超硬ワイヤー放電加工総合ガイド

超高硬度（HRA≥89）、圧縮強度（4,000～6,000MPa）、卓越した耐摩耗性で知られる超硬合金は、金型製造、航空宇宙部品、精密工具などの重要な産業を支配している。しかし、そのダイヤモンドのような硬度（HRA 90に近い）により、従来の加工方法では工具の摩耗や破損が起こりやすい。 ワイヤー放電加工 (WEDM) WEDMは、その非接触侵食原理により、タングステンカーバイド精密加工の基礎技術として台頭してきた。本稿では、超硬合金のWEDMプロセスを体系的に解剖し、次のように構成する。 前処理、実行、リスク管理、後処理高品質な部品製造を可能にする。

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I.前処理：精度の基礎作り

1. 材料の選択と準備
   • 素材グレード:最適な靭性と脆さのバランスを得るために、YGシリーズ のタングステンカーバイド(例えば、コバルト含有量6-12% のYG8)を優先させる。
   • 表面クリーニング:中性脱脂剤による超音波洗浄を行い、油汚れを除去する（残留グリースは異常放電の原因となる）。CMMを使用して寸法精度を検証する（公差≤±0.01mm）。
2. マシンとパラメータ設定
   • マシンの選択:位置決め精度±0.002mmには、精密リニアガイド（真直度≦0.003mm/300mm）付きのスロートラバースWEDM機（AgieCharmilles CUT 3000など）を使用する。
   • パラメータ最適化:材料の厚みに応じてパラメータを動的に調整（20mmの例）：
     • 電極線:Φ0.1mm黄銅線（引張強さ1,200N/mm²以上）
     • 放電パラメータ:ピーク電流3〜5A、パルスオン時間1〜3μs、パルスオフ時間10〜15μs
     • 誘電流体:専用灯油系作動液（導電率5～15μS/cm）
3. ワークホールディングとキャリブレーション
   • フィクスチャーデザイン:真空吸引による複合クランプ＋変形（≤0.005mm）を最小限に抑える横方向サポート。
   • 座標アライメント:レーザーによるツールセッティングにより、ワークとマシンの座標誤差≤±0.003mmを保証します。

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II.実行5段階の精密加工

1. 3Dモデリング＆プログラミング
   • 3DモデリングにはCAMソフトウェア（Mastercam/GibbsCAM）を使用し、シャープなコーナー遷移（半径≥R0.1mm）と薄肉構造（厚さ≥0.3mm）を重視する。
   • ISOコード生成:残留応力の影響を軽減するため、オーバーカット補正（0.01～0.02mm）を施す。
2. トライアルカットの検証
   • 材料端で5×5mmのパイロットホールをカットする。偏差が±0.005mmを超える場合は補正値を調整する。
3. セグメント・カット戦略
   • ラフティング:大電流(8-10A)で、0.15-0.2mmの仕上げ代を残しながら、素早く材料を除去。
   • 仕上げ:低電流（2～3A）＋高周波パルス（パルスオン時間1μs）、サーボトラッキングによる0.001mmパス制御。
4. リアルタイムのモニタリングと介入
   • 分光分析:誘電体液中の金属イオン濃度をモニターし、タングステンが150ppmを超えたら交換する。
   • サーマルイメージング:赤外線カメラを使用して、切断ゾーンの温度≤80℃を維持し、熱影響ゾーンの膨張を防ぐ。
5. 最終品質検査
   • 寸法精度:CMMを使用して重要寸法（H7/g6フィットなど）を検証する。
   • 表面品質:プロフィロメーターでRa値（目標0.8μm以下）を測定し、微小硬さ試験で熱影響部の硬度低下（5%以下）を評価する。

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III.リスクコントロール4つの重要な注意事項

1. 安全プロトコル
   • 作業者は、耐アークフェイスシールド（フィルタークラス≥9）、絶縁手袋、耐切創性の衣服を着用しなければならない。
   • 機械には、二重回路の非常停止装置と残留電流装置（漏電遮断器、トリップ電流 30mA 以下）を装備すること。
2. 設備メンテナンス
   • 毎日:導電性ブロックの酸化を除去し、ワイヤー張力の安定性を確認する（±0.5N の変動）。
   • 毎月:イオン交換樹脂の交換（導電率が限界値を超えた場合）、サーボエンコーダの再校正。
3. 品質トレーサビリティ
   • バッチ固有のパラメータ（切削液の交換、ワイヤーの消費量）を記録し、統計的工程管理（SPC）を適用して工程のばらつきを特定する。

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IV.後処理：パフォーマンス向上のための最後の仕上げ

1. 表面強化
   • ストレス・リリーフ・アニーリング:真空炉処理：500℃で2時間、残留応力を低減（≥70%低減）。
   • PVDコーティング:HV≥3,200の硬度と≥1,000hのNSS耐食性のためにTiAlN層（2-3μm）を蒸着する。
2. 精密検証
   • CTスキャン:内部クラック検出用工業用CT（分解能≤0.01mm）。
   • 白色光干渉法:マイクロトポグラフィー解析（0.1μmステップサイズ）。
3. 梱包と保管
   • 乾燥剤で真空包装し、空調管理された倉庫（20±2℃、≤40%RH）で保管する。

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結論産業の発展を牽引する技術進化

などの進歩がある。 5軸WEDMマシン（GF Machining Solutions CUT Pシリーズなど） そして AIによるパラメータ最適化超硬WEDMは現在、40%の高速加工、Ra 0.2μmの表面仕上げ、95%以上の材料利用率を達成しています。また タングステンカーバイド加工15年のスペシャリスト, 東莞易是金型 は、材料選択、プロセスエンジニアリング、設備統合に及ぶ統合ソリューションを提供しています。当社の主力製品には、超硬パンチ、ダイインサート、カスタム硬質合金部品などがあります。

当社の工場事業：超硬部品、金型部品、医療用射出成形金型、精密射出成形金型、テフロンPFA射出成形、PFAチューブ継手。電子メール：[email protected],whatsapp：+8613302615729。

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