[發明專利]線放電加工用電極線及其制造方法、放電加工方法

有效

• 申請號: 201410806321.0
• 申請日: 2011-01-06
• 公開（公告）號: CN104625269B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 橋詰晃一;吉本雅一;鷲尾伸幸;木本洋一郎;佐藤弘史;伊豆井功夫
• 申請（專利權）人: 沖電線株式會社
• 主分類號: B23H7/08
• 分類號: B23H7/08;B21C1/00;B21C9/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 蘇卉,車文

本申請為2011年1月6日提交的、申請號為201180001656.X、國際申請號為PCT/JP2011/050072的、發明名稱為“線放電加工用電極線及其制造方法、放電加工方法”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種通過放電對被加工物(加工對象物)進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

線放電加工是指，在放電加工用電極線和被加工物之間產生放電，通過放電引起的熱能切斷被加工物，尤其適于模具等具有復雜形狀的金屬加工。

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、尺寸精度良好；c)計測電極線和被加工物的相對位置的定位性良好；d)使電極線連續移動時的金屬粉產生量較少等。

作為電極線，一直以來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，產生體心立方晶格的金屬間化合物，延展性、韌性降低，無法進行冷拉絲加工，因此無法制造。

因此，進行了各種研究，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。

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－鋅合金層、或在其上進一步設置鋅層。

日本專利第3718617號公報公開了：表層是鋅濃度為40重量％以上的銅－鋅合金層、或在其上設置了鋅層的多孔性電極線。

其中記載了：在該電極線表面具有裂紋的多孔性電極線，通過熱浸鍍在含銅芯線的表層設置銅－鋅合金層、或在其上設置鋅層，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，在放電加工時增加與加工液的接觸面積，進一步加快冷卻速度，改善加工速度。

進一步，在WO2009/028117號國際公報中，作為解決上述發明的問題的方法，公開了以下構造的電極線。

－對于銅或銅合金的芯線，由熔融的鋅從其表面開始熱擴散而形成的銅－鋅合金內層(鋅濃度為50～80重量％)和芯線本身的銅擴散到熔融的鋅中而形成的銅－鋅合金外層(鋅濃度81～100重量％)構成(在外層通過擴散生成的2層銅－鋅合金層上設置鋅層的3層構造)；

－和擴散合金層相比，鋅層較厚；

－鋅層厚度為外徑的1.2％以上，電極線的最表層不存在裂紋。

專利文獻1：日本專利第3718617號公報

專利文獻2：WO2009/028117號公報

發明內容

現有的在銅或銅合金芯線的外周面上設置鋅層和擴散合金層并通過拉絲獲得的高速加工用電極線，雖然可提高加工速度，但產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題。

并且，在電極線表層形成裂紋的技術也已被公知，但在電極線表層形成裂紋產生了以下問題。

a)線放電加工中，在電極線和被加工物之間進行放電的同時，將被加工物熔斷而進行線鋸式加工，但因電極線表層存在裂紋，放電變得不穩定，被加工物表面的完工狀態變差。

b)為了使線放電加工機識別被加工物和電極線的相對位置，在被加工物和電極線之間利用電導通，但因電極線表層存在裂紋，接觸面積減少，定位精度變差。

c)通過冷拉絲加工，表層產生裂紋越多，則表層越脆，因此在放電加工時使電極線連續移動的情況下，因與加工機的導向件、滑輪等的摩擦/磨損等，金屬粉的產生量變多，維護性惡化。

d)因表層存在裂紋，處理時或加工時易產生斷線，可靠性變差。

對此，具有擴散合金層的同時使電極線的最表層不產生裂紋的對策也已被公知，但該構造中，通過使鋅層厚度為外徑的1.2％以上，以鋅層覆蓋擴散合金層的裂紋，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，因鋅的蒸發消耗，線徑變細，在入側和出側產生加工槽寬度差，放電加工面變為錐形，加工精度上產生問題。

并且，因鋅層和擴散合金層較厚，為了獲得0.1～0.3mmφ等所要求的規定直徑的電極線，在進行拉絲加工時，包含鋅層的擴散合金層容易從芯線剝離。

使用包含鋅層的擴散合金層容易剝離的電極線進行線放電加工時，剝離片在電極線和被加工物之間形成電橋，產生短路，因放電次數減少造成加工速度降低、或放電變得不穩定，如圖5的示意圖所示，因放電痕跡集中而產生的微細條紋沿電極線的移動方向存在于加工面中。