JP2005199369A

JP2005199369A - ソーワイヤ

Info

Publication number: JP2005199369A
Application number: JP2004006195A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Nakane; 章浩中根
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2005-07-28

Abstract

【課題】母線に真鍮メッキを施さないことにより、被切断物中への不純物の進入を避けることができ、廃棄物の環境汚染に対する多大な配慮を必要とせず、さらに伸線性に優れたソーワイヤを提供する。
【解決手段】高張力鋼からなる直径０．０５〜０．３ｍｍの鋼線（母線）２の表面に、同母線２をＡ1 変態点以下の温度で酸素を含む雰囲気中で熱処理を施して表面にスケール層と脱炭層を形成し、その後酸洗により、スケール層のみを取り除くことによって緻密で均一な脱炭層のみをワイヤ表面に形成する。その後、伸線してワイヤ表面に厚さ０．１μｍ以上１μｍ以下の脱炭層３を有するソーワイヤ１を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体、セラミックなどの硬質材料の切断用ワイヤソーに好適なワイヤ（以下「ソーワイヤ」という）に関する。

ワイヤソーは、ソーワイヤを切断砥粒、一般的には炭素珪素粉、ダイヤモンド粉などの砥粒とともに被切断物に圧接しつつ走行させ切断を行う装置である。上記ソーワイヤには、切断時にかかる張力に耐えうる強度が必要なため、通常高炭素鋼線材やピアノ線材が使用されている。
このソーワイヤは直径５ｍｍ程度の原線に伸線加工とパテンティング処理を繰り返し施すことにより製造されるが、湿式伸線するときに、ワイヤとダイスとが直接接触して焼きつきが発生するのを防止するため、特許文献１に記載されているように、ワイヤに真鍮メッキを施していた。というのは、真鍮メッキがワイヤとダイスとの間における潤滑剤的な役割りをはたすため、伸線が容易になるばかりか、この真鍮メッキはソーワイヤで切断を行う際、砥粒を持ち込むという役目もはたすという利点があるからである。
特開２００１−２２５２５５公報

ところで、ソーワイヤに一般的に使用されている真鍮メッキは、銅を含んでいるため、被切断物中に入り込み不純物となったり、スラリー中に残留して廃棄時の環境汚染の原因となるなどの課題がある。また、銅は人体に対して有害であるため、使用に際してはそれなりの配慮を必要とするという課題もある。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、高張力鋼からなるワイヤの表面に緻密で均一な脱炭層を形成してから伸線することで、銅を含むことなく、したがって被切断物中への不純物の進入を避けることができ、廃棄物の環境汚染に対する多大な配慮を必要とせず、さらに人体に対する有害物を含まないソーワイヤを提供しようとするものである。

本発明は、ソーワイヤを、高張力鋼からなる直径０．０５〜０．３ｍｍの鋼線の表面に、緻密で均一な厚さ０．１μｍ以上１μｍ以下の伸線工程で潤滑剤的に機能する脱炭層を形成させる構成とすることで課題解決の手段とする。

また、ソーワイヤを、高張力鋼からなる鋼線の表面に、０．１μｍ以上の緻密で均一な脱炭層を形成させた後に伸線し、直径０．０５〜０．３ｍｍで表面に緻密で均一な０．１μｍ以上１μｍ以下で伸線工程で潤滑剤的に機能する脱炭層を形成させる構成とすることで課題解決の手段とする。

さらに、上記脱炭層を、Ａ1 変態点以下の温度で酸素を含む雰囲気中で上記鋼線を熱処理して同鋼線の表面にスケール層を形成し後、酸洗により同スケール層からスケールのみを取除く工程で形成させることで課題解決の手段とする。

本発明のソーワイヤでは、その表面に形成されている脱炭層は柔らかいので、この脱炭層が伸線時に潤滑剤的に機能し、その結果、伸線性に優れたソーワイヤの生産が可能となる。

また、本発明のソーワイヤは銅を含まないので、切断時に不純物が被切断物中に入るのを防ぎ、スラリー中に有毒物質が残留することも無くなる。さらに、廃棄物の環境問題に対する配慮を低減できる。
また、人体に有害な銅を含まないので、取扱いが容易となる。

以下、図面とともに本発明の一実施形態について説明する。
図１はソーワイヤの断面図、図２は脱炭層の厚みと切断面のうねりとの関係の実験結果を示すグラフ、図３は脱炭層の厚みと伸線量との関係の実験結果を示すグラフである。

ＳＷＲＳ８２材（φ５．５ｍｍ）２（母材）にパテンティングおよび冷間伸線加工を施し、線径１ｍｍのワイヤに仕上げ、次にこのワイヤをＡ１変態点（７２７°Ｃ）以下の温度で酸素を含む雰囲気中で熱処理を行い、ワイヤ表面にスケールを含む緻密で均一な、厚さ０．１μｍ以上の脱炭層３を形成させる。
その後、そのワイヤを酸洗してワイヤ表面のスケールのみを取除き、脱炭層２を残し、そのワイヤを伸線機により、φ０．０５〜０．３０ｍｍに伸線し、表面に０．１μｍ以上１μｍのソーワイヤ１を得た。

この実施形態において、ワイヤをＡ１変態点（７２７°Ｃ）以下の温度で酸素を含む雰囲気中で熱処理を行ったのは、Ａ１変態点（７２７°Ｃ）以上の温度になると、再結晶が起こり、緻密で均一な脱炭層が形成し難くなるのを防ぐためである。
また、この実施形態では、従来の、スケールのみならず鋼自体も若干取除かれるというラフな酸洗時間にみられる弊害をなくすために、酸洗時間を短くするか、あるいは酸濃度を薄くして、スケールのみを取除くようにしている。

この実施形態のソーワイヤ１は、その表面に形成されている脱炭層３が柔らかいので、この脱炭層３が伸線時に潤滑剤的に機能し、その結果、伸線性に優れたソーワイヤ１を生産することが可能となる（この点については後に図２とともに説明する）。
また、脱炭層３を形成した後に伸線されるので、伸線を無理なく行えるとともに、脱炭層３を形成した後に伸線を行うことで、ワイヤ強度の高いソーワイヤ１を得ることができる（この点については後に図３とともに説明する）。

また、この実施形態のソーワイヤ１は銅を含まないので、切断時に不純物が被切断物中に入るのを防ぎ、スラリー中に有毒物質が残留ことも無くなる。さらに、廃棄物の環境問題に対する配慮を低減できる。
また、このソーワイヤ１は人体に有害な銅を含まないので、取扱いが容易となる。

図２の示す実験結果により、脱炭層３はその厚みが０．１μｍ以上の場合、切断面のうねりが小さくなることが判明した。これは、ソーワイヤ１の表面に柔らかい脱炭層３があることで砥粒の引き込み性が向上するためであると考えられる。また、脱炭層３の厚みを１μｍよりも厚くしても効果上格別の差異が確認できなかった。したがって、この実施形態においては、脱炭層３の厚みは０．１μｍ〜１μｍが実用上（製作コスト上）ベストであると判断した。

また、図３の示す実験結果により、脱炭層３の厚みを０．１μｍ以上とした場合、潤滑剤的効果が急激に大きくなり、その結果、この実施形態のソーワイヤ１は伸線性に優れていることが判明した。また、脱炭層３の厚みを１μｍよりも厚くしても効果上格別の差異が確認できなかった。したがって、この実施形態においては、脱炭層３の厚みは０．１μｍ〜１μｍが実用上（製作コスト上）ベストであると判断した。

さらに、０．０５〜０．３ｍｍの径の細いソーワイヤ１に適用したとき、所望の効果が得られたことも、実験により確認されている。

本発明の一実施形態に係るソーワイヤの断面図である。同ソーワイヤの脱炭層の厚みと切断面のうねりとの関係の実験結果を示すグラフである。同ソーワイヤの脱炭層の厚みと伸線量との関係の実験結果を示すグラフである。

符号の説明

１：ソーワイヤ
２：母材
３：脱炭層

Claims

高張力鋼からなる直径０．０５〜０．３ｍｍの鋼線の表面に、緻密で均一な厚さ０．１μｍ以上１μｍ以下の脱炭層を形成されたソーワイヤ。
高張力鋼からなる鋼線が、表面に０．１μｍ以上の緻密で均一な脱炭層を形成された後に伸線されて、直径０．０５〜０．３ｍｍで表面に緻密で均一な厚さ０．１μｍ以上１μｍ以下の脱炭層を形成されたソーワイヤ。
上記脱炭層が、Ａ1 変態点以下の温度で酸素を含む雰囲気中で上記鋼線を熱処理して同鋼線の表面にスケール層を形成し、その後酸洗により同スケール層からスケールのみを取除くことにより形成されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項記載のソーワイヤ。