(57)【要約】  本発明は、電極ワイヤーに関し、拡散亜鉛合金コーティング層（１７）でコートされた非合金化銅コア（１６）を有しており、その厚みは（Ｅ）は、ワイヤー径の１０％以上である。コーティング層（１７）は、任意で、薄い、亜鉛、銅、ニッケル、銀又は銀の表面接触膜（２１）を配されている。かかるワイヤーは、より高い放電速度を達成している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散亜鉛合金のコーティング層（１７）でコートされた金属コア（１６）を有する放電加工電極ワイヤーであって：
前記コア（１６）は、非合金化銅製であり、
前記コーティング層（１７）は、拡散銅亜鉛合金製であり、
前記銅亜鉛合金の前記コーティング層（１７）の厚み（Ｅ）は、当該電極ワイヤーの径（Ｄ）の１０％よりも大きい、
ことを特徴とする電極ワイヤー。
【請求項２】
前記コーティング層（１７）の前記厚み（Ｅ）は、当該電極ワイヤーの前記径（Ｄ）の１６％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電極ワイヤー。
【請求項３】
当該電極ワイヤーの全体的な導電率は、６５％ＩＡＣＳ以上７５％ＩＡＣＳ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極ワイヤー。
【請求項４】
当該電極ワイヤーの全体的な導電率は、６９％ＩＡＣＳに近接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極ワイヤー。
【請求項５】
前記コア（１６）を構成している非合金化銅は、Ｃｕ−ａｌ（Ｃｕ−ＥＴＰ）；Ｃｕ−ａ２（Ｃｕ−ＦＲＨＣ）；Ｃｕ−Ｃ１（Ｃｕ−ＯＦ）；Ｃｕ−ｃ２（Ｃｕ−ＯＦＥ）なる推奨される銅のファミリーから選択されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電極ワイヤー。
【請求項６】
０．２０ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、２０μｍ以上であり、
０．２５ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、２５μｍ以上であり、
０．３０ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、３０μｍ以上であり、
０．３３ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、３３μｍ以上であり、
０．３５ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、３５μｍ以上である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電極ワイヤー。
【請求項７】
前記コーティング層（１７）は、α並びにβ及び／又はβ’フェーズの混合物である銅亜鉛合金製であり、該亜鉛含量は、重量当たり３５以上５７％以下であり、且つ、好ましくは３５以上５０％以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電極ワイヤー。
【請求項８】
前記コーティング層は、α並びにβ及び／又はβ’フェーズの均一混合物であることを特徴とする請求項７に記載の電極ワイヤー。
【請求項９】
前記コーティング層（１７）は、亜鉛、銅、ニッケル、銀又は金の薄接触表面層（２１）にてコートされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電極ワイヤー。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の放電加工電極ワイヤーの製造方法であって：
ａ．製造される前記ワイヤーの径（Ｄ）よりも大きな径（Ｄ１）の非合金化銅コアワイヤーを設け；
ｂ．適当な厚みに、純粋な亜鉛で前記コアを覆い；
ｃ．コーティング層（１７）を形成するように、前記のコートされたコアを拡散熱処理し；且つ
ｄ．前記電極ワイヤーを最終径（Ｄ）へと引抜く；
ステップを有し、前記コーティング層は、前記電極ワイヤーの最終径（Ｄ）の１０％よりも大きい厚み（Ｅ）を有していることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記ステップｂにおいて、前記亜鉛は、電解的に、前記銅コアワイヤー上に堆積されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記の拡散熱処理は、α並びにβ及び／又はβ’フェーズの均一混合物を得るように、適切な時間、急速加熱により実行されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電極ワイヤーは、前記拡散ステップ（ｃ）又は前記引抜きステップ（ｄ）の後に、亜鉛、銅、ニッケル、銀又は金の薄接触表面層（２１）で覆われることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
スパーキング電気エネルギーを発生するように発電機を使用する機械で、放電加工により部品を機械加工する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電極ワイヤーの使用であって：前記発電機は、破断することなく、前記電極ワイヤーの前記の機械加工の許容性に適合可能な最大スパーキングエネルギーを生成するように設定され、これにより、前記の機械加工の率が構造することを特徴とする、使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（本発明の技術分野）
本発明は、導電部品を切断又は終了するための放電加工機のための電極ワイヤーに関する。
【０００２】
放電加工は、導電ワイヤーと機械加工される部品との間のスパークを生成することにより導電部品を機械加工するのに用いられている。この導電ワイヤーは、上記の部品の近傍を長手方向へと移動し、且つ、ワイヤー又は部品のいずれかの移動方向の結果として、部品に相対した横方向へも進行して動く。
【０００３】
スパークは、部品及びワイヤーを徐々にエロージョンする。ワイヤーの長手方向の動きは、全ての時間において、破壊を阻止するのに十分なスパーキング領域におけるワイヤー径を保持する。横方向におけるワイヤーと部品の相対的な移動は、適切に部品を切断するか、或いは、その表面を処理する。
【０００４】
放電加工機は、水などの誘電体で充填されたスパーキング領域において機械加工される部品の近傍のワイヤー長を保持し且つ伸張する手段、スパーキング領域において長手方向にワイヤーを移動する手段、ワイヤーと機械加工される部品との間にスパーキング電流を生成する手段、及びワイヤーと部品とをワイヤーの長手方向に横切るように相対的に移動させる手段、を有している。
【０００５】
現在、多くの放電加工ワイヤーが存在しており、主に二つの主要なファミリーに分類される。
【０００６】
第１ファミリーのワイヤーは、ほぼ均一な横方向の構造を有しており、例えば、銅、真鍮、タングステン又はモリブデン製である。選択された合金は、導電性及び機械的強度の要件を満たす必要がある。導電性は、スパーキング領域にエネルギーを供給するのに必要である。機械的強度は、スパーキング領域でのワイヤーの破断を阻止するのに必要である。可能であれば、ワイヤーがエロージョンに対して良好な挙動を有するように、つまり、ワイヤーが速いエロージョンを生じるように、合金が選択される。ワイヤーの最大エロージョン速度は、スパーキングエネルギーがエロージョンを加速するという試みにおいて増加される場合、ワイヤーの破断を超える速度制限である。
【０００７】
一般的法則として、各ワイヤー構造は、機械加工率、機械加工正確性、及び表面状態を与える。
【０００８】
従って、３５〜３７％の亜鉛を含有する真鍮ワイヤーが提案されており、経済的に許容可能な妥協を構成しているが、コストに見合って比較的低いエロージョン速度を構成している。
【０００９】
放電加工ワイヤーの第２のファミリーは、コートワイヤーを有しており、これは、一般的に均一な金属又は合金層である表面層でコートされた金属コアで構成されている。これらワイヤーを用いた放電加工中、ワイヤーの表面と部品の表面との間の、水などの誘電体を介して形成された電気アークは、ワイヤーの中心に到達してはならず、或いは、このワイヤーは分断するであろう。これは、磨耗されるワイヤーのコーティングである。
【００１０】
コートされたワイヤーの有益性は、ワイヤーのコアが、その電気的特性及び機械的特性の機能として選択されてもよく、且つ、このコーティングは、そのエロージョン特性及びその接触抵抗の機能として選択されてもよいという点である。
【００１１】
従って、仏国特許発明第２，４１８，６９９号明細書は、銅又は亜鉛、カドミウム、スズ、鉛、ビスマス又はアンチモンの合金を有する真鍮コアのコーティングを提唱する。この文献が教示しているのは、このコーティングは、加工率を向上するということである。この文献の例は、１８０μｍ全体の径に関して、約１５μｍ厚のコーティングでコートされた銅コアである。
【００１２】
しかしながら、時折見出されるのは、上述の種類の放電加工ワイヤーは、最適な加工率を達成せず、かつ、加工率のさらなる向上に関する要求が存在する。
【００１３】
合金コーティングでコートされた銅ベースのコアを有するワイヤーを用いた現在の放電加工技術において、常に推奨されているのは銅合金又はマイクロ合金は、ワイヤーの機械的特性を向上させるのに使用されているということである。コアの機械的特性を向上させるという利点、つまり、全体としてのワイヤーの機械的特性を向上させるという利点は、ひずみ矯正アニーリングなく、放電加工機を通過されてもよい直線状のワイヤーを取得するのに非常に重要であり、且つ、常に考慮されているのは、このことは、放電加工中、ワイヤーの破断のリスクを減少するということである。
【００１４】
銅合金及びマイクロ合金の性能は、特に、タイトルが「Ｌｅｓ  ｐｒｏｐｒｉｅｔｅｓ  ｄｕ  ｃｕｉｖｒｅ  ｅｔ  ｄｅ  ｓｅｓ  ａｌｌｉａｇｅｓ」、Ｃｅｎｔｒｅ  ｄ‘Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｄｕ  Ｃｕｉｖｒｅ、Ｌａｉｔｏｎｓ  ｅｔ  Ａｌｌｉａｇｅ、パリ、１９９２年の文献に述べられている。これらの特性を以下の表に記載している：
【００１５】
【表１】
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銀ではなくその他の金属例えば、カドミウムやスズを加えることは、銅の機械的特性を向上させるが、導電性を悪化させる。
【００１６】
従って、欧州特許出願公開第０，５２６，３６１号明細書は、銅又は銅合金を有する金属コアの周囲に亜鉛を含有する外部金属層を設けることを教示している。要求される目的の一つは、ワイヤーに高い機械強度を取得させることである。当業者に明らかなのは、この場合に用いる銅は、銅のマイクロ合金であるということである。上述の文献は、鉄、コバルト、チタン、リン、マンガン、クロム、ジルコニウム、アルミニウム、スズ、ニッケルなどの一つ以上の要素でこの銅をドープすることをさらに推奨している。また、この文献は、合金を用いることを推奨しており、この文献に述べられた例のみＣｕＺｎ２Ｏ真鍮製のコアを有するワイヤーを用いている。
【００１７】
米国特許第４，９７７，３０３号明細書は、亜鉛でコートされた銅コアを有するワイヤーの製造に関して教示しており、亜鉛が銅に分散させるべく熱処理に指向されている。この文献において、当業者が認識することは、用いられている銅は、合金化されていない純粋な銅ではないということである。なぜなら、図４は、分散層を超えたコアにおける１１μｍの厚みにおける銅の濃度を示しており、亜鉛の濃度が０である一方で、銅は、明らかに１００％未満であるからである。
【００１８】
米国特許２００１／００５０２６９号明細書は、コア中に単独で銅を使用することに反論している。なぜなら、高温における機械的強度が十分でないためである。
【００１９】
上述の文献は、合金化されていない銅、つまり高純度の銅を使用することを教示し、且つ、示唆している。
【００２０】
本発明は、高い率でのエロージョンを得るべく、放電加工ワイヤーの構造を最適化すべく検討した結果である。
【００２１】
このことについて参照すると、欧州特許出願公開第０，１８５，４９２号明細書から得られた第１の観察は、銅メッキされたスチールコア上にコートした亜鉛の厚みを増加することは、放電加工率に対して有益であるが、２００μｍなる全径に関して１５μｍ厚を超えていない。
【００２２】
上記で引用した欧州特許出願公開第０，５２６，３６１号明細書は、機械加工部品の良好な表面品質を組み合わせて、長い電極寿命に関して検討している。この文献は、ワイヤーの径で表面金属層の厚みを増加させることを教示している。１ｍｍ径のワイヤーに関して、表面層の厚みは、好ましくは１０〜１００μｍである。このことは、１〜１０％なる相対的な表面層の厚みに対応している。この文献に記載されている唯一の例は、０．２５ｍｍの径を有するワイヤーであって、相対的な厚みが８％である２０μｍ厚の金属表面層を有している。上述の文献において、電極ワイヤーの径の１０％を超える表面層の厚みを設けることは教示されていない。
【００２３】
第２の観察では、いくつかの放電加工機において、その機械加工率は、表面層の金属が、その外部における亜鉛の銅を含有する下部層への熱拡散により得られた真鍮である場合、時折さらに増加される。
【００２４】
この観察は米国特許第４，９７７，３０３号明細書に由来しており、ここでは、銅合金又はマイクロ合金（図４参照）が、熱拡散の後に絞り作用を行うことにより得られた銅及び亜鉛の合金の厚層でコートされた放電加工ワイヤーを提案している。この銅及び亜鉛合金の拡散合金層は、約１μｍ厚の酸化層で覆われている。この文献は、２２μｍの表面金属層の絶対厚を示しているが、ワイヤーの径に比較した表面層の相対的な厚みに関しては示していない。
【００２５】
α及びβフェーズの拡散亜鉛銅合金の表面層を有するワイヤーにおいて見出された事柄は、３７％亜鉛を含有する真鍮コア上の表面層の厚みを増加することは、機械加工率を低下させる傾向にあり、このことは、必要とされているのと逆行する、ということである。従って、切断試験は、第１に３７％亜鉛を含有する均一な真鍮構造を有するワイヤーで行い、第２に熱拡散処理により製造された亜鉛銅合金の表面層で覆われた３７％亜鉛を含有する真鍮コアを有するワイヤーにて、５０ｍｍスチール部品において行われた。ワイヤーの径及び機械加工条件が同一である場合、相対的な機械加工率（ｍｍ２／分）は、それぞれ、均一ワイヤーに関しては９８であり、表面層を有するワイヤーでは６７であって、このことは、表面層の逆行的な効果を示している。
【００２６】
また、見出されたことは、表面層の亜鉛含量を増加させることは、放電加工の有用性を向上させるということである。この表面層は、より硬く且つより強固であるβフェーズ又はγフェーズを有している。しかしながら、表面層の厚みを増加させることは可能ではない。なぜなら、ワイヤーは、特にコアが合金化されていない銅で出来ている場合、脆弱となり且つ引抜きにくくなるためである。
【００２７】
その上、これまでのところ、機械加工中、放電加工ワイヤーの表面層において放電加工機を生み出すクレーターの寸法を超えて表面金属が合金層の厚みを増加させることに有用性が見出されていない。これらクレーターの寸法は、米国特許４，９７７，３０３号明細書に示されたように約５μｍである。従って、不可能であると認識されていることは、通常のワイヤー径の１０％の厚みを超えて表面層の厚みを増加させることは有益であるかもしれないということであり、合金化されていない銅のコアと固定された表面層を組み合わせることは有益であるかもしれないということである。
【００２８】
（本発明の概略）
本発明により解決される問題は、一定の機械加工条件の下、一定の径に関して、放電加工機械加工率を有意に増加させる新規の放電加工電極ワイヤー構造をデザインすることである。
【００２９】
本発明の目的は、この種の電極ワイヤーの製造方法及び機械加工率を向上させる機械加工方法である。
【００３０】
上述及びその他の目的を達成するため、本発明は、コアが合金化されていない銅で製造されている場合、拡散真鍮表面層の相対的な厚みを増加させることにより、機械加工率の有意な増加をもたらすという驚くべき観察に由来する。従って、本発明は、放電加工機械加工電極ワイヤーを提供し、これは、拡散亜鉛合金のコーティング層でコートされた金属コアを有しており：
このコアは、合金化されてない銅製であり；
このコーティング層は、拡散銅亜鉛合金製であり；
銅亜鉛合金のコーティング層の相対的な厚みは、電極ワイヤーの径の１０％以上である。
【００３１】
この種の放電加工電極構造は、特に、発電機がより大きな電力を供給する放電加工機への使用に良好に適しており、厚い表面層の存在の有益性を得られることを可能としている。
【００３２】
例えば、２０μｍ以上の厚みＥのコーティング層にて、０．２ｍｍ径の電極ワイヤーを取得してもよく；２５μｍ以上で有利なコーティング層の厚みＥを有する０．２５ｍｍと同等の径Ｄの電極ワイヤーに関して取得してもよく；３０μｍ以上で有利なコーティング層の厚みＥを有する０．３０ｍｍと同等の径Ｄの電極ワイヤーに関して取得してもよく；３３μｍ以上で有利なコーティング層の厚みＥを有する０．３３ｍｍと同等の径Ｄの電極ワイヤーに関して取得してもよく；３５μｍ以上で有利なコーティング層の厚みＥを有する０．３５ｍｍと同等の径Ｄの電極ワイヤーに関して取得してもよい。全ての場合において、同様の径を有する真鍮又は亜鉛メッキ真鍮ワイヤーに比較して、約３０％の放電加工率の向上が観察される。
【００３３】
コアを構成する銅は、非合金化銅であって、その純度は、仏国標準法ＮＦ  Ａ５１  ０５０にて規定した。本発明によると、この銅は、以下のファミリーにおける推奨された銅から好ましく選択されたものであって、仏国標準法ＮＦ  Ａ５１  ０５０に使用した参照文により指定されており、括弧内は、対応するＩＳＯ番号である：Ｃｕ−ａｌ（Ｃｕ−ＥＴＰ）；Ｃｕ−ａ２（Ｃｕ−ＦＲＨＣ）；Ｃｕ−Ｃ１（Ｃｕ−ＯＦ）；Ｃｕ−ｃ２（Ｃｕ−ＯＦＥ）。
【００３４】
実用上、この非合金化銅は、その導電性の機能として選択されてもよい。推奨される非合金化銅は、約１００％のＩＡＣＳなる導電率を有しており、つまり、２０℃において、５８Ｍシーメンス／ｍの導電性を有しており、ワイヤードローウィング（ｗｉｒｅ  ｄｒａｗｉｎｇ）の結果としての加工硬化された非合金化銅コアの導電性は、９９％ＩＡＣＳなるオーダー以下である。
【００３５】
ワイヤードローウィングの結果として加工硬化された非合金化銅コアの高い導電性は、放電加工中、電極ワイヤーの過剰な加熱を阻止しており、従って、銅マイクロ合金とは異なり、切断を防止する。
【００３６】
本発明の第２面は、放電加工特性に対して電極ワイヤーの全体的な導電性の影響を明らかにしており、電気的エネルギーがさらに電力を有する発電機により供給されるという想定に基づいて機械加工率を増加すべくこの影響を利用している。
【００３７】
この電極ワイヤーの全体的な導電性は、ワイヤーのセクションにおける個々の領域により乗算される、コア及びコーティング層の導電性の合計である。本発明による電極ワイヤーは、少なくとも６０％ＩＡＣＳの導電率（アニールされた純粋銅の標準化された導電性の６０％）を有している。このことに失敗すると、放電加工率が徐々に減少することが観察される。
【００３８】
より詳細に観察されるのは、電極ワイヤーの全体的な導電率は、有利に、６５％〜７５％ＩＡＣＳの範囲であってもよい。
【００３９】
６５％ＩＡＣＳより低いと、電極ワイヤーが不十分な導電性を有するため、最適な放電加工切断特性が達成されない。このワイヤーは、スパーキング領域における加熱の結果としてより容易に切断する。このことは、極度のジュール効果により、且つ、低い熱伝導に関連した減少された冷却性により生じる。
【００４０】
必要とされる電極ワイヤーのタイプは、約７５％のＩＡＣＳでは得られない。なぜなら、拡散層の厚みは、電極ワイヤーの径の１０％以下に減少させるという必要があるためである。このことに失敗すると、ワイヤーは、強固且つ脆弱となりすぎ、製作中、引き抜かれないようにしなければならない。
【００４１】
電極ワイヤーに関して推奨される全体的な導電率は、６９％ＩＡＣＳのオーダーであって、０．３３ｍｍの電極ワイヤーに関する約３５μｍ厚の拡散層に対応しており、これは、約１１％の相対厚みである。この場合、温度に対する電極ワイヤーの全体的な抵抗の変化係数βは、０．００３４°Ｋ−１である。ワイヤーの抵抗Ｒ（Ｔ）は、関連する温度Ｔにおけるワイヤーの抵抗をＲ（Ｔ）とし、参照温度Ｔ０における抵抗をＲ０とした際、Ｒ（Ｔ）／Ｒ０＝１＋β（Ｔ−Ｔ０）で示される法則に従って、ワイヤーの抵抗Ｒ（Ｔ）は、温度により影響されることを認識されるべきである。
【００４２】
１１％なる相対厚及び６９％ＩＡＣＳの全体的な導電率は、約０．２ｍｍ〜約０．３５ｍｍ径のワイヤーの範囲で良好な結果をもたらす。
【００４３】
二つのパラメーターは、電気ワイヤーの製造中、上述の導電値を得るべく、オペレーターに対して可変である：初期的に堆積される亜鉛層の厚み及び熱処理の程度は、亜鉛及び銅を拡散する。オペレーターは、これら二つのパラメーターの適切な選択に関して問題を有さないであろう。
【００４４】
上述の考慮及び全体的な導電値は、非合金化コア上に、径の１０％以上の厚みを有する亜鉛銅合金の表面層にて、電極ワイヤーを製造することに首尾よく適用される。
【００４５】
また、異なる構造の電極ワイヤーの製造にこれらの利点を適用されてもよく、例えば、非合金化銅コア又は他の金属若しくは合金のコア上に、より薄い表面層、その他の金属若しくは合金の表面層、又は多重的な表面層で適用されてもよい。
【００４６】
本発明による有利で期待されていない特性は、実験により確認されてきた。Ｃｈａｒｍｉｌｌｅｓ  Ｒｏｂｏｆｉｌ  ２０００は、全て同じ厚み（０．２５ｍｍ）の以下のワイヤーを用いて、Ｚ  １６０  ＣＤＶ１２スチール製の５０ｍｍ高部品の比較的な機械加工に関して用いられた：
【００４７】
【表２】
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各ワイヤーに関する放電加工率及び機械的な引張強度は、水を機械加工領域へと注入する圧力を徐々に減少させることにより、より困難となる条件において、機械加工を同時に行うことにより試験された。
【００４８】
ワイヤー１、より薄い非合金化銅表面層を有し、最大水注入圧にて１４５ｍｍ２／分の機械加工率にて行われ、この水注入圧力が約３．２気圧以下で破断した。
【００４９】
本発明によるワイヤー２、１１％の厚みを有する非合金化銅表面層を有し、１６８ｍｍ２／分より大きな機械加工率にて製造され、水注入圧力が約４気圧以下で破断した。
【００５０】
ワイヤー３、１６％厚みの非合金化銅表面層を有し、１７１ｍｍ２／分というより高い機械加工率にて製造されたが、水注入圧が約８気圧にて破断した。この種の１６％の表面層は、これを超えないことが好ましい上限を構築するよう、みなされてもよい。
【００５１】
ワイヤー４及び５、合金化銅コアを有し、それぞれ、１６５ｍｍ２／分、１６１ｍｍ２／分という機械加工率で製造されたが、水注入圧が約５気圧以下で破断した。
【００５２】
上述の試験は、本発明によりワイヤーの利点及び予期していなかった特性を示している：明らかではないが、通常高温にて良好である合金化銅コアを有するワイヤーは、望ましくない冷却条件下で機械加工が行われた場合、非合金化銅コアを有するワイヤーよりもより脆弱であった。
【００５３】
上述に規定した電極ワイヤーの製作は、以下のステップを有していてもよい：
ａ．製造されるワイヤーの径よりも大きな径の非合金化銅コアワイヤーを設け；
ｂ．適当な厚みで、純粋な亜鉛でこのコアを覆い；
ｃ．コーティング層を形成するように、このコートされたコアを拡散熱処理し；
ｄ．この電極ワイヤーを最終径へと引抜き、このコーティング層は、電極ワイヤーの最終径の１０％よりも大きいことを特徴としている。
【００５４】
ステップｂ中、亜鉛は、この銅コア上に電解的に堆積される。
【００５５】
拡散ステップ（ｃ）の後、或いは、引抜きステップ（ｄ）の後、電極ワイヤーは、薄接触表面層でさらに覆われてもよく、その材料は、例えば、亜鉛、銅、ニッケル、銀又は金である。このことは、特に、電解析出にて達成されてもよい。
【００５６】
本発明によると、上述の電極ワイヤーは、部分的に放電加工機械加工に、有利に用いられてもよい。この場合、スパーキング電気的エネルギーの生成に発電機を用いる機械において、この発電機は、破断することなく電極ワイヤーの機械加工能力に適合して最大スパーキングエネルギーを産生するように設定され、これにより機械加工率が向上する。
【００５７】
（図面の簡単な説明）
本発明のその他の目的、特徴及び利点は、添付した図面に対する参照文により与えた、本発明の特定の実施例に関する以下の記述から明らかになるであろう：
（好適実施例に関する記述）
最初に図１乃至３を参照すると、電極ワイヤーを用いた放電加工機が示されている。図１に示した放電加工機は、本質的に、水などの誘電体を含有するマシーニングエンクロージャー１、滑車２及び３などの手段、電極ワイヤー４を保持し且つマシーニングエンクロージャー１内部のスパーキング領域５に伸張するワイヤーガイド２０及び３０、作動支持体６並びにスパーキング領域５における電極ワイヤー４に相対して作動支持体６を移動する手段７を備えている。作動支持体６により保持されている機械加工される部品８は、スパーキング領域５に載置されている。ワイヤーガイド２０、３０は、機械加工される部品８のいずれかの側面に存在し、正確に電極ワイヤー４をガイドする。最終的に、これらは、機械加工される部品８に近接して配置され、これらの径は、電極ワイヤー４の径よりも若干大きいのみであって、例えば、２５０μｍの径の電極ワイヤー４に関しては、２５４μｍである。電極ワイヤー４は、スパーキング領域５において、矢印９により示されたように機械加工される部品８に面して、長手方向に移動される。一方で、ライン１８により電極ワイヤー４へと、及び、滑車２とワイヤーガイド２０との間で誘電体が侵入する際電極ワイヤー４に触れる接触１８ａへと電気的に接続し、他方で、機械加工される部品へとライン１９により接続されている発電機１０は、機械加工される部品８と電極ワイヤー４との間に投射される電気アークを生じるのに適した電気的エネルギーをスパーキング領域５において発生する。
【００５８】
この機械は、機械加工ステップの機能として、電気的エネルギー、電極ワイヤー４が移動する速度及び機械加工される部品８の配置を適合するためのコントロール手段を備えている。
【００５９】
図２で示したように、機械加工される部品を、矢印１１に示した横方向へと移動することにより、放電加工工程は、電極ワイヤー４を機械加工される導電体である部品の質量へと徐々に貫通させ、且つ、スロット１２を生じる。その後、機械加工される部品８を矢印１３の方向へと移動することにより、垂直方向への切断が行われ、最終的に図３に示した、第１機械加工ファセット１４及び第２機械加工ファセット１５を有する部品を生成する。
【００６０】
明らかに、発電機１０なる手段により高い電気エネルギーを生成することは、迅速なスパーキングを可能とし、従って、速い機械加工に関して、電極ワイヤー４に相対して、機械加工される部品のより速い移動を可能とする。事実、部品の移動は、過剰でなく、スパークにより生成されるエロージョンを追跡すべきである。過剰に低いスピードでは、機械加工率は減少する。過剰に高いスピードでは、ワイヤーと部品との接触を生じ、得られる短絡回路は、この機械を停止する。
【００６１】
しかしながら、この電気エネルギーは、機械加工領域において、ワイヤーを加熱し、このエネルギーを増加することは、同時にワイヤーの破断のリスクを増大する。従って、電極ワイヤーの一定の構造に関して、最大機械加工率は、電極ワイヤーが切断を生じるであろうエネルギーよりも若干低い電気エネルギーにて得られる。
【００６２】
ここで、再び、本発明のアイディアを導く試験について考慮する。
【００６３】
放電加工機械加工試験は、切断設定Ｅ３を用いてＣｈａｒｍｉｌｌｅｓ  Ｒｏｂｏｆｉｌ  ２０２０機械において５０ｍｍ高のスチール部品において行われた。
【００６４】
第１比較試験は、一方で、３７％亜鉛を含有する真鍮電極ワイヤーにおいて行われ、他方では、拡散熱処理により得られたα及びβフェーズの銅亜鉛合金の８μｍ厚の層で覆われた３７％亜鉛を含有する真鍮コアを有する電極ワイヤーにおいて行われた。この二つの電極ワイヤーは、０．２５ｍｍという同様の最終径を有していた。この真鍮電極ワイヤーは、９８という相対的な機械加工率を達成し、一方で、拡散亜鉛銅合金で覆われた真鍮コアを有する電極ワイヤーは、６７という相対的な機械加工率を達成した。
【００６５】
第２比較試験は、一方で、α及びβフェーズの拡散亜鉛銅合金の２０μｍ厚のコーティング層を有する銅亜鉛合金のコアの電極ワイヤーを用い、他方では、拡散亜鉛銅合金の１４μｍ厚の層でコートされた非合金化銅コアを有する電極ワイヤーを用いて行われた。これら二つの電極ワイヤーは、それぞれ、１０９及び１２５という相対的な機械加工率を達成した。このことは、非合金化銅コアに関する利点を示しており、コーティング層がより薄い場合でさえ、真鍮コアよりもより速く機械加工する。
【００６６】
第３試験は、０．２５ｍｍ径の非合金化銅コアを有する電極ワイヤーであって、１１μｍ、１４μｍ及び２８μｍ厚の拡散亜鉛銅合金のコーティング層を有する電極ワイヤーを用いた。得られた相対的な機械加工率は、それぞれ、１１５、１２５及び１３３であった。同じスパーキングパワーに関して、より厚い拡散層は、非合金化銅コアを有する電極ワイヤーの場合、切断性が加速することが分かった。
【００６７】
本発明は、これらの結果を利用して、図４において拡大して示したような特定の電極ワイヤーを用いることによりより高い機械加工率を達成する。本発明により電極ワイヤーは、電極ワイヤーの径Ｄの１０％よりも大きい厚みＥを有する拡散亜鉛銅合金の層１７でコートされた非合金化銅コア１６を備えている。
【００６８】
コーティング層の厚みＥを有意に増加することは有益である可能性がある。しかしながら、電極ワイヤーに必要な最終的な寸法を得るべく、引抜き中、この金属の相対的な変形許容性に対向する制限が存在する：コーティング層の厚みが大き過ぎると、電極ワイヤーの製造及び使用特性に影響を与える、引抜き中のワイヤー切断のリスクを導く。コーティング層の相対的な厚みが、最終的な径Ｄの約１６％よりも小さい場合、依然として引抜きは簡単に行える。同時に、コーティング層の厚みＥが大き過ぎると、不十分な導電性に起因して、ワイヤーの脆弱性をもたらす。
【００６９】
コアとコーティング層とのインターフェースは、ワイヤー引抜き工程により一般に変形され、必然的にその平滑な特性を消失し、若干不規則となる。この不規則性は、放電加工工程に関して問題ではない。
【００７０】
接触表面層２１は、電極ワイヤー４と接触１８ａとの間の導電性を向上させ、且つより安定的にスパーキングを生成すべく、電極ワイヤーに有利に加えてもよく、例えば、亜鉛、銅、ニッケル、銀又は金である。
【００７１】
銅の厚層は、放電加工率を有意に低下させる。この問題を阻止すべく、この銅層は、極度に薄くすべきであり、例えば、０．５μｍ厚未満とする。
【００７２】
ニッケル層は、１μｍのオーダーの厚みにおいて、連続的とするには脆弱過ぎる。
【００７３】
約１μｍの亜鉛層は、有用である。不連続であっても、この層は、電気的接触及びスパーキングの安定性を予期せず向上させる。
【００７４】
電極ワイヤーの表面は、酸化薄層で覆われていてもよく、製造工程ステップの結果である。この層を消失させることは本質的ではないが、可能である。この層は、均一でもあっても不均一であってもよい。
【００７５】
電極ワイヤーの表面は、ヒビ割れていてもよく、このことで機械加工率が低下することはない。
【００７６】
本発明に従って得られた電極ワイヤーは、一般的に、黄−茶色である。
【００７７】
電極ワイヤーの表面は、比較的清潔でなければならず、ワイヤー引抜き潤滑剤やその他のソイリング（ｓｏｉｌｉｎｇ）を跡はほとんどない。
【００７８】
上述に規定した電極ワイヤーに関して、コーティング層がα及びβ及び／又はβ’フェーズの均一な混液である銅亜鉛合金である場合、向上された放電加工特性が得られる。重量当たりの亜鉛の含量は、３５％〜５７％であって、好ましくは、３５％〜５０％である。基準を満たした試験した電極ワイヤーは、４７．５％、４１．５％、３５．４％の亜鉛含量であって、酸素含量は、亜鉛若しくは銅酸化物の形で０．５％であった。表面層に存在するフェーズは、銅亜鉛ダイアグラムに関してα、β及びβ’であった。
【００７９】
図５は、本発明のワイヤーに関する好適実施例における表面層の構造に関する断面を概略的に示している。この構造は、表面層がコアから外部表面に向けてフェーズβ又はβ’として結晶化され、その他の領域は、別のフェーズのマトリックスにおいて一つのフェーズの混合物で構成されているという意味で、均一である。
【００８０】
従って、この図において、非合金化銅コア１６及び径の１０％より大きい厚みを有する銅亜鉛合金のコーティング１７で製造されていてもよい。領域１７ａは、大きなβフェーズ結晶であって、数μｍから１０μｍ以上のサイズＴを有していてもよい。領域１７ｂは、フェーズα及びβの混合された領域であって、例えば、この図面の上部の右側の過度のボックスに拡大図が示されており、フェーズβのマイクロゾーン（ｍｉｃｒｏｚｏｎｅ）であって、例えば、１μｍから数μｍであって、α―フェーズのマトリックスに分布されている。逆に、領域１７ｃでは、αフェーズのマイクロゾーンは、βフェーズのマトリックスに分布されているように見出される。領域１７ｄは、βフェーズの表面層とαフェーズ及びβフェーズの底部混合層との組み合わせである。
【００８１】
この種の異種構造は、コーティング層の製造の間、熱拡散条件、急速な加熱及び適切な拡散時間の適切な選択により取得される。
【００８２】
要求されるフェーズの混合物を取得するのに十分長い加熱が継続される。
【００８３】
この構造の利点は、先天的にβフェーズが望ましくなく存在するのみかかわらず、ワイヤードローウィングを促進することを特に含んでおり、亜鉛含量を増加し、従って、放電加工率を増加することは可能である。
【００８４】
本発明の電極ワイヤーは、以下のステップを有する方法により製造されてもよい：
ａ．製造されるワイヤーの径Ｄよりも大きな径Ｄ１の非合金化銅コアワイヤーを設け；
ｂ．最終的な厚みで製造するように、適当な厚みで、純粋な亜鉛でこの層を覆い；
ｃ．コーティング層１７を形成するように、このコートされたコアを拡散処理し；
ｄ．この電極ワイヤーを最終径Ｄへと引抜き、このコーティング層１７は、電極ワイヤーの最終径Ｄの１０％よりも大きい厚みＥを有していることを特徴としている。
【００８５】
本発明は、例示的に記述した実施例に限定されるものではなく、請求項の範囲内に含まれるこれらの変法及び一般原則を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】ワイヤーを用いた放電加工機に関する概略的な正面図である。
【図２】図１の機械における放電加工工程を示した平面図である。
【図３】図１及び図２の機械加工された部品に関する平面図である。
【図４】本発明の電極ワイヤーの一つの実施例の拡大スケールに対する概略斜視図である。
【図５】本発明の電極ワイヤーの好適実施例に関する断面概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年6月22日(2004.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散亜鉛合金のコーティング層（１７）でコートされた金属コア（１６）を有する放電加工電極ワイヤーであって：
前記コア（１６）は、非合金化銅製であり、
前記コーティング層（１７）は、拡散銅亜鉛合金製であり、
前記銅亜鉛合金の前記コーティング層（１７）の厚み（Ｅ）は、当該電極ワイヤーの径（Ｄ）の１０％よりも大きい、
ことを特徴とする電極ワイヤー。
【請求項２】
前記コーティング層（１７）の前記厚み（Ｅ）は、当該電極ワイヤーの前記径（Ｄ）の１６％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電極ワイヤー。
【請求項３】
当該電極ワイヤーの全体的な導電率は、６５％ＩＡＣＳ以上７５％ＩＡＣＳ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電極ワイヤー。
【請求項４】
当該電極ワイヤーの全体的な導電率は、６９％ＩＡＣＳに近接していることを特徴とする請求項１に記載の電極ワイヤー。
【請求項５】
前記コア（１６）を構成している非合金化銅は、Ｃｕ−ａｌ（Ｃｕ−ＥＴＰ）；Ｃｕ−ａ２（Ｃｕ−ＦＲＨＣ）；Ｃｕ−Ｃ１（Ｃｕ−ＯＦ）；Ｃｕ−ｃ２（Ｃｕ−ＯＦＥ）なる推奨される銅のファミリーから選択されていることを特徴とする請求項１に記載の電極ワイヤー。
【請求項６】
０．２０ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、２０μｍ以上であり、
０．２５ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、２５μｍ以上であり、
０．３０ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、３０μｍ以上であり、
０．３３ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、３３μｍ以上であり、
０．３５ｍｍの電極ワイヤーの径（Ｄ）に関して、前記コーティング層の厚み（Ｅ）は、３５μｍ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の電極ワイヤー。
【請求項７】
前記コーティング層（１７）は、α並びにβ及び／又はβ’フェーズの混合物である銅亜鉛合金製であり、該亜鉛含量は、重量当たり３５以上５７％以下であり、且つ、好ましくは３５以上５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電極ワイヤー。
【請求項８】
前記コーティング層は、α並びにβ及び／又はβ’フェーズの均一混合物であることを特徴とする請求項７に記載の電極ワイヤー。
【請求項９】
前記コーティング層（１７）は、亜鉛、銅、ニッケル、銀又は金の薄接触表面層（２１）にてコートされていることを特徴とする請求項１に記載の電極ワイヤー。
【請求項１０】
請求項１に記載の放電加工電極ワイヤーの製造方法であって：
ａ．製造される前記ワイヤーの径（Ｄ）よりも大きな径（Ｄ１）の非合金化銅コアワイヤーを設け；
ｂ．適当な厚みに、純粋な亜鉛で前記コアを覆い；
ｃ．コーティング層（１７）を形成するように、前記のコートされたコアを拡散熱処理し；且つ
ｄ．前記電極ワイヤーを最終径（Ｄ）へと引抜く；
ステップを有し、前記コーティング層は、前記電極ワイヤーの最終径（Ｄ）の１０％よりも大きい厚み（Ｅ）を有していることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記ステップｂにおいて、前記亜鉛は、電解的に、前記銅コアワイヤー上に堆積されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記の拡散熱処理は、α並びにβ及び／又はβ’フェーズの均一混合物を得るように、適切な時間、急速加熱により実行されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記電極ワイヤーは、前記拡散ステップ（ｃ）又は前記引抜きステップ（ｄ）の後に、亜鉛、銅、ニッケル、銀又は金の薄接触表面層（２１）で覆われることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
スパーキング電気エネルギーを発生するように発電機を使用する機械で、放電加工により部品を機械加工する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電極ワイヤーの使用であって：前記発電機は、破断することなく、前記電極ワイヤーの前記の機械加工の許容性に適合可能な最大スパーキングエネルギーを生成するように設定され、これにより、前記の機械加工の率が構造することを特徴とする、使用。
【国際調査報告】
2005512826.tif 000010
2005512826.tif 000011
2005512826.tif 000012
2005512826.tif 000013