線放電加工用電極線及其制造方法、放電加工方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)為2011年1月6日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?01180001656. X、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/ JP2011/050072的、發(fā)明名稱為"線放電加工用電極線及其制造方法、放電加工方法"的申請(qǐng) 的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種通過(guò)放電對(duì)被加工物（加工對(duì)象物）進(jìn)行加工的線放電加工中所 使用的線放電加工用電極線及其制造方法、使用了該電極線的放電加工方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 線放電加工是指，在放電加工用電極線和被加工物之間產(chǎn)生放電，通過(guò)放電引起 的熱能切斷被加工物，尤其適于模具等具有復(fù)雜形狀的金屬加工。
[0004] 在該放電加工中，有以下要求：a)加工速度快；b)被加工物的表面的完工狀態(tài)、尺 寸精度良好；c)計(jì)測(cè)電極線和被加工物的相對(duì)位置的定位性良好；d)使電極線連續(xù)移動(dòng)時(shí) 的金屬粉產(chǎn)生量較少等。
[0005] 作為電極線，一直以來(lái)廣泛使用的電極線中有電極線由鋅濃度為35~40重量％ 的黃銅單一體制成的電極線。該黃銅單一體的電極線在鋅含量增加到40重量％以上時(shí)，產(chǎn) 生體心立方晶格的金屬間化合物，延展性、韌性降低，無(wú)法進(jìn)行冷拉絲加工，因此無(wú)法制造。
[0006] 因此，進(jìn)行了各種研宄，以和鋅濃度為35~40重量％的黃銅單一體的電極線相比 加快放電加工速度，已被熟知的是，電極線組成中的鋅濃度越高，越能提高放電加工速度。
[0007] 作為此方法，已知有如下方法：僅電極線的表層是鋅濃度為40重量％以上的銅一 鋅合金層、或在其上進(jìn)一步設(shè)置鋅層。
[0008] 日本專利第3718617號(hào)公報(bào)公開(kāi)了：表層是鋅濃度為40重量％以上的銅一鋅合金 層、或在其上設(shè)置了鋅層的多孔性電極線。
[0009] 其中記載了：在該電極線表面具有裂紋的多孔性電極線，通過(guò)熱浸鍍?cè)诤~芯線 的表層設(shè)置銅一鋅合金層、或在其上設(shè)置鋅層，利用拉絲加工在表層積極地形成裂紋，增大 電極線的表面積，在放電加工時(shí)增加與加工液的接觸面積，進(jìn)一步加快冷卻速度，改善加工 速度。
[0010] 進(jìn)一步，在W02009/028117號(hào)國(guó)際公報(bào)中，作為解決上述發(fā)明的問(wèn)題的方法，公開(kāi) 了以下構(gòu)造的電極線。
[0011] 一對(duì)于銅或銅合金的芯線，由熔融的鋅從其表面開(kāi)始熱擴(kuò)散而形成的銅一鋅合金 內(nèi)層（鋅濃度為50~80重量％ )和芯線本身的銅擴(kuò)散到熔融的鋅中而形成的銅一鋅合金 外層（鋅濃度81~100重量％ )構(gòu)成（在外層通過(guò)擴(kuò)散生成的2層銅一鋅合金層上設(shè)置 鋅層的3層構(gòu)造）；
[0012] -和擴(kuò)散合金層相比，鋅層較厚；
[0013] 一鋅層厚度為外徑的1. 2%以上，電極線的最表層不存在裂紋。
[0014] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第3718617號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)2 :W02009/028117號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 現(xiàn)有的在銅或銅合金芯線的外周面上設(shè)置鋅層和擴(kuò)散合金層并通過(guò)拉絲獲得的 高速加工用電極線，雖然可提高加工速度，但產(chǎn)生了除加工速度以外的放電加工所需的其 他特性變差的問(wèn)題。
[0017] 并且，在電極線表層形成裂紋的技術(shù)也已被公知，但在電極線表層形成裂紋產(chǎn)生 了以下問(wèn)題。
[0018] a)線放電加工中，在電極線和被加工物之間進(jìn)行放電的同時(shí)，將被加工物熔斷而 進(jìn)行線鋸式加工，但因電極線表層存在裂紋，放電變得不穩(wěn)定，被加工物表面的完工狀態(tài)變 差。
[0019] b)為了使線放電加工機(jī)識(shí)別被加工物和電極線的相對(duì)位置，在被加工物和電極線 之間利用電導(dǎo)通，但因電極線表層存在裂紋，接觸面積減少，定位精度變差。
[0020] c)通過(guò)冷拉絲加工，表層產(chǎn)生裂紋越多，則表層越脆，因此在放電加工時(shí)使電極線 連續(xù)移動(dòng)的情況下，因與加工機(jī)的導(dǎo)向件、滑輪等的摩擦/磨損等，金屬粉的產(chǎn)生量變多， 維護(hù)性惡化。
[0021] d)因表層存在裂紋，處理時(shí)或加工時(shí)易產(chǎn)生斷線，可靠性變差。
[0022] 對(duì)此，具有擴(kuò)散合金層的同時(shí)使電極線的最表層不產(chǎn)生裂紋的對(duì)策也已被公知， 但該構(gòu)造中，通過(guò)使鋅層厚度為外徑的1.2%以上，以鋅層覆蓋擴(kuò)散合金層的裂紋，從而使 電極線的最表層不存在裂紋，因此，最表層的鋅層不可避免地變厚，如圖4所示，在放電加 工中，因鋅的蒸發(fā)消耗，線徑變細(xì)，在入側(cè)和出側(cè)產(chǎn)生加工槽寬度差，放電加工面變?yōu)殄F形， 加工精度上產(chǎn)生問(wèn)題。
[0023] 并且，因鋅層和擴(kuò)散合金層較厚，為了獲得0. 1~0.3πιπιΦ等所要求的規(guī)定直徑的 電極線，在進(jìn)行拉絲加工時(shí)，包含鋅層的擴(kuò)散合金層容易從芯線剝離。
[0024] 使用包含鋅層的擴(kuò)散合金層容易剝離的電極線進(jìn)行線放電加工時(shí)，剝離片在電極 線和被加工物之間形成電橋，產(chǎn)生短路，因放電次數(shù)減少造成加工速度降低、或放電變得不 穩(wěn)定，如圖5的示意圖所示，因放電痕跡集中而產(chǎn)生的微細(xì)條紋沿電極線的移動(dòng)方向存在 于加工面中。
[0025] 本發(fā)明為解決上述問(wèn)題而出現(xiàn)，其目的在于提供一種高速加工用的放電加工用電 極線，其可抑制因鋅消耗而造成的加工精度降低、或因短路造成的加工速度降低、沿電極線 的移動(dòng)方向產(chǎn)生的加工面的微細(xì)條紋。
[0026] 進(jìn)一步，本發(fā)明的目的在于提供一種放電加工用電極線，使電極線連續(xù)移動(dòng)時(shí)的 金屬粉產(chǎn)生量較少，且計(jì)測(cè)電極線和被加工物的相對(duì)位置的定位性良好，處理時(shí)或加工時(shí) 不會(huì)產(chǎn)生斷線。
[0027] 并且，本發(fā)明的目的在于提供一種制造上述放電加工用電極線的方法及使用上述 放電加工用電極線的放電加工方法。
[0028] 本發(fā)明的線放電加工用電極線，對(duì)母線進(jìn)行拉絲加工而成，上述母線在由銅或銅 合金構(gòu)成的芯線的外周面上形成熱浸鍍鋅層，并在上述熱浸鍍鋅層和上述芯線之間具有通 過(guò)相互熱擴(kuò)散而生成的擴(kuò)散合金層，其特征在于，基于上述熱浸鍍鋅層和上述擴(kuò)散合金層 的拉絲加工時(shí)的延展性的不同，上述熱浸鍍鋅層被拉絲而形成不存在裂紋的鋅薄膜，并且， 上述擴(kuò)散合金層被拉絲且破碎了的粒狀物埋入到上述芯線的外周面中，上述鋅薄膜及擴(kuò)散 合金層與上述芯線一體化，以抑制剝離。
[0029] 進(jìn)一步，本發(fā)明的線放電加工用電極線的特征在于，上述不存在裂紋的鋅薄膜是 在拉絲加工時(shí)受到熱影響而在鋅延展性良好的溫度范圍內(nèi)被拉絲所形成的。
[0030] 進(jìn)一步，本發(fā)明的線放電加工用電極線的特征在于，上述擴(kuò)散合金層的破碎了的 粒狀物受到大的垂直方向上的面壓力而深埋入上述芯線的外周面中。
[0031] 進(jìn)一步，本發(fā)明的線放電加工用電極線的特征在于，上述擴(kuò)散合金層的破碎了的 粒狀物被進(jìn)行高拉絲加工率的拉絲加工而深埋入上述芯線的外周面中，其中，上述拉絲加 工率是用從拉絲前截面積中減去拉絲后截面積所得到的縮減截面積除以拉絲前截面積、再 乘以100而得到的。
[0032] 一種線放電加工用電極線的制造方法，使由銅或銅合金構(gòu)成的芯線以最外層形成 超過(guò)規(guī)定厚度的鋅層的浸漬時(shí)間、通過(guò)將鋅保持在規(guī)定溫度的鍍槽內(nèi)之后進(jìn)行冷卻，由此， 在上述芯線和上述鋅相接觸的邊界面上相互熱擴(kuò)散而生成擴(kuò)散合金層，以制造電極線的鍍 敷母線，并對(duì)該鍍敷母線進(jìn)行拉絲加工，上述線放電加工用電極線的制造方法的特征在于， 在上述鋅延展性良好的溫度范圍內(nèi)對(duì)上述鍍敷母線進(jìn)行拉絲加工，由此形成不存在裂紋的 鋅薄膜。
[0033] 進(jìn)一步，本發(fā)明的線放電加工用電極線的制造方法的特征在于，在上述鋅延展性 良好的溫度范圍內(nèi)對(duì)上述鍍敷母線進(jìn)行拉絲加工時(shí)，對(duì)循環(huán)提供給拉絲模和線材的邊界的 拉絲潤(rùn)滑液的循環(huán)貯存槽內(nèi)溫度進(jìn)行溫度管理，使該循環(huán)貯存槽內(nèi)溫度為75°C至KKTC。
[0034] 本發(fā)明是一種線放電加工用電極線的制造方法，使由銅或銅合金構(gòu)成的芯線以最 外層形成超過(guò)規(guī)定厚度的鋅層的浸漬時(shí)間、通過(guò)將鋅保持在規(guī)定溫度的鍍槽內(nèi)之后進(jìn)行冷 卻，由此，在上述芯線和鋅相接觸的邊界面上相互熱擴(kuò)散而生成擴(kuò)散合金層，以制造電極線 的鍍敷母線，并對(duì)該鍍敷母線進(jìn)行拉絲加工，上述線放電加工用電極線的制造方法的特征 在于，將破碎上述擴(kuò)散合金層而形成的粒狀物埋入到芯線外周面中，由此使上述鋅薄膜及 擴(kuò)散合金層與上述芯線一體化，以防止該鋅薄膜剝離。
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