BE1019645A5

BE1019645A5 - COATED SAW THREAD.

Info

Publication number: BE1019645A5
Application number: BE2010/0319A
Authority: BE
Inventors: Hiroshi Yaguchi; Yasuhiro Oki; Kazuo Yoshikawa; Takashi Kobori
Original assignee: Kobelco Res Inst Inc
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2012-09-04
Also published as: KR101166636B1; TWI471207B; CN101898263A; JP2014042983A; CN101898263B; TW201109143A; JP2011005624A; KR20100127712A; JP5412320B2

Abstract

Het is een voorwerp van de uitvinding om te voorzien in een gecoate zaagdraad met een uitstekende slijpweerstand die een organische film of een anorganische film bevat die is gecoat op het oppervlak van een basisdraad en die wordt gebruikt voor het zagen tijdens het blazen van slijpkorrels. Voorts is het een ander voorwerp van de uitvinding om te voorzien in een gecoat zaagdraad waarmee de accuraatheid van het zaagoppervlak uitstekend kan worden gemaakt. In een gecoate zaagdraad bevattende een organische film of een anorganische film gecoat op een oppervlak van een basisdraad, is een ratio van de elsaticiteitmodulus van een oppervlak van de film ten opzichte van de hardheid (GPa) van het oppervlak van de film (elasticiteitsmodulus / hardheid) gelijk aan 6-25 indien gemeten met een werkwijze van nano-indentatie.It is an object of the invention to provide a coated sawing wire with excellent grinding resistance which contains an organic film or an inorganic film coated on the surface of a base wire and which is used for cutting during the blowing of abrasive grains. Furthermore, it is another object of the invention to provide a coated saw wire with which the accuracy of the saw surface can be made excellent. In a coated saw wire containing an organic film or an inorganic film coated on a surface of a base wire, a ratio of the modulus of elasticity of a surface of the film to the hardness (GPa) of the surface of the film (modulus of elasticity / hardness ) equal to 6-25 when measured by a nano-indentation method.

Description

GECOATE ZAAGDRAADCOATED SAW THREAD

ACHTERGROND VAN DE UITVINDINGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Het domein van de uitvinding1. The domain of the invention

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een gecoate zaagdraad die wordt gebruikt in een zaagmachine. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een gecoate zaagdraad die wordt gebruikt bij het blazen van slijpkorrels op een contactgedeelte tussen een werkstuk en de zaagdraad bij het zagen van een werkstuk uit metaal, keramiek en dergelijke.The present invention relates to a coated saw wire that is used in a sawing machine. More specifically, the present invention relates to a coated saw wire that is used in blowing abrasive grains on a contact portion between a workpiece and the saw wire when sawing a workpiece of metal, ceramic, and the like.

2. Beschrijving van de verwante techniek2. Description of the related art

Een werkstuk uit metaal, keramiek en dergelijke wordt gezaagd door een zaagmachine met een daaraan bevestigde zaagdraad. De zaagdraad loopt in één richting of in twee richtingen (heen en weer) en kan het werkstuk op een willekeurige breedte zagen door de zaagdraad in contact te brengen met het werkstuk.A workpiece from metal, ceramics and the like is sawn by a sawing machine with a saw wire attached thereto. The saw wire runs in one direction or in two directions (back and forth) and can cut the workpiece to any width by bringing the saw wire into contact with the workpiece.

Het zaagoppervlak van het werkstuk moet glad zijn. Met het oog op de verbetering van de accuraatheid van het zaagoppervlak van het werkstuk wordt het werkstuk gezaagd terwijl een oplossing die slijpkorrels bevat wordt geblazen op het contactgedeelte tussen het werkstuk en de zaagdraad. De accuraatheid van het zaagoppervlak wordt zo uitstekend omdat de slijpkorrels die in de geblazen oplossing zijn vervat tussen het werkstuk en de zaagdraad worden getrokken en het wegslijten van het werkstuk daardoor wordt bevorderd.The cutting surface of the workpiece must be smooth. In order to improve the accuracy of the saw surface of the workpiece, the workpiece is sawn while a solution containing abrasive grains is blown onto the contact portion between the workpiece and the saw wire. The accuracy of the sawing surface becomes so excellent because the abrasive grains contained in the blown solution are drawn between the workpiece and the sawing wire and the wear of the workpiece is thereby promoted.

Als een technologie die de accuraatheid van het zaagoppervlak van het werkstuk verbetert, is een technologie bekend die de vorm van de zaagdraad zelf verbetert en niet het blazen van de slijpkorrels. Bij wijze van voorbeeld wordt in de publicatie van de niet-onderzochte Japanse octrooiaanvraag met het nummer 2005-111653 een zaagdraad voorgesteld waarvan het oppervlak wordt onderworpen aan een galvanisatie met zink of met koper en wiens verschil tussen de maximale en de minimale diameter en de oppervlakteruwheid is geoptimaliseerd. Voorts wordt in de niet-onderzochte Japanse octrooiaanvraag met het nummer H10-309627 een staaldraad voor een zaagdraad voorgesteld wiens onvlakheid van het zaagoppervlak wordt gereduceerd door het stellen van voorwaarden aan de verdeling van de hardheid in de doorsnede van de draad.As a technology that improves the accuracy of the cutting surface of the workpiece, a technology is known that improves the shape of the sawing wire itself and not blowing the abrasive grains. By way of example, in the publication of the unexamined Japanese patent application with the number 2005-111653 a saw wire is proposed whose surface is subjected to a galvanization with zinc or copper and whose difference between the maximum and minimum diameter and the surface roughness has been optimized. Furthermore, in the unexamined Japanese patent application with the number H10-309627 a steel wire for a saw wire is proposed whose unevenness of the saw surface is reduced by imposing conditions on the distribution of the hardness in the cross section of the wire.

Voorts wordt in de niet-onderzochte Japanse octrooiaanvraag met het nummer 2006-179677 een draad gepubliceerd wiens buitenste perifeer oppervlak is gecoat met een harsdragende film die slijpkorrels bevat. De documentatie bij het octrooi vermeldt dat slijpkorrels (aparte slijpkorrels) op stabiele wijze kunnen worden getrokken tot op een contactgedeelte tussen de draad en een werkstuk omdat de slijpkorrels (aparte slijpkorrels) zich bij het gebruik van de draad vastbijten in de harsdragende film.Furthermore, in the unexamined Japanese patent application with the number 2006-179677 a wire is published whose outer peripheral surface is coated with a resin-bearing film containing abrasive grains. The documentation accompanying the patent states that abrasive grains (separate abrasive grains) can be stably drawn to a contact portion between the wire and a workpiece because the abrasive grains (separate abrasive grains) bite into the resin-bearing film when using the wire.

Zoals hiervoor beschreven, verslijt de zaagdraad bij het zagen van het werkstuk tijdens het blazen van de slijpkorrels en wordt zo een onvlakheid gevormd op het oppervlak van de zaagdraad. Deze onvlakheid verslechtert de accuraatheid van het zaagoppervlak van het werkstuk en veroorzaakt het afbreken van de zaagdraad. In de publicaties van de niet-onderzochte Japanse octrooiaanvragen met de nummers 2005111653, H10-309627 en 2006-179677 wordt echter geen aandacht geschonken aan de slijpweerstand van de zaagdraad en zij zijn volgens de studie van de onderhavige uitvinders op het vlak van de slijpweerstand alle minderwaardig.As described above, the saw wire wears out when sawing the workpiece during blowing of the abrasive grains and thus an unevenness is formed on the surface of the saw wire. This unevenness deteriorates the accuracy of the saw surface of the workpiece and causes the cutting wire to break. In the publications of the unexamined Japanese patent applications with the numbers 2005111653, H10-309627 and 2006-179677, however, no attention is paid to the cutting resistance of the sawing wire and according to the study of the present inventors in the field of the cutting resistance inferior.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

De onderhavige uitvinding werd ontwikkeld op basis van dusdanige omstandigheden, en het voorwerp ervan is te voorzien in een gecoate zaagdraad met een uitstekende slijpweerstand die een organische film bevat die is gecoat op het oppervlak van een basisdraad en die wordt gebruikt voor het zagen tijdens het blazen van slijpkorrels. Voorts is het een ander voorwerp van de uitvinding om te voorzien in een gecoate zaagdraad waarmee de accuraatheid van het zaagoppervlak uitstekend kan worden gemaakt.The present invention was developed on the basis of such conditions, and its object is to provide a coated saw wire with excellent abrasion resistance that contains an organic film coated on the surface of a base wire and which is used for sawing during blowing of abrasive grains. Furthermore, it is another object of the invention to provide a coated saw wire with which the accuracy of the saw surface can be made excellent.

De gecoate zaagdraad in overeenstemming met een aspect van deze uitvinding die de hiervoor beschreven opgave zou kunnen realiseren, wordt daardoor gekenmerkt dat hij een organische film bevat die op het oppervlak van de basisdraad is gecoat en dat de ratio van de elasticiteitsmodulus (GPa) van het oppervlak van de film ten opzichte van de hardheid (GPa) van het oppervlak van de film (elasticiteit / hardheid) 6-25 bedraagt indien gemeten met een werkwijze van nano-indentatie.The coated saw wire in accordance with an aspect of this invention that could accomplish the above-described task is characterized in that it contains an organic film coated on the surface of the base wire and that the elastic modulus (GPa) ratio of the surface area of the film relative to the hardness (GPa) of the surface area of the film (elasticity / hardness) is 6-25 when measured by a nano-indentation method.

De hardheid van het oppervlak van de film bedraagt bij voorkeur 0,1-1 GPa. De dikte van de anorganische film kan 0,05 - 15 pm bedragen. Voor wat betreft de basisdraad verdient het gebruik van een draad aanbeveling met een hardheid van 3 GPa of meer, indien gemeten met een werkwijze van nano-indentatie.The hardness of the surface of the film is preferably 0.1-1 GPa. The thickness of the inorganic film can be 0.05 - 15 µm. As for the base wire, the use of a wire with a hardness of 3 GPa or more is recommended if measured by a method of nano-indentation.

De uitvinding bevat een werkwijze voor de productie van een zaaglichaam omvattende het zagen van het werkstuk door de gecoate zaagdraad terwijl slijpkorrels worden geblazen op het contactoppervlak tussen de zaagdraad en het werkstuk.The invention includes a method for producing a saw body comprising sawing the workpiece through the coated saw wire while abrasive grains are blown onto the contact surface between the saw wire and the work piece.

In overeenstemming met een aspect van de uitvinding kan de slijpweerstand van de zaagdraad worden verbeterd aangezien de ratio van de elasticiteitsmodulus ten opzichte van de hardheid (elasticiteitsmodulus / hardheid, kan hierna “plasticiteitsindex” worden genoemd) van het oppervlak van de zaagdraad behouden blijft binnen het bereik van 6 - 25. Voorts, wanneer de hardheid van het oppervlak behouden blijft binnen het bereik van 0,1-1 GPa en in het bijzonder wanneer de plasticiteitsindex van het oppervlak van de zaagdraad binnen het hiervoor vermelde bereik blijft, kan eveneens de accuraatheid van het zaagoppervlak worden verbeterd.In accordance with an aspect of the invention, the cutting resistance of the sawing wire can be improved since the modulus of elasticity to hardness (modulus of elasticity / hardness, hereinafter referred to as "plasticity index") of the surface of the sawing wire is retained within the Furthermore, if the hardness of the surface is maintained within the range of 0.1-1 GPa and in particular if the plasticity index of the surface of the saw wire remains within the aforementioned range, the accuracy may also be of the saw surface can be improved.

BEKNOPTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Figuur 1 is een grafiek die het verband aangeeft tussen de indentatiediepte en de hardheid van het oppervlak van de film ten opzichte van nr. 1, getoond in tabel 1 van de voorbeelden; figuur 2 is een grafiek die het verband aangeeft tussen de indentatiediepte en de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film ten opzichte van nr. 1, getoond in tabel 1 van de voorbeelden; figuur 3 is een grafiek die het verband aangeeft tussen de indentatiediepte en de hardheid van het oppervlak van de film ten opzichte van nr. 2, getoond in tabel 1 van de voorbeelden; en figuur 4 is een grafiek die het verband aangeeft tussen de indentatiediepte en de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film ten opzichte van nr. 2, getoond in tabel 1 van de voorbeelden.Figure 1 is a graph showing the relationship between the depth of identification and the hardness of the surface of the film with respect to No. 1, shown in Table 1 of the examples; Figure 2 is a graph showing the relationship between the depth of indentation and the modulus of elasticity of the surface of the film with respect to No. 1 shown in Table 1 of the examples; Figure 3 is a graph showing the relationship between the depth of indentation and the hardness of the surface of the film with respect to No. 2, shown in Table 1 of the examples; and Figure 4 is a graph showing the relationship between the depth of indentation and the modulus of elasticity of the surface of the film with respect to No. 2, shown in Table 1 of the examples.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGSVORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Met het oog op de verbetering van de slijpweerstand van de zaagdraad die wordt gebruikt voor het zagen van een werkstuk door een zaagmachine tijdens het blazen van slijpkorrels, hebben de uitvinders uitgebreide onderzoeken gedaan. Als gevolg daarvan werd, voor wat betreft de zaagdraad bevattende een organische film of een anorganische film gecoat op het oppervlak van een basisdraad, ontdekt dat het volume van het wegslijten kon worden gereduceerd indien het evenwicht tussen de elasticiteitsmodulus en de hardheid van het oppervlak van de zaagdraad op doeltreffende wijze werd gecontroleerd om ervoor te zorgen dat de ratio van de elasticiteitsmodulus ten opzichte van de hardheid (plasticiteitsindex) in het bereik blijft van 6 - 25. Zo werd de uitvinding voltooid. Voorts werd duidelijk dat, indien de hardheid van het oppervlak van de zaagdraad in het bereik van 0,01 - 1 GPa werd behouden en in het bijzonder wanneer de plasticiteitsindex van het oppervlak van de zaagdraad binnen het hiervoor vermelde bereik bleef, het oppervlak van het werkstuk na het zagen zacht kon worden gemaakt en een werkstuk met een uitstekende oppervlakte accuraatheid kon worden verkregen.In order to improve the cutting wire abrasion resistance used for sawing a workpiece by a sawing machine while blowing abrasive grains, the inventors have conducted extensive investigations. As a result, with regard to the saw wire containing an organic film or an inorganic film coated on the surface of a base wire, it was discovered that the volume of the wear could be reduced if the balance between the elastic modulus and the hardness of the surface of the sawing wire was effectively controlled to ensure that the ratio of the elastic modulus to the hardness (plasticity index) remains in the range of 6-25. Thus the invention was completed. Furthermore, it became clear that if the hardness of the surface of the saw wire was maintained in the range of 0.01-1 GPa and in particular if the plasticity index of the surface of the saw wire remained within the aforementioned range, the surface of the workpiece could be softened after sawing and a workpiece with excellent surface accuracy could be obtained.

Eerst zal hierna nu worden beschreven hoe de uitvinding werd voltooid.First, it will now be described how the invention was completed.

De belangrijkste oorzaak van het wegslijten van de zaagdraad die wordt gebruikt voor het zagen van het werkstuk bij het blazen van slijpkorrels is de abrasieve slijtage. Abrasieve slijtage is een verschijnsel waarbij afzonderlijke slijpkorrels zich vastbijten in het raakvlak van de zaagdraad en het werkstuk en daardoor de zaagdraad laten afschilferen waardoor de slijtage wordt veroorzaakt. Er wordt gedacht dat, om de abrasieve slijtage te reduceren, het harden van het oppervlak doeltreffend is. Bij de onderzoeken van de uitvinders werd evenwel ontdekt dat, indien het oppervlak van de zaagdraad op bovenmatige wijze werd gehard, het oppervlak ging afschilferen en dat de abrasieve slijtage zo integendeel toenam. In deze omstandigheden besteedden de uitvinders aandacht aan het materiaal van het oppervlak van de zaagdraad, en ontdekten zij dat de abrasieve slijtage van de zaagdraad kon worden verbeterd indien naast de hardheid ook de elasticiteitsmodulus werd gecontroleerd.The most important cause of the wear of the sawing wire used for sawing the workpiece when blowing abrasive grains is abrasive wear. Abrasive wear is a phenomenon in which individual abrasive grains bite into the interface of the saw wire and the workpiece and thereby cause the saw wire to peel off causing the wear. It is thought that to cure the abrasive wear, surface hardening is effective. In the inventors' investigations, however, it was discovered that if the surface of the saw wire was hardened excessively, the surface would flake off and the abrasive wear increased on the contrary. In these circumstances, the inventors paid attention to the material of the surface of the saw wire, and discovered that the abrasive wear of the saw wire could be improved if, in addition to the hardness, the elastic modulus was checked.

Dat wil zeggen dat een zaagdraad in overeenstemming met een aspect van de uitvinding er één is die een organische film of een anorganische film bevat, gecoat op een oppervlak van een basisdraad (gecoate basisdraad) met een ratio van de elasticiteitsmodulus ten opzichte van de hardheid (plasticiteitsindex) van een filmoppervlak gelijk aan 6 - 25. Door de plasticiteitsindex op 6 - 25 te brengen, wordt het evenwicht tussen de elasticiteitsmodulus en de hardheid van de film uitstekend. Wanneer dit evenwicht uitstekend is, en zelfs wanneer een spanning wordt uitgeoefend en een rek optreedt bij het zagen, blijft de vervorming van de gecoate zaagdraad in elastische vervorming en treedt zo goed als geen plastische vervorming op. Zo wordt ook de accuraatheid van het zaagoppervlak uitstekend. Wanneer de plasticiteitsindex bovenmatig laag is, wordt de hardheid te groot voor de elasticiteitsmodulus. Bijgevolg treedt, wanneer spanning wordt uitgeoefend, brosbreukigheid op in de gecoate zaagdraad, en een deel van het oppervlak van de gecoate zaagdraad bladdert af wat het volume van het wegslijten verhoogt. Indien afbladdering optreedt op het oppervlak van de gecoate zaagdraad wordt het oppervlak ook ruw en verslechtert de accuraatheid van het zaagoppervlak van het werkstuk. Bijgevolg wordt de plasticiteitsindex gebracht op 6 of meer, bij voorkeur op 9 of meer, nog meer bij voorkeur op 10 of meer. Wanneer de plasticiteitsindex evenwel bovenmatig hoog is, wordt de elasticiteitsmodulus evenwel bovenmatig hoog voor de elasticiteitsmodulus.That is, a saw wire in accordance with an aspect of the invention is one containing an organic film or an inorganic film coated on a surface of a base wire (coated base wire) with a ratio of the elastic modulus to the hardness ( plasticity index) of a film surface equal to 6 - 25. By bringing the plasticity index to 6 - 25, the balance between the elastic modulus and the hardness of the film becomes excellent. When this equilibrium is excellent, and even when a stress is applied and an elongation occurs during sawing, the deformation of the coated saw wire remains in elastic deformation and virtually no plastic deformation occurs. This way the accuracy of the cutting surface also becomes excellent. When the plasticity index is excessively low, the hardness becomes too large for the elastic modulus. Consequently, when stress is applied, brittle fracture occurs in the coated saw wire, and a portion of the surface of the coated saw wire peels off which increases the volume of the wear away. If peeling occurs on the surface of the coated saw wire, the surface also becomes rough and the accuracy of the saw surface of the workpiece deteriorates. Consequently, the plasticity index is brought to 6 or more, preferably to 9 or more, even more preferably to 10 or more. However, when the plasticity index is excessively high, the modulus of elasticity becomes excessively high for the modulus of elasticity.

Daarom wordt wanneer spanning wordt uitgeoefend de gecoate zaagdraad plastisch vervormd en slijt hij makkelijk af. Dienovereenkomstig wordt de plasticiteitsindex gebracht op 25 of minder, bij voorkeur op 23 of minder, nog meer bij voorkeur op 20 of minder.Therefore, when tension is applied, the coated saw wire is plastically deformed and wears off easily. Accordingly, the plasticity index is brought to 25 or less, preferably to 23 or less, even more preferably to 20 or less.

De hardheid van het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad bedraagt bij voorkeur 0,1-1 GPa. Wanneer het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad bovenmatig hard is, treedt bij het zagen gemakkelijk een uitloop op, is geen accuraat zagen mogelijk, en dreigt de accuraatheid van het zaagoppervlak te verslechteren. Daarom wordt de hardheid van het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad gebracht op bij wijze van voorbeeld 1 GPa of minder, bij voorkeur 0,9 GPa of minder, meer bij voorkeur 0,6 GPa of minder. Vanuit het oogpunt van het verbeteren van de accuraatheid van het zaagoppervlak van het werkstuk verdient het aanbeveling om het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad zo laag mogelijk te houden. Indien echter het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad bovenmatig zacht wordt, heeft de slijtweerstand van de gecoate zaagdraad de neiging om te verslechteren. Voorts, indien de gecoate zaagdraad versleten is, verslechteren de oppervlaktekarakteristieken van de gecoate zaagdraad en wordt onvlakheid op het oppervlak gevormd. Dat leidt ook tot de vorming van onvlakheid op het zaagoppervlak van het werkstuk en de verslechtering van de accuraatheid van het zaagoppervlak van het werkstuk. Voorts, wanneer het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad bovenmatig zacht wordt, vermindert de sterkte van de draad eveneens. Dan kan de snelheid van de draad bij het zagen niet worden verhoogd en daalt de productiviteit. Dienovereenkomstig wordt de hardheid van het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad gebracht op bij wijze van voorbeeld 0,1 GPa of meer, bij voorkeur 0,15 GPa of meer, meer bij voorkeur 0,2 GPa of meer.The hardness of the surface of the coated saw wire film is preferably 0.1-1 GPa. If the surface of the film of the coated saw wire is excessively hard, a run-out easily occurs during sawing, no accurate sawing is possible, and the accuracy of the sawing surface threatens to deteriorate. Therefore, the hardness of the surface of the coated saw wire film is brought to, for example, 1 GPa or less, preferably 0.9 GPa or less, more preferably 0.6 GPa or less. From the point of view of improving the accuracy of the saw surface of the work piece, it is recommended to keep the surface of the film of the coated saw wire as low as possible. However, if the surface of the coated saw wire film becomes excessively soft, the wear resistance of the coated saw wire tends to deteriorate. Furthermore, if the coated saw wire is worn, the surface characteristics of the coated saw wire deteriorate and unevenness is formed on the surface. This also leads to the formation of unevenness on the saw surface of the workpiece and the deterioration of the accuracy of the saw surface of the workpiece. Furthermore, when the surface of the coated saw wire film becomes excessively soft, the strength of the wire also decreases. Then the speed of the wire when cutting cannot be increased and the productivity decreases. Accordingly, the hardness of the surface of the coated saw wire film is increased to, for example, 0.1 GPa or more, preferably 0.15 GPa or more, more preferably 0.2 GPa or more.

De elasticiteitsmodulus in het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad is niet in het bijzonder beperkt en kan worden bijgesteld zodat de plasticiteitsindex 6 - 25 wordt, in evenwicht met de hardheid van het oppervlak van de film. De elasticiteitsmodulus in het oppervlak van de film is bij wijze van voorbeeld 0,6 - 25 GPa, bij voorkeur 1 - 20 GPa, meer bij voorkeur 2 -15 GPa.The modulus of elasticity in the surface of the film of the coated saw wire is not particularly limited and can be adjusted so that the plasticity index becomes 6 to 25, in equilibrium with the hardness of the surface of the film. The modulus of elasticity in the surface of the film is, for example, 0.6 - 25 GPa, preferably 1 - 20 GPa, more preferably 2 - 15 GPa.

In de uitvinding gaat de aandacht, met het oog op het voorkomen van de slijtage van de gecoate zaagdraad, in de eerste plaats uit naar de kenmerken van de oppervlaktelaag van de gecoate zaagdraad. Om preciezer te zijn, in een zone van 0,05 - 5,0 pm diepte (in het bijzonder in een zone van 0,05 - 1,5 pm diepte) te rekenen vanaf het buitenste oppervlak van de film, nadat de profielen in de diepterichting van de elasticiteitsmodulus en de hardheid van het oppervlak van de film werden gemeten, wordt beslist over de individuele representatieve waarden, en de plasticiteitsindex (en bij voorkeur ook de hardheid) bepaald op basis van de representatieve waarden wordt gecontroleerd in de hiervoor beschreven zone. Meer specifiek worden de elasticiteitsmodulus en de hardheid gemeten aan de hand van een werkwijze van nano-indentatie. In overeenstemming met de werkwijze van nano-indentatie (hardheidstest voor een zeer klein gedeelte) kunnen de hardheid en de elasticiteitsmodulus van het te onderzoeken materiaal worden gemeten met minder indentatie door een ultralage indentatiebelasting, daardoor oefent het materiaal aan de onderkant van de oppervlakte laag nauwelijks enige invloed uit, en kunnen de karakteristieken en de prestaties van het oppervlak nauwkeurig worden bepaald.In the invention, with a view to preventing the wear of the coated saw wire, attention is primarily focused on the characteristics of the surface layer of the coated saw wire. To be more precise, in a zone of 0.05 - 5.0 µm depth (especially in a zone of 0.05 - 1.5 µm depth) from the outer surface of the film, after the profiles in the depth direction of the elastic modulus and the hardness of the surface of the film were measured, the individual representative values are decided upon, and the plasticity index (and preferably also the hardness) determined on the basis of the representative values is checked in the zone described above . More specifically, the elastic modulus and the hardness are measured by a nano-indentation method. In accordance with the method of nano-indentation (hardness test for a very small part), the hardness and the modulus of elasticity of the material to be examined can be measured with less indentation due to an ultra-low indentation load, therefore the material at the bottom of the surface layer hardly exerts influence, and the characteristics and performance of the surface can be accurately determined.

Voor wat betreft de elasticiteitsmodulus en de hardheid van het oppervlak van de film leidt de meting tot een positie waarop, indien het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad meerdere keren wordt gemeten, de meetresultaten niet veel verschillen en stabiele resultaten kunnen worden bereikt, die kunnen worden gebruikt als een representatieve waarde. Bij wijze van voorbeeld heeft de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film de neiging toe te nemen van bij het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad naar de centrale as toe. Bijgevolg kan het resultaat dat wordt gemeten nabij het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad worden gebruikt als een representatieve waarde voor de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film. Aan de andere kant, en voor wat betreft de hardheid van het oppervlak van de film, worden de resultaten gevarieerder naarmate dichter bij het buitenste oppervlak van de film wordt gemeten, wat dus anders is dan bij de elasticiteitsmodulus. Dienovereenkomstig kan het resultaat dat wordt gemeten op de centrale as van de gecoate zaagdraad worden gebruikt als een representatieve waarde voor de hardheid van het oppervlak van de film. Bij wijze van voorbeeld werd in de hierna beschreven voorbeelden profielen van de hardheid van het oppervlak van de film zoals weergegeven in de figuren 1 en 3 en profielen van de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film zoals weergegeven in de figuren 2 en 4 gemeten. De hardheid gemeten in het bereik van 400 - 450 nm werd “de hardheid van het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad” en de elasticiteitsmodulus gemeten in het bereik van 60 -90 nm indentatiediepte werd de “elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad”.With regard to the modulus of elasticity and the hardness of the surface of the film, the measurement leads to a position where, if the surface of the film of the coated saw wire is measured several times, the measurement results do not differ much and stable results can be achieved, which can be used as a representative value. For example, the modulus of elasticity of the surface of the film tends to increase from the surface of the film of the coated saw wire toward the central axis. Consequently, the result measured near the surface of the film of the coated saw wire can be used as a representative value for the modulus of elasticity of the surface of the film. On the other hand, and with regard to the hardness of the surface of the film, the results become more varied the closer to the outer surface of the film is measured, which is different from the modulus of elasticity. Accordingly, the result measured on the center axis of the coated saw wire can be used as a representative value for the hardness of the surface of the film. By way of example, in the examples described below, profiles of the hardness of the surface of the film as shown in Figures 1 and 3 and profiles of the elastic modulus of the surface of the film as shown in Figures 2 and 4 were measured. The hardness measured in the range of 400 - 450 nm became "the hardness of the surface of the film of the coated saw wire" and the elastic modulus measured in the range of 60 -90 nm indentation depth became the "elastic modulus of the surface of the film of the coated saw wire ”.

Dat wil zeggen dat de figuren 1 en 3 de meetresultaten weergeven van de hardheidsprofielen in het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad in de hierna beschreven profielen. Zoals blijkt uit deze tekeningen is bekend dat de meetresultaten van de hardheid van het oppervlak van de film variëren in het bereik van het buitenste oppervlak van de film tot 150 nm indentatiediepte, terwijl deze nauwelijks variëren in het bereik van 400 - 450 nm indentatiediepte, en er is maar een kleine meetfout. Aan de andere kant geven de figuren 2 en 4 de meetresultaten weer van de elasticiteitsmodulus in het oppervlak van de film van de gecoate zaagdraad. Zoals blijkt uit deze tekeningen variëren de meetresultaten van de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film niet zeer veel in de nabijheid van het oppervlak van de film, hoewel wordt erkend dat de elasticiteitsmodulus de neiging heeft om toe te nemen als de indentatiediepte toeneemt in een bereik van 200 nm of meer indentatiediepte. Ook wanneer de elasticiteitsmodulus en de hardheid van het oppervlak van de film worden gemeten in het buitenste oppervlak van de film, variëren de resultaten veel bij elke meting en kan geen betrouwbaar resultaat worden verkregen. Daarom moet worden vermeden om te meten in het buitenste oppervlak.That is, Figures 1 and 3 show the measurement results of the hardness profiles in the surface of the coated saw wire film in the profiles described below. As is apparent from these drawings, it is known that the hardness measurements of the surface of the film vary in the range of the outer surface of the film to 150 nm indentation depth, while they hardly vary in the range of 400 - 450 nm indentation depth, and there is only a small measurement error. On the other hand, Figures 2 and 4 show the measurement results of the modulus of elasticity in the surface of the coated saw wire film. As can be seen from these drawings, the measurement results of the modulus of elasticity of the surface of the film do not vary very much in the vicinity of the surface of the film, although it is recognized that the modulus of elasticity tends to increase as the indentation depth increases in a range of 200 nm or more indentation depth. Also when the modulus of elasticity and the hardness of the surface of the film are measured in the outer surface of the film, the results vary widely with each measurement and a reliable result cannot be obtained. Therefore, it must be avoided to measure in the outer surface.

De elasticiteitsmodulus en de hardheid van het oppervlak van de film worden berekend door te meten op ten minste 15 plaatsen en het gemiddelde te berekenen van die meetresultaten. Als er een abnormale waarde optreedt in de meetresultaten (bij wijze van voorbeeld een waarde groter dan 3 keer of kleiner dan 1/3 van het gemiddelde), wordt die waarde geweigerd en wordt een bijkomende meting uitgevoerd om toch het gemiddelde te kunnen berekenen van de meetresultaten van ten minste 15 plaatsen. Het resultaat daarvan is dat in de werkwijze van nano-indentatie de hardheid en de elasticiteitsmodulus in een extreem kleine zone worden gemeten en daarom komen nauwelijks meetfouten voor.The elastic modulus and the hardness of the surface of the film are calculated by measuring in at least 15 places and calculating the average of those measurement results. If an abnormal value occurs in the measurement results (for example, a value greater than 3 times or less than 1/3 of the average), that value is rejected and an additional measurement is carried out in order to be able to calculate the average of the measurement results from at least 15 places. The result thereof is that in the method of nano-indentation the hardness and the modulus of elasticity are measured in an extremely small zone and therefore hardly any measurement errors occur.

Voor de basisdraad die de film vormt, kan een draad van titanium, koper, staal en dergelijke worden gebruikt.For the base wire that forms the film, a wire of titanium, copper, steel, and the like can be used.

Wat betreft een staaldraad kan bij wijze van voorbeeld een draad van roestvrij staal of staal met hoog koolstofgehalte en dergelijke worden gebruikt. Wat betreft een draad van roestvrij staal kan een draad worden gebruikt van een roestvrij staal op basis van austeniet zoals SUS301, SUS304, SUS310, SUS316, SUS321, SUS341, een draad van een roestvrij staal op basis van ferriet zoals SUS405, SUS430, een draad van een roestvrij staal op basis van martensiet zoals SUS403, SUS410, een duplexdraad van roestvrij staal (roestvrij staal op basis van austeniet en ferriet) zoals SUS329J1, een draad van een roestvrij precipitatiegehard staal zoals SUS630 en dergelijke. Wat betreft een draad van staal met hoog koolstofgehalte kan bij wijze van voorbeeld een draad van staal met een koolstofgehalte van 0,5 - 1,2% worden gebruikt. Wat betreft deze draad van staal met hoog koolstofgehalte kan bij wijze van voorbeeld een staaldraad zoals beschreven in JIS G3502 worden gebruikt.With regard to a steel wire, for example, a wire made of stainless steel or high carbon steel and the like can be used. As for a stainless steel wire, a wire made from austenite-based stainless steel such as SUS301, SUS304, SUS310, SUS316, SUS321, SUS341, a ferrite-stainless steel wire such as SUS405, SUS430, a wire of a martensite stainless steel such as SUS403, SUS410, a stainless steel duplex wire (austenite and ferrite stainless steel) such as SUS329J1, a stainless precipitation hardened steel wire such as SUS630 and the like. With regard to a wire of high-carbon steel, for example, a wire of steel with a carbon content of 0.5 to 1.2% can be used. With regard to this high-carbon steel wire, for example, a steel wire as described in JIS G3502 can be used.

Volgens een aspect van de uitvinding verdient het aanbeveling om een de basisdraad te gebruiken met een hardheid van 3 GPa of meer, indien gemeten met de werkwijze van nano-indentatie. Omdat de treksterkte van geheel gecoate zaagdraad kan worden verhoogd door de hardheid van de basisdraad op 3 GPa of meer te brengen, komt het breken van de draad niet voor, zelfs wanneer de snelheid van de draad bij het zagen van het werkstuk wordt verhoogd. Zo kan de productiviteit worden opgetrokken.According to an aspect of the invention, it is recommended to use a base wire with a hardness of 3 GPa or more when measured by the method of nano-indentation. Because the tensile strength of fully coated saw wire can be increased by bringing the hardness of the base wire to 3 GPa or more, the breaking of the wire does not occur even when the speed of the wire is increased when sawing the workpiece. This way, productivity can be increased.

Voor wat betreft de organische film die wordt gecoat op het oppervlak van de basisdraad wordt een synthetisch hars waarvan de plasticiteitsindex wordt bijgesteld om 6 - 25 te bedragen gekozen uit thermohardende en thermoplastische harsen. Van dusdanige synthetische harsen kunnen een fenolhars, op amide gebaseerd hars, epoxyhars, polyurethaan, formal, ABS-hars, vinylchloride, op imide gebaseerd hars, polyester en dergelijke worden gebruikt. De plasticiteitsindex kan worden bijgesteld door het controleren van de graad van polymerisatie in het geval van een thermoplastisch hars en de dichtheid van kruisverbindingen in het geval van een thermohardend hars. Ook kan de plasticiteitsindex worden bijgesteld door meer dan twee verschillende types monomeren te copolymeriseren en door de toevoeging van een additief (bij wijze van voorbeeld een weekmiddel zoals een fosforester, een thermische stabilisator zoals metaalzeep en dergelijke).As for the organic film being coated on the surface of the base wire, a synthetic resin whose plasticity index is adjusted to be 6 to 25 is selected from thermosetting and thermoplastic resins. Of such synthetic resins, a phenolic resin, amide-based resin, epoxy resin, polyurethane, formal, ABS resin, vinyl chloride, imide-based resin, polyester, and the like can be used. The plasticity index can be adjusted by checking the degree of polymerization in the case of a thermoplastic resin and the density of cross-links in the case of a thermosetting resin. The plasticity index can also be adjusted by copolymerizing more than two different types of monomers and by the addition of an additive (for example, a plasticizer such as a phosphorus ester, a thermal stabilizer such as metal soap and the like).

De organische film kan worden gevormd door het coaten van het oppervlak van de basisdraad met een op de markt verkocht vernis en dan te verwarmen. Door de hardheid van de organische film gepast bij te stellen, kunnen de plasticiteitsindex en de elasticiteitsmodulus worden gecontroleerd. De hardheid van de organische film kan worden bijgesteld op basis van de vernis die wordt gebruikt en de toegepaste temperatuur.The organic film can be formed by coating the surface of the base wire with a varnish sold on the market and then heating. By appropriately adjusting the hardness of the organic film, the plasticity index and the elastic modulus can be checked. The hardness of the organic film can be adjusted based on the varnish used and the applied temperature.

Voor wat betreft de vernis kan een vernis voor geëmailleerde draad, op de markt verkocht door Totoku Toryo Co., Ltd, of een vernis voor een elektrische koperdraad (geëmailleerde draad), op de markt verkocht door Kyocera Chemical Corporation, worden gebruikt.As for the varnish, an enamel wire varnish sold on the market by Totoku Toryo Co., Ltd, or an electric copper wire (enameled wire) varnish sold on the market by Kyocera Chemical Corporation, may be used.

Voor wat betreft de vernis voor geëmailleerde draad kan bij wijze van voorbeeld één van de volgende worden gebruikt: polyurethaanvernis: “TPU F1”, “TPU F2-NC”, “TPU F2-NCA”, “TPU 6200”, “TPU 5100", “TPU 5200”, “TPU 5100”, “TPU K5 132”, “TPU 3000K”, “TPU 3000EA” en dergelijke; producten van Totoku Toryo Co., Ltd.As regards the varnish for enamelled wire, one of the following can be used as an example: polyurethane varnish: “TPU F1”, “TPU F2-NC”, “TPU F2-NCA”, “TPU 6200”, “TPU 5100” , "TPU 5200", "TPU 5100", "TPU K5 132", "TPU 3000K", "TPU 3000EA" and the like; products from Totoku Toryo Co., Ltd.

Polyestervernis: “LITON 21005”, “LITON 21002”, “LITON 3100F”, “LITON 3200BF”, “LITON 3300”, “LITON 3300KF”, “LITON 3500SLD”, “Neoheat 8200K2” en dergelijke; producten van Totoku Toryo Co., Ltd. Polyesterimidevernis: “Neoheat 8600A”, “Neoheat 8600AY”, “Neoheat 8600”, “Neoheat 8600H3”, “Neoheat 8625”, “Neoheat 8600E2”, en dergelijke; producten van Totoku Toryo Co., Ltd.Polyester varnish: "LITON 21005", "LITON 21002", "LITON 3100F", "LITON 3200BF", "LITON 3300", "LITON 3300KF", "LITON 3500SLD", "Neoheat 8200K2" and the like; products from Totoku Toryo Co., Ltd. Polyester imide varnish: "Neoheat 8600A", "Neoheat 8600AY", "Neoheat 8600", "Neoheat 8600H3", "Neoheat 8625", "Neoheat 8600E2", and the like; products from Totoku Toryo Co., Ltd.

Voor wat betreft de vernis voor elektrische koperdraad (geëmailleerde draad), kan bij wijze van voorbeeld een vernis voor hittebestendige urethaan koperdraad (een epoxygemodificeerd hars zoals “TVE5160-27”, een vernis voor formal koperdraad (polyvinyl formal hars zoals “TVE5225A”, een vernis voor hittebestendige formal koperdraad (een epoxygemodificeerd formal hars zoals “TVE5230-27”, een vernis voor een polyester koperdraad (een polyesterhars zoals de “TVE5350 reeks” en dergelijke worden gebruikt (alle genoemde producten zijn producten van Kyocera Chemical Corporation).With regard to the varnish for electrical copper wire (enameled wire), for example, a varnish for heat-resistant urethane copper wire (an epoxy-modified resin such as "TVE5160-27", a varnish for formal copper wire (polyvinyl formal resin such as "TVE5225A", a varnish for heat-resistant formal copper wire (an epoxy-modified formal resin such as "TVE5230-27", a varnish for a polyester copper wire (a polyester resin such as the "TVE5350 series" and the like are used (all products mentioned are products of Kyocera Chemical Corporation).

Voor wat betreft de anorganische film die wordt gecoat op het oppervlak van de basisdraad kan, bij wijze van voorbeeld, film waarvan de plasticiteitsindex van het oppervlak van de film wordt bijgesteld om 6 - 25 te bedragen, worden gekozen uit een Si02-film, glazen (sodaglas) film, CrN-film en dergelijke De Si02-film kan worden gevormd door het coaten van het oppervlak van de basisdraad met een oplossing bevattende Si02 en daarna te drogen. Indien de temperatuur verder wordt verhoogd en de draad wordt gesinterd kan ook een dichte film worden gevormd. De glazen film kan worden gevormd door het coaten van het oppervlak van de basisdraad met een mengsel van glaspoeder en een solvent en daarna te drogen. De CrN-film kan worden gevormd door het arc ion plating (AIP) van het oppervlak van de ··.*·· · basisdraad in een stikstofatmosfeer met gebruik van Cr-targetmateriaal met een AlP-toestel.For the inorganic film coated on the surface of the base wire, for example, film whose plasticity index of the surface of the film is adjusted to be 6 to 25 can be selected from an SiO 2 film, glass (soda glass) film, CrN film and the like The SiO 2 film can be formed by coating the surface of the base wire with a solution containing SiO 2 and then drying. If the temperature is further raised and the wire is sintered, a dense film can also be formed. The glass film can be formed by coating the surface of the base wire with a mixture of glass powder and a solvent and then drying. The CrN film can be formed by the arc ion plating (AIP) of the surface of the ··. * ·· · base wire in a nitrogen atmosphere using Cr target material with an AlP device.

De dikte van de film wordt bij voorkeur gebracht op 0,05 -15 pm. Wanneer de film bovenmatig dun is, gaat de film verslijten en verdwijnt hij in de eerste fase van het zagen of bladdert af van de basisdraad zodat de basisdraad zelf bloot komt, en het effect van de film van de verhoging van de slijtweerstand kan niet ten volle worden bekomen. Daarom gaat de voorkeur uit naar een film met een dikte van 0,05 pm of meer, meer bij voorkeur van 0,5 pm of meer, en in het bijzonder van 2 pm of meer. Indien echter de film bovenmatig dik wordt, wordt het percentage film ten opzichte van de gehele gecoate zaagdraad bovenmatig groot en vermindert daardoor de sterkte van de gehele gecoate zaagdraad. Bijgevolg heeft de draad de neiging om makkelijk te breken indien de snelheid van de draad wordt verhoogd in een poging om de productiviteit op te trekken. Daarom gaat de voorkeur uit naar een film met een dikte van 15 pm of minder, meer bij voorkeur van 13 pm of minder, en in het bijzonder van 10 pm of minder.The thickness of the film is preferably brought to 0.05 -15 µm. When the film is excessively thin, the film wears out and disappears in the first phase of sawing or peeling off the base wire so that the base wire itself is exposed, and the film's effect of increasing the wear resistance cannot be fully be obtained. Therefore, a film with a thickness of 0.05 µm or more, more preferably of 0.5 µm or more, and in particular of 2 µm or more is preferred. However, if the film becomes excessively thick, the percentage of film relative to the entire coated saw wire becomes excessively large and thereby reduces the strength of the entire coated saw wire. Consequently, the wire tends to break easily if the speed of the wire is increased in an effort to increase productivity. Therefore, a film with a thickness of 15 µm or less, more preferably of 13 µm or less, and in particular of 10 µm or less is preferred.

De diameter van de gehele gecoate zaagdraad is niet bijzonder beperkt, maar bedraagt in het algemeen om en nabij de 100 - 300 pm (bij voorkeur 100 - 150 pm).The diameter of the entire coated saw wire is not particularly limited, but is generally around 100 - 300 µm (preferably 100 - 150 µm).

De gecoate zaagdraad in overeenstemming met een ander aspect van de uitvinding wordt gebruikt voor het produceren van een gezaagd voorwerp door zagen van een werkstuk dat bij wijze van voorbeeld bestaat uit metaal, keramiek, silicium, of dat een component van een halfgeleider of een magnetisch materiaal is.The coated saw wire in accordance with another aspect of the invention is used to produce a sawn object by sawing a workpiece consisting, for example, of metal, ceramic, silicon, or having a semiconductor or magnetic component. is.

Het zagen door een zaagmachine wordt uitgevoerd terwijl een oplossing bevattende slijpkorrels wordt geblazen op een contactoppervlak tussen de gecoate zaagdraad en het werkstuk. De reden daarvoor is dat de slijpkorrels die in de geblazen oplossing zijn vervat tussen het werkstuk en de zaagdraad worden getrokken en het wegslijten van het werkstuk daardoor wordt bevorderd.Sawing by a sawing machine is performed while a solution containing abrasive grains is blown onto a contact surface between the coated sawing wire and the workpiece. The reason for this is that the abrasive grains contained in the blown solution are drawn between the workpiece and the sawing wire and the wear of the workpiece is thereby promoted.

Voor de oplossing bevattende slijpkorrels kan een product worden gekozen dat op de markt bekend is. Voor wat betreft de slijpkorrels kan bij wijze van voorbeeld siliciumcarbidepoeder (Sic-poeder), diamantpoeder en dergelijke worden gebruikt.For the solution-containing abrasive grains, a product can be chosen that is known on the market. With regard to the abrasive grains, silicon carbide powder (Sic powder), diamond powder and the like can be used, for example.

VoorbeeldenExamples

Hoewel een aspect van de uitvinding hierna zal worden verklaard onder specifieke verwijzing naar de voorbeelden, wordt de uitvinding op zich niet door de volgende voorbeelden beperkt en kan zij uiteraard worden geïmplementeerd met aanpassingen die gepast worden doorgevoerd binnen het toepassingsgebied, aanpasbaar aan de hiervoor en hierna beschreven doelstellingen, en elk van deze aanpassingen moet worden gevoegd bij het technische toepassingsgebied van de uitvinding.Although an aspect of the invention will be explained below with specific reference to the examples, the invention is not in itself limited by the following examples and may, of course, be implemented with modifications made appropriately within the scope of application, adaptable to the above and below described objectives, and each of these modifications must be added to the technical scope of the invention.

Een monokristallijn silicium werd gezaagd door middel van een gecoate zaagdraad onder het blazen van slijpkorrels, het volume van het wegslijten werd gemeten vóór en na het zagen, en de slijtweerstand van de zaagdraad werd geëvalueerd. Eveneens werd de oppervlakteruwheid van het zaagoppervlak van het monokristallijne silicium gemeten en werd de accuraatheid van het zaagoppervlak geëvalueerd. Bovendien werd de lijnsnelheid van de zaagdraad bij het zagen veranderd en werd de productiviteit geëvalueerd.A monocrystalline silicon was sawn by means of a coated saw wire while blowing abrasive grains, the volume of abrasion was measured before and after sawing, and the wear resistance of the saw wire was evaluated. The surface roughness of the saw surface of the single crystal silicon was also measured and the accuracy of the saw surface was evaluated. In addition, the line speed of the sawing wire during sawing was changed and productivity was evaluated.

De basisdraad van het materiaal, weergegeven in tabel 1 hierna werd gecoat met de film van het materiaal, weergegeven in tabel 1 hierna met de dikte, weergegeven in tabel 1 hierna en de gecoate zaagdraad met een diameter van 140 pm (incl. de film) werd geproduceerd.The base wire of the material shown in Table 1 below was coated with the film of the material shown in Table 1 below with the thickness shown in Table 1 below and the coated saw wire with a diameter of 140 µm (incl. The film) was produced.

In nrs. 1 - 4, 13, 14 werd als basisdraad gebruikt: een staaldraad (type A) bevattende 0,72 massaprocent C, 0,21 massaprocent Si, 0,52 massaprocent Mn met het evenwicht bevattende ijzer en onvermijdbare onzuiverheden zoals gestipuleerd in JIS G3502 en getrokken tot op de voorgeschreven diameter van de draad.In Nos. 1 - 4, 13, 14 the following basic wire was used: a steel wire (type A) containing 0.72 mass percent C, 0.21 mass percent Si, 0.52 mass percent Mn with the equilibrium iron and unavoidable impurities as stipulated in JIS G3502 and drawn to the specified diameter of the wire.

In nrs. 5 - 9 werd als basisdraad gebruikt: een staaldraad (type A) zoals gestipuleerd in JIS G3522 bevattende 0,82 massaprocent C, 0,19 massaprocent Si, 0,49 massaprocent Mn met het evenwicht bevattende ijzer en onvermijdbare onzuiverheden zoals gestipuleerd in JIS G3522 en getrokken tot op de voorgeschreven diameter van de draad.In Nos. 5 - 9 the basic wire used was: a steel wire (type A) as stipulated in JIS G3522 containing 0.82 weight percent C, 0.19 weight percent Si, 0.49 weight percent Mn with the equilibrium iron and unavoidable impurities as stipulated in JIS G3522 and drawn to the specified diameter of the wire.

In nrs. 10 en 11 werd als basisdraad gebruikt: resp. zuiver koper en zuiver titanium, getrokken tot op de voorgeschreven diameter.In Nos. 10 and 11 the following basic thread was used: pure copper and pure titanium, drawn to the prescribed diameter.

In nr. 12 werd als basisdraad gebruikt: een draad uit roestvrij staal voor een veer (SUS304) zoals gestipuleerd in JIS G4314 en getrokken tot op de voorgeschreven diameter van de draad <Film>In No. 12 the basic wire used was: a wire from stainless steel for a spring (SUS304) as stipulated in JIS G4314 and drawn to the prescribed diameter of the wire <Film>

De procedure voor het vormen van de organische film (nrs. 1 - 4, 10-14) is de volgende.The procedure for forming the organic film (Nos. 1 - 4, 10-14) is the following.

In nrs. 1, 10 - 12 werd een vernis voor een polyurethaandraad zoals gestipuleerd in JIS C2351 “W143” (vernis voor een geëmailleerde draad “TPUF1” (handelsnaam) geproduceerd door Totoku Toryo Co., Ltd.; gecoate filmsamenstelling na bakken is polyurethaan) gebruikt.In Nos. 1, 10 - 12, a varnish for a polyurethane wire as stipulated in JIS C2351 "W143" (varnish for an enamelled wire "TPUF1" (trade name) was produced by Totoku Toryo Co., Ltd .; coated film composition after baking is polyurethane ) used.

In nrs. 2 - 4 werd een vernis voor een polyesterdraad zoals gestipuleerd in JIS C2351 “W141” (vernis voor een geëmailleerde draad “LITON 21005 ” (handelsnaam) geproduceerd door Totoku Toryo Co., Ltd.; gecoate filmsamenstelling na bakken is op teleftaalzuur gebaseerd polyester) gebruikt.In Nos. 2 - 4 a varnish for a polyester thread as stipulated in JIS C2351 "W141" (varnish for an enamelled thread "LITON 21005" (trade name) was produced by Totoku Toryo Co., Ltd .; coated film composition after baking is on telephonic acid based polyester).

In nr. 13 werd een vernis voor een polyesterimidedraad zoals gestipuleerd in JIS C2351 “W141” (vernis voor een geëmailleerde draad “Neoheat 8600” (handelsnaam) geproduceerd door Totoku Toryo Co., Ltd.; gecoate filmsamenstelling na bakken is polyesterimide) gebruikt.In No. 13, a varnish for a polyesterimide wire as stipulated in JIS C2351 "W141" (varnish for an enameled wire "Neoheat 8600" (trade name) produced by Totoku Toryo Co., Ltd .; coated film composition after polyester is polyesterimide) was used.

In nr. 14 werd een vernis voor een formaldraad zoals gestipuleerd in JIS C2351 “W142” (vernis voor een geëmailleerde draad “TVE5225A” (handelsnaam) geproduceerd door Totoku Toryo Co., Ltd.; gecoate filmsamenstelling na bakken is polyvinylformal) gebruikt.In No. 14, a varnish for a formal wire as stipulated in JIS C2351 "W142" (varnish for an enamelled wire "TVE5225A" (trade name) produced by Totoku Toryo Co., Ltd .; polyvinyl formal coated film composition) was used.

Het oppervlak van de basisdraad werd gecoat met de vernis, de temperatuur en de tijd van het verhitten werden naar behoren gecontroleerd, en de film waarvan de elasticiteitsmodulus en de hardheid (of plasticiteitsindex) werden bijgesteld, werd gevormd. Meer in het bijzonder werd vóór de vorming van de film de basisdraad onderworpen aan een behandeling van ontvetting, werd daarna gecoat met de vernis in 4 - 10 coatingbeurten, daarna werd een vluchtige component gevolatiliseerd bij 250 - 270 °C voor harding, en de gecoate zaagdraad werd geproduceerd.The surface of the base wire was coated with the varnish, the temperature and the time of heating were properly controlled, and the film whose elasticity modulus and hardness (or plasticity index) were adjusted was formed. More specifically, prior to film formation, the base wire was subjected to a degreasing treatment, then coated with the varnish in 4 - 10 coating cycles, then a volatile component was solubilized at 250 - 270 ° C for curing, and the coated sawing wire was produced.

De procedure voor het vormen van de anorganische film (nrs. 5 -9) is de volgende.The procedure for forming the inorganic film (Nos. 5-9) is the following.

In nr. 5 werd de CrN-film gevormd op het oppervlak van de basisdraad door het arc ion plating (AIP) in een stikstofatmosfeer met gebruik van Cr-targetmateriaal.In No. 5, the CrN film was formed on the surface of the base wire by the arc ion plating (AIP) in a nitrogen atmosphere using Cr target material.

In nr. 6 werd de glazen film gevormd door het coaten van het oppervlak van de basisdraad met een mengsel van glaspoeder en een solvent en daarna te drogen.In No. 6, the glass film was formed by coating the surface of the base wire with a mixture of glass powder and a solvent and then drying.

In nr. 7 werd Si02 film gevormd door het coaten van het oppervlak van de basisdraad met een solvent bevattende siliciumpoeder en daarna te drogen.In No. 7, SiO 2 film was formed by coating the surface of the base wire with a solvent-containing silicon powder and then drying.

In nr. 8 werd de kopergalvanisatiefilm gevormd door het galvaniseren van een galvanisatielaag met een samenstelling qua componenten van 63 massaprocent CU, 37 massaprocent Zn op het oppervlak van de basisdraad.In No. 8, the copper galvanization film was formed by electroplating a galvanization layer with a composition in components of 63 mass percent CU, 37 mass percent Zn on the surface of the base wire.

In nr. 9 werd de epoxyfilm bevattende silicium gevormd door het coaten van het oppervlak van de basisdraad met een mengsel waarin silicium met een gemiddelde diameter van de partikels van 3 pm werd toegevoegd aan 10 massaprocent bij een epoxyhars (100 massaprocent).In No. 9, the epoxy film containing silicon was formed by coating the surface of the base wire with a mixture in which silicon with an average diameter of the particles of 3 µm was added to 10 mass percent at an epoxy resin (100 mass percent).

Op de geproduceerde gecoate zaagdraad werden de elasticiteitsmodulus en de hardheid gemeten aan de hand van de werkwijze van nano-indentatie. De specifieke meetomstandigheden waren als volgt.On the produced coated saw wire, the modulus of elasticity and the hardness were measured by the nano-indentation method. The specific measurement conditions were as follows.

Meettoestel: “Nano Indenter XP/DCM” gemaakt door Agilent Technologies Ine. Analysesoftware: “Test Works 4” gemaakt door Agilent Technologies Ine.Measuring device: "Nano Indenter XP / DCM" made by Agilent Technologies Ine. Analysis software: "Test Works 4" made by Agilent Technologies Ine.

Tip: XPTip: XP

Meetmethode: continue stijfheidsmeting (CSM .continuous stiffness measurement)Measurement method: continuous stiffness measurement (CSM .continuous stiffness measurement)

Excitatie/vibratie frequentie: 45 Hz Excitatie/vibratie amplitude: 2 nm Reksnelheid: 0,05 Is Indentatiediepte: tot 500 nm Meetpunten: 15 punten Meetpuntinterval: 30 μηExcitation / vibration frequency: 45 Hz Excitation / vibration amplitude: 2 nm Stretch speed: 0.05 Is Indentation depth: up to 500 nm Measurement points: 15 points Measurement point interval: 30 μη

Meetomgeving: bij 23 °C kamertemperatuur, geregeld door airco Standaardmonster: gesmolten siliciumoxydeMeasuring environment: at 23 ° C room temperature, controlled by air conditioning Standard sample: molten silica

Eveneens, voor wat betreft de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film, werden de resultaten in het bereik van 60 - 90 nm indentatiediepte van het buitenste oppervlak van de film gebruikt, terwijl voor wat betreft de hardheid van het oppervlak van de film de resultaten in het bereik van 400 - 450 nm indentatiediepte van het buitenste oppervlak van de film werden gebruikt. Op 15 punten werd gemeten. Een eventuele abnormale waarde bij de meetresultaten van deze 15 punten werd verwijderd, de meting opnieuw uitgevoerd, en de elasticiteitsmodulus en de hardheid van het oppervlak werden berekend als het gemiddelde van de resultaten van de 15 punten. De elasticiteitsmodulus en de hardheid van het oppervlak worden weergegeven in tabel 1 hierna. Ook de ratio van de elasticiteitsmodulus ten opzichte van de hardheid (elasticiteitsmodulus / hardheid; plasticiteitsindex) werd berekend en wordt eveneens weergegeven in tabel 1 hierna. De hardheid van de basisdraad, gemeten in soortgelijke omstandigheden, wordt eveneens weergegeven in tabel 1 hierna.Also, with regard to the modulus of elasticity of the surface of the film, the results in the range of 60 - 90 nm indentation depth of the outer surface of the film were used, while with regard to the hardness of the surface of the film, the results in the range of 400 - 450 nm indentation depth from the outer surface of the film were used. Measurement was performed at 15 points. Any abnormal value in the measurement results of these 15 points was removed, the measurement repeated, and the elastic modulus and the hardness of the surface were calculated as the average of the results of the 15 points. The modulus of elasticity and the hardness of the surface are shown in Table 1 below. The ratio of the modulus of elasticity to the hardness (modulus of elasticity / hardness; plasticity index) was also calculated and is also shown in Table 1 below. The hardness of the base wire, measured in similar conditions, is also shown in Table 1 below.

Voorts werd de treksterkte (TS) van de gecoate zaagdraad die werd geproduceerd, gemeten in een trektest. De meetresultaten worden weergegeven in tabel 1 hierna.Furthermore, the tensile strength (TS) of the coated saw wire that was produced was measured in a tensile test. The measurement results are shown in Table 1 below.

Daarna werd het monokristallijne silicium gezaagd met gebruik van de gecoate zaagdraad. Het zagen werd uitgevoerd terwijl een suspensie met diamanten slijpkorrels met een gemiddelde korrelgrootte van 5,6 pm gesuspendeerd in een waterige oplossing op basis van ethyleenglycol werd geblazen tussen de gecoate zaagdraad en het monokristallijne silicium. Het gehalte aan slijpkorrels (diamant) werd gebracht op 5 massaprocent. De snelheid van de gecoate zaagdraad werd ingesteld op 100 - 500 m/min, de toevoer van nieuwe lijn werd ingesteld op 5 m/min, en de spanning van de gecoate zaagdraad werd ingesteld op 15 N.The monocrystalline silicon was then sawn using the coated saw wire. Sawing was performed while a slurry with diamond abrasive grains with an average grain size of 5.6 µm was suspended in an aqueous solution based on ethylene glycol between the coated saw wire and the monocrystalline silicon. The abrasive grain content (diamond) was brought to 5% by mass. The coated saw wire speed was set at 100 - 500 m / min, the new line feed was set at 5 m / min, and the coated saw wire tension was set at 15 N.

Het zagen werd uitgevoerd in de hiervoor beschreven omstandigheden, de gecoate zaagdraad werd verwijderd uit de zaagmachine wanneer de totale zaagtijd 7 uur bereikte, de draaddiameter van de gecoate zaagdraad werd gemeten, en de slijtweerstand van de zaagdraad werd geëvalueerd in overeenstemming met de hierna beschreven criteria op basis van het berekende verschil in draaddiameter vóór en na het zagen. De evaluatieresultaten worden weergegeven in tabel 1 hierna. Ook werd de draadsnelheid van de gecoate zaagdraad bij het zagen gebracht op 500 m/min in nrs. 1 - 3, 5 - 8, 12 - 14. Voor wat betreft nrs. 4, 9 - 11 werd het zagen uitgevoerd bij lage snelheid (100 - 300 m/min) en werden afzonderlijke tests uitgevoerd bij hoge snelheid (500 m/min) als nrs. 4a, 9a - 11a.The sawing was performed under the conditions described above, the coated saw wire was removed from the sawing machine when the total sawing time reached 7 hours, the wire diameter of the coated saw wire was measured, and the wear resistance of the saw wire was evaluated in accordance with the criteria described below based on the calculated difference in wire diameter before and after cutting. The evaluation results are shown in Table 1 below. Also, the wire speed of the coated saw wire during sawing was brought to 500 m / min in Nos. 1 - 3, 5 - 8, 12 - 14. With regard to Nos. 4, 9 - 11, the cutting was performed at low speed ( 100 - 300 m / min) and individual tests were performed at high speed (500 m / min) as Nos. 4a, 9a - 11a.

<Slijtweerstand> 3 punten (aanvaard): de draaddiameter is verkleind met minder dan 3 pm.<Abrasion resistance> 3 points (accepted): the wire diameter is reduced by less than 3 µm.

2 punten (aanvaard): de draaddiameter is verkleind met minder dan 3 - 5 pm.2 points (accepted): the wire diameter is reduced by less than 3 - 5 pm.

1 punt (geweigerd): de draaddiameter is verkleind met meer dan 3 pm.1 point (refused): the wire diameter has been reduced by more than 3 µm.

Voorts werd de oppervlakteruwheid van het monokristallijne silicium na 7 uur gemeten en werd de accuraatheid van het zaagoppervlak geëvalueerd. De accuraatheid van het oppervlak werd geëvalueerd in overeenstemming met de hierna beschreven criteria op basis van de meetresultaten van de gemiddelde ruwheid Rz van tien punten zoals gestipuleerd in JIS 80601 (Appendix 1, 2001). De evaluatieresultaten worden weergegeven in tabel 1 hierna.Furthermore, the surface roughness of the monocrystalline silicon was measured after 7 hours and the accuracy of the saw surface was evaluated. Surface accuracy was evaluated in accordance with the criteria described below based on the measurement results of the average roughness Rz of ten points as stipulated in JIS 80601 (Appendix 1, 2001). The evaluation results are shown in Table 1 below.

<Accuraatheid van het oppervlak> 3 punten (aanvaard): Rz bedraagt 3 pm of minder.<Accuracy of the surface> 3 points (accepted): Rz is 3 µm or less.

2 punten (aanvaard): Rz is groter dan 3 pm en is kleiner dan of gelijk aan 6 pm.2 points (accepted): Rz is greater than 3 pm and is less than or equal to 6 pm.

1 punt (geweigerd): Rz is groter dan 6 pm.1 point (refused): Rz is greater than 6 pm.

Voor wat betreft nr. 1, weergegeven in tabel 1, wordt een grafiek die het verband aangeeft tussen de indentatiediepte en de hardheid van het oppervlak van de film getoond in figuur 1. Ook wordt een grafiek die het verband aangeeft tussen de indringdiepte en de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film getoond in figuur 1. Voor wat betreft nr. 2, weergegeven in tabel 1, wordt een grafiek die het verband aangeeft tussen de indentatiediepte en de hardheid van het oppervlak van de film getoond in figuur 3. Ook wordt een grafiek die het verband aangeeft tussen de indringdiepte en de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film getoond in figuur 4.For No. 1, shown in Table 1, a graph indicating the relationship between the indentation depth and the hardness of the surface of the film is shown in Figure 1. Also, a graph indicating the relationship between the penetration depth and the elastic modulus of the surface of the film shown in Figure 1. Regarding No. 2, shown in Table 1, a graph indicating the relationship between the depth of identification and the hardness of the surface of the film is shown in Figure 3. Also, a graph showing the relationship between the penetration depth and the modulus of elasticity of the surface of the film shown in Figure 4.

Zoals blijkt uit de figuren 1 en 3 is het bekend dat in het bereik van een indentatiediepte van 400 - 450 nm van het buitenste oppervlak van de film de meetresultaten van de hardheid van het oppervlak van de film niet sterk variëren. Zoals blijkt uit de figuren 2 en 4 is het bekend dat in het bereik van een indentatiediepte van 60 - 90 nm van het oppervlak van de film de meetresultaten van de elasticiteitsmodulus van het oppervlak van de film niet sterk variëren. Ook wordt erkend dat de elasticiteitsmodulus de neiging heeft om te verhogen dichter bij de basisdraad (om preciezer te zijn; in het bereik van 200 nm of meer in indentatiediepte), onder de invloed van de basisdraad.As is apparent from Figs. 1 and 3, it is known that in the range of an indentation depth of 400 - 450 nm of the outer surface of the film, the measurement results of the hardness of the surface of the film do not vary greatly. As is apparent from Figures 2 and 4, it is known that in the range of an indentation depth of 60 - 90 nm of the surface of the film, the measurement results of the elastic modulus of the surface of the film do not vary greatly. It is also recognized that the modulus of elasticity tends to increase closer to the base wire (to be more precise; in the range of 200 nm or more in indentation depth), under the influence of the base wire.

Daarna kan in overeenstemming met tabel 1 de volgende studie worden uitgevoerd.The following study can then be conducted in accordance with Table 1.

De gecoate zaagdraden nrs. 1, 2, 4 - 7, 10 - 14 zijn de voorbeelden die voldoen aan de eisen van een aspect van de uitvinding.The coated saw wires No. 1, 2, 4 - 7, 10 - 14 are the examples that satisfy the requirements of an aspect of the invention.

In het bijzonder zijn de gecoate zaagdraden nrs. 1, 2, 7, 12 - 14 uitstekend op het vlak van de slijtweerstand omdat de plasticiteitsindex op gewaste wijze werd bijgesteld. Voorts is, omdat de hardheid van het oppervlak eveneens op gewaste wijze werd bijgesteld, het zaagoppervlak van het monokristallijne silicium dat werd gezaagd door de gecoate zaagdraad uitstekend op het vlak van accuraatheid. Voorts komen, omdat de hardheid van de basisdraad eveneens op gewaste wijze werd bijgesteld, geen breuken van de draad voor, zelfs wanneer de snelheid van de draad wordt opgetrokken tot 500 m/min. Daardoor kan de productiviteit worden opgetrokken.In particular, the coated saw wires No. 1, 2, 7, 12-14 are excellent in the area of wear resistance because the plasticity index has been adjusted in a weighted manner. Furthermore, since the hardness of the surface was also adjusted in a waxed manner, the sawing surface of the monocrystalline silicon sawn through the coated saw wire is excellent in terms of accuracy. Furthermore, since the hardness of the base wire was also adjusted in a washed manner, there are no breaks in the wire even when the speed of the wire is increased to 500 m / min. This can increase productivity.

De gecoate zaagdraad nr. 4 is uitstekend op het vlak van de slijtweerstand omdat de plasticiteitsindex op gewaste wijze werd bijgesteld. Voorts is, omdat de hardheid van het oppervlak eveneens op gewaste wijze werd bijgesteld, het zaagoppervlak van het monokristallijne silicium dat werd gezaagd door de gecoate zaagdraad uitstekend op het vlak van accuraatheid. Hoewel er geen enkel probleem optrad bij een lage draadsnelheid van 100 m/min, trad na het opvoeren van de draadsnelheid tot 500 m/min een breuk van de draad op zoals weergegeven in nr. 4a omdat de film bovenmatig dik was. De productiviteit kon daarom niet worden opgetrokken.The coated saw wire No. 4 is excellent in terms of wear resistance because the plasticity index has been adjusted in a weighted manner. Furthermore, since the hardness of the surface was also adjusted in a waxed manner, the sawing surface of the monocrystalline silicon sawn through the coated saw wire is excellent in terms of accuracy. Although there was no problem with a low wire speed of 100 m / min, after the wire speed was increased to 500 m / min, a break of the wire as shown in No. 4a occurred because the film was excessively thick. The productivity could therefore not be increased.

De gecoate zaagdraden nrs. 5 en 6 zijn uitstekend op het vlak van de slijtweerstand omdat de plasticiteitsindex op gewaste wijze werd bijgesteld. Omdat echter de hardheid van het oppervlak niet op gewaste wijze werd bijgesteld, is het zaagoppervlak van het monokristallijne silicium dat werd gezaagd door de gecoate zaagdraad minderwaardig.The coated saw wires Nos. 5 and 6 are excellent in terms of wear resistance because the plasticity index has been adjusted in a washed manner. However, since the hardness of the surface was not adjusted in a washed manner, the saw surface of the monocrystalline silicon sawn through the coated saw wire is inferior.

De gecoate zaagdraden nrs. 10 en 11 zijn uitstekend op het vlak van de slijtweerstand omdat de plasticiteitsindex op gewaste wijze werd bijgesteld. Voorts is, omdat de hardheid van het oppervlak eveneens op gewaste wijze werd bijgesteld, het zaagoppervlak van het monokristallijne silicium dat werd gezaagd door de gecoate zaagdraad uitstekend qua accuraatheid. Hoewel er geen enkel probleem optrad bij een lage draadsnelheid van 200 m/min of 300 m/min, trad na het opvoeren van de draadsnelheid tot 500 m/min een breuk van de draad op zoals weergegeven in nrs. 10a, 11a omdat de hardheid niet op gewaste wijze was bijgesteld. De productiviteit kon daarom niet worden opgetrokken.The coated saw wires No. 10 and 11 are excellent in terms of wear resistance because the plasticity index has been adjusted in a weighted manner. Furthermore, since the hardness of the surface was also adjusted in a waxed manner, the sawing surface of the monocrystalline silicon sawn through the coated saw wire is excellent in accuracy. Although there was no problem with a low wire speed of 200 m / min or 300 m / min, after the wire speed was increased to 500 m / min a break of the wire as shown in Nos. 10a, 11a occurred because the hardness was not adjusted in a normal way. The productivity could therefore not be increased.

Aan de andere kant zijn de nrs. 8 en 9 de stalen die niet beantwoorden aan de eisen die worden gesteld in een aspect van de uitvinding waarbij de plasticiteitsindex niet op gewaste wijze was bijgesteld. Daardoor is de slijtweerstand minderwaardig. In het bijzonder in de gecoate zaagdraad nr. 9a trad een breuk op wanneer de draadsnelheid werd opgetrokken tot 500 m/min.On the other hand, Nos. 8 and 9 are the samples that do not meet the requirements set in an aspect of the invention in which the plasticity index was not adjusted in a weighted manner. As a result, the wear resistance is inferior. Particularly in the coated saw wire No. 9a, a break occurred when the wire speed was raised to 500 m / min.

Voorts was de zaagdraad nr. 3 een referentiestaal waarvan de film, gecoat op het oppervlak van de basisdraad bovenmatig dun was, waardoor het effect van het coaten met een film niet volledig kon worden bekomen.Furthermore, sawing wire No. 3 was a reference steel whose film coated on the surface of the base wire was excessively thin, so that the effect of coating with a film could not be fully achieved.

Claims

A coated saw wire containing an organic film coated on a surface of a base wire, wherein a ratio of the elasticity modulus (GPa) of a surface of the film to the hardness (GPa) of the surface of the film (elasticity modulus / hardness) ) is 6 to 25 if measured by a nano-indentation method.

The coated saw wire according to claim 1, wherein the hardness of the surface of the film is from 0.1 to 1 GPa.

The coated saw wire according to claim 1, wherein the film thickness of the organic film or the inorganic film is 0.05 - 15 µm.

The coated saw wire according to claim 1, wherein a wire with a hardness of 3 GPa or more is used as the base wire when measured by a nano-indentation method.

The coated saw wire according to claim 2, wherein the film thickness of the organic film or inorganic film is 0.05 - 15 µm.

The coated saw wire according to claim 2, wherein a wire with a hardness of 3 GPa or more is used as the base wire when measured by a nano-indentation method.

A method for producing a saw body comprising sawing the workpiece through the coated saw wire according to any of claims 1 to 6 while abrasive grains are blown onto the contact surface between the saw wire and the work piece.