JPS5923929B2 - のこ引き用金属ワイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は材料をのこ引きするための金属ワイヤに関する
。

のこ引きには多くの場合、金属ワイヤが好適な粒子を含
む懸濁体を通過し、該粒子が該ワイヤに付着すると共に
適当な圧力によって該ワイヤと接触する工作物に伴われ
ながら該工作物の処理に供せられ、かくしてのこ歯とし
てのノツチ（切欠き）となる方法が用いられている。

この方法は、前記ワイヤが通常タングステンから成り、
前記粒子がダイアモンド、アルミナ等であり、特に半導
体材料に対するのこ引きに用いられている。

この方法の利点は、極めて薄いタングステンワイヤと稠
密粒子懸濁体との選択によって著しく薄いのこ歯が得ら
れ、材料の損失が減少され得ることである。

一方この方法の欠点は、前記切削粒子は単に軽（前記ワ
イヤに接着し、前記ワイヤから容易に離脱し、切削ワイ
ヤが工作物に接触するとき、低い生産高となり、前記切
削ワイヤの摩耗を増大する。

本発明においては、前記作動粒子の代りに選定された物
質の結晶が用いられ、この結晶は化学反応によって形成
されて金属ワイヤの表面に永久的にしつかり定着させら
れる。

即ち、電流を通すことによって加熱された金属ワイヤは
、気体の物質を収容している反応室内を通過し、この気
体の物質が熱分解または熱還元によってのこ引き作用に
十分に適した硬い結晶を金属ワイヤの表面に形成する。

この活性物質としては、硼素、硼化物、窒化物、炭化物
、また芯ワイヤとしては抗張力の高い金属例えばタング
ステン、モリブデン、タンタル、オスミウム、レニウム
およびこれらの合金から夫々選択されることが好ましい
。

本被覆技術はそれ自体早くから知られ、ポーエル（Ｐｏ
ｗｅｌｌ ）による［蒸着Ｊ（１９５５年ニューヨーク
、ジョン ウィリー社刊）等の文献に説明されている。

気相中の蒸着は特別の機械的、化学的、電気的または光
学的特性を表面に与えるために用いられるのが普通であ
る。

この被覆技術の目的は稠密で滑らかな被覆を与えること
にある。

本発明目的を発展させてみると、本発明概念を具体化す
るには今述べた被覆技術を反対方向に変形させる必要の
あることがわかった。

線引きによって得られた金属ワイヤの表面には顕微鏡的
にはいつも凹凸があるという事実によって、これらの凹
凸は該ワイヤ表面ではその周囲よりも結晶形成に一層好
都合な条件下にあり核縮合を得るために直接利用される
ことが出来る。

我々の研究によれば、高温度においてゆつ（り行われる
結晶化においては、特に上記核縮合において形成された
初期結晶のサイズが大きく、新しい一次結晶の著しい形
成は行われない。

このゆるやかな結晶化は例えば不活性ガスまたはかなり
余分な成る成分で稀釈することによって達成される反応
ガスの一部を形成する一種以上の低濃度の成分でもって
作動させるか、或いは該ガス混合物の全圧を低下させる
ことによって得ることが出来る。

前記温度を下げることは一般に低反応速度を与えること
にもなるが、再結晶速度が低下するので、小さな結晶が
多く得られる。

前記ワイヤとこの上で限られたゾーンに形成された前記
結晶との間に成る原子拡散が行われ該拡散の厚さが原子
の大きさにのみ関係するという事実は前記ワイヤに対す
る前記結晶の接着性を良好にする。

この表面結晶の粒子がワイヤ中に深く拡散すれば、該結
晶表面と該ワイヤの間に強力な結合を得ることが出来る
のは当然であるが、我々の実験で判明したように、該ワ
イヤの原子と拡散物質の原子との反応によって新しい相
が現れるという事実によって好ましくない脆性までも発
生する。

この脆性は劣化した曲げ強度ならびに引張り強度によっ
て認知されているが、これは著しく小さなサイズの支持
ワイヤに関して特に希望される機酷に対する大きな欠点
である。

拡散速度は温度によって増大するので、ワイヤ中への拡
散があまり深くならないように調整することが出来る。

拡散防止の見地から適邑な温度では低過ぎて適邑な表面
結晶が形成されないならば、ワイヤの材料は拡散速度が
低くなるものを選択するかまたこれが不可能であれば表
面結晶の原子の拡散を阻止する物質で表面を被覆するの
がよい。

芯ワイヤとして例えばタングステンまたはモリブデンを
選択する際には、ＴｉＣまたはＴｉＮの大きな表面結晶
を形成させる反応温度が高いために該炭素、窒素が共に
拡散しないという好ましくない事態が発生する。

かくして、材料それも特に硬質材料を小さな引き目での
こ引きするための金属ワイヤは、硬い物質の結晶が前記
気相から出たのこ引きワイヤ即ち支持ワイヤ上に２つの
層として形成され、該支持ワイヤに近い方の薄い第１の
層によって該支持ワイヤと該硬い物質の結晶との間の原
子拡散が該支持ワイヤを脆化させることなく該ワイヤに
最大の接着力を持たせるべく調整され、前記第１の層上
にありこの層より厚い第２の層は別の硬い物質の鋭い縁
を有する自由結晶から成りのこ引き機能を発揮するとい
う２つの手順の対象となることを特徴とする。

添付図面に示される実施例によって本発明を説明する。

例 １（第１図参照） ドルオール、四塩化チタンおよび水素ガスを０．２：１
：１０の割合で大気圧のもとに混合した雰囲気中で５秒
間約１４００℃以下の温度に加熱することによって、モ
リブデンのワイヤに厚さ２〜５μの炭化チタンの拡散防
止層を被覆し、次にメチルクロロシランとこれの２０〜
５０倍の水素ガスとを大気圧のもとに混合した雰囲気中
で前記ワイヤを約１２００℃に加熱することによって炭
化珪素の結晶層を３０秒の反応時間で１０μ以下の結晶
サイズが受入れられるように析出させた。

このワイヤは炭化硅素で加工されることを常とする珪素
鋼、タングステン等の固体ボデーをのこ引きする。

例 ２（第２，３図参照） 水素ガスＨ２、四塩化チタンＴｉＣｌ４、および窒素を
１０：２：１の割合で大気圧のもとに混合した雰囲気中
で５秒間約１４００℃の温度に加熱することによって、
モリブデンまたはタングステンのワイヤに厚さ１〜５μ
の窒化チタンの拡散防止層を被覆し、四塩化硼素とこれ
の２０〜５０倍の水素ガスとを大気圧のもとに混合した
雰囲気中で前記ワイヤを約１２００℃に加熱することに
よって硼素の結晶層を４５秒の反応時間で１０μ以下の
鋭い縁をした結晶が受入れられるようにして析出させた
。

このワイヤも例１と同じ材料をのこ引きする。

【図面の簡単な説明】 第１図のａとｂは、中間層にＴｉＣ１頂部にＳｉＣの結
晶を被覆された厚さ１００μを有するモリブデンワイヤ
の縦断の夫々写真と外観を示し、第２図は、中間層にＴ
ｉＮ、頂部にＢの結晶を被覆された厚さ１００μを有す
るモリブデンワイヤの表面の写真を示し、第３図は第２
図に示すワイヤを約２２００倍に拡大した写真を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 材料をのこ引きするための金属ワイヤにおいて、該
   金属ワイヤ上に気相から出た硬い物質の結晶が形成され
   ていることを特徴とする金属ワイヤ。 ２、特許請求の範囲第１項に記載する材料をのこ引きす
   るための金属ワイヤにおいて、気相から出た硬い物質の
   結晶が２段階の手順で該金属ワイヤの上に形成されてお
   り、それにより支持ワイヤとなる該金属ワイヤに最も近
   く位置していて１つの硬い物質から成る薄い第１の層と
   、この第］の層の−Ｆに位置していて鋭い縁を有する別
   の硬い物質の自由結晶から成り該第１の層より厚くての
   こ引きの作用をする第２の層との２つの層が形成されて
   おり、前記の薄い第１の層が、前記金属ワイヤをもろく
   することな（該金属ワイヤと前記第２の層の結晶との間
   に最大の付着力を有効に確立することを特徴とする金属
   ワイヤ。