JP4479270B2 - ワイヤ放電加工用電極線の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤ放電加工に用いる電極線の製造方法に係り、放電加工速度が速い電極線を高い生産性で製造できるワイヤ放電加工用電極線の製造方法に関する。

ワイヤ放電加工用電極線として、Ｃｕ−Ｚｎ合金を用いたものが活用されている。この種の電極線は、放電特性が優れているため、放電加工における加工速度が速い、加工精度が高いという利点があると共に、コストが低いという利点もある。

従来、この種の電極線として、３２〜３６重量％のＺｎを含む単一合金（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ合金、即ち６５／３５黄銅線）が使用されてきた。しかし、この電極線は、放電加工速度が遅いため、近年重視されるようになった放電加工速度の高さを満足できない。

そこで、特許文献１では、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる心材の外周にＺｎ層を被覆する第１被覆ステップと、このＺｎ層の外周に低Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ層を被覆して被覆線材を形成する第２被覆ステップと、この被覆線材を縮径加工する縮径ステップ（このステップは省いてもよい）と、この被覆線材に熱処理を施すことで前記Ｚｎ層中のＺｎを前記Ｃｕ−Ｚｎ層に拡散させて高Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ拡散層を形成する熱処理ステップと、この被覆線材を縮径加工することにより、所望の線径の電極線を得る最終的縮径ステップとを行ってワイヤ放電加工用電極線を製造することを提案している。

なお、縮径加工は伸線加工と同義である。

特開２００２−１７２５２９号公報

しかしながら、特許文献１のワイヤ放電加工用電極線は、熱処理ステップで得られたＣｕ−Ｚｎ拡散層におけるＺｎ濃度が３８〜５０重量％と高濃度であるため、最終的縮径ステップにおける伸線加工性が低い（伸線させにくい或いは断線が生じる）。このため、電極線製造における生産性が著しく劣る。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、放電加工速度が速い電極線を高い生産性で製造できるワイヤ放電加工用電極線の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の製造方法は、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる心材の外周にＺｎ層を被覆する第１被覆ステップと、このＺｎ層の外周に低Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ層を被覆して被覆線材を形成する第２被覆ステップと、この被覆線材を縮径加工する第１縮径ステップと、この被覆線材に５００〜７００℃で１〜５時間の熱処理を施すことで前記Ｚｎ層中のＺｎを前記Ｃｕ−Ｚｎ層に拡散させて高Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ拡散層を形成する第１熱処理ステップと、この被覆線材を縮径加工する第２縮径ステップと、熱処理後の被覆線材に４５０℃で０．５〜２時間の熱処理を施すことで被覆線材を軟化させる第２熱処理ステップと、この被覆線材を縮径加工することにより、被覆線材に所望の引っ張り強さを与える第３縮径ステップとを有するものである。

第１縮径ステップは、Ｃｕ−Ｚｎ層の加工度が５０〜８０％となるように縮径加工を行ってもよい。

第１熱処理ステップは、５００〜７００℃で１〜５時間の熱処理を施してもよい。

第２縮径ステップは、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層の加工度が５０〜８０％となるように縮径加工を行ってもよい。

第３縮径ステップは、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層の加工度が７０〜９８％となるように縮径加工を行ってもよい。

第１被覆ステップは、前記心材の外周にＺｎテープを縦添えすることによりＺｎ層を被覆し、第２被覆ステップは、前記Ｚｎ層の外周にＣｕ−Ｚｎテープを縦添えしてもよい。

前記心材は、Ｃｕ−０．０２〜０．２重量％Ｚｒ合金、Ｃｕ−０．１５〜０．２５重量％Ｓｎ−０．１５〜０．２５重量％Ｉｎ合金、Ｃｕ−０．１５〜０．７０重量％Ｓｎ合金、Ｃｕ−０．１０〜０．７０重量％Ｉｎ合金、Ｃｕ−５〜３０重量％Ｚｎ合金、Ｃｕ−５〜３０重量％Ｚｎ合金にＺｒ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｐ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｓｎのいずれか１種以上の添加物を添加した合金のうちいずれかの合金であってもよい。

第１熱処理ステップは、当該熱処理後にＣｕ−Ｚｎ拡散層におけるＺｎ濃度が３８〜５０重量％であってもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）高い放電加工速度を有する電極線を製造できる。良好な伸線加工性を有する
（２）電極線を高い生産性で製造できる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１及び図２に、本発明に係るワイヤ放電加工用電極線の製造方法における製造途中の被覆線材を示す。図１に示されるように、被覆線材１は、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる心材２の外周にＺｎ層３を被覆し、さらに、このＺｎ層３の外周に低Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ層４を被覆したものである。一方、図２に示されるように、電極線５は、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる心材２の外周に高Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ拡散層６を形成したものである。Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６は、Ｚｎ層３とＣｕ−Ｚｎ層４とを熱処理することによって形成されたものである。

本発明の製造方法は、特許文献１に記載の製造方法に新たなステップを加えると共に、各ステップを適切に行うための諸条件を設定したものである。

以下、本発明の製造方法の各工程における詳細を工程の実施順に説明する。

まず最初に、心材２の外周にＺｎ層３を被覆する第１被覆ステップを行う。

心材２には、Ｃｕ単体又はＣｕ合金を用いる。そのＣｕ合金には、Ｃｕ−０．０２〜０．２重量％Ｚｒ合金、又はＣｕ−０．１５〜０．２５重量％Ｓｎ−０．１５〜０．２５重量％Ｉｎ合金、又はＣｕ−０．１５〜０．７０重量％Ｓｎ合金、又はＣｕ−０．１０〜０．７０重量％Ｉｎ合金、又はＣｕ−５〜３０重量％Ｚｎ合金、又はＣｕ−５〜３０重量％Ｚｎ合金にＺｒ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｐ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｓｎのいずれか１種以上の添加物を添加した合金を用いるとよい。これらの合金は、導電性が良く、耐熱性も高いので、放電加工において電極線の性能を高めるのに有効である。

Ｚｎ層３にはＺｎ単体からなるＺｎテープを用いると良い。このＺｎテープを心材２の外周に縦添えすることでＺｎ層３を被覆することになる。Ｚｎテープを用いる利点は後に述べる。

次に、Ｚｎ層３の外周にＣｕ−Ｚｎ層４を被覆して被覆線材１を形成する第２被覆ステップを行う。

Ｃｕ−Ｚｎ層４には、低Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ合金を用いる。ここで、低Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ合金とは、後述するＣｕ−Ｚｎ拡散層６よりもＺｎ濃度が低いものであり、例えば、Ｃｕ−３３〜３７重量％Ｚｎのことを言う。

Ｃｕ−Ｚｎ層４には、Ｃｕ−Ｚｎ合金からなるＣｕ−Ｚｎテープを用いると良い。このＣｕ−ＺｎテープをＺｎ層３の外周に縦添えし、そのＣｕ−Ｚｎテープの突き合わせ部同士を溶接して繋ぐことでＣｕ−Ｚｎ層４を被覆することになる。Ｃｕ−Ｚｎテープを用いると、Ｚｎテープを縦添え被覆して行う第１被覆ステップと、その際Ｚｎテープの突き合わせ部（Ｚｎテープの幅方向両側端）同士を溶接して繋ぐ第１閉じ合わせステップとＣｕ−Ｚｎテープを縦添え被覆して行う第２被覆ステップと、その際Ｃｕ−Ｚｎテープの突き合わせ部（Ｃｕ−Ｚｎテープの幅方向両側端）同士を溶接して繋ぐ第２閉じ合わせステップとを連続的に行うことができ、製造コストが低減される。

次に、この被覆線材１を縮径加工する第１縮径ステップを行う。

この第１縮径ステップでは、Ｃｕ−Ｚｎ層４の加工度が５０〜８０％となるように縮径加工を行う。これにより、被覆線材１の伸線性を損なうことなく、心材２とＺｎ層３との間の界面及びＺｎ層３とＣｕ−Ｚｎ層４との間の界面をよく密着させることができる。もし、加工度が５０％未満では上記界面の密着性の向上が図れず、その結果、後の縮径加工における伸線性が低下する。また、もし、加工度が８０％より大であると、Ｃｕ−Ｚｎ層４が加工硬化して後の縮径加工における伸線性が低下する。

なお、加工度とは、加工前の径から加工後の径を差し引いた値を加工前の径で割った数値のことである。例えば、１の径の被覆線材１を０．２の径まで縮径加工すると加工度は８０％である。

次に、この被覆線材１に熱処理を施す第１熱処理ステップを行う。

この第１熱処理ステップでは、図１の被覆線材１に５００〜７００℃で１〜５時間の熱処理を施すことでＺｎ層３中のＺｎをＣｕ−Ｚｎ層４に拡散させ、図２のように、高Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ拡散層６を形成する。つまり、心材２の外周に高Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ拡散層６を形成した電極線５が得られる。ここで、高Ｚｎ濃度とは、３８〜５０重量％のことを言う。もし、熱処理温度が５００℃未満であったり、熱処理時間が１時間未満であったりすると、Ｚｎの拡散が十分でなく、伸線性が低下する。また、もし、熱処理温度が７００℃より大であったり、熱処理時間が５時間より大であったりすると、Ｚｎの拡散の進行が過度になり、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６のＺｎ濃度が所望よりも低下してしまう。

ここでＣｕ−Ｚｎ拡散層６のＺｎ濃度が低下する理由は、熱処理の過程において、被覆線材１におけるＣｕ−Ｚｎ層４の表面からＺｎが蒸発してしまったり、心材２のＣｕ成分がＣｕ−Ｚｎ拡散層６に拡散するためである。

次に、この電極線５を縮径加工する第２縮径ステップを行う。

この第２縮径ステップでは、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６の加工度が５０〜８０％となるように縮径加工を行う。これにより、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６と心材２との間の界面をよく密着させることができる。もし、加工度が５０％未満では上記界面の密着性の向上が図れず、その結果、後の縮径加工における伸線性が低下する。また、もし、加工度が８０％より大であると、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６が加工硬化して後の縮径加工における伸線性が低下する。

次に、この電極線５に熱処理を施す第２熱処理ステップを行う。

この第２熱処理ステップでは、図２の電極線５に４００〜５００℃で０．５〜２時間の熱処理を施すことで、Ｚｎの再拡散を促すことなく電極線５に適切な伸線性を与える程度に電極線５を軟化させる。もし、熱処理温度が４００℃未満であったり、熱処理時間が０．５時間未満であったりすると、電極線５を軟化させることができず、次の第３縮径ステップでの伸線性が低下する。また、もし、熱処理温度が５００℃より大であったり、熱処理時間が２時間より大であったりすると、Ｚｎの再拡散が進行してしまい、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６のＺｎ濃度が所望よりも低下してしまう。Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６のＺｎ濃度が所望よりも低下してしまうと、その電極線を使用して行う放電加工速度が低下してしまう。

次に、この電極線５を縮径加工する第３縮径ステップを行う。

この第３縮径ステップでは、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６の加工度が７０〜９８％となるように縮径加工を行う。これにより、電極線５に所望の引っ張り強さを与えることができる。もし、加工度が７０％未満では所望の引っ張り強さを得ることができない。また、もし、加工度が９８％より大であると、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６が加工限界を超えてしまい、この第３縮径ステップでの伸線加工時に断線が発生するようになる。

ここで電極線５に所望の引っ張り強さをもたせる理由は、ワイヤ放電加工を行う際に、ワイヤ放電加工用電極線に張力をかけながら放電加工を行うためで、もし、そのときに所望の引っ張り強さがないと、ワイヤ放電加工中にワイヤ放電加工用電極線が断線してしまう。

第３縮径ステップでは、仕上がり外径が０．１〜０．４ｍｍの電極線が得られるように縮径加工を行う。

以上の製造工程を経て製造されたワイヤ放電加工用電極線は、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６のＺｎ濃度が高いため放電加工速度が高い。また、このワイヤ放電加工用電極線は、製造中における伸線加工性が良好であるため生産効率が高く、よって低コストで製造が可能となる。つまり、本発明により安価なワイヤ放電加工用電極線を提供することができる。

なお、第１熱処理ステップにおいて、当該熱処理後にＣｕ−Ｚｎ拡散層６におけるＺｎ濃度が３８〜５０重量％となるようにしたのは、電極線５の伸線性を損なうことなく、電極線５に所望の高Ｚｎ濃度を持たせるためである。もし、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６のＺｎ濃度が３８重量％未満であるとその電極線を使用して放電加工をするときの加工速度が低下してしまう。また、もし、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層６のＺｎ濃度が５０重量％より大であると、伸線加工性が著しく低下してしまう。

また、背景技術では、熱処理ステップ後のＺｎ濃度が３８〜５０重量％と高濃度であるため、最終的縮径ステップでの伸線加工性が低かったが、本発明では第１熱処理ステップでＺｎ濃度を３８〜５０重量％にしても、その後、第２熱処理ステップにおいて軟化を図っているので、第３縮径ステップで高い伸線加工性を得ることができる。

本発明の効果を明らかにするために、本発明で製造した電極線（実施例）とそれ以外の電極線（比較例及び従来例）を種々の観点から比較した。まず、各電極線の製造方法及び諸条件を明確にしておく。

（実施例１）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×２時間の熱処理を施してＣｕ−４５重量％Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度６５％の冷間伸線加工を施した後、４５０℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９０％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

（実施例２）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１６重量％Ｚｒ合金線を用いる。その他は実施例１と同様にして線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

（実施例３）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−１０重量％Ｚｎ合金線を用いる。その他は実施例１と同様にして線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

（実施例４）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．３重量％Ｓｎ合金線を用いる。その他は実施例１と同様にして線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

なお、これらの実施例においては心材２としてＣｕ合金を用いているが、本発明はこれに限られるものではなく、心材２としてＣｕ単体を用いても良い。

（比較例１）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、４００℃×４時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度６５％の冷間伸線加工を施した後、４５０℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９０％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例１は、第１熱処理ステップの条件が４００℃×４時間である以外は実施例１と同様である。よって、第１熱処理ステップにおける熱処理温度が本発明の条件に不足である。

（比較例２）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×０．５時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度６５％の冷間伸線加工を施した後、４５０℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９０％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例２は、第１熱処理ステップの条件が６００℃×０．５時間である以外は実施例１と同様である。よって、第１熱処理ステップにおける熱処理時間が本発明の条件に不足である。

（比較例３）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×６時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度６５％の冷間伸線加工を施した後、４５０℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９０％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例３は、第１熱処理ステップの条件が６００℃×６時間である以外は実施例１と同様である。よって、第１熱処理ステップにおける熱処理時間が本発明の条件を越えている。

（比較例４）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、８００℃×４時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度６５％の冷間伸線加工を施した後、４５０℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９０％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例４は、第１熱処理ステップの条件が８００℃×４時間である以外は実施例１と同様である。よって、第１熱処理ステップにおける熱処理温度が本発明の条件を越えている。

（比較例５）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×２時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度４０％の冷間伸線加工を施した後、４５０℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９０％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例５は、第２縮径ステップの条件が加工度４０％である以外は実施例１と同様である。よって、第２縮径ステップにおける加工度が本発明の条件に不足である。

（比較例６）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×２時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度９０％の冷間伸線加工を施した後、４５０℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９０％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例５は、第２縮径ステップの条件が加工度９０％である以外は実施例１と同様である。よって、第２縮径ステップにおける加工度が本発明の条件を越えている。

（比較例７）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×２時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度６５％の冷間伸線加工を施した後、３００℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９０％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例７は、第２熱処理ステップの条件が３００℃×１時間である以外は実施例１と同様である。よって、第２熱処理ステップにおける熱処理温度が本発明の条件に不足である。

（比較例８）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×２時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度６５％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９０％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例８は、第２熱処理ステップの条件が６００℃×１時間である以外は実施例１と同様である。よって、第２熱処理ステップにおける熱処理温度が本発明の条件を越えている。

（比較例９）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×２時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度６５％の冷間伸線加工を施した後、４５０℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度６５％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例９は、第３縮径ステップの条件が加工度６５％である以外は実施例１と同様である。よって、第３縮径ステップにおける加工度が本発明の条件に不足である。

（比較例１０）
心材２として直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９重量％Ｓｎ−０．２重量％Ｉｎ合金線を用い、厚さ０．２ｍｍ、幅１３ｍｍのＺｎテープを縦添えし、その上に厚さ０．５０ｍｍのＣｕ−Ｚｎテープ（Ｃｕ−３５重量％Ｚｎ）を縦添えし、突き合わせ部を溶接して直径が５．４ｍｍの被覆線材１を形成する。この被覆線材１に加工度６０％の冷間伸線加工を施した後、６００℃×２時間の熱処理を施してＣｕ−４５Ｚｎ拡散層６を形成して電極線５を形成する。この電極線５に加工度６５％の冷間伸線加工を施した後、４５０℃×１時間の熱処理を施す。最後に、この電極線５を複数の伸線ダイスに通して加工度９９％で縮径加工を施し、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

つまり、比較例９は、第３縮径ステップの条件が加工度９９％である以外は実施例１と同様である。よって、第３縮径ステップにおける加工度が本発明の条件を越えている。

（従来例１）
Ｃｕ−３５Ｚｎ合金線のみからなり、線径が０．２５ｍｍの電極線を製造する。

表１は、各例の電極線の製造方法及び諸条件と評価をまとめたものである。すなわち、表１は、左から、各例の番号、心材の組成、拡散熱処理条件（第１熱処理ステップの条件）、中間伸線の加工度（第２縮径ステップの条件）、熱処理条件（第２熱処理ステップの条件）、最終伸線加工度（第３縮径ステップの条件）、伸線加工性、放電加工速度の欄となっている。

評価のうち、伸線加工性については、所定のサイズに伸線加工する際に計測される、１回断線するまでの伸線重量（ｋｇ／回）で評価した。

この、伸線重量は、被覆線材１或いは電極線５を所定の伸線前の径から所定の目標の径に伸線加工する際に計測される量であり、伸線したトータルの製品重量をその間の断線回数で割った値である。よって、伸線重量は、断線１回あたりの製品重量を表す。伸線重量が大きい方が伸線加工性に優れているといえる。表１では、各例の電極線の伸線重量を三段階評価した。すなわち１００ｋｇ／回以上ならば丸（良好）という評価、５０〜１００ｋｇ／回ならば三角（普通）という評価、５０ｋｇ以下ならばバツ（不可）という評価を与えた。

放電加工速度については、各例における放電加工速度を測定し、その測定結果を従来例１を１．０としたときの指数で示した。この指数は、各例における放電加工速度を従来例１における放電加工速度で割って計算され、大きい方が優れている。ただし、伸線重量の評価が不可だったものは放電加工速度を測定しなかった。

さて、表１によれば、実施例１〜４の電極線は、従来例１よりも３０〜４０ポイント高い放電加工速度を有することがわかる。また、実施例１〜４の電極線は、従来例１と同様に良好な伸線加工性を有することがわかる。

これに対し、比較例１は、拡散温度（第１熱処理ステップにおける熱処理温度）が低いために、Ｚｎが拡散しきれず、その結果、第３縮径ステップにおける伸線加工性が著しく低下してしまい、放電加工に供することができなかった。

比較例２は、拡散時間（第１熱処理ステップにおける熱処理時間）が短いために、Ｚｎが均一に拡散せず、その結果、第３縮径ステップにおける伸線加工性が著しく低下してしまい、放電加工に供することができなかった。

比較例３は拡散時間が長く、また、比較例４は拡散温度が高いために、いずれもＣｕ−Ｚｎ拡散層６のＺｎ濃度が所望よりも低下してしまい、放電加工速度に大きな向上が認められない。

比較例５〜１０は、中間伸線の加工度（第２縮径ステップの条件）、熱処理条件（第２熱処理ステップの条件）、最終伸線加工度（第３縮径ステップの条件）が適正でないために、伸線時に断線が生じたり、放電加工速度に大きな向上が認められない。

以上の評価から、本発明は、放電加工速度の速い電極線を高い生産性（低コスト）で製造する効果があると結論できる。

本発明の一実施形態を示す製造途中の被覆線材の断面図である。 本発明の一実施形態を示す製造途中の被覆線材及び完成品の電極線の断面図である。

符号の説明

１ 被覆線材
２ 伸線
３ Ｚｎ層
４ Ｃｕ−Ｚｎ層
５ 電極線
６ Ｃｕ−Ｚｎ拡散層

Claims (7)

1. Ｃｕ又はＣｕ合金からなる心材の外周にＺｎ層を被覆する第１被覆ステップと、このＺｎ層の外周に低Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ層を被覆して被覆線材を形成する第２被覆ステップと、この被覆線材を縮径加工する第１縮径ステップと、この被覆線材に５００〜７００℃で１〜５時間の熱処理を施すことで前記Ｚｎ層中のＺｎを前記Ｃｕ−Ｚｎ層に拡散させて高Ｚｎ濃度のＣｕ−Ｚｎ拡散層を形成する第１熱処理ステップと、この被覆線材を縮径加工する第２縮径ステップと、熱処理後の被覆線材に４５０℃で０．５〜２時間の熱処理を施すことで被覆線材を軟化させる第２熱処理ステップと、この被覆線材を縮径加工することにより、被覆線材に所望の引っ張り強さを与える第３縮径ステップとを有することを特徴とするワイヤ放電加工用電極線の製造方法。
2. 第１縮径ステップは、Ｃｕ−Ｚｎ層の加工度が５０〜８０％となるように縮径加工を行うことを特徴とする請求項１記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。
3. 第２縮径ステップは、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層の加工度が５０〜８０％となるように縮径加工を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。
4. 第３縮径ステップは、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層の加工度が７０〜９８％となるように縮径加工を行うことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。
5. 第１被覆ステップは、前記心材の外周にＺｎテープを縦添えすることによりＺｎ層を被覆し、第２被覆ステップは、前記Ｚｎ層の外周にＣｕ−Ｚｎテープを縦添えすることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。
6. 前記心材は、Ｃｕ−０．１０〜０．７０重量％Ｉｎ合金であることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。
7. 第１熱処理ステップは、当該熱処理後にＣｕ−Ｚｎ拡散層におけるＺｎ濃度が３８〜５０重量％であることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のワイヤ放電加工用電極線の製造方法。

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