JP2003275970A

JP2003275970A - ワイヤ工具およびその製造方法

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Publication number: JP2003275970A
Application number: JP2002082220A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ogami; 寛之大上
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-09-30

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】半導体、水晶発振子などの切断用のソーワイヤ
について、その砥粒が高い固着強度を有すると共に、そ
の製造コストを低減することができ、かつ切断面の面精
度が高められるようにすること。【解決手段】母材金属の溶湯に砥粒または硬質微細繊維
を混入して、これを鋳造、圧延して線材を製造し、これ
を伸線して細線化し、細線を表面処理して、混入した砥
粒または硬質微細繊維の一部を線材表面に露出させた構
造としたワイヤ工具。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ソーワイヤおよびそ
の製造方法に関するものであり、半導体、水晶発振子な
どの切断用のソーワイヤについて、その製造コストを低
減することができ、かつ切断面の面精度が高められるも
のである。

【０００２】

【従来の技術】細い金属線の表面にダイヤモンドなどの
微細な砥粒を固着した固定式ソーワイヤが汎用されてい
る。この従来の固定式ソーワイヤは例えばブラスメッキ
を施した金属線を伸線させて細径化し、これにレジンボ
ンド（熱硬化性合成樹脂）を積層して、上記ブラスメッ
キ層とレジンボンド層とによって、その表面に密にダイ
ヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒などの砥粒を固着したもので
ある。この固定式ソーワイヤは、遊離式ソーワイヤ（金
属線と砥粒を含んだ切削油とによって切断加工するも
の）に比して切断スピードが高速であり、切削液として
水を用いることができる。このため、切削加工品の洗浄
処理が不要であり、また切削液の後処理も不要であると
いう利点がある。しかし、このものは、熱硬化性合成樹
脂によって各種砥粒を固着した構造であるので、固着強
度に問題がある。固着強度が弱いとワークを切断すると
きに、ワイヤから砥粒が脱落し、切断性能を低下させて
しまう。しかも、レジンボンドを積層させるにはブラス
メッキが必要で、ブラスメッキを施すことによるコスト
アップは避けられない。よって、現在のところ実用化に
至っていないのが実状である。以上のような事情から、
遊離式ソーワイヤに比して多くの利点を有する固定式ソ
ーワイヤを、各種ワークの切断用として利用できるよう
にするには、砥粒の高い固着強度を有し、かつ低廉に製
造できるように固定式ソーワイヤ構造およびその製造方
法を工夫することが求められる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題を解消して、砥粒の高い固着強度を有し、かつ
廉価なソーワイヤを提供できるように、ソーワイヤの構
造およびその製造方法を工夫することをその課題とする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

【解決手段１】解決手段１は、固定式ソーワイヤの構造
についての解決手段であり、固定式ソーワイヤの構造
を、母材金属の溶湯に砥粒または硬質微細繊維を混入
し、これを鋳造、圧延して線材を製造し、これを伸線し
て細線化し、さらに表面処理することによって、混入し
た砥粒の一部が線材表面に露出した構造にしたことであ
る。なお、上記の「溶湯」は、砥粒または硬質微細繊維
を金属母材に均等に混合、分散できる溶融状態を意味
し、半溶湯の状態をも含むものである。また、上記「砥
粒」は、ダイヤモンド粒子などのいわゆる砥粒の他、研
磨材として機能する硬質化合物粒子をも意味し、「硬質
微細繊維」は、砥粒と同様に研磨性の高い硬質微細繊維
を意味する。また、「砥粒または硬質微細繊維を混入」
は、砥粒または硬質微細繊維を択一的に混入させること
を意味するものでは必ずしもなく、砥粒と硬質微細繊維
を共に混入することをも意味する。

【０００５】

【作用】解決手段１による固定式ソーワイヤにおいて
は、砥粒が金属母材に混入されて、金属線材の一部に組
み込まれているので、金属母材に対する固着強度は極め
て高く、したがって、使用期間中に砥粒、硬質微細繊維
が脱落することは殆どない。それゆえ、使用時間の経過
に伴ってソーワイヤの切断性能が低下することは殆どな
い。また、従来の固定式ソーワイヤ構造においては、金
属線にレジンボンドを積層するためのブラスメッキが不
可欠であり、これらの加工コストが高価である。これに
対して、解決手段１における鋳造、圧延、表面処理は、
通常の細線材の製造工程と殆ど同じであり、その各加工
コストは極めて廉価であり、また、線材にブラスメッキ
を施す必要がない。したがって、このソーワイヤの製造
コストは、従来技術のそれに比して著しく低い。なお、
この発明は、ソーワイヤに限らず、ワイヤ工具（ソーワ
イヤよりも大径の糸鋸など）に適用した場合も同様の作
用を奏する。

【０００６】

【実施態様１】実施態様１は、解決手段１における金属
母材が鉄鋼（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）または銅
（Ｃｕ）であることである。なお、上記の「鉄鋼」、
「アルミニウム」、「銅」については、それぞれの合金
をも含むものである。

【０００７】

【実施態様２】実施態様２は、解決手段１の砥粒がダイ
ヤモンド、ＳｉＣ、Ｔａ化合物、ＣＢＮ、ＴｉＣ、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＡｌＮであり、「硬質微細繊維」がセ
ラミックスファイバーであることである。

【０００８】

【実施態様３】実施態様３は、実施態様２における砥粒
の粒径が５〜３００μｍであり、硬質微細繊維の径が５
〜５０μｍ、長さが１ｍｍ以下であることである。

【作用】砥粒の粒径、５〜３００μｍは、ソーワイヤに
用いられる一般的な範囲であり、ソーワイヤの高切断性
能が確保される。

【０００９】

【解決手段２】解決手段２は、解決手段１による構造の
ソーワイヤの製造方法についての解決手段であり、次の
手順によるものである。１．金属母材の溶湯に砥粒または硬質微細繊維を混入
し、この混合溶湯を鋳造してインゴットを製造し、２．上記インゴットを溶体化処理し、その後、熱間圧延
もしくは押し出し加工によって線材（または棒材）を製
造し、３．次いで、上記線材（または棒材）をパテンチング、
焼鈍等の中間熱処理を施しながら冷間のダイス伸線加
工、ロール伸線加工等によって、最終線径まで細線化
（ダウンサイジング）し、４．最終線径の細線を表面処理して、上記砥粒および硬
質微細繊維の一部を細線表面に露出させる。

【００１０】

【実施態様１】実施態様１は、解決手段２における熱間
圧延による線材の径を５〜１２ｍｍとし、上記細線加工
による細線径を０．０２〜０．５０ｍｍとすることであ
る。

【００１１】

【実施態様２】実施態様２は、解決手段２の製造方法に
おける表面処理を、エッチング、サンドブラスト、ビー
ズショットによって行うことである。

【００１２】

【実施態様３】実施態様３は、解決手段２における表面
処理によって、砥粒の平均露出高さを砥粒径の５〜４０
％にすることである。

【００１３】

【実施例１】次いで、実施例１を説明する。実施例１
は、硬鋼線の鉄鋼を金属母材とし、これに粒径０．０３
ｍｍのＡｌＮの砥粒を混入したものである。このものの
ソーワイヤの外径は０．２３ｍｍ、砥粒の平均突出高さ
は砥粒径の２０％であり、表面分布率は７０〜８０％で
ある。

【００１４】実施例１のソーワイヤの製造方法は次のと
おりである。硬鋼線の鉄鋼を電気炉で溶解し（１８００
℃）、これにＡｌＮ、砥粒を混合して、分散させ、連続
鋳造によってインゴットを製作する。次に、これを溶体
化処理し熱間圧延によって線径５．５ｍｍの線材を製作
する。そしてこの線材を焼鈍処理しながら冷間ロール伸
線加工して、外径０．２３ｍｍの細線材に伸線させる。
細線材を酸でエッチング処理して、表層の金属母材を、
深さ０．００６ｍｍ除去して、ＡｌＮ、砥粒をワイヤ表
面に露出させる。

【００１５】

【実施例２】実施例２は、高強度の銅合金（リン青銅）
を金属母材とし、これに粒径０．０３ｍｍのＡｌ₂Ｏ₃の
砥粒を混入したものである。このもののソーワイヤの外
径は０．２３ｍｍ、砥粒の平均突出高さは砥粒径の２０
％であり、表面分布率は７０〜８０％である。実施例２
のソーワイヤの製造方法は次のとおりである。高強度の
銅合金（リン青銅）を電気炉で溶解し（１１００℃）、
これに上記砥粒および硬質微細繊維を混合して、分散さ
せ、連続鋳造によってインゴットを製作する。次に、こ
れを溶体化処理し熱間圧延によって線径５．５ｍｍの線
材を製作する。そして、この線材を焼鈍処理しながら冷
間ロール伸線加工して、外径０．２３ｍｍの細線材に伸
線させる。この細線材を酸でエッチング処理して、表層
の金属母材を、深さ０．００６ｍｍ除去して、砥粒、硬
質微細繊維をワイヤ表面に露出させる。

【００１６】上記実施例２のように、金属母材が比較的
低硬度の金属材である場合は、上記表面処理として、サ
ンドブラスト、ビーズショットを用いることが有効であ
る。これは、線径０．２３ｍｍの細い金属線材の表面加
工であるから、ブラストする粒子の径を０．００１〜
０．０１０ｍｍのものを用いることが望ましい。このよ
うにサンドブラスト、ビーズショットによる場合は、金
属表面が加工硬化するので、その表面の耐摩性が向上
し、ひいてはソーワイヤの耐久性が向上するという利点
もある。

【００１７】

【発明の効果】この発明は、細線化した金属表面に砥粒
等の研磨材を固着させるものではなく、金属細線に砥粒
などの研磨材を混入し、金属細線を表面処理して、混入
させた研磨材の一部を露出させるものであるから、金属
線の伸線加工、砥粒付着のために金属線の表面にブラス
メッキを施す必要がなく、また、砥粒などの研磨材と金
属線材との固着強度を高めるために砥粒表面を金属被覆
（メッキなど）する必要もなく、さらに、砥粒などの研
磨材を混入させたレジンボンドを金属細線に積層し、こ
れを硬化処理するなどの様々な加工を必要とせず、砥
粒、繊維等が混入された金属素材から細線材を成形し、
その後、表面処理するだけであるから、加工工程が極め
て単純である。したがって、その製作コストが、従来の
固定式ソーワイヤに比して著しく廉価である。

【００１８】また、砥粒等の研磨材は金属線材に埋め込
まれた状態で金属母材と一体化されているので、使用中
に研磨材が線材表面から脱落することは殆どなく、した
がって、使用時間の経過に伴ってソーワイヤの切断性能
が低下することも殆どない。したがって、その切削性能
は長時間保持され、その耐久性が著しく高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施例１の固定式ソーワイヤを模式的
に示す斜視図であり、（ｂ）は図（ａ）の断面図であ
る。

【図２】実施例の固定式ソーワイヤの製造方法のフロー
を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２４Ｄ 3/00 ３４０Ｂ２４Ｄ 3/00 ３４０ // Ｂ２１Ｂ 3/00 Ｂ２１Ｂ 3/00 ＤＪＬ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】母材金属の溶湯に砥粒または硬質微細繊維
を混入して、これを鋳造、圧延して線材を製造し、これ
を伸線して細線化し、細線を表面処理して、混入した砥
粒または硬質微細繊維の一部を線材表面に露出させた構
造のワイヤ工具。
【請求項２】上記金属母材が鉄鋼、アルミニウムまたは
銅である請求項１記載のワイヤ工具。
【請求項３】上記砥粒が、ダイヤモンド、ＳｉＣ、Ｔａ
化合物、ＣＢＮ、ＺｒＯ₂、ＴｉＣ、ＡｌＮまたはＡｌ₂
Ｏ₃であり、硬質微細繊維がセラミックスファイバーで
ある請求項１記載のワイヤ工具。
【請求項４】上記砥粒の粒径が５〜３００μｍで、硬質
微細繊維の径が５〜５０μｍ、長さが１ｍｍ以下である
請求項３記載のワイヤ工具。
【請求項５】金属母材の溶湯に砥粒または硬質微細繊維
を混入し、この混合溶湯を鋳造してインゴットを製造
し、上記インゴットを溶体化処理し、その後、熱間圧延もし
くは押し出し加工によって線材または棒材を製造し、次いで、上記線材をパテンチング、焼鈍等の中間熱処理
を施しながら冷間のダイス伸線加工、ロール伸線加工等
によって最終線径まで細線化（ダウンサイジング）し、最終線径の細線を表面処理して、上記砥粒および硬質微
細繊維の一部を細線表面に露出させるワイヤ工具の製造
方法。
【請求項６】上記の熱間圧延による線材の径を５〜１２
ｍｍとし、上記細線加工による細線径を０．０２〜０．
５０ｍｍとする、請求項５記載のワイヤ工具の製造方
法。
【請求項７】上記表面処理を、エッチング、サンドブラ
スト、ビーズショットによって行う請求項５記載のワイ
ヤ工具の製造方法。
【請求項８】上記表面処理によって、砥粒の平均露出高
さを砥粒径の５〜４０％にする請求項７記載のワイヤ工
具の製造方法。