JPH0314881B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ この発明は最表面部分に立方晶窒化硼素粒子
［以下これをCBN（Cubic Boron Nitride）と略
称する］が密着していることを特徴とするCBN
インクラストワイヤの製造方法に関するものであ
る。 ＜従来の技術＞ 近年、セラミツクや超硬合金材料の切断あるい
はシリコンやガリウム砒素などの半導体材料の切
断、さらには非常に細い穴の金属加工材の面取加
工などにワイヤを用いることが検討あるいは実施
されている。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ このためワイヤとしては、従来より非常に強度
の高い高抗張力線材、いわゆるソーワイヤが使用
されているが、この場合その切断はワイヤと被切
断材との摩擦によつてのみ行なわれるので切断効
率が悪いという問題がある。また被切断材とワイ
ヤとの間に高電圧をかけ、その間での放電によつ
て切断する、いわゆる放電ワイヤカツトという方
法があるが、この方法は被切断材に導電性がなけ
ればならず、被切断材の材質が限定されるという
問題がある。 これに対し、近年線材表面にダイヤモンドの微
粒をメツキ法によりコーテイングさせたダイヤモ
ンドワイヤを用いて切断する方法が知られてい
る。 しかしながら、この方法も主としてCuメツキ
やNiメツキによりダイヤモンド粒をワイヤ表面
にコーテイングさせているのみであるので、ダイ
ヤモンドの付着力が弱いとともに、線材表面全周
に亘つて均一なコーテイングを行なうのが困難と
いう問題があつた。 さらには、ダイヤモンドを用いて切断ならびに
研削加工を行なおうとする場合、被加工材が鉄系
材料であると、ダイヤモンドと鉄との凝着が生じ
やすく、加工しにくいという問題がある。 また、最外周部と中心部の間に間隙を設けた円
筒状金属体を用い、この間隙に金属粉末とCBN
粒子との混合物を充填、密閉し、これに熱間押出
し又は熱間圧延を施すか、または焼鈍のみを施し
たのち、さらに冷間加工と焼鈍とを繰返し行なつ
て、同様の線材を製造する方法があるが、このよ
うな方法だけでは最外周部金属を除去した後の最
終線材の状態においてCBN粒子が十分表面に露
出するように間隙の寸法を設定した場合、逆に
CBN粒子が中心部に食い込み（突出るような形
となる）、中心部に切欠きが生じるという問題が
ある。 このように、該線材の強度を事実上支えている
中心部の表面に切欠きが生じると、該線材は極め
て破断しやすくなり、ワイヤとしての寿命が短い
ものとなる。 ＜問題点を解決するための手段＞ この発明は上記の点に鑑みて、CBN粒子が露
出できる条件を保持しつつ、中心部に対する切欠
きが生じることを除去し、ワイヤとしての寿命を
長くするための新規なCBNインクラストワイヤ
の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。 即ち、この発明は円筒状金属体の中心部に、該
金属体の内径よりも小さな外径を有する円柱状金
属体を挿入してなる所要寸法の金属体において、
円筒状金属体との間に間隙ができるように、該中
心円柱状金属体に密着させた状態でパイプ状金属
体を挿入するか、または中心円柱状金属体に金属
薄膜を巻きつけ、これと円筒状金属体との間の間
隙内に金属粉末と立方晶窒化硼素粒子との混合粉
末を充填し、次いで前記粉末充填金属体の両端を
密閉したのち、熱間押出し又は熱間圧延を施す
か、または焼鈍のみを施したのち、さらに冷間加
工と焼鈍とを繰返し施して線材となすとともに、
該線材の最外層として残存する前記金属体の円筒
状金属体部分を機械的、化学的方法等により除去
して線材表面に前記金属粉末が焼結した金属と立
方晶窒化硼素粒子との混合層を顕出せしめること
を特徴とする立方晶窒化硼素インクラストワイヤ
の製造方法である。 ＜作用＞ この発明の方法を実施例に対応する第１図乃至
第３図を参照して説明すると、この発明はCBN
インクラストワイヤの製造方法において、まず最
外周部１と中心部２との間に間隙Ｓを設けた所要
寸法の円筒状金属体Ａの前記間隙Ｓ内に最外周部
１との間に間隙ができるように、中心部２に密着
させた状態でパイプ状金属体Ｂを挿入するか、ま
たは中心部に金属薄帯Ｃを巻きつけ、これと最外
周部１との間の間隙S′内に金属粉末４とCBN粒
子３との混合粉末Ｄを充填してから、上記金属体
Ａの両端を密閉したものを予め製造する。 第１図および第２図は上記金属体Ａの構造を示
す模式図で、第１図はパイプ状金属体Ｂを用いた
場合、また第２図は金属薄帯Ｃを用いた場合であ
り、夫々ａはその上面図、ｂは同側断面図であ
る。 次に上記両端を密閉した金属体Ａを既知の熱間
押出し又は熱間圧延を施すか、または焼鈍のみを
施したのち、さらに冷間加工と焼鈍とを繰返し行
ない、所要線径の線材とする。 第３図は伸線途中での断面の金属組織の一例を
示す約120倍の顕微鏡写真である。 さらに、上記線材の最外層として残存している
前記金属体Ａの最外周部１金属を研摩または酸洗
い等により除去することにより焼結された金属層
内にCBN粒子が均一に保持されてなる混合層が
線材最表面層として顕出しているCBNインクラ
ストワイヤを得るに至るのである。 この発明で用いる第１図に示す最外周部１、中
心部２の材質としては、一般に炭素鋼を用い、ま
た挿入するパイプ状金属体Ｂまたは金属薄帯Ｃの
材質としては、一般にNiやNi合金を用いるが、
使用する条件によつてはステンレス鋼やCu合金
等を用いてもよい。さらにこれらの材質は各々異
なつていてもよい。なお、これらの寸法は使用す
る最終線材の径や充填するCBNの粒径、および
充填比率によつて任意に選択することができる。 また、CBN粒子と混合する金属粉末は、一般
にNi粉やNi基合金粉が用いられるが、これら以
外にもCu粉やCu基合金粉、Fe粉やFe基合金粉で
あつてもよい。 そして、前記粉末充填金属体Ａの両端を密閉し
たのち、熱間押出し又は熱間圧延を施すか、また
は焼鈍のみを施したのち、さらに冷間加工と焼鈍
とを繰返し施して所要の線径の線材とするもので
ある。 その後、伸線加工した鋼線において、最外層と
して残存する前記金属体の最外周部金属を機械
的、化学的方法により除去して線材表面に前記金
属粉末が焼結した金属とCBN粒子との混合層を
顕出せしめ、従来のメツキ法によるワイヤに比
べ、より強固にCBNが密着しているとともに、
従来のパイプ状金属体や金属薄帯を用いず。伸線
法によつて製造するワイヤに比べてCBN粒子が
中心部に食い込み、中心部に切欠きが生じ、ワイ
ヤとしての寿命が短いものとなるおそれのない
CBNインクラストワイヤを得ることができるの
である。 ＜実施例＞ 以下、実施例によりこの発明を詳細に説明す
る。 実施例 １ 第１図に示す円筒状金属体Ａの素材としては最
外周部１に一般構造用圧延鋼材（JIS−SS41）
を、中心部２には炭素工具鋼鋼材（JIS−SK7）
を用いた。このときの円筒状金属体Ａの寸法とし
ては、最外径70mmφ、最外周部１の厚さ５mm、間
隙Ｓの幅６mmである。そして該間隙Ｓ内に内径48
mm、厚さ２mmの純Ni製チユーブＢを挿入し、こ
のNiチユーブと最外周部１との間隙S′に純Ni粉
末４と平均粒度140μｍのCBN粒子３を体積比で
13％混合した混合粉末Ｄを充填した後、金属体Ａ
の両端の間隙Ｓ部を溶接密閉した。 その後、1050℃で２時間加熱し、押出比15で押
出しを行なつた。さらに850℃での焼鈍と冷間伸
線加工を繰返し、1.0mmφの線材とした。この時
の引張強度は138Kg／mm²であつた。第３図は本実
施例における伸線途中での断面の組織構造の一例
を示す顕微鏡写真である。 これより明らかなように、CBN粒子はパイプ
状Niによつて中心部から離れており、CBN粒子
が中心部に食い込み、切欠きをつけることはない
ことがわかつた。 これを濃度35％の塩酸溶液中に15分間浸漬して
線材の最外層として残存する金属体Ａの最外周部
１の炭素鋼（SS41）を溶解除去してアルカリ溶
液で中和し洗浄した。 この方法により製造したCBNインクラストワ
イヤは、外周部にはCBN粒子３が均一に付着し
ていると共に、内部ではCBN粒子が中心部に食
い込むことがなく、切欠きのない長寿命のワイヤ
であることが認められた。 さらには、鉄系素材の切断ならびに研削加工に
おいて、従来ダイヤモンドワイヤでは凝着が生
じ、加工が困難であつたのに対し、極めて良好な
切断ならびに研削加工を行なうことができた。 実施例 ２ 第１図に示す円筒状金属体Ａの素材としては、
最外周部１に一般構造用炭素鋼管（JIS STK30）
を、また中心部２にピアノ線材（JIS
SWRS72B）を用いた。この時の円筒状金属体Ａ
の寸法としては、最大径20mm、最外周部１厚さ２
mm、中心部２の直径13mmである。そして、この中
心部２に厚さ0.1mmの純Ni薄帯を0.5mmの厚さに密
に巻きつけ、これと最外周部１との間隙S′に純
Ni粉末と平均粒度15μｍのCBN粒子３を体積比
で13％混合した混合粉末Ｄを充填したのち、金属
体Ａの両端の間隙Ｓ部を蓋止し溶接密閉した。 その後850℃での焼鈍と冷間伸線を７回繰返し、
直径0.2mmの線材とした。この時の引張強度は171
Kg／mm²であつた。これを濃度35％塩酸溶液中に20
分間浸漬して線材の最外層として残存する金属体
Ａ最外周部１の炭素鋼（STK30）を溶解除去し、
アルカリ溶液で中和し洗浄した。 このようにして製造したCBNインクラストワ
イヤは従来のパイプ状金属体や金属薄帯を用い
ず、伸線法によつて製造する同線径のCBNイン
クラストワイヤに比べて、後述する第１表の結果
より明らかなように、CBN粒子３が中心部２に
食い込み、中心部に切欠きが生じ、破断しやすい
というおそれのない著しく寿命の長いものであつ
た。

【表】 ＜発明の効果＞ 以上詳述のように、この発明の方法よりなる
CBNインクラストワイヤは、従来の伸線法によ
るワイヤに比べて、寿命が著しく長く、極めてす
ぐれた切断用ワイヤとして広く利用でき、さらに
は面取加工などのワイヤとしても用いることがで
きるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明に用いる円筒状
金属体の構造を示す模式図であつて、第１図は該
金属体がパイプ状金属体の場合を示し、同図ａは
上面図、ｂは側断面図、第２図は該金属体が金属
薄帯の場合であつて、同図ａは上面図、ｂは側断
面図、第３図はこの発明の方法による製造途中で
の線材断面の金属組織構造の一例を示す約120倍
の顕微鏡写真である。 Ａ……円筒状金属体、Ｂ……パイプ状金属体、
Ｃ……金属薄帯、Ｄ……混合粉末、１……金属体
の最外周部、２……金属体の中心部、３……
CBN粒子、４……金属粉末、Ｓ……金属体最外
周部と中心部との間隙、S′……金属体最外周部と
パイプ状金属体または金属薄帯との間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状金属体の中心部に、該金属体の内径よ
   りも小さな外径を有する円柱状金属体を挿入して
   なる所要寸法の金属体において、円筒状金属体と
   の間に間〓ができるように、該中心円柱状金属体
   に密着させた状態でパイプ状金属体を挿入する
   か、または中心円柱状金属体に金属薄膜を巻きつ
   け、これと円筒状金属体との間の間〓内に金属粉
   末と立方晶窒化硼素粒子との混合粉末を充填し、
   次いで前記粉末充填金属体の両端を密閉したの
   ち、熱間押出し又は熱間圧延を施すか、または焼
   鈍のみを施した後、さらに冷間加工と焼鈍とを繰
   返し施して線材となすとともに、該線材の最外層
   として残存する前記金属体の円筒状金属体部分を
   機械的、化学的方法により除去して線材表面に前
   記金属粉末が焼結した金属と立方晶窒化硼素粒子
   との混合層を顕出せしめることを特徴とする立方
   晶窒化硼素インクラストワイヤの製造方法。 ２ 円筒状金属体と円柱状金属体および挿入する
   パイプ状金属体または巻きつける金属薄帯とが同
   種または異種の金属成分よりなる特許請求の範囲
   第１項記載の立方晶窒化硼素インクラストワイヤ
   の製造方法。