DE10045770A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung, bei dem ein Draht mit daran haftenden Schleifkörnern verwendet wird. Das Verfahren umfasst die Stufe Schneiden der Seltenerdmetall-Legierung, während eine Schneidflüssigkeit mit einer vorgegebenen kinematischen Viskosität zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung zugeführt wird. Das Verfahren umfasst ferner das Variieren der Temperatur der zugeführten Menge an frischer Schneidflüssigkeit, um die kinematische Viskosität der Schneidflüssigkeit zu steuern.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung mit einem Draht, der daran haften­ de Superschleifkörner, beispielsweise Diamantkörner, aufweist.

Es wurde bereits ein Verfahren zum Schneiden eines Silicium-Barrens mit ei­ ner Drahtsäge entwickelt, um den Barren zu einer großen Anzahl von Wafern (Scheiben) zu zerschneiden. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der offen­ gelegten japanischen Patentpublikation Nr. 6-8234 beschrieben. Nach diesem Verfahren kann eine große Anzahl von Wafern (Scheiben), die jeweils eine konstante Dicke aufweisen, gleichzeitig von einem Barren abgeschnitten wer­ den durch Schneiden des Barrens mit einem Mehrfachdraht, der durch diesen hindurchläuft, während eine Aufschlämmung zugeführt wird, die Schleifkörner enthält.

Andererseits wird nach einem bekannten Verfahren ein Barren aus einer Sel­ tenerdmetall-Legierung unter Verwendung beispielsweise einer rotierenden Schneideklinge in Scheiben geschnitten. Ein solches Verfahren, bei dem eine Schneideklinge verwendet wird, erfordert jedoch einen unerwünscht breiten Schneiderand, weil die Schneidekante einer Schneideklinge dicker ist als die­ jenige eines Drahtes. Ein solches Verfahren trägt daher nicht zu einer wirksa­ men Ausnutzung der wertvollen Ressourcen bei.

Eine Seltenerdmetall-Legierung ist beispielsweise geeignet für die Verwendung als Magnetmaterial. Ein Magnet hat eine große Vielzahl von Anwendungs­ zwecken gefunden und wird heutzutage allgemein verwendet für verschiedene Typen von elektronischen Geräten. Unter Umständen wie diesen ist es höchst wünschenswert, die Herstellungskosten pro Seltenerdmetall-Magnet drastisch zu reduzieren. Die Kosten würden beträchtlich reduziert, wenn eine große An­ zahl von Wafern bzw. Scheiben gleichzeitig aus einem Barren aus einer Sel­ tenerdmetall-Legierung so hergestellt werden könnte, dass der Schneiderand reduziert werden kann durch Verwendung einer Drahtsäge und jede Scheibe eine konstante Dicke hat.

Ein praktikables Drahtsägeverfahren, mit dem man erfolgreich eine Seltenerd­ metall-Legierung schneiden kann, ist bisher jedoch aus der Literatur nicht be­ kannt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben experimentell einen Bar­ ren aus einer Seltenerdmetall-Legierung mit einer Drahtsäge vom freien Schleifkorn-Typ geschnitten. Als Ergebnis wurde gefunden, dass eine Rohrlei­ tung mit der darin zirkulierenden Aufschlämmung innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne mit feinem Pulver und Schleifbruchstücken (d. h. Spänen oder Schlamm), wie sie beim Drahtsägen auftraten, verstopft wurde, sodass danach keine Aufschlämmung dem Draht mehr zugeführt werden konnte und der Draht gegebenenfalls riss. Wenn die Aufschlämmung nach jeweils mehreren Stun­ den vollständig ersetzt wurde, um dieses Problem zu vermeiden, musste das Drahtsägen jeweils für eine Zeit lang unterbrochen werden, während die Auf­ schlämmung ersetzt wurde. Eine solche Bearbeitung ist jedoch für eine Mas­ senproduktion nicht geeignet und es ist praktisch unmöglich, eine solche Bear­ beitung in der industriellen Praxis anzuwenden. Es wurde auch festgestellt, dass, da der Schlamm in einer Schneiderille leicht abgelagert wurde, der Schneidewiderstand merklich anstieg und der Draht als Folge davon noch leichter zum Zerreissen (Bersten) neigte. Außerdem wurde, wie gefunden wur­ de, die Schneidegenauigkeit stark beeinträchtigt, weil während des Schneide­ verfahrens verschiedene unerwünschte Bearbeitungsfehler häufig auftraten. Beispielsweise löste sich der Draht häufig von den Rollen (Walzen), um die der Draht herumgewickelt war, weil der Schlamm sich auch auf den Rillen (Nuten) der Rollen bzw. Walzen ablagerte. Keines dieser Probleme wurde jedoch beim Schneiden eines Siliciumbarrens oder eines Glasbarrens nach dem konventio­ nellen Drahtsäge-Verfahren festgestellt.

Außerdem tritt bei einer Drahtsäge vom freien Schleifkorn-Typ, bei der Schleif­ körner in einer Aufschlämmung schwimmen, das folgende Spezialproblem auf: die freien Schleifkörner haben die Neigung, während des Schneideverfahrens auf der Schnittfläche zu rollen. Es ist daher schwierig, die Schnittmenge pro Zeiteinheit (die Schneide-Geschwindigkeit) zu erhöhen. Insbesondere dann, wenn eine Seltenerdmetall-Legierung mit der Drahtsäge vom freien Schleif­ korn-Typ geschnitten wird, nimmt die Schneide-Geschwindigkeit stark ab, weil eine Seltenerdmetall-Legierung ein steifes, zähes Material ist, verglichen mit Silicium und Glas, das schwieriger zu schneiden ist.

In der offengelegten japanischen Patentpublikation Nr. 8-126953 ist ein Verfah­ ren beschrieben, bei dem ein Siliciumbarren mit einem Draht vom fixierten Schleifkorn-Typ unter Verwendung von Wasser als Kühlmittel geschnitten wird. Wenn dieses Verfahren auf das Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung angewendet wird, treten jedoch die gleichen Probleme auf wie sie oben in Be­ zug auf die Drahtsäge vom freien Schleifkorn-Typ beschrieben worden sind, weil der Schlamm aus einer Seltenerdmetall-Legierung aus den Schneiderillen schwierig abzuführen ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung anzugeben, das einen kontinuierlichen Langzeit-Betrieb gewährleistet durch Verhindern eines Berstens bzw. Reissens des Drahtes und durch Verbesserung der Schneide- Geschwindigkeit.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Magneten unter Anwendung des Verfahrens zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung anzugeben.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schwingspulen-Motor zur Verfügung zu stellen, der einen nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren hergestellten Seltenerdmetall-Magneten enthält.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Schneiden einer Seltenerdmetall- Legierung wird ein Draht mit daran haftenden Schleifkörnern verwendet. Das Verfahren umfasst die Stufen des Schneidens der Seltenerdmetall-Legierung, während eine Schneidflüssigkeit (Schneidfluid) mit einer vorgegebenen kine­ matischen Viskosität zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung zugeführt wird.

Vorzugsweise liegt die kinematische Viskosität der Schneidflüssigkeit (des Schneidfluids), die (das) zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall- Legierung zugeführt wird, in einem Bereich von 6,0 bis 100,0 mm²/s.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schneidflüssigkeit ein Schneidöl und das Schneidöl hat vorzugsweise eine Viskosität bei 40°C in einem Bereich von 4,0 bis 40,0 mPa.s.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsformen ist die Schneidflüssigkeit eine wasserlösliche Glycol-Schneidflüssigkeit und die wasserlösliche Glycol- Schneidflüssigkeit hat vorzugsweise eine kinematische Viskosität bei 25°C in einem Bereich von 10,0 bis 67,0 mm²/s.

Die kinematische Viskosität der Schneidflüssigkeit wird vorzugsweise kontrol­ liert durch Kontrolle der Temperatur der Schneidflüssigkeit.

Das Verfahren umfasst vorzugsweise ferner die Stufen:
Rückgewinnung oder Sammeln der Schneidflüssigkeit, die einen Schlamm aus der Seltenerdmetall-Legierung enthält, der während des Schneidens der Sel­ tenerdmetall-Legierung gebildet worden ist; und
Entfernen des Schlammes aus der zurückgewonnenen oder gesammelten Schneidflüssigkeit vor Einstellung der Temperatur der Schneidflüssigkeit.

Die Kontrolle bzw. Einstellung der Temperatur der Schneidflüssigkeit umfasst vorzugsweise die Stufen:
thermische Regulierung eines Teils der Schneidflüssigkeit, aus der der Schlamm entfernt worden ist; und
Mischen des thermisch regulierten Teils der Schneidflüssigkeit mit der restli­ chen Schneidflüssigkeit, die nicht thermisch reguliert worden ist, wobei die gemischte Schneidflüssigkeit zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall- Legierung zugeführt wird.

Vorzugsweise wird der Schlamm aus der Seltenerdmetall-Legierung, der wäh­ rend des Schneidens der Seltenerdmetall-Legierung gebildet wird, aus der Schneidflüssigkeit durch eine magnetische Kraft abgetrennt.

Vorzugsweise wird ein magnetischer Separator (Magnet-Separator), der eine magnetische Kraft von 0,27 Tesla oder mehr erzeugen kann, in einem Bereich zum Sammeln des Schlammes aus der Schneidflüssigkeit angeordnet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Schneiden durchgeführt unter Verwendung einer Drahtsäge-Vorrichtung, die aufweist eine Vielzahl von drehbar gelagerten Rollen (Walzen), wobei jede der Rollen (Walzen) eine Vielzahl von ringförmigen Rillen (Nuten) aufweist, die auf der äußeren Umfangsfläche der Rolle (Walze) in einem vorgegebenen Abstand erzeugt worden sind; und Antriebs-Einrichtungen, um die Rollen (Walzen) in Rotation zu versetzen, so­ dass der Draht entlang der Rillen (Nuten) der Rollen (Walzen) laufen kann.

Vorzugsweise wird die Seltenerdmetall-Legierung mit dem Draht geschnitten, während die Seltenerdmetall-Legierung von einer Position oberhalb des Drah­ tes in eine Position unterhalb des Drahtes bewegt wird.

Vorzugsweise wird die Seltenerdmetall-Legierung in eine Vielzahl von Blöcken unterteilt und daran befestigt und mindestens ein Teil der Zuführung der Schneidflüssigkeit erfolgt durch die Spalte zwischen der Vielzahl von Blöcken.

Das Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Seltenerdmetall- Legierungs-Platten umfasst die Stufen:
Herstellung eines Barrens (Ingot) aus einer Seltenerdmetall-Legierung; und
Abtrennen einer Vielzahl von Seltenerdmetall-Platten bzw. -Scheiben von dem Barren nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung.

Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Seltenerdmetall- Magneten umfasst die Stufen:
Herstellung eines Sinterkörpers aus einem magnetischen Seltenerdmetall- Legierungs-Pulver; und
Abtrennung einer Vielzahl von Seltenerdmetall-Magneten von dem Sinterkör­ per nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung.

Der erfindungsgemäße Schwingspulen-Motor enthält den Seltenerdmetall- Magneten, der nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Magneten hergestellt worden ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dicke des Seltenerdmetall- Magneten in einem Bereich von 0,5 bis 3,0 mm.

Die Vorrichtung zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung dient dazu, eine Seltenerdmetall-Legierung mittels ei­ nes Drahts zu schneiden. Die Vorrichtung umfasst einen Draht, an dem Schleifkörner befestigt sind; und Einrichtungen zum Einführen einer Schneid­ flüssigkeit mit einer vorgegebenen kinematischen Viskosität zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung.

Vorzugsweise liegt die kinematische Viskosität der zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung zugeführten Schneidflüssigkeit in einem Bereich von 6,0 bis 100,0 mm²/s.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung außerdem eine Viskositäts-kontroll­ einrichtung zur Kontrolle der kinematischen Viskosität der zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung zugeführten Schneidflüssigkeit.

Die Viskositätskontrolleinrichtung dient vorzugsweise dazu, die kinematische Viskosität der Schneidflüssigkeit zu kontrollieren durch Kontrolle der Tempera­ tur der Schneidflüssigkeit.

Die Viskositätskontrolleinrichtung umfasst vorzugsweise einen Behälter für die Aufnahme der Schneidflüssigkeit; einen thermischen Regulator für die Kontrol­ le der Temperatur mindestens eines Teils der in dem Behälter gelagerten Schneidflüssigkeit; und einen Rührer zum Rühren der in dem Behälter gelager­ ten Schneidflüssigkeit.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung außerdem einen magnetischen Separa­ tor (Magnet-Separator) zum Abtrennen des Schlamms aus der Seltenerdmetall-Legierung, der während des Schneidens der Seltenerdmetall-Legierung gebildet wird, von der Schneidflüssigkeit mittels einer magnetischen Kraft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt der magnetische Separator (Magnet-Separator) eine magnetischen Kraft von 0,27 Tesla oder höher in ei­ nem Bereich zum Sammeln des Schlammes aus der Schneidflüssigkeit.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Schneidflüssigkeit" ist eine solche zu verstehen, die sowohl eine in Wasser unlösliche Schneidflüssigkeit (auch als "Schneidöl" bezeichnet) als auch eine in Wasser lösliche Schneidflüssigkeit umfasst, wobei jedoch Schneidwasser ausgeschlossen ist, das Wasser als eine Hauptkomponente enthält und eine kinematische Viskosität von etwa 1 mm²/s aufweist.

Kurze Beschreibung verschiedener Darstellungen der Zeichnungen

Fig. 1 stellt ein Fließdiagramm dar, welches das Verfahren zur Herstellung ei­ nes Nd-Fe-B-Permanentmagneten erläutert;

Fig. 2A stellt eine Frontansicht von Blöcken von Barren dar, die an einer Ar­ beitsplatte befestigt sind; und

Fig. 2B stellt eine Seitenansicht derselben dar;

Fig. 3A stellt eine perspektivische Ansicht dar, die den Hauptabschnitt einer Drahtsäge-Vorrichtung erläutert, die vorzugsweise bei einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und

Fig. 3B stellt eine Frontansicht derselben dar;

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung, die ein Schneidflüssigkeits- Zirkulationssystem der Drahtsäge-Vorrichtung erläutert;

Fig. 5 stellt eine perspektivische Ansicht dar, die einen für die Drahtsäge- Vorrichtung bereitgestellten magnetischen Separator erläutert;

Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Drahtes;

Fig. 7 stellt eine schematische Darstellung dar, die ein anderes Schneidflüs­ sigkeits-Zirkulationssystem der Drahtsäge-Vorrichtung erläutert;

Fig. 8 stellt eine perspektivische Ansicht einer Reinigungs-Einrichtung dar, die für das in der Fig. 7 gezeigte Zirkulationssystem vorgesehen ist;

Fig. 9 stellt ein Diagramm dar, das zeigt, wie sich die Schneidegeschwindigkeit mit der Anzahl der Schneidevoränge ändert, wenn zum Reinigen des Schlammes Wasser und Schneidflüssigkeiten verwendet werden;

Fig. 10 stellt ein Diagramm dar, das die Beziehung zwischen der Viskosität ei­ nes Schneidöls und dem Durchhängen (Durchbiegen) des Drahtes zeigt;

Fig. 11 stellt eine Erläuterung einer Test-Vorrichtung dar, die zum Prüfen der Beziehung zwischen der Viskosität einer wasserlöslichen Glycol- Schneidflüssigkeit und der Schnittleistung verwendet wird;

Fig. 12 stellt ein Diagramm dar, das die Beziehung zwischen der Viskosität ei­ ner wasserlöslichen Glycol-Schneidflüssigkeit und der Schnittleistung zeigt;

Fig. 13 stellt ein Diagramm dar, das die Beziehung zwischen der magnetischen Kraft eines magnetischen Separators und der Planarität einer Schnitto­ berfläche eines Werkstückes zeigt; und

Fig. 14 stellt ein Diagramm dar, das die Temperatur-Viskositäts-Beziehung von Schneidflüssigkeiten und Schneidwasser zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Zur Verbesserung der Schnittgeschwindigkeit haben die Erfinder der vorlie­ genden Erfindung experimentell eine Seltenerdmetall-Legierung mit einem Draht mit daran haftenden Schleifkörnern geschnitten. Durch die Verwendung eines solches Drahtes wird die Schnittgeschwindigkeit verbessert, weil die an dem Draht befestigten Schleifkörner daran gehindert werden, während des Schneidens zu rollen. Bei diesem Schneidverfahren ist eine Aufschlämmung zum Suspendieren der Schleifkörner nicht mehr erforderlich. Es muss jedoch Schneidwasser dem Schneidebereich zugeführt werden, um den Schlamm aus dem geschnittenen Abschnitt herauszuwaschen (auszutragen). In dem von den Erfindern durchgeführten Versuch wurde gefunden, dass bei Verwendung von Schneidwasser die Gefahr besteht, dass sich Schlamm aus der Seltenerdme­ tall-Legierung in einer Schneiderille ablagert und dass als Folge davon der Schnittwiderstand merklich ansteigt und die Gefahr besteht, dass leicht der Draht zerspringt (zerreißt). Dieses Phänomen ist auch festzustellen, wenn eine Drahtsäge vom freien Schleifkorn-Typ verwendet wird. Der Anstieg des Schnittwiderstandes führt jedoch zu einem schwerwiegenderen Problem, wenn die Drahtsäge vom fixierten Schleifkorntyp verwendet wird, weil die Menge des beim Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung pro Zeiteinheit gebildeten Schlammes größer ist, wenn eine Drahtsäge vom fixierten Schleifkorntyp ver­ wendet wird.

Der abgelagerte Schlamm kann die Zirkulation des Schneidwassers in einer Wasserzirkulations-Rohrleitung einer Drahtsäge-Vorrichtung verhindern und somit die Wasserzirkulations-Rohrleitung verstopfen. Deshalb kann die Vor­ richtung nicht kontinuierlich über einen längeren Zeitraum betrieben werden, es sei denn, dass das Schneidwasser häufig ersetzt wird.

Der Schlamm hat die Neigung, sich abzusetzen und zu aggregieren, wahr­ scheinlich weil die spezifischen Gewichte von Eisen und des Seltenerdmetall- Elements, das eine Seltenerdmetall-Legierung aufbaut, verhältnismäßig groß sind. Wenn ein Silicium- oder Quarzglas-Barren mit einer Drahtsäge geschnit­ ten wird, wird der Schlamm schnell ausgewaschen und es tritt kaum ein Absit­ zen oder Aggregieren auf. Deshalb waren bei diesem Verfahren bisher keine schwerwiegenden Probleme jemals aufgetreten.

Es wurde außerdem gefunden, dass dann, wenn das Schneidwasser während des Schneidens einer Seltenerdmetall-Legierung verwendet wird, der Draht mit den daran haftenden Schleifkörnern stark abgenutzt wurde. Als Folge davon nahm das Schneidevermögen des Drahtes innerhalb einer kurzen Zeitspanne ab und die Schnittgeschwindigkeit wurde stark herabgesetzt. Eine Seltenerd­ metall-Legierung, die starr und zäh ist, erzeugt eine hohe Reibung, wenn sie während des Schneidens mit dem Draht in Kontakt kommt. Durch die Verwendung von Schneidwasser wird vermutlich diese Reibung während des Schnei­ dens der Seltenerdmetall-Legierung nicht in ausreichendem Maße herabge­ setzt. Dies hat jedoch niemals zu einem schwerwiegenden Problem beim Schneiden eines Silicium- oder Quarzglasbarrens geführt, der leichter zu schneiden ist als eine Seltenerdmetall-Legierung.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Angaben haben die Erfinder der vor­ liegenden Erfindung gefunden, dass der Schnittwiderstand herabgesetzt wer­ den kann durch Verwendung einer Schneidflüssigkeit mit einer Viskosität, die innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt (beispielsweise eines Schneidöls, das gereinigtes Mineralöl als eine Hauptkomponente enthält, oder einer wasserlöslichen Glycol-Schneidflüssigkeit) anstelle von Schneidwasser. Die kinematische Viskosität der Schneidflüssigkeit beträgt zweckmäßig 6,0 mm²/s oder mehr, wie weiter unten beschrieben. Darüber hinaus haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Idee entwickelt, den Schlamm aus der Schneidflüssigkeit mit einer magnetischen Kraft abzutrennen und zu entfernen unter Ausnutzung der Art des Schlammes aus einer Seltenerdmetall- Legierung, die von einem Magneten angezogen wird. Durch Anwendung dieser Maßnahmen wird eine Verstopfung einer Rohrleitung, in der die Schneidflüs­ sigkeit im Kreislauf geführt wird, verhindert, ein häufiger Ersatz der Schneid­ flüssigkeit ist im wesentlichen nicht erforderlich und die Schneid-Vorrichtung kann für einen beträchtlich längeren Zeitraum kontinuierlich betrieben werden als gemäß Stand der Technik.

Wenn die Schneidflüssigkeit im Kreiflauf geführt wird, steigt die vergleichswei­ se niedrige Anfangstemperatur der Schneidflüssigkeit, die nahe bei Raumtem­ peratur liegt, allmählich an, da die Schneidflüssigkeit die zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung entwickelte Reibungswärme absorbiert. Die Temperatur der Schneidflüssigkeit kann sogar etwa 50°C übersteigen, wenn die Schneidflüssigkeit im Kreislauf geführt wird.

Nach einem Versuch, den die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchge­ führt haben, nimmt die Viskosität der Schneidflüssigkeit sowie das Kühlungs­ vermögen derselben ab, wenn die Temperatur der Schneidflüssigkeit ansteigt und wenn eine Schneidflüssigkeit mit einer verminderten Viskosität zugeführt wird, steigt der Schnittwiderstand an. Wie aus Fig. 14 ersichtlich, variieren die kinematischen Viskositäten der Schneidflüssigkeiten (eines Schneidöls und einer wasserlöslichen Glycol-Schneidflüssigkeit) stark mit ihren Temperaturen, während die kinematische Viskosität von Schneidwasser in Abhängigkeit von seiner Temperatur im wesentlichen konstant ist (etwa 1 mm²/s beträgt).

Wenn die Viskosität der Schneidflüssigkeit, die zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung zugeführt wird, als Folge des Temperaturanstiegs stark abnimmt, wird der Strom der Schneidflüssigkeit in der Schnittrille, die durch den laufenden Draht erzeugt wird, wahrscheinlich gering. Der Grund dafür ist der, dass die Bewegung der Schneidflüssigkeit mit niedrigerer Viskosi­ tät weniger beeinflußt wird durch das Laufen des Drahtes (d. h., die Schneid­ flüssigkeit bewegt sich weniger leicht zusammen mit dem Draht). Der geringe Strom von Schneidflüssigkeit ist nicht in der Lage, den Schlamm aus der Sel­ tenerdmetall-Legierung mit einem großen spezifischen Gewicht aus der Schnittrille auszuwaschen. Der in der Schnittrille abgelagerte resultierende Schlamm erhöht den Schnittwiderstand. Der Schnittwiderstand nimmt insbe­ sondere signifikant zu wegen des nicht-ausgetragenen Schlammes aus der Seltenerdmetall-Legierung, da dieser Schlamm steif ist, verglichen mit Schlamm aus Silicium und dgl.

Die Breite der Schnittrille, die in einer Seltenerdmetall-Legierung entsteht, ist gering (beispielsweise beträgt sie 0,3 mm oder weniger). Daher ist es schwie­ rig, die Schneidflüssigkeit direkt in die Schnittrille einzuführen. Die Schneid­ flüssigkeit wird deshalb zuerst dem Draht zugeführt und die an dem Draht haftende Flüssigkeit wird in die Schnittrille eingeführt, wenn der Draht die Rille bildet. Wenn die Viskosität der Schneidflüssigkeit zu niedrig ist, fällt die Schneidflüssigkeit leicht von dem Draht ab, sodass keine ausreichende Menge Schneidflüssigkeit in die Schnittrille eingeführt werden kann. Dies führt eben­ falls zu einem Anstieg des Schnittwiderstandes. Wenn der Schnittwiderstand zunimmt, nimmt die Schnittleistung ab. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit des Zerplatzens des Drahtes erhöht und außerdem kann dadurch eine Ab­ nahme der Bearbeitungspräzision der Schnittoberfläche eines Seltenerdmetall- Magneten verursacht werden.

Um die obengenannten Probleme zu lösen, haben die Erfinder der vorliegen­ den Erfindung die Temperatur einer Schneidflüssigkeit experimentell so ein­ gestellt, dass sie eine Viskosität innerhalb eines vorgegebenen Bereiches hat, während die Schneidflüssigkeit im Kreislauf geführt wird. Als Folge davon wur­ de die Temperatur der Schneidflüssigkeit erfolgreich innerhalb eines vorgege­ benen Bereiches gehalten, während die kinematische Viskosität der Schneid­ flüssigkeit unveränderlich so eingestellt wurde, dass sie innerhalb des ge­ wünschten Bereiches lag. Dadurch wird der Anstieg des Schnittwiderstandes unterdrückt und dies erlaubt das wirksame Schneiden einer Seltenerdmetall- Legierung mit einer hohen Präzision. Die Schmierfähigkeit der Schneidflüssig­ keit beeinflußt auch die Schnittleistung. Daher kann der bevorzugte Bereich der kinematischen Viskosität der Schneidflüssigkeit mehr oder minder variieren in Abhängigkeit vom Typ der Schneidflüssigkeit. Die Viskosität der Schneid­ flüssigkeit wird hier definiert als kinematische Viskosität (Einheit mm²/s), da die Schneidflüssigkeit im fließfähigen Zustand zugeführt wird. Alternativ kann sie durch die statische Viskosität (Einheit: Millipascal.s (mPa.s)) definiert werden.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfin­ dung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrie­ ben.

Zuerst wird ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall- Platte gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausfüh­ rungsform kann eine ternäre Seltenerdmetall-Legierungs-Verbindung Nd-Fe-B verwendet werden, die hauptsächlich aus Neodym (Nd), Eisen (Fe) und Bor (B) besteht. Alternativ kann auch eine Seltenerdmetall-Legierungs-Verbindung verwendet werden, in der Dy (Dysprosium) und Co (Kobalt) einen Teil von Nd bzw. einen Teil von Fe in Nd-Fe-B ersetzen. Nd-Fe-B ist bekannt als Material für einen sehr starken Neodymmagneten mit einem maximalen Energie- Produkt, das 320 kJ/m³ übersteigt.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Nd-Fe-B-Blockes wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Fließdiagramm gemäß Fig. 1 kurz beschrieben. Bezüg­ lich weiterer Einzelheiten eines Verfahrens zur Herstellung einer Seltenerdme­ tall-Legierung als Magnetmaterial vgl. beispielsweise das US-Patent Nr. 4 770 723.

In der in Fig. 1 dargestellten Stufe S1 werden zuerst die Ausgangsmaterialien in einem vorgegebenen Verhältnis der Mol-Bruchteile genau gewogen. Dann werden in der Stufe S2 die Ausgangsmaterialien in einem Hochfrequenz- Schmelzofen im Vakuum oder in einer Argongas-Atmosphäre geschmolzen. Die geschmolzenen Ausgangsmaterialien werden in eine wassergekühlte Form gegossen, wobei man eine Ausgangsmaterial-Legierung in dem vorgegebenen Verhältnis erhält. Danach wird in der Stufe S3 die Ausgangsmaterial-Legierung pulverisiert zur Herstellung eines feinen Pulvers mit einer mittleren Teilchen­ größe von etwa 3 bis etwa 4 µm. Anschließend wird in der Stufe S4 das feine Pulver in eine Formanordnung eingeführt und in einem Magnetfeld einem Formpressen unterworfen. Während diese Verfahrensstufe wird das Form­ pressen durchgeführt, nachdem das feine Pulver erforderlichenfalls mit einem Gleitmittel (Schmiermittel) gemischt worden ist. Dann wird in der Stufe S5 ein Ausgangsmaterial für einen Neodymmagneten geformt durch Durchführung eines Silanverfahrens bei etwa 1000 bis etwa 1200°C. Danach wird in der Stufe S6 eine Alterungs-Behandlung bei etwa 600°C durchgeführt, um die Ko­ erzitivkraft des Magneten zu erhöhen. Auf diese Weise kann ein Barren aus einer Seltenerdmetall-Legierung hergestellt werden. Die Größe des Barrens beträgt beispielsweise 30 mm × 50 mm × 60 mm.

In der Stufe S7 wird der Barren aus der Seltenerdmetall-Legierung zerschnitten und bearbeitet, wodurch der Barren zu einer Vielzahl von dünnen Platten (Scheiben) zerteilt wird (diese Platten bzw. Scheiben werden manchmal als "Substrate" und manchmal als "Wafer" bezeichnet). Bevor die Stufen S8 und folgende näher beschrieben werden, wird nachstehend ein Verfahren zum Schneiden des Barrens aus einer Seltenerdmetall-Legierung gemäß der vor­ liegenden Erfindung unter Anwendung des erfindungsgemäßen Drahtsäge- Verfahrens näher beschrieben.

Diesbezüglich wird auf die Fig. 2A und 2B Bezug genommen. Zuerst wird eine Vielzahl von Barren 20, die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt worden sind, mit einem Klebstoff 22, beispielsweise aus einem Epoxyharz miteinander verbunden. Die Barren 20 werden an einer Eisen- Arbeitsplatte 26 befestigt, nachdem diese Barren aufeinandergestapelt worden sind unter Bildung einer Vielzahl von Blöcken 24a bis 24c. Die Arbeitsplatte 26 und die Blöcke 24a bis 24c werden ebenfalls mittels des Klebstoffes 22 mitein­ ander verbunden. Insbesondere wird eine Basisplatte 28 aus Kohlenstoff als Puffer zwischen die Arbeitsplatte 26 und jeden der Blöcke 24a bis 24c gelegt. Die Kohlenstoffbasis-Platten 28 werden ebenfalls mittels des Klebstoffes 22 mit der Arbeitsplatte 26 und den Blöcken 24a bis 24c verbunden. Die Kohlen­ stoffbasis-Platten 28 werden mittels einer Drahtsäge zerschnitten, nachdem die Blöcke 24a bis 24c zerschnitten worden sind, bis die Arbeitsplatte das weitere Absenken stoppt. Das heißt, die Basisplatte 28 dient als Puffer zum Schützen der Arbeitsplatte 26.

Bei dieser Ausführungsform wird die Größe jedes der Blöcke 24a bis 24c auf etwa 100 mm festgelegt, gemessen in der durch den Pfeil A in Figur der 2A an­ gezeigten Richtung (nachstehend wird diese Richtung als "Drahtdurchlaufrich­ tung" bezeichnet). Da die Größe jedes Barrens 20, gemessen in der Draht­ durchlaufrichtung, bei dieser Ausführungsform etwa 50 mm beträgt, wird jeder der Blöcke 24a bis 24c hergestellt durch Übereinanderstapeln eines Paares von Barren 20, die in der Drahtdurchlauf-Richtung nebeneinanderliegend an­ geordnet sind.

Außerdem werden in dieser Beschreibung die Barren 20, die an der Arbeits­ platte 26 befestigt sind, kollektiv als "Werkstück" bezeichnet. Durch Unterteilen dieses Werkstückes in eine Vielzahl von Blöcken können die folgenden Effekte erzielt werden.

Wenn die Größe eines Werkstückes in der Drahtdurchlaufrichtung so hoch ist, dass sie den maximalen Abstand, den die Schneidflüssigkeit erreichen kann, übersteigt, dann kann die Schneidflüssigkeit einigen der Bereiche des zu schneidenden Werkstücks nicht in ausreichendem Maße zugeführt werden. Als Folge davon zerplatzt möglicherweise ein Draht. Da das Werkstück gemäß dieser Ausführungsform in Blöcke 24a bis 24c mit einer geeigneten Größe auf­ geteilt wird, kann jedoch die Schneidflüssigkeit den Zwischenräumen zwischen den Blöcken 24a bis 24c zugeführt werden und deshalb kann das Problem ei­ ner unzureichenden Zufuhr der Schneidflüssigkeit gelöst werden. Dies erlaubt auch das Auswaschen des Schlammes, der sich zwischen den Schleifkörnern auf dem Draht abgelagert hat. Die Schnittleistung wird dadurch verbessert.

Bei dieser Ausführungsform sind zwei Schneidflüssigkeits-Zuführungsrohr­ leitungen 29 auf der Oberseite der Arbeitsplatte 26 angeordnet, welche die Schneidflüssigkeit in die Zwischenräume zwischen den Blöcken 24a bis 24c einführen. Frische Schneidflüssigkeit wird von oben nach unten aus den Schneidflüssigkeits-Zuführungsrohrleitung 29 und durch die schlitzförmigen Düsen 29a versprüht. Die Schneidflüssigkeits-Zuführungsrohrleitungen 29 nehmen aus einem Schneidflüssigkeitsvorratstank (wie nachstehend beschrie­ ben) frische Schneidflüssigkeit auf, die keinen Schlamm enthält, oder Schneid­ flüssigkeit, aus der der Schlamm entfernt worden ist. Die Schneidflüssigkeits- Zuführungsrohrleitungen 29 weisen beispielsweise eine Doppelwand-Struktur auf. Die Breite jedes der Schlitze 29a unter den Rohrleitungen 29 ist so gestaltet, dass sie sich in Längsrichtung ändert, um so die Schneidflüssigkeit gleich­ mäßig zuzuführen.

Bei dieser Ausführungsform wird das Werkstück auf die vorstehend beschrie­ bene Weise in eine Vielzahl von Blöcken unterteilt. Die Größe jedes der Blöcke 24a bis 24c, gemessen in der Drahtdurchlaufrichtung, variiert jedoch mit der Viskosität der Schneidflüssigkeit und der Drahtdurchlauf-Geschwindigkeit. Die Anzahl und Anordnung der Barren 20, die einen Block aufbauen, ist ebenfalls variabel in Abhängigkeit von der Größe jedes Barrens 20. Dementsprechend sollte im Hinblick auf diese Faktoren das Arbeitsstück in Blöcken mit einer op­ timalen Größe in geeigneter Weise unterteilt werden. Bei dieser Ausführungs­ form sind die Schneidflüssigkeits-Zuführungsrohrleitungen 29 auf der Obersei­ te der Arbeitsplatte 26 angeordnet. Alternativ können sie auf der Unterseite der Arbeitsplatte 26 angeordnet sein zur Einführung der Schneidflüssigkeit in die Zwischenräume zwischen den Blöcken 24a bis 24c.

Nachstehend wird der Hauptabschnitt 30 der bei dieser Ausführungsform be­ vorzugt verwendeten Drahtsäge-Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B beschrieben. Diese Drahtsäge-Vorrichtung umfasst die drei Hauptrollen bzw. Walzen 34a bis 34c, um die ein einzelner Draht 32 mehrfach herumge­ wickelt sein kann. Unter diesen Rollen (Walzen) sind zwei Rollen (Walzen) 34a und 34b rotierbar auf der Drahtsäge-Vorrichtung befestigt, sie stehen jedoch nicht in direkter Verbindung mit einer Antriebseinrichtung, beispielsweise ei­ nem Motor. Diese Rollen (Walzen) fungieren somit als gekoppelte Antriebsrol­ len bzw. -walzen. Im Gegensatz dazu steht die andere Hauptrolle (-walze) 34c mit einer Antriebseinrichtung; beispielsweise einem Motor (nicht dargestellt) in Verbindung, sie nimmt die gewünschte Rotationskraft aus der Antriebseinrich­ tung auf und kann mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit rotieren. Die Hauptrolle (Hauptwalze) 34c kann die Rotationskraft auf die anderen beiden Hauptrollen (Hauptwalzen) 34a und 34b mittels des Drahtes 32 übertragen und fungiert daher als Antriebsrolle (-walze).

Der Draht 32 wird geführt, während er eine Spannung von mehreren kg Ge­ wicht entsprechend der Rotation der Hauptrollen (Hauptwalzen) 34a bis 34c aufnimmt. Der Draht 32 wird von einer Spule (nicht dargestellt) abgewickelt und auf eine andere Spule (ebenfalls nicht dargestellt) aufgewickelt, während der sich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit (beispielsweise von 600 bis 1000 m/min) bewegt. Die Bewegungsrichtung des Drahtes kann abwechselnd geändert werden.

Auf der äußeren Oberfläche jeder Hauptrolle (Hauptwalze) 34a, 34b, 34c ist eine Vielzahl von Rillen (Nuten) in regelmäßigen Abständen angeordnet und der einzelne Draht 32 ist auf jede Rolle (Walze) so aufgewickelt, dass er in diesen Rillen (Nuten) liegt. Der Unterbringungsabstand des Drahtes 32 (d. h. der Spalt zwischen benachbarten Drahtwindungen) ist definiert durch den Ab­ stand der Rillen (Nuten). Bei dieser Ausführungsform wird dieser Abstand auf etwa 2,0 mm eingestellt. Dieser Abstand wird eingestellt entsprechend der Dic­ ke einer dünnen Platte (Scheibe), die durch Schneiden von einem Barren ab­ geschnitten werden soll und deshalb werden selektiv Rollen (Walzen) 34a bis 34c mit mehreren Rillen, die einen geeigneten Abstand voneinander haben, selektiv verwendet.

Der Draht 32 besteht aus einem harten gezogenen Stahldraht (beispielsweise Pianodraht) und seine Dicke wird festgelegt auf einen Wert in dem Bereich von etwa 0,06 bis etwa 0,25 mm. In der Fig. 6 ist der Querschnitt des Drahtes dar­ gestellt. Wie aus der Fig. 6 ersichtlich, haften Diamant-Schleifkörner 62 mit einem Durchmesser von 30 bis 60 µm auf der Umfangsfläche eines Drahtkerns 61 mittels eines Harzfilms 63. Der Harzfilm 63 besteht beispielsweise aus ei­ nem Phenolharz und er weist eine Dicke von beispielsweise 0,02 bis 0,04 mm auf. Die an dem Draht haftenden Schleifkörner 62 sind in einem Abstand von­ einander angeordnet. Der Abstand zwischen den Zentren benachbarter Schleifkörner 62 entspricht vorzugsweise etwa dem 2- bis etwa 4-fachen des Durchmessers der Schleifkörner 62. Die Diamant-Schleifkörner 62 können auch mittels eines Metallfilms, beispielsweise eines Ni-Films, anstelle des Harzfilms 63 an dem Draht befestigt sein.

Der Drahtkern 61 kann aus einer Legierung, beispielsweise aus Ni-Cr und Fe- Ni, einem Metall mit einem hohen Schmelzpunkt wie W und Mo oder einem Bündel von Nylonfasern hergestellt sein. Das Material für die Schleifkörner ist nicht auf Diamant beschränkt, sondern kann auch sein SiC, B, C, CBN (kubisches Bornitrid) oder dgl.

Während des Schneidevorgangs wird das Werkstück gegen einen Abschnitt des laufenden Draht 32 gepreßt, der sich zwischen den Hauptrollen (Hauptwalzen) 34a und 34b erstreckt. Bei dieser Ausführungsform kann die Schneidflüssigkeit dem Draht 32 an mindestens drei Punkten zugeführt wer­ den, von denen zwei den Rohrleitungen 29 und den schlitzförmigen Düsen 29a, die in und oberhalb der Arbeitsplatte 26 angeordnet sind, entsprechen, um die Schneidflüssigkeit durch die Spalte zwischen den Blöcken zuzuführen. Der andere Schneidflüssigkeits-Zuführungspunkt ist eine Düse 36, die auf der linken Seite des Werkstückes in der Fig. 3B angeordnet ist. Gegebenenfalls kann die Schneidflüssigkeit nicht nur aus diesen Düsen 29a und 36, sondern auch aus anderen Düsen zugeführt werden. Beispielsweise kann die Schneid­ flüssigkeit zusätzlich von der rechten Seite des Werkstückes in der Fig. 3B zu­ geführt werden.

Bei dieser Ausführungsform wird das Material für die Schneidflüssigkeit, die zwischen dem Werkstück und den Drähten zugeführt wird, so ausgewählt oder die Zusammensetzung der Schneidflüssigkeit wird so eingestellt, dass die ki­ nematische Viskosität der Schneidflüssigkeit in dem Bereich von 6,0 bis 100,0 mm²/s liegt. Die Breite der Schnittrille, die in dem Werkstück erzeugt wird, ist sehr gering, sie beträgt in der Regel etwa 0,3 mm oder weniger. Es ist daher schwierig, die Schneidflüssigkeit der Schnittrille direkt zuzuführen. Die Schneidflüssigkeit wird deshalb zuerst dem Draht zugeführt und die an dem Draht haftende Flüssigkeit wird in die Schnittrille eingeführt, wenn der Draht die Rille (Nut) bildet. Danach wird die Schneidflüssigkeit aus der Schnittrille ausge­ tragen. Wenn die kinematische Viskosität der auf die vorstehend beschriebene Weise zugeführten Schneidflüssigkeit weniger als 6,0 mm²/s beträgt, ist der Fluß der Schneidflüssigkeit, der durch den laufenden Draht erzeugt wird, ge­ ring. Bei einem geringen Fluß der Schneidflüssigkeit ist es nicht leicht, den Schlamm aus einer Seltenerdmetall-Legierung, die ein hohes spezifisches Gewicht hat, aus der Schnittrille auszutragen. Als Folge davon steigt der Schnittwiderstand. Wenn die kinematische Viskosität der Schneidflüssigkeit niedrig ist, fällt außerdem die Schneidflüssigkeit leicht von dem Draht ab, so­ dass keine ausreichende Menge Schneidflüssigkeit in die Schnittrille eingeführt wird. Wenn dagegen die kinematische Viskosität der Schneidflüssigkeit mehr als 100,0 mm²/s beträgt, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass die Schneid­ flüssigkeit von dem Draht abfällt. Es ist jedoch schwierig, die Schneidflüssigkeit mit einer übermäßig hohen Viskosität in die sehr enge Schnittrille einzuführen und wenn sie eingeführt wird, ist es schwierig, die Schneidflüssigkeit aus der Schnittrille auszutragen. Deshalb ist es auch in diesem Falle nicht leicht, den Schlamm auszutragen und als Folge davon steigt der Schnittwiderstand. Dar­ über hinaus ist die Schmierfähigkeit zwischen dem Draht und der Seltenerdme­ tall-Legierung nicht ausreichend, wenn keine ausreichende Menge Schneid­ flüssigkeit in die Schnittrille eingeführt wird (d. h. die Schnittschärfe nimmt ab), wodurch die Oberflächenrauheit und die Größenpräzision der Schnittoberflä­ che schlechter werden. Dies führt zu einer Verlängerung der Zeit, die erforder­ lich ist, um das Schleifen in einer nachfolgenden Verfahrensstufe durchzufüh­ ren und dadurch wird die Produktionsausbeute verringert. Wenn die Schmier­ fähigkeit zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung nicht ausrei­ chend ist, entsteht außerdem eine größere Reibung dazwischen und die Ab­ nutzung des Drahtes nimmt zu. Als Folge davon nimmt die Schnittausbeute stark ab und die Lebensdauer des Drahtes wird verkürzt.

Bei dieser Ausführungsform wird eine Schneidflüssigkeit mit einer Viskosität verwendet, die innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt. Der in einer Schnittrille gebildete Schlamm, der in eine Seltenerdmetall-Legierung umgewandelt wird (d. h. die Seltenerdmetall-Legierungs-Teilchen, die ein hohes spezifisches Gewicht haben, beispielsweise eine Neodym-Legierung mit einem spezifischen Gewicht von etwa 7,5) fließt schnell aus der Schnittrille heraus (d. h. die Austragsausbeute ist hoch) und kann aus dem Bereich, der dem Schneideverfahren unterworfen wird, ausgestoßen werden. Der in der Schnit­ trille enthaltene Schlamm stört den Drahtdurchlauf daher nicht sehr und die Probleme in Bezug auf das Bersten (Zerreißen) des Drahtes und die Abnahme der Schnittleistung als Folge des Anstiegs des Schnittwiderstandes können gelöst werden. Außerdem kann durch Verwendung der Schneidflüssigkeit mit einer vergleichsweise niedrigen Viskosität die Menge des durch den durchlau­ fenden Draht zu den Hauptrollen (Hauptwalzen) transportierten Schlammes herabgesetzt werden. Als Folge davon kann auch die Ablagerung des Schlammes innerhalb der Rillen der Hauptrollen unterdrückt werden. Als Folge davon kann das Bersten (Zerreißen) des Drahtes verhindert werden und der Draht kann von dem Werkstück leicht getrennt werden, nachdem das Werk­ stück geschnitten worden ist. Die kinematische Viskosität der zwischen dem Draht und einer Seltenerdmetall-Legierung zugeführten Schneidflüssigkeit liegt vorzugsweise in dem Bereich von 13,0 bis 90 mm²/s, besonders bevorzugt in dem Bereich von 13,0 bis 80 mm²/s.

Als Schneidflüssigkeit kann eine in Wasser unlösliche Schneidflüssigkeit (ein Schneidöl) oder eine in Wasser lösliche Schneidflüssigkeit verwendet werden. Ein Beispiel für eine in Wasser unlösliche Schneidflüssigkeit ist ein Schneidöl, das gereinigtes Mineralöl als eine Hauptkomponente, einen Ester (25 bis 35 %), einen Antikorrosions-Zusatz (weniger als 1%) und ein Schwefel-Extrem­ druckadditiv (weniger als 1%) (HT-9 der Firma Yushiro Chemical Industry Co., Ltd.) enthält. Da dieses Schneidöl billig ist, ist dadurch eine Herabsetzung der Kosten möglich. Ein Beispiel für eine wasserlösliche Schneidflüssigkeit ist eine Glycol-Schneidflüssigkeit (WL-2 der Firma Yushiro Chemical Industry Co., Ltd.). Eine wasserlösliche Schneidflüssigkeit neigt weniger dazu, die Umwelt zu verschmutzen als eine in Wasser unlösliche Schneidflüssigkeit (Öl). Eine was­ serlösliche Schneidflüssigkeit ist auch sicher, da eine geringere Gefahr der Rauchbildung und Entflammung besteht und sie ist frei von der Bildung von Ölnebel. Deshalb trägt die Verwendung einer wasserlöslichen Schneidflüssig­ keit zur Verbesserung der Arbeitsumgebung bei. Außerdem ist eine wasserlös­ liche Schneidflüssigkeit geeignet für die Wiederverwendung, da der Schlamm in der Schneidflüssigkeit leicht davon abgetrennt werden kann.

Nachstehend wird die Fig. 3B näher beschrieben. Während des Werkstück- Schneidevorganges wird die Arbeitsplatte 26 entlang des Pfeiles D mit einer Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit (beispielsweise 0,5 bis 1,0 mm/min) nach unten bewegt, sodass das an der Arbeitsplatte 26 befestigte Werkstück gegen den in horizontaler Richtung (entlang des Pfeils A) laufenden Draht 32 gepreßt wird. Durch Einführung einer ausreichenden Menge Schneidflüssigkeit zwischen dem Werkstück und dem Draht 32 wird Schlamm aus dem Zwischenraum zwischen dem Werkstück und dem Draht 32 ausgetragen, wodurch das Werkstück kontinuierlich geschnitten werden kann. Wenn die Arbeitsplatte 26 mit einer höheren Geschwindigkeit abgesenkt wird, kann die Schnittleistung verbessert werden. Da in einem sol­ chen Fall der Schnittwiderstand jedoch zunimmt, besteht die Gefahr, dass der Draht 32 sich wellt und die Planarität der Schnittfläche des Werkstückes mögli­ cherweise abnimmt. Wenn die Planarität der Schnittfläche des Werkstückes abnimmt, wird die Zeit, die erforderlich ist zum Schleifen während einer nach­ folgenden Bearbeitungsstufe, länger oder es werden mangelhafte Produkte in einem höheren Prozentsatz gebildet. Es ist daher erforderlich, die Absen­ kungs-Geschwindigkeit oder die Schnittgeschwindigkeit des Werkstückes auf einen geeigneten Bereich einzustellen.

Wenn das Werkstück nach unten bewegt wird, schleift (schneidet) der in einem vorgegebenen Abstand aufgewickelte Draht 32 als Mehrfachdraht-Säge das Werkstück, wodurch gleichzeitig eine große Anzahl von Bearbeitungsrillen (Schnittrillen) in dem Werkstück erzeugt werden, und die Tiefe der Rillen nimmt zu mit fortschreitender Bearbeitung. Wenn die Bearbeitungsrillen jeden Barren vollständig durchschnitten haben, ist das Barren-Schneideverfahren beendet. Als Folge davon wird eine große Anzahl von Wafern (oder Scheiben), die jeweils die durch den Abstand der Drahtschlaufen und die Dicke des Drahtes festgelegte Dicke haben, gleichzeitig von dem Barren abgeschnitten. Nachdem alle Barren 20 zerschnitten worden sind, wird die Arbeitsplatte 26 mittels der Antriebseinrichtung entlang des Pfeils D angehoben. Danach wer­ den die jeweiligen Blöcke von der Arbeitsplatte entfernt und dann werden die abgeschnittenen Wafer aus jedem Block entfernt.

Bei dieser Ausführungsform wird das Schneideverfahren durchgeführt, wäh­ rend das Arbeitsstück von einer Position oberhalb des Drahtes 32 abgesenkt wird. Die Barren 20, die bereits zerschnitten worden sind, sind daher mittels des Klebstoffs 22 noch mit der Arbeitsplatte 26 verbunden und sie werden zu­ sammen mit der Arbeitsplatte 26 abgesenkt. Das heißt mit anderen Worten, die Barren 20, die bereits zerschnitten worden sind, sind unterhalb des Drahtes 32 angeordnet. Daher kommen dann, selbst wenn die abgeschnittenen Teile des Werkstückes sich von dem Werkstück zufällig trennen oder herunterfallen, diese Teile niemals wieder mit dem Draht 32 in Kontakt. Die bereits abge­ schnittenen Scheiben (Wafer) werden somit der nächsten Verfahrensstufe zu­ geführt unter Aufrechterhaltung einer hohen Qualität.

Nachstehend wird die schematische Anordnung eines Schneidflüssigkeits- Zirkulations-Systems der Drahtsäge-Vorrichtung 40 unter Bezugnahme auf die Fig. 4 näher beschrieben. Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, umfasst die Drahtsäge-Vorrichtung 40 ein Schneidflüssigkeits-Zirkulations-System zur Einführung der Schneidflüssigkeit in den Hauptabschnitt 30 der Vorrichtung 40 und zur Rückgewinnung der gebrauchten Schneidflüssigkeit, die den bei der Bearbeitung entstehenden Schlamm enthält.

In dieser Vorrichtung 40 wird die Schneidflüssigkeit aus einem Schneidflüssig­ keits-Vorratstank 42 durch eine erste Zirkulations-Rohrleitung 44 in die Schneidflüssigkeits-Zuführungs-Rohrleitungen 29 und die Düsen oberhalb und in der Arbeitsplatte 27, wie in den Fig. 3A und 3B dargestellt, während des Schneidens der Werkstückes eingeführt. Für diese Zuführung wird eine Pumpe P1 verwendet. Die Schneidflüssigkeit, die zum Schneiden verwendet worden ist, tropft von dem bearbeiteten Teil und den umgebenden Bereichen dessel­ ben ab und wird von einer Rückgewinnungablaufleitung 37, die unterhalb der Arbeitsplatte 26 angeordnet ist, aufgenommen. Dann wird die Schneidflüssig­ keit aus der Rückgewinnungs-Leitung 37 durch eine zweite Zirkulations- Rohrleitung 46 in ein Abtrennungsreservoir 54 transportiert, in dem die Schneidflüssigkeit einem Schlamm-Abtrennungsverfahren mittels eines ma­ gnetischen Separators 50, der weiter unten näher beschrieben wird, unterwor­ fen wird. Die Schneidflüssigkeit wird dann in einem Rückgewinnungstank 48 aufbewahrt. Die Schneidflüssigkeit, die im wesentlichen in ihrem ursprüngli­ chen Zustand vor dem Schneideverfahren unter Anwendung des Schlamm- Abtrennungsverfahrens zurückgewonnen worden ist, wird durch eine dritte Zir­ kulations-Rohrleitung 49 in den Schneidflüssigkeits-Vorratstank 42 transpor­ tiert. Für diesen Transport wird eine Relais-Pumpe P2 verwendet. Ein Filter F wird in die Mitte der dritten Zirkulations-Rohrleitung 49 eingesetzt zur Entfer­ nung des Schlammes, der in dem magnetischen Separator 50 nicht abgetrennt worden ist. Als Filter F wird vorzugsweise ein sackförmiger Filter verwendet.

Der Feinschlamm, der den Filter F passiert hat, setzt sich in dem Schneidflüs­ sigkeits-Vorratstank 42 ab. Der Feinschlamm hat die Neigung sich zu aggregie­ ren, da er durch den magnetischen Separator 50 magnetisiert worden ist und er setzt sich somit leicht ab. Deshalb kann die Schlamm-Menge, die in der Schneidflüssigkeit verblieben ist, die durch die erste Zirkulations-Rohrleitung 34 in den Hauptabschnitt 30 eingeführt werden soll, weiter herabgesetzt wer­ den.

Bei dieser Ausführungsform werden zwar die Zuführung und Rückgewinnung der Schneidflüssigkeit auf cyclische Weise durchgeführt, die Abtrennung und Entfernung des Schlammes werden jedoch auf diese Weise wirksam durchge­ führt. Daher ist der Ersatz der Schneidflüssigkeit für einen längeren Zeitraum nicht erforderlich und das Schneideverfahren kann für einen sehr langen Zeit­ raum kontinuierlich durchgeführt werden.

Wenn ein Schneidöl verwendet wird, insbesondere um die Viskosität des Schneidöls innerhalb eines erwünschten Bereiches zu halten, wird vorzugswei­ se neues Schneidöl in geeigneten Zeitabständen zugeführt. In einem solchen Fall kann die Viskosität des Schneidöls jeweils in regelmäßigen Zeitabständen gemessen werden, und wenn die Viskosität des Schneidöls außerhalb des de­ finierten Bereiches liegt, kann erforderlichenfalls neues Schneidöl der Vorrich­ tung (beispielsweise dem Schneidflüssigkeits-Vorratstank 42) zugeführt wer­ den. Eine solche partielle Zufuhr von Schneidflüssigkeit ist vollständig ver­ schieden von dem konventionellen Gesamtersatz des Schneidöls insofern, als diese Zufuhr durchgeführt werden kann, ohne das Schneideverfahren zu un­ terbrechen.

Nachstehend wird der magnetische Separator 50 unter Bezugnahme auf die Fig. 5 näher beschrieben. Der magnetische Separator 50 erzeugt ein Magnet­ feld zur Abtrennung des Schlammes von der gebrauchten Schneidflüssigkeit (schmutzigen Flüssigkeit) 52, die den Schlamm enthält und in dem Abtren­ nungs-Reservoir 54 aufbewahrt wird. Das Abtrennungs-Reservoir 54 ist mit einer Unterteilung 54a ausgestattet, welche die Funktion hat, den groben Schlamm in dem Abtrennungs-Reservoir 54 absitzen zu lassen. Der Fein­ schlamm, der in der schmutzigen Flüssigkeit 52 schwimmt, der die Unterteilung 54a zusammen mit der schmutzigen Flüssigkeit 52 passiert hat, wird von der schmutzigen Flüssigkeit 52 auf die nachstehend im Detail beschriebene Weise magnetisch abgetrennt.

Der magnetische Separator 50 umfasst: eine Trommel 56, in der ein starker Magnet angeordnet ist; und eine Abquetschwalze 57, die sich dreht, während ein enger Kontakt mit einem Teil des äußeren Umfangs der Trommel 56 auf­ rechterhalten wird. Die Trommel 56 ist so gelagert, dass sie um eine feste Achse drehbar ist und in partiellem Kontakt mit der Schneidflüssigkeit 52 in dem Abtrennungs-Reservoir 54 steht. Die Abquetschwalze 57 besteht aus ei­ nem ölbeständigen Kautschuk oder dgl. und sie ist gegen den äußeren Um­ fang der Trommel 56 gepreßt mittels der Anpreßkraft einer Feder. Wenn die Trommel 56 durch einen Motor (nicht dargestellt) in der durch den Pfeil ange­ gebenen Richtung gedreht wird, übt die Drehung eine Reibungskraft auf die Abquetschwalze 57 aus und dadurch wird die Abquetschwalze 57 rotierend angetrieben.

Der Schlamm, der in der Schneidflüssigkeit 52 schwimmt, wird durch den Ma­ gneten in der Trommel 56 angezogen und an dem äußeren Umfang der rotie­ renden Trommel 56 festgehalten. Der Schlamm, der an dem äußeren Umfang der Trommel 56 haftet, wird durch die Drehung der Trommel 56 aus der Schneidflüssigkeit 52 entfernt und gelangt dann zwischen die Trommel 56 und die Abquetschwalze 57. Danach wird der Schlamm mittels eines Abstreifers 58 von der Oberfläche der Trommel 56 abgestreift und dann in einem Schlamm­ kasten 59 gesammelt. Die nach der Entfernung des Schlammes zurückblei­ bende Schneidflüssigkeit wird in dem Rückgewinnungstank 48 durch eine Rohrleitung 60, die an einem Ende der Länge der Trommel 56 angeordnet ist, gesammelt. Ein beispielhafter Aufbau für eine Einrichtung zur Entfernung eines Schlamms, die als magnetischer Separator 50 verwendbar ist, ist beispielswei­ se in der japanischen Gebrauchsmuster-Publikation Nr. 63-23962 beschrieben. Entsprechend den Ergebnissen von Versuchen, die durch die Erfinder der vor­ liegenden Erfindung durchgeführt wurden (wie weiter unten beschrieben), wird die magnetische Kraft an dem äußeren Umfang (der Schlamm- Anziehungsoberfläche) der Trommel 56 in der Schneidflüssigkeit 52 vorzugs­ weise auf 0,27 Tesla oder höher, besonders bevorzugt auf 0,3 Tesla oder hö­ her, eingestellt, um den Schlamm aus der Seltenerdmetall-Legierung in der Schneidflüssigkeit durch die Oberfläche der Trommel 56 anzuziehen. Da die Viskosität der Schneidflüssigkeit bei dieser Ausführungsform vergleichsweise niedrig ist, kann mit dem magnetischen Separator 50 in vorteilhafter Weise der Schlamm aus der Seltenerdmetall-Legierung leicht abgetrennt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein Teil des Schlammes wirksamer gesammelt werden kann wegen der Verminderung der viskosen Zugkraft, die auf den Schlamm einwirkt, der sich in einem in der Schneidflüssigkeit 52 erzeugen Ma­ gnetfeld bewegt.

Wenn der Schlamm durch Verwendung eines solchen Separators wirksamer entfernt wird, kann die Dichte des in der cyclisch verwendeten Schneidflüssig­ keit enthaltenen Schlammes niedrig gehalten werden und die Viskosität der Schneidflüssigkeit kann niedrig gehalten werden. Daher kann die Schnittbela­ stung, die auf den Draht an der Schnittfläche des Werkstückes einwirkt, über einen langen Zeitraum hinweg bei einem ausreichend niedrigen Wert gehalten werden.

Eine andere Ausführungsform des Schneidflüssigkeits-Zirkulationssystems, das mit einem thermischen Regulator ausgestattet ist, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 näher beschrieben. Die gleichen Komponenten wie dieje­ nigen des in den Fig. 4 und 5 gezeigten Zirkulationssystems werden durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet und die Abschnitte, die in ihrem Aufbau von dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Zirkulationssystem verschieden sind, wer­ den nachstehend näher beschrieben.

In einem Schneidflüssigkeits-Zirkulationssystem 70 dieser in Fig. 7 dargestell­ ten Ausführungsform wird die Schneidflüssigkeit dem Hauptabschnitt 30 der Drahtsäge-Vorrichtung aus einer Reinigungs-Einrichtung 72 durch eine erste Zirkulations-Rohrleitung 76 während des Schneidens des Werkstückes zuge­ führt. Die aus der Rückgewinnungs-Rohrleitung 37, die in dem Hauptabschnitt 30 angeordnet ist, aufgenommene schmutzige Flüssigkeit wird durch eine zweite Zirkulations-Rohrleitung 78 in die Reinigungs-Einrichtungen 72 trans­ portiert, in der die Schneidflüssigkeit einem Schlamm-Abtrennungsverfahren mittels des vorstehend beschriebenen magnetischen Separators 50 und eines Sackfilters 84 unterworfen wird. Die behandelte Schneidflüssigkeit wird dann in einem Rückgewinnungstank 48 aufbewahrt, der aus einem Abtrennungs- Reservoir 82 und einem Thermoregulierungs-Reservoir 92 besteht.

In dem Hauptabschnitt 30 steigt die Temperatur der in dem Zirkulationssystem 70 zirkulierenden Schneidflüssigkeit als Ganzes an als Folge der Reibungs­ wärme, die zwischen dem Draht und einem Seltenerdmetall-Magneten erzeugt und von der Schneidflüssigkeit absorbiert wird. Mit dem Temperaturanstieg nimmt die Viskosität der Schneidflüssigkeit ab und somit steigt der Schnittwi­ derstand während des Schneidens. Um dieses Problem zu beseitigen, umfasst das Zirkulationssystem 70 einen Thermoregulator 74, der mit der Reinigungs­ einrichtung 72 in Verbindung steht. Der Thermoregulator 74 hält die Tempera­ tur der cyclisch verwendeten Schneidflüssigkeit innerhalb eines vorgegebenen Bereiches. Als Thermoregulator 74 kann ein bekannter Thermoregulator ver­ wendet werden, der mit einem Wärmeaustauscher und dgl. (beispielsweise einer Temperatur-Kontrolleinrichtung, wie in der japanischen Patentpublikation Nr. 8-25125 beschrieben) ausgestattet ist. Vorzugsweise hat der Thermoregu­ lator 74 sowohl Kühl- als auch Erhitzungs-Funktionen.

Der Thermoregulator 74 wird aktiviert, wenn die Temperatur dar Schneidflüs­ sigkeit beispielsweise einen vorgegebenen Wert übersteigt. Auf diese Weise kann die Temperatur der Schneidflüssigkeit, die dem Hauptabschnitt 30 zuge­ führt wird, so kontrolliert werden, dass sie innerhalb eines vorgegebenen Be­ reiches liegt. Durch diese Thermoregulation der Schneidflüssigkeit wird die Schneidflüssigkeit, die zwischen dem Draht und einem Seltenerdmetall- Magneten zugeführt wird, in einem geeigneten viskosen Zustand gehalten und auf diese Weise wird der Anstieg des Schnittwiderstandes unterdrückt. Als Folge davon kann der Seltenerdmetall-Magnet kontinuierlich geschnitten wer­ den, ohne dass es erforderlich ist, die Schneidflüssigkeit zu ersetzen.

Nachstehend wird die Reinigungs-Einrichtung 72 unter Bezugnahme auf die Fig. 8 näher beschrieben. Die Reinigungs-Einrichtung 72 ist in zwei Abschnitte unterteilt: einen Trennabschnitt 80, der den vorstehend beschriebenen Ma­ gnet-Separator 50 und das Abtrennungs-Reservoir 82 enthält; und einen Thermoregulierungs-Abschnitt 82, der das Thermoregulierungs-Reservoir 92 enthält. Der Trennabschnitt 80 und der Thermoregulierungs-Abschnitt 82 sind durch eine Unterteilung 88 voneinander getrennt, welche die freie Bewegung der Schneidflüssigkeit zwischen den beiden Reservoirs blockiert. Ein Verbin­ dungsabschnitt 88a ist in dem oberen Teil der Unterteilung 88 definiert (in dem erläuterten Beispiel in Fig. 8 als Spalt dargestellt, der in dem oberen Abschnitt der Unterteilung 88 entsteht, wenn die Höhe geringer ist als diejenige der Wände der Reservoirs 82 und 92). Die Schneidflüssigkeit kann sich durch den Verbindungs-Abschnitt 88a zwischen den Reservoirs bewegen. Das heißt mit anderen Worten, das Abtrennungs-Reservoir 82 und das Thermoregulierungs- Reservoir 92 stehen in der Weise miteinander in Verbindung, dass sich die Flüssigkeit dazwischen nur in den oberen Abschnitten der Reservoirs bewegen kann.

In dem Abtrennungs-Abschnitt 80 wird die schmutzige Flüssigkeit, die aus dem Hauptabschnitt 30 der Drahtsäge-Vorrichtung stammt, dem magnetischen Se­ parator 50 und dem Sackfilter 84 zugeführt. Mit dem magnetischen Separator 50 kann eine Masse einer Schneidflüssigkeit innerhalb eines kurzen Zeitraums behandelt werden und er ist geeignet zur Entfernung von vergleichsweise grobkörnigem Schlamm. Der Sackfilter 84 ist geeignet zur Entfernung von ver­ gleichweise feinkörnigem Schlamm. Der Mengenanteil an Zufuhr der Schneid­ flüssigkeit zu den Abtrennungs-Einrichtungen (d. h. dem magnetischen Separa­ tor 50 und dem Sackfilter 84) kann in geeigneter Weise eingestellt werden in Abhängigkeit von den Durchsätzen der Abtrennungs-Einrichtungen, der Größe und Menge des in der Schneidflüssigkeit enthaltenen Schlammes und dgl. Durch diese geeignete Einstellung wird eine wirksame Schlamm-Abtrennung erzielt. Beispielsweise kann das Verhältnis zwischen Zufuhr der Schneidflüs­ sigkeit zu dem magnetischen Separator 50 und Zufuhr zu dem Sackfilter 84 auf 8 : 2 eingestellt werden. Die Abtrennungs-Einrichtungen können unter­ schiedlich angeordnet sein. So kann beispielsweise ein Teil der Schneidflüs­ sigkeit, die aus dem magnetischen Separator 50 abströmt, zum Filtern in den Sackfilter 84 transpsortiert werden.

Die Schneidflüssigkeit, aus der der Schlamm durch den magnetischen Separa­ tor 50 entfernt worden ist, wird durch eine Rohrleitung 85, die an einem Ende der Länge der Trommel angeordnet ist, in das Abtrennungs-Reservoir 82 transportiert. Die Schneidflüssigkeit, aus der der Schlamm durch das Sackfilter 84 entfernt worden ist, wird durch eine Rohrleitung 86 in das Abtrennungs- Reservoir 82 transportiert. Das Fassungsvermögen des Abtrennungs-Reser­ voirs 82 wird beispielsweise auf etwa 200 l eingestellt.

Die Schneidflüssigkeit, die durch die Rohrleitungen 85 und 86 in das Abtren­ nungs-Reservoir 82 hineingeströmt ist, wird in dem Abtrennungs-Reservoir 82 vorübergehend gelagert, das durch die Unterteilung 88 gegen das direkte Hin­ einströmen in das Thermoregulierungs-Reservoir 82 blockiert ist. Während dieser Lagerung setzt sich der Schlamm, der in dem magnetischen Separator 50 oder dem Sackfilter 84 nicht entfernt worden ist, in dem Abtrennungs- Reservoir 82 ab. Als Folge davon läßt man nur den überstehenden Anteil der Schneidflüssigkeit in das Abtrennungs-Reservoir 82 über die Unterteilung 88 hinweg in das Thermoregulierungs-Reservoir 92 fließen.

Der Schlamm, der sich in dem Abtrennungs-Reservoir 82 abgesetzt hat, wird mittels einer Schlamm-Absorptionspumpe 87 in den magnetischen Separator 50 zurückgeführt. Durch dieses Abpumpen kann die Schlamm-Menge in dem Abtrennungs-Reservoir 82 verringert werden. Dies bietet auch die Gelegenheit, dass der zurückgeführte Schlamm durch den magnetischen Separator 50 ab­ getrennt werden kann. Dadurch wird die Schlamm-Entfernungsleistung der Reinigungs-Einrichtung 72 verbessert.

Um zu verhindern, dass der Schlamm in der Schneidflüssigkeit bis nahe an die Flüssigkeits-Oberfläche ansteigt, und auch um den Schlamm sich in der Nähe der Ansaug-Öffnung der Schlamm absorbierenden Pumpe 87 absetzen zu las­ sen, ist es zweckmäßig, auf der Unterteilung 88 ein Gefälle zu erzeugen zum Sammeln des Schlammes, wie in Fig. 8 erläutert, und die Auslässe der Rohrlei­ tungen 85 und 86 in geeigneten Positionen anzuordnen.

Der überstehende Anteil der Schneidflüssigkeit in dem Abtrennungs-Reservoir 82 bewegt sich durch den Verbindungsabschnitt 88a in das Thermoregulie­ rungs-Reservoir 92. Das Fassungsvermögen des Thermoregulierungs- Reservoirs 92 wird beispielsweise auf 400 l eingestellt. Die in dem Thermore­ gulierungs-Reservoir 92 aufbewahrte Schneidflüssigkeit enthält nur wenig Schlamm.

Die in dem Thermoregulierungs-Reservoir 92 aufgewahrte Schneidflüssigkeit wird mittels einer Pumpe P3 in den Thermoregulator 74 (vgl. Fig. 7) überführt. Nach dem Passieren des Thermoregulators 74 zur Temperatur-Verminderung wird die Schneidflüssigkeit in das Thermoregulierungs-Reservoir 92 zurückge­ führt. Da die Schneidflüssigkeit in dem Abtrennungs-Abschnitt 80 einer Schlamm-Entfernung unterworfen worden ist, bevor sie in den Thermoregulator 74 gelangt, tritt keine Schlamm-Ablagerung in dem Thermoregulator 74 auf. Deshalb wird die Wärmeaustauschleistung des Thermoregulators 74 nicht durch Schlamm-Ablagerungen verringert und somit wird eine wirksame Ther­ moregulierung der Schneidflüssigkeit erzielt.

Bei dieser Ausführungsform werden die Pumpe P3 und der Thermoregulator 74 aktiviert, wenn die Temperatur der Schneidflüssigkeit in dem Thermoregu­ lierungs-Reservoir 92 bis auf einen vorgegebenen Wert oder höher steigt und sie werden inaktiviert, wenn die Temperatur bis auf einen vorgegebenen Wert oder niedriger abfällt. Es wird nicht die gesamte Schneidflüssigkeit in den Thermoregulator 74 überführt, sondern es wird nur ein Teil der Schneidflüssig­ keit für eine vorgegebene Zeitspanne in diesen überführt. Der Teil der Schneidflüssigkeit, der aus dem Thermoregulator 74 nach der Thermoregulie­ rung zurückgeführt worden ist, und die übrige Schneidflüssigkeit, die in dem Thermoregulierung-Reservoir 92 verblieben ist, werden mittels eines Rührer 94 so miteinander vermischt, dass die Temperatur der Schneidflüssigkeit in dem Thermoregulierung-Reservoir 92 vereinheitlicht wird. Wenn die thermoregulier­ te Schneidflüssigkeit direkt dem Hauptabschnitt der Drahtsäge-Vorrichtung zugeführt wird, ändert sich plötzlich die Temperatur der Schneidflüssigkeit. Durch das obengenannte Vermischen wird diese plötzliche Temperatur- Änderung verhindert. Wenn die Schneidflüssigkeit dem Hauptabschnitt der Drahtsäge-Vorrichtung bei einer stabilen Temperatur zugeführt werden kann, ist keine große Veränderung der Viskosität der Schneidflüssigkeit und dgl. festzustellen. Dadurch wird ein stabiles Schneiden der Drahtsäge-Vorrichtung gewährleistet. Bei dieser Ausführungsform kann somit die Temperatur der Schneidflüssigkeit, die in dem Thermoregulierung-Reservoir 92 aufbewahrt wird, durch wirksames Betätigen des Thermoregulators 74 innerhalb eines vorgegebenen Bereiches gehalten werden.

Die Temperatur der Schneidflüssigkeit nimmt manchmal ab durch einen Fak­ tor, wie z. B. die Abnahme der Raumtemperatur, was dazu führt, dass die Vis­ kosität der Schneidflüssigkeit über einen vorgegebenen Bereich hinaus an­ steigt. Wenn dies der Fall ist, wird der Schlamm schwieriger auszutragen und der Schnittwiderstand steigt dadurch. Außerdem kann das Schlamm- Entfernungsvermögen des magnetischen Separators abnehmen. In einem sol­ chen Fall ist es vorteilhaft, die Temperatur der Schneidflüssigkeit durch Betäti­ gen des Thermoregulators 72 zu erhöhen, um die Viskosität der Schneidflüs­ sigkeit zu verringern.

Die in dem Thermoregulierung-Reservoir 92 thermoregulierte Schneidflüssig­ keit wird mittels einer Pumpe P4 dem Hauptabschnitt 30 der Drahtsäge- Vorrichtung zugeführt (vgl. Fig. 7). Die Temperatur der Schneidflüssigkeit, die zwischen dem Draht und dem Seltenerdmetall-Magneten eingeführt wird, wird vorzugsweise so eingestellt, dass sie innerhalb des Bereiches von 15 bis 35°C, besonders bevorzugt innerhalb des Bereiches von 20 bis 25°C, liegt.

Bei dieser Ausführungsform werden die Zuführung und Rückgewinnung der Schneidflüssigkeit auf cyclische Weise durchgeführt, die Abtrennung und Ent­ fernung des Schlammes werden wirksam durchgeführt und auch die Tempera­ tur-Kontrolle der Schneidflüssigkeit wird so durchgeführt, dass die Viskosität der Schneidflüssigkeit innerhalb eines geeigneten Bereiches gehalten wird. Durch diese Maßnahmen kann der Schlamm aus der Schnittrille in geeigneter Weise ausgetragen werden und der Schnittwiderstand kann somit bei einem niedrigen Wert gehalten werden. Dadurch steigt die Schnittausbeute und da­ durch wird die Genauigkeit an der Schnittoberfläche verbessert. Als Folge da­ von ist ein Ersatz der Schneidflüssigkeit während eines sehr langen Zeitraums nicht erforderlich und das Schneideverfahren kann über einen lagen Zeitraum hinweg kontinuierlich durchgeführt werden.

Nachstehend werden die Schnitt-Geschwindigkeit, die Viskosität der Schneid­ flüssigkeit, die Planarität beim Werkstückschneiden und dgl. unter Bezugnah­ me auf die Fig. 9 bis 13 näher beschrieben.

Die Fig. 9 stellt ein Diagramm dar, das die Ergebnisse eines Versuchs zeigt und darstellt, wie die Schnitt-Geschwindigkeit sich mit der Anzahl der Schnitt­ vorgänge ändert, wenn für das Auswaschen des Schlammes Wasser und Schneidflüssigkeiten verwendet werden. In dem Diagramm der Fig. 9 stellen die schwarzen Dreieckmarkierungen, die schwarzen quadratischen Markierun­ gen und die schwarzen rhombischen Markierungen die Fälle dar, in denen ein mit Ester versetztes Schneidöl, ein Schneidöl ohne Esterzusatz bzw. Wasser verwendet wurden.

In dem Versuch wurde ein 30 m langer Draht um eine Trommel herumgewic­ kelt und mit einer Geschwindigkeit von 200 m/min bewegt. Die Bewegungsrich­ tung des Drahtes wurde abwechselnd geändert. Der verwendete Draht hatte einen Kern-Durchmesser von 0,18 mm, einen Finishdurchmesser von 0,24 mm und eine Bruchbelastung von 7 bis 8,5 kgf (68,6-83,4 N). Die Größe der Schleifkörner betrug 40 bis 60 µm und die Dicke des Phenolharz- Überzugsfilms betrug 30 bis 60 µm. Das Werkstück wurde unter einer konstan­ ten Druckbelastung zum Schneiden gegen den Draht gepreßt. Das Schneidöl oder Wasser wurde während des Schneidevorganges auf den Schneideab­ schnitt getropft und nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne (beispielsweise 3 min) wurde die Tiefe der in dem Werkstück erzeugten Rille gemessen. Der durch Dividieren der Schnitttiefe durch die Schneidezeit erhal­ tene Wert ist in der Fig. 9 als "Schnittgeschwindigkeit" definiert. Nach Beendi­ gung des ersten Schneidens wurde ein anderer Teil des Werkstückes gegen den Draht gepreßt, um das Schneide-Verfahren für diesen Abschnitt durchzu­ führen. Auf diese Weise wurde insgesamt 15 mal das Schneideverfahren durchgeführt und jedesmal wurde die Schnittgeschwindigkeit gemessen. Die Abszisse des Diagramms der Fig. 9 stellt dieses 15-malige Schneideverfahren dar.

Wie aus der Fig. 9 ersichtlich, war die Schnittgeschwindigkeit extrem niedrig, wenn Wasser zum Auswaschen des Schlamms verwendet wurde. Bei diesem langsamen Schneiden geht der Vorteil der Verwendung einer Drahtsäge- Vorrichtung mit fixierten Schleifkörnern anstelle einer solchen vom freien Schleifkorn-Typ verloren. Wenn ein Schneidöl mit zugesetztem Ester verwen­ det wurde, betrug die Schnittgeschwindigkeit das etwa 1,5-fache derjenigen, die erhalten wurde, wenn der Schneidöl ohne Esterzusatz verwendet wurde.

Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen der Durchbiegung des Drahtes und der Viskosität des Schneidöls. Unter Verwendung der in Fig. 4 dargestellten Draht­ säge-Vorrichtung wurde ein Versuch durchgeführt. Das Werkstück wurde ab­ gesenkt mit etwa einer konstanten Geschwindigkeit in dem Bereich von 0,5 bis 1,0 mm/min. Der Draht bewegte sich mit linearen Geschwindigkeiten von 800 m/min und 1000 m/min. In dem Diagramm der Fig. 10 stellen die schwarzen rhombischen Markierungen und die weißen Kreismarkierungen die Fälle der linearen Geschwindigkeiten der Bewegung des Drahtes von 800 m/min bzw. 1000 m/min dar.

Wenn das Zerschneiden des Werkstückes durch den Draht nicht glatt fort­ schreitet, steigt die Durchbiegung des Drahtes an. Eine große Durchbiegung zeigt daher an, dass der Schnittwiderstand des Werkstückes groß ist und der Wirkungsgrad des Werkstückschneidens schlecht ist. Umgekehrt zeigt eine geringe Durchbiegung an, dass der Wirkungsgrad des Werkstückschneidens gut ist.

Wie aus der Fig. 10 ersichtlich, beträgt für den Fall einer linearen Geschwin­ digkeit des sich bewegenden Drahtes von 800 m/min dann, wenn ein Schneidöl mit einer Viskosität von 40°C in dem Bereich von 4,0 bis 40,0 mPa.s verwendet wird, die Durchbiegung 25 mm oder weniger. Dies zeigt an, dass ein guter Schnittwirkungsgrad erzielt wird. Insbesondere dann, wenn ein Schneidöl mit einer Viskosität bei 40°C in dem Bereich von 4,5 bis 20,0 mPa.s verwendet wird, beträgt die Durchbiegung weniger als 20 mm, was anzeigt, dass der Schnittwirkungsgrad weiter verbessert ist. Für den Fall einer linearen Ge­ schwindigkeit des sich bewegenden Drahtes von 1000 m/min beträgt die Durchbiegung 25 mm oder weniger, wenn ein Schneidöl mit einer Viskosität bei 40°C in dem Bereich von 9,5 bis 50,0 mPa.s verwendet wird, was anzeigt, dass ein guter Schnittwirkungsgrad erzielt wird.

In dem vorstehenden Versuch ist bemerkenswert, dass das Schneidöl, das zwischen dem Draht und dem Werkstück zugeführt wurde, bei einer geeigne­ ten Temperatur (etwa 25°C) gehalten wurde, indem man das Schneidöl unter Thermoregulierung zirkulieren ließ. Damit das Schneidöl mit einer Viskosität bei 40°C im Bereich von 4,0 bis 40,0 mPa.s wie vorstehend beschrieben auch geeignet ist für den Fall der linearen Geschwindigkeit des sich bewegenden Drahtes von 800 m/min, liegt die kinematische Viskosität dieses Schneidöls bei etwa 25°C in dem Bereich von 6,0 bis 90,0 mm²/s. Entsprechend gilt, dass, damit das Schneidöl mit einer Viskosität bei 40°C in dem Bereich von 9,5 bis 50,0 mPa.s wie vorstehend beschrieben auch geeignet ist für den Fall der li­ nearen Geschwindigkeit des sich bewegenden Drahtes von 1000 m/min, die kinematische Viskosität dieses Schneidöls bei etwa 25°C in dem Bereich von 13,0 bis 100,0 mm²/s. Die Durchbiegung des Drahtes kann nämlich bis auf 25 mm oder weniger unterdrückt werden, wenn eine Schneidflüssigkeit mit einer kinematischen Viskosität in dem Bereich von 6,0 bis 100,0 mm²/s zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung zugeführt wird und die Draht- Geschwindigkeit in geeigneter Weise eingestellt wird.

Wenn die Viskosität der Schneidflüssigkeit, die dem Draht zugeführt wird, au­ ßerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, besteht die Neigung, dass sich ein Schlamm aus einer Seltenerdmetall-Legierung in einer Schnittrille ablagert. Dadurch steigt der Schnittwiderstand und die Schnittausbeute sinkt. Als Folge davon steigt die Durchbiegung des Drahtes. Wenn man diese berücksichtigt, sollte die Viskosität des Schneidös bei 40°C vorzugsweise auf einen Wert in dem Bereich von 4,0 bis 40,0 mPa.s, besonders bevorzugt in dem Bereich von 4,5 bis 20 mPa.s eingestellt werden. Wenn die Drahtgeschwindigkeit ver­ gleichweise hoch ist, wird die Viskosität des Schneidöls bei 40°C vorzugsweise auf einen Wert in dem Bereich von 9,5 bis 50,0 mPa.s eingestellt.

Durch Verwendung eines Schneidöls, wie es vorstehend definiert ist, wird eine Schneidflüssigkeit mit einer kinematischen Viskosität in dem Bereich von 6,0 bis 100,0 mm²/s vorzugsweise zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall- Legierung zugeführt. Durch die Zuführung einer solche Schneidflüssigkeit wird der Anstieg des Schnittwiderstandes unterdrückt und es wird eine hohe Schnittausbeute erzielt. Der Bereich der bevorzugten kinematischen Viskosität kann mehr oder minder stark von der Drahtgeschwindigkeit, wie vorstehend beschrieben, abhängen. Es ist daher besonders bevorzugt, eine Schneidflüs­ sigkeit mit einer kinematischen Viskosität in dem Bereich von 13,0 bis 90,0 mm²/s zuzuführen, um ein geeignetes Schneiden eines Magneten über einen breiteren Drahtgeschwindigkeits-Bereich zu gewährleisten.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 der Einfluß der Viskosität auf die Schnittleistung für den Fall der Verwendung einer wasserlös­ lichen Glycol-Schneidflüssigkeit beschrieben.

Die Fig. 11 stellt eine schematischer Erläuterung einer Testvorrichtung (Bewertungsvorrichtung) 10 dar, die für einen Versuch verwendet wurde, wie er weiter unten unter Bezugnahme auf die Fig. 12 beschrieben wird. Die Testvor­ richtung 10 umfasst: eine Trommel 102, um die ein Draht 12 zum Schneiden gewickelt ist, und deren Rotationsachse mit einem Antriebsmotor (nicht darge­ stellt) verbunden ist; eine Vielzahl von freien Rollen 106 zum Führen des Drahtes 12 entlang eines Weges, der an der Trommel 102 beginnt, einen Schnittbereich 104 passiert, in dem ein zu schneidendes Objekt (Werkstück) 14 geschnitten wird, und zu der Trommel 102 zurückkehrt; und eine Bewe­ gungs-Einrichtung 108, die das Werkstück 14 linear zu dem Draht 12 bewegen kann, um das Werkstück 14 in dem Schneidebereich 104 gegen den Draht 12 zu pressen. Etwa in der Mitte auf dem Weg des Drahtes 12 ist eine Span­ nungseinstell-Einrichtung 110 angeordnet. Die Spannungseinstell-Einrichtung 110 verleiht dem Draht 12 Spannung, indem sie eine äußere Zugkraft (Druckkraft) T auf eine freie Rolle 112 ausübt, um die der Draht 12 herum läuft, wodurch der Draht 12 daran gehindert wird, durchzuhängen. Die Spannungs­ einstell-Einrichtung 110 ist auch so konstruiert, dass sie es der freien Rolle 112 erlaubt, sich nach innen zu bewegen entgegen der Zugkraft T, wenn der Draht 12 eine Spannung hat, die einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt als Folge des Anpressens des Werkstücks 14 an den Draht 12 und dgl. Durch diese Einstellung kann, während die auf den Draht 12 ausgeübte Spannung geloc­ kert wird, die durch den Draht 12 auf das Werkstück 14 ausgeübte Spannung im Gleichgewicht gehalten werden (d. h., der Draht 12 kann mit einem konstan­ ten Druck an das Werkstück 14 gepreßt werden).

Oberhalb des Drahtes 12' in dem Schnittbereich 104 ist eine Schneidflüssig­ keits-Zuführungsdüse 114 angeordnet zum Auftropfen oder Aufsprühen der Schneidflüssigkeit auf den Draht 12'. Die dem Draht 12' einmal zugeführte Schneidflüssigkeit wird verworfen, nicht wiederverwendet. Deshalb wird die Temperatur der dem Draht 12' zugeführten Schneidflüssigkeit etwa konstant gehalten.

Unter Verwendung der Testvorrichtung 10 mit dem vorstehenden Aufbau wur­ de ein Versuch durchgeführt, um die Schnittleistung zu bestimmen. In dem Versuch wurde eine wasserlösliche Glycol-Schneidflüssigkeit aus der Düse 114 auf den Draht 12' getropft. Die Richtung der Drehung der Trommel 102 wurde periodisch umgekehrt, um eine Bewegung des Drahtes 12 mit einer li­ nearen Geschwindigkeit von 200 m/min in zwei Richtungen zu erzielen. Durch geeignete Einstellung der Zugkraft T und der Bewegungs-Geschwindigkeit der Bewegungs-Vorrichtung 108 wurde das Werkstück 14 mit einem konstanten Druck 4 N an den Draht 12' gepreßt, um das Schneiden unter einer konstanten Druckbelastung durchzuführen. Als Werkstück 14 wurde ein Block aus einem Seltenerdmetall-Sintermagneten verwendet.

Als Schneidflüssigkeit wurden wasserlösliche Glycol-Schneidflüssigkeiten mit unterschiedlichen Viskositäten (WL-1 bis WL-5 der Firma Yushiro Chemical Industry Co., Ltd.) bei einer Temperatur von etwa 25°C verwendet. Die kine­ matischen Viskositäten der Schneidflüssigkeiten bei 25°C lagen in dem Be­ reich von 10,0 bis 67,0 mm²/s.

Die Fig. 12 stellt ein Diagramm dar, das die Beziehungen zwischen der kine­ matischen Viskosität ν (mm²/s) der Schneidflüssigkeit und dem Schärfe- Abnahme-Koeffizienten α (%/Einheit logarithmische Zeit) und der Schnittlei­ stungskonstanten γ (%) zeigt, die bei dem Versuch unter Verwendung der Testvorrichtung 10 erhalten wurden. Die Schnittleistungskonstante γ ist ein Pa­ rameter, der die Schnittleistung (Schärfe) während des anfänglichen Schnei­ dens anzeigt, der vermutlich beeinflußt wird insbesondere durch die Leichtig­ keit des Schlammaustrags und dgl. Der Schärfeabnahme-Koeffizient α ist ein Parameter, der die Rate der Abnahme der Schnittleistung mit der Zeit (α < 0) anzeigt, der vermutlich insbesondere den Verschleiß des Drahtes darstellt. Die Schnittleistungskonstante γ und der Schärfeabnahme-Koeffizient α sind Werte, die insbesondere der folgenden Gleichung (1) genügen:

Y = αln(t) + γ (1)

worin t die Schnittzeit (3 min sind als eine Einheit definiert) und Y das Schnitt­ leistungs-Verhältnis anzeigen. Das Schnittleistungs-Verhältnis Y ist definiert als die Schnittleistung, bezogen auf die anfängliche Schnittleistung im Falle der Verwendung eines Schneidöls mit einer kinematischen Viskosität bei 25°C von 16 mm²/s (entsprechend der Viskosität bei 40°C von 9,6 mPa.s; vgl. Fig. 10) von 100%. Die Schnittleistung wird bestimmt durch Messung der Tiefe einer Schnittrille, die mit dem Draht in der Seltenerdmetall-Legierung erzeugt wird. Aus der Gleichung (1) ist zu ersehen, dass die Schnittleistungskonstante γ das Schnittleistungs-Verhältnis (bezogen auf dasjenige im Falle der Verwendung eines Schneidöls) ist, das nach 3 min (t = 1) erhalten wird, und dass der Schärfeabnahme-Koeffizient α die Änderung der Rate der Schnittleistung mit der logarithmischen Zeit (ln(t)) darstellt.

Wie aus dem Diagramm der Fig. 12 ersichtlich, werden dann, wenn wasserlös­ liche Glycol-Schneidflüssigkeiten verwendet werden, die kinematische Viskosi­ täten ν bei 25°C in dem Bereich von 10,0 bis 67,0 mm²/s haben, die Schnitt­ leistungskonstanten γ erhalten, die unter 100% liegen, die niedriger sind als diejenigen, die erhalten werden, wenn das obige Schneidöl verwendet wird. Die Schnittleistungskonstanten γ der verwendeten wasserlöslichen Schneid­ flüssigkeiten beträgen jedoch mehr als 75%. Bei diesem Wert für die Schnitt­ leistung kann ein Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung vergleichsweise wirksam durchgeführt werden. Die Schärfeabnahme-Koeffizienten α der was­ serlöslichen Glycol-Schneidflüssigkeiten, die kinematische Viskositäten inner­ halb des obengenannten Bereiches haben, betragen -16,5 (%/Einheit der log­ arithmischen Zeit) oder höher. Dies zeigt dan, dass die Schärfe auch nach ei­ nem lang anhaltenden kontinuierlichen Schneiden nicht so stark abnimmt. Die Schärfeabnahme-Koeffizienten α der wasserlöslichen Glycol-Schneidflüssig­ keiten sind noch ausreichend akzeptabel, verglichen mit denjenigen, die erhal­ ten werden, wenn Schneidwasser verwendet wird.

Durch Verwendung der wasserlöslichen Glycol-Schneidflüssigkeit wird die Schnittausbeute vermindert, verglichen mit der Verwendung des vorstehend beschriebenen spezifischen Schneidöls. Die wasserlösliche Glycol- Schneidflüssigkeit bietet jedoch die folgenden Vorteile. Die Verarbeitbarkeit ist gut, weil kein Ölnebel oder dgl. entsteht. Eine wasserlösliche Schneidflüssig­ keit neigt weniger zur Umweltverschmutzung. In dieser Hinsicht ist es wün­ schenswerter, eine wasserlösliche Schneidflüssigkeit zu verwenden als ein Schneidöl. Es ist vergleichsweise leicht, den Schlamm aus einer wasserlösli­ chen Schneidflüssigkeit zu entfernen. Deshalb ist dann, wenn eine Schneid­ flüssigkeit im Kreislauf geführt wird, eine wasserlösliche Schneidflüssigkeit für die Wiederverwendung besser geeignet als ein Schneidöl.

Im Hinblick auf die vorstehenden Angaben sollte dann, wenn eine wasserlösli­ che Glycol-Schneidflüssigkeit verwendet wird, die kinematische Viskosität der­ selben bei 25°C zweckmäßig auf 10,0 bis 67,0 mm²/s eingestellt werden. Es ist insbesondere bevorzugt, eine wasserlösliche Glycol-Schneidflüssigkeit mit ei­ ner kinematischen Viskosität bei 25°C von etwa 41 mm²/s (WL-2 der Firma Yushiro Chemical Industry Co., Ltd.) zu verwenden. Durch Verwendung einer solchen wasserlöslichen Glycol-Schneidflüssigkeit kann das Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung wirksam durchgeführt werden, ohne dass Proble­ me, wie z. B. eine Umweltverschmutzung, verursacht werden.

Die Fig. 13 stellt ein Diagramm dar, das die Beziehungen zwischen der ma­ gnetischen Kraft an der Schlammsammel-Oberfläche (im Schlamm-An­ ziehungsbereich) des magnetischen Separators und der Planarität der Schnitt­ fläche des Werkstückes und der Schlammaustragsmenge (der aus einer - Schneidflüssigkeit pro Stunde entferten Schlammmenge) zeigt. Die für das Diagramm der Fig. 13 verwendeten Daten wurden unter der Bedingung erhal­ ten, dass 1 kg/h Schlamm von der Schnittoberfläche des Werkstückes in die Schneidflüssigkeit ausgewaschen wurde. Die magnetische Kraft (Oberflächen- Magnetflußdichte) wurde bestimmt unter Verwendung eines Gauss-Meters und einer Sonde (beide erhältlich von der Firma Beil, Inc.), wobei die Sonde mit der Schlamm-Sammeloberfläche des magnetischen Separators in Kontakt ge­ bracht wurde.

Wie aus der Fig. 13 ersichtlich, steigt die Schlammaustragsmenge an und die Planarität der Schnittoberfläche des Werkstückes wird besser, wenn die ma­ gnetische Kraft an dem magnetischen Separator ansteigt. Wenn die Schlammmenge, die durch den magnetischen Separator abgetrennt und aus der Schneidflüssigkeit ausgetragen wird, gering ist, nimmt die Planarität der Schnittfläche ab, vermutlich aus dem folgenden Grund. Wenn die Schlammaustragsmenge abnimmt, sind die Schlammanziehung und Schlamm- Abtrennung nicht ausreichend, was zu einem Anstieg der Schlamm- Konzentration führt. Dadurch wird die Schlamm-Konzentration in der Schneid­ flüssigkeit, die dem Bereich zugeführt wird, in dem das Schneiden mit dem Draht durchgeführt wird, erhöht. Als Folge davon steigt der Schnittwiderstand gegenüber dem Draht, was dazu führt, dass der Draht durchhängt, und somit nimmt die Planarität der Schnittoberfläche ab. Es sei auch darauf hingewiesen, dass durch geeignete Entfernung des Schlammes aus einer Seltenerdmetall- Legierung aus der Schneidflüssigkeit durch den magnetischen Separator der Effekt erzielt wird, dass die Vorrichtung über einen längeren Zeitraum hinweg kontinuierlich betrieben werden kann, ohne dass es erforderlich ist, die Schneidflüssigkeit insgesamt zu ersetzen, zusätzlich zu dem Effekt der Ver­ besserung der Planarität, wie vorstehend beschrieben.

Wenn die Planarität der Schnittfläche des Werkstückes 100 µm übersteigt, nimmt der Gesamt-Bearbeitungswirkungsgrad ab, wenn die Zeit zur Durchfüh­ rung des Schleifens in einer nachfolgenden Verfahrensstufe in Betracht gezo­ gen wird. Deshalb beträgt die Planarität vorzugsweise 15 µm oder weniger. Die magnetische Kraft wird vorzugsweise so eingestellt, dass die Planarität der Schnittfläche 15 µm oder weniger beträgt. Um dies zu erreichen, sollte die ma­ gnetische Kraft an der Trommel-Oberfläche des magnetischen Separators vor­ zugsweise auf 0,27 Tesla oder mehr, besonders bevorzugt auf 0,30 Tesla oder mehr, eingestellt werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 werden die Seltenerdmetall-Legierungs­ scheiben, die durch Schneiden auf die vorstehend beschriebene Weise erhal­ ten werden, oberflächebehandelt durch Schleifen derselben zur Einstellung der Größe und Gestalt. Danach werden in der Stufe S8 die Seltenerdmetall- Legierungsscheiben einer Oberflächen-Behandlung unterzogen zur Verbesse­ rung der Langzeit-Zuverlässigkeit. In der Stufe S9 wird eine Magnetisierung durchgeführt. Nach Durchlaufen eines Test-Verfahrens ist ein Neodym- Permanentmagnet somit fertig.

Beispiel 1 Verwendung von Schneidöl mit Thermoregulierung

Eine Seltenerdmetall-Legierung wurde unter Verwendung der in Fig. 7 darge­ stellten Drahtsäge-Vorrichtung geschnitten. Als Schneidflüssigkeit wurde ein Schneidöl (HT-9) der Firma Yushiro Chemical Industry Co., Ltd. verwendet. Als Thermoregulator wurden ein automatischer Thermoregulator (KTC-3B) der Firma Kanto Seiki Co., Ltd. mit sowohl Kühlungs- als auch Erhitzungs- Funktionen verwendet.

Als Draht zum Schneiden wurde ein Draht mit einem Kern-Durchmesser von etwa 0,18 mm verwendet. Die Dicke des Phenolharz-Überzugsfilms betrug et­ wa 20 µm. Schleifkörner aus Diament mit einer Größe von etwa 40 bis 60 µm wurden in durchschnittlichen Abständen zwischen den Zentren benachbarter Körner von etwa 100 µm daran befestigt. Der Draht wurde mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 800 m/min bewegt. Die Drahtsäge-Vorrichtung wur­ de unter den Bedingungen einer Draht-Zuführungsgeschwindigkeit von 2 m/min und einer Draht-Spannung von 30 N betrieben. Als Gegenstand, der zu schneiden war, wurden sieben 20 mm × 40 mm × 60 mm große Seltenerdme­ tall-Legierungsblöcke aufeinandergestapelt und miteinander verbunden, die dann mit einer Geschwindigkeit von 40 mm/min herabgesenkt wurden, um mit dem Draht in Kontakt zu kommen.

Das Schneiden der Seltenerdmetall-Legierung wurde unter den obengenann­ ten Bedingungen durchgeführt, während der Thermoregulator so betrieben wurde, dass die Temperatur des Schneidöls innerhalb des Bereiches von 25 bis 28°C gehalten wurde. Nachdem die Seltenerdmetall-Legierung bis auf eine Tiefe von 180 mm geschnitten war, wurde die Schnittfläche betrachtet. Als Er­ gebnis wurde gefunden, dass die Schnittfläche glatt war mit einer Profil- Unregemäßigkeit Ra von 0,8 µm oder weniger und von R_max von 7 µm oder weniger. Die abgeschnittene Seltenerdmetall-Legierungsscheibe genügte, wie gefunden wurde, der für einen Magneten, der für einen Schwingspulen-Motor verwendet wird, erforderlichen Qualität. Während des Schneidens wurde das Durchbiegen des Drahtes etwa konstant gehalten und es wurde kein Anstieg des Schnittwiderstandes festgestellt.

Vergleichsbeispiel 1 Verwendung eines Schneidöls ohne Thermoregulierung

Das Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass kein Thermore­ gulator verwendet wurde. Die Temperatur des Schneidöls, die anfänglich 20°C betrug, stieg mit fortschreitendem Schneiden auf 50°C oder höher an.

Nachdem die Seltenerdmetall-Legierung bis auf eine Tiefe von 180 mm ge­ schnitten war, wurde die Schnittoberfläche betrachtet. Als Ergebnis wurde ge­ funden, dass die Profil-Unregelmäßigkeit beim späteren Schneiden an der Schnittfläche geringer war. Die Profil-Unregelmäßigkeit Ra betrug 1,5 µm oder mehr und R_max betrug 15 µm oder mehr, was anzeigt, dass die Schnittfläche ein s 06626 00070 552 001000280000000200012000285910651500040 0002010045770 00004 06507ehr unebenes Profil aufwies. Die abgeschnittene Seltenerdmetall- Legierungsscheibe hatte nicht die Qualität, die für einen für einen Schwingspu­ len-Motor verwendeten Magneten erforderlich war. Während des Schneidens nahm die Durchbiegung des Drahtes allmählich zu und es wurde ein Anstieg des Schnittwiderstandes festgestellt.

Beispiel 2 Verwendung einer wasserlöslichen Glycol-Schneidflüssigkeit mit Thermoregulierung

Das Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei in diesem Fall eine wasserlösliche Glycol- Schneidflüssigkeit (WL-2) der Firma Yushiro Chemical Industry Co., Ltd., an­ stelle des Schneidöls verwendet wurde, wobei die Temperatur der Schneid­ flüssigkeit innerhalb des Bereiches von 25 bis 28°C gehalten wurde.

Nachdem die Seltenerdmetall-Legierung bis auf eine Tiefe von 180 mm ge­ schnitten war, wurde die Schnittoberfläche betrachtet. Als Ergebnis wurde ge­ funden, dass die Schnittoberfläche glatt war mit einer Profil-Unregelmäßigkeit Ra von 0,8 µm oder weniger und mit R_max von 7 µm oder weniger. Die abge­ schnittene Seltenerdmetall-Legierungsscheibe genügte, wie gefunden wurde, der Qualität, die für einen für einen Schwingspulen-Motor verwendeten Magne­ ten erforderlich war. Während des Schneidens wurde die Durchbiegung des Drahtes konstant gehalten und es wurde kein Anstieg des Schnittwiderstandes festgestellt.

Vergleichsbeispiel 2 Verwendung einer wasserlöslichen Glycol- Schneidflüssigkeit ohne Thermoregulierung

Das Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass kein Thermore­ gulator verwendet wurde. Die Temperatur der wasserlöslichen Glycol- Schneidflüssigkeit, die anfänglich 20°C betrug, stieg mit fortschreitendem Schneiden auf 50°C oder höher an.

Nachdem die Seltenerdmetall-Legierung bis auf eine Tiefe von 180 mm ge­ schnitten worden war, wurde die Schnittfläche betrachtet. Als Ergebnis wurde gefunden, dass die Profil-Unregelmäßigkeit an der Schnittfläche, die beim späteren Schneiden entstand, geringer war. Die Profil-Unregelmäßigkeit Ra betrug 1,5 µm oder mehr und R_max betrug 15 µm oder mehr, was anzeigt, dass die Schnittfläche ein sehr unebenes Profil hatte. Die abgeschnittene Sel­ tenerdmetall-Legierungsscheibe hatte nicht die Qualität, die für einen für einen Schwingspulen-Motor verwendeten Magneten erforderlich war. Während des Schneidens nahm die Durchbiegung des Drahtes allmählich zu und es wurde ein Anstieg des Schnittwiderstandes festgestellt.

Wie vorstehend beschrieben, bietet das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Legierungsscheiben viele der folgenden Vor­ teile:

• 1. Der Austragswirkungsgrad der Schneidflüssigkeit aus der Schnittfläche des Werkstückes ist verbessert. Daher nimmt der Schnittwiderstand gegen­ über dem Draht ab und es ist somit ein langes kontinuierliches Schneiden möglich.
• 2. Die Planarität der Schnittoberfläche des Werkstückes kann verbessert werden. Die Produktions-Ausbeute ist daher verbessert.
• 3. Die Schnittausbeute der Drahtsäge für die Seltenerdmetall-Legierung kann optimiert werden.
• 4. Aus der Schneidflüssigkeit kann der Schlamm wirksam entfernt werden. Daher kann die Schnittbelastung, die auf den Draht an der Schnittoberfläche des Werkstückes einwirkt, verringert werden und die Schnitt-Geschwindigkeit kann erhöht werden, ohne dass es erforderlich ist, die Schneidflüssigkeit häu­ fig zu ersetzen.
• 5. Selbst wenn das Werkstück zerbricht, nimmt die Qualität der Produkte nicht ab, weil die Produkte mit dem Draht nicht in Kontakt kommen.

Vorstehend wurden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Seltenerdmetall-Legierungsscheiben beschrieben. Die vor­ liegende Erfindung ist jedoch auf diese Ausführungsformen nicht beschränkt. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Schneideverfahren in geeigneter Weise auch anwendbar auf die Herstellung von Seltenerdmetall-Legierungs­ produkten und -Teilen mit anderen Formen als Scheiben bzw. Platten.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Seltenerd­ metall-Magnetmaterial (d. h. Nd-Fe-B) als zu bearbeitender Gegenstand ver­ wendet. Die gleichen Effekte der vorliegenden Erfindung wie in den vorstehen­ den Ausführungsformen beschrieben können auch erzielt werden, wenn ir­ gendeine andere Seltenerdmetall-Legierung als zu bearbeitender Gegenstand verwendet wird. Dies ist deshalb so, weil Seltenerdmetall-Legierungen übli­ cherweise einen hohen Schnittwiderstand aufweisen und eine leichte Aggrega­ tion des Schlammes erlauben.

Wenn Seltenerdmetall-Magnete nach dem vorstehend beschriebenen Verfah­ ren hergestellt werden, ist der Schnittrand schmaler, verglichen mit dem Fall des Schneidens eines Barrens aus einer Seltenerdmetall-Legierung unter Ver­ wendung einer Umfangsschneideklinge. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren geeignet zur Herstellung von dünneren Magneten (mit einer Dicke von beispielsweise 0,5 bis 3,0 mm). Neuerdings wird die Dicke eines Sel­ tenerdmetall-Magneten, der für einen Schwingspulen-Motor verwendet wird, zunehmend geringer. Wenn ein solcher dünner Seltenerdmetall-Magnet, der nach dem erfindungsgemäßen hergestellt worden ist, an einem Schwingspu­ len-Motor befestigt wird, kann dadurch ein Hochleistungs-Schwingspulen-Motor mit geringerer Größe bereitgestellt werden.

Erfindungsgemäß wird beim Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung mit einer Drahtsäge das Bersten (Zerreißen) des Drahtes verhindert und die Häu­ figkeit des Ersatzes der erforderlichen Schneidflüssigkeit ist beträchtlich ver­ mindert. Infolgedessen kann die Vorrichtung für einen viel längeren Zeitraum kontinuierlich betrieben werden.

Die vorliegende Erfindung wurde zwar vorstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, es ist jedoch für den Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass die geoffenbarte Erfindung auf zahlreiche Weise modifiziert werden kann und es können viele andere Ausführungsformen als vorstehend spezifisch angegeben und beschrieben in Betracht gezogen werden. Alle diese Modifikationen der Erfindung, die innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen, werden daher durch die nachfolgenden Patentansprüche umfasst.

Claims (25)

1. Verfahren zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung unter Ver­ wendung eines Drahtes, an dem Schleifkörner haften, wobei das Verfahren die Stufe umfasst: Schneiden der Seltenerdmetall-Legierung, während eine Schneidflüssigkeit mit einer vorgegebenen kinematischen Viskosität zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die kinematische Viskosität der zwi­ schen dem Draht und der Seltenerdmetall-Legierung zugeführten Schneidflüs­ sigkeit in einem Bereich von 6,0 bis 100,0 mm²/s liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Schneidflüssigkeit ein Schneidöl ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin das Schneidöl eine Viskosität bei 40°C in einem Bereich von 4,0 bis 40,0 mPa.s hat.

5. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Schneidflüssigkeit eine wasser­ lösliche Glycol-Schneidflüssigkeit ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin die wasserlösliche Glycol- Schneidflüssigkeit eine kinematische Viskosität bei 25°C in einem Bereich von 10,0 bis 67,0 mm²/s hat.

7. Verfahren nach Anspruch 2, worin die kinematische Viskosität der Schneidflüssigkeit durch Kontrollieren der Temperatur der Schneidflüssigkeit gesteuert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, das außerdem die Stufen umfasst:
Abtrennung der Schlamm aus der Seltenerdmetall-Legierung, der während des Schneidens der Seltenerdmetall-Legierung gebildet wird, enthaltenden Schneidflüssigkeit und
Entfernen des Schlammes aus der abgetrennten Schneidflüssigkeit, bevor die Temperatur der genannten Schneidflüssigkeit eingestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin die Einstellung der Temperatur der Schneidflüssigkeit die Stufen umfasst:
Thermoregulierung eines Teils der Schneidflüssigkeit, aus der der Schlamm entfernt worden ist, und
Mischen des thermoregulierten Teils der Schneidflüssigkeit mit der übrigen Schneidflüssigkeit unter Bildung einer gemischten Schneidflüssigkeit.

10. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schlamm aus der Seltenerdme­ tall-Legierung, der während des Schneidens der Seltenerdmetall-Legierung gebildet wird, von der Schneidflüssigkeit unter Verwendung einer magneti­ schen Kraft abgetrennt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, das außerdem umfasst die Anordnung eines magnetischen Separators, der eine magnetische Kraft von mindestens 0,27 Tesla erzeugen kann, in einem Bereich zum Sammeln des Schlammes aus der Schneidflüssigkeit.

12. Verfahren nach Anspruch 1, worin das genannte Schneiden unter Ver­ wendung einer Drahtsäge-Vorrichtung durchgeführt wird, die umfasst
eine Vielzahl von Rollen (Walzen), die drehbar gelagert sind, wobei jede der Rollen (Walzen) eine Vielzahl von ringförmigen Rillen (Nuten) aufweist, die auf einer äußeren Umfangsfläche der Rolle (Walze) in einem vorgegebenen Ab­ stand angeordnet sind,
der genannte Draht entlang den Rillen (Nuten) der genannten Rollen (Walzen) aufgewickelt und zwischen den genannten Rollen (Walzen) angeordnet ist und
eine Antriebs-Einrichtung, um mindestens eine der genannten Rollen (Walzen) in Rotation zu versetzen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, worin die Seltenerdmetall-Legierung mit dem Draht geschnitten wird, während die Seltenerdmetall-Legierung von einer Position oberhalb des Drahtes zu einer Position unterhalb des Drahtes bewegt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, das außerdem die Stufen umfasst:
Unterteilen der Seltenerdmetall-Legierung in eine Vielzahl von Blöcken, um dadurch Zwischenräume zwischen den Blöcken zu bilden;
Befestigen der Blöcke aneinander; und
Zuführen mindestens eines Teils der Schneidflüssigkeit durch die Zwischen­ räume zwischen den Blöcken.

15. Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Legierungsscheiben, das die Stufen umfasst:
Herstellung eines Barrens aus einer Seltenerdmetall-Legierung; und
Abschneiden einer oder mehrerer Seltenerdmetall-Legierungsscheiben von dem Barren nach dem Verfahren nach Anspruch 1.

16. Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmetall-Magneten, das die Stu­ fen umfasst:
Herstellung eines Sinterkörpers aus einem magnetischen Seltenerdmetall- Legierungspulver; und
Abschneiden eines oder mehrerer Seltenerdmetall-Magnete von dem Sinter­ körper nach dem Verfahren nach Anspruch 1.

17. Schwingspulen-Motor, der einen nach dem Verfahren nach Anspruch 16 hergestellten Seltenerdmetall-Magneten umfasst.

18. Schwingspulen-Motor nach Anspruch 17, bei dem die Dicke des ge­ nannten Seltenerdmetall-Magneten in einem Bereich von 0,5 bis 3,0 mm liegt.

19. Vorrichtung zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung mit einem Draht, die umfasst:
einen Draht mit daran haftenden Schleifkörnern; und
eine Einrichtung zum Einführen einer Schneidflüssigkeit mit einer vorgegebe­ nen kinematischen Viskosität zwischen dem Draht und der Seltenerdmetall- Legierung.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, worin die kinematische Viskosität der genannten Schneidflüssigkeit, die zwischen dem genannten Draht und der Seltenerdmetall-Legierung zugeführt wird, in einem Bereich von 6,0 bis 100,0 mm²/s liegt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, die außerdem umfasst eine Viskositäts- Kontrolleinrichtung zur Steuerung der kinematischen Viskosität der genannten Schneidflüssigkeit, die zwischen dem genannten Draht und der Seltenerdme­ tall-Legierung zugeführt wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, worin die genannte Viskositäts- Kontrolleinrichtung die kinematische Viskosität der genannten Schneidflüssig­ keit kontrolliert durch Steuern der Temperatur der genannten Schneidflüssig­ keit.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, worin die genannte Viskositäts- Kontrolleinrichtung umfasst einen Behälter für die Lagerung der genannten Schneidflüssigkeit, einen Thermoregulator für die Kontrolle der Temperatur mindestens eines Teils der genannten Schneidflüssigkeit, die in dem genann­ ten Behälter gelagert wird; und einen Rührer zum Rühren der genannten Schneidflüssigkeit, die in dem genannten Behälter gelagert wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 19, die außerdem umfasst einen magneti­ schen Separator zum Abtrennen von Schlamm aus der Seitenerdmetall- Legierung, der während des Schneidens der Seltenerdmetall-Legierung gebil­ det wird, von der genannten Schneidflüssigkeit.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, in der der genannte magnetische Sepa­ rator eine magnetische Kraft von mindestens 0,27 Tesla erzeugt.