线放电加工用电极线及其制造方法、放电加工方法
【专利说明】
[0001] 本申请为2011年1月6日提交的、申请号为201180001656. X、国际申请号为PCT/ JP2011/050072的、发明名称为"线放电加工用电极线及其制造方法、放电加工方法"的申请 的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种通过放电对被加工物（加工对象物）进行加工的线放电加工中所 使用的线放电加工用电极线及其制造方法、使用了该电极线的放电加工方法。
【背景技术】
[0003] 线放电加工是指，在放电加工用电极线和被加工物之间产生放电，通过放电引起 的热能切断被加工物，尤其适于模具等具有复杂形状的金属加工。
[0004] 在该放电加工中，有以下要求：a)加工速度快；b)被加工物的表面的完工状态、尺 寸精度良好；c)计测电极线和被加工物的相对位置的定位性良好；d)使电极线连续移动时 的金属粉产生量较少等。
[0005] 作为电极线，一直以来广泛使用的电极线中有电极线由锌浓度为35~40重量％ 的黄铜单一体制成的电极线。该黄铜单一体的电极线在锌含量增加到40重量％以上时，产 生体心立方晶格的金属间化合物，延展性、韧性降低，无法进行冷拉丝加工，因此无法制造。
[0006] 因此，进行了各种研宄，以和锌浓度为35~40重量％的黄铜单一体的电极线相比 加快放电加工速度，已被熟知的是，电极线组成中的锌浓度越高，越能提高放电加工速度。
[0007] 作为此方法，已知有如下方法：仅电极线的表层是锌浓度为40重量％以上的铜一 锌合金层、或在其上进一步设置锌层。
[0008] 日本专利第3718617号公报公开了：表层是锌浓度为40重量％以上的铜一锌合金 层、或在其上设置了锌层的多孔性电极线。
[0009] 其中记载了：在该电极线表面具有裂纹的多孔性电极线，通过热浸镀在含铜芯线 的表层设置铜一锌合金层、或在其上设置锌层，利用拉丝加工在表层积极地形成裂纹，增大 电极线的表面积，在放电加工时增加与加工液的接触面积，进一步加快冷却速度，改善加工 速度。
[0010] 进一步，在W02009/028117号国际公报中，作为解决上述发明的问题的方法，公开 了以下构造的电极线。
[0011] 一对于铜或铜合金的芯线，由熔融的锌从其表面开始热扩散而形成的铜一锌合金 内层（锌浓度为50~80重量％ )和芯线本身的铜扩散到熔融的锌中而形成的铜一锌合金 外层（锌浓度81~100重量％ )构成（在外层通过扩散生成的2层铜一锌合金层上设置 锌层的3层构造）；
[0012] -和扩散合金层相比，锌层较厚；
[0013] 一锌层厚度为外径的1. 2%以上，电极线的最表层不存在裂纹。
[0014] 专利文献1 :日本专利第3718617号公报
[0015] 专利文献2 :W02009/028117号公报
【发明内容】
[0016] 现有的在铜或铜合金芯线的外周面上设置锌层和扩散合金层并通过拉丝获得的 高速加工用电极线，虽然可提高加工速度，但产生了除加工速度以外的放电加工所需的其 他特性变差的问题。
[0017] 并且，在电极线表层形成裂纹的技术也已被公知，但在电极线表层形成裂纹产生 了以下问题。
[0018] a)线放电加工中，在电极线和被加工物之间进行放电的同时，将被加工物熔断而 进行线锯式加工，但因电极线表层存在裂纹，放电变得不稳定，被加工物表面的完工状态变 差。
[0019] b)为了使线放电加工机识别被加工物和电极线的相对位置，在被加工物和电极线 之间利用电导通，但因电极线表层存在裂纹，接触面积减少，定位精度变差。
[0020] c)通过冷拉丝加工，表层产生裂纹越多，则表层越脆，因此在放电加工时使电极线 连续移动的情况下，因与加工机的导向件、滑轮等的摩擦/磨损等，金属粉的产生量变多， 维护性恶化。
[0021] d)因表层存在裂纹，处理时或加工时易产生断线，可靠性变差。
[0022] 对此，具有扩散合金层的同时使电极线的最表层不产生裂纹的对策也已被公知， 但该构造中，通过使锌层厚度为外径的1.2%以上，以锌层覆盖扩散合金层的裂纹，从而使 电极线的最表层不存在裂纹，因此，最表层的锌层不可避免地变厚，如图4所示，在放电加 工中，因锌的蒸发消耗，线径变细，在入侧和出侧产生加工槽宽度差，放电加工面变为锥形， 加工精度上产生问题。
[0023] 并且，因锌层和扩散合金层较厚，为了获得0. 1~0.3πιπιΦ等所要求的规定直径的 电极线，在进行拉丝加工时，包含锌层的扩散合金层容易从芯线剥离。
[0024] 使用包含锌层的扩散合金层容易剥离的电极线进行线放电加工时，剥离片在电极 线和被加工物之间形成电桥，产生短路，因放电次数减少造成加工速度降低、或放电变得不 稳定，如图5的示意图所示，因放电痕迹集中而产生的微细条纹沿电极线的移动方向存在 于加工面中。
[0025] 本发明为解决上述问题而出现，其目的在于提供一种高速加工用的放电加工用电 极线，其可抑制因锌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、沿电极线 的移动方向产生的加工面的微细条纹。
[0026] 进一步，本发明的目的在于提供一种放电加工用电极线，使电极线连续移动时的 金属粉产生量较少，且计测电极线和被加工物的相对位置的定位性良好，处理时或加工时 不会产生断线。
[0027] 并且，本发明的目的在于提供一种制造上述放电加工用电极线的方法及使用上述 放电加工用电极线的放电加工方法。
[0028] 本发明的线放电加工用电极线，对母线进行拉丝加工而成，上述母线在由铜或铜 合金构成的芯线的外周面上形成热浸镀锌层，并在上述热浸镀锌层和上述芯线之间具有通 过相互热扩散而生成的扩散合金层，其特征在于，基于上述热浸镀锌层和上述扩散合金层 的拉丝加工时的延展性的不同，上述热浸镀锌层被拉丝而形成不存在裂纹的锌薄膜，并且， 上述扩散合金层被拉丝且破碎了的粒状物埋入到上述芯线的外周面中，上述锌薄膜及扩散 合金层与上述芯线一体化，以抑制剥离。
[0029] 进一步，本发明的线放电加工用电极线的特征在于，上述不存在裂纹的锌薄膜是 在拉丝加工时受到热影响而在锌延展性良好的温度范围内被拉丝所形成的。
[0030] 进一步，本发明的线放电加工用电极线的特征在于，上述扩散合金层的破碎了的 粒状物受到大的垂直方向上的面压力而深埋入上述芯线的外周面中。
[0031] 进一步，本发明的线放电加工用电极线的特征在于，上述扩散合金层的破碎了的 粒状物被进行高拉丝加工率的拉丝加工而深埋入上述芯线的外周面中，其中，上述拉丝加 工率是用从拉丝前截面积中减去拉丝后截面积所得到的缩减截面积除以拉丝前截面积、再 乘以100而得到的。
[0032] 一种线放电加工用电极线的制造方法，使由铜或铜合金构成的芯线以最外层形成 超过规定厚度的锌层的浸渍时间、通过将锌保持在规定温度的镀槽内之后进行冷却，由此， 在上述芯线和上述锌相接触的边界面上相互热扩散而生成扩散合金层，以制造电极线的镀 敷母线，并对该镀敷母线进行拉丝加工，上述线放电加工用电极线的制造方法的特征在于， 在上述锌延展性良好的温度范围内对上述镀敷母线进行拉丝加工，由此形成不存在裂纹的 锌薄膜。
[0033] 进一步，本发明的线放电加工用电极线的制造方法的特征在于，在上述锌延展性 良好的温度范围内对上述镀敷母线进行拉丝加工时，对循环提供给拉丝模和线材的边界的 拉丝润滑液的循环贮存槽内温度进行温度管理，使该循环贮存槽内温度为75°C至KKTC。
[0034] 本发明是一种线放电加工用电极线的制造方法，使由铜或铜合金构成的芯线以最 外层形成超过规定厚度的锌层的浸渍时间、通过将锌保持在规定温度的镀槽内之后进行冷 却，由此，在上述芯线和锌相接触的边界面上相互热扩散而生成扩散合金层，以制造电极线 的镀敷母线，并对该镀敷母线进行拉丝加工，上述线放电加工用电极线的制造方法的特征 在于，将破碎上述扩散合金层而形成的粒状物埋入到芯线外周面中，由此使上述锌薄膜及 扩散合金层与上述芯线一体化，以防止该锌薄膜剥离。
[0035]