CN103660053A - 具有拉伸表面下残余应力的成型锯丝 - Google Patents

Abstract

一种用于切割硬质材料的成型锯丝包括钢丝，该钢丝具有在其间带有区段的多个弯部。该钢丝具有表面下拉伸残余应力以便在锯切期间保持所述钢丝的形状。该锯丝从切割开始直到钢丝从锯切过程中离开都保持其形状，这展现出明显更好的切割效率。

Description

具有拉伸表面下残余应力的成型锯丝

技术领域

本发明涉及用于切割硬质材料的钢丝。具体地说，本发明涉及用于切割例如硅锭、硅圆晶、硬质合金、磁性材料、石英棒、蓝宝石和陶瓷等材料的钢丝。

背景技术

在光电或半导体领域中对硬质材料的多钢丝锯切如下进行：

1.以多圈将单根钢丝在受驱动绞盘上引导；

2.绞盘设有沟槽以便使得钢丝在各圈之间偏置；因此形成钢丝网。

3.使用松散磨料浆作为切割剂，该切割剂在钢丝网上供给，同时使得工件缓慢地进入到钢丝网中；

4.使得钢丝在两个卷轴之间往复运动(来回运动)，或者可选的是钢丝总是沿着相同的方向行进。

显然钢丝在锯切过程中扮演重要的角色。钢丝的作用在于摩擦工件，同时将磨料浆拉入到切口中。在磨料浆中的磨料研磨工件以及部分钢丝。钢丝必须能够总是保持一定的张力，该张力转变成用来将磨料颗粒推入到工件的常规力。

对于笔直钢丝而言，多个专利披露了低内应力(中性的或压缩的)或零残余应力梯度的好处，以便在锯切期间保持钢丝的笔直度。但是，随着钢丝在锯切过程中的使用期间通过磨料浆而磨损并且因此直径减小，在它在所施加的拉伸作用下断裂之前必须更换。此外，由于笔直钢丝容易在锯切割期间围绕着其纵向轴线转动，所以最初捕获在钢丝和工件之间的磨料颗粒容易从钢丝和工件之间被推出。因此，这些磨料的量从切割开始就消耗掉。如果在钢丝和工件之间存在磨料较少，切割减少，并且在钢丝和工件之间开始出现摩擦。虽然这种消耗在切割低于400mm或更小的长度(参照硅锭的实例)的情况下不是一个特殊的问题，但是在需要切割更长的长度时这变得是个问题。因此，在锯丝领域中一直想要找到将足够的磨料夹带到切口中的方式，从而直到切断也保持切割作用。

KR100888026B1披露了其残余应力在一定范围内的笔直钢丝，用来将笔直形状转变为小波浪形，以便在锯切过程期间弥补随着钢丝直径减小而引起的切割性能变差。如上所述，笔直钢丝在过程中磨损，并且直径逐渐减小。因此，磨料浆的拖动能力以及切割效率逐步降低。通过小心选择施加在这种笔直钢丝上的残余应力，在进行锯切时，笔直钢丝变为具有小波浪形状的带结构的锯丝，这用来将更多的磨料浆夹带到切口中，从而进一步提高切割效率。因此，保持了切割作用。问题在于，由于必须非常精确地控制残余应力，所以难以制造这种特殊的笔直钢丝。否则它将变成具有正好相反的效果。

显然，在锯切期间用来将更多磨料浆夹带到切口中的其中一种解决方案在于使得钢丝自身带有结构，这意味着使得笔直钢丝成为如上所述的具有形状的钢丝。

WO2006067062披露了设有多个卷曲部的单丝锯丝，每个卷曲部具有节距长度和幅值，这些卷曲部布置在至少两个不同平面中。锯丝的外接包围直径“D”为钢丝自身的直径“d”的1.05至1.50倍。

WO2012069314描述了具有螺旋形状的锯丝，它包括多个在其间具有区段的弯部。这些弯部相对于螺旋形状径向向外。锯丝的这种形状构成为与磨料颗粒具有良好的合作。这种成型锯丝明显改善了磨料颗粒夹带和作用。

但是，在每一种带有结构的锯丝中，形状在切割过程中由于钢丝磨损和所施加的拉伸而会变差。还有由于钢丝反复进入到切口中，所以存在钢丝的拉直作用，就好像它在每次进入到锭料中拉伸穿过孔一样(这可以是几千次或更多次)。这导致形状从切割开始直到切割结束都不能保持。从上面可以看出，磨料的拖拉能力以及钢丝的切割效率在锯切过程期间随着时间逐渐降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成型锯丝，其中消除了上述现有技术缺陷中的至少一个。

本发明的目的还在于提供一种成型锯丝，它从切割开始直到钢丝从切割过程中出来都保持其形状。

根据本发明的第一方面，描述了一种成型锯丝，它尤其适用于锯切硬脆材料例如硅、锗、碳化硅、石英和玻璃、硬质合金材料、蓝宝石、稀土磁体、天然石头例如大理石等。

本发明的锯丝在其最通常的形式为具有在多个在其间具有区段的弯部的钢丝。在弯部之间的区段基本上是笔直的。由此，这意味着这些区段能够展现出一些弯曲，这在任何情况下都小于钢丝在弯部处的弯曲。弯部具有内侧弯曲部和外侧弯曲部。“内侧弯曲部”意味着位于两个相邻区段之间的弯曲部分，而“外侧弯曲部”为“内侧弯曲部”在圆周上相对的部分，并且远离相邻区段。本发明的锯丝还具有表面下拉伸残余应力，用来在锯切期间保持钢丝的形状。术语“表面下”其含义应该这样理解，即与钢丝的外表面相距非常小的距离，例如外表面距离5至10μm的深度。对于本申请而言，成型锯丝的表面下拉伸残余应力用来在锯切期间保持钢丝的形状以避免形状变形。

在所述区段中的表面下残余应力优选至少为1500MPa，例如大于1800MPa并且实际上是拉伸的。

优选的是，成型锯丝在弯部的内侧弯曲部中具有表面下拉伸残余应力。本发明的基本工作原理在于：随着弯部的最凸出部分即弯部的外侧弯曲部在锯切过程期间逐步磨损，在弯部的径向外侧弯曲部中的表面下拉伸残余应力随着材料磨掉而消失。由于在弯部的内侧弯曲部中的表面下拉伸残余应力，在至少保持着弯曲程度的弯部处出现弯曲力矩，这导致明显的形状变差。它能够补偿由于钢丝磨损、切口进入拉直作用和所施加的拉伸而引起的成型锯丝在切割过程中的形状变差。因此，钢丝在锯切期间的形状保持，从而切割作用持续直到切断。

显然具有表面下拉伸残余应力的锯丝具有这样的有利性能。通常，如在本申请的背景技术部分中所验证的一样，残余压缩应力或者至少低水平的拉伸残余应力对于锯丝而言是优选的。本发明人的价值在于通过完全相反的方式推翻了这种通常所给出的教导。

更优选的是，在成型锯丝的弯部的内侧弯曲部处的表面下拉伸残余应力至少为2000MPa。如果压力小于2000MPa，随着在锯切期间在弯部处的外侧弯曲部材料消耗，在弯部的内侧弯曲部处的应力不够足够大以保持弯曲程度，这意味着成型锯丝的形状在切割过程中变差。同时，人们可以观察到锯切的切割性能将降低。

根据优选实施方案，成型锯丝自身具有在一个或多个平面中的轴线和波浪形状，所述一个或多个平面包括所述轴线。对于在平面中的波浪形状指的是这样的形状，其中弯部在接连区段之间改变方向。波浪形状具有基本上为之字形形状。例如可以通过赋予钢丝重复的卷曲即通过使得钢丝卷曲来获得波浪形形状。

优选的是，根据本发明的成型锯丝具有在第一平面和第二平面中的波浪形状，第二平面与第一平面不同。如图1a所示的这种锯丝10具有改进的磨料夹带特性。实际上，卷曲给锯丝提供了多个凹部，磨料可以停留在其中。

可选的是，所述成型锯丝被构造成所述一个或多个平面相对于包括有所述轴线的固定平面的角度沿着所述成型锯丝的轴向长度变化。好像其中形成波浪形状的所述一个或多个平面在沿着所述钢丝的长度前进时围绕着所述成型锯丝的轴线转动一样。

优选的是，所述一个或多个平面相对于包括所述轴线的固定平面的角度沿着所述锯丝的轴向长度增大或减小。这例如可以通过使得钢丝在已经给它赋予在一个或多个平面中的波浪形状之后围绕着其自身轴线扭绞来获得。

在一个平面中具有单个卷曲的这种成型锯丝的一个可能实施方案在于，所述一个平面相对于包括所述成型锯丝的轴线的固定平面具有逐渐增大角度，如图1b所示该实施方案在沿着钢丝的轴向长度看时看起来像“花”。

可选的是，在所述一个或多个平面之间相对于固定平面的角度在第一长度上交替增大，并且随着沿着第二长度减小。就好像所述一个或多个平面首先在第一长度上沿着第一方向转动，之后在第二长度上反向旋转。因此例如这些平面沿着顺时针方向转动第一距离之后沿着钢丝的长度沿着逆时针方向转动第二距离。

根据另一个优选实施方案，成型锯丝自身具有围绕着所述成型锯丝的轴线的螺旋形状，并且所述钢丝的弯部径向向外布置(在平面中没有波浪变形)，即远离螺旋形状的对称轴线布置。螺旋形状为空间曲线，它在随着移动转动一定角度的情况下保持不变。螺旋线为特殊的螺旋形状，它在随着平移在任意转动角度下都保持不变。

钢丝优选直径为50至500μm，更优选为80至150μm，同时通常的直径为80、90、100、110、120、130、140和150μm。

优选的是，在上述实施方案中所指的所有形状中，在弯部之间沿着成型锯丝的轴线的距离为所述锯丝自身的直径“d”的10至100倍。与钢丝的轴向运动结合，这导致在空间上彼此分开的弯部。如果在所述成型锯丝的弯部之间沿着轴线的距离为锯丝自身的直径“d”的100倍以上，则卷曲为锯丝提供了间隔太远的凹部，从而导致不能将足够的磨料拉入到切口中。另外，如果在所述成型锯丝的弯部之间沿着轴线的距离为锯丝自身的直径“d”的10倍以下，则弯曲程度太大，并且钢丝在使用期间将拉伸太多。更优选的是，在所述成型锯丝的弯部之间沿着轴线的距离为锯丝自身的直径“d”的25至50倍，例如为所述锯丝的直径“d”的30倍。

优选的是，所述成型锯丝具有外接直径“D”，并且比例D/d为1.04至1.40。更优选的是，比例D/d在1.05至1.20之间，例如1.10。比例D/d为用作生产控制的方便量度。它是钢丝的视觉直径(对应于外接圆柱体的直径)与钢丝直径的比例。D/d值太大例如高于2.0是不好的，因为这样所述成型钢丝在低负载下实现太大的延伸，这对于在切割中的锯弓形成是有害的。锯弓显示出太大的拱高，从而工件的侧部已经切割，而中间仍然没有被切透。

钢丝的中心线在轴向长度“L”上测量时具有长度“S”，并且优选的是(S-L)/L为百分之0.006至0.6。该(S-L)/L为“额外长度”，它是由于钢丝的形状而构建到钢丝中。如果该“额外”长度低于0.006%，则钢丝的变形不足以将颗粒夹带到钢丝的弯部中，从而导致磨料夹带不够。如果该“额外长度”高于0.6%，则钢丝将在使用期间延伸太多，这会使得锯丝在锯切过程期间松弛。

用于松散研磨锯切的磨料颗粒为微砂粒型。这些颗粒通过筛分、气选或水选分成不同粒径等级。对于每种级别的最小尺寸、中间和最大尺寸存在不同的标准(FEPA、JIS和ANSI)。通常，用于磨料的“钢丝锯切”范围通常被认为是FEPA500(12.8μm)至600(9.3μm)，或者JIS800(14μm)至JIS2000(6.7μm)。在括号之间的数字指的是中间粒径。中间粒径是一半颗粒都大于那个尺寸并且其它部分小于那个尺寸的尺寸。对于大跨度切割而言，优选采用更大的粒径例如FEPA360(22.8μm)至FEPA230(53.0μm)。最优选的是中间粒径为29.2μm的FEPA320。

更优选的是，如果(S-L)/L为百分之0.01至0.5，则锯丝设有尺寸足够大的凹部以接收和夹带磨料，同时对于锯丝保持必要的延伸特性。

如果钢丝的表面比钢丝芯部更软，则它有助于拉入磨料颗粒，但是因此不排除在钢丝表面处的裸钢或者这更不优选。通过对钢丝的表面进行处理可以获得更柔软的表面。例如，可以给钢丝涂覆比钢丝芯部更软的涂层。合适的涂层为铁或低碳钢涂层、铜、锌、镍、钴或锡涂层或者包括上述金属中的两种或更多种的合金涂层例如黄铜(铜锌)或青铜(铜锡)涂层。

优选的是，所述涂层还可以包括选自金刚石、立方氮化硼、碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳化钨或其混合物的磨料颗粒。通过将磨料颗粒粘附在钢丝上，它们能够沿着切口的长度更好的保持在钢丝上。这样，这些颗粒更好地送入到切口中。

附图说明

现在将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中：

图1a显示出本发明结构化锯丝的第一实施方案；

图1b显示出本发明结构化锯丝的第二实施方案；

图1c显示出本发明结构化锯丝的第三实施方案；

图2显示出根据本发明的成型锯丝的总体工作原理；

图3显示出参考钢丝和本发明钢丝的切割性能。

具体实施方式

从笔直钢丝中来获得根据本发明的成型锯丝。

笔直钢丝如下生产出。初始制品为钢丝。该钢丝具有以下的钢组分：0.65%的最小碳含量；0.40%至0.70%的镁含量；0.15%至0.30%的硅含量；0.03%的最大硫含量；0.30%的最大磷含量，所有百分比都为重量百分比。用于高拉伸钢丝的典型钢丝组分具有大约0.80wt%例如0.78-0.82wt%的最小碳含量。

在多个连续工序中拉拔钢丝直到获得所需的最终直径和所需的残余应力。这些拉拔工序之间可以加入一个或多个热处理例如退火处理工序。钢丝的残余应力状况会受到拉拔模具方案的影响。与前面道次相比在最终道次中采用较低的减径率通常会导致更大的拉伸残余应力状况。还有通过改变模具角度可以进一步增大拉伸残余应力(模具角度越大，则拉伸残余应力越大)。

用来检测钢丝的残余应力的传统方法包括以下步骤：

切下大约85mm长的钢丝样品。这个样品可以显示出应该没有拉直的一些弯曲部分；

在由用软化水稀释至1升的16克(NH₄)₂S₂O₈和120mLNH₄OH制成的酸洗溶液将钢丝样品酸洗10分钟；

水洗30秒并且空气干燥1分钟；

使得一个端部弯曲并形成大约为90°的角度，从而形成70±1mm的尾部。该弯部应该制成为在钢丝样品的平面中从由钢丝样品获得的弯曲部分径向向内；

用珐琅指甲涂料涂覆短的弯曲部分（15mm）并且空气干燥1分钟；

用珐琅指甲涂料涂覆钢丝表面的内侧面并且空气干燥1分钟。该钢丝在横截面中的圆周的大约一半应该涂覆珐琅涂料；

将样品的形状复制在纸张上；

根据下面公式的一段时间期间在温度为50±2℃的蚀刻溶液中对该样品进行蚀刻：

时间(秒)=186.7×钢丝直径(mm)-12.9

其中蚀刻溶液由一份HNO₃和一份软化水制成。钢丝中的大约10%钢丝直径“d”的一层被从未被涂覆的部分上蚀刻去除。

水洗5秒然后空气干燥1分钟；

将经蚀刻的样品的弯曲部分精确放置在纸张副本上的原始位置上。拍摄另一张样品照片作为参考。第二个副本显示出在蚀刻之前和之后的形状；

通过在其中央与段弯曲部分成一直线的弯部处画相切圆来确定样品在蚀刻之前的曲率半径“ρ₀”和蚀刻之后的曲率半径“ρ₁”。当在蚀刻之后钢丝尾部沿着短弯曲部分的方向弯曲时，在钢丝外层中的残余应力实质上是张力的。当在蚀刻之后钢丝尾部弯曲离开短弯曲部分时，在钢丝的外层中的残余应力实质上是压缩的。

当在本发明的钢丝中在所使用的钢丝上进行试验时，在蚀刻之后的钢丝采取了环形形状。对于本申请而言用于估计表面下残余应力“σ₁”的近似公式为：

${\mathrm{\σ}}_1=\frac{3\mathrm{\πE}}{16(d_0^3-d_1^3)}[(\frac{d_0^4}{{\mathrm{\ρ}}_1}+\frac{d_1^4}{2{\mathrm{\ρ}}_1})-(\frac{d_0^4}{{\mathrm{\ρ}}_0}+\frac{d_0^4}{2{\mathrm{\ρ}}_1})]$

其中：

d₀为在蚀刻之前的原始钢丝直径(用mm表示)

d₁为在蚀刻之后的钢丝直径(mm)

E为用于钢的材料的模量200000N/mm²

ρ₀为原始钢丝的曲率半径(mm)

ρ₁为钢丝在蚀刻之后的曲率半径(mm)

例如，直径为120μm(0.120mm)的钢丝在蚀刻之前显示出188mm的曲率半径并且在蚀刻之后外周的一半显示出96μm(0.096mm)的更小直径并且曲率半径为12mm，该钢丝其表面下残余应力为1550N/mm²。

一般来说，即在不限制本发明的情况下的非约束性规则，在该测试中形成的小圈的直径必须小于钢丝“d”的直径的200倍，以便在蚀刻之前曲率半径至少为钢丝直径“d”的1000倍的钢丝中离开时获得1500N/mm²或更大的表面下残余拉伸应力。这用于钢丝的所述直径“d”，即为50至300μm。

然后将具有拉伸残余应力的这种笔直钢丝预成形为成型锯丝。在钢丝上形成弯部可以有许多方式。可以通过引导笔直钢丝穿过至少一对相互啮合的齿轮来获得波浪形状。这样，在单个平面中形成之字形卷曲。卷曲也可以通过一组凸轮来获得。

在组合了在相互不同平面例如垂直平面中的卷曲时，获得如图1a所示的本发明成型锯丝的第一实施方案110。在XZ平面中的弯曲形成了波峰112。在YZ平面中的弯曲形成了波峰114。钢丝具有直径“d”，并且具有沿着Z方向的轴线的外接圆柱体具有直径“D”。

通过在赋予它在一个平面中的波浪形状之后使得钢丝围绕着其自身轴线扭转来获得如图1b所示的本发明成型锯丝的第二实施方案120。还有钢丝具有直径“d”，并且具有沿着Z方向的轴线的外接圆柱体具有直径“D”。

另外，通过将钢丝推压在带齿的轮上并且与钢丝的轴向运动和转动运动结合，从而如图1c所示的本发明结构化锯丝的第三实施方案130具有连续弯部。这样，这些弯部132相对于轴线径向向外布置并且具有螺旋基本形状。

注意这样的事实，在图1a至1c中，长丝直径“d”和外接圆直径“D”不是按比例绘制的；实际上钢丝的直径相对于外接圆的直径“D”更大。

通过KEYENCE LS3034激光扫描系统结合例如在WO95/16816中所述的KEYENCE LS3100处理单元来最佳地测量成型锯丝的形状。在该系统中，使得长度大约为20cm的结构化锯丝在1±0.2N的力作用下保持拉紧。然后，二极管激光头沿着其长度(Z轴线)扫描钢丝，并且将钢丝的底上边缘作为在具有下标“i”的离散位置“Z_i”处的长度的函数被记录。底上缘数值的平均值给出钢丝沿着与“Z轴线”垂直的X轴线的中心位置，该中心作为“Z_i”的函数，即x(Z_i)。然后，将固定位置转动90°并且重复扫描。这导致钢丝沿着Y轴线的中心位置作为“Z_i”坐标的函数，即y(Z_i)。因此，参数函数(x(Z_i),y(Z_i),Z_i)在三个维度中限定了钢丝的中心形状。通过载入电子数据表程序，可以在放大图中看到轨迹，由于凹痕非常小所以需要进行放大。可以向它施加转动变形来使之转动，并且从任意所期望的角度观察到凸出部。

还有，可以仅仅通过将钢丝的直径“d”加入到所测量的痕迹的波峰至波峰幅度上来在轨迹上进行直径“D”的测量。而且，可以通过将钢丝的离散部分的各个长度加在成型锯丝的一定轴向长度“L”上来确定出钢丝中心的长度“S”。

在图2中从“a”至“c”显示出钢丝从开始(笔直钢丝)到锯切过程(成型锯丝)的表面下拉伸残余应力的分布。

如图2a所示获得具有拉伸残余应力的笔直钢丝210。内部应力分布使得存在有拉伸的表面下层212(用“+”符号表示)。由于应力平衡必须保持为零(否则钢丝不会静止)，所以钢丝的芯部214具有压缩残余应力(用“-”符号表示)。

然后，将这种笔直钢丝预成形为波浪形状，从而导致如图2b所示的成型锯丝220。该钢丝在弯部的内侧处具有曲率半径“r1”，这是由于不再径向对称的内部应力分布所导致的。如图2b中所示，在弯曲期间的塑性变形导致在弯部222的径向外侧弯部中的减小的但是仍然是拉伸的残余表面下应力以及在弯部224的径向内侧弯曲部分中的增大的拉伸残余应力。这样的不平衡导致钢丝的永久变形。在非弯曲段226中的表面下残余应力保持等于笔直钢丝的表面下残余应力。在将这种成型锯丝用于锯切过程中时，弯部的最突出部分（即弯部的外侧弯曲部分）逐步磨损，从而形成如图2c所示的钢丝230。由于材料232被简单地磨掉，所以在弯部的径向外侧弯曲部分中的表面下拉伸残余应力消失。也就是说，在钢丝自身内的应力平衡打破，并且在弯部的径向内侧弯曲部分中的表面下拉伸残余应力开始施加弯曲力矩，由此减小或至少保持了钢丝在弯部处的曲率半径“r₂”。在钢丝的横截面上将形成新的力矩平衡。这种机构解决了成型锯丝在切割过程中由于钢丝磨损、切割进入拉直作用和所施加的拉伸而出现形状损坏问题。因此，钢丝的形状在锯切期间保持，从而锯切动作保持优异直到推出切割。

根据第一优选实施方案I1，表面下残余拉伸应力为1550Mpa的涂覆有0.12mm黄铜涂层的高拉伸钢丝设有在两个不同平面(即x-y和x-z平面)中的多个卷曲。在第一平面中，通过激光扫描确定，该锯丝包括波长为3.6mm并且波峰至波峰(即双幅值)的值为30μm的卷曲。在第二平面中，锯丝包括波长为3.1mm并且波峰至波峰的值为28μm的卷曲。该样品显示出“D/d”值为1.34，这是在优选范围内的。该钢丝的(S-L)/L比值为0.029%。

在第二I2和第三I3优选实施方案中，通过在拉拔期间采用不同的模具角度来进一步提高表面下残余拉伸应力。这导致在卷曲之前分别在笔直钢丝上大约为1600MPa和大约1700MPa的更高拉伸残余应力。按照如与在第一优选实施方案中类似的方式使得钢丝卷曲。

接着制作出参考钢丝R1、R2和R3。参考钢丝R3为具有中性至压缩残余应力的普通锯丝，它没有卷曲或弯曲。可以通过引导钢丝穿过如在US4612792中所述的拉直装置来获得表面下残余压缩或中性应力。

参考钢丝R1由钢丝R3制成，并且在单个平面中卷曲，并且波长大约为3.1mm并且中心线的波峰至波峰的值为35μm。

参考钢丝R2由相同的笔直钢丝R3制成，但是现在在彼此大致垂直的两个平面中卷曲。在表1中概括出在锯切之前和之后在钢丝上获得的几何参数：

表1：“P2P”为钢丝的中心线的“波峰至波峰”

从上述表1中可以看出，本发明的钢丝I1、I2和I3在锯切过程的首次切割之前和之后显示出良好的形状稳定性：在锯切之前和之后的波峰至波峰的值确实减小，但是比针对钢丝R1或R2所观察到的要小得多。

在拉力为16N并且钢丝速度为600m/s的钢丝往复运动模式(钢丝来回运动183m)中在单根锯丝(RTS480)上对参考钢丝“R1”、“R2”和“R3”以及本发明的钢丝“I1”、“I2”和“I3”进行测试。将钢丝以1.0mm/分钟的速度切割规格为125×125mm²的单晶硅块。将重量比为1:0.9的PEG和JIS15000碳化硅的混合物用作切割浆。中间粒径为10μm。将在切割的结尾时形成的弓高或拱高(用mm表示的“BH”)用作钢丝的切割效率的量度。在切割的结尾时的弓高越低，则切割效率越高。

在将不同的钢丝进行切割操作时，与普通卷曲参考钢丝R1和R2相比，观察到本发明的钢丝I1、I2和I3在切割的结尾时的弓高明显更小。

图3显示出在用相同钢丝进行1(C1)或2(C2)连续切割之后的参考钢丝R1、R2、R3和本发明钢丝I1、I2、I3的性能。所有钢丝显示出在重复使用之后弓高增大，这归因于钢丝的形状变化。从图3可以看出，具有高拉伸残余表面下应力的本发明钢丝在六根钢丝中具有最好的切割效率。这是依靠如在表1中所示的这些钢丝的更好的形状保持性。具有高拉伸残余表面下应力的成型钢丝在锯切时更好地保持形状，从而导致切割效率更好。

因此，具有在切割之后显示出超过切割之前的波峰至波峰的值的一半的波峰至波峰的值的成型钢丝肯定都落入在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (16)

1.一种成型锯丝，所述成型锯丝包括具有在其间有区段的多个弯部的钢丝，其特征在于，所述钢丝具有表面下拉伸残余应力以在锯切期间保持所述成型锯丝的形状。

2.如权利要求1所述的成型锯丝，其中在所述区段中的表面下残余应力至少为1500MPa。

3.如权利要求1所述的成型锯丝，其中所述成型锯丝在所述弯部的内侧弯曲部分上具有表面下拉伸残余应力。

4.如权利要求3所述的成型锯丝，其中所述弯部的内侧弯曲部分上的表面下拉伸残余应力至少为2000MPa。

5.如权利要求1所述的成型锯丝，其中所述成型锯丝具有轴线，并且其中所述钢丝在一个或多个平面中具有波浪形状，所述一个或多个平面包括所述轴线。

6.如权利要求5所述的成型锯丝，其中所述钢丝在第一平面和第二平面中具有波浪形状，所述第二平面与所述第一平面不同。

7.如权利要求5所述的成型锯丝，其中所述一个或多个平面相对于包括所述轴线的固定平面的角度沿着所述锯丝的轴向长度变化。

8.如权利要求7所述的成型锯丝，其中所述角度沿着所述锯丝的轴向长度增大或减小。

9.如权利要求8所述的成型锯丝，其中所述角度交替地在第一长度上增大并且随后沿着第二长度减小。

10.如权利要求1所述的成型锯丝，其中所述钢丝具有围绕着所述成型锯丝的轴线的螺旋形状，并且其中所述钢丝的弯部设置成径向向外。

11.如权利要求5至10中任一项所述的成型锯丝，其中沿着所述轴线在所述弯部之间的距离为所述钢丝的直径“d”的10至100倍。

12.如权利要求11所述的成型锯丝，其中所述成型锯丝具有外接直径“D”，并且其中比例D/d在1.04至1.40之间。

13.如权利要求5至10中任一项所述的成型锯丝，其中所述钢丝具有在轴向长度“L”上测量得到的长度“S”，并且其中(S-L)/L在百分之0.006至0.6之间。

14.如权利要求1至10中任一项所述的成型锯丝，其中所述钢丝的表面为裸钢。

15.如权利要求1至10中任一项所述的成型锯丝，其中所述钢丝的表面涂覆有选自铜、锌、锡、镍、钴或其合金中的至少一种的涂层。

16.如权利要求15所述的成型锯丝，其中所述涂层还包括选自金刚石、立方氮化硼、碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳化钨或其混合物的磨料颗粒。

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