KR101147519B1

KR101147519B1 - 전착 와이어 공구

Info

Publication number: KR101147519B1
Application number: KR1020067017485A
Authority: KR
Inventors: 가즈아키 다니구치; 마사히로 나카노; 요시타카 마니타
Original assignee: 아사히 다이아몬드코교 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2012-05-21
Also published as: JP2006181698A; US20090120422A1; KR20070090074A; US7704127B2; WO2006070534A1; JP4139810B2; CN1933942B; CN1933942A

Abstract

와이어 공구(10)의 외주면(14)에는 Ni 등의 도금층(18)이 형성되고, 초연마입자(16)가 공구(18)에 파묻히도록 전착되어 있다. 초연마입자(16)의 표면에는 전착시의 효율을 향상시키기 위하여, 피복층(20)이 형성되어 있다. 초연마입자(16)에 형성된 피복층(20)의 두께는 0.1 ㎛ 미만, 더 좋기로는 0.05 ㎛ 이하로 얇게 되어 있다. 또는 피복층(20)의 질량은 초연마입자(16)의 질량의 10% 미만이 되도록 얇게 되어 있다. 그 때문에, 심선(12)의 외주면(14)에는 초연마입자(16)가 단층으로 전착된다. 이 때문에, 초연마입자(16)는 심선(12)으로부터 탈리되기 어렵기 때문에, 와이어 공구의 수명을 긴 것으로 할 수 있다. 또한, 초연마입자를 전착한 후에, 여분의 초연마입자를 제거하는 처리를 할 필요가 없기 때문에, 제조 비용의 수고나 비용을 삭감할 수 있다.

전착 와이어 공구

Description

전착 와이어 공구 {ELECTRODEPOSITION WIRE TOOL}

본 발명은 전착 와이어 공구에 관한 것이다.

실리콘이나 사파이어 등의 경취(hard and brittle) 재료의 절단을 위하여, 심선이 되는 선상체의 외주면에 초연마입자(super abrasive grain)(높은 경도의 CBN(Cubic Boron Nitride)이나 다이아몬드로 이루어지는 연마입자)를 고착한 전착 와이어 공구나 레진 본드 와이어 공구를 사용하는 것이 알려져 있다. 심선에 합성 수지에 의하여 초연마입자를 고정한 레진 본드 와이어 공구는 전착 와이어 공구보다 마모가 심하고 초연마입자가 박리되기 쉽다고 하는 문제가 있다. 이것에 대하여, 심선에 초연마입자를 전착으로 고정한 전착 와이어 공구는 레진 본드 와이어 공구보다 마모되기 어렵지만, 연마입자를 전착하는 도금 처리 공정에 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다. 그 때문에, 전착 와이어 공구에 있어서는, 최근 와이어 공구의 제조시에 있어서 전착 속도를 향상시키기 위하여, Ni, Ti, Cu 등의 금속으로 이루어지는 피복층에 의하여 표면이 피복된 피복 연마입자를 사용하는 것이 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1]일본 공개 특허 공보 2003－340729호 공보

그러나, 피복 연마입자를 사용한 전착 와이어 공구의 제조에 있어서는 초연마입자를 포함하는 도금 욕중에 심선을 침지함으로써 초연마입자를 전착할 때에, 심선에 여분의 양의 연마입자가 전착되어 버린다고 하는 문제가 있었다. 여분으로 전착된 연마입자는 이탈되기 쉽고, 연마입자가 소용 없게 되거나, 와이어 공구의 수명이 짧아진다고 하는 문제가 있다. 또한, 여분으로 전착된 연마입자를 심선으로부터 제거하는 처리를 하려면, 시간이나 비용이 들게 되고, 와이어 공구의 제조 효율을 저하시키게 된다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여, 여분의 연마입자가 전착되어 있지 않은 전착 와이어 공구를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 선상체의 외주면에 전착으로 고정된 복수의 초연마입자를 가지는 전착 와이어 공구로서, 초연마입자의 표면은 금속을 포함하는 피복층으로 덮이고, 피복층의 두께는 0.1 ㎛ 미만인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 선상체의 외주면에 전착으로 고정된 복수의 초연마입자를 구비한 전착 와이어 공구로서, 초연마입자의 표면은 금속을 포함하는 피복층으로 덮이고, 피복층의 질량은 초연마입자의 질량의 10% 미만인 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 피복층의 두께가 0.1 ㎛ 미만이거나, 또는 피복층의 질량이 초연마입자의 질량의 10% 미만이 되도록, 피복층의 두께가 얇아져 있다. 그 때문에, 전착시에는 필요한 양의 초연마입자를 전착하기 위한 최소한의 전류 밖에 초연마입자에 흐르지 않기 때문에, 여분의 연마입자가 전착되어 있지 않은 것으로 할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 횡단면도이다.

도 3은 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 횡단면의 외주면 부근을 확대한 도면이다.

도 4는 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 심선에 초연마입자를 전착하는 공정을 나타내는 도면이다.

도 5는 종래의 와이어 공구의 심선에 도금 욕 중에서 초연마입자가 전착되는 모습을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 심선에 도금 욕 중에서 초연마입자가 전착되는 모습을 나타내는 도면이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

삭제

10 와이어 공구 접촉 부분

12 심선

14 외주면

16 초연마입자

18 도금층

20 피복층

34 도금조

36 도금 욕

38 음극

40 양극

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 일부를 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 와이어 공구(10)는 피아노선, 연선 등으로 이루어지는 선상체인 심선(12)의 외주면(14)에, 다이아몬드, CNB 등으로 이루어지는 초연마입자(16)가 전착되어 구성되어 있다. 심선의 굵기는 예를 들면 1 mm 미만으로 할 수 있다.

도 2는 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 횡단면도이다. 또한, 도 3은 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 횡단면의 외주면 부근을 확대한 도면이다. 도 2 및 3에 도시하는 바와 같이, 와이어 공구(10)의 외주면(14)에는 Ni 등의 도금층(18)이 형성되고, 초연마입자(16)가 도금층(18)에 파묻히도록 전착되어 있다. 초연마입자(16)의 표면에는 전착시의 효율을 향상시키기 위하여 Ti, Ni, Cu, TiC, SiC로부터 선택되는 어느 하나로 이루어지는 피복층(20)이 형성되어 있다. 보다 적합하게는 TiC로 이루어지는 피복층(20)으로 하는 것이, 초연마입자(16) 및 피복층(20)의 저항율이 커지기 때문에 매우 적합하다. 초연마입자(16)의 평균 입자 직경은 1 내지 60 ㎛로 하는 것이 매우 적합하다.

초연마입자(16)에 형성된 피복층(20)의 두께는 0.1 ㎛ 미만, 더 좋기로는, 0.05 ㎛ 이하로 얇게 되어 있다. 또는 피복층(20)의 질량은 초연마입자(16)의 질량의 10% 미만, 더 좋기로는 5% 미만이 되도록 얇게 되어 있다.

종래의 피복 연마입자의 피복층의 두께는 0.1 내지 10 ㎛의 범위 내의 두께이며, 예를 들면 1 ㎛로 두껍게 되어 있다(예를 들면, 전술한 특허 문헌의 단락(0033) 참조). 또한, 종래의 피복 연마입자에 있어서의 피복층의 질량 백분율은, 예를 들면 30 내지 55%로 크게 되어 있고, 두꺼운 피복층이 설치되어 있다(예를 들면, 전술한 특허 문헌의 단락(0037) 참조). 이것은 전착의 효율을 올리기 위해서는 피복층의 두께를 두껍게 하여 도전성을 높이는 것이 중요하다고 생각되고 있었기 때문이다.

도 5는 종래의 와이어 공구의 심선에 도금 욕 중에서 초연마입자가 전착되는 모습을 나타내는 도면이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 도금 욕(36) 중에서 피복층(20)이 두꺼운 초연마입자(16)를 심선(12)에 전착하면, 두꺼운 피복층(20)에 의하여 피복된 초연마입자(16)의 도전성이 높기 때문에, 초연마입자(16)가 응집하여 전착되기 쉽다. 이 때문에, 여분의 양의 초연마입자(16)가 전착되게 된다.

도 6은 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 심선에 도금 욕 중에서 초연마입자가 전착되는 모습을 나타내는 도면이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 도금 욕(36) 중에서 본 실시 형태에 관한 피복층(20)이 얇은 초연마입자(16)를 심선(12)에 전착하면, 초연마입자(16)의 전착시에 초연마입자(16)에 과도한 전류가 흐르지 않기 때문에, 여분의 양의 초연마입자(16)가 심선(12)에 전착되는 경우가 없다. 그 때문에, 심선(12)의 외주면(14)에는 적당한 밀도로 초연마입자(16)가 단층으로 전착된다. 이것에 의하여, 초연마입자(16)는 심선(12)으로부터 이탈되기 어렵기 때문에, 와이어 공구의 수명은 긴 것으로 할 수 있다. 또한, 초연마입자를 전착한 후에, 여분의 초연마입자를 제거하는 처리를 할 필요가 없기 때문에, 제조상의 수고나 비용을 삭감할 수 있다.

초연마입자의 표면에 얇은 피복층을 형성하는 방법으로서는, CVD법, PVD법, 도금법, 침지법 등을 사용하여 형성할 수 있다.

도 4는 본 실시 형태에 관한 와이어 공구의 심선에 초연마입자를 전착하는 공정을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 도금조(34)는 도금 욕(36)에 의하여 채워져 있다. 도금 욕(36)은, 예를 들면 술파민산니켈(nickle sulfmate), 염화니켈, 붕산으로 이루어지는 술파민산 욕으로 되어 있다. 도금 욕(36)에는 전술한 얇은 피복층이 표면에 형성된 초연마입자가 혼입되어 있다. 심선(12)은 도면중의 화살표 방향으로 도금 욕(36) 중에 침지되면서 반송하도록 되어 있다. 심선(12)를 유지하는 풀리의 일부는 음극(38)으로 되고, 음전위가 인가되도록 되어 있다. 또한, 도금 욕(36) 중에 침지된 심선(12)를 에워싸도록 양극(40)이 설치되고, 양전위가 인가되도록 되어 있다.

전착시에는 심선(12)를 화살표 방향으로 반송하면서, 음극(38) 및 양극(40)에 전압을 인가한다. 심선(12)의 반송 속도는 1 m/분 이상이 가능해진다. 도금 욕(36) 중의 초연마입자의 피복층은 얇기 때문에, 전착에 필요한 최소 한도의 전류 밖에 흐르지 않는다. 그 때문에, 전술한 도 6에 도시하는 바와 같이, 초연마입자는 심선(12)에 단층으로 전착된다. 이 때문에, 전착된 초연마입자는 이탈되기 어렵고, 와이어 공구의 수명을 긴 것으로 할 수 있다. 또한, 그 후에 여분의 초연마입자를 제거하는 공정을 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 와이어 공구는 상기한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명에 의하면, 여분의 양의 연마입자가 전착되어 있지 않은 전착 와이어 공구가 제공된다.

Claims

선상체의 외주면에 전착에 의한 도금층만으로 고정된 복수의 평균 입자직경 1 내지 60 ㎛의 초연마입자를 가진 전착 와이어 공구로서,

모든 상기 초연마입자의 표면은 TiC 및 SiC로부터 선택되는 어느 하나로 이루어지는 금속을 포함하는 피복층으로 덮이고,

상기 피복층의 두께는 0.1 ㎛ 미만이며,

상기 초연마입자는 상기 선상체의 외주면에 단층으로 고정되어 있는 전착 와이어 공구.
선상체의 외주면에 전착에 의한 도금층만으로 고정된 복수의 평균 입자직경 1 내지 60 ㎛의 초연마입자를 가진 전착 와이어 공구로서,

모든 상기 초연마입자의 표면은 TiC 및 SiC로부터 선택되는 어느 하나로 이루어지는 금속을 포함하는 피복층으로 덮이고,

상기 피복층의 질량은 상기 초연마입자의 질량의 10% 미만이며,

상기 초연마입자는 상기 선상체의 외주면에 단층으로 고정되어 있는 전착 와이어 공구.