JP2008221406A - Fixed abrasive grain type wire saw and its manufacturing method - Google Patents
Fixed abrasive grain type wire saw and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008221406A JP2008221406A JP2007063630A JP2007063630A JP2008221406A JP 2008221406 A JP2008221406 A JP 2008221406A JP 2007063630 A JP2007063630 A JP 2007063630A JP 2007063630 A JP2007063630 A JP 2007063630A JP 2008221406 A JP2008221406 A JP 2008221406A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- diamond
- coating
- wire
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 title abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 91
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims abstract description 86
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims abstract description 77
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 60
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 3
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017770 Cu—Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007610 Zn—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- RIRXDDRGHVUXNJ-UHFFFAOYSA-N [Cu].[P] Chemical compound [Cu].[P] RIRXDDRGHVUXNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Description
本発明は、シリコンの単結晶などに代表される各種電子材料のスライス工程で使用される固定砥粒式ワイヤーソーとその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a fixed-abrasive wire saw used in a slicing process of various electronic materials typified by a single crystal of silicon and a manufacturing method thereof.
各種電子材料のスライス工程で使用される固定砥粒式ワイヤーソーは、ワイヤーの外周にダイヤモンド、CBN等の超砥粒(以下「ダイヤモンド」と総称する。)を固着したものである。ダイヤモンドの固着法としてレジンボンド法や電着法がある。これらの方法はそれぞれ大きな欠陥を持っている。これを改良すべくロー付けによるダイヤモンド固着法、いわゆるケミカルボンド法が知られている(特許文献1参照)。 The fixed abrasive wire saw used in the slicing process of various electronic materials is obtained by fixing superabrasive grains (hereinafter collectively referred to as “diamond”) such as diamond and CBN on the outer periphery of the wire. There are a resin bond method and an electrodeposition method as diamond fixing methods. Each of these methods has major flaws. In order to improve this, a diamond fixing method by brazing, a so-called chemical bond method is known (see Patent Document 1).
前記特許文献1に開示されたものは、ダイヤモンド粒径の5〜35%の厚さの活性ロー材によってダイヤモンドをワイヤーに固着したものであり、前記の活性ロー材としては
Cu−Ag−Ti合金が用いられ、前記のワイヤーとしては、前記活性ロー材の溶融温度(850〜1050℃)に耐え得るタングステンワイヤーが用いられる。タングステンワイヤーは、1400℃の高温処理でも強度の劣化が20%以下であることから、最適の素材である。
The one disclosed in
前記活性ロー材は、活性元素のTiがダイヤモンド元素Cと反応して炭化物(TiC)を形成することにより化学的に強固に結合される特性を有する。かかるケミカルボンド法によって製作された固定砥粒式ワイヤーソーは、ダイヤモンドの保持力が高く、切削性能に優れ、さらに生産性も高い特徴がある。
前記の固定砥粒式ワイヤーソーにおいては、ワイヤーの素材としては、活性ロー材の溶融温度(850〜1050℃)で強度の劣化が20%以下の材料を選択する必要から、前述のようにタングステンワイヤーが用いられる。しかし、タングステンは近年の消費量の増大に伴い価格が高騰しつつあり、これから先もさらに高騰することが予想されること、また、活性ロー材も高価であることとあいまって、ワイヤーソーの製品原価が高くつく問題がある。固定砥粒式のワイヤーソーの普及をはかるためにも、安価なタイプのワイヤーソーの開発が望まれている。 In the above-mentioned fixed abrasive type wire saw, it is necessary to select a material having a strength deterioration of 20% or less at the melting temperature (850 to 1050 ° C.) of the active brazing material as the wire material. Wire is used. However, the price of tungsten is rising with the increase in consumption in recent years, and it is expected that the price will increase further in the future, and the active raw material is also expensive. There is a problem of high cost. In order to spread the use of fixed-abrasive wire saws, it is desired to develop inexpensive wire saws.
そこで、本発明は、ワイヤーとダイヤモンドの固着手段を改善し、ダイヤモンドの保持力、切削性能、生産性等においては前述した従来例のものと同等の特性をもつ一方、ワイヤー及びロー材として安価なものが使用できるようにして低価格化を図った固定砥粒式ワイヤーソー及びその製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention improves the fixing means of the wire and diamond, and has the same characteristics as those of the conventional example described above in terms of diamond holding power, cutting performance, productivity, etc., but is inexpensive as a wire and brazing material. It is an object of the present invention to provide a fixed-abrasive wire saw and a method for manufacturing the same, which can reduce the cost by allowing the product to be used.
前記の課題を解決するための固定砥粒式ワイヤーソーに関する発明は、図1(a)(b)に示したように、ワイヤー1の外周にロー材2を介してコーティング・ダイヤモンド5が固着されたものである。このコーティング・ダイヤモンド5は、ダイヤモンド素材3の表面に多層コーティング層4を形成したものであり、その多層コーティング層4の第1層6が、ダイヤモンドと付着活性の強いTi等の遷移金属を含む層であり、ダイヤモンドとの界面で化学結合によって強固な接合がされている。第2層7がロー材2に対する濡れ性改善層からなる。例えば、Ni-Pの無電解メッキによる、第2層のコーティングは、作業性も良く第1層のロー材に対する濡れ(接合性)の悪さを大幅に改善し、またコーティング後に、850℃程度の熱処理をすることによって、第1、第2層間の接合力が増すため、濡れ性改善層としては好適である。また、前記ワイヤー1は、前記ロー材2によって前記コーティング・ダイヤモンド5を固着するロー付け時における実質的な強度低下が20%以下の鋼材でなるものである。一般に鉄鋼材料では、高温で強度(硬度)の低下が少ない高速度鋼やダイス鋼などがあるが、硬くて靭性がないことから、伸線してワイヤー素材とするのが難しい。
In the invention relating to the fixed abrasive wire saw for solving the above problems, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
各種ステンレス鋼は、簡単にダイスによって線引きでき、加工硬化によって強度が上昇し、ワイヤーソー素材としてステンレス鋼が最適であるといえる。SUS301、304やSUS630、631などの析出硬化型ステンレス鋼が目的に適う材料といえる。 Various stainless steels can be easily drawn with a die, and the strength is increased by work hardening, and it can be said that stainless steel is most suitable as a wire saw material. Precipitation hardening type stainless steels such as SUS301, 304 and SUS630, 631 can be said to be suitable materials.
温度上昇と硬度の低下の関係は、温度と時間の組合せとなる。すなわち、短時間であれば600℃以上でも硬度の低下は極めて少なく出来し、適切な温度であれば硬化して強度があがる。 The relationship between temperature increase and hardness decrease is a combination of temperature and time. That is, the decrease in hardness can be extremely small even at 600 ° C. or higher for a short time, and it can be cured and increased in strength at an appropriate temperature.
実験の結果、例えば、よく線引きされて冷間加工されたΦ0.18mmのステンレス鋼のSUS631では、素材の硬度がHv551で、これを、600℃で30秒熱処理すると、析出硬化によって、硬度はHv743まで上昇する。同じくSUS304では、素材の硬度がHv603のものを、600℃30秒の処理では、Hvを722まで上昇することがわかった。ダイヤモンドをワイヤーにロー付けする温度を、600℃、30秒と設定すれば、ロー付けによってワイヤー素材が軟化せず、強化することになり、まさに一石二鳥の効果が期待できる。 As a result of the experiment, for example, with Φ0.18 mm stainless steel SUS631 that has been well drawn and cold worked, the hardness of the material is Hv551, and when this is heat treated at 600 ° C. for 30 seconds, the hardness is Hv743 To rise. Similarly, with SUS304, the hardness of the material was Hv603, and it was found that Hv increased to 722 when treated at 600 ° C for 30 seconds. If the temperature at which diamond is brazed to the wire is set to 600 ° C for 30 seconds, the wire material will not be softened by brazing, and the effect of two birds with one stone can be expected.
ロー付け温度が650℃のときは、処理時間を10秒程度に短くすることによって、ワイヤーの硬度の低下は、20%以内で抑えることが可能である。 When the brazing temperature is 650 ° C., the decrease in wire hardness can be suppressed within 20% by shortening the treatment time to about 10 seconds.
ロー材は、Cu-Ag系のいわゆる銀ローと称せられる材料が一般的であるが、入手し易いロー材は650〜750℃で溶融するものも多い。例えばワイヤー材質としてSUS鋼を使うと、短時間であれば700℃程度の温度処理で、硬度の低下をかろうじて20%以下に抑えられるものの、ワイヤーソーとしては、出来る限り硬度の高い(抗張力の大きい)ほど望ましい。この観点から、ロー材の選択はワイヤー素材の硬度が落ちない範囲で選択するのが望ましく、さらに析出硬化による硬度が高くなる条件でロー付けするのが最良である。すなわち、ワイヤーソー素材の材質とロー付けの温度、処理時間を勘案してワイヤーを軟化させないだけでなく、強化させることも可能となる。SUS631やSUS304などのステンレス鋼線を使う場合、ロー付け温度は600〜650℃近辺がよく、当然ながら時間が短くなれば、650℃を超えても可能である。以上を勘案して500〜650℃の範囲で安定してロー付けが出来る温度のロー材を選定する必要がある。 The brazing material is generally a Cu-Ag-based material called so-called silver brazing, but many of the easily available brazing materials melt at 650 to 750 ° C. For example, when SUS steel is used as the wire material, the temperature can be reduced to 20% or less with a temperature treatment of about 700 ° C for a short time, but as a wire saw, the hardness is as high as possible (high tensile strength) ) Is more desirable. From this point of view, it is desirable to select a brazing material within a range in which the hardness of the wire material does not decrease, and it is best to braze under the condition that the hardness by precipitation hardening becomes high. That is, it is possible not only to soften the wire in consideration of the material of the wire saw material, the brazing temperature, and the processing time, but also to strengthen the wire. When using a stainless steel wire such as SUS631 or SUS304, the brazing temperature is preferably in the vicinity of 600 to 650 ° C, and of course, if the time is shortened, it is possible to exceed 650 ° C. In consideration of the above, it is necessary to select a brazing material having a temperature capable of stably brazing in the range of 500 to 650 ° C.
しかし、市販の溶融温度が低いロー材をベースに、Sn、やInなどの低融点金属を添加することによって、ロー材のロー付け温度は調整することが可能である。また低温でロー付けできるロー材の研究も各所で進んでおり、入手は又は調製することは容易である。(特開平8−57682号公報によれば、AgにIn、Snを添加することで、溶融温度は500〜600℃のロー材が出来る。)
すなわち、ダイヤモンドの表面にダイヤモンドと強固な接合ができる、Tiなどを含む金属コーティングをし(実際にはコーティング層が薄い場合、ほとんどダイヤモンドと化学結合しTiCの皮膜になっている)、そのうえに、例えばNi-Pなどの金属コーティングをして、これを熱処理してNi-P層とTiCの界面での接合強度を強化する。すると、ダイヤモンドの表面が金属で覆われたことになる。この状態で、金属ワイヤーと金属コーティング・ダイヤモンドは、溶融温度の高い活性ロー材を使わなくても、一般ロー材でダイヤモンドをワイヤーに固着することが可能になった。Ni系の金属は薄い強固な酸化膜を作りやすく、ロー付けするときに雰囲気の調整が難しく、より簡単にロー付けをするために、Ni系金属のコーティング膜の外側にさらに銅(Cu)のコーティングをすると、ロー付けがさらに容易になり、ロー材の選択範囲は広がる。ロー材を、ワイヤー素材が軟化して強度の低下が20%以下にならない温度と時間の組み合わせを適切に選択することによって、安価なダイヤモンド固定ワイヤーソーが実現可能になる。
However, the brazing temperature of the brazing material can be adjusted by adding a low melting point metal such as Sn or In based on a commercially available brazing material having a low melting temperature. Research on brazing materials that can be brazed at low temperatures is also progressing in various places, and it is easy to obtain or prepare. (According to Japanese Patent Laid-Open No. 8-57682, by adding In and Sn to Ag, a brazing material having a melting temperature of 500 to 600 ° C. can be made.)
That is, a metal coating containing Ti or the like that can be firmly bonded to diamond on the surface of the diamond (actually, when the coating layer is thin, it is almost chemically bonded to diamond to form a TiC film). A metal coating such as Ni-P is applied, and this is heat treated to enhance the bonding strength at the interface between the Ni-P layer and TiC. Then, the diamond surface is covered with metal. In this state, the metal wire and the metal-coated diamond can be fixed to the wire with a general brazing material without using an active brazing material having a high melting temperature. Ni-based metal makes it easy to form a thin and strong oxide film, and it is difficult to adjust the atmosphere when brazing. To make brazing easier, copper (Cu) is further added outside the Ni-based metal coating film. Coating makes it easier to braze and broadens the range of choice of brazing material. An appropriate diamond wire saw can be realized by appropriately selecting a combination of temperature and time for the brazing material so that the wire material softens and the strength does not drop below 20%.
本発明によれば、ダイヤモンド素材3に付着活性が強いTi等の遷移金属をコーティングして、ダイヤモンド素材3との化学結合による付着活性化層を形成させる高温熱処理を伴う工程が、コーティング・ダイヤモンド5のワイヤー1に対するロー付け工程と無関係に行うことができるので、ワイヤー1に前記高温熱処理時の熱的影響の及ぶことが避けられる。
According to the present invention, the process involving high-temperature heat treatment for coating the
また、ロー付け工程において使用するロー材は通常のものを使用するか、少量の安い金属を添加することによって、600℃近辺で溶融するロー材を調製することができる。ワイヤー1の素材としては、前記ロー材に合わせた耐熱性をもった素材として安価なステンレス鋼等の鋼材を使用することができる。これにより、ロー材及びワイヤーのコストを低減することができるので、ダイヤモンドの保持力、切削性能、生産性等においてタングステンワイヤーに活性ロー材でダイヤモンドを固着するものと同等の特性をもつと同時に、安価な固定砥粒式ワイヤーソーを提供することができる。
Moreover, the brazing material used in the brazing step can be prepared by using a normal brazing material, or by adding a small amount of cheap metal, it is possible to prepare a brazing material that melts in the vicinity of 600 ° C. As a material of the
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
実施例1の固定砥粒式ワイヤーソーは、先に図1(a)(b)に基づいて説明した構成を基本とする。即ち、ワイヤー1の外周にロー材2を介して無数のコーティング・ダイヤモンド5が固着されたものである。
The fixed abrasive wire saw of Example 1 is based on the configuration described above based on FIGS. 1 (a) and 1 (b). That is,
前記のコーティング・ダイヤモンド5は、ダイヤモンドの表面に多層コーティング層4を形成したものである。その多層コーティング層4の第1層6はTi等の遷移金属を含むダイヤモンドと化学結合により強く接合した層であり、第2層7はロー材2に対する濡れ性改善層である。
The
前記第1層6を形成する金属としては、Ti、Cr、V、Mn、Nb、W、Mo、Fe、Co、Ni、Pd、Pt、Rh、Ta、Re、Hf、Zr、U、Ce等の遷移金属がある。中でもTiは付着活性が最も強く、ダイヤモンドへのコーティング技術も確立しており、最も好ましい元素であるといえる。このTiによりダイヤモンド素材3に第1層をコーティングする際の処理温度は、例えば溶融塩法によると800℃以上と高く、その高温処理によりTiはダイヤモンドの炭素(C)と反応してTiCとなる化学結合が行われ、ダイヤモンド素材3と強固に接合される。
Examples of the metal forming the
なお、スパッタリング等、低い温度でダイヤモンド表面にTi、TiCの膜をコーティングし、後、高温度下で熱処理し、Ti系の膜とダイヤモンドの接合力を強化させたコーティング膜も、本発明の範疇に含まれるものとする。 A coating film in which Ti, TiC film is coated on the diamond surface at a low temperature, such as sputtering, and then heat-treated at a high temperature to enhance the bonding force between the Ti-based film and diamond is also within the scope of the present invention. Shall be included.
前記のTiC皮膜は、700℃以下で溶融する一般のロー材には濡れないため、金属ワイヤーにロー付けすることができない。 Since the TiC film does not get wet with a general brazing material that melts at 700 ° C. or lower, it cannot be brazed onto a metal wire.
この対策として、前記TiC皮膜の上に第2層7として濡れ性改善層をコーティングする。この場合の濡れ性改善層としては、無電解メッキによるNi‐P、Ni‐B等のNi系合金によるコーティングを行う。Ni系合金のコーティングは、無電解メッキ以外に、スパッタリングなどでも行うことができるが、作業性がよく、またコーティング法として実績のある無電解メッキが最適である。
As a countermeasure, a wettability improving layer is coated as the
無電解メッキによってコーティングされたNi‐P等のNi系合金皮膜は、TiC皮膜面に付着しているだけであるので、層間に強い接合力は得られない。この層間接合力を強化するため、850℃、Ar又はH2ガス雰囲気で15分間の熱処理を施した。その熱処理による接合強度の向上を確認するため、以下の比較実験を行った。 Since the Ni-based alloy film such as Ni-P coated by electroless plating is only attached to the TiC film surface, a strong bonding force cannot be obtained between the layers. In order to reinforce the interlayer bonding force, heat treatment was performed at 850 ° C. in an Ar or H 2 gas atmosphere for 15 minutes. In order to confirm the improvement in bonding strength by the heat treatment, the following comparative experiment was conducted.
「比較実験」
コーティング・ダイヤモンド5に上記の熱処理を施し、これとロー材とを同比率(体積比率)で混合し、750℃で真空ホットプレスした塊を作製した。その塊を割って破断面を顕微鏡によって観察したところ、破壊はダイヤモンド粒内、ダイヤモンド‐(TiC)、(TiC)‐(Ni‐P)、(Ni‐P)‐ロー材及びロー材などにほぼ均等に発生していた。この結果から、特に接合が弱い層間はないといえる。
"Comparison experiment"
The
比較対象として前記の熱処理をしない同様のコーティング・ダイヤモンド5について前記と同一条件で塊を作成し、これを割ってその破断面を顕微鏡観察したところ、約90%は(TiC)‐(Ni‐P)間において破断していた。
As a comparison object, the same
このことは、前記の850℃15分間の熱処理によって、コーティング・ダイヤモンド5が破断する程の強い力が加わっても、特別弱い箇所がなく、(TiC)‐(Ni‐P)間の接合力が前記熱処理によって強化されたことを証明している。
This is because there is no particularly weak spot even when a strong force to break the
なお、900℃以上での熱処理も可能であり、これにより一層前記の接合力を向上させることができるが、Ni‐Pが溶融する結果、コーティング・ダイヤモンド5同士が接合する不都合がある。(「比較実験」 以上)
以上のようなコーティング・ダイヤモンド5を予め製作しておき、これをワイヤー1にロー付けする。図2はそのロー付け装置の概略図であり、下段にワイヤーボビン11が設置され、その上方に下から順にロー材ルツボ12、ダイヤモンド・ルツボ13、最上段に巻取りボビン14が配置される。各ルツボ12、13の底部は漏斗状に形成され、下段のロー材ルツボ12の円筒部外周面と上段のダイヤモンド・ルツボ13の円錐部の外周面にそれぞれヒータ15、16が設けられる。ワイヤーボビン11に巻かれたワイヤー1が各ルツボ12、13の上下端部の細孔を経て貫通され、巻取りボビン14に巻き取られる。
In addition, heat treatment at 900 ° C. or higher is possible, and this can further improve the above-mentioned bonding force, but as a result of melting Ni—P, there is a disadvantage that the
The
巻取りシステムの駆動により、ワイヤー1が加熱溶融状態にあるロー材ルツボ12を通過することにより、ワイヤー1に所定厚さのロー材2が付着され、次にダイヤモンド・ルツボ13を通過する際にそのロー材2を介してコーティング・ダイヤモンド5が適宜調整された密度で付着される。このルツボ13のヒータ16はロー材2の冷却を防止するために設けられる。ダイヤモンド・ルツボ13を通過したワイヤー1は自然冷却され、コーティング・ダイヤモンド5がワイヤー1に強固に固着される。
When the winding system is driven, the
前記のロー材2としては、コーティング・ダイヤモンド5の第2層と接着し易いものとして、650℃近辺で溶融する通常のロー材を用いることができる。Cu合金系(例えば、Cu‐Ag-Zn-Sn)のロー材は、安価であり、かつ接着力も強く、この好ましいロー材の一つである。さらに好ましくは、溶融温度が600℃になるようにロー材を調製して利用すると、ワイヤーの軟化が少なく、むしろ既述のように析出硬化によって硬度が上がり、ワイヤー1が強くなる。
As the
ワイヤー1は、前記のロー付け工程においてのみ熱を受けるだけであるから、650℃以下の熱処理時において、短時間の熱暴露であれば実質的に強度低下を20%以下に抑えられる素材、例えば、ステンレス鋼を使用することができる。
Since the
なお、前記ロー材2の厚さは、コーティング・ダイヤモンド粒径の5〜35%に設定することにより、コーティング・ダイヤモンド5の一部がそのロー材2に埋まってワイヤー1に固着される一方、残りの大部分がロー材2から露出するので、切削液の廻りや切り屑の排出が順調に行われ高い切削性能を発揮する。
In addition, while setting the thickness of the
前記実施例1のコーティング・ダイヤモンド5において、その第1層6と第2層7の接合力の強化のために前述の還元雰囲気中で高温熱処理を行った場合、第2層のNi‐Pの表面の酸化膜は還元されるが、ロー付け時の600℃近辺の再加熱によって薄い酸化膜ができる。このため、ワイヤー1にロー付けするときの雰囲気や、ガスの純度が影響するので、安定よくコーティング・ダイヤモンド5を固着させるには、諸条件のコントロールにコストがかかる懸念がある。
In the
その対策として、実施例2の場合は、図1(c)に示したように、第3層8として無電解メッキによりCuをコーティングすることがさらに望ましい。Cuコーティングするまえに、Ni―Pでコーティングされたダイヤモンド表面は酸処理され、酸化膜を取り除き表面を活性化してCuメッキすると、密着の良いコーティングが出来る。結果として、コーティング・ダイヤモンド5の表面がCuによって覆われることになる。Niの酸化膜よりCuの酸化膜は、低温で還元が容易で、鉄鋼材料に比べてCu表面へのロー付けはしやすくなり、ロー材の濡れが良好であり、雰囲気の影響を受けにくく安定してロー付けができる。前記のような3層6、7、8を有する実施例2のコーティング・ダイヤモンド5をワイヤー1にロー付けする方法は実施例1の場合と同様である。
As a countermeasure, in the case of Example 2, it is more desirable to coat Cu by electroless plating as the
前記第3層8のCuと第2層のNi系合金(Ni−P)との界面における接合状態を確認するため、以下の実験を行った。
In order to confirm the bonding state at the interface between the Cu of the
「実験例」
前記実施例1のコーティング・ダイヤモンド5の第2層7上に第3層8として無電解メッキによりCuコーティング層を形成したものを、400℃のAr又はH2気流中で熱処理を施すことによりCu表面の酸化膜は除去される。また、500℃で15分間の還元雰囲気中の加熱処理で、CuとNi−Pは拡散し完全に合金化することが判った。(実験例以上)
上記の実験から、第2層と第3層の接合力を高めるための熱処理は、ロー付け時の600℃近辺の温度で行うことができるので、第2層と第3層の界面の接合力強化のための特別な熱処理工程は不要であり、ロー付け時においてその溶融熱が前記界面に伝導することにより第2層(Cu)と第3層(Ni−P)の拡散による合金化が行われる。即ち、ロー付けと同時に第2層と第3層の界面の接合力強化処理が行われる。
"Experimental example"
A Cu coating layer formed by electroless plating as the
From the above experiment, since the heat treatment for increasing the bonding strength between the second layer and the third layer can be performed at a temperature around 600 ° C. at the time of brazing, the bonding strength at the interface between the second layer and the third layer. A special heat treatment step for strengthening is unnecessary, and the heat of fusion is conducted to the interface during brazing, so that alloying is performed by diffusion of the second layer (Cu) and the third layer (Ni-P). Is called. That is, at the same time as brazing, the bonding strength enhancing process at the interface between the second layer and the third layer is performed.
コーティング・ダイヤモンド5が最終的にCuで覆われた場合、Cuのロー付けとなりロー付けの作業が簡単になる。例えば、銅―りん系の最も安価なロー材で、Cuのロー付けではフラックスが不要で、ガスバーナで簡便にロー付けが可能である。このようにダイヤモンド・コーティング5の最外層に、よりロー付け性の良好なCuをコーティングすることによって、ロー付けの安定性が図れる。
When the
1 ワイヤー
2 ロー材
3 ダイヤモンド素材
4 多層コーティング層
5 コーティング・ダイヤモンド
6 第1層
7 第2層
8 第3層
DESCRIPTION OF
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007063630A JP2008221406A (en) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | Fixed abrasive grain type wire saw and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007063630A JP2008221406A (en) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | Fixed abrasive grain type wire saw and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008221406A true JP2008221406A (en) | 2008-09-25 |
Family
ID=39840591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007063630A Pending JP2008221406A (en) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | Fixed abrasive grain type wire saw and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008221406A (en) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010071198A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | Saw wire and method of manufacturing saw wire |
JP2010201602A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-16 | Tkx Corp | Fixed abrasive grain type wire saw, and manufacturing method therefor |
WO2011021784A2 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | 일진다이아몬드 주식회사 | Wire saw |
JP2011073113A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Shingijutsu Kaihatsu Kk | Double-coated diamond abrasive particle and method of manufacturing the same |
WO2011055692A1 (en) | 2009-11-05 | 2011-05-12 | 株式会社中村超硬 | Super-abrasive grain fixed type wire saw, and method of manufacturing super-abrasive grain fixed type wire saw |
WO2011145856A2 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 일진다이아몬드(주) | Wire tool |
WO2011145858A2 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 일진다이아몬드(주) | Wire tool |
WO2011158834A1 (en) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | 新日本製鐵株式会社 | Saw wire |
US8425640B2 (en) | 2009-08-14 | 2013-04-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body |
CN103857494A (en) * | 2011-09-16 | 2014-06-11 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | Abrasive article and method of forming |
US9028948B2 (en) | 2009-08-14 | 2015-05-12 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body, and methods of forming thereof |
US9186816B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-11-17 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9211634B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-12-15 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated substrate body having a barrier layer, and methods of forming thereof |
US9254552B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-02-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9278429B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-03-08 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article for abrading and sawing through workpieces and method of forming |
US9409243B2 (en) | 2013-04-19 | 2016-08-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9533397B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-01-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9878382B2 (en) | 2015-06-29 | 2018-01-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9902044B2 (en) | 2012-06-29 | 2018-02-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
CN108789189A (en) * | 2018-07-12 | 2018-11-13 | 华侨大学 | A kind of preparation process of brazed multilayer diamond tool |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5565075A (en) * | 1978-11-09 | 1980-05-16 | Asahi Daiyamondo Kogyo Kk | Production of metal bond diamond grind stone |
JPH03131475A (en) * | 1989-10-10 | 1991-06-05 | Ronald C Wiand | Manufacture of diamond tool |
JP2006123024A (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Nakamura Choko:Kk | Fixed abrasive grain type wire saw and its manufacturing method |
-
2007
- 2007-03-13 JP JP2007063630A patent/JP2008221406A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5565075A (en) * | 1978-11-09 | 1980-05-16 | Asahi Daiyamondo Kogyo Kk | Production of metal bond diamond grind stone |
JPH03131475A (en) * | 1989-10-10 | 1991-06-05 | Ronald C Wiand | Manufacture of diamond tool |
JP2006123024A (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Nakamura Choko:Kk | Fixed abrasive grain type wire saw and its manufacturing method |
Cited By (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102317037A (en) * | 2008-12-18 | 2012-01-11 | 新日铁高新材料株式会社 | Saw wire and method of manufacturing saw wire |
EP2390055A4 (en) * | 2008-12-18 | 2017-06-21 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Saw wire and method of manufacturing saw wire |
JP5516420B2 (en) * | 2008-12-18 | 2014-06-11 | 新日鐵住金株式会社 | Saw wire and method for manufacturing saw wire |
TWI455781B (en) * | 2008-12-18 | 2014-10-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Saw wire and manufacturing method thereof |
WO2010071198A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | Saw wire and method of manufacturing saw wire |
KR101509852B1 (en) * | 2008-12-18 | 2015-04-06 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | Saw wire and method of manufacturing saw wire |
JP2010201602A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-16 | Tkx Corp | Fixed abrasive grain type wire saw, and manufacturing method therefor |
US9028948B2 (en) | 2009-08-14 | 2015-05-12 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body, and methods of forming thereof |
US9067268B2 (en) | 2009-08-14 | 2015-06-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body |
US8425640B2 (en) | 2009-08-14 | 2013-04-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body |
US9862041B2 (en) | 2009-08-14 | 2018-01-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated body |
WO2011021784A3 (en) * | 2009-08-18 | 2011-04-14 | 일진다이아몬드 주식회사 | Wire saw |
WO2011021784A2 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | 일진다이아몬드 주식회사 | Wire saw |
JP2011073113A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Shingijutsu Kaihatsu Kk | Double-coated diamond abrasive particle and method of manufacturing the same |
WO2011055692A1 (en) | 2009-11-05 | 2011-05-12 | 株式会社中村超硬 | Super-abrasive grain fixed type wire saw, and method of manufacturing super-abrasive grain fixed type wire saw |
WO2011145858A2 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 일진다이아몬드(주) | Wire tool |
JP2013526422A (en) * | 2010-05-17 | 2013-06-24 | 日進ダイヤモンド株式会社 | Wire tool |
KR101186633B1 (en) | 2010-05-17 | 2012-09-27 | 일진다이아몬드(주) | Wire tool |
KR101186634B1 (en) * | 2010-05-17 | 2012-09-27 | 일진다이아몬드(주) | Wire tool |
WO2011145858A3 (en) * | 2010-05-17 | 2012-04-19 | 일진다이아몬드(주) | Wire tool |
WO2011145856A3 (en) * | 2010-05-17 | 2012-03-08 | 일진다이아몬드(주) | Wire tool |
WO2011145856A2 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | 일진다이아몬드(주) | Wire tool |
KR101327023B1 (en) * | 2010-06-15 | 2013-11-13 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | Saw wire |
US8707944B2 (en) | 2010-06-15 | 2014-04-29 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Saw wire |
JP5009439B2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-08-22 | 新日本製鐵株式会社 | Saw wire |
WO2011158834A1 (en) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | 新日本製鐵株式会社 | Saw wire |
US9248583B2 (en) | 2010-12-30 | 2016-02-02 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9186816B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-11-17 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
JP2014530770A (en) * | 2011-09-16 | 2014-11-20 | サンーゴバンアブレイシブズ,インコーポレイティド | Abrasive article and forming method |
US9375826B2 (en) | 2011-09-16 | 2016-06-28 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
CN107263340A (en) * | 2011-09-16 | 2017-10-20 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | abrasive article and forming method |
CN103857494A (en) * | 2011-09-16 | 2014-06-11 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | Abrasive article and method of forming |
US9211634B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-12-15 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles including abrasive particles bonded to an elongated substrate body having a barrier layer, and methods of forming thereof |
US9902044B2 (en) | 2012-06-29 | 2018-02-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9278429B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-03-08 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article for abrading and sawing through workpieces and method of forming |
US9254552B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-02-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9533397B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-01-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9687962B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-06-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US10596681B2 (en) | 2012-06-29 | 2020-03-24 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9409243B2 (en) | 2013-04-19 | 2016-08-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US10137514B2 (en) | 2015-06-29 | 2018-11-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US10583506B2 (en) | 2015-06-29 | 2020-03-10 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
US9878382B2 (en) | 2015-06-29 | 2018-01-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article and method of forming |
CN108789189A (en) * | 2018-07-12 | 2018-11-13 | 华侨大学 | A kind of preparation process of brazed multilayer diamond tool |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008221406A (en) | Fixed abrasive grain type wire saw and its manufacturing method | |
KR101618040B1 (en) | Abrasive article and method of forming | |
JP5009439B2 (en) | Saw wire | |
JP2018199214A (en) | Abrasive article and method of forming | |
JP5789077B2 (en) | Fixed abrasive wire saw and manufacturing method thereof | |
CN104159695B (en) | The joint method of metal material | |
JP2014520757A (en) | Brazed coated diamond-containing material | |
JP2006123024A (en) | Fixed abrasive grain type wire saw and its manufacturing method | |
WO2012049893A1 (en) | RECTANGULAR-SHAPED SILVER (Ag) CLAD STEEL-RIBBON FOR HIGH TEMPERATURE SEMICONDUCTOR DEVICE | |
JP5345162B2 (en) | Bonding wire for semiconductor mounting | |
JP2004261889A (en) | Manufacturing method of fixed abrasive grains type saw wire | |
WO2013099413A1 (en) | Semiconductor device connection high purity copper fine wire | |
JP5212401B2 (en) | Bonding alloy | |
JP6119495B2 (en) | Saw wire and core wire | |
JP5093260B2 (en) | Pb-free solder alloy | |
KR102226046B1 (en) | Brazing filler metal and the manufacturing method thereof | |
JP4341173B2 (en) | Single layer metal bond grinding wheel | |
TWM449059U (en) | Monocrystal diamond tool | |
JP2018058194A (en) | Diamond grindstone and manufacturing method thereof | |
JP5691898B2 (en) | Fe-based alloys for liquid phase diffusion bonding | |
JPH0679496A (en) | Eutectic copper-iron alloy wire | |
JP3551749B2 (en) | Manufacturing method of surface hardened parts | |
JP2002154059A (en) | Single layer metal bond grinding tool and manufacturing method therefor | |
JP6128062B2 (en) | Au-Ge-Sn solder alloy | |
JP2002001670A (en) | Single-layer metal bonded grinding wheel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20120703 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121113 |