TWI583498B - 研磨線之製造製程與設備 - Google Patents

研磨線之製造製程與設備 Download PDF

Info

Publication number
TWI583498B
TWI583498B TW102111518A TW102111518A TWI583498B TW I583498 B TWI583498 B TW I583498B TW 102111518 A TW102111518 A TW 102111518A TW 102111518 A TW102111518 A TW 102111518A TW I583498 B TWI583498 B TW I583498B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
central core
abrasive particles
magnetic
core wire
core
Prior art date
Application number
TW102111518A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201345660A (zh
Inventor
格拉爾德 桑契茲
米歇 立
蘇菲 里渥依拉德
阿諾德 葛夫恩
Original Assignee
法國原子能源和替代能源委員會
熱壓製品股份有限公司
法國國家科學研究中心
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 法國原子能源和替代能源委員會, 熱壓製品股份有限公司, 法國國家科學研究中心 filed Critical 法國原子能源和替代能源委員會
Publication of TW201345660A publication Critical patent/TW201345660A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI583498B publication Critical patent/TWI583498B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D61/00—Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
    • B23D61/18—Sawing tools of special type, e.g. wire saw strands, saw blades or saw wire equipped with diamonds or other abrasive particles in selected individual positions
    • B23D61/185—Saw wires; Saw cables; Twisted saw strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/06—Grinders for cutting-off
    • B24B27/0633—Grinders for cutting-off using a cutting wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0018—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for by electrolytic deposition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0072—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using adhesives for bonding abrasive particles or grinding elements to a support, e.g. by gluing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1619—Apparatus for electroless plating
    • C23C18/1628—Specific elements or parts of the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/006—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/007—Electroplating using magnetic fields, e.g. magnets
    • C25D5/009—Deposition of ferromagnetic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0607—Wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/10—Bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

研磨線之製造製程與設備
本揭露係關於研磨線之製造製程與設備以及此製程所製造的線。
已知的研磨線(abrasive wire)之製造製程包含：a)於中央芯線(central core)上沈積磁性研磨顆粒(magnetic abrasive particles)，每一磁性研磨顆粒包含磁性材料，此磁性材料的相對磁導率高於50，此磁性材料表現為磁性研磨顆粒之體積之至少1%；以及b)在中央芯線上沈積黏合劑(binder)，從而保持研磨顆粒與此中央芯線接合。
在已知的製程中，磁性研磨顆粒包含由金屬磁性材料製造的塗層，從而有助於黏合劑與這些顆粒黏合。例如，WO 2001/042931 A1之申請中，為達此目的，磁性研磨顆粒具有金屬塗層，例如為鎳塗層。
在其他已知的製程中，在沈積研磨顆粒的步驟期間，於中央芯線與研磨顆粒間額外產生磁性相互作用，從而吸引研磨顆粒到中央芯線。例如，EP 2 428 317 A2、JP 2004 050301 A以及JP 2004 009238 A中揭露了這種製程。這種製程特別允許在芯線上沈積研磨顆粒，由此加速研磨線的製造。
目前，已試驗在芯線的縱向或者在芯線的單一徑向實現永磁感應(permanent magnetic induction)。已經證實縱向的磁感應對於快速吸引研磨顆粒到中央芯線相當無效，因此，研磨線的製造並沒有真正變得更快。還注意到在徑向產生磁感應會導致研磨顆粒在芯線的外圍(periphery)擴散地極不均勻。這是因為這些顆粒主要集中於中央芯線的南極與北極，導致這兩極區域間幾乎沒有容納研磨顆粒。因此，在徑向產生磁感應的情況下，會增加生產力，但是有損在中央芯線的表面上研磨顆粒的分佈均勻性。
因此，目前期望使已知的製造製程更加快速，並且保持中央芯線的表面上的顆粒分佈盡可能均勻。
因此，本發明的目的係為一種研磨線之製造製程。
以上製造製程中，在沈積步驟期間，磁性研磨顆粒透過徑向磁感應產生的磁性吸引力被中央芯線吸引。這點加速了磁性研磨顆粒在中央芯線上的沈積。因為加速了磁性研磨顆粒在中央芯線上的沈積，所以以上製造製程更快。
此外，用中央芯線之外圍上與/或中央芯線之縱長(length)上分佈的複數個南極與複數個北極磁化此中央芯線，允許研磨顆粒被放置地更均勻(圍繞線分佈的極點)與/或密度更大(縱向分佈的極點)。因此，可加速研磨顆粒在 芯線上的沈積，同時增加研磨顆粒在芯線上的分佈均勻性。因此，在芯線上更快地沈積研磨顆粒可實現生產力的增加，並且限制顆粒在芯線表面上分佈之均勻性之劣化。
在沈積磁性研磨顆粒前產生磁感應還可清除或限制在沈積研磨顆粒期間對外部磁場的需求。特別地，沈積期間出現的外部磁場磁化這些磁性研磨顆粒。如果此磁化相對電解槽(electrolysis bath)之攪拌(agitation)過強，則趨於集塊(agglomerate)，從而形成大量的研磨顆粒。電解槽中出現這種大量的研磨顆粒是不希望看到的。
此外，中央芯線之表面上磁性研磨顆粒的密度增加。
此製程之這些實施例具有以下優點：- 永久磁化中央芯線以限制磁性研磨顆粒之集體集塊，並且還可避免對外部磁場的需求，此外部磁場作為可吸引磁性研磨顆粒到中央芯線之磁場來源；- 使用與芯線的軸平行磁化的中央芯線，令在中央芯線的整個圓周上分佈的永久徑向磁感應在中心芯線的表面上表現為高於0.1毫特士拉(mT)，從而增加此中央芯線之外圍上的磁性研磨顆粒的分佈均勻性；- 步驟a)包含在中央芯線上沈積磁性研磨顆粒，每一磁性研磨顆粒包含一磁性材料，磁性材料的相對磁導率高於50，磁性材料表現為磁性研磨顆粒的體積的至少1%，在步驟a)期間在中央芯線與研磨顆粒間產生磁相互作用，從而吸引研磨顆粒到中央芯線，以及步驟b)包含在中央芯線上沈積黏合劑，從而保持研磨顆粒被接合至中央芯線，重複步驟a)與步驟b)複數次，可獲得多層線，增加線的作業壽命。
本發明還關於一種研磨線之製造設備。
最後，本發明之另一目的係為一種研磨線。
2‧‧‧設備
3‧‧‧線
4‧‧‧芯線
6‧‧‧顆粒
8‧‧‧黏合劑
10、12‧‧‧層
16‧‧‧研磨粒
18‧‧‧塗層
24‧‧‧捲軸
26、44、90、104、114、300‧‧‧裝置
28‧‧‧電壓源
30‧‧‧滑輪
32‧‧‧導體
34‧‧‧容器
36‧‧‧槽液
38‧‧‧電解液
40‧‧‧電極
46‧‧‧導體
48‧‧‧滑輪
50‧‧‧容器
52‧‧‧槽液
54‧‧‧電極
56‧‧‧電壓源
58、60‧‧‧導體
62、64‧‧‧滑輪
68‧‧‧捲軸
70‧‧‧馬達
80‧‧‧線圈
82‧‧‧磁心
84‧‧‧電流源
86‧‧‧缺口
92、93、94‧‧‧磁心
96、97、98‧‧‧線圈
100、101、102‧‧‧電流源
105‧‧‧箭頭
106‧‧‧螺線管
107‧‧‧軸
108‧‧‧電流源
110‧‧‧磁鐵
110A‧‧‧場線
112‧‧‧致動器
116‧‧‧電流源
117、118‧‧‧導體
120‧‧‧直線管
122‧‧‧上游端
124‧‧‧下游端
126、128‧‧‧回程管
130、150、160‧‧‧噴嘴組
132‧‧‧裝置
140‧‧‧噴嘴
142‧‧‧牆壁
162‧‧‧致動器
164‧‧‧軸
170‧‧‧研磨顆粒
172‧‧‧塗層
176‧‧‧顆粒
180‧‧‧研磨顆粒
182‧‧‧芯線
184‧‧‧塗層
190‧‧‧研磨顆粒
192‧‧‧碎片
194‧‧‧磁性材料
301‧‧‧發電機
302‧‧‧線圈
303‧‧‧芯線
304‧‧‧缺口
305‧‧‧場線
320、322‧‧‧區域
324‧‧‧南極
326‧‧‧北極
A、B、C、D‧‧‧點
F、M1、M2‧‧‧箭頭
ie‧‧‧電解電流
ia‧‧‧磁化電流
第1圖，係為研磨線之製造設備之示意圖。
第2圖，係為使用第1圖所示設備製造的研磨線之剖面圖。
第3圖，係為第2圖之線之磁性研磨顆粒之剖面示意圖。
第4圖、第5圖與第7圖，係為用於磁化第2圖之線之中央芯線之裝置之多個實施例之示意圖。
第6圖，係為使用第5圖之裝置磁化之第2圖中線之中央芯線之剖面示意圖。
第8圖與第9圖，係為用於磁化第2圖中的線之中央芯線與磁性研磨顆粒之另一裝置之示意圖。
第10圖，係為用於磁化第3圖所示磁性研磨顆粒之裝置之示意圖。
第11圖，係為為第1圖之設備保持電解液槽之容器之示意圖。
第12圖、第13圖與第14圖，係為第11圖中容器所使用的一組噴嘴之多個實施例之剖面示意圖。
第15圖、第16圖、第17圖與第18圖，表示第3圖中磁性研磨顆粒之多個實施例。
第19圖，係為使用第1圖中的設備製造第2圖中的線之製程之流程圖。
第20圖，係為製造第2圖中線之另一製程之流程圖。
第21圖，係為用於磁化第2圖中線之中央芯線之裝置之最後一個實施例之示意圖。
第22圖，係為使用第21圖中的裝置磁化製造第2圖中的 線之中央芯線之剖面示意圖。
這些圖式中，相同參考標號用於標記相同元件。
本文之其他描述中，未詳細描述本領域中眾所周知的特徵與功能。
本文之描述中，當對於磁性材料給定相對磁導率時，這些磁導率係針對頻率為零的情況。
術語「磁感應」與「磁化」在使用時同義。術語「剩餘磁感應」或「剩磁」(magnetic remanence)在使用時同義。此為沒有外部磁場的情況下，透過先前磁化的磁性材料所產生的磁感應。這種情況下，磁性材料也被稱為具有殘磁(remanent magnetization)或者被永久磁化。
以下，「磁化」(magnetize)被理解為意味著一部份具有非零的磁矩(magnetic moment)。此部份的磁化為永久的，即甚至在沒有外部磁場的情況下仍然保持。然後論述永久磁化。然後，如果此部份的表面上的永久磁感應在室溫時高於0.1mT，則此部份形成永久磁鐵。用於產生永久磁鐵的材料一般為硬磁材料。「硬磁材料」的表述被理解為意味著材料的矯頑磁力(coercivity)高於5mT，並且高於10mT或50mT較佳。通常，這些材料為包含大量鐵、鈷、鎳與/或稀土族之材料。「大量」的表示被理解為意味著，例如此材料的重量 的一半以上或多於90%由這些元素的一種或組合所組成。
一旦這種磁性材料不再暴露在外部磁場中，則此部份的磁化也可能消失。因此，這部份不具有永久磁化。本文中，如果永久磁化嚴重低於0.1mT，通常低於0.05mT，則此部份被認為被去磁(demagnetize)。通常，這部份由軟磁材料製造，即矯頑磁力嚴重低於1mT的材料。
第1圖表示用於製造研磨線3之設備2。研磨線意圖用於透過磨損或研磨以切斷硬材料。本文中，如果其維氏標度(Vickers scale)的微硬度(microhardness)高於400 Hv50或者莫氏硬度標度(Mohs scale)高於或等於4，則這種材料被認為是硬材料。本文之描述中，維氏微硬度表示力的負載為50克(gram)，即，力為0.49牛頓(N)。然而，本領域之熟悉技能人員知道需要根據待測量的材料的厚度調整負載，從而維氏壓痕(Vickers indent)的大小小於材料的厚度。本文中，這種研磨線用於切割單晶矽或者多晶矽或者甚至藍寶石(sapphire)或者碳化矽(silicon carbide)。
在更詳細描述設備2以前，結合第2圖與第3圖描述此設備2製造的研磨線3。
研磨線3包含中央芯線4，中央芯線4之外圍上接合有磁性研磨顆粒6，磁性研磨顆粒6透過黏合劑(binder)8被保持在中央芯線上。通常，中央芯線採用簡單的線，具有高於2000或3000百萬帕斯卡(MPa)，通常低於5000 MPa的 拉張強度。
芯線4的斷裂伸長度(elongation at break)高於1%，並且高於2%較佳。相比之下，芯線4的斷裂伸長度不能過高，例如必須保持低於10或5%。本文中斷裂伸長度表示芯線4斷裂前芯線4的長度的增加。
此實施例中，芯線4具有圓形的橫斷面。例如，芯線4的直徑介於70微米(μm)與1毫米之間。芯線4的直徑通常取決於待切割的材料。例如，當切割矽錠(ingots of silicon)時，芯線4的直徑介於200微米與450微米或1毫米之間，而當切割矽晶元時，芯線4的直徑介於70微米與100微米或200微米之間。此實施例中，芯線4係由電導體材料製造。如果一種材料的電阻率(resistivity)在20℃低於10-5歐姆，則這種材料被視為導電。本文中，芯線4還可由磁性材料製造，其相對磁導率(relative permeability)高於50，並且高於100或200較佳。例如，芯線4可以由鋼、碳或者鐵不鏽鋼(ferretic stainless steel)或者鍍銅鋼(brass-plated steel)製造。例如，芯線4的線性密度m介於10mg/m與500mg/m之間，並且介於50mg/m與200mg/m間較佳。
研磨顆粒6在芯線4的表面上形成齒狀，這些齒將侵蝕待切割之材料。因此，這些研磨顆粒6必須比待切割的材料硬。
這些顆粒6的直徑介於1微米與500微米之間， 並且小於芯線4的直徑的三分之一。本文之此實施例中，對於直徑為0.12毫米的芯線，顆粒6的直徑介於10與22微米之間。當這些顆粒6不是球形時，此直徑對應這些顆粒的最大水力直徑(hydraulic diameter)。
黏合劑8的功能是保持研磨顆粒6沒有自由度地與芯線4接合。
黏合劑8為金屬黏合劑較佳，因為這些黏合劑比樹脂更硬，因此允許研磨顆粒更加有效地保持在芯線4上。本文中，黏合劑為鎳。
此實施例中，黏合劑8被沈積為連續的兩層10與12。層10的厚度小。例如，層10在厚度方面小於顆粒的平均直徑的一半。層10只是用於將研磨顆粒6微弱地接合到中央芯線。
層12則較厚。例如，在徑向方向，層12的厚度是研磨顆粒的平均厚度的0.5倍多。層12一般在厚度方面是研磨顆粒6的平均直徑的0.7倍多或等於0.7倍。然而，傳統上層12的厚度小於或等於研磨顆粒的平均直徑。
當使用研磨線3切割一部件時，層12避免研磨顆粒6脫落。
第3圖更詳細地表示了磁性研磨顆粒6。每一研磨顆粒6包含研磨粒(abrasive grain)16，由比待鋸的材料更硬的材料製造。例如，研磨粒16的硬度在維氏標度上高於430 Hv50，並且大於或等於1000 Hv50較佳。在莫氏標度上，研磨粒16的硬度大於7或8。例如，研磨粒16為金剛砂(diamond grains)。
每一研磨粒16被磁性材料製造的塗層18覆蓋，此磁性材料的相對磁導率高於或等於50，高於或等於100較佳。例如，使用的磁性材料為鐵磁材料或者次鐵磁(ferrimagnetic)材料。其居里溫度係高於在芯線4上電沈積研磨顆粒6期間所達到的溫度。較佳地，此材料還可為導電材料，從而輔助顆粒6藉由黏合劑8接合到芯線4。例如，使用的材料為包含以下元素其中之一的鐵磁材料較佳：鐵、鈷、鎳或者釤-鈷合金(samarium-cobalt alloy)或者釹(neodymium)。
塗層18足夠厚，從而當研磨顆粒6被放置於30 T/m以及10 T/m較佳的磁感應梯度中時，研磨顆粒6中的磁性材料的體積使得此顆粒能夠被拾取。通常，為此，磁性材料的體積表示為研磨顆粒6的體積的1%多或5%多。例如，磁性材料在厚度上介於研磨顆粒的研磨粒16的直徑的0.5與100%之間，並且在厚度上介於研磨顆粒6的研磨粒16的直徑的2與50%之間較佳。
此厚度一般大於0.05微米，大於1微米較佳，從而實現塗層18覆蓋研磨粒16的多於90%的外表面。
例如，塗層18透過濺射(sputtering)、電沈積、 化學氣相沈積(CVD)或者無電化學沈積(electroless chemical deposition)方法沈積於研磨粒16上。
舉個例子，本文中的塗層18由鎳製造。選擇塗層18的厚度，這樣其重量多於研磨顆粒6的10%，並且少於研磨顆粒6的重量的56%較佳。
第1圖中，箭頭F表示芯線4的運行方向。以下，相對箭頭F的方向定義上游(upstream)與下游。
沿芯線4的運行方向，依照芯線4所遇到的元件的順序描述設備2的各個元件。
設備2包含捲軸(spool)24，待塗覆研磨顆粒6的芯線4纏繞在捲軸24上。
接下來，設備2選擇性地包含裝置26，裝置26用於磁化中央芯線4。結合第4圖、第5圖、第6圖、第7圖以及第21圖描述此裝置的實施例。
接下來，芯線4遇到與電導體32機械接觸的點A，電導體32與直流電壓源28之負端電連接。例如，使用導電滑輪30產生點A，導電滑輪30透過導體32電連接電壓源28之負端。通常，此滑輪30包含溝槽，當中央芯線4展開時，在溝槽內部摩擦。例如，安置滑輪30從而能夠圍繞與芯線4的縱軸方向垂直的軸自由旋轉。
電壓源28產生電解電流ie。通常，電解電流ie的密度高於5安培/平方分米(A/dm2)，並且一般低於50 A/dm2。電流密度係為電流ie的大小與電解槽中浸沒的芯線4的面積的比率。
設備2包含容器34，容器34用於容納浸沒芯線4之電解液的槽液36。
槽液36包含電解液38與分散在電解液中的研磨顆粒6。
通常，電解液38為水溶液(aqueous solution)，包含黏合劑8的離子，即本文中為Ni2+離子。例如，電解液38為稱為「瓦特鎳溶液」(Watts nickel solution)之溶液。
電連接電壓源28之正端之電極40也被浸沒在槽液36中。因此，此電極形成陽極，而槽液36中浸沒的芯線4的部份形成陰極。
通常，電極40沿芯線4之縱向平行延伸。
可選擇裝置44代替裝置26，或者甚至除裝置26外還可選擇裝置44。位於槽液36附近的裝置44，用於磁化槽液36中浸沒的研磨顆粒6與芯線4。結合第8圖與第9圖描述裝置44之一個實施例。
槽液36的下游，設備2包含另一點B，係為芯線4與電導體46間的機械接觸點。導體46電連接電壓源28的負端。例如，使用滑輪48產生此接觸點。通常，此滑輪48與滑輪30相同。
當從槽液36中輸出時，中央芯線4被研磨顆粒 6覆蓋，研磨顆粒6透過層10保持在中央芯線上。為了加強研磨顆粒6對中央芯線的黏合，裝置2包含第二容器50，容器50容納電解液的槽液52，中央芯線4再被浸沒於槽液52中，以沈積黏合層12。
與槽液36相比，槽液52沒有包含研磨顆粒。槽液52主要由黏合劑8形成，本文中即為包含Ni2+離子之溶液。
容器50包含電極54，電極54連接直流電壓源56之正端。因此，此電極54形成陽極。
電壓源56的負端連接芯線4與電導體58及60間的兩個機械接觸點C與D。這兩個接觸點C與D分別位於槽液52之上游與下游。分別使用滑輪62與64各自產生這兩個接觸點C與D。舉例，這兩個滑輪62及64與滑輪30相同。
當從槽液52中輸出時，層12已經被沈積。
滑輪64下游的虛線表示設備2中還可引入其他裝置，從而對製造的線施加額外的處理。因為這些處理在本領域中眾所周知，所以本文中未表示。
最後，線3纏繞在捲軸68上。捲軸68透過馬達70旋轉，從而拉動線通過電解液的槽液36與52。
第4圖更詳細地表示用於磁化芯線4的裝置26的一個可能實施例。裝置26具有永久磁化中央芯線之功能，這樣中央芯線沿芯線4的徑向具有磁矩。這種永久磁化在芯線4的表面上產生永久磁感應，這種磁感應至少高於0.1 mT 或0.4 mT，並且高於0.5 mT或1 mT較佳。為了永久磁化芯線4，裝置26向芯線4施加強直流磁場。本文中「強磁感應」之表述被理解為意味著磁感應的強度高於0.1 T，並且高於0.5或1 T較佳。「強磁場」之表述被理解為意味著磁場的強度高於800 A/m，並且高於4 kA/m或8 kA/m較佳。裝置26之情況下，沿芯線4之徑向平行之方向施加此強磁場。
為此目的，裝置26包含線圈80，直流電流流經線圈80，此線圈纏繞磁心(magnetic core)82。線圈80的端部連接直流電流源84。
磁心82為C狀。磁心82的端部彼此正對接近，從而形成缺口86。芯線4通過此缺口86，實際上沿運行方向逐漸展開。因此，裝置26產生具有單個南極與單個北極之徑向磁矩，單個南極與單個北極在中央芯線之外圍上完全相對。此南極與此北極沿中央芯線的縱向延伸。
將中央芯線永久磁化使得研磨顆粒更加有力且更加快速地向中央芯線被吸引。沒有磁化裝置44，也可額外或可選擇地實現此功能。沒有磁化裝置44的情況下，中央芯線本身形成能夠吸引研磨顆粒的磁感應來源。
第5圖表示用於磁化中央芯線的裝置90，能夠替代裝置26被使用。此裝置90能夠在芯線4的外圍上交替且在預設位址處產生複數個南極與複數個北極。例如，此實施例中，裝置90包含三個C狀的磁心92、93及94，分佈於 芯線4的外圍周邊。本文中，這三個磁心92、93及94係位於與芯線4的縱向垂直的相同平面中。每一磁心的兩個端部轉向芯線4的各自部份，並且充分靠近此芯線4，每一磁心的場線接近通過芯線4。
裝置90還包含位於每一磁心92、93及94中的線圈96、97及98，用於產生強磁場。每一線圈96、97及98分別連接電流源100、101及102。
第6圖表示使用裝置90在芯線4的外圍上產生的南極與北極的分佈。圖式中，用虛線圍繞「S」所畫的方形表示南極，而用虛線圍繞「N」所畫的方形表示北極。為了第6圖所示的南極與北極之分佈，電流源100、101及102所產生的電流方向依照規律的時間間隔被反向。因此，除了獲得芯線4之外圍周邊交替的南極與北極，同時還獲得在芯線4之縱向交替之南極與北極。在芯線4的外圍上分佈複數個南極與北極使得研磨顆粒更加均勻地在被放置在外圍上。沿縱向分佈複數個南極與北極使得能夠更準確地控制研磨顆粒在縱向的密度。較佳地，南極與北極均勻地分佈於芯線4的外圍上。同樣，南極與北極較佳地沿芯線4之縱向均勻地分佈。尤其使得研磨顆粒在芯線4的整個外圍上均勻分佈。
第7圖表示用於磁化中央芯線4的裝置104。裝置104可替代裝置26被使用。與以上描述的前一裝置相比，裝置104僅僅沿芯線4的縱向永久磁化此中央芯線。然後， 芯線4在其縱向之永久磁化通常高於1或4 mT。因此，被磁化的芯線4特別在其表面上具有徑向的永久磁化，其大小高於0.1或0.4mT。第7圖中，箭頭105表示永久的徑向磁化。
此外，此徑向磁化在芯線4的外圍上分佈地相當均勻，從而促進了研磨顆粒6在芯線4之整個外圍上的均勻分佈。
例如，裝置104包含圍繞軸107纏繞之螺線管(solenoid)106。螺線管106連接直流電流源108，從而產生強磁場。照常展開的芯線4沿軸107穿過螺線管106。
第8圖與第9圖更詳細地表示了磁化裝置。裝置44包含複數個直流磁場的來源。每一磁場來源產生在芯線4中產生磁矩，吸引磁性顆粒到芯線4。本文中，使用一個與相同的永久磁鐵組產生多個磁場來源，磁鐵可在第8圖所示的第一位置與第9圖所示的第二位置間移動。為了簡化第8圖與第9圖，圖中僅僅表示一個永久磁鐵110。此永久磁鐵產生多於0.1T的永久磁感應或者強於800 A/m或4 kA/m或8 kA/m之磁場。
第一位置中，磁鐵110的場線110A正好通過芯線4的橫斷面，這樣為芯線4給出與第一徑向平行的第一磁矩，第一徑向如第8圖之箭頭M1所示。第二位置中，如第9圖所示，磁鐵110在位置中移動，這樣其場線110A通過芯線4，從而為芯線4給出與第二徑向平行的磁矩，第二徑向如第 9圖之箭頭M2所示。箭頭M1相對箭頭M2成角度地移動，其角度介於20°與160°間，介於75°與115°間較佳。本文中，此角度為90°，處於±5°的範圍內。
本文中，裝置44包含致動器(actuator)112，能夠在第一位置與第二位置間移動磁鐵110。
第10圖表示裝置114，用於透過芯線4磁化槽液36中出現的研磨顆粒6。此裝置114替代裝置26與44，或者被裝置26與44代替使用。裝置114包含電流源116，透過電導體117與118分別電連接接觸點A與B。例如，透過以上描述的滑輪30與48確保芯線4與導體117及118間的機械接觸。電流源116使得直流磁化電流ia的流動成為可能。電流ia疊加於電解電流ie上，但是與電解電流ie相反，電流ia的大小在槽液36中浸沒的芯線4的部份中保持恆定。因此，芯線4產生磁感應，用於磁化研磨顆粒6，這樣研磨顆粒6則向芯線4的方向被吸引。因此，此實施例中，芯線4形成磁感應來源，吸引顆粒到芯線4。此實施例中，省略導體46較佳，這樣，電解電流ie與磁化電流ia在芯線4內部組合。
第11圖更詳細地表示容器34的一個實施例。此容器的各種特徵允許芯線4在槽液36中的移動的速率加速，不會減少或增加芯線4上沈積的研磨顆粒的數量。為了簡化第11圖，圖中未表示電極40。
容器34包含直線管(rectilinear duct)120，槽液 36與方向X平行流經直線管120。X方向與芯線4的縱向平行，並且向方向F引導。方向X與方向Y及Z形成正交坐標系統。容器內槽液36的流動方向如箭頭所示。直線管120從上游端122向下游端124延伸。
槽液36中浸沒的芯線4，從上游端122向下游端124通過直線管120。
容器34還包含回程管(return ducts)，用於將槽液36從下游端124返回上游端122。為了簡化第11圖，圖中僅僅表示兩個回程管126與128。
回程管126與128在上游端122與下游端124間延伸。回程管126與128透過噴嘴組130打開上游端122。噴嘴組130形成槽液36之噴射，以非零的速度沿芯線4的徑向方向撞擊芯線4。通常，此速度的徑向分量V3高於V1/2或3V1/4或者等於V1，其中V1為芯線4在槽液36中的運行速度。分量V3還小於1.5 V1較佳。如果速度的分量V3高於速度V1的50%，到達線且與其黏合的研磨顆粒的數量則符合要求。如果分量V3高於速度V1的150%，則產生擾動，無論到達芯線的顆粒多少，與芯線黏合的顆粒數量不會必然增加。例如，噴塗速度的徑向分量高於1m/min，並且高於10或60 m/min較佳。相對未使用這種噴嘴的同等情況下，沿徑向方向將槽液36噴塗到芯線4上，允許芯線4上沈積的研磨顆粒的數量增加。
設備2還包含裝置132，用於使得槽液36與方向 X平行以速度V2在直線管120中前進。本文中，例如，透過用於吸取槽液36之吸取泵(suction pump)形成裝置132。這些泵各自安置於回程管126與128之一中。
調整裝置132，使得直線管120中與方向X平行的槽液36的速度V2等於在直線管120內部移動的芯線4的速度V1。本文中，速度V2被視為等於速度V1，這兩個速度等於±5 m/min，並且等於±1 m/min或20 cm/min較佳。
在距離芯線4的外圍1或2mm以及距離直線管120之牆壁多於1或2mm處測量槽液36的速度V2。
通常，速度V1高於6 m/min或10 m/min，並且高於30或50 m/min較佳。
第12圖更詳細地表示了噴嘴組130的橫斷面。噴嘴組130包含複數個噴嘴140，用於向芯線4上噴塗槽液36。第12圖中的箭頭表示噴嘴140產生的每一次噴射。此實施例中，噴嘴140均勻分佈在芯線4的外圍上。這使得研磨顆粒更均勻地分佈在芯線4的外圍上。通常，噴嘴140的端部距離芯線4的外圍小於5毫米，並且小於1毫米較佳。本文中，例如噴嘴140為在圓形牆壁142中形成孔洞。噴嘴140沿芯線4的浸沒部份分佈。這部份通常表示為小於槽液36中浸沒的芯線4的總長度的一半或者四分之一。包含噴嘴140的這部份係為沒有噴嘴的芯線4的浸沒部份的上游。
第13圖表示噴嘴組150，可替換以及代替噴嘴組 130被使用。除噴嘴140未均勻分佈於芯線4的外圍上以外，噴嘴組150與噴嘴組130相同。例如，本文中噴嘴140僅僅分別排列於芯線4上方與下方所放置的頂板與底板中。
第14圖表示噴嘴組160，能夠替換以及代替噴嘴組130被使用。除噴嘴140僅僅面對面均勻分佈在芯線4的兩個完全相對的角段以外，噴嘴組160與噴嘴組130相同。通常，每一角段(angular segment)延伸多於10°或25°。這兩個角段透過沒有噴嘴的角段彼此分離，這些沒有噴嘴的角段各自延伸多於10°或25°。此外，此實施例中，提供致動器162，用於旋轉噴嘴組160圍繞與方向Z平行的軸164旋轉。本文中，軸164與芯線4的軸一致。箭頭K表示噴嘴140圍繞芯線4的旋轉方向。噴嘴組160使得研磨顆粒6以螺旋圖案分佈於芯線4的外部周邊上。
第15圖、第16圖、第17圖以及第18圖表示研磨顆粒6之其他可能實施例。例如，第15圖表示研磨顆粒170，除塗層18被塗層172代替以外，研磨顆粒170與研磨顆粒6相同。除塗層172被永久磁化，從而在其表面上具有與其表面垂直方向的永久磁感應以外，塗層172與塗層18相同，永久磁感應為0.1或1 mT或更多，以及為5 mT或更多較佳。當研磨顆粒170替代研磨顆粒6以及代替研磨顆粒6被使用時，可省略磁化裝置26、44與114。然後，研磨顆粒170本身形成磁感應的來源，能夠吸引顆粒到芯線4。有關顆粒 170之先前詮釋也應用到研磨顆粒的以下其他實施例。
第16圖表示研磨顆粒176。顆粒176整體由鐵磁或者次鐵磁材料製造，這種材料比待切割的材料硬。「整體由…製造」的表述被理解為意味著鐵磁或者次鐵磁材料代表研磨顆粒的重量的多於90%，並且多於95或97%較佳。此實施例中，沒必要用塗層覆蓋研磨顆粒。例如，使用的鐵磁材料為二氧化鉻(CrO2)，比矽更硬，並且在高達大約80℃的居里溫度保持其磁性。
第17圖表示研磨顆粒180，由塗佈有塗層184的磁性芯線182形成，塗層184形成研磨層。
最後，第18圖表示由碎片192形成的研磨顆粒190，碎片192為透過磁性材料194彼此黏合的研磨材料。例如，此碎片為金剛石碎片，而共同黏合這些各種碎片以形成顆粒190的材料為鈷。
現在結合第19圖之製程描述設備2的作業。步驟200期間，芯線4透過馬達70從捲軸24上展開。例如，芯線4以高於6 m/min的速度展開，速度高於10、30、40或60 m/min較佳。芯線4的每一分段移動，然後連續經歷以下步驟。
可選擇地，在步驟202期間，中央芯線4被裝置26、90、104或者第21圖所示的裝置永久磁化。
接下來，在步驟204期間，研磨顆粒與黏合劑8被沈積於芯線4上。此實施例中，研磨顆粒6與黏合劑的第 一層10透過容器34中的電解作用同時被沈積。為此目的，在步驟204中，電壓源28在電極40與芯線4之浸沒部間施加電勢差。同時，裝置132沿平行芯線4的方向驅動直線管120內部的槽液36，從而沿芯線4產生電解液流，以等於速度V1的非零速度V2到正或負5 m/min的速度以內移動。裝置132的作業還導致槽液36藉由噴嘴140被噴塗於芯線4上。
可選擇地，與步驟204平行，步驟206期間，槽液36中出現的顆粒206經受外部磁場，從而吸引顆粒206到芯線。此步驟中，外部磁場可透過裝置44被產生。這種情況下，外部磁場將中央芯線4與研磨顆粒6兩者均磁化。通常，如果未實施步驟202，則採用裝置44。相比之下，如果實施了步驟202，則不採用裝置44較佳。
步驟206中，還可透過裝置114產生外部磁場。除裝置26、90、104、44或者300(第21圖)以外，還可使用裝置114，或者還可使用裝置114代替這些裝置。
步驟206中，向中央芯線方向吸引研磨顆粒，以及研磨顆粒透過吸引磁力被保持在中央芯線上。
因此，用於向芯線4的方向吸引研磨顆粒的磁感應的出現：-能夠更快地在芯線4上沈積研磨顆粒；以及-使得芯線4通過槽液36的移動相關的流體擾動(hydrodynamic turbulence)更難以將顆粒6從芯線4脫落。
步驟208中，黏合劑的第二層12係透過槽液52 中的電解作用(electrolysis)被沈積。
最後，步驟210期間，由此製造的線3被纏繞到捲軸68上。
第20圖表示線3的製造製程的另一可能實施例。除省略步驟204以及步驟202與206分別被步驟222與224代替以外，此製程與第19圖中的製程相同。
步驟222中，磁化的研磨顆粒被沈積於磁性材料製造的中央芯線上。然後研磨顆粒被吸引到中央芯線，並且保持在中央芯線4上。在芯線被浸沒在電解槽中以前，執行步驟222。步驟222直接緊隨著步驟208。
步驟224中，施加外部磁場以保持研磨顆粒位於中央芯線上。例如，此外部磁場係使用裝置44被施加，但是沒有必要移動磁鐵110。步驟224可與步驟222同時開始，或者剛好位於步驟222之後。理想情況下，步驟224連續進行，直到研磨顆粒透過黏合劑被接合到芯線4上為止。例如，步驟224連續進行，直到步驟208結束為止。線3的生產方式使得能夠在芯線4的外圍上獲得均勻分佈的顆粒。
第21圖表示用於磁化中央芯線4之裝置300。裝置300例如代替裝置26、90或104。芯線4在預設位置處沿其縱向表現出南極與北極的交替，可採用這種方式實現芯線4的磁化。裝置300包含發電機301，傳送週期電流到線圈302。例如，發電機301在每一瞬時t0反向電流的方向。這些瞬時t0在時間上 規律地間隔較佳。例如，兩個連續的瞬時t0之間，電流的大小保持恆定。因此，兩個連續的瞬時t0之間獲得的電流大小中平線區(plateau)的週期，例如大於遵循電流方向的改變從一個平線區通過到另一平線區所需的時間長度的兩倍或十倍。
線圈302將電流變換為具有相同波形的磁場。此磁場集中在線圈302所纏繞的磁性芯線303內部。磁性芯線303形成一個封閉的磁性電路，封閉的磁性電路包含缺口304。主磁通量通過此缺口，次級或泄露的磁通量環繞缺口。次級磁通通過缺口304的外部。第21圖所示為次級磁通的場線305。缺口304被放置於芯線4的附近，這樣次級磁通藉由芯線4閉合。因此，芯線未被放置於缺口的內部。更準確地，次級磁通的場線在芯線4的內部主要沿芯線4的縱向延伸。
裝置300的作業期間，芯線4仍然沿與其縱向平行的相同方向移動。然後，沿一個方向以及然後沿相反的方向，裝置300施加與芯線4的縱向平行的磁場，同時芯線4相對裝置300移動。
現在結合第22圖加以解釋，裝置300可交替地磁化芯線4，芯線4沿一個方向與相反方向穿過次級磁通。依照這種方法進行處理，在芯線4的表面上產生區塊或區域320、322，區塊或區域320、322中磁化方向均勻。這些區域320、322沿芯線4的長度一個接一個連續排列。兩個即刻連續的區域320、322具有不同且通常相反的磁化方向。在兩個 即刻連續的區域320、322之間，因此在磁化方向存在不連續。已經測量到在每一不連續處存在從中央芯線徑向退出的「泄露」的磁場。因此，每一不連續處，觀察到感應峰值。這種「泄露」的磁場沿一個方向然後沿相反方向退出，從而在芯線4的表面上產生交替的南極324與北極326。第22圖中的箭頭表示南極324與北極326之間的少數場線。本文中，南極與北極在形狀上為環形，並且在芯線4的整個外圍上延伸。
實際上，已經證實對於吸引磁性研磨顆粒到芯線4而言，裝置300的使用比裝置104的使用更為有效。
吸引研磨顆粒6到芯線4的磁感應的使用在由此製造的線3上留下特徵痕跡。這是因為磁感應的使用在中央芯線上引起了研磨顆粒的特定組織(organisation)，在未使用這種磁感應的情況中不存在。這種特定組織取決於使用的磁化裝置。例如，如果一些研磨顆粒為長方形(oblong)，並且沿長軸具有更大的長度，則已經觀察到當中央芯線或研磨顆粒被例如裝置26、44、104或者300以及可能的裝置114磁化時，長方形顆粒的長軸則趨於沿中央芯線的表面的法線(normal)對準。通常，對於至少55%的長方形顆粒，以及一般對於多餘80或90%的長方形顆粒來說，這些長軸與通過此顆粒之中央芯線的表面的法線間的角度小於70°或45°或30°。換言之，長方形顆粒的一角被引導向芯線，而相反的一角被引導向線的外部。因為長方形顆粒的角從研磨線的外表面突 出，而非從其側面突出，所以增加了待切割的材料的侵蝕。為此，特定實施例中，至少10%，以及通常至少30%或50%到80%的研磨顆粒為長方形顆粒。長方形顆粒的縱橫比(aspect ratio)係高於1.5或2或4。本文中，縱橫比被定義為長方形研磨顆粒沿其最長軸的長度除以其寬度。顆粒的寬度係沿較小的軸被測量。較小的軸與最長的軸垂直，並且在顆粒的位於長軸的距離最遠的兩點間的一半切割最長軸。180°環形部份周圍分佈的眾多可能的較小軸中，用於測量寬度的較小軸為給出寬度最小值的較小軸。
如果在中央芯線被浸沒於電解液中以前，研磨顆粒被吸引且透過磁化被保持於中央芯線上，則多於70或85%的研磨顆粒與由此製造的研磨線的中央芯線機械接觸。當使用槽液36沈積研磨顆粒而未施加磁感應時，不會得到這種研磨顆粒的組織。特別地，在未施加磁感應的情況下，研磨顆粒的實質部份(substantial portion)延遲地接合到中央芯線。然後延遲接合的顆粒比事先接合的顆粒距離中央芯線更遠。目前，浸沒於電解液以前，在中央芯線上有效接合與保持研磨顆粒的唯一方式表現為應用磁感應。因此，上述研磨顆粒的排列也是使用磁化的特徵，以在沈積黏合劑前吸引顆粒到中央芯線。如果在研磨顆粒透過磁化被吸引且保持在中央芯線前，中央芯線已經被塗佈有連接層(tie layer)，則除70到85%的研磨顆粒直接接觸連接層並且不再直接機械接觸中央 芯線以外，前述方式保持有效。中央芯線具有徑向磁矩的情況下，研磨顆粒的密度在芯線4上產生的磁極附近比較高。
此外，如果在電解沈積期間施加磁感應，還可能在芯線4上產生黏合劑8的分子的特定組織。特別地，使用的芯線4在表現出複數個南極與北極交替地情況下，這種極點的交替導致黏合劑8的這些分子的特定組織的對應交替。例如，特定組織為黏合劑的晶體的定向(orientation)。使用掃描電子顯微鏡以及透過電子反向散射繞射(electron backscatter diffraction；EBSD)可測量晶體之定向。
最後，如果在線3的製造期間永久磁化芯線4或顆粒6，如果此線未在出售之前被故意去磁，由此製造的線3的芯線或研磨顆粒6將具有永久磁化。然而，場線趨於保持在黏合劑的層中。因此，線3的可測量磁感應遠遠小於被黏合劑覆蓋前的芯線4的可測量磁感應。例如，已經測量到芯線4的表面處的1.2mT剩餘磁感應在沈積黏合劑8的層以後在線3的表面處產生0.1mT的剩餘磁感應。例如，使用具有HGM T 02 45 035 0徑向探針的MAGSYS(多特蒙德，德國)HGM 09 s高斯計(gaussmeter)測量表面處的剩餘磁感應。考慮到地球磁場，在與環繞的磁場隔離的腔室中進行測量較佳，從而能夠測量非常微弱的磁場。
可能存在很多其他的實施例。例如，芯線4可由許多交織鏈(intertwined strand)形成。同樣，芯線4可由不 同於鋼的的材料製造。例如，芯線4還可由反磁(diamagnetic)或順磁材料製造。
研磨顆粒的塗層18並非必須為導電材料。
研磨粒16可由很多不同的研磨材料製造。例如，可由碳化矽(SiC)、二氧化矽(SiO2)、碳化鎢(WC)、氮化矽(Si3N4)、氮化硼(boron nitride)、二氧化鉻(CrO2)或者氧化鋁製造。
黏合劑8還可由不同於金屬的材料製造。例如，作為一種變體，黏合劑可為樹脂。
本文所述的各種磁化裝置可共同組合。特別地，裝置104可與上述的其他磁化裝置任意其一組合，從而組合中央芯線的永久軸向磁化與徑向磁化。
芯線4周圍可分佈許多裝置300，以提高芯線4周圍的磁化的均勻度。
如結合第22圖所述，裝置104或能夠在芯線4的縱向磁化芯線4的任意裝置可被修正，以沿線的縱長產生南極與北極的交替。例如，依照預先定義的間隔，將裝置104之線圈106中流動的直流電流的方向反向，可實現芯線4的磁化方向的交替。然後，沿芯線4的縱長，實現縱向磁化，磁化方向在兩個相反方向之間交替。為了產生南極與北極的交替，還可修正裝置26，這樣電流源84規律地將流經線圈80的直流電流的方向反向。還存在用於在芯線4的縱向磁化中產生不連續的其他方法。例如，另一實施例中，在芯線4 的表面上產生機械的不連續，例如溝槽或凸起(ribs)。通常，溝槽的深度或者凸起的高度大於芯線4的直徑的5%或10%或20%。已測量到這些溝槽或凸起也在芯線4的磁化中產生不連續，因此對應的磁感應在這些不連續的位置達到峰值。此實施例中，用於縱向磁化芯線4的磁場的方法恆定。機械不連續也可採用不同於溝槽或凸起的方式。例如，在芯線中預定位置處透過局部摻雜或類似植入產生不連續。
本文中未被保護的一個變體中，可省略裝置26。這種情況下，中央芯線未被永久磁化。然後，透過裝置44或透過磁化裝置例如裝置114或者甚至透過研磨顆粒的永久磁化，研磨顆粒被吸引到中央芯線。，特別地，可獨自使用磁化裝置44。
例如裝置26與90之磁化裝置中，線圈可被永久磁鐵代替。
作為一個簡化的變體，裝置44包含單個磁場來源。這種情況下，此磁場來源僅僅在中央芯線中產生磁矩，其方向仍然相同。然後可省略致動器118。此實施例中，則中央芯線其本身旋轉較佳，從而增加其外圍上研磨顆粒的分佈均勻度。
作為一個變體，裝置44包含複數個靜止的磁場來源，沿方向F相繼排列。排列這些來源的第一個與第二個，從而在芯線4中分別沿方向M1與M2產生磁矩。因此，隨著 芯線4逐漸前進通過槽液36，當位於第一來源的場線中時，首先在方向M1表現出磁矩，當處於第二來源的場線中時則在方向M2表現出磁矩。
磁鐵110可被隨時間變化的磁場來源替代。特別地，一旦研磨顆粒被固定到中央芯線，磁場的來源被關閉或者修正。例如，此來源在產生磁場的狀態與未產生磁場的狀態之間規律地變化。
當磁化裝置為裝置114時，中央芯線沒有必要由磁性材料製造。例如，芯線4可由鎢(tungsten)製造。這是因為當由非磁性材料製造的中央芯線被浸沒於槽液36中時，裝置114可使得研磨顆粒被吸引到此中央芯線。
裝置114產生的電流並非必須是直流。作為一種變體，此電流可隨時間變化。例如，在規定間隔，電流趨於零。
上述各種磁化裝置僅僅間歇被啟動，從而產生交替的永久磁化的中央芯線段與未永久磁化的中央芯線段。這允許在線的長度方向中交替產生複數個連續的段，每一段具有的研磨顆粒密度不同於緊鄰的上游與下游的鄰近段的研磨顆粒密度。例如，這使得可交替產生高於鄰近段顆粒密度至少十倍的研磨顆粒密度的段。
如果第一槽液36中沈積的黏合劑的層10足夠厚以保持研磨顆粒適當被接合到中央芯線，則可省略進入電解 液的第二槽液52的過程，此過程用以沈積黏合劑的附加層。
另一變體中，層10與12未彼此立即連續沈積。例如，層10首先被沈積於中央芯線的整個長度上，然後僅僅塗佈有層10的中央芯線被纏繞於捲軸上，然後被傳送到另一電解液槽中。接下來，層12透過另一機器被沈積於中央芯線的整個長度上。因此，層10與12的沈積係依照不同速度被執行。
另一實施例中，研磨顆粒與黏合劑的沈積步驟各自被重複複數次，從而圍繞中央芯線4獲得同心層的堆疊，每一層係由研磨顆粒與黏合劑形成。由此得到的多層線更耐磨損。
使用螺旋槳(propeller)生產出使得電解質在槽液36中流動的裝置，螺旋槳包含用以圍繞軸旋轉的輪葉(blade)。這些輪葉通常各自具有大於1 cm2的面積。螺旋槳被放置於回程管或直線管中較佳。
簡化的實施例中，省略了噴嘴140。這種情況下，槽液36簡單地以與中央芯線相同的速度流動。
另一實施例中，每一噴嘴140係透過一根管被形成，此管至少是其寬度的兩倍長。這允許改善槽液36之噴射之指向性(directivity)。噴嘴可被定向，這樣噴射在X方向還具有非零的速度分量。例如，噴嘴可相對線圈的方向傾斜大於95°或小於85°的角度。用X方向的分量定向噴嘴，避免剛 好在噴嘴處的顆粒的速度中形成梯度，使得能夠在槽中浸沒的芯線4的部份的整體長度上分佈顆粒。
簡化的實施例中，可省略裝置132，裝置132用於使得槽液36以與中央芯線4相同的速度流動。
黏合劑可透過不同於電解作用的方式沈積於中央芯線上。例如，電解作用可被無電化學沈積例如無電式鎳電鍍代替。例如，為此目的，使用一種減少分子(reducing molecule)例如次磷酸鈉(Na(H2PO2))。
當黏合劑透過不同於電解作用的方式被沈積時，黏合劑可由非導電材料例如絕緣樹脂被製造。
研磨顆粒還可沈積於電解槽的外部。例如，中央芯線被永久磁化，然後在中央芯線被浸沒於電解槽中前，研磨顆粒被噴塗於中央芯線上。然後研磨顆粒透過磁化被保持在中央芯線上。然後，由此塗佈的中央芯線被浸沒在電解槽中。這種情況下，電解槽沒必要容納研磨顆粒。
以上描述還應用到中央芯線被浸沒到電解槽中未移動的情況。例如，中央芯線為閉合迴路。這種情況下，整個迴路同時浸沒在槽中。中央芯線則在電解槽中保持靜止。
最後，可同時製造複數條線。這種情況下，複數條中央芯線被同時並行浸沒在上述相同的電解槽中，每一芯線彼此平行移動。這樣主要可降低製造線所需要的機器的數量。

Claims (11)

  1. 一種研磨線之製造製程，該研磨線係藉由一黏合劑透過在一中央芯線上保持研磨顆粒而形成，該製造製程包含：a)在該中央芯線上沈積磁性研磨顆粒，每一磁性研磨顆粒包含一磁性材料，該磁性材料的相對磁導率高於50，該磁性材料表現為磁性研磨顆粒的體積的至少1%，在步驟a)期間在該中央芯線與研磨顆粒間產生一磁相互作用，從而吸引研磨顆粒到該中央芯線；以及b)在該中央芯線上沈積該黏合劑，從而保持該等研磨顆粒被接合至該中央芯線，其特徵在於，在步驟a)以前，該中央芯線在其表面上沿其外圍與/或沿其長度交替分佈至少兩個南極與兩個北極。
  2. 如請求項1所述的研磨線之製造製程，其中在步驟a)以前，該中央芯線在其表面上沿該中央芯線的一徑向方向在每一南極與每一北極處具有一永久磁感應，該永久磁感應高於0.1mT，並且高於0.4mT較佳。
  3. 如請求項1所述的研磨線之製造製程，其中在步驟a)以前，該中央芯線具有一永久磁感應，該永久磁感應為至少1mT，在加或減10°的範圍內平行於該中央芯線的縱向。
  4. 如請求項3所述的研磨線之製造製程，其中該製造製程包含：- 在步驟a)以前，應用一第一外部磁場，從而磁化該中央芯線，由此經過磁化的該中央芯線具有與縱向對準的一第一磁矩，然後 - 在步驟a)以前，再應用一第二外部磁場，從而磁化該中央芯線，由此經過磁化的該中央芯線則具有一第二磁矩，該第二磁矩與該第一磁矩平行，但是方向相反。
  5. 如請求項1所述的研磨線之製造製程，其中在步驟a)與b)的第一次循環後，步驟a)與b)重複至少一個第二次。
  6. 如前述請求項任意其一所述的研磨線之製造製程，其中步驟b)期間，該製造製程包含：-沿該中央芯線的縱向，在包含黏合劑的離子之電解質槽內部，移動該中央芯線；以及-在移動的該中央芯線與一工作電極間施加一電勢差，從而在該中央芯線上透過電解作用造成該黏合劑的沈積。
  7. 一種研磨線之製造設備，該研磨線係藉由一黏合劑透過在一中央芯線上保持研磨顆粒而形成，該製造設備包含：-一單元，用於在該中央芯線上沈積磁性研磨顆粒，每一研磨顆粒包含一磁性材料，該磁性材料的相對磁導率高於50，該磁性材料表現為磁性研磨顆粒的體積的至少1%；以及-一單元，用於在該中央芯線上沈積該黏合劑，從而保持該等研磨顆粒被接合至該中央芯線，其特徵在於，該製造設備包含一裝置，該裝置能夠磁化該中央芯線，這樣在該中央芯線通過用於沈積研磨顆粒之單元前，該中央芯線在其表面上沿其外圍與/或沿其長度同時交替分佈至少兩個南極與兩個北極，從而在該中央芯線上沈積磁性研磨顆粒期間，吸引磁性研磨顆粒到該中央芯線。
  8. 一種研磨線，包含：-一中央芯線；-磁性研磨顆粒，透過一黏合劑保持在該中央芯線上，其特徵在於，該中央芯線在其表面上具有至少兩個南極與兩個北極，沿其外圍或沿其長度交替分佈且位於預定間隔處。
  9. 如請求項8所述的研磨線，其中該中央芯線具有高於5 mT的殘磁(remanent magnetization)
  10. 如請求項8與請求項9任意其一所述的研磨線，其中至少10%的磁性研磨顆粒為長方形，並且對於80%的這些長方形磁性研磨顆粒而言沿大軸長度更大，磁性研磨顆粒的大軸與穿過研磨顆粒的該中央芯線的表面的法線(normal)間的角度係介於0°與70°之間。
  11. 如請求項8所述的研磨線，其中對於85%的磁性研磨顆粒而言，磁性研磨顆粒與該中央芯線之表面間的最短距離等於一常數，該常數處於正或負1微米以內。
TW102111518A 2012-04-02 2013-03-29 研磨線之製造製程與設備 TWI583498B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1253017A FR2988628B1 (fr) 2012-04-02 2012-04-02 Procede et appareil de fabrication d'un fil de decoupe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201345660A TW201345660A (zh) 2013-11-16
TWI583498B true TWI583498B (zh) 2017-05-21

Family

ID=48045513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102111518A TWI583498B (zh) 2012-04-02 2013-03-29 研磨線之製造製程與設備

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9610642B2 (zh)
EP (1) EP2834395B1 (zh)
JP (1) JP6140805B2 (zh)
KR (1) KR20150002725A (zh)
CN (1) CN104321471B (zh)
FR (1) FR2988628B1 (zh)
TW (1) TWI583498B (zh)
WO (1) WO2013149965A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3018711B1 (fr) 2014-03-24 2016-03-11 Thermocompact Sa Procede de fabrication d'une boucle fermee de fil de decoupe
WO2016013985A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Jcs Group Pte Ltd A wire coating apparatus, system and method
FR3041650B1 (fr) 2015-09-30 2017-10-20 Commissariat Energie Atomique Substrat luminescent contenant des particules abrasives, et son procede de preparation
CN110198809A (zh) * 2017-01-19 2019-09-03 3M创新有限公司 通过调制磁场角度或强度的对可磁化磨料颗粒的操纵
US10376396B2 (en) * 2017-01-19 2019-08-13 Covidien Lp Coupling units for medical device delivery systems
JP7241294B2 (ja) * 2017-05-10 2023-03-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ソーワイヤー及び切断装置
CN108311757B (zh) * 2018-04-16 2023-12-22 张家港天工机械制造有限公司 一种金刚石线生产流水线
CN114952297B (zh) * 2021-02-20 2023-11-14 宝山钢铁股份有限公司 一种可消除薄钢板剪切磁性吸附的剪切焊接装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004009238A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Kanai Hiroaki ソーワイヤ製造方法及びソーワイヤ
JP2004050301A (ja) * 2002-07-16 2004-02-19 Noritake Co Ltd ワイヤーソーおよびその製造方法
CN101998894A (zh) * 2008-04-11 2011-03-30 联合材料公司 电沉积线型工具及其制造方法
WO2011042931A1 (ja) * 2009-10-06 2011-04-14 ジャパンファインスチール株式会社 固定砥粒ワイヤ及びその製造方法並びにその固定砥粒ワイヤに用いる砥粒

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4719380A (en) * 1985-05-07 1988-01-12 Smith Jr Berry E Electric generator for inducing current in the field coil
US4612470A (en) * 1985-05-07 1986-09-16 Smith Jr Berry E Electric generator with two rotors
EP0243825B1 (en) 1986-04-17 1994-01-05 Sumitomo Electric Industries Limited Wire incrusted with abrasive grain and method for producing the same
US5181939A (en) 1989-12-20 1993-01-26 Charles Neff Article and a method for producing an article having a high friction surface
US5250084A (en) * 1992-07-28 1993-10-05 C Four Pty. Ltd. Abrasive tools and process of manufacture
JP3013222B2 (ja) * 1994-08-12 2000-02-28 株式会社イマハシ製作所 表面研磨装置
JP3657323B2 (ja) * 1995-09-27 2005-06-08 トーヨーエイテック株式会社 ワイヤソーにおけるワイヤへの砥粒付着装置
JPH10328932A (ja) 1997-05-30 1998-12-15 Hitachi Cable Ltd 砥粒付ソーワイヤおよびその製造方法
JPH11320379A (ja) 1998-02-27 1999-11-24 Nippon Parkerizing Co Ltd ワイヤソ―の製造方法、製造装置及び該方法により製造されたワイヤソ―
JPH11245154A (ja) 1998-02-27 1999-09-14 Asahi Diamond Ind Co Ltd ワイヤソーの製造方法
JP2003275970A (ja) 2002-03-25 2003-09-30 Kanai Hiroaki ワイヤ工具およびその製造方法
JP4157724B2 (ja) * 2002-05-20 2008-10-01 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ワイヤーソーの製造方法及び製造装置
KR100698537B1 (ko) 2005-05-20 2007-03-22 박인순 다이아몬드 절삭공구 및 그 제조방법
TWI455781B (zh) 2008-12-18 2014-10-11 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 鋸線及其製造方法
JP5051399B2 (ja) * 2009-05-01 2012-10-17 信越化学工業株式会社 外周切断刃の製造方法及び外周切断刃製造用治具
CN101780664B (zh) * 2009-11-25 2011-06-22 西安交通大学 磁场辅助成型磨石的制备方法
TWI461249B (zh) 2010-04-27 2014-11-21 Kinik Co 線鋸及其製作方法
JP5512419B2 (ja) * 2010-06-30 2014-06-04 東京製綱株式会社 固定砥粒ソーワイヤの製造方法および固定砥粒ソーワイヤ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004009238A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Kanai Hiroaki ソーワイヤ製造方法及びソーワイヤ
JP2004050301A (ja) * 2002-07-16 2004-02-19 Noritake Co Ltd ワイヤーソーおよびその製造方法
CN101998894A (zh) * 2008-04-11 2011-03-30 联合材料公司 电沉积线型工具及其制造方法
WO2011042931A1 (ja) * 2009-10-06 2011-04-14 ジャパンファインスチール株式会社 固定砥粒ワイヤ及びその製造方法並びにその固定砥粒ワイヤに用いる砥粒

Also Published As

Publication number Publication date
EP2834395A1 (fr) 2015-02-11
US9610642B2 (en) 2017-04-04
US20150068131A1 (en) 2015-03-12
FR2988628B1 (fr) 2015-02-27
CN104321471A (zh) 2015-01-28
JP6140805B2 (ja) 2017-05-31
JP2015511545A (ja) 2015-04-20
EP2834395B1 (fr) 2016-04-20
KR20150002725A (ko) 2015-01-07
CN104321471B (zh) 2016-11-23
TW201345660A (zh) 2013-11-16
WO2013149965A1 (fr) 2013-10-10
FR2988628A1 (fr) 2013-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI583498B (zh) 研磨線之製造製程與設備
JP4693414B2 (ja) プラズマ強化プロセスを実行するための装置およびその使用方法
TWI393798B (zh) 成膜裝置及成膜方法
JPWO2007043476A1 (ja) マグネトロンスパッタ装置
JP4942005B2 (ja) マグネトロンスパッタ装置
JP2013524016A (ja) 回転式マグネトロンのための標的利用改善
JP5283084B2 (ja) マグネトロンスパッタ装置
JPH07507360A (ja) プレーナ型マグネトロン・スパッタ用磁石構造体の改良
TW201229284A (en) Magnetic field generator, magnetron cathode, and sputtering device
WO2009110404A1 (ja) 回転マグネットスパッタ装置
JP2013502513A5 (zh)
JP4933744B2 (ja) 多重磁極マグネトロンスパッタリング成膜装置
JPWO2014064741A1 (ja) マグネトロンスパッタ装置およびマグネトロンスパッタ方法
JP2003514991A (ja) 切頭円錐形スパッタリングターゲットのためのターゲット利用率の高い磁気構成
US3556954A (en) Method for obtaining circumferential orientation of magnetic films electroplated on wires
TWI515322B (zh) A magnetic material sputtering target is provided on the back of the target
JP2016196678A (ja) Ｒｆマグネトロンスパッタリング装置
EP2647740A1 (fr) Procédé et appareil de fabrication d'un fil de découpe
JP4517070B2 (ja) マグネトロンスパッタ装置及び方法
TWI655044B (zh) 具有研磨顆粒之割線的製造方法與系統以及使用該方法所製造的割線
JP2004149897A5 (zh)
JPS60217603A (ja) 硬質磁性膜の製造方法
JP2005023403A (ja) 硬質カーボン膜の形成方法および装置
RU2764538C1 (ru) Способ комбинированной обработки каналов сложной формы и устройство для его реализации
JPH028366A (ja) マグネトロンスパッタ装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees