(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電機械加工によって切断するためのワイヤ電極であって、
金属または金属合金を含むコア（２）と、
前記コア（２）を囲み、２つ以上の被覆層（３、４、５）を備えている被覆（３、４、５）であって、前記被覆（３、４、５）のうちの少なくとも１つ（３）は、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮との位相混合物を含む、そして外側被覆層（５）は、少なくとも５０重量％の程度まで、酸化亜鉛から形成される、被覆（３、４、５）と
を備え、
前記βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む少なくとも１つの被覆層（３）において、βおよび／またはβ′相とγ相とは、微粒子微細構造内で相互に隣接して存在し、前記微粒子微細構造において、βおよび／またはβ′真鍮粒子とγ真鍮粒子との平均粒径は、前記ワイヤ電極（１、１′）の縦軸に垂直な断面において、５μｍ以下であることを特徴とする、
ワイヤ電極。
【請求項２】
前記βおよび／またはβ′真鍮粒子とγ真鍮粒子との平均粒径は、前記ワイヤ電極（１、１′）の縦軸に垂直な断面において、３μｍ以下である、請求項１に記載のワイヤ電極。
【請求項３】
前記βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む少なくとも１つの被覆層（３）は、少なくとも５０重量％の程度まで、βおよび／またはβ′真鍮ならびにγ真鍮から形成される、請求項１または請求項２に記載のワイヤ電極。
【請求項４】
前記被覆（３、４、５）は、少なくとも１つの被覆層（４）を備え、前記少なくとも１つの被覆層（４）は、少なくとも５０重量％の程度まで、βおよび／またはβ′真鍮、α＋βまたはα＋β′真鍮、α真鍮および／または銅から形成され、前記コア（２）と、前記βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む少なくとも１つの被覆層（３）との間に配設されている、請求項１〜請求項３のうちのいずれかに記載のワイヤ電極。
【請求項５】
前記被覆（３、４、５）は、少なくとも１つの第１の被覆層（４）を備え、前記少なくとも１つの第１の被覆層（４）は、少なくとも５０重量％の程度まで、βおよび／またはβ′真鍮、および／または、α＋βまたはα＋β′真鍮から形成され、前記コア（２）と、前記βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む少なくとも１つの被覆層（３）との間に配設されている、請求項４に記載のワイヤ電極。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１の被覆層（４）の前記微細構造は、前記βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む少なくとも１つの被覆層（３）の前記微細構造よりも粗粒子である、請求項５に記載のワイヤ電極。
【請求項７】
前記被覆（３、４、５）は、少なくとも１つの第２の被覆層（４）を備え、前記少なくとも１つの第２の被覆層（４）は、少なくとも５０重量％の程度まで、α真鍮および／または銅から形成され、前記コア（２）と、前記少なくとも１つの第１の被覆層（４）との間に配設される、請求項５または請求項６に記載のワイヤ電極。    
【請求項８】
前記被覆（３、４、５）は、前記少なくとも１つの被覆層（４）と、前記βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む少なくとも１つの被覆層（３）と、前記外側被覆層（５）とから成る、請求項５または請求項６に記載のワイヤ電極。
【請求項９】
前記被覆（３、４、５）は、前記少なくとも１つの第１の被覆層（４）と、前記少なくとも１つの第２の被覆層（４）と、前記βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む少なくとも１つの被覆層（３）と、前記外側被覆層（５）とから成る、請求項５または請求項６かつ請求項７に記載のワイヤ電極。
【請求項１０】
前記外側被覆層（５）は、０．１μｍから３μｍの厚さを有する、請求項１、８または９のうちのいずれかに記載のワイヤ電極。
【請求項１１】
前記コア（２）は、銅、または、２から４０重量％の亜鉛含有量を有する銅・亜鉛合金から形成される、請求項１から請求項１０のうちのいずれかに記載のワイヤ電極。
【請求項１２】
前記ワイヤ電極（１、１′）の全体の厚さに対する前記被覆（３、４、５）の厚さの平均的寄与は、前記ワイヤ電極（１、１′）の全長に沿って、２％から３０％の範囲である、請求項１から請求項１１のうちのいずれかに記載のワイヤ電極。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のうちのいずれかに記載のワイヤ電極（１、１′）を産生する方法であって、前記方法において、銅または真鍮を含むコア（２）が、亜鉛で被覆され、主にγ真鍮から成る被覆層を有するワイヤが、拡散アニーリングによって形成され、次いで、さらなる拡散アニーリングステップが実施され、前記γ真鍮が、６００℃を超える温度で、少なくとも５１重量％の亜鉛含有量を有するβ真鍮に実質的に変換され、最終的に、前記ワイヤ（１、１′）が冷却され、その場合、γ真鍮の微細領域が、過飽和β固溶体から沈殿されることを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記加熱率は、少なくとも１０℃／秒であり、前記アニーリング時間は、５から２００秒であり、前記冷却率は、少なくとも１０℃／秒である、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電機械加工による切断またはスパーク浸食切断のためのワイヤ電極であって、金属または金属合金を含むコアと、コアを囲み、１つ以上の被覆またはコーティング層を含む被覆またはコーティングとを有し、１つ以上の被覆またはコーティング層を含む被覆またはコーティングのうちの少なくとも１つは、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮との位相混合物を含む、ワイヤ電極と、そのようなワイヤ電極を産生する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
放電機械加工（ＥＤＭ）方法、またはスパーク浸食方法は、電気伝導性ワークピースを分離するために使用され、ワークピースと工具との間のスパーク放電による材料の除去に基づく。この目的では、例えば、脱イオン水または油等の誘電液体の中で、制御スパーク放電は、各ワークピースと、そこから少し離れた位置に配設され電極として機能する工具との間で、電圧パルスの印加を介して産生される。この方法で、例えば、金属、電気伝導性セラミック、または複合材料等から成るワークピースは、それらの硬度に実質的に関係なく機械加工することができる。
【０００３】
工具が、約０．０２から０．４ｍｍの範囲の典型的な直径を有する緊張された薄いワイヤによって構築される、特別な放電機械加工方法は、放電機械加工（スパーク浸食切断）またはワイヤ浸食による切断の方法である。ワイヤは、材料の除去の結果、浸食プロセス中に摩耗するため、切断または機械加工を介して継続的に引き抜かれなければならず、一度だけ使用することができ、すなわち、ワイヤは、連続的に消費される。
【０００４】
実際には、コーティングされた、または未コーティングのワイヤまたはワイヤ電極の両方が使用され、それらは、今日では、通常、真鍮または銅に基づいて産生される。裸ワイヤまたはブランクワイヤとも称される、未コーティングワイヤ電極は、均質材料から成る一方、コーティングされたワイヤ電極は、被覆またはコーティングされたコアを有する。従来技術では、コーティングされたワイヤ電極は、通常、ジャケット、被覆、または、被覆もしくはコーティング層または一方が他方の上に配設された複数の被覆もしくはコーティング層から成り得る被覆が、実際の浸食プロセスに関与し、ワイヤ電極のコアが、例えば、ワイヤの通過およびワイヤの事前緊張に必要な伸張強度と、ワイヤ電極に対する必要な電気伝導性および熱伝導性とを付与するように構築される。
【０００５】
裸ワイヤは、典型的には、３５から４０重量％の間の亜鉛含有量を有する真鍮から成り、コーティングされたワイヤの大半は、銅または真鍮のコアと、亜鉛または銅・亜鉛合金の１つ以上の被覆層とを備える。材料が、実際の浸食プロセスに関与すると、亜鉛の存在およびそこから生じる蒸発の容易さにより、亜鉛および真鍮は、比較的高い除去率、浸食プロセスの効率、およびワークピース表面の精密仕上げのための非常に小さいパルスエネルギーの移動の可能性の利点を提供する。
【０００６】
裸真鍮ワイヤの場合では、亜鉛含有量が増加すると、微細構造内の脆性相の比率が増加するため、特定の亜鉛含有量を上回ると、経済的プロセス可能性に必要とされる冷間成形がもはや不可能であるため、亜鉛含有量の増加は制限される。
【０００７】
従って、これらの裸ワイヤと比較すると、切断性能は、純亜鉛または主に純亜鉛の被覆またはコーティングを提供されたワイヤを使用することによって増大することができることが公知である。さらに、β真鍮合金またはβ′真鍮合金内に結合した亜鉛が、純亜鉛と比較すると、さらにゆっくりと蒸発し、したがって、ワイヤが切断または機械加工区域を通過するときに、十分な時間に対する材料の除去を促進するために使用可能であるため、β相またはβ′相を含む真鍮のコーティングを有するワイヤは、上述の亜鉛でコーティングされたワイヤよりもさらに高い切断性能を達成することは、公知である。さらに、被覆の亜鉛含有量は、真鍮のγ相および／またはε相のコーティングを有するワイヤを使用して、さらに増大することができ、原則的に、β真鍮またはβ′真鍮のコーティングを有する先述のワイヤと比較して、同一またはより高い切断性能を達成することが可能である。しかしながら、γ相等の脆性相のコーティングと併せて、第１に、層厚の増加は、必ずしもさらなる性能の増加につながらず（特許文献１を参照）、第２に、より厚い層の成形性または加工性は、経済的な産生能の欠点を有し、制限される（特許文献２を参照）ことが発見された。さらに、γ真鍮コーティングは、β真鍮コーティングよりも高い摩耗を経験し、それは、実践において、しばしば、切断性能を再び低減する。
【０００８】
切断性能を向上させるためのさらなる開発は、主に、多層の被覆またはコーティングにおけるさらなる層、およびまた、例えば、種々の表面効果の使用に適する場合に、上述の被覆層の様々なものの組み合わせに関与する。この点において、例えば、α相およびβ相の、またはβ相およびγ相の位相混合物を含む真鍮被覆層を含むジャケットはまた、対応する産生プロセス中に行われる拡散プロセスを強制的に負っているいくつかの場合において、時々提案されている。例として、欧州特許第１０３８６２５号では、ワイヤ電極が説明されており、その被覆は、とりわけ、均質のβおよび／またはγ構造を有することができる内部被覆層を含む。そのような構造の選択として、格子内に前述の亜鉛原子をより強く含む面心立方結晶構造格子が提供されることが意図される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１２９５６６４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９４５，０１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般に、切断性能および耐浸食性をさらに向上させることによって、ワイヤ浸食技術の経済的な継続性を増大させる必要性が存在する。
【００１１】
故に、本発明の目的は、向上した切断性能および耐浸食性を有するワイヤ電極を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１および請求項１４の特徴は、この目的を達成するために役立つ。ワイヤ電極およびそれを産生する方法の有利な実施形態は、それぞれ関連する従属請求項の主題である。
【００１３】
本発明に従い、金属または金属合金を含むコアを有する、放電機械加工による切断、またはスパーク浸食切断のためのワイヤ電極を提供する。ここでは、コアが、５０重量％以上の程度まで、より好ましくは、完全に、または本質的に完全に、１つ以上の金属および／または１つ以上の金属合金から成ることが好ましい。具体的には、故に、コアは、金属から、または金属合金から完全に形成することができる。コアは、均質、または例えば、一方が他方の上に配設された異なる組成の複数の個々の金属または金属合金層の形状になるように形成することができ、半径方向に異なる特性を有することができる。
【００１４】
コアを囲み、または包囲するものは、例えば、１つ以上の被覆層を備えるコーティングの形状のジャケットまたは被覆である。被覆は、ワイヤ浸食プロセス中に摩耗するよう意図されている。複数の被覆層の場合では、これらは、半径方向に一方を他方の上に配設し、各層は、好ましくは、コアを囲み、または包囲して延在する。ここでは、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮との位相混合物を含む、１つ以上の被覆層が提供される。故に、この単一の被覆層またはこの複数の被覆層はそれぞれ、例えば、β相とγ相、β′相とγ相、またはβ相、β′相とγ相を含むことができる。
【００１５】
この文脈では、β′相が一定の温度以下で安定し、銅および亜鉛に対する規定された格子部位を有する規則格子を有し、この温度が超過した場合には、原子が面心立方格子の格子部位の上に統計的に分散される不規則β相になることが言及されるべきである。有力な意見によれば、β相とβ′相との間の変換は、抑制することができず、さらに、その機械的および電気的特性に小さな影響をもたらすにすぎないため、β相に対する一般的な言及はまた、常に、明確に区別がなされない限り、本明細書の文脈内でβ′相を意味する。
【００１６】
上記に示すように、β′真鍮、β真鍮、およびγ真鍮が、切断性能の増加に有利に貢献するため、これらの層のうちの少なくとも１つが、被覆の外側領域内に、または外側領域付近に提供されることが特に好ましい。
【００１７】
好ましくは、被覆は、ワイヤ電極の外面を形成し、下記にさらに詳細に説明し、存在し得る転移層を除き、更なる層は、コアと被覆との間に提供されない。しかしながら、ある用途では、それはまた、被覆の上に、および／またはコアと被覆との間に、１つ以上のさらなる層を提供することが有益である可能性がある。
【００１８】
βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、少なくとも１つの被覆層は、βおよび／またはβ′相とγ相とが、ワイヤ電極の縦軸に垂直な断面において、βおよび／またはβ′真鍮粒子とγ真鍮粒子との平均粒径が５μｍ以下、好ましくは、３μｍ以下である微粒子微細構造内で、相互に隣接して、または平行して存在するように、形成される。好ましい実施形態では、βおよび／またはβ′真鍮粒子とγ真鍮粒子との平均粒径は、ワイヤ電極の縦軸に垂直な断面において、少なくとも０．１μｍ、好ましくは、少なくとも０．２μｍである。ここでは、γ真鍮粒子は、例えば、βおよび／またはβ′真鍮のマトリックス内の微粒子沈降として存在する。したがって、平均粒径に与えられた値は、微細構造内のβおよび／またはβ′相とγ相との全体または組み合わせに関し、すなわち、それらの相のうちの１つに属するすべての粒子に関する。さらに、平均粒径に与えられた値は、ワイヤの縦軸に垂直、すなわち、ワイヤの縦軸に垂直の面における粒径に関する。産生中に縦軸に沿って行われる冷間成形が理由で、粒子は、一般に、縦軸に垂直よりもワイヤの縦軸の方向により大きい寸法を有し、したがって、より大きい値は、縦方向の検鏡用薄切片または研削をもたらす。
【００１９】
平均粒径は、好ましくは、横方向の検鏡用薄切片の電子顕微鏡写真の走査の評価に基づき決定される。ここでは、横方向の検鏡用薄切片の産生は、従来的に、研削、研磨、および恐らくエッチングを含むことができる。ワイヤは、好ましくは、イオンビーム勾配切断プロセスを用いて、その縦軸に対して、まず横方向に切断され、すなわち、ワイヤは、ある部分においてスクリーンによって被覆され、次いで、６ｋｅＶのエネルギーで、Ａｒ＋イオンで照射され、その結果として、イオンによって、スクリーンを超えて突出するワイヤの部分から材料が除去され、次いで、このようにして産生されたワイヤは、伝導性銀を使用して、サンプルホルダに伝導的に締結され、イオンビーム内で研磨され、次いで、走査型電子顕微鏡内で直接調査される。好ましくは、使用した顕微鏡写真は、２０００から３０００、好ましくは、２０００の倍率の後方散乱電子像である。次いで、粒径は、インターフェースを計数することによって、ＡＳＴＭ  Ｅ  １１２に基づき、有利に決定することができる。この目的では、１０ｍｍの縁の長さを有する矩形は、例えば、画像の上に定置されることができ、各矩形内の粒子の数を計数することができ、そこでは、矩形の外部境界線の上にある粒子は、５０％の程度のみ計数されるべきある。次いで、調査された領域内の平均粒径は、以下の等式
【数１】
0005744747.tif 000002
から取得され、式中、Ｄは、平均粒径（矩断面と等価な粒子の直径）であり、Ａは、矩形の表面積であり、Ｖは、倍率であり、ｎは、上述の方法で決定された矩形内の粒子の数である。したがって、粒径は、例えば、３つの矩形にわたって平均化される。
【００２０】
位相混合物中のγ相の比率は、好ましくは、５から８０％、より好ましくは、５から５０％である。ここでは、有利な実施形態では、比率は、少なくとも１０％であり得る。
【００２１】
この設計のワイヤ電極を用いて、切断性能および耐浸食性は、既に公知のワイヤと比較して、同時に、大幅に増大することが分かっている。βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、少なくとも１つの被覆層内に存在する微細構造により、γ相は、機械加工間隙内で放電プロセスを促進するために使用可能であり、これは、しかしながら、微粒用量で確実に放出されるように、微細構造で適切に結合される。言い換えると、浸食プロセス中に、これは、例えば、比較的大きい粒子形状の比較的大量のγ相が、ワイヤ電極とワークピースとの間で短時間に部分的に完全に除去されるか、または基質への結合の低下が理由で完全に離脱され、したがって、ワークピースの高さおよび切断間隙の幅によって画定された浸食区域を通る各ワイヤ部分のさらなる移動中に、不都合なほどに、他所においてもはや使用可能ではなくなることを防止する。また、微粒子微細構造により、増大した有利な数の粒子境界が存在し、それは、プロセスの着火性、したがって、順に、切断性能が増大するように、スパーク放電のための好ましいルートポイントとして機能することができる。
【００２２】
主に、比較的大きいγ相粒子を含む、例えば、外側被覆層を備えるワイヤ電極と比較すると、本発明に従うワイヤ電極は、より高い耐浸食性を有する。それによって、切断性能を増大させるために、より高いパルス周波数または電流の形状のより高い発電力を印加することが可能である。さらに、ワイヤ破壊に対する信頼性、すなわち、プロセスの信頼性は、特に、比較的高いワークピースの場合において増大し、したがって、アイドリング時間のリスクは、有利に減少する。
【００２３】
被覆は、熱処理プロセスとの組み合わせに適切である場合に、例えば、好適なコーティグ方法によって、コアに適用することができる。被覆は、例えば、物理的または電子化学的方法によって適用することができ、適切な場合は、これは、ワイヤ直径を減少させるためのさらなるステップに続くことができる。したがって、例えば、電着によって、または溶融めっきによって、Ｚｎでコーティングされる、例えば、１ｍｍの直径を有する、Ｃｕ、ＣｕＺｎ２０またはＣｕＺｎ３７のワイヤの形状の初期の材料から開始することが可能である。このコーティングされたワイヤの直径が、ワイヤ延伸デバイスを用いて、中間寸法まで任意に減少されると、１段階または多段階の拡散アニーリングプロセスが続き、熱は、熱放射、熱対流、熱伝導によって導入することができる。アニーリングは、例えば、環境圧力下または保護ガス下で行うことができる。
【００２４】
βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮との微粒子位相混合物の形成は、例えば、第１に、ワイヤにＺｎをコーティングし、任意に拡散アニーリングに対する中間寸法まで延伸することで有利に達成され、主にγ真鍮の被覆層は、例えば、欧州特許第０  ７３３  ４３１Ｂ１号に説明するように、適切な公知の手順による標的方法で形成される。そのために、例として、拡散アニーリングを、少なくとも１０℃／秒の加熱率、および亜鉛、好ましくは、η亜鉛のコーティングから継続した５００から８００℃のアニーリング温度で実施し、主にγ真鍮または好ましくは本質的にγ真鍮の被覆層が産生されるように、選択された１０から３００秒の範囲のアニーリング時間で、分散が生じる温度以下で適用することができ、次いで、少なくとも１０℃／秒で冷却が行われる。これは、第２の拡散アニーリングに続き、そこでは、まず、γ真鍮が、６００℃を超える温度で、好ましくは、少なくとも５１重量％の亜鉛比率を有する、非常に亜鉛が豊富なβ真鍮に変換、または、好ましくは、少なくとも５１重量％の亜鉛比率を有する、非常に亜鉛が豊富なβ真鍮に、実質的に変換される。冷却中、次いで、γ真鍮の微粒領域は、過飽和β固溶体から沈殿する。加熱率は、好ましくは、少なくとも１０℃／秒であり、アニーリング時間は、好ましくは、５から２００秒の範囲であり、冷却率は、好ましくは、少なくとも、１０℃／秒である。ここでは、上記のアニーリング時間は、熱供給の開始と終了の間の期間をさす。ワイヤがその最終寸法に延伸される前に、１つ以上のさらなるＺｎコーティングステップ、および／または１つ以上のさらなる拡散アニーリングプロセスが次いで続くことが任意に可能である。ワイヤが上記の冷却プロセスのうちの１つの前、その最中、またはその後に延伸されることが可能である。
【００２５】
好ましい実施形態では、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、少なくとも１つの被覆層のうちの少なくとも１つ、または好ましくは、すべては、少なくとも５０重量％の程度まで、βおよび／またはβ′真鍮ならびにγ真鍮から形成される。具体的には、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、少なくとも１つの被覆層のうちの少なくとも１つ、またはすべては、本質的に、βおよび／またはβ′真鍮ならびにγ真鍮から成ることができる。
【００２６】
被覆の有利な多層構造では、規定は、少なくとも５０重量％の程度まで、および好ましくは完全に、または実質的に完全に、βおよび／またはβ′真鍮、α＋βおよび／またはα＋β′真鍮、α真鍮および／または銅から形成され、コアと、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、少なくとも１つの被覆層との間に配設される、１つ以上の被覆層から作製される。βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、すべての被覆層が、少なくとも５０重量％の程度まで、βおよび／またはβ′真鍮、α＋βおよび／またはα＋β′真鍮、α真鍮および／または銅から形成される被覆層のすべての外側に、半径方向に配設されることが好ましい。
【００２７】
これらの多層構造のうちの１つでは、被覆は、例えば、少なくとも５０重量％の程度まで、および好ましくは完全に、または実質的に完全に、βおよび／またはβ′真鍮、および／または、α＋βおよび／またはα＋β′真鍮から形成され、コアと、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む少なくとも１つの被覆層との間に配設される、１つ以上の第１の被覆層を有利に含むことができる。再度、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、すべての被覆層が、第１の被覆層のすべての外側に、半径方向に配設されることが好ましい。例えば、有利な構造を選択することが可能である。被覆は、主に、または完全に、または実質的に完全に、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とから形成されるさらに外側に位置する被覆層と、さらに外側に位置するこの被覆層とコアとの間に配設され、主に、または完全に、または実質的に完全に、βおよび／またはβ′真鍮、および／または、α＋βおよび／またはα＋β′真鍮から形成される被覆層、すなわち、第１の被覆層とを備えるか、またはそれらから成る、または本質的にそれらから成る。これらの第１の被覆層の１つ以上、および好ましくは、すべての微細構造が、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、少なくとも１つの被覆層の微細構造よりも粗粒であることが好ましい。コアと、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む被覆層との間に第１の層を提供することによって、被覆層の全体の強度を増大させ、それによって、摩耗または浸食に対する耐性をさらに増大させることが可能である。βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、被覆層の層厚を単に増大させることは、ワイヤ電極の電気伝導性および伸張強度の減少につながり、それは、順に、切断性能およびプロセス信頼度に悪影響を及ぼすことが分かっている。
【００２８】
この実施形態と併せて、被覆が１つ以上の第２の被覆層を含むことがさらに好ましく、それぞれは、５０重量％の程度まで、および好ましくは完全に、または実質的に完全に、α真鍮および／または銅から形成され、コアと、少なくとも１つの第１の被覆層との間に配設される。ここでは、すべての第１の被覆層が、すべての第２の被覆層の外側に、半径方向に配設され、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む、すべての被覆層が、すべての第１の被覆層の外側に、半径方向に配設されることが好ましい。第２の被覆層は、具体的には、それが、付加的な耐摩耗として機能するため、スチールまたは銅等の中程度の浸食特性を有するコア材料が選択された場合に、有利である可能性があるが、α＋βおよび／またはα＋β′真鍮を含むか、またはβおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む被覆層と比較して、伸張強度の程度の増加に寄与することができる。そのような層はまた、例えば、銅コアまたは銅プレートスチールコアと、第１の被覆層との間の拡散プロセスの理由で、そのような組成物が取得された場合に、産生により存在する可能性があり得る。
【００２９】
さらなる多層構造では、被覆は、例えば、好ましくは、上層の形状の被覆層の外面の一部または外面全体を形成し、少なくとも５０重量％の程度まで、および好ましくは完全に、または実質的に完全に、亜鉛、亜鉛合金、または酸化亜鉛から形成される外側被覆層を備えることができる。次いで、亜鉛がより迅速に使用可能であるため、そのような外側被覆層は、小さい放電エネルギーでの精密仕上げプロセスの文脈において有利である。より高い放電エネルギーの場合では、対照的に、層は、迅速に除去され、浸食プロセスのみにわずかに寄与する。外側被覆層は、好ましくは、０．１から３μｍの厚さを有する。
【００３０】
好ましい多層構造では、被覆は、上述の第１の被覆層のうちの１つ以上、上述のβおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む被覆層のうちの１つ以上、および上述の上層の形状で提供される外側被覆層から構築される。具体的には、被覆は、第１の被覆層と、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む被覆層と、外側被覆層とから有利に構築されることができる。
【００３１】
さらなる好ましい多層構造では、被覆は、上述の第１の被覆層のうちの１つ以上と、上述の第２の被覆層のうちの１つ以上と、上述のβおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む被覆層のうちの１つ以上と、上述の上層の形状で提供される外側被覆層とから構築される。具体的には、被覆は、第１の被覆層と、第２の被覆層と、βおよび／またはβ′真鍮とγ真鍮とを含む被覆層と、外側被覆層とから有利に構築されることができる。
【００３２】
コアが、主に、および好ましくは完全に、または実質的に完全に、銅または２から４０重量％の亜鉛含有量を有する銅・亜鉛合金から形成されることが好ましい。そのようなコアは、有利に容易に冷間成形可能である。
【００３３】
好ましい構造では、ワイヤ電極の全厚さに対する、被覆の厚さの平均的寄与は、ワイヤ電極の全長に沿って、２％から３０％の範囲、好ましくは、５から２０％の範囲である。被覆が薄すぎる場合は、十分な耐浸食性が達成されない。過剰に厚い被覆の場合では、冷間成形によってプロセスを実施することがより困難であり、さらに、ワイヤ電極の伸張強度および電気導電性は、脆性相の比率の増加の理由により、低下される。
【００３４】
ワイヤ電極の好ましい直径は、０．１から０．４ｍｍの範囲である。
【００３５】
用途によって、コアを囲む被覆は、閉鎖方法で形成されることも、亀裂または不連続を有することもでき、すなわち、被覆は、完全にまたは実質的に完全に、もしくは部分的のみにコアを被覆し得る。同様に、被覆の多層構造の場合では、各被覆層は、閉鎖方法で形成されることも、亀裂または不連続を有することもでき、すなわち、被覆は、完全にまたは実質的に完全に、もしくは部分的のみに、その下に位置する被覆層またはコアを被覆することができる。具体的には、これは、先述の被覆層のそれぞれに関する。多層被覆の場合でも、それを前提として、コアは、完全に被覆されず、一部の場所で可視可能であり得る。したがって、例として、低温延伸プロセスによるワイヤ電極の産生は、上層および１つ以上の下位の被覆層の亀裂および剥離の発生につながり得る。さらに、低温延伸プロセスは、被覆層または複数の被覆層の歪曲につながり、したがって、全体として、隣接する被覆層の間、またはワイヤコアと重複する被覆層との間のインターフェースは、一般に、理想的な方法で形成されず、拡散プロセスのため、不規則および／または「不明確」である可能性がある。また、歪曲の結果、コア材料は、ワイヤ表面まで貫通し得る。
【００３６】
好ましい構造では、コア材料の１つ以上の要素および被覆の１つ以上の要素を備え、かつ好ましくは、それから成るか、または実質的にそれから成る転移層が、コアと被覆との間に配設される。具体的には、対応する転移層は、ワイヤ電極、および具体的には被覆の産生の間に形成される。そのような産生に関連する転移層に加えて、またはその代わりに、標的とした方法で１つ以上の転移層を産生することも可能である。転移層または複数の転移層は、コアと被覆との間の十分な永久的結合を確実にするために役立つ。
【００３７】
全体として、転移層を形成することができる転移区域が、産生の結果として、例えば、既に言及した分散プロセスの結果として、隣接する被覆層の間に一般に強制的に存在し得ることを指摘されたい。被覆が特定の層から形成される本願の文脈内で言及された場合には、故に、これは、そのような転移層の存在を排除しない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明を、例示的実施形態に基づき、かつ図面を参照して、以下により詳細に説明する。
【図１】図１は、本発明に従うワイヤ電極の第１の実施形態の概略的断面を示すが、縮尺は正確ではない。
【図２】図２は、発明に従うワイヤ電極の第２の実施形態の概略的断面を示すが、縮尺は正確ではない。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１に断面で示すワイヤ電極１は、ワイヤ電極１の外側を形成する被覆３、４によって完全に囲まれ、または包囲されるコアワイヤ２を備える。示す例示的実施形態では、コア２は、銅または、好ましくは、２から４０重量％の亜鉛含有量を有する銅・亜鉛合金から完全に、または実質的に完全に均質に形成される。被覆３、４は、一方を他方の上に配設し、それぞれが、５０重量％以上の程度まで、および好ましくは完全に、または実質的に完全に、真鍮から形成される、２つの部分的層または被覆層３および４から成る。具体的な場合では、コア２および／または被覆および／または個々の被覆層の組成が、半径方向で異なるように、ワイヤ電極１を形成することが一般に有利である可能性がある。被覆の場合では、これは、多層構造だけでなく、個々の被覆層内の連続変異によって実現することができる。
【００４０】
さらに外側に位置する被覆層３は、主に、すなわち、５０重量％以上の程度まで、好ましくは完全に、または実質的に完全に、第１のβおよび／またはβ′真鍮、および第２のγ真鍮の混合物から成り、βおよび／またはβ′相とγ相とは、微粒子微細構造において、相互に隣接して、または平行して存在し、βおよび／またはβ′真鍮粒子とγ真鍮粒子との平均粒径（すなわち、これらの相に属するすべての粒子にわたって平均化された粒径）は、ワイヤの縦軸に垂直に、０．１から５μｍである。
【００４１】
さらなる被覆層４は、図１の例示的実施形態において、ワイヤ電極１の外面を形成する被覆層３と、コア２との間に配設される。被覆層４は、主に、すなわち、少なくとも５０重量％の程度まで、好ましくは完全に、または実質的に完全に、βおよび／またはβ′真鍮と、α＋βおよび／またはα＋β′真鍮と、α真鍮および／または銅とから有利に成ることができ、βおよび／またはβ′真鍮、α＋βおよび／またはα＋β′真鍮が好ましい。また、被覆層４を、一方が他方の上に配設された、２つの被覆層で置換することが有利であり得、コアに隣接する被覆層は、主に、および好ましくは完全に、または実質的に完全に、α真鍮および／または銅から形成され、その上部に配設された被覆層は、主に、および好ましくは完全に、または実質的に完全に、βおよび／またはβ′真鍮、α＋βあるいはα＋β′真鍮から形成される。
【００４２】
加えて、コア２を同様に完全に囲繞する転移層（図示せず）を、被覆３、４と、コア２との間に配設することができ、転移層は、コア２内に存在する少なくとも１つの要素と被覆層４内に存在する少なくとも１つの要素とを含む。転移層は、好ましくは、その組成に関して、コア２のそれと、被覆層４のそれとの間に位置する合金を含む。ここでは、組成はまた、コア２と被覆層４との間で段階的移行をもたらすように、半径方向に異なることができる。そのような転移層は、コア２と被覆層４との間の結合の向上に役立つ。ワイヤ電極１に使用する産生方法に依存して、多少の転移層は、一般に、例えば、拡散プロセスの結果として、既に本質的に産生される。そのような転移層は、被覆３、４と比較して薄い厚さを有する。
【００４３】
全体として、隣接する層の間のインターフェースが、一般に、理想的な方法で形成されず、拡散プロセスにより、不規則および／または「不明瞭」であり得ることが指摘される。上記に既に示されているように、層またはインターフェースの経過はまた、産生方法によって、図面に示すものと比較して、不規則であり得、個々の層または一方が他方の上に位置する複数の層は、いくつかの場所において、下の層またはコアによって「中断」させられる。具体的には、被覆３、４および／または個々の被覆層３、４および／または恐らく存在する転移層は、それらが、亀裂または不連続を有し、コアまたは下位の層を完全に被覆しないように構築されることがある。
【００４４】
この実施例の特に好適な例では、コア２は、ＣｕＺｎ３７から形成され、コアに隣接する被覆層４は、主に、約４８重量％の亜鉛含有量を有するβまたはβ′真鍮から形成され、ワイヤ電極１の外面を形成する被覆層３は、主に、約５５重量％の平均亜鉛含有量を有するβまたはβ′真鍮とγ真鍮との位相混合物から形成される。被覆層４の平均層厚は、約８μｍであり、被覆層３の平均層厚は、約１５μｍであり、全体のワイヤ電極１の厚さは、０．２５ｍｍである。ワイヤ電極１は、約８００Ｎ／ｍｍ２の伸張強度および約１２ｍ／Ωｍｍ２の電気伝導性を有する。コアと被覆３、４との間の可能性のある転移層は、例えば、約１μｍの厚さを有し得る。
【００４５】
図２では、ワイヤ電極１′のさらなる好適な実施形態を断面図で示す。主に、この実施形態は、上層５が最外被覆層として被覆層３の上にも提供されることだけが図１に従う実施形態とは異なり、この上層は、主に、および好ましくは完全に、または実質的に完全に、亜鉛、亜鉛合金、および／または酸化亜鉛から形成される。被覆層３よりも高い亜鉛含有量を有利に有し、次いで、小さい放電エネルギーでの精密仕上げプロセスに有益な影響を及ぼすことができる。ここでは、上層５は、被覆層３よりも大幅に薄い厚さ、およびより大きい不連続性を有することができる。適切な場合では、したがって、ワイヤ電極１′の外面は、被覆層３および上層５によって、実質的に形成することができる。
【００４６】
図２に従うこの実施例の特に好ましい例では、コア２は、ＣｕＺｎ２０から形成され、コアに隣接する被覆層４は、主に、約４５重量％の亜鉛含有量を有するβまたはβ′真鍮から形成され、被覆層３は、主に、約５３重量％の平均亜鉛含有量を有するβまたはβ′真鍮とγ真鍮との位相混合物から形成され、上層５は、主に、酸化亜鉛から成る。被覆層３および４の平均層厚は、それぞれ約１２μｍであり、上層５の平均層厚は約１μｍであり、全体のワイヤ電極１′の厚さは、０．２５ｍｍである。ワイヤ電極１′は、約７５０Ｎ／ｍｍ２の伸張強度および約１７ｍ／Ωｍｍ２の電気伝導性を有する。コアと被覆３、４との間の可能性のある転移層は、例えば、約１μｍの厚さを有し得る。
【図１】
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【図２】
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