JP2007196329A - ワイヤー工具 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れて長寿命で、かつ切断効率及び切屑などの排出を良好にする新規ワイヤー工具の提供。
【解決手段】断面非円形な金属線材が所定ピッチで捩り成形されることにより、平面視して隆起部８と隆起部間の継ぎ部９とが長手方向に沿って交互に繰り返す螺旋状に形成してなる芯材２と、芯材の少なくとも隆起部の表面に固着される研削用砥粒３とからなり、研削用砥粒は芯材に直接又は間接的に固着している。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体シリコン、セラミック、水晶、石材などの硬質脆性材料の切断加工に用いるワイヤー工具に関する。

従来、石材、鉄筋コンクリート、半導体シリコン、セラミック、水晶などの硬質脆性材料の切断加工に、例えば図１０に示すようにピアノ線、タングステンなどの硬質線材Ｗを高速で走行させながら被切断物Ｃを例えば層状に切断するワイヤーソーイング工法が用いられ、それに使用するワイヤー工具について、種々研究開発が進められている。

特に前記用途の中で、半導体、宝石などの切断精度と切断面の表面状態を良好なものにすることが必要な切断分野では、芯材として例えば０．２〜０．８ｍｍ程度の細線材料が好ましく、このように細径化したワイヤー工具では全体強度が小さいことから被加工物との接触抵抗を抑えながら加工することとなり、切断効率が低下する。

このようなワイヤー工具を用いる切断作業では、例えばダイヤモンド粒子などの研削用砥粒をスラリー状にして被加工物の加工面上に供給しながらワイヤー線材を走行させる遊離砥粒式のワイヤー工具が特許文献１により提案されている。この提案のものは、前記研削用砥粒の巻き込みを良くする為に、該ワイヤーの表面状態を予め粗雑にするためにクラック溝を設け、又は複数本の線材を撚り合せた撚線を用いることによって、前記溝の凹部、撚線間の螺旋の谷空間で研削粒子の保持性を高め、切断効率を向上することを意図している。

しかしながら、研削用砥粒を固定しないこの遊離砥粒方式は研削用砥粒を含んだスラリー液を大量に供給しながら加工することから加工機械の汚損や使用済廃液の処理に手間、コストを必要とし、又切断効率を高めえない。また前記クラック溝のような粗雑な表面状態にしておくことは、その加工時に付加される張力、あるいはこれをロール間の掛け渡しによる繰り返し曲げに伴う疲労破断の原因にもなり、ワイヤーの早期断線という耐久性に劣る。

他方、研削用砥粒を予めワイヤー表面に固着した固定砥粒方式のソーワイヤーが、例えば特許文献２及び特許文献３により提案されている。特許文献２は、抗張力の大きな金属線材の表面に、ニッケルメッキ層を用いてダイヤモンド砥粒を螺旋状に電着するものであり、又特許文献３は、撚り線からなる芯材に砥粒を一様に電着により固定するものであって、いずれも螺旋状に固定された砥粒の間、又は撚り線の螺旋の谷空間を加工液，切粉の排出路（チップポケット）として形成することを意図している。

特公昭６３−４７５８３号公報 特許３５５７２３１号公報 特開平１１−２７７３９８号公報

しかしながら、前記特許文献１及び引用文献３のものは、いずれも撚り線を用いて、かつ撚り線谷部をチップポケットとすることにより、加工液、切屑の排出を円滑としているが、撚り線によるソーワイヤーでは、加工中に被加工物への押付け、掛渡し用ロールとの接触及び摩擦によって、該撚り線の結束状態が崩れて分線し、更にはその一部が断線して団子状の塊に溜まってソーワイヤーを停止するなどのトラブルを誘発しやすいことが指摘されている。

また特許文献２のように、細線に研削用砥粒を所定ピッチで螺旋状に形成するものにおいて効率のよいチップポケットを形成するには、多大の手間と、特別な設備を必要にするなど、製品コストへの影響の懸念もある。

しかも前記特許文献２及び特許文献３の提案のものでは、例えば０．１ｍｍ程度の高強度細線からなる芯材の表面に前記ダイヤモンド粒子を電着できる程度、例えば１０μｍ程度の厚さのニッケルメッキを予め被覆処理するものとしている。しかしながら、高強度細線は線材を伸線加工と熱処理とを繰り返して線引きするものであり、しかも、係る線径では通常、ダイヤモンドダイスを用いた湿式伸線で得られることから、線の表面状態は極めて平滑（例えば１０点の平均粗さが０．１μｍ程度）な光輝状態のものとなる。そのため、メッキ層との密着性が低下し、又前記線径に比して相対的にメッキ層が過厚となることに起因してメッキ層剥離が発生しやすく、切断耐久性を損なう結果となる。

このように、前記各特許文献のソーワイヤーは耐久性、寿命、切断効率等が十分とは言い難く、さらなる改善が望まれている。そこで本発明は、このような課題を解決し、切断効率及び切屑などの排出を良好にするとともに、耐久性にも優れた新規ワイヤー工具の提供を目的とする。

すなわち本発明の請求項１に係わる発明は、ワイヤー工具であって、半径方向外方に突出する複数個の突部を有する横断面非円形の非円形材に捩りを付与することにより、前記突部が連なる隆起部と、該隆起部間の継ぎ部とが平面視して長さ方向に交互に現れる螺旋状に形成された芯材と、該芯材の少なくとも前記隆起部上に配される研削用砥粒とからなり、かつ該研削用砥粒は前記芯材に直接又は間接的に固着したものであることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記芯材が、その任意横断面における面積重心と、該面積重心から最も隔たった外周面上の点との間の最大寸法Ｌ１、及び前記重心と、この重心から最も近い外周面上の点との間の最小寸法Ｌ２が、Ｌｌ＝（１．１〜３．０）・Ｌ２であること、請求項３に係る発明は、前記芯材は、その任意横断面における面積重心と、該面積重心から最も隔たった外周面上の点との間の最大寸法Ｌ１を半径として描かれる真円の全面積Ａ０に対する、該芯材の実横断面面積Ａ１の比｛（Ａ１／Ａ０）×１００｝が、５０〜８５％であることを特徴としている。

又、請求項４に係る発明は、前記突部が、素線材を押圧し押下げ変形させた変形部間の部分がその押下げとともに、半径方向外方に膨出することによって形成されることにより、機械掛けされていない断面曲面状をなすこと、請求項５に係る発明は、前記突部が、前記素線材の押圧加工により押圧される変形部の表面よりも表面粗さが大きいこと、請求項６に係る発明は、前記芯材が、横断面が、３個以上の前記突部を有する前記非円形材であること、及び請求項７に係る発明は、前記研削用砥粒が、前記芯材の表面上に被覆形成したニッケルメッキ層を介して間接的に固着されたものであることをそれぞれ特徴とする

請求項１に係る発明は、前記のように、芯材が、横断面非円形の線材に捩りを付与することにより、突部が連なる隆起部と、隆起部間の継ぎ部とが平面視して長さ方向に交互に現れる螺旋状部を有し、かつ少なくとも前記隆起部の表面上に研削用砥粒を付着させているため、この隆起部は研削部を、継ぎ部がチップポケットを構成できる。従って、複数本の撚り線とした場合に比して芯材の断面積を増大でき、破断強度を増し、耐久性に優れ、かつ耐摩耗性も増大して寿命の向上に役立つ。又加工中に被加工物への強度の押付け、掛渡し用ロールとの接触及び摩擦によって、該撚り線の場合のような、結束状態が崩れて分線し、更にはその一部が断線して団子状の塊となることによる切断作業の停止などを抑制できる。

又請求項２、３に係る発明の構成とすることにより、ワイヤー工具の走行に際しての振れを抑制して高精度な切断加工を可能とする。

さらに請求項４，５に係る発明においては、隆起部を粗な面をすることができ、メッキ層との密着性を向上して研削用砥粒のメッキ層剥離に基づく脱落を抑制して工具寿命を増し、切断耐久性を高めうる。また請求項６，７の発明によれば、より効率的な作業をなしうるワイヤー工具を提供できる。

以下、本発明に係わるワイヤー工具の好ましい実施形態を図面とともに説明する。
図１（Ａ）は、本発明のワイヤー工具１の一形態を拡大して示す平面図、（Ｂ）はその横断面図、図２は拡大横断面図であって、ワイヤー工具１は芯材２と、研削用砥粒３とからなる。又前記芯材２は半径方向外方に突出する複数個（本例では４個）の突部４を有する横断面非円形の非円形材６（図５に例示する）に捩りを付与することにより、前記突部４が連なる隆起部８を螺旋状に形成している。又前記研削用砥粒３は、該芯材２の少なくとも前記隆起部８の表面上に配着され、捩れの研削部１２を構成している。

前記横断面非円形の非円形材６は、本形態では、図３に示すように，断面円形の素線材６Ａの外周面を複数、例えば４方向から押圧し、押下げて塑性変形させることにより、４個の変形部５を形成し、この変形部５の形成によって、変形部５，５の間の部分が半径方向外方に押し出されて膨出することにより前記突部４が形成される。即ち、前記突部４、４間は前記変形部５により継がれることとなり、その結果、前記素線材６Ａは、本形態では断面略四角形（角丸四角形）の前記非円形材６となる。なお、このように突部４は押し出されることにより形成されるため、機械掛けされていない粗な粗さの断面曲面状をなす。なお二点鎖線で示すように、変形部５を大とし突部４の半径高さを増すことができる。

なお、変形部５は、図３、図４に示すように凹状部５Ａとすることも、図４に略示するごとく前記突部４を直線状に継ぐ平坦面５Ｂとすることも、平坦面５Ｂに比しては半径方向外方にやや張り出すが突部４先端を継ぐ頂円５ｐよりも小半径の張出し状面５Ｃとすることもできる。

図５は本発明に係る芯材２の捻り加工前の非円形材６を示すものであり、これを所定ピッチＰで捩り成形することにより前記芯材２を形成する。捩り成形によって該芯材２には、図６（Ａ）に示すように、前記突部４が螺旋に連続することにより形成される前記隆起部８，及び周方向に隣合う前記突部４、４を継ぐ前記変形部５が螺旋に連続することにより形成される継ぎ部９が設けられる。従って、芯材２には、平面視して、螺旋に連続する隆起部８と継ぎ部９とが長さ方向に交互に現れる螺旋状部１０を有することとなる。又前記継ぎ部９は、前記図４の場合のように、変形部５が凹状部５Ａ、乃至平坦部５Ｂであるときには、前記継ぎ部９は、凹状の溝状部９Ａとなり、加工液，切粉の排出路（チップポケット）としての機能を高める。なお、芯材２はその横断面内の前記面積重心Ｇから前記突部４の頂点４ａまでの各突部４の平均径である半径Ｒは例えば０．０５〜１ｍｍ、かつ頂点４ａ間の最大距離である芯材２の外径Ｄは例えば０．１〜２ｍｍ程度に設定される。

また前記非円形材６として、図２〜図４に示したものの他、例えば図８に示すような、左右２方向からの押圧によって両側の短辺を凸曲面状に突出させた断面略縦長矩形状とすることもでき、そのとき長辺、即ち変形部５は、隆起部８に接する凹状部５Ａとすることも、前記突部４を直線状に継ぐ平坦面５Ｂとすることも、頂円５ｐよりは小径で張出す張出し状面５Ｃとすることもできる。さらに図９に示すように断面略三角形状とし、同様に変形部５を凹状部５Ａ、平坦面５Ｂ又は張出し状面５Ｃとすることもできる。さらには素線材６Ａの一面を押圧した半円弧状、扁平状、菱形状、あるいは楕円状など、種々の断面形状が選択できる。いずれの場合も前記のように、変形部５によりチップポケットを形成させる。特に前記したように、その２方向から断面帯状に押圧したものでは隆起部８と継ぎ部９との高低差を大きくできる利点がある。ときには、押し出し乃至線引き加工において非円形材６とすることもでき、そのとき少なくともヤスリ掛け、酸処理などの何らかの手段により突部４の表面状態を粗表面にすることが望ましい。

またこのような非円形材６の図２に示す横断面図において、切断効率と前記加工液等の排出性、及び機械的特性等のバランスを図る為に、好ましくはその任意横断面における面積重心Ｇと該面積重心Ｇから最も隔たった周面上の点Ｘとの間の最大寸法をＬ１、及び面積重心Ｇと、それに最も近い周面の点Ｙとの間の最小寸法をＬ２とするとき、ＬｌをＬ２の１．１〜３．０倍とするのが好ましい。即ち、Ｌｌ＝（１．１〜３．０）・Ｌ２とする。さらに、前記横断面図において、前記最大寸法Ｌ１を半径として描かれる真円の全面積Ａ０に対する、該芯材２の実横断面面積Ａ１の比率、すなわち｛（Ａ１／Ａ０）×１００｝を５０〜８５％とする。なお差Ｌ１−Ｌ２は前記高低差を意味する。

このような形状を具えることによって、隆起部８と、継ぎ部９乃至溝状部９Ａとの高低差が大きくでき，加工液、切屑の排出路を確保して目つまりを無くして切断性を高める。なお、前記面積重心Ｇからの最大寸法Ｌ１と最小寸法Ｌ２について、この寸法比が１．１未満にしたものでは前記効果は期待し難く、逆に３．０倍を超えると、該芯材２に強度の切断張力が加わった場合に座屈した断面形状に変形し、掛け渡しロール面上に密着して折角の捩り成形が解除されやすくなり、より好ましくは１．２〜２．０倍とする。

また前記面積比｛（Ａ１／Ａ０）×１００｝も、この値が５０％を下回るものでは実質的に芯材２自体の有効面積が小さいことから強度低下による断線の危険性があり、一方８５％を越える程大きくしたものでは加工液などの排出性能を低下させ、より好ましくは６０〜８０％とする。なお前記捩りピッチＰは、切断する場合の作業条件によって種々変化させる。通常、例えば該芯材２の前記外径Ｄの２倍以上（好ましくは３〜１０倍）に成形する。

また、この捩りピッチＰを過度に短く成形したものでは、加工歪が大きくなって機械的特性を低下させ、かつクラック、断線等の原因になる。必要により、捩り成形後に歪取り熱処理を行って加工歪を除去しておくことも好ましい。例えばオーステナイト系ステンレス鋼の場合は、その素線を圧延などの冷間加工によって所定の断面形状に成形した後に捩り成形し、更に例えば２５０〜５００℃程度の低温熱処理を行うのがよい。また前記押圧成形と捩り成形を同時に行い加工歪の影響を軽減して工程短縮を図ることも好ましい。

また、前記押圧加工が圧延の場合、この加工量を比較的小さくして断面曲面状のコーナーを持つように成形したものでは、その曲面部が前記突部４となり、その部分の表面状態は前記圧延加工での張り出し現象によって機械掛けされていない表面は粗、例えばその長さ方向における１０点の平均表面粗さＲｚを０．５〜６μｍ程度とする。

前記芯材２に用いる線材料としては、例えばステンレス鋼、ピアノ線、コバルト合金など高強度特性（例えば引張強さ１８００〜３５００Ｎ／ｍｍ² ）のものが選択される。ステンレス鋼では、例えばＳＵＳ３０２，３０４等のオーステナイト系の他、更に０．１〜０．３％程度のＮを添加したＮ含有オーステナイト系ステンレス鋼では結晶粒が微細化して高強度を持つことから好ましい。また特に伸線、電着用としての前記ニッケルメッキによる水素脆性を考慮して、例えば次式によるＮｉ当量が２６以上（好ましくは２７〜３５％）にする。

Ｎｉ当量＝Ｎｉ＋０．６５Ｃｒ＋０．９８Ｍｏ＋１．０５Ｍｎ＋０．３５Ｓｉ＋１２．６Ｃ

前記コバルト合金としては、例えばＣｏ含有量３０〜６０重量％を含有するＣｏ基合金線材が好適に採用できる。このような多量のＣｏの含有によって、高強度でしかも１８０〜２３０ＧＰａの高ヤング率を備え、ワイヤーの曲げ強度を高めて繰り返し疲労特性を向上するとともに、組織的にも安定でパーライトや応力誘起マルテンサイト相が発生しないことから水素吸蔵を抑えることができる。したがって、耐水素脆性の問題を解消するとともに、所定ピッチで捩り成形する場合にも、折損やクラックなどの発生を抑制し、また該合金材は多量のＣｏを含有することから、例えば析出硬化処理によって、その内部に微細な炭化物や複炭化物、種々析出物粒子を発生させ、更に機械的特性を向上できる利点もある。

このようなＣｏ基合金材には、例えばＣｏと、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｆｅなどのいずれか１種以上の金属を含む合金が用いられるが、さらに必要に応じてＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ及びＷなどのいずれか１種以上の第三元素を添加したものを含む、例えばＣｏ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｗ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｗ−Ｆｅ系合金，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｗ系合金などの種々合金を用い得る。例えば前記前記Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金では質量で２０〜２３％のＣｒと１５〜２０％のＮｉを含有し残りＣｏで構成したもの、またＣｏ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｗ系合金では１８〜２３％のＣｒ、８〜１１％のＮｉ、１０〜２０％のＷを含み残Ｃｏでなるもの、また更に必要に応じて例えば３％以下のＦｅ、２％以下のＭｎ、１％以下のＳｉ等を含有するものなど種々組成に調整したものがある。

また前記Ｃｏ基合金として、例えば（Ａ）、質量％でＣ：≦０．３０％，Ｓｉ：≦２．０％，Ｍｎ：≦２．０％，Ｎｉ：４．０〜２０．０％，Ｃｒ：１３．０〜２５．０％，Ｍｏ：２．０〜１０．０％，Ｃｏ：４０．０〜５５．０％を含み、残部実質的にＦｅと不可避不純物でなる析出硬化型のもの、あるいは（Ｂ）、質量％でＣ：０．０８〜０．２０％，Ｓｉ：≦１．０％，Ｍｎ：≦１．５０％，Ｎｉ：１４．０〜１８．０％，Ｃｒ：１９．０〜２５．０％，Ｍｏ：４．０〜８．０％，Ｃｏ：４０．０〜５５．０％と、更にＡｌ：０．２〜４．０％，Ｔｉ：０．１０〜２．５％，Ｎｂ：０．１〜１．０％及びＷ：０．５０〜５．０％のいずれか１種以上を含み、残部実質的にＦｅと不可避不純物でなる析出硬化型の前記Ｃｏ基合金材により構成したものは、いずれも前記特性とともに加工性にも優れ好適するものがある。

なお前記析出硬化型とは、過飽和固溶体から溶質が析出して安定な平衡状態に移ろうとする時の中間過程で起こる硬化現象を発現し得る機能を有するものであって、その処理方法としては例えば最終冷間伸線後に３００〜６５０℃程度の比較的低温での熱処理によって容易に実施することができる。このような析出硬化処理の採用は、ソーワイヤー１の品質特性を向上する上で非常に好ましいことではあるが、本発明ではその処理の有無までは直接の要件にしておらず、したがって該熱処理を行うことなく、前記機械的特性が得られるように単に冷間伸線したものをそのまま用いることもできる。

本発明のワイヤー工具１は、前記のように、前記芯材２の少なくとも前記隆起部８の表面上に研削用砥粒３を固着させている。固着は、両者を直接的に固着、即ち研削用砥粒３を何らかの押し込み処理などにより押入、固定する場合の他、前記結合剤１４を介して間接的に固着させることもできる。結合剤１４には前記ニッケルメッキ、亜鉛メッキ、銅メッキなどの金属メッキ、樹脂系接着材、研削用砥粒３が耐熱性があるとき、溶融金属なども用いられる場合がある。特にニッケルメッキは加工潤滑性にすぐれ、ステンレス鋼、前記Ｃｏ合金と近似する機械的特性を有することから好適に用いうる。

また、前記のように前記突部４の表面は圧延加工での張出し現象によって機械掛けされていない表面であって、平均表面粗さＲｚは０．５〜６μｍ程度であり、このようにすることで、従来のワイヤー工具のようなダイヤモンドダイスで光輝仕上げしたものに比して粗面である結果、前記結合剤１４との密着性が高められ、剥離などのない良好な結合状態となり、又隆起部８のみに研削用砥粒３を付着させることも容易となる。さらに従来の厚さ以上の厚メッキを施す場合にも、研削用砥粒３を強固に固着させることができる。

なお間接的結合における前記ニッケルメッキによる処理方法自体は、前記特許文献２、特許文献３にも記載するとおり周知であり、例えば、予めワイヤー表面を洗浄処理して活性化し、その後引き続いてメッキ金属、例えば高速スルフォミン酸ニッケルメッキ槽で処理する電着法が好ましい。又メッキ厚さについては、例えば５〜３０μｍ程度の厚メッキが行なわれる。

又金属メッキに際して適宜のマスキング、又は研削除去により、前記隆起部８のみに結合剤１４を形成することにより、図１に示すように、研削部１２も隆起部８と等しい螺旋状とすることができる。また、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、芯材２の全表面に研削用砥粒３を付着することもできる。

このような金属メッキで厚メッキを形成する場合、１回のメッキ処理で直接厚メッキを施すものでは層剥離が生じやすくなるが、これを防ぐ為に例えばメッキ処理を２乃至３回に分けて行い、１回当たりのメッキ厚さを薄くすることでより密着性を高めうる。またこのような積層メッキ法による場合は、各メッキ層を各々別金属を用いることもできるが、第一メッキ層では芯材２との密着性を図り、第二メッキ層では研削用砥粒をメッキ液中に予め懸濁したものを用いメッキ処理と同時に付着させ、さらに第三メッキ層でその全体を被覆して研削用砥粒を固着するのが好ましい。この場合、１回目のメッキ処理をその素材段階で行ってそれを伸線や圧延加工用の下地メッキとして芯材２との密着性を高めた上に、第２メッキ層を下地メッキと相性のよい金属メッキで形成することで全体として層剥離のない良好なメッキ状態が得られる。

一方、研削用砥粒３については、例えば２〜３０μｍ程度の微細粒子状にしたダイヤモンド、サファイヤ、ルビーなどの硬質無機材料が選択される。一般的にはダイヤモンド粒子が多用されており、その粒子の大きさや分布量についても使用条件に応じて任意に設定できる。

《実施例１》
Ｎを０．１３％含むＳＵＳ３０４Ｎステンレス鋼線１．２ｍｍを素材とし、これを伸線加工によって０．５ｍｍの硬質細線に加工した。その後、更に冷間圧延によって一辺が０．４３ｍｍの四辺形状に成形するとともに、これをピッチ２．５ｍｍに捩り成形した。こうして得た芯材の加工歪を除去する為に、温度４００℃で歪取り熱処理を施した。その芯材は、引張強さが２２５０Ｎ／ｍｍ² の高強度特性を有し、またその断面コーナー部には曲面状に膨出した隆起部が形成され、その表面粗さＲｚは１．２μｍの粗な表面を有する。この表面粗さは、圧延面の表面粗さ０．０９μｍの１０倍以上であり、その長手方向に沿って前記隆起部と溝状部とが交互に並ぶ螺旋状部を形成している。

この芯材を１０％硫酸及び塩酸を用いた洗浄液中で洗浄し、活性化した表面にするとともに、スルファミンサンニッケルによる厚さ１２μｍのニッケルメッキを行った。メッキ処理はダイヤモンド研削用砥粒（平均粒径１３μｍ）を懸濁させた懸濁メッキ液を用いて、メッキと同時に研削用砥粒をその全面に形成させたものであり、これをペンチで折り曲げても、その曲がり部にはメッキ層の剥離は見られず、良好なメッキ状態が得られていることが確認された。

こうした処理により、芯材の表面には前記断面形状に起因する凸状部を含めた全面に、研削用砥粒を一様に分布した状態で形成することができ、これを石材に用いて切断試験を行ったが、特に目詰まりや断線などのトラブルはなく、良好な切断作業ができた。

《実施例２》
Ｃｏ：４２．５％、Ｎｉ：１６．６％，Ｃｒ：２１．５％，Ｍｏ：６．３％，Ｍｎ：１．２５％含む析出硬化型のＣｏ基合金でなる線径０．８ｍｍの合金線材に、厚さ３μｍのニッケルメッキを被覆するとともに、冷間伸線加工と冷間圧延加工を行って厚さ０．２３ｍｍ，幅０．６ｍｍの断面扁平な細径帯材を形成した。冷間圧延は上下２方向から押圧したものであり、その側面部は外方に張出した表面粗雑な膨出部が形成され、その部分の表面粗さはＲｚ：０．１５μｍで圧延面より粗大であった。

またこの帯材は引張強さ：２０５０ＭＰａ，ヤング率：２１０ＧＰａの特性を備え、これをピッチ１２ｍｍで捻り加工して、その帯材側面の膨出部に厚さ５μｍの無電界ニッケルメッキ層をさらに形成するとともに、平均粒子径１３μｍのダイヤモンド砥粒を付着させた。また、この試料について試験した結果、捻り加工したにもかかわらず、メッキ状態は非常に良好で層剥離は見られず、またこれら試料の分析でも特に水素含有は認められなかったことから、水素脆性の問題がないものであることが確認された。さらに、この捻り帯線を用いたものでは厚さと幅の比が大きいことから、切断効率と排液効率に優れ、１０時間の連続切断作業ができた。

《実施例３》
実施例２のＣｏ基合金線による析出硬化処理の影響を調べるために、前記伸線加工と冷間圧延加工と同様に処理した非円形合金線材を温度６３０℃で析出硬化処理を行った。その結果、金属組織内に平均粒子径０．５〜１．２μｍの微細析出物が多数析出していることが確認され、この微細粒子によって芯材は硬質かつ高強度の特性が得られた。そこで、大理石（６０ｍｍ角）を被加工物として、ワイヤー張力８．ＩＮ，ワイヤー走行速度１００ｍ／ｍｉｎ．の条件で切断作業したところ、１８０ｓｅｃ．で切断することができた。

本発明に係わるワイヤー工具の一形態を示す平面図である。 その拡大横断面図である。 素線材の押圧変形を例示する横断面図である。 継ぎ部を例示する横断面図である。 （Ａ）は非円形材を例示する平面図、（Ｂ）はその横断面図である。 （Ａ）は非円形材を捩ることにより形成される芯材を例示する平面図、（Ｂ）はその横断面図である。 図５の芯材の全表面に研削用砥粒を固着したワイヤー工具を例示する正面図、（Ｂ）はその横断面図である。 非円形材が断面略矩形の帯板状をなす場合の形態を例示する横断面図である。 非円形材が断面略三角形状をなす場合の形態を例示する横断面図である。 ワイヤーカット装置を例示する斜視図である。

符号の説明

１ ワイヤー工具
２ 芯材
３ 研削用砥粒
４ 突部
５ 変形部
６ 非円形材
８ 隆起部
９ 継ぎ部
９Ａ 溝状部
１２ 研削部
１４ 結合剤

Claims (7)

1. 半径方向外方に突出する複数個の突部を有する横断面非円形の非円形材に捩りを付与することにより、前記突部が連なる隆起部と、該隆起部間の継ぎ部とが平面視して長さ方向に交互に現れる螺旋状に形成された芯材と、該芯材の少なくとも前記隆起部上に配される研削用砥粒とからなり、かつ該研削用砥粒は前記芯材に直接又は間接的に固着したものであることを特徴とするワイヤー工具。
2. 前記芯材は、その任意横断面における面積重心と、該面積重心から最も隔たった外周面上の点との間の最大寸法Ｌ１、及び該重心とこの重心から最も近い外周面上の点との間の最小寸法Ｌ２が、Ｌｌ＝（１．１〜３．０）・Ｌ２であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤー工具。
3. 前記芯材は、その任意横断面における面積重心と、該面積重心から最も隔たった外周面上の点との間の最大寸法Ｌ１を半径として描かれる真円の全面積Ａ０に対する、該芯材の実横断面面積Ａ１の比｛（Ａ１／Ａ０）×１００｝が、５０〜８５％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤー工具。
4. 前記突部は、素線材を押圧し押下げ変形させた変形部間がその押下げとともに、半径方向外方に膨出することによって形成されることにより、機械掛けされていない断面曲面状をなすことを特徴とする請求項２又は３に記載のワイヤー工具。
5. 前記突部は、前記素線材の押圧加工により押圧される変形部の表面よりも表面粗さが大きいことを特徴とする請求項４に記載のワイヤー工具。
6. 前記芯材は、横断面が、３個以上の前記突部を有する前記非円形材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のワイヤー工具。
7. 前記研削用砥粒は、前記芯材の表面上に被覆形成したニッケルメッキ層を介して間接的に固着されたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のワイヤー工具。

Images