(57)【要約】【課題】より速い加工速度が得られると共に面精度および形状精度を向上できる放電加工用ワイヤーおよびその製造方法を提供する。【解決手段】放電加工用の金属ワイヤー１３であって、金属ワイヤー１３の表面に幅０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さ０．６μｍ以上１０μｍ以下の微細な溝１４が点在するものである。【選択図】図１
2014136285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電加工用の金属ワイヤーであって、前記金属ワイヤーの表面に、幅０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さ０．６μｍ以上１０μｍ以下の微細な溝が点在することを特徴とする放電加工用ワイヤー。
【請求項２】
前記金属ワイヤーにおいて、前記金属ワイヤーの表面積に対する微細な溝の占める総面積の割合が０．１％以上５％以下である請求項１記載の放電加工用ワイヤー。
【請求項３】
前記金属ワイヤーは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つまたは２つ以上の組合せで形成される請求項１または２に記載の放電加工用ワイヤー。
【請求項４】
放電加工用金属ワイヤーの製造方法であって、金属線にメッキ処理をする工程と、前記メッキ処理の後に拡散処理する工程と、前記拡散処理の後に伸線加工によって線を細くして金属ワイヤーとし、その金属ワイヤーの表面に、幅０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さ０．６μｍ以上１０μｍ以下の微細な溝を形成する工程とを備えたことを特徴とする放電加工用ワイヤーの製造方法。
【請求項５】
放電加工用金属ワイヤーの製造方法であって、エッチングまたはショットブラストによって、金属ワイヤーの表面に幅が０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さ０．６μｍ以上１０μｍ以下の微細な溝を加工する工程を有することを特徴とする放電加工用ワイヤーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ワイヤーの表面に微細な溝を形成して高速域での加工放電が行える放電加工用ワイヤーおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属加工に使われる方法の１つにワイヤー放電加工がある。このワイヤー放電加工は、電圧を印加した放電加工用ワイヤーを連続的に走行させながら、放電加工用ワイヤーと被加工物との間で放電を生じさせ、その放電エネルギーによって被加工物を溶断し、被加工物を所望の加工形状にカットする技術である。
【０００３】
この技術は、高精度の加工に適しているが、加工速度が遅いという欠点をもつ。加工速度の向上の検討は今までも様々な開発が行われてきたが、それでも切削加工等と比較すると遅いため更なる高速加工が求められている。
【０００４】
通常放電加工用ワイヤーには、真鍮線（Ｚｎ濃度３０〜３５％）が使用される。これは真鍮が、導電性、引っ張り強度の観点から優れた材料であるためである。強度を上げるために、真鍮に、Ｍｏ、Ｗ等の微量の他元素を添加することもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２６９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、放電加工用ワイヤー表面のＺｎ濃度が高いほど放電加工速度は向上することが知られている。表面Ｚｎ濃度を高くする方法として、真鍮線をＺｎメッキしてから伸線する方法が知られているが、Ｚｎ濃度４０％を超えるとＣｕＺｎ合金のβ相比率が高くなり、材料を細くする伸線工程で断線しやすくなる。そのため、加工速度の向上には限界がある。
【０００７】
そこで、特許文献１には、Ｃｕ−Ｚｎ合金のγ相とβ相との混合相から構成される合金被覆線からなり、放電の集中を避け、加工速度を向上させるために、合金被覆層表面に高低差２０μｍ以内の凹凸を設けた放電加工用電極線が提案されている。
【０００８】
しかし、特許文献１の放電加工用電極線は、放電加工速度が大きく改善されるものの、凹凸を設けることにより、加工物の面精度および形状精度が悪化するおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、より速い加工速度が得られると共に面精度および形状精度を向上できる放電加工用ワイヤーおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、放電加工用の金属ワイヤーであって、前記金属ワイヤーの表面に、幅０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さ０．６μｍ以上１０μｍ以下の微細な溝が点在することを特徴とする放電加工用ワイヤーである。
【００１１】
前記金属ワイヤーにおいて、前記金属ワイヤーの表面積に対する微細な溝の占める総面積の割合が０．１％以上５％以下であることが好ましい。
【００１２】
前記金属ワイヤーは、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つまたは２つ以上の組合せで形成されるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、放電加工用金属ワイヤーの製造方法であって、金属線にメッキ処理をする工程と、前記メッキ処理の後に拡散処理する工程と、前記拡散処理の後に伸線加工によって線を細くして金属ワイヤーとし、その金属ワイヤーの表面に幅が０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さ０．６μｍ以上１０μｍ以下の微細な溝を形成する工程とを備えたことを特徴とする放電加工用ワイヤーの製造方法である。
【００１４】
さらに、本発明は、放電加工用金属ワイヤーの製造方法であって、エッチングまたはショットブラストによって、金属ワイヤーの表面に、幅０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さ０．６μｍ以上１０μｍ以下の微細な溝を加工する工程を有することを特徴とする放電加工用ワイヤーの製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、従来の放電加工用ワイヤーと比較して放電加工速度を１．２倍向上でき、しかも加工物の面精度および形状精度を良好にできるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の放電加工用ワイヤーの断面図である。
【図２】本発明の放電加工用ワイヤーの正面図である。
【図３】図２に示した放電加工用ワイヤーの表面の一部を拡大した図である。
【図４】図１に示した放電加工用ワイヤーの表面近く一部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１、図２は、本発明の放電加工用ワイヤー１０を示したものである。
【００１９】
放電加工用ワイヤー１０は、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つまたは２つ以上の組合せた金属線１１（特に真鍮線）に亜鉛等の被覆層１２を被覆して金属ワイヤー１３とし、その被覆層１２に微細な溝１４を点在させて形成したものである。
【００２０】
図３は、図２の被覆層１２の表面を拡大したもので、溝１４の長さａが、１μｍ以上５０μｍ以下、溝１４の幅ｂが０．６μｍ以上７．０μｍ以下に形成される。
【００２１】
図４は、図１の被覆層１２に形成される溝１４の表面を拡大したもので、溝１４の深さｃが０．６μｍ以上１０μｍ以下に形成される。
【００２２】
本発明の放電加工用ワイヤー１０の製造方法は、φ１．２ｍｍの真鍮線などからなる金属線にＺｎなどの被覆層を厚さ１０〜２０μｍとなるようにメッキ処理をする工程と、メッキ処理の後に被覆層を、ベル炉を用いて拡散処理する工程と、拡散処理の後に伸線加工によって線を、φ０．２〜０．５ｍｍに伸線して金属ワイヤーとするものである。これにより被覆層が伸線によりひび割れた状態となり、表面に幅０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さ０．６μｍ以上１０μｍ以下の微細な溝が形成される。この溝の長さ、幅、深さは、伸線の貫割（使用するダイスの数、細線外径、減面率）、拡散時のベル炉の温度を変えることにより、所望の長さ、幅、深さを有する溝が形成できる。また放電加工用ワイヤーの表面積に対する微細な溝の占める総面積の割合は０．１％以上５％以下となるように点在させて形成する。
【００２３】
本発明は、伸線加工で微細な溝を形成する代わりに、エッチングまたはショットブラストによって形成するようにしても良い。
【００２４】
次に本実施の形態の作用を説明する。
【００２５】
通常、放電加工速度を速くするとスパーク量も多くなるため、ワイヤー発熱量自体が多くなり、ワイヤーが断線しやすくなる。この問題を解決するためにはワイヤーを効率良く冷却する必要がある。
【００２６】
本発明は、金属ワイヤー表面に微細な溝を付けることにより、放電加工速度を向上させることに成功したものである。
【００２７】
この際、溝１４の深さが１０μｍより深いとワイヤー抵抗自体が上がることや断線の可能性が大きくなるため適さない。また、溝１４が０．６μｍより浅いと冷却効果が期待できず、放電加工速度に効果が出ない。
【００２８】
また、放電加工用ワイヤー１０に占める溝１４の幅ｂも重要となる。これは、放電時のスパークは溝を形成していない部分から発生するため、溝の幅が、７．０μｍより大きいと、放電加工用ワイヤー１０の消耗が多くなり、結果として加工物の面精度および形状精度が悪くなる。溝１４の幅が０．６μｍより小さいと、冷却効果が期待できず、放電加工速度に効果が出ない。
【００２９】
よって、幅が０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さ０．６μｍ以上１０μｍ以下の微細な溝を形成するのがよく、また放電加工用ワイヤーの表面積に対する微細な溝の占める総面積の割合は０．１％以上５％以下とするのがよい。
【実施例】
【００３０】
以下に本発明の実施例を説明する。
【００３１】
材料として、φ１．２ｍｍの真鍮線（Ｃｕ／Ｚｎ＝６５／３５）に１５μｍのＺｎめっきを施し、ベル炉で拡散処理を行った後、伸線でφ０．２５ｍｍに引いた。
【００３２】
伸線の貫割（使用するダイスの数、細線外径、減面率）、拡散時のベル炉の温度を変えることにより、表面の溝の大きさおよび深さを変えたワイヤーを６種類製作した。
【００３３】
それぞれのワイヤーの溝の大きさについて表１に示す。
【００３４】
【表１】
2014136285.tif 000003
【００３５】
上記ワイヤーについて、放電加工テストを実施した。加工条件を表２に示す。
【００３６】
【表２】
2014136285.tif 000004
【００３７】
加工方法は、放電加工機にて、厚さ２０ｍｍのＳＫＤ１１鋼材を１０×１０ｍｍ2にテストカットし、この時の加工速度および加工物の面精度、形状精度を比較した。
【００３８】
比較した結果を表３に示す。加工物の面精度測定は、触針粗さ計で行い、加工物の上部、中央部、下部のそれぞれについて垂直方向、水平方向を測定し、この６回の平均値とした。形状精度は、加工物の上部と下部の寸法をマイクロメーターで測定し、その差とした。
【００３９】
【表３】
2014136285.tif 000005
【００４０】
ワイヤー２のような溝を形成することにより、溝のないワイヤー１と比べて加工速度が１．２培となり、加工速度の向上がみられた。
【００４１】
ワイヤー３のように溝の幅が広くなると、加工物の面精度および形状精度が落ちた。
【００４２】
溝の幅が狭いワイヤー４、および溝が浅いワイヤー５については、加工速度、面精度および形状精度に大きな効果はみられなかった。
【００４３】
溝の深いワイヤー６はワイヤー２と比較すると加工速度が低下した。
【００４４】
上記の結果から、溝の幅が、０．６μｍ以上７．０μｍ以下、深さが０．６μｍ以上１０．０μｍ以下の溝が形成されたワイヤー２が、加工速度、および加工物の面精度および形状精度が最も良好であることがわかった。
【００４５】
上記のような溝が形成されていても、その数が多すぎればワイヤーの消耗が早くなり、また断線の可能性も高くなる。
【００４６】
ワイヤーの表面積に対する溝の占める総面積の割合が５％を超えると断線が多くなり、０．１％未満の場合には放電加工速度の向上がみられないため、溝の面積占有率は０．１％以上５％以下がよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０  放電加工用ワイヤー
１２  被覆層
１３  金属ワイヤー
１４  溝
【図１】
2014136285.tif 000006
【図２】
2014136285.tif 000007
【図３】
2014136285.tif 000008
【図４】
2014136285.tif 000009