強度が黄銅よりも高い
鋼線や合金鋼線や鉄とし、断線が発生し難い機能を持た
せ、次に、この鋼線の表面に厚さが仕上がり外径の10〜
20%となるような高亜鉛の銅ー亜鉛合金層（亜鉛濃度が4
5〜65%）を具備し放電加工性を向上させ、更に、この表
面に厚さが仕上がり外径の0.5〜３％となるような亜鉛
層を形成し、放電安定性及び加工速度を向上させる機能
を持たせた機能別多層複合構造のワイヤ放電加工用電極
線である。
張り強度を有し、高速加工時にも断線しにくいワイヤー
放電加工用電極線を提供する。 【解決手段】中心心材は高温引張強度が黄銅よりも高い
鋼線や合金鋼線や鉄とし、断線が発生し難い機能を持た
せ、次に、この鋼線の表面に厚さが仕上がり外径の10〜
20%となるような高亜鉛の銅ー亜鉛合金層（亜鉛濃度が4
5〜65%）を具備し放電加工性を向上させ、更に、この表
面に厚さが仕上がり外径の0.5〜３％となるような亜鉛
層を形成し、放電安定性及び加工速度を向上させる機能
を持たせた機能別多層複合構造のワイヤ放電加工用電極
線である。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、ワイヤ放電加工機
に使用する電極線に関するもので、特に、加工コストを
低く抑えるために切削物を削り取る加工速度を速くし、
従来のワイヤよりも高速化と放電安定性をはかることが
可能なワイヤ放電加工用電極線に関する。
に使用する電極線に関するもので、特に、加工コストを
低く抑えるために切削物を削り取る加工速度を速くし、
従来のワイヤよりも高速化と放電安定性をはかることが
可能なワイヤ放電加工用電極線に関する。
【０００２】
【従来の技術】ワイヤ放電加工とは、放電加工用電極線
と被加工物との間で放電現象を起こさせ、放電によって
引き起こされる熱エネルギーによって被加工物を切断し
ていくもので、特に、プレス金型等の複雑な形状を有す
る金属加工に適している。このようなワイヤ放電加工に
おいては被加工物の表面の仕上り状態や寸法精度が良好
であることと加工時間が短いことが要求される。この電
極線として従来より広く使われているものに65/35黄銅
（65%Ｃｕ-35%Ｚｎ）があるが、この構造よりも放電加
工速度を速くしようとする研究が様々な方法で行われて
いる。そのうちの一つとして黄銅組成中のＺｎ濃度を高
くするというものがある。（伸銅技術研究会誌26 （19
87））また、Ｚｎ濃度のより高い合金層をワイヤ表面に
形成する複合構造やその製造方法についても数多く提案
されている。（特公昭57-5648号、特開昭62-218026号、
特公昭57-57211号等）これらの種々の検討によって放電
加工速度は比較の仕方によって差はあるが、得られる被
加工物の面粗さを同等にするような加工をした場合、65
/35黄銅の1.2〜1.5倍となるような放電加工速度が得ら
れている。このことから、高亜鉛黄銅及び高亜鉛な銅亜
鉛合金層が加工速度を向上させることは公知の事実であ
る。
と被加工物との間で放電現象を起こさせ、放電によって
引き起こされる熱エネルギーによって被加工物を切断し
ていくもので、特に、プレス金型等の複雑な形状を有す
る金属加工に適している。このようなワイヤ放電加工に
おいては被加工物の表面の仕上り状態や寸法精度が良好
であることと加工時間が短いことが要求される。この電
極線として従来より広く使われているものに65/35黄銅
（65%Ｃｕ-35%Ｚｎ）があるが、この構造よりも放電加
工速度を速くしようとする研究が様々な方法で行われて
いる。そのうちの一つとして黄銅組成中のＺｎ濃度を高
くするというものがある。（伸銅技術研究会誌26 （19
87））また、Ｚｎ濃度のより高い合金層をワイヤ表面に
形成する複合構造やその製造方法についても数多く提案
されている。（特公昭57-5648号、特開昭62-218026号、
特公昭57-57211号等）これらの種々の検討によって放電
加工速度は比較の仕方によって差はあるが、得られる被
加工物の面粗さを同等にするような加工をした場合、65
/35黄銅の1.2〜1.5倍となるような放電加工速度が得ら
れている。このことから、高亜鉛黄銅及び高亜鉛な銅亜
鉛合金層が加工速度を向上させることは公知の事実であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワイヤ
放電加工用電極線を放電加工している最中は、200〜400
℃の高温になるといわれており、高温下での引張強度が
必要であるにもかかわらず、黄銅の銅−亜鉛成分比が、
高亜鉛になると高温下における引張強度は低下する傾向
があり、更に、加工速度を上げようとすると断線頻度が
高くなってしまうという課題があった。
放電加工用電極線を放電加工している最中は、200〜400
℃の高温になるといわれており、高温下での引張強度が
必要であるにもかかわらず、黄銅の銅−亜鉛成分比が、
高亜鉛になると高温下における引張強度は低下する傾向
があり、更に、加工速度を上げようとすると断線頻度が
高くなってしまうという課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤ放電加工
用電極線は、前記課題を解決するためのものであり、中
心心材に高温引張強度が黄銅よりも高い鋼線や合金鋼線
や鉄を採用し、過酷な加工条件を選択しても断線が発生
し難い機能を持たせ、次に、この鋼線の表面に厚さが仕
上がり外径の10〜20%となるような高亜鉛の銅ー亜鉛合
金層（亜鉛濃度が45〜65%）を具備することにより放電
加工性を向上させる機能を持たせ、更に、この表面に厚
さが仕上がり外径の0.5〜３％となるような亜鉛層を形
成し、放電安定性及び加工速度を向上させる機能を持た
せた機能別多層複合構造である。
用電極線は、前記課題を解決するためのものであり、中
心心材に高温引張強度が黄銅よりも高い鋼線や合金鋼線
や鉄を採用し、過酷な加工条件を選択しても断線が発生
し難い機能を持たせ、次に、この鋼線の表面に厚さが仕
上がり外径の10〜20%となるような高亜鉛の銅ー亜鉛合
金層（亜鉛濃度が45〜65%）を具備することにより放電
加工性を向上させる機能を持たせ、更に、この表面に厚
さが仕上がり外径の0.5〜３％となるような亜鉛層を形
成し、放電安定性及び加工速度を向上させる機能を持た
せた機能別多層複合構造である。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明のワイヤ放電加工用
電極線１の実施形態について図面を参照して詳細に説明
する。図１は、本発明のワイヤ放電加工用電極線１の断
面図であり、中心に鋼線の心材２を使用し、その表面に
仕上がり外径の10〜20%の厚さからなる亜鉛濃度45〜65%
の高亜鉛の銅亜鉛合金層３を被覆し、更に、その表面に
仕上がり外径の0.5〜3%の厚さとなる亜鉛層４を設けた
構造の電極線である。鋼線２については高温引張強度を
向上させる目的である為、黄銅より高温引張強度が高け
れば良く、鋼線に限らず鉄線、合金鋼線等を使用しても
構わない。次に、高亜鉛の銅ー亜鉛合金層３について
は、放電加工に使用されるワイヤ電極の消耗部分は表層
から仕上がり外径の約10%程度であることが分かってお
り、この部位について高亜鉛の銅ー亜鉛合金層を形成す
れば良いが、加工中に心材が露出することは好ましくな
い為、12〜17%がより好ましい厚さである。また、この
高亜鉛の銅ー亜鉛合金層３は、鋼線２の表面上に銅めっ
きを施し、更に、この銅層の表面上に亜鉛めっきを施し
た後、大気中にて熱拡散によって生成することが出来る
が、その熱処理の条件によっては心材の表層に銅のみの
層が残留することもあるが、黄銅層の外周部から心材方
向に向かって10〜20%の厚さで亜鉛濃度45〜65%の高亜鉛
な銅亜鉛合金層が生成されていれば放電加工性を損なう
ことはないので構わない。亜鉛層４については、高亜鉛
の銅ー亜鉛合金層３の表層に電気亜鉛めっきにて仕上が
り外径の0.5〜3%の厚さにめっきを施す。最外層に亜鉛
層を設けることにより、放電現象を励起させる触媒的な
働きをさせることにより放電安定性を向上させる。ま
た、最外層に亜鉛層を設ける利点として、通常、亜鉛濃
度45〜65%の黄銅層は、亜鉛濃度４５〜50％でα+β'相
またはβ'相、50〜60%でβ'+γ相、60以上でγ相が生成
され、基本的に硬く脆い性質になり、伸線加工を行うと
ヒビ、割れ等が発生し、伸線加工がし難いが、その表層
にめっきを施すことにより、加工度93%程度であれば伸
線加工が可能になることを我々は、実験的に確認した。
電極線１の実施形態について図面を参照して詳細に説明
する。図１は、本発明のワイヤ放電加工用電極線１の断
面図であり、中心に鋼線の心材２を使用し、その表面に
仕上がり外径の10〜20%の厚さからなる亜鉛濃度45〜65%
の高亜鉛の銅亜鉛合金層３を被覆し、更に、その表面に
仕上がり外径の0.5〜3%の厚さとなる亜鉛層４を設けた
構造の電極線である。鋼線２については高温引張強度を
向上させる目的である為、黄銅より高温引張強度が高け
れば良く、鋼線に限らず鉄線、合金鋼線等を使用しても
構わない。次に、高亜鉛の銅ー亜鉛合金層３について
は、放電加工に使用されるワイヤ電極の消耗部分は表層
から仕上がり外径の約10%程度であることが分かってお
り、この部位について高亜鉛の銅ー亜鉛合金層を形成す
れば良いが、加工中に心材が露出することは好ましくな
い為、12〜17%がより好ましい厚さである。また、この
高亜鉛の銅ー亜鉛合金層３は、鋼線２の表面上に銅めっ
きを施し、更に、この銅層の表面上に亜鉛めっきを施し
た後、大気中にて熱拡散によって生成することが出来る
が、その熱処理の条件によっては心材の表層に銅のみの
層が残留することもあるが、黄銅層の外周部から心材方
向に向かって10〜20%の厚さで亜鉛濃度45〜65%の高亜鉛
な銅亜鉛合金層が生成されていれば放電加工性を損なう
ことはないので構わない。亜鉛層４については、高亜鉛
の銅ー亜鉛合金層３の表層に電気亜鉛めっきにて仕上が
り外径の0.5〜3%の厚さにめっきを施す。最外層に亜鉛
層を設けることにより、放電現象を励起させる触媒的な
働きをさせることにより放電安定性を向上させる。ま
た、最外層に亜鉛層を設ける利点として、通常、亜鉛濃
度45〜65%の黄銅層は、亜鉛濃度４５〜50％でα+β'相
またはβ'相、50〜60%でβ'+γ相、60以上でγ相が生成
され、基本的に硬く脆い性質になり、伸線加工を行うと
ヒビ、割れ等が発生し、伸線加工がし難いが、その表層
にめっきを施すことにより、加工度93%程度であれば伸
線加工が可能になることを我々は、実験的に確認した。
【０００６】
【実施例】以下、本発明による放電加工用電極線の加工
機による評価を実施した結果を記す。本実施例で使用す
る電極線は、図１に示す本発明の構造の電極線と、比較
電極線として黄銅電極線（Cu65%、Zn35%）、黄銅(65/3
5)を心材とした表層に亜鉛層を具備した亜鉛めっき電極
線及び黄銅(65/35)を心材とし表層に亜鉛濃度40〜47%の
高亜鉛な銅亜鉛合金層を有する複合電極線、この高亜
鉛な銅亜鉛合金層の亜鉛濃度を45〜65%として表層に亜
鉛層を設けた複合電極線の5種類である。比較電極線
として黄銅に亜鉛めっきした電極線を使用しているの
は、本来は本発明電極線の亜鉛層がない形状にて亜鉛層
の加工速度への寄与度合いを確認すべきであるが、前項
にて説明しているように最外層に高亜鉛な銅亜鉛合金層
を具備する電極線は伸線加工がし難い為である。ワイヤ
外径0.25mm、ワーク材SKD-11、ワーク厚60mm、放電加工
機SX10を用いて荒加工最大条件を基に、下記の表１に示
す通りワイヤ断線が発生するまで加工条件を上げていき
各ワイヤの最大加工速度を比較した。
機による評価を実施した結果を記す。本実施例で使用す
る電極線は、図１に示す本発明の構造の電極線と、比較
電極線として黄銅電極線（Cu65%、Zn35%）、黄銅(65/3
5)を心材とした表層に亜鉛層を具備した亜鉛めっき電極
線及び黄銅(65/35)を心材とし表層に亜鉛濃度40〜47%の
高亜鉛な銅亜鉛合金層を有する複合電極線、この高亜
鉛な銅亜鉛合金層の亜鉛濃度を45〜65%として表層に亜
鉛層を設けた複合電極線の5種類である。比較電極線
として黄銅に亜鉛めっきした電極線を使用しているの
は、本来は本発明電極線の亜鉛層がない形状にて亜鉛層
の加工速度への寄与度合いを確認すべきであるが、前項
にて説明しているように最外層に高亜鉛な銅亜鉛合金層
を具備する電極線は伸線加工がし難い為である。ワイヤ
外径0.25mm、ワーク材SKD-11、ワーク厚60mm、放電加工
機SX10を用いて荒加工最大条件を基に、下記の表１に示
す通りワイヤ断線が発生するまで加工条件を上げていき
各ワイヤの最大加工速度を比較した。
【０００７】
【表１】
【０００８】その結果を表２に示すが、上記黄銅線の最
大加工速度を１としたときの比率で加工速度を表してい
る。
大加工速度を１としたときの比率で加工速度を表してい
る。
【０００９】
【表２】
【００１０】上記の評価結果から以下の結果が得られ
る。 １．最外層に亜鉛めっき層を設けることにより、加工速
度を4%以上、上昇させることが出来る。 ２．複合電極線と複合電極線の評価結果から、高亜
鉛の銅亜鉛合金層の亜鉛濃度を高くすることにより加工
速度を向上出来る。 ３．本発明電極線と複合電極線の評価結果から、中心
心材に高温引張強度が黄銅よりも高い鋼線を採用するこ
とにより、より高いワイヤ放電加工機の加工条件を選択
しても断線が発生し難くなる。 従って、機能別の層を具備させ多層複合構造にした本発
明のワイヤ放電加工用電極線によれば、加工速度を大幅
に向上させることが出来る。
る。 １．最外層に亜鉛めっき層を設けることにより、加工速
度を4%以上、上昇させることが出来る。 ２．複合電極線と複合電極線の評価結果から、高亜
鉛の銅亜鉛合金層の亜鉛濃度を高くすることにより加工
速度を向上出来る。 ３．本発明電極線と複合電極線の評価結果から、中心
心材に高温引張強度が黄銅よりも高い鋼線を採用するこ
とにより、より高いワイヤ放電加工機の加工条件を選択
しても断線が発生し難くなる。 従って、機能別の層を具備させ多層複合構造にした本発
明のワイヤ放電加工用電極線によれば、加工速度を大幅
に向上させることが出来る。
【００１１】今迄、中心心材は、鋼線や合金鋼線や鉄線
を代表例に挙げたが、基本的には、黄銅より高温引張強
度が高いものであれば構わない。また、これ以外の変形
例でも構わず、本考案の範囲内であることはいうまでも
ない
を代表例に挙げたが、基本的には、黄銅より高温引張強
度が高いものであれば構わない。また、これ以外の変形
例でも構わず、本考案の範囲内であることはいうまでも
ない
【００１２】以上のような構造であるため、本発明のワ
イヤ放電加工用電極線１は、高速加工に優れたワイヤで
あり、その他信頼性試験を行った結果、既存製品と同等
な結果が得られた。
イヤ放電加工用電極線１は、高速加工に優れたワイヤで
あり、その他信頼性試験を行った結果、既存製品と同等
な結果が得られた。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
心心材に高温引張強度の高い鋼線を採用し、その外層に
放電加工速度を向上させる黄銅合金層を設け、更にその
外層に放電安定性を促す亜鉛層を設けた機能別多層複合
構造にした電極線は加工速度を大幅に向上するという優
れた効果を発揮することが出来その工業的価値は極めて
大きい。
心心材に高温引張強度の高い鋼線を採用し、その外層に
放電加工速度を向上させる黄銅合金層を設け、更にその
外層に放電安定性を促す亜鉛層を設けた機能別多層複合
構造にした電極線は加工速度を大幅に向上するという優
れた効果を発揮することが出来その工業的価値は極めて
大きい。
【図１】本発明のワイヤ放電加工用電極線１の断面図で
ある。
ある。
１ 本発明のワイヤ放電加工用電極線
２ 心材(鋼線、合金鋼線又は鉄）
３ 高亜鉛の銅ー亜鉛合金層（亜鉛濃度４５〜６５
％の銅ー亜鉛合金） ４ 亜鉛層（仕上がり外径の０．５〜３％の厚さの
亜鉛層）
％の銅ー亜鉛合金） ４ 亜鉛層（仕上がり外径の０．５〜３％の厚さの
亜鉛層）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 吉本 雅一
神奈川県川崎市中原区下小田中２丁目12番
８号 沖電線株式会社内
(72)発明者 木本 洋一郎
神奈川県川崎市中原区下小田中２丁目12番
８号 沖電線株式会社内
(72)発明者 早坂 和毅
神奈川県川崎市中原区下小田中２丁目12番
８号 沖電線株式会社内
Ｆターム(参考） 3C059 AA01 AB05 DA06 DB03 DC01
Claims (3)
- 【請求項１】鋼線、合金鋼線又は鉄を中心心材とし、こ
の中心心材の表面に亜鉛濃度が45〜65％からなる高亜鉛
の銅ー亜鉛合金層を形成し、更に、この高亜鉛の銅ー亜
鉛合金層の表面に亜鉛層を設けたことを特徴とするワイ
ヤ放電加工用電極線。 - 【請求項２】請求項１の亜鉛濃度45〜65%からなる高亜
鉛の銅ー亜鉛合金層の厚さが、仕上がり外径の10〜20%
であることを特徴とするワイヤ放電加工用電極線。 - 【請求項３】請求項１の亜鉛層の厚さが、仕上がり外径
の0.5〜３％であることを特徴とするワイヤ放電加工用
電極線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001227207A JP2003039246A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | ワイヤ放電加工用電極線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001227207A JP2003039246A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | ワイヤ放電加工用電極線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003039246A true JP2003039246A (ja) | 2003-02-12 |
Family
ID=19059906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001227207A Pending JP2003039246A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | ワイヤ放電加工用電極線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003039246A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009028117A1 (ja) * | 2007-12-10 | 2009-03-05 | Oki Electric Cable Co., Ltd. | ワイヤ放電加工用電極線、その製造方法及びその母線製造装置 |
| CN104400159A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-03-11 | 苏州市宝玛数控设备有限公司 | 一种高效多层复合电极丝 |
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