JPH07214138A - 開口部を所定位置に配置したダイヤモンド線引きダイス - Google Patents
開口部を所定位置に配置したダイヤモンド線引きダイスInfo
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- JPH07214138A JPH07214138A JP6255911A JP25591194A JPH07214138A JP H07214138 A JPH07214138 A JP H07214138A JP 6255911 A JP6255911 A JP 6255911A JP 25591194 A JP25591194 A JP 25591194A JP H07214138 A JPH07214138 A JP H07214138A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
- B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
- B21C3/025—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof comprising diamond parts
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 線引きダイス材のダイヤモンドの品質向上に
よりダイス自体の耐久性を高め、また線引き穴の摩耗度
を均一化すると同時に耐摩耗性を向上させる。 【構成】 品質向上のため微孔・介在物を排除すべくダ
イス材(11)としてＣＶＤダイヤモンドを使用する。ダイ
ス本体を構成する上面(13)、底面(15)、及び、外周側面
(35)とこれに対向する側面(37)とに於て、ダイヤモンド
結晶の成長方向を側面(35)から側面(37)に向かう方向と
し、結晶の〈１１０〉方向をこれら両面に対し垂直かつ
上面(13)及び底面(15)に対しては平行とする。また、開
口部(12)及びワイヤの直径を決定する実質的に円形の断
面を持つワイヤ支持部分(17)は、所望のダイヤモンド粒
径の位置に配置することができる。
よりダイス自体の耐久性を高め、また線引き穴の摩耗度
を均一化すると同時に耐摩耗性を向上させる。 【構成】 品質向上のため微孔・介在物を排除すべくダ
イス材(11)としてＣＶＤダイヤモンドを使用する。ダイ
ス本体を構成する上面(13)、底面(15)、及び、外周側面
(35)とこれに対向する側面(37)とに於て、ダイヤモンド
結晶の成長方向を側面(35)から側面(37)に向かう方向と
し、結晶の〈１１０〉方向をこれら両面に対し垂直かつ
上面(13)及び底面(15)に対しては平行とする。また、開
口部(12)及びワイヤの直径を決定する実質的に円形の断
面を持つワイヤ支持部分(17)は、所望のダイヤモンド粒
径の位置に配置することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はダイヤモンド線引きダイ
スに関する。
スに関する。
【０００２】
【従来の技術】タングステン、銅、鉄、モリブデン、及
び、ステンレス鋼等の金属ワイヤは、ダイヤモンドダイ
スを通して金属を引き抜くことにより製造される。しか
し、単結晶ダイヤモンドダイスは製造が難しく、欠け・
割れを起こしやすく、また線引き中に生ずる極限的圧力
のため突如破壊することもしばしばである。
び、ステンレス鋼等の金属ワイヤは、ダイヤモンドダイ
スを通して金属を引き抜くことにより製造される。しか
し、単結晶ダイヤモンドダイスは製造が難しく、欠け・
割れを起こしやすく、また線引き中に生ずる極限的圧力
のため突如破壊することもしばしばである。
【０００３】単結晶線引きダイスに関し、「ダイヤモン
ドの性質と応用(Properties and Applications of Diam
ond)」（Wilks ら、バタワース−ハイネマン社[Butterw
orth-Heinemann Ltd] 、1991年）の第 505〜 507頁には
以下のような報告がある。「最良の選択となる（結晶学
的）方向はさほど自明ではない。なぜなら、ワイヤはダ
イスを通る時その周囲表面がダイヤモンドを 360°全方
位に亙る各平面に於て摩損するが、それらの平面の摩滅
速度は互いに少しずつ異なるからである。したがって、
元来は円形である穴が拡大するばかりでなく、その形状
が損なわれてゆく。しかし〈１１０〉方向ならば、耐摩
耗性の｛００１｝及び｛０１１｝方向の側の穴をワイヤ
が摩擦するので有利である」。
ドの性質と応用(Properties and Applications of Diam
ond)」（Wilks ら、バタワース−ハイネマン社[Butterw
orth-Heinemann Ltd] 、1991年）の第 505〜 507頁には
以下のような報告がある。「最良の選択となる（結晶学
的）方向はさほど自明ではない。なぜなら、ワイヤはダ
イスを通る時その周囲表面がダイヤモンドを 360°全方
位に亙る各平面に於て摩損するが、それらの平面の摩滅
速度は互いに少しずつ異なるからである。したがって、
元来は円形である穴が拡大するばかりでなく、その形状
が損なわれてゆく。しかし〈１１０〉方向ならば、耐摩
耗性の｛００１｝及び｛０１１｝方向の側の穴をワイヤ
が摩擦するので有利である」。
【０００４】低品質の天然ダイヤモンドに随伴する問題
を幾らか回避できるダイヤモンドダイスは、天然ダイヤ
モンドや合成ダイヤモンドの微小結晶か、ダイヤモンド
結晶かが圧縮した、微孔入りの集合体を含んで成る。こ
のような多結晶硬質集合体の欠点は、米国特許第 4,01
6,736号にあるように、微孔及び軟質介在物の存在に起
因する。これらの微孔や介在物は直径10ミクロンを超え
ることがある。上記特許にある改良法はこの微孔を充填
する流動性金属源として超硬合金(metal cemented carb
ide)ジャケットを利用し、改良線引きダイスを得てい
る。
を幾らか回避できるダイヤモンドダイスは、天然ダイヤ
モンドや合成ダイヤモンドの微小結晶か、ダイヤモンド
結晶かが圧縮した、微孔入りの集合体を含んで成る。こ
のような多結晶硬質集合体の欠点は、米国特許第 4,01
6,736号にあるように、微孔及び軟質介在物の存在に起
因する。これらの微孔や介在物は直径10ミクロンを超え
ることがある。上記特許にある改良法はこの微孔を充填
する流動性金属源として超硬合金(metal cemented carb
ide)ジャケットを利用し、改良線引きダイスを得てい
る。
【０００５】欧州特許出願第0 494 799 A1号は、穿孔さ
れて支持体に装着された多結晶ＣＶＤダイヤモンド層を
記載する。該出願の第２欄、第26〜30行によると、「Ｃ
ＶＤダイヤモンドの結晶方向の分布はやや乱雑なので、
挿入物を使用する間の摩滅が確実により均一化する」。
また第３欄、第50〜54行によれば、「多結晶ＣＶＤダイ
ヤモンド層10に於けるダイヤモンドの方向は、平面内す
なわち層10の表面14及び16に平行に、殆どの微結晶が
（１１１）結晶軸を持つような方向であり得る」。
れて支持体に装着された多結晶ＣＶＤダイヤモンド層を
記載する。該出願の第２欄、第26〜30行によると、「Ｃ
ＶＤダイヤモンドの結晶方向の分布はやや乱雑なので、
挿入物を使用する間の摩滅が確実により均一化する」。
また第３欄、第50〜54行によれば、「多結晶ＣＶＤダイ
ヤモンド層10に於けるダイヤモンドの方向は、平面内す
なわち層10の表面14及び16に平行に、殆どの微結晶が
（１１１）結晶軸を持つような方向であり得る」。
【０００６】ＣＶＤ薄膜に関しその他の結晶方向も知ら
れている。Anthony らの米国特許第5,110,579号は、そ
の図３Ａにあるように、実質的に透明なダイヤモンド結
晶柱が底面に垂直に〈１１０〉方向を持つ、透明な多結
晶ダイヤモンド薄膜を記載している。
れている。Anthony らの米国特許第5,110,579号は、そ
の図３Ａにあるように、実質的に透明なダイヤモンド結
晶柱が底面に垂直に〈１１０〉方向を持つ、透明な多結
晶ダイヤモンド薄膜を記載している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＣＶＤダイヤモンドは
高純度で一定品質が得られるので、入手はしやすいが品
質の低い天然ダイヤモンドよりも使用上好ましい。また
ＣＶＤダイヤモンドは付随しがちな微孔を排除して作製
できるので、高温高圧法で作製された多結晶ダイヤモン
ドよりもしばしば好適である。しかし、ＣＶＤ線引きダ
イスの構造は更に改良した方が良い。詳細には、耐摩耗
性を高めかつ摩耗度を均一化し得る、ＣＶＤダイヤモン
ド線引きダイスの粒子構造の改良が特に俟たれる。
高純度で一定品質が得られるので、入手はしやすいが品
質の低い天然ダイヤモンドよりも使用上好ましい。また
ＣＶＤダイヤモンドは付随しがちな微孔を排除して作製
できるので、高温高圧法で作製された多結晶ダイヤモン
ドよりもしばしば好適である。しかし、ＣＶＤ線引きダ
イスの構造は更に改良した方が良い。詳細には、耐摩耗
性を高めかつ摩耗度を均一化し得る、ＣＶＤダイヤモン
ド線引きダイスの粒子構造の改良が特に俟たれる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ゆえに、耐摩耗性を高め
かつ摩耗度を均一化し得る構造を有する稠密で微孔のな
いＣＶＤダイヤモンド線引きダイスを得ることが望まし
い。本発明によれば、所定の直径を持つワイヤを線引き
するためのダイスであって、ダイヤモンド大粒子領域及
びダイヤモンド小粒子領域を含むと共に外周側面及び相
互に対向する上面と底面とを備えるようなＣＶＤダイヤ
モンド本体を含んで成り、このとき上記外周側面の少な
くとも一部分はダイヤモンド大粒子領域にあり、該外周
側面の対向側部分はダイヤモンド小粒子領域にあり、開
口部が上記外周側面の上記一部分と上記側面の上記対向
側部分との間に位置して上記上面から上記底面へと上記
本体を貫通する、線引きダイスが提供される。この開口
部は、ダイヤモンド粒子が所望の径となる領域に適切に
配置され得る。
かつ摩耗度を均一化し得る構造を有する稠密で微孔のな
いＣＶＤダイヤモンド線引きダイスを得ることが望まし
い。本発明によれば、所定の直径を持つワイヤを線引き
するためのダイスであって、ダイヤモンド大粒子領域及
びダイヤモンド小粒子領域を含むと共に外周側面及び相
互に対向する上面と底面とを備えるようなＣＶＤダイヤ
モンド本体を含んで成り、このとき上記外周側面の少な
くとも一部分はダイヤモンド大粒子領域にあり、該外周
側面の対向側部分はダイヤモンド小粒子領域にあり、開
口部が上記外周側面の上記一部分と上記側面の上記対向
側部分との間に位置して上記上面から上記底面へと上記
本体を貫通する、線引きダイスが提供される。この開口
部は、ダイヤモンド粒子が所望の径となる領域に適切に
配置され得る。
【０００９】好適実施例によれば、上記の開口部は、ワ
イヤ直径を決定する実質的に円形の断面を有するワイヤ
支持部分であってダイヤモンド粒子の成長方向に対し角
度を成す軸に沿って伸びるワイヤ支持部分を備える。好
適には、開口部或いは穿孔部の軸方向及びダイヤモンド
粒子の成長方向は実質的に直交している。ダイヤモンド
粒子に於て、その好適な〈１１０〉方向は成長方向に平
行である。
イヤ直径を決定する実質的に円形の断面を有するワイヤ
支持部分であってダイヤモンド粒子の成長方向に対し角
度を成す軸に沿って伸びるワイヤ支持部分を備える。好
適には、開口部或いは穿孔部の軸方向及びダイヤモンド
粒子の成長方向は実質的に直交している。ダイヤモンド
粒子に於て、その好適な〈１１０〉方向は成長方向に平
行である。
【００１０】粒子の成長方向或いは粒子の柱の方向は、
開口部の軸方向に対し角度を成す。ゆえに、ワイヤ支持
部分は自由に配置できる。一例では、ワイヤ支持部分
は、複数のダイヤモンド独立粒子を横断するよう配置さ
れ得るし、また別の例では実質的にワイヤ支持部分全体
が唯一の粒子の内部に位置するよう配置され得る。
開口部の軸方向に対し角度を成す。ゆえに、ワイヤ支持
部分は自由に配置できる。一例では、ワイヤ支持部分
は、複数のダイヤモンド独立粒子を横断するよう配置さ
れ得るし、また別の例では実質的にワイヤ支持部分全体
が唯一の粒子の内部に位置するよう配置され得る。
【００１１】
【実施例】図１は、ＣＶＤダイヤモンド層で製造された
ダイヤモンド線引きダイス11を示す。このようなダイス
は、典型的には、ＣＶＤダイヤモンド層を成膜基材から
取り外してから切り出す。この層は好適な厚みに薄膜化
(thin)され得る。ダイス素材板の広い相互対向面は、機
械研磨によるか、レーザ研磨やイオン式薄膜化(ionthin
ning)その他の化学的手法等の別法により平滑化及び／
或いは薄膜化されて、所望の表面に仕上げられる。好適
には、導電性ＣＶＤダイヤモンド層は放電研削(electro
-discharge machining) で、また絶縁性フィルムはレー
ザで、各々切断されて、円板形、正方形、或いは、その
他の対称形状に形成される。線引きに使用する場合は、
このとき加わる軸方向の力に耐え得るようダイス11の外
周が支持体に装着される。
ダイヤモンド線引きダイス11を示す。このようなダイス
は、典型的には、ＣＶＤダイヤモンド層を成膜基材から
取り外してから切り出す。この層は好適な厚みに薄膜化
(thin)され得る。ダイス素材板の広い相互対向面は、機
械研磨によるか、レーザ研磨やイオン式薄膜化(ionthin
ning)その他の化学的手法等の別法により平滑化及び／
或いは薄膜化されて、所望の表面に仕上げられる。好適
には、導電性ＣＶＤダイヤモンド層は放電研削(electro
-discharge machining) で、また絶縁性フィルムはレー
ザで、各々切断されて、円板形、正方形、或いは、その
他の対称形状に形成される。線引きに使用する場合は、
このとき加わる軸方向の力に耐え得るようダイス11の外
周が支持体に装着される。
【００１２】図１に更に詳細に示したように、線引きダ
イス11は、平行に隔てられた平坦な表面13及び15に対す
る垂直軸に沿って配置した開口部12を有する。本記載の
目的のために、以降では表面13を「上面」13、表面15を
「底面」15と呼ぶ。開口部12はワイヤの所望径により決
定される適当な径を有する。開口部12にある垂直穿孔部
17は、線引きされるワイヤの所望の最終直径を決定する
円形断面を有する。垂直穿孔部17から、開口部12が、出
口テーパ19に於ては上面13に向けて、また入口テーパ21
に於ては底面15に向けて、各々外向きに広がる。線引き
されるワイヤはまず入口テーパ21を通過し、ここで、垂
直穿孔部17や出口テーパ19を通過する前の径の初期縮小
が行なわれる。
イス11は、平行に隔てられた平坦な表面13及び15に対す
る垂直軸に沿って配置した開口部12を有する。本記載の
目的のために、以降では表面13を「上面」13、表面15を
「底面」15と呼ぶ。開口部12はワイヤの所望径により決
定される適当な径を有する。開口部12にある垂直穿孔部
17は、線引きされるワイヤの所望の最終直径を決定する
円形断面を有する。垂直穿孔部17から、開口部12が、出
口テーパ19に於ては上面13に向けて、また入口テーパ21
に於ては底面15に向けて、各々外向きに広がる。線引き
されるワイヤはまず入口テーパ21を通過し、ここで、垂
直穿孔部17や出口テーパ19を通過する前の径の初期縮小
が行なわれる。
【００１３】入口テーパ21は出口テーパ19よりも長く軸
方向に伸びる。したがって、垂直穿孔部17は、底面15よ
りも上面13に近い。入口テーパ21は、底面15に接して広
めに開いた大テーパ25と、垂直穿孔部17及び大テーパ25
の間にやや狭まって伸びた小テーパ23を備える。開口部
12を形成するには、好適には、まず予備穿孔をレーザで
開け、次に、ダイヤモンド微粒子のスラリーと共に超音
波振動するピンを用いて、既知の手法で開口部12を研磨
穿孔する。
方向に伸びる。したがって、垂直穿孔部17は、底面15よ
りも上面13に近い。入口テーパ21は、底面15に接して広
めに開いた大テーパ25と、垂直穿孔部17及び大テーパ25
の間にやや狭まって伸びた小テーパ23を備える。開口部
12を形成するには、好適には、まず予備穿孔をレーザで
開け、次に、ダイヤモンド微粒子のスラリーと共に超音
波振動するピンを用いて、既知の手法で開口部12を研磨
穿孔する。
【００１４】線引きダイスは、正方形、六角形、八角
形、或いは、その他の多角形も用いられるが典型的には
円板形である。ダイスの厚みは好適には約 0.4〜10mm
で、多角形の場合の径長さ(length)或いは円板形の場合
の直径は、好適には約１〜20mmである。好適な厚みは
0.3〜10mm、好適な径は１〜５mmである。線引きダイス
に適した開口部或いは穿孔部12は、典型的には 0.030〜
5.0mmの直径を持つ。斯く製造された線引きダイスは所
望の均一な性質を持つワイヤの線引きに使用できる。こ
の線引きダイスは複数の穿孔部を含むこともでき、各々
の穴の直径及び形状は同一でも異なっていても良い。
形、或いは、その他の多角形も用いられるが典型的には
円板形である。ダイスの厚みは好適には約 0.4〜10mm
で、多角形の場合の径長さ(length)或いは円板形の場合
の直径は、好適には約１〜20mmである。好適な厚みは
0.3〜10mm、好適な径は１〜５mmである。線引きダイス
に適した開口部或いは穿孔部12は、典型的には 0.030〜
5.0mmの直径を持つ。斯く製造された線引きダイスは所
望の均一な性質を持つワイヤの線引きに使用できる。こ
の線引きダイスは複数の穿孔部を含むこともでき、各々
の穴の直径及び形状は同一でも異なっていても良い。
【００１５】本発明のダイヤモンド線引きダイス素材板
を作製するための好適手法はAnthony らの米国特許第
5,110,579号に述べられている。該特許の方法による
と、ダイヤモンドはフィラメント法によりモリブデン等
の基材上に化学蒸着にて成膜される。この方法では、所
望の厚みになるまで素材板を成長させダイヤモンド薄膜
を形成する上で適当な時間、その実施例に述べられてい
るような適当な混合物をフィラメント上に流す。この特
許に述べられているように、好適な薄膜は基礎面に対し
垂直に〈１１０〉方向を持つ実質的に透明なダイヤモン
ド結晶柱の集合である。隣接するダイヤモンド結晶間の
粒界に於て下垂(dangling)炭素結合が水素原子により飽
和されていると好適であり、この場合、ラマンスペクト
ル、赤外、及び、Ｘ線での分析によると、炭素原子のう
ち少なくとも50％が四面体結合しているものと考えられ
ている。またＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｏ等の原子も下垂炭素原子
を飽和し得るものと期待されている。本発明に用いられ
る好適な薄膜は、上記の特許に説明されたように、隣接
するダイヤモンド結晶間の粒界に於て下垂炭素結合が水
素原子により好適には飽和されている点を含めた上記の
諸特性を有する。
を作製するための好適手法はAnthony らの米国特許第
5,110,579号に述べられている。該特許の方法による
と、ダイヤモンドはフィラメント法によりモリブデン等
の基材上に化学蒸着にて成膜される。この方法では、所
望の厚みになるまで素材板を成長させダイヤモンド薄膜
を形成する上で適当な時間、その実施例に述べられてい
るような適当な混合物をフィラメント上に流す。この特
許に述べられているように、好適な薄膜は基礎面に対し
垂直に〈１１０〉方向を持つ実質的に透明なダイヤモン
ド結晶柱の集合である。隣接するダイヤモンド結晶間の
粒界に於て下垂(dangling)炭素結合が水素原子により飽
和されていると好適であり、この場合、ラマンスペクト
ル、赤外、及び、Ｘ線での分析によると、炭素原子のう
ち少なくとも50％が四面体結合しているものと考えられ
ている。またＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｏ等の原子も下垂炭素原子
を飽和し得るものと期待されている。本発明に用いられ
る好適な薄膜は、上記の特許に説明されたように、隣接
するダイヤモンド結晶間の粒界に於て下垂炭素結合が水
素原子により好適には飽和されている点を含めた上記の
諸特性を有する。
【００１６】図２の多結晶ダイヤモンド薄膜の断面図
は、開口部21の軸に対し垂直に〈１１０〉方向を持つ実
質的に透明なダイヤモンド結晶柱の集合を詳しく示して
いる。図１は、上面13及び底面15に対し垂直に両者間に
伸びた外周側面の一部分を35に於て示す。線引きダイス
が円板形ならば、部分35は円周の狭い切片を含んで成
る。線引きダイス11が多角形ならば、部分35は完全な側
面となり得る。結晶方向は、ダイヤモンド薄膜からのダ
イス11の切断の仕方により決定される。上記の面に対向
する外周面は、図１に37と示されている。図２は図１の
線引きダイスの一部の拡大平面図であるが、この図によ
ると、参考番号45は側面部分35に接したダイヤモンド小
粒子領域に相当し、参考番号47は側面部分37に接したダ
イヤモンド大粒子領域に相当する。ダイヤモンド薄膜の
方向は、外周側面部分35が初期成膜表面に相当し、側面
部分37が蒸着過程に晒されていた表面すなわち最終成膜
表面に相当するような方向である。図２のように、開口
部12はダイヤモンド粒子の成長方向に対し角度を成した
軸を有する。好適には、線引きダイス穿孔部の軸方向及
びダイヤモンド柱状粒子の成長方向は実質的に直交して
いる。なお、このダイヤモンド柱状粒子に於て、その好
適な〈１１０〉方向は柱の方向（すなわち成長方向）に
平行である。
は、開口部21の軸に対し垂直に〈１１０〉方向を持つ実
質的に透明なダイヤモンド結晶柱の集合を詳しく示して
いる。図１は、上面13及び底面15に対し垂直に両者間に
伸びた外周側面の一部分を35に於て示す。線引きダイス
が円板形ならば、部分35は円周の狭い切片を含んで成
る。線引きダイス11が多角形ならば、部分35は完全な側
面となり得る。結晶方向は、ダイヤモンド薄膜からのダ
イス11の切断の仕方により決定される。上記の面に対向
する外周面は、図１に37と示されている。図２は図１の
線引きダイスの一部の拡大平面図であるが、この図によ
ると、参考番号45は側面部分35に接したダイヤモンド小
粒子領域に相当し、参考番号47は側面部分37に接したダ
イヤモンド大粒子領域に相当する。ダイヤモンド薄膜の
方向は、外周側面部分35が初期成膜表面に相当し、側面
部分37が蒸着過程に晒されていた表面すなわち最終成膜
表面に相当するような方向である。図２のように、開口
部12はダイヤモンド粒子の成長方向に対し角度を成した
軸を有する。好適には、線引きダイス穿孔部の軸方向及
びダイヤモンド柱状粒子の成長方向は実質的に直交して
いる。なお、このダイヤモンド柱状粒子に於て、その好
適な〈１１０〉方向は柱の方向（すなわち成長方向）に
平行である。
【００１７】好適には、線引きダイスの外周面35はダイ
ヤモンド薄膜の成膜中モリブデン基材に接していた初期
成膜表面に相当し、外周面37は化学蒸着過程に晒されて
いた表面となるようダイヤモンド薄膜を配置する。線引
きダイスのこの配置法により、図３に示したような顕微
鏡的構造が得られる。この図によると、開口部12は初期
成膜領域45の粒径と最終成膜領域47の粒径との中間の径
を有するダイヤモンド粒子の領域内に位置する。
ヤモンド薄膜の成膜中モリブデン基材に接していた初期
成膜表面に相当し、外周面37は化学蒸着過程に晒されて
いた表面となるようダイヤモンド薄膜を配置する。線引
きダイスのこの配置法により、図３に示したような顕微
鏡的構造が得られる。この図によると、開口部12は初期
成膜領域45の粒径と最終成膜領域47の粒径との中間の径
を有するダイヤモンド粒子の領域内に位置する。
【００１８】基材に初めに蒸着するダイヤモンドは、ダ
イヤモンド粒子或いは個々のダイヤモンド結晶の核とな
る。図２に示したように、個々の結晶の成長方向或いは
柱の方向は軸方向すなわち外周面35及び37の各々に垂直
かつ上面13及び底面15に実質的に平行な方向であり、断
面積は、両外周面部分45及び47に平行な平面に沿って、
表面45から表面47へと上面13及び底面15に実質的に平行
な方向に進めながら測定される。各外周部分45及び47に
平行に測定されるこの結晶断面積は、粒子成長方向に沿
って増大する。図２は、ダイヤモンド粒子の一部が中間
幅となる部位である上面13の様子を示す。
イヤモンド粒子或いは個々のダイヤモンド結晶の核とな
る。図２に示したように、個々の結晶の成長方向或いは
柱の方向は軸方向すなわち外周面35及び37の各々に垂直
かつ上面13及び底面15に実質的に平行な方向であり、断
面積は、両外周面部分45及び47に平行な平面に沿って、
表面45から表面47へと上面13及び底面15に実質的に平行
な方向に進めながら測定される。各外周部分45及び47に
平行に測定されるこの結晶断面積は、粒子成長方向に沿
って増大する。図２は、ダイヤモンド粒子の一部が中間
幅となる部位である上面13の様子を示す。
【００１９】ゆえに、前述のように垂直穿孔部の位置を
選択することが可能になる。上記及び図によると、垂直
穿孔部17は中間幅ダイヤモンド結晶の位置に配置されて
いる。本発明の他の実施例では、垂直穿孔部17を生地板
の小粒子領域に配置することができ、そのため該穿孔部
17は実質的にその全体が複数のダイヤモンド粒子の範囲
内に存在する。図３によると、垂直穿孔部17は複数のダ
イヤモンド粒子27の中に位置している。また垂直穿孔部
17は唯一のダイヤモンド粒子の内部に配置することもで
きる。このときは垂直穿孔部17を正しく配置するために
結晶構造を検査する必要があろう。
選択することが可能になる。上記及び図によると、垂直
穿孔部17は中間幅ダイヤモンド結晶の位置に配置されて
いる。本発明の他の実施例では、垂直穿孔部17を生地板
の小粒子領域に配置することができ、そのため該穿孔部
17は実質的にその全体が複数のダイヤモンド粒子の範囲
内に存在する。図３によると、垂直穿孔部17は複数のダ
イヤモンド粒子27の中に位置している。また垂直穿孔部
17は唯一のダイヤモンド粒子の内部に配置することもで
きる。このときは垂直穿孔部17を正しく配置するために
結晶構造を検査する必要があろう。
【００２０】好適な〈１１０〉粒子方向は、好適には薄
膜の広い面に対し垂直であり、〈１１０〉の周囲に関し
ては粒子方向は乱雑に配列する。図３ではダイヤモンド
粒子の〈１１０〉成長方向は、ダイスの上面13及び底面
15に平行であり、同時にダイス穿孔部12の軸に対し垂直
である。線引きダイスとして使用する際に耐摩耗性及び
耐亀裂性を向上させるには、不透明でないか、透明或い
は半透明であるＣＶＤダイヤモンドが好適である。
膜の広い面に対し垂直であり、〈１１０〉の周囲に関し
ては粒子方向は乱雑に配列する。図３ではダイヤモンド
粒子の〈１１０〉成長方向は、ダイスの上面13及び底面
15に平行であり、同時にダイス穿孔部12の軸に対し垂直
である。線引きダイスとして使用する際に耐摩耗性及び
耐亀裂性を向上させるには、不透明でないか、透明或い
は半透明であるＣＶＤダイヤモンドが好適である。
【００２１】好適な成膜法は、前述のようにフィラメン
ト法である。ダイヤモンド薄膜のその他の好適特性は、
熱伝導率が約４ワット／cm−Ｋ以上であることなどであ
る。このような線引きダイスは、熱伝導率の増大に伴い
向上する優れた耐摩耗性及び耐亀裂性を有する。薄膜
は、好適には、不透明ではなく、透明或いは半透明であ
って、水素及び酸素を 100万部当たり約１部以上含有す
る。このダイヤモンド薄膜は、不純物及び目的添加物を
含有し得る。不純物は触媒材料の形態であることがで
き、鉄、ニッケル、或いは、コバルト等である。
ト法である。ダイヤモンド薄膜のその他の好適特性は、
熱伝導率が約４ワット／cm−Ｋ以上であることなどであ
る。このような線引きダイスは、熱伝導率の増大に伴い
向上する優れた耐摩耗性及び耐亀裂性を有する。薄膜
は、好適には、不透明ではなく、透明或いは半透明であ
って、水素及び酸素を 100万部当たり約１部以上含有す
る。このダイヤモンド薄膜は、不純物及び目的添加物を
含有し得る。不純物は触媒材料の形態であることがで
き、鉄、ニッケル、或いは、コバルト等である。
【００２２】ダイヤモンドの析出する基材材料がＳｉ、
Ｇｅ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、或い
は、Ｈｆであれば、ＣＶＤダイヤモンド線引きダイス素
材板の亀裂等の欠陥が他の基材の場合に比べて減少す
る。これらの基材上で作製されたＣＶＤダイヤモンド薄
膜には上記の基材材料が少量含まれていることが中性子
放射化分析により判明した。ゆえに、この薄膜は10億部
当たり10部を超え 100万部当たり10部に満たないＳｉ、
Ｇｅ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、或い
は、Ｈｆを含有し得る。さらに、 100万部当たり１部を
超えるハロゲンすなわちフッ素、塩素、臭素、或いは、
ヨウ素をも含有し得る。更なる添加物として、目的添加
物の形態で存在するＮ、Ｂ、Ｏ、及び、Ｐも含有し得
る。本発明で使用され得る薄膜は、マイクロ波ダイヤモ
ンド作製法など別法でも作製し得ることが期待される。
Ｇｅ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、或い
は、Ｈｆであれば、ＣＶＤダイヤモンド線引きダイス素
材板の亀裂等の欠陥が他の基材の場合に比べて減少す
る。これらの基材上で作製されたＣＶＤダイヤモンド薄
膜には上記の基材材料が少量含まれていることが中性子
放射化分析により判明した。ゆえに、この薄膜は10億部
当たり10部を超え 100万部当たり10部に満たないＳｉ、
Ｇｅ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、或い
は、Ｈｆを含有し得る。さらに、 100万部当たり１部を
超えるハロゲンすなわちフッ素、塩素、臭素、或いは、
ヨウ素をも含有し得る。更なる添加物として、目的添加
物の形態で存在するＮ、Ｂ、Ｏ、及び、Ｐも含有し得
る。本発明で使用され得る薄膜は、マイクロ波ダイヤモ
ンド作製法など別法でも作製し得ることが期待される。
【００２３】また、上記のような好適な導電性を有する
ＣＶＤダイヤモンドは、マイクロ波ＣＶＤ及びＤＣジェ
ットＣＶＤ等の別法によっても作製され得ることが期待
される。前記の目的添加物は、各々 100ppm 未満の量の
Ｎ、Ｓ、Ｇｅ、Ａｌ、及び、Ｐを包含し得るが、これら
を更に多量に含む場合も適切な薄膜が作製され得るもの
と期待される。不純物量が少なければ、線引きダイスに
所望の強靭さや耐摩耗性を付与することができる。最も
好適な薄膜は、 100万部当たり５部未満、好適には 100
万部当たり１部未満の、不純物及び目的添加物を含有す
る。
ＣＶＤダイヤモンドは、マイクロ波ＣＶＤ及びＤＣジェ
ットＣＶＤ等の別法によっても作製され得ることが期待
される。前記の目的添加物は、各々 100ppm 未満の量の
Ｎ、Ｓ、Ｇｅ、Ａｌ、及び、Ｐを包含し得るが、これら
を更に多量に含む場合も適切な薄膜が作製され得るもの
と期待される。不純物量が少なければ、線引きダイスに
所望の強靭さや耐摩耗性を付与することができる。最も
好適な薄膜は、 100万部当たり５部未満、好適には 100
万部当たり１部未満の、不純物及び目的添加物を含有す
る。
【００２４】本発明を要約すれば、ＣＶＤダイヤモンド
線引きダイスは、上面と、底面と、ダイヤモンド大粒子
領域及びダイヤモンド小粒子領域に各々位置した相互に
対向する外周側面部分と、を有する。上面から底面に向
けてダイス本体を貫通して伸びる開口部は、上記両側面
部分の間の適切な位置に配置され得る。
線引きダイスは、上面と、底面と、ダイヤモンド大粒子
領域及びダイヤモンド小粒子領域に各々位置した相互に
対向する外周側面部分と、を有する。上面から底面に向
けてダイス本体を貫通して伸びる開口部は、上記両側面
部分の間の適切な位置に配置され得る。
【図１】ダイヤモンド線引きダイスの断面図である。
【図２】図１の線引きダイスの一部の拡大平面図であ
る。
る。
【図３】図２の線引きダイス部分の断面図である。
１１ ダイヤモンド線引きダイス １２ 開口部 １３ 上面 １５ 底面 １７ 垂直穿孔部 １９ 出口テーパ ２１ 入口テーパ ２３ 大テーパ ２５ 小テーパ ２７ 垂直穿孔部の位置するダイヤモンド粒子 ３５ 外周側面の一部分 ３７ 外周側面の対向部分 ４５ ダイヤモンド小粒子領域 ４７ ダイヤモンド大粒子領域
Claims (10)
- 【請求項１】 所定の直径を持つワイヤを線引きするた
めのダイスであって、 ダイヤモンド大粒子領域及びダイヤモンド小粒子領域を
備えたＣＶＤダイヤモンド本体を含んで成ると共に、 当該ダイスは、外周側面と、相互に対向する上面及び底
面と、を備え、 以上に於いて、上記外周側面の少なくとも一部分はダイ
ヤモンド大粒子領域にあり、該外周側面の対向側部分は
ダイヤモンド小粒子領域にあり、開口部が上記外周側面
の上記一部分と上記側面の上記対向側部分との間に位置
して上記上面から上記底面へと上記本体を貫通する、線
引きダイス。 - 【請求項２】 外周側面の前記一部分がダイヤモンド初
期成膜表面に相当する請求項１の線引きダイス。 - 【請求項３】 前記上面から前記底面に向かう軸に沿っ
て前記開口部が前記本体を貫通すると共に、上記本体
は、上記の軸に対し角度を成して伸びる〈１１０〉方向
を持つダイヤモンド粒子を含む、請求項１の線引きダイ
ス。 - 【請求項４】 ワイヤ支持部分が、円形断面を持つ垂直
穿孔部を含んで成る請求項３の線引きダイス。 - 【請求項５】 前記開口部が、前記垂直穿孔部から前記
上面に向けて一方向に外向きにテーパ状に広がると共に
前記底面に向けて上記と逆方向に外向きにテーパ状に広
がる請求項３の線引きダイス。 - 【請求項６】 前記一方向への前記外向きテーパがワイ
ヤ出口テーパを形成し、前記底面に向かう上記と逆方向
への前記外向きテーパが入口テーパを形成する請求項５
の線引きダイス。 - 【請求項７】 前記入口テーパが出口テーパよりも軸方
向に長く伸びた請求項６の線引きダイス。 - 【請求項８】 片面から他面にかけて測定された前記本
体の厚みが約 0.3〜10ミリメータである請求項１の線引
きダイス。 - 【請求項９】 前記ダイヤモンドが、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｍ
ｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、或いは、
これらの合金、から成る基材上に化学蒸着により成膜し
た請求項１の線引きダイス。 - 【請求項１０】 前記ダイヤモンドが、前記開口部の軸
に対し角度を成して〈１１０〉方向を持つ実質的に透明
なダイヤモンド結晶柱の薄膜を含んで成る請求項１の線
引きダイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/144,168 US5377522A (en) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | Diamond wire die with positioned opening |
| US144168 | 1993-10-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07214138A true JPH07214138A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=22507392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6255911A Withdrawn JPH07214138A (ja) | 1993-10-27 | 1994-10-21 | 開口部を所定位置に配置したダイヤモンド線引きダイス |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5377522A (ja) |
| EP (1) | EP0652058B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07214138A (ja) |
| DE (1) | DE69413495T2 (ja) |
| ES (1) | ES2121157T3 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6413589B1 (en) | 1988-11-29 | 2002-07-02 | Chou H. Li | Ceramic coating method |
| US5634369A (en) * | 1995-07-07 | 1997-06-03 | General Electric Company | Composite diamond wire die |
| US5634370A (en) * | 1995-07-07 | 1997-06-03 | General Electric Company | Composite diamond wire die |
| US5636545A (en) * | 1995-07-07 | 1997-06-10 | General Electric Company | Composite diamond wire die |
| US5937514A (en) | 1997-02-25 | 1999-08-17 | Li; Chou H. | Method of making a heat-resistant system |
| US6286206B1 (en) | 1997-02-25 | 2001-09-11 | Chou H. Li | Heat-resistant electronic systems and circuit boards |
| US6458017B1 (en) | 1998-12-15 | 2002-10-01 | Chou H. Li | Planarizing method |
| US6976904B2 (en) * | 1998-07-09 | 2005-12-20 | Li Family Holdings, Ltd. | Chemical mechanical polishing slurry |
| US6676492B2 (en) | 1998-12-15 | 2004-01-13 | Chou H. Li | Chemical mechanical polishing |
| KR20180079356A (ko) * | 2015-10-30 | 2018-07-10 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 내마모 공구 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2445911A1 (de) * | 1974-09-26 | 1976-04-15 | Winter & Sohn Ernst | Ziehstein fuer die herstellung von draehten |
| US4016736A (en) * | 1975-06-25 | 1977-04-12 | General Electric Company | Lubricant packed wire drawing dies |
| US4129052A (en) * | 1977-10-13 | 1978-12-12 | Fort Wayne Wire Die, Inc. | Wire drawing die and method of making the same |
| US4333986A (en) * | 1979-06-11 | 1982-06-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond sintered compact wherein crystal particles are uniformly orientated in a particular direction and a method for producing the same |
| DE3139796A1 (de) * | 1981-10-07 | 1983-04-21 | Werner 6349 Hörbach Henrich | Ziehstein |
| SE453474B (sv) * | 1984-06-27 | 1988-02-08 | Santrade Ltd | Kompoundkropp belagd med skikt av polykristallin diamant |
| SE442305B (sv) * | 1984-06-27 | 1985-12-16 | Santrade Ltd | Forfarande for kemisk gasutfellning (cvd) for framstellning av en diamantbelagd sammansatt kropp samt anvendning av kroppen |
| NL8501788A (nl) * | 1985-06-21 | 1987-01-16 | Philips Nv | Werkwijze voor de vervaardiging van een treksteen. |
| US5110579A (en) * | 1989-09-14 | 1992-05-05 | General Electric Company | Transparent diamond films and method for making |
| GB9100631D0 (en) * | 1991-01-11 | 1991-02-27 | De Beers Ind Diamond | Wire drawing dies |
-
1993
- 1993-10-27 US US08/144,168 patent/US5377522A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-05 DE DE69413495T patent/DE69413495T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-05 ES ES94307318T patent/ES2121157T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-05 EP EP94307318A patent/EP0652058B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-21 JP JP6255911A patent/JPH07214138A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0652058A1 (en) | 1995-05-10 |
| US5377522A (en) | 1995-01-03 |
| EP0652058B1 (en) | 1998-09-23 |
| DE69413495D1 (de) | 1998-10-29 |
| ES2121157T3 (es) | 1998-11-16 |
| DE69413495T2 (de) | 1999-05-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |