(57)【要約】【課題】砥粒を用いることなしに良好な切削性能を確保することができ、かつ製造工程での線材の線速を高めてその生産性を向上でき、製造コストが廉価な新たなワイヤ工具及びその製造方法を工夫すること。【解決手段】クローム系炭化物２を包含する鋼線１に表面加工を加えて、上記クローム系炭化物２を鋼線１表面に突出させ、鋼線１表面に保護層を積層してクローム系炭化物２を固定するワイヤ工具の製造方法。【選択図】図１
2004090133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クローム系炭化物を包含する鋼線の表面に上記クローム系炭化物を突出させ、鋼線表面の保護層によってこれを固定したワイヤ工具。
【請求項２】
上記鋼線の直径が０．０５〜１．０ｍｍであり、クローム系炭化物の平均直径が５〜１００μｍである請求項１記載のワイヤ工具。
【請求項３】
クローム系炭化物を包含する鋼線に表面加工を加えて、上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させ、
鋼線表面に保護層を積層してクローム系炭化物を固定するワイヤ工具の製造方法。
【請求項４】
クローム系炭化物を包含する鋼線に表面加工を加えて、上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させ、
鋼線表面にショットブラスト加工を加えて、クローム系炭化物を固定するワイヤ工具の製造方法。
【請求項５】
クローム系炭化物を包含する鋼線にエッチング加工を加えて、上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させ、
鋼線表面にショットブラスト加工を加えて、クローム系炭化物を固定するワイヤ工具の製造方法。
【請求項６】
クローム系炭化物を包含する鋼線にショットブラスト加工を加えて、上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させ、
鋼線表面に保護層を積層してクローム系炭化物を固定するワイヤ工具の製造方法。
【請求項７】
クローム系炭化物を包含する鋼線に高エネルギーの第１ショットブラスト加工を加えて、上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させ、
鋼線表面に低エネルギーの第２ショットブラスト加工を加えて、クローム系炭化物を固定するワイヤ工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、半導体、シリコンウエハ、水晶、磁器材料などで代表される電気部品材料などの高価な素材を切断するのに用いられるソーワイヤや、糸鋸などの切断用ワイヤ工具及びその製造方法に関するものであり、その生産性を改良して生産コストを低減することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年細い金属線の表面にダイヤモンドなどの微細な砥粒を固着した固定砥粒式ソーワイヤが使用されはじめている。この従来の固定砥粒式ソーワイヤには、例えば伸線加工して細径化した金属線にレジンボンド（熱硬化性樹脂）を積層して、上記レジンボンド層によって、その表面に密にダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒、硬質微細繊維などの硬質微片（以下これを砥粒という）を固着したもの、或いは、メッキ層に砥粒を埋設して固着したものがある。前者の固定砥粒式ソーワイヤの製造方法は砥粒を混入させたレジンボンドの中に鋼線を通過させることでその表面に砥粒を混入したレジンボンドを付着させ、これを冷却硬化させる方法であり、後者の固定砥粒式ソーワイヤの製造方法はメッキ液に砥粒を浮遊させておいてメッキ（電気メッキ）処理時にメッキ層に砥粒が付着するようにする方法である。
【０００３】
前者の場合は混入した砥粒のレジンボンド中での分布が不均一であると、また、後者の場合はメッキ液中の砥粒分布が不均一であるとソーワイヤ表面に付着した砥粒分布が不均一になることが避けられず、さらに前者の場合は砥粒の金属線表面への固着力が必ずしも十分でないために、使用中に砥粒が脱落してその分布が粗になり、その結果ソーワイヤの切削性能が低下するという問題がある。
【０００４】
後者の場合は、砥粒の金属線表面への固着力は十分で、したがって、長時間に亘って切削性能が保持されるが、砥粒を十分な固着力で固着、保持するために必要な厚さにメッキ層を形成しなければならない。このメッキ処理は、細径の金属線をメッキ液中を微速で通過させてその間にメッキ層を所要の厚さに成長させるものであるから、メッキ液槽の通過時間を長くしなければならないので、メッキ処理を施すための線材の線速が遅く、したがって、ソーワイヤの生産性が低く、その生産コストが高いという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、従来のソーワイヤ及びその製造方法のいずれとも根本的に異なり、砥粒を用いることなしに良好な切削性能を確保することができ、かつ製造工程での線材の線速を高めてその生産性を向上でき、製造コストが廉価な新たなワイヤ工具及びその製造方法を工夫することをその課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【解決手段１】（請求項１に対応）
上記課題解決のためのワイヤ工具に関する手段は、クローム系炭化物を包含する鋼線の表面に上記クローム系炭化物を突出させ、鋼線表面の保護層によってこれを固定したことである。
【作用】
鋼線の表面に突出したクローム系炭化物は、平均直径が数十ミクロンの硬質の微粒子であるから、従来例における砥粒と同様の切削性能を発揮する。他方、クローム系炭化物は、鋼線表面の保護層によってしっかりと固定されるので、脱落が防止される。
【０００７】
【実施態様１】（請求項２に対応）
実施態様１は、解決手段１における鋼線の直径が０．０５〜１．０ｍｍであり、クローム系炭化物の平均直径が５〜１００μｍであることである。
なお、上記鋼線の直径は、クローム系炭化物の平均直径の５倍以上が好ましい。
【０００８】
【解決手段２】（請求項３に対応）
上記課題解決のための製造方法に関する手段１は、次の（イ）及び（ロ）によるものである。
（イ）クローム系炭化物を包含する鋼線に表面加工を加えて、上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させること、
（ロ）鋼線表面に保護層を積層してクローム系炭化物を固定すること。
【作用】
上記鋼線表面にエッチング加工、ショットブラスト（第１ショットブラスト）加工などの表面加工を加えることで、鋼線に包含されているクローム系炭化物がその表面に突出し、このクローム系炭化物の突出高さは、上記表面加工の程度を加減することで簡単、容易に調整される。
クローム系炭化物の鋼線生地に対する結合は比較的弱いが、鋼線表面に電気メッキ、電着塗装、樹脂コーティングなどの保護層を積層することによって、突出したクローム系炭化物が鋼線表面に結合される。そして、この保護層の厚さを加減することによって、所要の結合力が確保される。
なお、上記のショットブラスト（第１ショットブラスト）は高エネルギーのショットブラストである。
【０００９】
【解決手段３】（請求項４に対応）
上記課題解決のための製造方法に関する手段２は、次の（イ）及び（ロ）によるものである。
（イ）クローム系炭化物を包含する鋼線に表面加工を加えて、上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させること、
（ロ）鋼線表面にショットブラスト加工を加えて、クローム系炭化物を固定すること。
【作用】
上記鋼線表面に表面加工を加えて、鋼線に包含されているクローム系炭化物を鋼線表面に突出させることは解決手段２の（イ）と同じである。
クローム系炭化物の鋼線生地に対する結合は比較的弱いが、鋼線表面をショットブラスト（第２ショットブラスト）加工することにより、鋼線表面の残留オーステナイトがマルテンサイトに変化して一層硬化するとともに、当該ショットブラストの打撃によって鋼線のクローム系炭化物の間の表面が微細に窪み、その分だけ、クローム系炭化物の根元の部分において盛り上がる現象を生じ、この盛り上がりによってクローム系炭化物の根元が包み込まれる。したがって、突出したクローム系炭化物が鋼線表面に結合される。
なお、上記のショットブラスト（第２ショットブラスト）は低エネルギーのショットブラストである。
【００１０】
【解決手段４】（請求項５に対応）
上記課題解決のための製造方法に関する手段３は、次の（イ）及び（ロ）によるものである。
（イ）クローム系炭化物を包含する鋼線にエッチング加工を加えて、上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させること、
（ロ）鋼線表面にショットブラスト加工を加えて、クローム系炭化物を固定すること。
【作用】
上記鋼線表面にエッチング加工を加えることで、鋼線に包含されているクローム系炭化物がその表面に突出する。この場合のこのクローム系炭化物の突出高さは、解決手段２の（イ）による場合に比して同等乃至低めである。その後、鋼線表面にショットブラスト（第２ショットブラスト）加工を加えてクローム系炭化物を固定することは、解決手段３の（ロ）と同じである。
【００１１】
（請求項６に対応）
解決手段４のエッチング加工をショットブラスト（第１ショットブラスト）に代え、これによって上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させる。その後、解決手段２の（ロ）と同じようにして、鋼線表面に保護層によって上記クローム系炭化物を固定することができる。
【００１２】
（請求項７に対応）
上記と同様に、クローム系炭化物を包含する鋼線に高エネルギーの第１ショットブラスト加工を加えて、上記クローム系炭化物を鋼線表面に突出させる。その後、鋼線表面に低エネルギーの第２ショットブラスト加工を加えてクローム系炭化物を固定することができる。この場合は、第１ショットブラスト及び第２ショットブラストによって鋼線表面加工が一層進むことになる。
【００１３】
【実施例１】
次いで、図面を参照しつつ実施例を説明する。
ワイヤ工具の仕様は使用目的によって、その鋼線径は様々であるが、この実施例はマルテンサイト系ステンレス（ＳＵＳ４４０Ｃ）を有する直径０．２ｍｍの線材を用いる。この線材には平均直径がほぼ３０μｍのクローム系炭化物が包含されている。
この線材１は伸線加工したもの、圧延加工したもののいずれでもよく、また焼鈍加工、焼入加工などによって、ワイヤ工具の用途に応じてその物性を適宜調整したものを用いることができる。
上記鋼線１の表面を深さ１５μｍでエッチング加工して、クローム系炭化物（Ｃｒ系炭化物）２を高さ１０μｍ程度突出させる（図１（ａ）参照）。その後、厚さ５μｍのＮｉメッキ３を施して、当該メッキ層を介してクローム系炭化物２を鋼線１に固定する。このメッキ層としては、亜鉛メッキ、銅メッキ、アルミメッキなどを用いることができる。また、電気メッキに代えて電着塗装や樹脂コーティングを用いることもできる。
【００１４】
さらに、Ｎｉメッキの厚さは、クローム系炭化物２の直径の大小、上記突出高さの大小、鋼線の太さの大小により、数μｍ〜数十μｍの範囲で様々であるが、一応の目安としては、突出高さの６０〜９０％程度が適当である。メッキ材が亜鉛、銅、アルミニユウムの場合は、その強度に応じて、Ｎｉの場合のメッキ厚さを参考にして適宜加減すればよい。
【００１５】
【実施例２】
実施例２は、基本構造は実施例１と同じであり、エッチング加工してクローム系炭化物２を高さ１５μｍ程度突出させる（図２（ａ）参照）。その後、＃１０００〜＃１５００程度のＷＡ粒子（白色アルミナ質研削材）を用いてショットブラスト加工を行ったものである。このショットブラスト加工後の表面状態は図２（ｂ）に示す如くであり、クローム系炭化物２の間に微小な窪みａができ、反対にクローム系炭化物２の根元に隆起ｂを生じ、この隆起ｂによってクローム系炭化物２の根元が包み込まれている。このときの表面硬さは上記ショットブラスト加工によって高くなっており、上記隆起ｂは堅い表層であるから、クローム系炭化物２に対する保持力は高い。
【００１６】
【発明の効果】
以上のとおり、クローム系炭化物を包含する鋼線に表面加工を加えてクローム系炭化物を鋼線表面に露出させ、これを積層された保護層などで固定したものであるから、砥粒を用いる従来のものに比して、素材コストが廉価であり、また簡便な生産工程で生産することができ、さらに生産速度が高いので、著しく生産コストが廉価である。
【００１７】
また、クローム系炭化物は鋼線生地に対して強固に固着されているものではないから、表面に露出したクローム系炭化物はそのままでは比較的容易に脱落するが、積層された保護層などの簡便な固定手段で、強固に固定したものであるから、その耐久性は高い。
【００１８】
また、鋼線に包含されているクローム系炭化物を表面に露出させるものであるから、硬質切削刃の分布が均一であり、またその突出高さもほぼ均一であるから切削性能が極めて高く、また切断精度（切断面の精度）が極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の製造工程を示す模式図である。
【図２】実施例２の製造工程を示す模式図である。
【符号の説明】
１・・・鋼線
２・・・クローム系炭化物（Ｃｒ系炭化物）
３・・・メッキ層
ａ・・・窪み
ｂ・・・隆起
【図１】
2004090133.tif 000003
【図２】
2004090133.tif 000004