JP5412320B2 - Coated saw wire - Google Patents
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Description
本発明は、ソーマシンで用いられるソーワイヤに関するものであり、詳細には、金属やセラミックスなどのワークを切断する際に、ワークとソーワイヤの接触部位に砥粒を吹きつけながら使用するソーワイヤに関するものである。 The present invention relates to a saw wire used in a saw machine, and more particularly, to a saw wire that is used while spraying abrasive grains on a contact portion between a workpiece and a saw wire when cutting a workpiece such as metal or ceramics. .
金属やセラミックスなどのワークは、ソーワイヤが取り付けられたソーマシンで切断される。ソーワイヤは、一方向または双方向（往復方向）に走行しており、このソーワイヤにワークを接触させることでワークを任意の幅でスライスできる。 A workpiece such as metal or ceramic is cut by a saw machine to which a saw wire is attached. The saw wire travels in one direction or in both directions (reciprocating direction), and the workpiece can be sliced with an arbitrary width by bringing the workpiece into contact with the saw wire.
ワークの切断面は、通常、平滑であることが求められる。ワークの切断面精度を向上させるために、ワークとソーワイヤの接触部位に砥粒を含む溶液を吹き付けながらワークを切断する。吹き付けた溶液に含まれる砥粒が、ワークとソーワイヤの間に引き込まれ、ワークの摩耗が促進されることでワークの切断面精度が良好となる。 The cut surface of the workpiece is usually required to be smooth. In order to improve the cut surface accuracy of the workpiece, the workpiece is cut while spraying a solution containing abrasive grains on the contact portion between the workpiece and the saw wire. The abrasive grains contained in the sprayed solution are drawn between the workpiece and the saw wire, and the wear of the workpiece is promoted, so that the accuracy of the cut surface of the workpiece is improved.
ワークの切断面精度を改善する技術として、砥粒の吹き付け以外に、ソーワイヤ自体の形態を改良する技術が知られている。例えば、特許文献１には、表面に亜鉛めっきまたは黄銅めっきを施すと共に、扁径差と表面粗さを最適化したソーワイヤが提案されている。また、特許文献２には、ワイヤの横断面における硬度分布を規定することで切断面の凹凸を低減したソーワイヤ用ピアノ線が提案されている。 As a technique for improving the cut surface accuracy of the workpiece, a technique for improving the form of the saw wire itself is known in addition to the abrasive spraying. For example, Patent Document 1 proposes a saw wire in which zinc plating or brass plating is applied to the surface and the difference in the diameter and the surface roughness are optimized. Patent Document 2 proposes a piano wire for saw wire in which the unevenness of the cut surface is reduced by defining the hardness distribution in the cross section of the wire.
ところで特許文献３には、外周面を砥粒キャリア樹脂皮膜で被覆したワイヤが開示されている。このワイヤを使用すれば、砥粒（遊離砥粒）がキャリア樹脂皮膜に食い込むため、安定して砥粒（遊離砥粒）をワイヤとワークが接触している部分に引き込むことができるとされている。 By the way, Patent Document 3 discloses a wire whose outer peripheral surface is coated with an abrasive carrier resin film. If this wire is used, the abrasive grains (free abrasive grains) bite into the carrier resin film, so that the abrasive grains (free abrasive grains) can be stably drawn into the portion where the wire and the workpiece are in contact. Yes.
上述したように、砥粒を吹き付けながらワークを切断すると、ソーワイヤ自体も摩耗するため、ソーワイヤの表面に凹凸が形成される。この凹凸がワークの切断面精度を悪化させ、またソーワイヤの断線を引き起こす。しかし上記特許文献１〜３では、ソーワイヤの耐摩耗性について考慮されておらず、本発明者らの検討によれば、いずれも耐摩耗性が劣っていた。 As described above, when the workpiece is cut while spraying abrasive grains, the saw wire itself is also worn, so that irregularities are formed on the surface of the saw wire. This unevenness deteriorates the accuracy of the cut surface of the workpiece, and also causes disconnection of the saw wire. However, in the above Patent Documents 1 to 3, the wear resistance of the saw wire is not taken into consideration, and according to the study by the present inventors, all of them are inferior in wear resistance.
本発明は、このような状況に鑑みて成されたものであり、その目的は、ベースワイヤの表面に有機皮膜または無機皮膜が被覆されており、砥粒を吹きつけながら切断するときに用いる被覆ソーワイヤであって、耐摩耗性に優れた被覆ソーワイヤを提供することにある。また、本発明の他の目的は、ワーク切断面の精度を良好にできる被覆ソーワイヤを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to cover the surface of the base wire with an organic film or an inorganic film, which is used when cutting while spraying abrasive grains. An object of the present invention is to provide a coated saw wire having excellent wear resistance. Another object of the present invention is to provide a coated saw wire that can improve the accuracy of a work cutting surface.
上記課題を達成することのできた本発明に係る被覆ソーワイヤは、ベースワイヤの表面に有機皮膜または無機皮膜が被覆されており、ナノインデンテーション法で測定したときに、皮膜表面のヤング率（ＧＰａ）と皮膜表面の硬さ（ＧＰａ）の比（ヤング率／硬さ）が６〜２５である点に要旨を有する。 The coated saw wire according to the present invention that has been able to achieve the above-mentioned object has a base wire surface coated with an organic film or an inorganic film, and when measured by the nanoindentation method, the Young's modulus (GPa) of the film surface And the surface hardness (GPa) ratio (Young's modulus / hardness) is 6-25.
前記皮膜表面の硬さは、０．１〜１ＧＰａであることが好ましい。前記有機皮膜または無機皮膜の膜厚は、０．０５〜１５μｍであればよい。前記ベースワイヤとしては、ナノインデンテーション法で測定した硬さが３ＧＰａ以上のワイヤを用いることが推奨される。 The hardness of the coating surface is preferably 0.1 to 1 GPa. The film thickness of the organic film or inorganic film may be 0.05 to 15 μm. As the base wire, it is recommended to use a wire having a hardness measured by a nanoindentation method of 3 GPa or more.
本発明には、上記被覆ソーワイヤとワークの接触部位に砥粒を吹き付けながら、前記ワークを前記被覆ソーワイヤで切断する切断体の製造方法も含まれる。 The present invention also includes a method of manufacturing a cut body in which the workpiece is cut with the coated saw wire while spraying abrasive grains on the contact portion between the coated saw wire and the workpiece.
本発明によれば、ソーワイヤ表面のヤング率と硬さの比（ヤング率／硬さ。以下、塑性指数と呼ぶことがある。）を６〜２５の範囲に制御しているため、ソーワイヤの耐摩耗性を改善できる。また、ソーワイヤ表面の塑性指数を上記範囲としたうえで、表面の硬さを特に０．１〜１ＧＰａの範囲に制御すれば、ワークの切断面精度も改善できる。 According to the present invention, since the ratio of Young's modulus and hardness of the saw wire surface (Young's modulus / hardness, hereinafter sometimes referred to as plastic index) is controlled in the range of 6 to 25, the resistance of the saw wire is reduced. Abrasion can be improved. In addition, if the plasticity index of the surface of the saw wire is set within the above range and the surface hardness is particularly controlled within the range of 0.1 to 1 GPa, the cut surface accuracy of the workpiece can be improved.
本発明者らは、ソーマシンで砥粒を吹きつけながらワークを切断するときに用いるソーワイヤの耐摩耗性を改善するために鋭意検討を重ねてきた。その結果、ベースワイヤの表面に有機皮膜または無機皮膜を被覆したソーワイヤについて、ソーワイヤ表面のヤング率と硬さのバランスを適切に制御して、ヤング率と硬さの比（塑性指数）を６〜２５の範囲とすれば、被覆ソーワイヤの摩耗量を低減できることを見出し、本発明を完成した。また、ソーワイヤ表面の塑性指数を上記範囲としたうえで、ソーワイヤの表面硬さを特に０．１〜１ＧＰａの範囲とすれば、切断後のワーク表面を平滑にでき、表面精度が良好なワークが得られることも明らかとなった。 The present inventors have intensively studied in order to improve the wear resistance of a saw wire used when cutting a workpiece while spraying abrasive grains with a saw machine. As a result, for the saw wire in which the surface of the base wire is coated with an organic film or an inorganic film, the balance of Young's modulus and hardness on the surface of the saw wire is appropriately controlled, and the ratio of Young's modulus to hardness (plastic index) is 6 to It was found that the wear amount of the coated saw wire could be reduced if the range was 25, and the present invention was completed. In addition, when the plasticity index of the surface of the saw wire is set within the above range, and the surface hardness of the saw wire is set within a range of 0.1 to 1 GPa, the workpiece surface after cutting can be smoothed and a workpiece with good surface accuracy can be obtained. It became clear that it was obtained.
まず、本発明を完成するに至った経緯について説明する。 First, how the present invention was completed will be described.
砥粒を吹き付けながらワークを切断するときに用いるソーワイヤの摩耗は、主に、アブレシブ摩耗が原因である。アブレシブ摩耗とは、ソーワイヤとワークの界面に遊離砥粒が食込むことで、ソーワイヤが削り取られ、摩耗する現象である。このアブレシブ摩耗を低減するには、ソーワイヤ表面を硬くすることが有効と考えられる。しかし本発明者らが検討したところ、ソーワイヤの表面を硬くし過ぎると、表面に欠けが生じ、耐摩耗性が却って劣化することが分かった。そこで本発明者らは、ソーワイヤ表面の材質に注目し、硬さに加えてヤング率を併せて制御すれば、ソーワイヤの耐摩耗性を改善できることを見出したのである。 The wear of the saw wire used when cutting a workpiece while spraying abrasive grains is mainly caused by abrasive wear. Abrasive wear is a phenomenon in which loose abrasive grains bite into the interface between the saw wire and the workpiece, so that the saw wire is scraped off and worn. In order to reduce this abrasive wear, it is considered effective to harden the surface of the saw wire. However, as a result of investigations by the present inventors, it has been found that if the surface of the saw wire is made too hard, the surface is chipped and the wear resistance deteriorates. Therefore, the present inventors have found that the wear resistance of the saw wire can be improved by paying attention to the material of the surface of the saw wire and controlling the Young's modulus in addition to the hardness.
即ち、本発明のソーワイヤは、ベースワイヤの表面に、有機皮膜または無機皮膜を被覆したもの（被覆ソーワイヤ）であり、皮膜表面のヤング率と硬さの比（塑性指数）が６〜２５である。塑性指数を６〜２５とすることで、皮膜表面のヤング率と硬さのバランスが良好となる。このバランスを良好にすると、切断時に応力が加わって歪が導入されても被覆ソーワイヤの変形は弾性変形に留まり、塑性変形を殆んど起こさないため、ワークの切断面精度も良好となる。塑性指数が小さ過ぎる場合は、ヤング率に対して硬さが大きくなり過ぎる。そのため、応力が加わると、被覆ソーワイヤに脆性破壊が発生し、被覆ソーワイヤの表面の一部が剥離して摩耗量が多くなる。また、被覆ソーワイヤの表面に剥離が生じると表面が荒れるため、ワークの切断面精度が悪くなる。従って塑性指数は６以上、好ましくは９以上、より好ましくは１０以上とする。しかし塑性指数が大き過ぎると、硬さに対してヤング率が大きくなり過ぎる。そのため、応力を受けると被覆ソーワイヤが塑性変形してしまい、摩耗し易くなる。従って塑性指数は２５以下、好ましくは２３以下、より好ましくは２０以下とする。 That is, the saw wire of the present invention is obtained by coating the surface of a base wire with an organic film or an inorganic film (coated saw wire), and the ratio of Young's modulus to hardness (plastic index) of the film surface is 6-25. . By setting the plastic index to 6 to 25, the balance between the Young's modulus and the hardness of the coating surface becomes good. If this balance is made good, even if stress is applied at the time of cutting and strain is introduced, the deformation of the coated saw wire remains elastic and hardly causes plastic deformation, so that the accuracy of the cut surface of the workpiece is also improved. When the plasticity index is too small, the hardness becomes too large with respect to the Young's modulus. Therefore, when stress is applied, brittle fracture occurs in the coated saw wire, and a part of the surface of the coated saw wire is peeled off to increase the amount of wear. Further, when peeling occurs on the surface of the coated saw wire, the surface becomes rough, so that the accuracy of the cut surface of the workpiece is deteriorated. Therefore, the plasticity index is 6 or more, preferably 9 or more, more preferably 10 or more. However, if the plasticity index is too large, the Young's modulus will be too large for the hardness. Therefore, when subjected to stress, the coated saw wire is plastically deformed and easily worn. Accordingly, the plasticity index is 25 or less, preferably 23 or less, more preferably 20 or less.
上記被覆ソーワイヤの皮膜表面硬さは、０．１〜１ＧＰａであることが好ましい。被覆ソーワイヤの皮膜表面が硬過ぎると、切断時に被覆ソーワイヤのブレが発生し易くなり、精密な切断ができず、ワークの切断面精度が悪くなる傾向がある。従って被覆ソーワイヤの皮膜表面硬さは、例えば、１ＧＰａ以下、好ましくは０．９ＧＰａ以下、より好ましくは０．６ＧＰａ以下とする。ワークの切断面精度を改善する観点からすると、被覆ソーワイヤの皮膜表面硬さはできるだけ低いことが推奨される。しかし、被覆ソーワイヤの皮膜表面が軟らかくなり過ぎると、被覆ソーワイヤの耐摩耗性が劣化する傾向がある。また、被覆ソーワイヤが摩耗すると被覆ソーワイヤの表面性状が悪くなり、表面に凹凸が形成される結果、ワークの切断面にも凹凸が形成され、ワークの表面精度が悪くなる。更に、被覆ソーワイヤの皮膜表面が柔らか過ぎると、ワイヤ強度も低下するため、切断時のワイヤ線速を大きくできず、生産性が低下する。従って被覆ソーワイヤの皮膜表面硬さは、例えば、０．１ＧＰａ以上、好ましくは０．１５ＧＰａ以上、より好ましくは０．２ＧＰａ以上とする。 The coating surface hardness of the coated saw wire is preferably 0.1 to 1 GPa. If the coating surface of the coated saw wire is too hard, the coated saw wire is likely to be shaken at the time of cutting, so that precise cutting cannot be performed and the cut surface accuracy of the workpiece tends to deteriorate. Accordingly, the coating surface hardness of the coated saw wire is, for example, 1 GPa or less, preferably 0.9 GPa or less, more preferably 0.6 GPa or less. From the viewpoint of improving the cut surface accuracy of the workpiece, it is recommended that the coating surface hardness of the coated saw wire be as low as possible. However, if the coating surface of the coated saw wire becomes too soft, the wear resistance of the coated saw wire tends to deteriorate. Further, when the coated saw wire is worn, the surface property of the coated saw wire is deteriorated, and irregularities are formed on the surface. As a result, irregularities are also formed on the cut surface of the workpiece, and the surface accuracy of the workpiece is deteriorated. Furthermore, if the coating surface of the coated saw wire is too soft, the wire strength also decreases, so the wire speed at the time of cutting cannot be increased, and the productivity is reduced. Therefore, the coating surface hardness of the coated saw wire is, for example, 0.1 GPa or more, preferably 0.15 GPa or more, more preferably 0.2 GPa or more.
上記被覆ソーワイヤの皮膜表面におけるヤング率は特に限定されず、皮膜表面硬さとのバランスで塑性指数が６〜２５となるように調整すればよい。皮膜表面のヤング率は、例えば、０．６〜２５ＧＰａ、好ましくは１〜２０ＧＰａ、より好ましくは２〜１５ＧＰａである。 The Young's modulus on the coating surface of the coated saw wire is not particularly limited, and may be adjusted so that the plastic index is 6 to 25 in balance with the coating surface hardness. The Young's modulus of the film surface is, for example, 0.6 to 25 GPa, preferably 1 to 20 GPa, more preferably 2 to 15 GPa.
本発明は、被覆ソーワイヤの摩耗を防止するために、被覆ソーワイヤの表層部における特性に注目したものである。具体的には、皮膜最表面からの深さが０．０５〜５．０μｍの領域（特に、０．０５〜１．５μｍの領域）で、皮膜表面のヤング率と硬さの深さ方向プロフィルを測定した後、それぞれの代表値を決定し、この代表値から定まる塑性指数（および好ましくは硬さ）を上記範囲に制御している。詳細には、上記ヤング率と硬さは、ナノインデンテーション法で測定する。ナノインデンテーション（微小部硬さ試験）によれば、超低荷重の押し込みによって少ない押込み量で対象材の硬さとヤング率を測定できるため、表層より下側の材質の影響を受け難く、表面の特性や性能を正確に評価できる。 The present invention focuses on the characteristics of the surface layer of the coated saw wire in order to prevent the coated saw wire from being worn. Specifically, the depth profile of the Young's modulus and hardness of the film surface in the region where the depth from the outermost surface of the film is 0.05 to 5.0 μm (particularly, the region of 0.05 to 1.5 μm). Each of the representative values is determined, and the plasticity index (and preferably the hardness) determined from the representative values is controlled within the above range. Specifically, the Young's modulus and hardness are measured by a nanoindentation method. According to nanoindentation (micro-part hardness test), the hardness and Young's modulus of the target material can be measured with a small amount of indentation by indentation with an ultra-low load, so it is difficult to be affected by the material below the surface layer. Accurately evaluate characteristics and performance.
皮膜表面のヤング率と硬さは、被覆ソーワイヤの皮膜表面を複数回測定したときに、測定結果にバラツキが少なく、安定した結果が得られる位置で測定した結果を代表値として用いればよい。例えば、皮膜表面のヤング率は、被覆ソーワイヤの皮膜表面から中心軸に向かうに連れて大きくなる傾向がある。そのため、皮膜表面のヤング率は、被覆ソーワイヤの皮膜表面近傍で測定した結果を代表値として用いればよい。一方、皮膜表面の硬さは、ヤング率とは逆で、皮膜の最表面に近いほど測定結果にバラツキが生じる。そのため、皮膜表面の硬さは、被覆ソーワイヤの中心軸側で測定した結果を代表値として用いればよい。例えば、後述する実施例では、図１および図３に示すような皮膜表面硬さプロファイルと、図２および図４に示すような皮膜表面のヤング率プロファイルを測定し、押込深さ４００〜４５０ｎｍの範囲で測定された硬さを「被覆ソーワイヤの皮膜表面硬さ」とし、押込深さ６０〜９０ｎｍの範囲で測定されたヤング率を「被覆ソーワイヤの皮膜表面ヤング率」にしている。 The Young's modulus and hardness of the coating surface may be obtained by using, as representative values, results obtained by measuring at a position where the measurement results have little variation and a stable result is obtained when the coating surface of the coated saw wire is measured a plurality of times. For example, the Young's modulus of the coating surface tends to increase from the coating surface of the coated saw wire toward the central axis. Therefore, the Young's modulus of the film surface may be obtained by using the result measured in the vicinity of the film surface of the coated saw wire as a representative value. On the other hand, the hardness of the film surface is opposite to the Young's modulus, and the closer to the outermost surface of the film, the more the measurement results vary. Therefore, the hardness of the coating surface may be obtained by using the result measured on the central axis side of the coated saw wire as a representative value. For example, in the examples described later, the film surface hardness profile as shown in FIGS. 1 and 3 and the Young's modulus profile of the film surface as shown in FIGS. 2 and 4 are measured, and the indentation depth is 400 to 450 nm. The hardness measured in the range is defined as “film surface hardness of coated saw wire”, and the Young's modulus measured in the range of indentation depth of 60 to 90 nm is defined as “film surface Young's modulus of coated saw wire”.
即ち、図１および図３は、下記実施例において、被覆ソーワイヤの皮膜表面における硬さプロファイルを測定した結果を示している。これらの図から明らかなように、皮膜表面硬さの測定結果は、皮膜の最表面から押込深さ１５０ｎｍまでの範囲でバラツキがあるが、押込深さ４００〜４５０ｎｍの範囲ではバラツキは殆んどなく、測定誤差が小さいことが分かる。一方、図２および図４は、被覆ソーワイヤの皮膜表面におけるヤング率プロファイルを測定した結果を示している。これらの図から明らかなように、皮膜表面のヤング率の測定結果は、皮膜の表面近傍ではバラツキが少ないが、押込深さが２００ｎｍ以上の領域では、押込深さが増大するに連れてヤング率が大きくなる傾向が認められる。なお、皮膜表面のヤング率と硬さを皮膜の最表面で測定すると、測定毎に結果が大きくバラつき、信頼性の高い結果が得られないため、最表面での測定は避けることとする。 That is, FIG. 1 and FIG. 3 show the results of measuring the hardness profile on the coating surface of the coated saw wire in the following examples. As is apparent from these figures, the measurement result of the coating surface hardness varies in the range from the outermost surface of the coating to the indentation depth of 150 nm, but the variation is almost in the indentation depth range of 400 to 450 nm. It can be seen that the measurement error is small. On the other hand, FIG. 2 and FIG. 4 show the results of measuring the Young's modulus profile on the coating surface of the coated saw wire. As is clear from these figures, the measurement results of the Young's modulus of the film surface show little variation near the surface of the film, but in the region where the indentation depth is 200 nm or more, the Young's modulus increases as the indentation depth increases. Tend to be larger. Note that if the Young's modulus and hardness of the coating surface are measured on the outermost surface of the coating, the results vary greatly from measurement to measurement, and highly reliable results cannot be obtained, so measurement on the outermost surface is avoided.
皮膜表面におけるヤング率と硬さは、少なくとも１５箇所で測定し、測定結果で異常値（例えば、平均値に対して３倍以上または１／３以下の値）があった場合はこれを除外し、新たに測定を行なって少なくとも１５箇所の測定結果を平均して算出する。ナノインデンテーションでは、非常に微小な領域における硬さとヤング率を測定しているため、測定誤差が生じやすいためである。 The Young's modulus and hardness on the surface of the film are measured at at least 15 locations, and this is excluded if there is an abnormal value (for example, a value that is 3 times or more of the average value or 1/3 or less). Then, a new measurement is performed and the measurement results of at least 15 locations are averaged and calculated. This is because nanoindentation measures the hardness and Young's modulus in a very small region, so that measurement errors are likely to occur.
上記皮膜を形成するベースワイヤとしては、例えば、チタンワイヤ、銅ワイヤ、鋼線などを用いることができる。 As the base wire for forming the film, for example, a titanium wire, a copper wire, a steel wire, or the like can be used.
鋼線としては、例えば、ステンレス鋼線や高炭素鋼線などを用いることができる。ステンレス鋼線としては、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７などのオーステナイト系ステンレス鋼線、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４３０などのフェライト系ステンレス鋼線、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０などのマルテンサイト系ステンレス鋼線、ＳＵＳ３２９Ｊ１などの２相ステンレス鋼線（オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼線）、ＳＵＳ６３０などの析出硬化系ステンレス鋼線、などを用いることができる。高炭素鋼線としては、例えば、Ｃを０．５〜１．２％含有する高炭素鋼線を用いることができる。この高炭素鋼線としては、例えば、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定されるピアノ線材を用いることができる。 As the steel wire, for example, a stainless steel wire or a high carbon steel wire can be used. Examples of stainless steel wires include austenitic stainless steel wires such as SUS301, SUS304, SUS310, SUS316, SUS321, and SUS347, ferritic stainless steel wires such as SUS405 and SUS430, martensitic stainless steel wires such as SUS403 and SUS410, and SUS329J1. 2 phase stainless steel wire (austenite / ferritic stainless steel wire), precipitation hardening stainless steel wire such as SUS630, and the like can be used. As the high carbon steel wire, for example, a high carbon steel wire containing 0.5 to 1.2% of C can be used. As this high carbon steel wire, for example, a piano wire defined in JIS G3502 can be used.
本発明では、特に、ナノインデンテーション法で測定した硬さが３ＧＰａ以上のベースワイヤを用いることが好ましい。ベースワイヤの硬さを３ＧＰａ以上とすることで、被覆ソーワイヤ全体の引張強度を高めることができるため、ワークを切断するときのワイヤの線速を大きくしても断線を発生しないため、生産性を向上させることができる。 In the present invention, it is particularly preferable to use a base wire having a hardness measured by a nanoindentation method of 3 GPa or more. Since the tensile strength of the entire coated saw wire can be increased by setting the hardness of the base wire to 3 GPa or more, even if the wire speed when cutting the workpiece is increased, disconnection does not occur. Can be improved.
ベースワイヤの表面に被覆する有機皮膜としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のうち、塑性指数が６〜２５となるように調整された合成樹脂を用いることができる。こうした合成樹脂のなかでもフェノール樹脂、アミド系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ホルマール、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル、イミド系樹脂、ポリエステル、などを好適に用いることができる。塑性指数は、熱可塑性樹脂の場合は重合度、熱硬化性樹脂の場合は架橋密度を制御することで調整できる。また、異なる２種以上のモノマーを共重合させたり、添加剤（例えば、リン酸エステルなどの可塑剤、金属石鹸などの熱安定剤など）を配合することによって、塑性指数を調整できる。 As the organic film to be coated on the surface of the base wire, a synthetic resin adjusted to have a plasticity index of 6 to 25 among thermosetting resins and thermoplastic resins can be used. Among these synthetic resins, phenol resin, amide resin, epoxy resin, polyurethane, formal, ABS resin, vinyl chloride, imide resin, polyester, and the like can be suitably used. The plasticity index can be adjusted by controlling the degree of polymerization in the case of a thermoplastic resin and the crosslinking density in the case of a thermosetting resin. Also, the plasticity index can be adjusted by copolymerizing two or more different monomers, or by adding an additive (for example, a plasticizer such as phosphate ester, a heat stabilizer such as metal soap).
上記有機皮膜は、上記ベースワイヤの表面に、市販されているワニスを塗布し、これを加熱することにより形成できる。このとき有機皮膜の硬さを適宜調整することで、上記塑性指数やヤング率を制御できる。有機皮膜の硬さは、用いるワニスの種類や加熱温度で調節できる。 The organic film can be formed by applying a commercially available varnish to the surface of the base wire and heating it. At this time, the plasticity index and Young's modulus can be controlled by appropriately adjusting the hardness of the organic film. The hardness of the organic film can be adjusted by the type of varnish used and the heating temperature.
ワニスとしては、東特塗料株式会社から市販されているエナメル線用ワニスや京セラケミカル株式会社から市販されている電線用ワニスなどを使用できる。 As the varnish, enameled wire varnish commercially available from Tohoku Paint Co., Ltd. or electric wire varnish commercially available from Kyocera Chemical Co., Ltd. can be used.
上記エナメル線用ワニスとしては、例えば次のものを使用できる。
ポリウレタンワニス（「ＴＰＵ Ｆ１」、「ＴＰＵ Ｆ２−ＮＣ」、「ＴＰＵ Ｆ２−ＮＣＡ」、「ＴＰＵ ６２００」、「ＴＰＵ ５１００」、「ＴＰＵ ５２００」、「ＴＰＵ ５７００」、「ＴＰＵ Ｋ５ １３２」、「ＴＰＵ ３０００Ｋ」、「ＴＰＵ ３０００ＥＡ」など；東特塗料株式会社製の商品。）
ポリエステルワニス（「ＬＩＴＯＮ ２１００Ｓ」、「ＬＩＴＯＮ ２１００Ｐ」、「ＬＩＴＯＮ ３１００Ｆ」、「ＬＩＴＯＮ ３２００ＢＦ」、「ＬＩＴＯＮ ３３００」、「ＬＩＴＯＮ ３３００ＫＦ」、「ＬＩＴＯＮ ３５００ＳＬＤ」、「Ｎｅｏｈｅａｔ ８２００Ｋ２」など；東特塗料株式会社製の商品。）
ポリエステルイミドワニス（「Ｎｅｏｈｅａｔ ８６００Ａ」、「Ｎｅｏｈｅａｔ ８６００ＡＹ」、「Ｎｅｏｈｅａｔ ８６００」、「Ｎｅａｈｅａｔ ８６００Ｈ３」、「Ｎｅｏｈｅａｔ ８６２５」、「Ｎｅｏｈｅａｔ ８６００Ｅ２」など；東特塗料株式会社製の商品。）
As the varnish for enameled wire, for example, the following can be used.
Polyurethane varnish (“TPU F1”, “TPU F2-NC”, “TPU F2-NCA”, “TPU 6200”, “TPU 5100”, “TPU 5200”, “TPU 5700”, “TPU K5 132”, “TPU” 3000K "," TPU 3000EA ", etc .; manufactured by Tohoku Paint Co., Ltd.)
Polyester varnish (“LITON 2100S”, “LITON 2100P”, “LITON 3100F”, “LITON 3200BF”, “LITON 3300”, “LITON 3300KF”, “LITON 3500SLD”, “Neoheat 8200K2”, etc. Products.)
Polyesterimide varnish (“Neoheat 8600A”, “Neoheat 8600AY”, “Neoheat 8600”, “Neaheat 8600H3”, “Neoheat 8625”, “Neoheat 8600E2”; products manufactured by Tohoku Paint Co., Ltd.)
上記電線用ワニスとしては、例えば、耐熱ウレタン銅線用ワニス（「ＴＶＥ５１６０−２７」など、エポキシ変性ホルマール樹脂）、ホルマール銅線用ワニス（「ＴＶＥ５２２５Ａ」など、ポリビニルホルマール樹脂）、耐熱ホルマール銅線用ワニス（「ＴＶＥ５２３０−２７」など、エポキシ変性ホルマール樹脂）、ポリエステル銅線用ワニス（「ＴＶＥ５３５０シリーズ」、ポリエステル樹脂）など（いずれも京セラケミカル株式会社製の商品。）を使用できる。 Examples of the varnish for electric wires include varnishes for heat-resistant urethane copper wires (such as “TVE5160-27”, epoxy-modified formal resins), varnishes for formal copper wires (such as “TVE5225A”, polyvinyl formal resins), and heat-resistant formal copper wires. Varnishes (“TVE5230-27” and other epoxy-modified formal resins), polyester copper wire varnishes (“TVE5350 series” and polyester resins) and the like (both are products manufactured by Kyocera Chemical Co., Ltd.) can be used.
ベースワイヤの表面に被覆する無機皮膜としては、例えば、ＳｉＯ2皮膜、ガラス（ソーダガラス）皮膜、ＣｒＮ皮膜などのうち、皮膜表面の塑性指数が６〜２５となるように調整された皮膜を用いることができる。ＳｉＯ2皮膜は、ベースワイヤの表面に、ＳｉＯ2粉末を含んだ溶液を塗布した後、乾燥させれば形成できる。また、更に温度を上げて焼結させれば緻密な皮膜を形成できる。ガラス皮膜は、ベースワイヤの表面に、ガラス粉末と溶剤を混合したものを塗布した後、乾燥させれば形成できる。ＣｒＮ皮膜は、ＡＩＰ装置を用い、ベースワイヤの表面に、Ｃｒターゲット材を用いて窒素雰囲気中でアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）すれば形成できる。 As the inorganic film to be coated on the surface of the base wire, for example, among the SiO 2 film, the glass (soda glass) film, and the CrN film, a film adjusted so that the plastic index of the film surface is 6 to 25 is used. be able to. The SiO 2 film can be formed by applying a solution containing SiO 2 powder to the surface of the base wire and then drying it. Further, if the temperature is further raised and sintered, a dense film can be formed. The glass film can be formed by applying a mixture of glass powder and a solvent to the surface of the base wire and then drying it. The CrN film can be formed by performing arc ion plating (AIP) on the surface of the base wire using a Cr target material in a nitrogen atmosphere using an AIP apparatus.
上記皮膜の膜厚は０．０５〜１５μｍとすることが好ましい。皮膜が薄過ぎると、切断時の初期の段階で皮膜が摩耗して消失するか、あるいはベースワイヤから剥離してベースワイヤ自体が露出してしまい、皮膜を設けることによる耐摩耗性向上効果が充分に発揮されない。従って皮膜の膜厚は、好ましくは０．０５μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、特に好ましくは２μｍ以上とする。しかし皮膜が厚過ぎると、被覆ソーワイヤ全体に占める皮膜の割合が大きくなり過ぎるため、被覆ソーワイヤ全体の強度が低下する。そのため、生産性を上げようとワイヤの線速を大きくすると断線し易くなる傾向がある。従って皮膜の膜厚は好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１３μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以下とする。 The film thickness is preferably 0.05 to 15 μm. If the film is too thin, the film will be worn away at the initial stage of cutting, or may be peeled off from the base wire and the base wire itself will be exposed, and the effect of improving the wear resistance by providing the film will be sufficient Is not demonstrated. Therefore, the film thickness is preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and particularly preferably 2 μm or more. However, if the film is too thick, the ratio of the film to the entire coated saw wire becomes too large, so that the strength of the entire coated saw wire decreases. Therefore, if the wire speed is increased in order to increase productivity, the wire tends to be easily disconnected. Therefore, the film thickness is preferably 15 μm or less, more preferably 13 μm or less, and particularly preferably 10 μm or less.
被覆ソーワイヤ全体の線径は、特に限定されないが、通常、１００〜３００μｍ程度（好ましくは１００〜１５０μｍ）である。 The wire diameter of the entire coated saw wire is not particularly limited, but is usually about 100 to 300 μm (preferably 100 to 150 μm).
本発明の被覆ソーワイヤは、例えば、金属やセラミックス、シリコン、水晶、半導体部材、磁性体材料等のワークを切断（スライシング加工）して切断体を製造するときに用いられる。 The coated saw wire of the present invention is used, for example, when a cut body is manufactured by cutting (slicing) a workpiece such as metal, ceramics, silicon, crystal, a semiconductor member, or a magnetic material.
ソーマシンで切断を行なう際は、被覆ソーワイヤとワークが接触している部分に砥粒を含む溶液を吹きつけながら行なう。吹きつけられた溶液に含まれる遊離砥粒が、被覆ソーワイヤとワークの間に引き込まれ、ワークを摩耗させながら切断するのに寄与するからである。 When cutting with a saw machine, it is performed while spraying a solution containing abrasive grains on the portion where the coated saw wire and the workpiece are in contact. This is because loose abrasive grains contained in the sprayed solution are drawn between the coated saw wire and the workpiece, and contribute to cutting while wearing the workpiece.
砥粒を含む溶液は、公知のものを用いればよい。砥粒としては、例えば、炭化珪素砥粒（ＳｉＣ粉）やダイヤモンド砥粒などが用いられる。 A known solution may be used as the solution containing the abrasive grains. As the abrasive grains, for example, silicon carbide abrasive grains (SiC powder) or diamond abrasive grains are used.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.
被覆ソーワイヤを用い、砥粒を吹き付けながら単結晶シリコンを切断し、切断前後におけるソーワイヤの摩耗量を測定してソーワイヤの耐摩耗性を評価した。また、単結晶シリコンの切断面の表面粗さを測定して表面精度を評価した。また、切断時のソーワイヤの線速を変化させて生産性を評価した。 Using a coated saw wire, single crystal silicon was cut while spraying abrasive grains, and the wear amount of the saw wire was measured before and after cutting to evaluate the wear resistance of the saw wire. Further, the surface accuracy was evaluated by measuring the surface roughness of the cut surface of the single crystal silicon. In addition, productivity was evaluated by changing the wire speed of the saw wire during cutting.
被覆ソーワイヤとして、下記表１に示す素材のベースワイヤに、下記表１に示す素材の皮膜を下記表１に示す厚みで被覆し、線径（皮膜を含む）が１４０μｍの被覆ソーワイヤを作製した。 As a coated saw wire, a base wire made of the material shown in Table 1 below was coated with a film of the material shown in Table 1 below in the thickness shown in Table 1 to prepare a coated saw wire having a wire diameter (including the film) of 140 μm.
《ベースワイヤ》
Ｎｏ．１〜４、１３、１４では、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定されるＣ：０．７２質量％、Ｓｉ：０．２１質量％、Ｍｎ：０．５２質量％を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなるピアノ線（Ａ種）を所定の線径まで線引きしたものをベースワイヤとして用いた。
《Base wire》
No. 1-4, 13 and 14 contain C: 0.72% by mass, Si: 0.21% by mass, Mn: 0.52% by mass as defined in JIS G3502, with the balance being iron and inevitable impurities. A piano wire (type A) drawn to a predetermined wire diameter was used as the base wire.
Ｎｏ．５〜９では、ＪＩＳ Ｇ３５０２に規定されるＣ：０．８２質量％、Ｓｉ：０．１９質量％、Ｍｎ：０．４９質量％を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなるピアノ線（Ａ種）を所定の線径まで線引きしたものをベースワイヤとして用いた。 No. No. 5-9 contain C: 0.82 mass%, Si: 0.19 mass%, Mn: 0.49 mass% as defined in JIS G3502, with the balance being iron and inevitable impurities (A What was drawn to a predetermined wire diameter was used as a base wire.
Ｎｏ．１０では純銅、Ｎｏ．１１では純チタンを、所定の線径まで線引きしたものをベースワイヤとして用いた。 No. No. 10 is pure copper, no. In No. 11, pure titanium drawn to a predetermined wire diameter was used as the base wire.
Ｎｏ．１２では、ＪＩＳ Ｇ４３１４に規定されるばね用ステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）を所定の線径まで線引きしたものをベースワイヤとして用いた。 No. No. 12, a stainless steel wire for spring (SUS304) defined in JIS G4314 was drawn to a predetermined wire diameter was used as the base wire.
《皮膜》
有機皮膜（Ｎｏ．１〜４、１０〜１４）の形成手順は次の通りである。
Ｎｏ．１、１０〜１２では、ＪＩＳ Ｃ２３５１に規定されるポリウレタン線用ワニス「Ｗ１４３」（東特塗料株式会社製、エナメル線用ワニス「ＴＰＵ Ｆ１（商品名）」、焼付け後の塗膜組成はポリウレタン）を用いた。
<Film>
The formation procedure of the organic film (No. 1-4, 10-14) is as follows.
No. 1, 10-12, varnish for polyurethane wire “W143” defined by JIS C2351 (manufactured by Tohoku Paint Co., Ltd., varnish for enameled wire “TPU F1 (trade name)”, coating composition after baking is polyurethane) Was used.
Ｎｏ．２〜４では、ＪＩＳ Ｃ２３５１に規定されるポリエステル線用ワニス「Ｗ１４１」（東特塗料株式会社製、エナメル線用ワニス「ＬＩＴＯＮ ２１００Ｓ（商品名）」、焼付け後の塗膜組成はテレフタル酸系ポリエステル）を用いた。 No. 2-4, varnish for polyester wire “W141” (manufactured by Tohoku Paint Co., Ltd., enameled wire varnish “LITON 2100S (trade name)” as defined in JIS C2351, coating composition after baking is terephthalic acid polyester ) Was used.
Ｎｏ．１３では、ＪＩＳ Ｃ２３５１に規定されるポリエステルイミド線用ワニス「Ｗ１４４」（東特塗料株式会社製、エナメル線用ワニス「Ｎｅｏｈｅａｔ ８６００（商品名）」、焼付け後の塗膜組成はポリエステルイミド）を用いた。 No. 13 for varnish for polyesterimide wire “W144” (manufactured by Tohoku Paint Co., Ltd., “Neoheat 8600 (trade name)” for enameled wire, and the coating composition after baking is polyesterimide) It was.
Ｎｏ．１４では、ＪＩＳ Ｃ２３５１に規定されるホルマール線用ワニス「Ｗ１４２」（京セラケミカル株式会社製、電線用ワニス「ＴＶＥ５２２５Ａ（商品名）」、焼付け後の塗膜組成はポリビニルホルマール）を用いた。 No. In No. 14, varnish for formal wire “W142” (manufactured by Kyocera Chemical Co., Ltd., “TVE5225A (trade name)” for electric wire, and the coating composition after baking is polyvinyl formal) defined in JIS C2351.
上記ベースワイヤの表面に上記ワニスを塗布し、加熱温度および加熱時間を適宜制御してヤング率と硬さ（即ち、塑性指数）を調整した皮膜を形成した。具体的には、皮膜形成に先立って、ベースワイヤに脱脂処理を行った後、塗布回数を４〜１０回に分けてワニスをコーティングし、更に２５０〜２７０℃で揮発成分を揮発させて硬化させ、被覆ソーワイヤを作製した。 The varnish was applied to the surface of the base wire, and a coating film in which Young's modulus and hardness (that is, plasticity index) were adjusted by appropriately controlling the heating temperature and the heating time was formed. Specifically, prior to film formation, after the base wire is degreased, the varnish is coated by dividing the number of coatings into 4 to 10 times, and further volatile components are volatilized and cured at 250 to 270 ° C. A coated saw wire was produced.
無機皮膜（Ｎｏ．５〜９）の形成手順は次の通りである。Ｎｏ．５では、Ｃｒターゲット材を用いて窒素雰囲気中でアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）して、ベースワイヤの表面にＣｒＮ皮膜を形成した。Ｎｏ．６では、ベースワイヤの表面に、粉末ガラスと溶剤を混合したものを塗布し、これを乾燥させてガラス皮膜を形成した。Ｎｏ．７では、ベースワイヤの表面に、シリカ粉末を含んだ溶液を塗布し、これを乾燥させてＳｉＯ2皮膜を形成した。Ｎｏ．８は、ベースワイヤの表面に、成分組成がＣｕ：６３質量％、Ｚｎ：３７質量％のメッキ膜を電解メッキしてブラスメッキ皮膜を形成した。Ｎｏ．９は、ベースワイヤの表面に、エポキシ樹脂（１００質量％）に対して平均粒子径が３μｍのシリカを１０質量％配合したものを塗布し、シリカ含有エポキシ皮膜を形成した。 The procedure for forming the inorganic coating (Nos. 5 to 9) is as follows. No. In No. 5, a CrN film was formed on the surface of the base wire by arc ion plating (AIP) in a nitrogen atmosphere using a Cr target material. No. In No. 6, a mixture of powdered glass and a solvent was applied to the surface of the base wire and dried to form a glass film. No. In No. 7, a solution containing silica powder was applied to the surface of the base wire and dried to form a SiO 2 film. No. In No. 8, a brass plating film was formed on the surface of the base wire by electroplating a plating film having a component composition of Cu: 63 mass% and Zn: 37 mass%. No. In No. 9, a silica-containing epoxy film was formed by applying 10% by mass of silica having an average particle diameter of 3 μm to the epoxy resin (100% by mass) on the surface of the base wire.
作製した被覆ソーワイヤについて、ナノインデンテーション法で、皮膜表面のヤング率と硬さを測定した。具体的な測定条件は次の通りである。 About the produced coated saw wire, the Young's modulus and hardness of the coating surface were measured by the nanoindentation method. Specific measurement conditions are as follows.
《測定条件》
測定装置 ：Agilent Technologies製「Nano Indenter XP/DCM」
解析ソフト ：Agilent Technologies製「Test Works 4」
Ｔｉｐ ：ＸＰ
測定モード ：ＣＳＭ（連続剛性測定）
励起振動周波数：４５Ｈｚ
励起振動振幅 ：２ｎｍ
歪速度 ：０．０５／秒
押込深さ ：５００ｎｍまで
測定点 ：１５点
測定点間隔 ：３０μｍ
測定環境 ：空調装置内で室温２３度
標準試料 ：フューズドシリカ
"Measurement condition"
Measuring device: “Nano Indenter XP / DCM” manufactured by Agilent Technologies
Analysis software: “Test Works 4” manufactured by Agilent Technologies
Tip: XP
Measurement mode: CSM (continuous stiffness measurement)
Excitation vibration frequency: 45 Hz
Excitation vibration amplitude: 2 nm
Strain rate: 0.05 / sec. Indentation depth: Up to 500 nm Measuring points: 15 points Measuring point interval: 30 μm
Measurement environment: Room temperature 23 degrees in air conditioner Standard sample: Fused silica
なお、皮膜表面のヤング率は、皮膜の最表面からの押込深さが６０〜９０ｎｍの範囲における結果を採用し、皮膜表面の硬さは、皮膜の最表面からの押込深さが４００〜４５０ｎｍの範囲における結果を採用した。測定点は１５点とし、１５回の測定結果に異常値があった場合にはこれを除外し、新たに測定を行なって１５点分の結果を平均して表面のヤング率と硬さを求めた。表面のヤング率と硬さを下記表１に示す。また、ヤング率と硬さの比（ヤング率／硬さ。塑性指数。）を算出し、下記表１に併せて示す。下記表１には、同様の条件で測定したベースワイヤの硬さも示した。 The Young's modulus of the film surface adopts the result when the indentation depth from the outermost surface of the film is 60 to 90 nm, and the hardness of the film surface is the indentation depth from the outermost surface of the film of 400 to 450 nm. Results in the range were adopted. The measurement points are 15 points, and if there are abnormal values in the 15 measurement results, they are excluded, and new measurements are made and the results for 15 points are averaged to obtain the surface Young's modulus and hardness. It was. The surface Young's modulus and hardness are shown in Table 1 below. Further, the ratio of Young's modulus and hardness (Young's modulus / hardness. Plasticity index) is calculated and shown together in Table 1 below. Table 1 below also shows the hardness of the base wire measured under the same conditions.
また、作製した被覆ソーワイヤの引張強度（ＴＳ）を引張試験により測定した。測定結果を下記表１に示す。 Moreover, the tensile strength (TS) of the produced coated saw wire was measured by a tensile test. The measurement results are shown in Table 1 below.
次に、作製した被覆ソーワイヤを用いて、単結晶シリコンを切断（スライシング加工）した。スライシング加工は、被覆ソーワイヤと単結晶シリコンの間に、平均粒径が５．６μｍのダイヤモンド砥粒をエチレングリコール系水溶液に懸濁させたスラリーを吹き付けながら行なった。砥粒（ダイヤモンド）の濃度は５質量％とした。被覆ソーワイヤの線速は１００〜５００ｍ/分、新線供給速度は５ｍ/分、被覆ソーワイヤの張力は１５Ｎに設定した。 Next, single crystal silicon was cut (slicing processing) using the produced coated saw wire. The slicing process was performed while spraying a slurry in which diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5.6 μm were suspended in an ethylene glycol aqueous solution between the coated saw wire and the single crystal silicon. The concentration of the abrasive grains (diamond) was 5% by mass. The line speed of the coated saw wire was set to 100 to 500 m / min, the new line supply speed was set to 5 m / min, and the tension of the coated saw wire was set to 15N.
上記条件でスライシング加工を行い、トータル切断時間が７時間経過した時点で、ソーマシンから被覆ソーワイヤを外し、被覆ソーワイヤの線径を測定し、算出した切断前後における線径の減少量に基づいて、下記基準で被覆ソーワイヤの耐摩耗性を評価した。評価結果を下記表１に示す。なお、切断時の被覆ソーワイヤの線速は、Ｎｏ．１〜３、５〜８、１２〜１４については５００ｍ／分とした。Ｎｏ．４、９〜１１については、低速（１００〜３００ｍ／分）で行い、別途Ｎｏ．４ａ、９ａ〜１１ａとして高速（５００ｍ／分）で行った。
《耐摩耗性》
３点（合格） ：線径の減少量が３μｍ未満
２点（合格） ：線径の減少量が３〜５μｍ
１点（不合格）：線径の減少量が５μｍを超えている
Perform slicing under the above conditions, and when the total cutting time has elapsed 7 hours, remove the coated saw wire from the saw machine, measure the wire diameter of the coated saw wire, and based on the calculated amount of decrease in wire diameter before and after cutting, The wear resistance of the coated saw wire was evaluated as a standard. The evaluation results are shown in Table 1 below. The linear speed of the coated saw wire at the time of cutting is No. About 1-3, 5-8, and 12-14, it was set to 500 m / min. No. 4 and 9 to 11 are performed at a low speed (100 to 300 m / min). 4a and 9a to 11a were performed at high speed (500 m / min).
《Abrasion resistance》
3 points (pass): Wire diameter reduction is less than 3 μm 2 points (pass): Wire diameter reduction is 3-5 μm
1 point (failed): The reduction amount of the wire diameter exceeds 5 μm
また、７時間経過後に切断された単結晶シリコンの表面粗さを測定し、切断面における表面精度を評価した。表面精度は、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年、附属書１）で規定される十点平均粗さＲｚを測定した結果に基づいて、下記基準で評価した。評価結果を下記表１に示す。
《表面精度》
３点（合格） ：Ｒｚが３μｍ以下
２点（合格） ：Ｒｚが３μｍを超え、６μｍ以下
１点（不合格）：Ｒｚが６μｍを超えている
Moreover, the surface roughness of the single crystal silicon cut | disconnected after 7-hour progress was measured, and the surface precision in a cut surface was evaluated. The surface accuracy was evaluated according to the following criteria based on the result of measuring the ten-point average roughness Rz defined in JIS B0601 (2001, Annex 1). The evaluation results are shown in Table 1 below.
<Surface accuracy>
3 points (pass): Rz 3 μm or less 2 points (pass): Rz exceeds 3 μm, 6 μm or less 1 point (fail): Rz exceeds 6 μm
表１に示したＮｏ．１について、押込深さと皮膜表面硬さの関係を示すグラフを図１に示す。また、押込深さと皮膜表面のヤング率の関係を示すグラフを図２に示す。表１に示したＮｏ．２について、押込深さと皮膜表面硬さの関係を示すグラフを図３に示す。また、押込深さと皮膜表面のヤング率の関係を示すグラフを図４に示す。 No. shown in Table 1. A graph showing the relationship between indentation depth and film surface hardness is shown in FIG. Moreover, the graph which shows the relationship between indentation depth and the Young's modulus of the film | membrane surface is shown in FIG. No. shown in Table 1. 3 shows a graph showing the relationship between the indentation depth and the film surface hardness. Moreover, the graph which shows the relationship between indentation depth and the Young's modulus of the film | membrane surface is shown in FIG.
図１および図３から明らかなように、皮膜最表面からの押込深さが４００〜４５０ｎｍの範囲では、皮膜表面硬さの測定結果にバラツキが小さいことが分かる。図２および図４から明らかなように、皮膜表面からの押込深さが６０〜９０ｎｍの範囲では、皮膜表面のヤング率の測定結果にバラツキが小さいことが分かる。また、ベースワイヤに近づくほど（具体的には、押込深さが２００ｎｍ以上となる範囲）ベースワイヤの影響を受け、ヤング率は大きくなる傾向が認められる。 As is apparent from FIGS. 1 and 3, it can be seen that when the indentation depth from the outermost surface of the film is in the range of 400 to 450 nm, the measurement result of the film surface hardness is less varied. As is clear from FIGS. 2 and 4, it can be seen that when the indentation depth from the film surface is in the range of 60 to 90 nm, the measurement results of the Young's modulus on the film surface have little variation. In addition, the closer to the base wire (specifically, the range where the indentation depth is 200 nm or more), the Young's modulus tends to increase under the influence of the base wire.
次に、表１から次のように考察できる。 Next, it can be considered from Table 1 as follows.
Ｎｏ．１、２、４〜７、１０〜１４の被覆ソーワイヤは、本発明で規定する要件を満足している例である。 No. The coated saw wires 1, 2, 4 to 7, and 10 to 14 are examples that satisfy the requirements defined in the present invention.
特に、Ｎｏ．１、２、７、１２〜１４の被覆ソーワイヤは、塑性指数が適切に調整されているため、耐摩耗性に優れている。また、表面硬さも適切に調整されているため、この被覆ソーワイヤを用いて切断した単結晶シリコンの切断面は精度が良好になっている。また、ベースワイヤの硬さも適切に調整されているため、ワイヤ線速を５００ｍ／分としても断線を起こさず、生産性を向上させることができる。 In particular, no. The coated saw wires 1, 2, 7, and 12 to 14 are excellent in wear resistance because the plasticity index is appropriately adjusted. Moreover, since the surface hardness is also adjusted appropriately, the cut surface of the single crystal silicon cut using this coated saw wire has good accuracy. Moreover, since the hardness of the base wire is also appropriately adjusted, even if the wire drawing speed is set to 500 m / min, disconnection does not occur and productivity can be improved.
Ｎｏ．４の被覆ソーワイヤは、塑性指数が適切に調整されているため、耐摩耗性に優れている。また、表面の硬さも適切に調整されているため、この被覆ソーワイヤを用いて切断した単結晶シリコンの切断面は精度が良好になっている。しかし皮膜が厚過ぎるため、ワイヤ線速が１００ｍ／分の低速では問題ないが、Ｎｏ．４ａに示すように、ワイヤの線速を５００ｍ／分に大きくすると断線が発生し、生産性を向上させることができなかった。 No. The coated saw wire No. 4 has excellent wear resistance because the plasticity index is appropriately adjusted. Moreover, since the hardness of the surface is also adjusted appropriately, the cut surface of the single crystal silicon cut using this coated saw wire has good accuracy. However, since the film is too thick, there is no problem if the wire speed is low at 100 m / min. As shown in 4a, when the wire speed was increased to 500 m / min, disconnection occurred and productivity could not be improved.
Ｎｏ．５と６の被覆ソーワイヤは、塑性指数が適切に調整されているため、耐摩耗性に優れている。しかし表面硬さが適切に調整されていないため、この被覆ソーワイヤを用いて切断した単結晶シリコンの切断面精度は悪かった。 No. The coated saw wires 5 and 6 have excellent wear resistance because the plasticity index is appropriately adjusted. However, the surface hardness of the single crystal silicon cut using this coated saw wire was poor because the surface hardness was not properly adjusted.
Ｎｏ．１０と１１の被覆ソーワイヤは、塑性指数が適切に調整されているため、耐摩耗性に優れている。また、表面硬さも適切に調整されているため、この被覆ソーワイヤを用いて切断した単結晶シリコンの切断面は精度が良好になっている。しかし、ベースワイヤの硬さが適切に調整されていないため、ワイヤ線速が２００ｍ／分や３００ｍ／分の低速では問題がないが、Ｎｏ．１０ａ、１１ａに示すように、ワイヤの線速を５００ｍ／分に大きくすると断線が発生し、生産性を向上させることができなかった。 No. The covered saw wires 10 and 11 have excellent wear resistance because the plasticity index is appropriately adjusted. Moreover, since the surface hardness is also adjusted appropriately, the cut surface of the single crystal silicon cut using this coated saw wire has good accuracy. However, since the hardness of the base wire is not properly adjusted, there is no problem if the wire speed is low at 200 m / min or 300 m / min. As shown in 10a and 11a, when the wire speed was increased to 500 m / min, disconnection occurred and productivity could not be improved.
一方、Ｎｏ．８と９は、本発明で規定する要件を満足しない例であり、塑性指数が適切に調整されていないため、耐摩耗性に劣っている。特に、Ｎｏ．９ａの被覆ソーワイヤについては、ワイヤの線速を５００ｍ／分に高めると、断線も発生した。 On the other hand, no. Nos. 8 and 9 are examples that do not satisfy the requirements defined in the present invention, and the plasticity index is not properly adjusted, so that the wear resistance is poor. In particular, no. Regarding the covered saw wire of 9a, when the wire speed was increased to 500 m / min, disconnection also occurred.
なお、Ｎｏ．３のソーワイヤは、ベースワイヤの表面に被覆した皮膜が薄すぎる参考例であり、皮膜を被覆することによる効果が充分に発揮されなかった。 In addition, No. No. 3 saw wire is a reference example in which the film coated on the surface of the base wire is too thin, and the effect of coating the film was not sufficiently exhibited.
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