JP2639270B2 - ワイヤソーによる切断方法 - Google Patents
ワイヤソーによる切断方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
- B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高硬度の脆性材料
を、遊離砥粒を使用するワイヤソーで切断する方法に関
する。
を、遊離砥粒を使用するワイヤソーで切断する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】ブロック状の硬質材料を薄厚の板状製品
に切断する装置としては、内周刃ソー、外周刃ソー、ブ
レードソー、ワイヤソー等があり、前二者は固定砥粒、
後の二者は遊離砥粒による切断が行われる。内周刃ソー
は、薄厚のドーナツ状金属円板の内周部にダイヤモンド
砥粒を固着させたブレードを高速で回転させ、中心にセ
ットしたワークをブレードの半径方向に移動させて板状
の製品を1枚ずつ切断する方式である。ブレードは外側
から張力を付加するので、ブレードの厚さを薄くできる
ことから、切断による材料のロスは少なくて済む。一
方、外周刃ソーは、同じく薄厚のドーナツ状金属円板の
外周部にダイヤモンド砥粒を固着させたブレードを所定
間隔で軸に貫通固定し、高速回転させてワークに切込
み、一度に多数の製品を切断する方式である。この外周
刃ソーの場合は、ブレードの剛性の点からブレードの直
径を大きくできないため、小サイズの製品の切断に向い
ている。ブレードソーは、工具鋼製の直線ブレードに張
力を付加して所定ピッチでセットし、これに砥粒混合の
加工液をかけながら往復運動させ、同時にワークを上昇
動させて一度に多数の製品を切断する方式である。この
ブレードソーは設備的に安価であり、時間に制約がなけ
れば大面積の製品でも切断することができる。ワイヤソ
ーは、リールから繰り出されたワイヤを複数の溝ローラ
に所定ピッチで巻付けて形成したワイヤ列を往復あるい
は一方向に走行させながら、ワークとワイヤ列の接触部
に砥粒を混合した加工液を供給しながら切断し、ワイヤ
を別のリールに巻取っていく方式である。ワイヤソーの
場合は、細径のワイヤを使用できるので、前記の各切断
方式に比べ切断による材料のロスが最も少なくて済む。
に切断する装置としては、内周刃ソー、外周刃ソー、ブ
レードソー、ワイヤソー等があり、前二者は固定砥粒、
後の二者は遊離砥粒による切断が行われる。内周刃ソー
は、薄厚のドーナツ状金属円板の内周部にダイヤモンド
砥粒を固着させたブレードを高速で回転させ、中心にセ
ットしたワークをブレードの半径方向に移動させて板状
の製品を1枚ずつ切断する方式である。ブレードは外側
から張力を付加するので、ブレードの厚さを薄くできる
ことから、切断による材料のロスは少なくて済む。一
方、外周刃ソーは、同じく薄厚のドーナツ状金属円板の
外周部にダイヤモンド砥粒を固着させたブレードを所定
間隔で軸に貫通固定し、高速回転させてワークに切込
み、一度に多数の製品を切断する方式である。この外周
刃ソーの場合は、ブレードの剛性の点からブレードの直
径を大きくできないため、小サイズの製品の切断に向い
ている。ブレードソーは、工具鋼製の直線ブレードに張
力を付加して所定ピッチでセットし、これに砥粒混合の
加工液をかけながら往復運動させ、同時にワークを上昇
動させて一度に多数の製品を切断する方式である。この
ブレードソーは設備的に安価であり、時間に制約がなけ
れば大面積の製品でも切断することができる。ワイヤソ
ーは、リールから繰り出されたワイヤを複数の溝ローラ
に所定ピッチで巻付けて形成したワイヤ列を往復あるい
は一方向に走行させながら、ワークとワイヤ列の接触部
に砥粒を混合した加工液を供給しながら切断し、ワイヤ
を別のリールに巻取っていく方式である。ワイヤソーの
場合は、細径のワイヤを使用できるので、前記の各切断
方式に比べ切断による材料のロスが最も少なくて済む。
【0003】上記4種の切断装置は、被切断材料(ワー
ク)の材質、寸法、さらには要求される切断精度によっ
て使い分けられている。例えば、シリコンには内周刃ソ
ー、石英には内周刃ソーあるいはブレードソー、水晶に
はブレードソーあるいはワイヤソー、ガラスには外周刃
ソーあるいはブレードソーが一般的に使用されている。
ク)の材質、寸法、さらには要求される切断精度によっ
て使い分けられている。例えば、シリコンには内周刃ソ
ー、石英には内周刃ソーあるいはブレードソー、水晶に
はブレードソーあるいはワイヤソー、ガラスには外周刃
ソーあるいはブレードソーが一般的に使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、被切断材料
の硬度が高くなるにつれて、切断が難しくなることはい
うまでもない。すなわち、高硬度の被切断材料の場合、
内周刃ソー、外周刃ソーにおいては、ブレードに固着さ
れたダイヤモンド砥粒の磨滅が激しいためにドレッシン
グの回数が増え、ブレードの交換を頻繁に行う必要があ
る。また、切込み速度を遅くしなければならないので切
断能率が著しく低下する。ブレードソーの場合は、ブレ
ード自体の摩耗が激しく、製品の厚み精度が著しく悪化
するとともに、ブレードの耐久性が低下し切断途中でブ
レードを交換することも必要となり、切断能率も著しく
低下する。ワイヤソーでは、ワイヤに作用する研削力が
大きくなり断線が生じ易くなるほか、切断に要する時間
が異常に長くなる。
の硬度が高くなるにつれて、切断が難しくなることはい
うまでもない。すなわち、高硬度の被切断材料の場合、
内周刃ソー、外周刃ソーにおいては、ブレードに固着さ
れたダイヤモンド砥粒の磨滅が激しいためにドレッシン
グの回数が増え、ブレードの交換を頻繁に行う必要があ
る。また、切込み速度を遅くしなければならないので切
断能率が著しく低下する。ブレードソーの場合は、ブレ
ード自体の摩耗が激しく、製品の厚み精度が著しく悪化
するとともに、ブレードの耐久性が低下し切断途中でブ
レードを交換することも必要となり、切断能率も著しく
低下する。ワイヤソーでは、ワイヤに作用する研削力が
大きくなり断線が生じ易くなるほか、切断に要する時間
が異常に長くなる。
【0005】以上のような状況から、硬度が極めて高
く、素材ブロックを薄厚の板状製品に工業的に成り立つ
方法で切断することが困難な材料に対しては、平面研削
と研磨に頼らざるを得ない。すなわち、例えば、高硬度
のセラミックス材料は製品に極力近い厚さに焼結し、こ
れを研削、研磨で製品厚に仕上げる方法が採用されてい
る。また、人造サファイア等は厚さ精度や切断コストを
考慮せずに製品より相当厚めに切断し、これを研削、研
磨して製品厚に仕上げる方法が採用されている。
く、素材ブロックを薄厚の板状製品に工業的に成り立つ
方法で切断することが困難な材料に対しては、平面研削
と研磨に頼らざるを得ない。すなわち、例えば、高硬度
のセラミックス材料は製品に極力近い厚さに焼結し、こ
れを研削、研磨で製品厚に仕上げる方法が採用されてい
る。また、人造サファイア等は厚さ精度や切断コストを
考慮せずに製品より相当厚めに切断し、これを研削、研
磨して製品厚に仕上げる方法が採用されている。
【0006】しかしながら、高硬度のセラミックス材料
等の場合、焼結で薄厚のものを高い平坦度で製造するこ
とが困難であるため、製品厚が焼結可能な厚さよりも相
当薄い場合には研削と研磨による材料のロス、すなわち
歩留り低下およびコストが問題となる。さらに、製品を
1個ずつ焼結することになるので、素材の生産能率も低
下してしまう。また、人造サファイア等の場合には、切
断コストに加えて精度が劣る切断品を研削、研磨で所定
の精度に仕上げるという困難さが伴うため、研削、研磨
の工数がさらにかさむという問題がある。
等の場合、焼結で薄厚のものを高い平坦度で製造するこ
とが困難であるため、製品厚が焼結可能な厚さよりも相
当薄い場合には研削と研磨による材料のロス、すなわち
歩留り低下およびコストが問題となる。さらに、製品を
1個ずつ焼結することになるので、素材の生産能率も低
下してしまう。また、人造サファイア等の場合には、切
断コストに加えて精度が劣る切断品を研削、研磨で所定
の精度に仕上げるという困難さが伴うため、研削、研磨
の工数がさらにかさむという問題がある。
【0007】一方、最近は耐摩耗性に優れた高硬度のセ
ラミックス材料は、エレクトロニクス部品あるいは機械
部品として、サファイア等の高硬度結晶材料は光学部品
あるいは時計等の部品としてそれぞれ需要が増加してお
り、これらを薄厚に精度よく切断する工業的手段に対す
る要求が高まっている。
ラミックス材料は、エレクトロニクス部品あるいは機械
部品として、サファイア等の高硬度結晶材料は光学部品
あるいは時計等の部品としてそれぞれ需要が増加してお
り、これらを薄厚に精度よく切断する工業的手段に対す
る要求が高まっている。
【0008】この発明はこのような状況に鑑みて、耐摩
耗性に優れた高硬度のセラミックス材料やサファイア等
の高硬度結晶材料を既存のワイヤソーで薄厚に精度よく
低コストで切断し得る方法を提案しようとするものであ
る。
耗性に優れた高硬度のセラミックス材料やサファイア等
の高硬度結晶材料を既存のワイヤソーで薄厚に精度よく
低コストで切断し得る方法を提案しようとするものであ
る。
【0009】この発明の要旨は、所定ピッチに張設した
ワイヤ列を一方向に走行させつつ、該ワイヤ列の直下よ
り被切断材料を上昇させ、ワイヤ列と被切断材料との接
触部に砥粒を含む加工液を供給して切断する一方向走行
型ワイヤソーにおいて、前記加工液として、ボロンカー
バイド砥粒を含有する砥液を用いることを特徴とし、ま
た上記方法においてワイヤの走行速度を400〜800
m/分、ボロンカーバイド砥粒の粒径を10〜70μ
m、加工液の比重を1.2〜1.8gf/cm3とする
ことを特徴とするものである。
ワイヤ列を一方向に走行させつつ、該ワイヤ列の直下よ
り被切断材料を上昇させ、ワイヤ列と被切断材料との接
触部に砥粒を含む加工液を供給して切断する一方向走行
型ワイヤソーにおいて、前記加工液として、ボロンカー
バイド砥粒を含有する砥液を用いることを特徴とし、ま
た上記方法においてワイヤの走行速度を400〜800
m/分、ボロンカーバイド砥粒の粒径を10〜70μ
m、加工液の比重を1.2〜1.8gf/cm3とする
ことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】この発明において、対象とする切断方法を一方
向走行型ワイヤソーに限定したのは、下記2つの理由に
よる。 高硬度材を遊離砥粒で研削切断するには、砥粒に大
きな運動エネルギーを付与してワーク切口表面を削り取
っていく必要があり、ワイヤ速度を容易に増加できる一
方向走行型が好ましい。往復走行型では、ワイヤの走行
方向が反転する際に速度がゼロになるのでワイヤの平均
速度を一方向走行型より高速にすることはできない。 砥液を介した状態でのワークとの摺動によるワイヤ
の摩耗を極力抑制する必要があり、ワイヤ上の一点に着
目した場合の摺動距離は、一方向走行型の方が往復走行
型よりはるかに小さくて済む。
向走行型ワイヤソーに限定したのは、下記2つの理由に
よる。 高硬度材を遊離砥粒で研削切断するには、砥粒に大
きな運動エネルギーを付与してワーク切口表面を削り取
っていく必要があり、ワイヤ速度を容易に増加できる一
方向走行型が好ましい。往復走行型では、ワイヤの走行
方向が反転する際に速度がゼロになるのでワイヤの平均
速度を一方向走行型より高速にすることはできない。 砥液を介した状態でのワークとの摺動によるワイヤ
の摩耗を極力抑制する必要があり、ワイヤ上の一点に着
目した場合の摺動距離は、一方向走行型の方が往復走行
型よりはるかに小さくて済む。
【0011】次に、一方向走行型ワイヤソーにおける加
工液として、ボロンカーバイド砥粒を含有する砥液を用
いる理由を以下に説明する。通常、脆性材料切断用の砥
液は砥粒をラッピングオイル等の油あるいは適当な添加
剤を含む水等の液体に混合したものである。ブレードソ
ーやワイヤソー用の遊離砥粒としては、ラッピング加工
用の砥粒として汎用性を有する炭化硅素が最も広範に使
用されている。一方向走行型ワイヤソーにおいても、炭
化硅素砥粒はシリコン、石英、ガラス、水晶等のヌープ
硬度がHv=400〜1000程度の材料に十分に適用
できる。また、セラミックスにおいてもヌープ硬度がH
v=1300〜1500の純度92%のアルミナや窒化
硅素は、炭化硅素砥粒の粒径を20〜40μmとし、ワ
イヤ速度を400m/分以上にすれば能率的な切断が可
能であり、切断面の平坦度も良好である。
工液として、ボロンカーバイド砥粒を含有する砥液を用
いる理由を以下に説明する。通常、脆性材料切断用の砥
液は砥粒をラッピングオイル等の油あるいは適当な添加
剤を含む水等の液体に混合したものである。ブレードソ
ーやワイヤソー用の遊離砥粒としては、ラッピング加工
用の砥粒として汎用性を有する炭化硅素が最も広範に使
用されている。一方向走行型ワイヤソーにおいても、炭
化硅素砥粒はシリコン、石英、ガラス、水晶等のヌープ
硬度がHv=400〜1000程度の材料に十分に適用
できる。また、セラミックスにおいてもヌープ硬度がH
v=1300〜1500の純度92%のアルミナや窒化
硅素は、炭化硅素砥粒の粒径を20〜40μmとし、ワ
イヤ速度を400m/分以上にすれば能率的な切断が可
能であり、切断面の平坦度も良好である。
【0012】しかしながら、ヌープ硬度がHv=150
0〜1700の純度99.7%のアルミナに対しては、
切込み速度を毎分0.1mm程度まで低下させる必要が
あり、小寸法のものでないと実用的な能率での切断は困
難である。さらに、ヌープ硬度がHv=1900〜20
00のサファイアや、ヌープ硬度がHv=2100〜2
300のチタンカーバイドとアルミナの複合焼結材料に
対しては、切込み速度を毎分0.1mm程度に低下させ
ても切断抵抗が大きいためにワイヤの軌道が安定せず、
切断面に波打ちを生じてしまう。すなわち、脆性材料の
範疇では、被切断材料の硬度が上昇するにつれて炭化硅
素砥粒でのワイヤソー切断が困難になる傾向がある。炭
化硅素砥粒のヌープ硬度Hvは約2500であることか
ら、被切断材料の硬度が砥粒の硬度の60%以下程度で
あれば実用的な切断は可能であるが、それ以上の硬度で
は徐々に切断能率が低下し、砥粒硬度の80%以上の硬
さの材料は切断が困難となる。
0〜1700の純度99.7%のアルミナに対しては、
切込み速度を毎分0.1mm程度まで低下させる必要が
あり、小寸法のものでないと実用的な能率での切断は困
難である。さらに、ヌープ硬度がHv=1900〜20
00のサファイアや、ヌープ硬度がHv=2100〜2
300のチタンカーバイドとアルミナの複合焼結材料に
対しては、切込み速度を毎分0.1mm程度に低下させ
ても切断抵抗が大きいためにワイヤの軌道が安定せず、
切断面に波打ちを生じてしまう。すなわち、脆性材料の
範疇では、被切断材料の硬度が上昇するにつれて炭化硅
素砥粒でのワイヤソー切断が困難になる傾向がある。炭
化硅素砥粒のヌープ硬度Hvは約2500であることか
ら、被切断材料の硬度が砥粒の硬度の60%以下程度で
あれば実用的な切断は可能であるが、それ以上の硬度で
は徐々に切断能率が低下し、砥粒硬度の80%以上の硬
さの材料は切断が困難となる。
【0013】ところで、遊離砥粒による切断において
は、砥粒の硬さ以外に砥粒の圧壊強度も考慮する必要が
ある。すなわち、ワイヤソーで切断中の砥粒は、ワイヤ
とワークの間にはさまれて圧力を受け圧壊されながらワ
ークを削っていくが、壊れて粒径が小さくなった砥粒の
研削能力は低下する。高硬度の材料の切断では、砥粒の
圧壊が生じ易くなるのは当然であり、圧壊強度が大きい
砥粒を使用する必要がある。
は、砥粒の硬さ以外に砥粒の圧壊強度も考慮する必要が
ある。すなわち、ワイヤソーで切断中の砥粒は、ワイヤ
とワークの間にはさまれて圧力を受け圧壊されながらワ
ークを削っていくが、壊れて粒径が小さくなった砥粒の
研削能力は低下する。高硬度の材料の切断では、砥粒の
圧壊が生じ易くなるのは当然であり、圧壊強度が大きい
砥粒を使用する必要がある。
【0014】そこで、硬度が高く炭化硅素砥粒による切
断が困難な材料、具体的にはヌープ硬度がHv=170
0以上の硬質材料を一方向走行型ワイヤソーで能率よく
かつ高精度に切断するための砥粒について、種々実験、
検討を重ねた結果、ボロン系の化合物であるボロンカー
バイド(B4C)が硬度と圧壊強度を満足する砥粒であ
ることを見い出した。ちなみに、ボロンカーバイドのヌ
ープ硬度Hvは約2800で、圧壊強度は約200kg
/cm2である。特に圧壊強度は炭化硅素砥粒の約4倍
である。このボロンカーバイド砥粒の粒径を10〜70
μmに限定したのは、10μm以下の粒径では切断能率
が低く、かつ切断面の平坦度が得られにくく、他方70
μm以上では液体に混合した場合に沈殿し易く、スラリ
ーとしての供給が困難となるためである。また、ボロン
カーバイド砥液の比重を1.2〜1.8kg/cm3と
したのは、1.2kg/cm3未満では切断能率が低下
し、他方1.8kg/cm3を超えると粘度が大きすぎ
てワイヤ列上への供給が安定的に行われないためであ
る。なお、ワイヤの走行速度は切断能率を向上させるた
めに高速である程好ましいが、極端に速くなるとワイヤ
列から砥液が振り切られてしまうため、800m/分を
実用的な上限とした。
断が困難な材料、具体的にはヌープ硬度がHv=170
0以上の硬質材料を一方向走行型ワイヤソーで能率よく
かつ高精度に切断するための砥粒について、種々実験、
検討を重ねた結果、ボロン系の化合物であるボロンカー
バイド(B4C)が硬度と圧壊強度を満足する砥粒であ
ることを見い出した。ちなみに、ボロンカーバイドのヌ
ープ硬度Hvは約2800で、圧壊強度は約200kg
/cm2である。特に圧壊強度は炭化硅素砥粒の約4倍
である。このボロンカーバイド砥粒の粒径を10〜70
μmに限定したのは、10μm以下の粒径では切断能率
が低く、かつ切断面の平坦度が得られにくく、他方70
μm以上では液体に混合した場合に沈殿し易く、スラリ
ーとしての供給が困難となるためである。また、ボロン
カーバイド砥液の比重を1.2〜1.8kg/cm3と
したのは、1.2kg/cm3未満では切断能率が低下
し、他方1.8kg/cm3を超えると粘度が大きすぎ
てワイヤ列上への供給が安定的に行われないためであ
る。なお、ワイヤの走行速度は切断能率を向上させるた
めに高速である程好ましいが、極端に速くなるとワイヤ
列から砥液が振り切られてしまうため、800m/分を
実用的な上限とした。
【0015】
【実施例】図1は一方向走行型ワイヤソーの切断工程部
の一例を示す概略図であり、1、2、3は多溝ローラ、
4はワイヤ、5はワイヤ列、6は加工液供給ノズル、7
はワーク押上台、8はベース、9はダミー板、10はワ
ークである。
の一例を示す概略図であり、1、2、3は多溝ローラ、
4はワイヤ、5はワイヤ列、6は加工液供給ノズル、7
はワーク押上台、8はベース、9はダミー板、10はワ
ークである。
【0016】すなわち、回転自在に保持された3個の多
溝ローラ1、2、3の外周に刻設された多数の溝に一本
のワイヤ4が巻付けられて所定ピッチのワイヤ列5が形
成され、少なくとも1個の多溝ローラを回転駆動させて
ワイヤ列5を一方向に走行させ、ワーク10の入側にお
いて、加工液供給ノズル6よりワイヤ列5上に供給され
たボロンカーバイド砥液11はワイヤ列の走行と共にワ
ーク10の研削切断が行われる。ワーク10はカーボ
ン、セラミックス、ガラス等のダミー板9に接着されて
おり、ダミー板9はワーク押上台7に着脱自在に固定さ
れたベース8に接着等の手段で固定されている。以下、
上記構成の一方向走行型ワイヤソーにこの発明方法を適
用して高硬度材料を切断した実施例について説明する。
溝ローラ1、2、3の外周に刻設された多数の溝に一本
のワイヤ4が巻付けられて所定ピッチのワイヤ列5が形
成され、少なくとも1個の多溝ローラを回転駆動させて
ワイヤ列5を一方向に走行させ、ワーク10の入側にお
いて、加工液供給ノズル6よりワイヤ列5上に供給され
たボロンカーバイド砥液11はワイヤ列の走行と共にワ
ーク10の研削切断が行われる。ワーク10はカーボ
ン、セラミックス、ガラス等のダミー板9に接着されて
おり、ダミー板9はワーク押上台7に着脱自在に固定さ
れたベース8に接着等の手段で固定されている。以下、
上記構成の一方向走行型ワイヤソーにこの発明方法を適
用して高硬度材料を切断した実施例について説明する。
【0017】実施例1 直径40mm、長さ100mm、ヌープ硬度Hv196
0のサファイアを図1の一方向走行型ワイヤソーにセッ
トし、直径0.18mmのピアノ線を1.4mmピッチ
で張設したワイヤ列を600mm/分の速度で一方向に
走行させ、ワーク入側のワイヤ列上に、粒径20〜60
μmのボロンカーバイド砥粒をラッピングオイルに混合
し、比重1.30に調整した砥液を流下させながらワー
クを0.3mm/分の速度で上昇させて、直径40m
m、厚さ1.1mmのサファイア円板70枚を同時切断
した。その結果、切断所要時間はワークの下のダミー板
までの切込みを含めて2.5時間であった。また、厚さ
精度は±15μm、切断面の平坦度は10μmと、極め
て良好であった。これに対し、同一のワイヤソーにて同
一素材を平均粒径30μmの炭化硅素砥粒を使用した場
合には、切断に8時間要し、厚さ精度は±100μmと
極めて悪く、切断面には150〜200μmの高低差の
うねりが確認された。
0のサファイアを図1の一方向走行型ワイヤソーにセッ
トし、直径0.18mmのピアノ線を1.4mmピッチ
で張設したワイヤ列を600mm/分の速度で一方向に
走行させ、ワーク入側のワイヤ列上に、粒径20〜60
μmのボロンカーバイド砥粒をラッピングオイルに混合
し、比重1.30に調整した砥液を流下させながらワー
クを0.3mm/分の速度で上昇させて、直径40m
m、厚さ1.1mmのサファイア円板70枚を同時切断
した。その結果、切断所要時間はワークの下のダミー板
までの切込みを含めて2.5時間であった。また、厚さ
精度は±15μm、切断面の平坦度は10μmと、極め
て良好であった。これに対し、同一のワイヤソーにて同
一素材を平均粒径30μmの炭化硅素砥粒を使用した場
合には、切断に8時間要し、厚さ精度は±100μmと
極めて悪く、切断面には150〜200μmの高低差の
うねりが確認された。
【0018】実施例2 50mm×50mm×15.4mm、ヌープ硬度Hv2
200のチタンカーバイドとアルミナの複合焼結材料を
6個連結した50mm×50mm×90mmの素材を図
1の一方向走行型ワイヤソーにセットし、直径0.2m
mのピアノ線を2.2mmピッチで張設したワイヤ列を
800mm/分の速度で走行させ、ワーク入側のワイヤ
列上に、粒径30〜70μmのボロンカーバイド砥粒を
ラッピングオイルに混合し、比重1.50に調整した砥
液を流下させながらワークを0.4mm/分の速度で上
昇させて、50mm×50mm×1.9mm厚の板42
枚を同時切断した。その結果、切断所要時間はワークの
下のダミー板までの切込みを含めて2.5時間であっ
た。また、厚さ精度は±20μm、切断面の平坦度は1
0μmと、極めて良好であった。これに対し、同一のワ
イヤソーにて同一素材を平均粒径30μmの炭化硅素砥
粒を使用した場合には、切断に10時間要し、厚さ精度
は±150μmと極めて悪く、切断面には150〜20
0μmの高低差のうねりが確認された。
200のチタンカーバイドとアルミナの複合焼結材料を
6個連結した50mm×50mm×90mmの素材を図
1の一方向走行型ワイヤソーにセットし、直径0.2m
mのピアノ線を2.2mmピッチで張設したワイヤ列を
800mm/分の速度で走行させ、ワーク入側のワイヤ
列上に、粒径30〜70μmのボロンカーバイド砥粒を
ラッピングオイルに混合し、比重1.50に調整した砥
液を流下させながらワークを0.4mm/分の速度で上
昇させて、50mm×50mm×1.9mm厚の板42
枚を同時切断した。その結果、切断所要時間はワークの
下のダミー板までの切込みを含めて2.5時間であっ
た。また、厚さ精度は±20μm、切断面の平坦度は1
0μmと、極めて良好であった。これに対し、同一のワ
イヤソーにて同一素材を平均粒径30μmの炭化硅素砥
粒を使用した場合には、切断に10時間要し、厚さ精度
は±150μmと極めて悪く、切断面には150〜20
0μmの高低差のうねりが確認された。
【0019】実施例3 70mm×20mm×150mm、ヌープ硬度Hv70
0の純度99.7%のアルミナを積層して70mm×1
00mm×150mmのブロック状素材を図1の一方向
走行型ワイヤソーにセットし、直径0.16mmのピア
ノ線を0.7mmピッチで張設したワイヤ列を400m
m/分の速度で走行させ、ワーク入側のワイヤ列上に、
粒径10〜40μmのボロンカーバイド砥粒を水性の研
削液に混合し、比重1.70に調整した砥液を流下させ
ながらワークを0.3mm/分の速度で上昇させて、7
0mm×70mm×0.45mm厚の板1000枚を同
時切断した。その結果、切断所要時間は積層ワーク下の
ダミー板までの切込みを含めて6時間であった。また、
厚さ精度は±10μm、切断面の平坦度は15μmと、
極めて良好であった。これに対し、同一のワイヤソーに
て同一素材を平均粒径30μmの炭化硅素砥粒を使用し
た場合には、切断精度は同等であったが、切断に16時
間を要した。
0の純度99.7%のアルミナを積層して70mm×1
00mm×150mmのブロック状素材を図1の一方向
走行型ワイヤソーにセットし、直径0.16mmのピア
ノ線を0.7mmピッチで張設したワイヤ列を400m
m/分の速度で走行させ、ワーク入側のワイヤ列上に、
粒径10〜40μmのボロンカーバイド砥粒を水性の研
削液に混合し、比重1.70に調整した砥液を流下させ
ながらワークを0.3mm/分の速度で上昇させて、7
0mm×70mm×0.45mm厚の板1000枚を同
時切断した。その結果、切断所要時間は積層ワーク下の
ダミー板までの切込みを含めて6時間であった。また、
厚さ精度は±10μm、切断面の平坦度は15μmと、
極めて良好であった。これに対し、同一のワイヤソーに
て同一素材を平均粒径30μmの炭化硅素砥粒を使用し
た場合には、切断精度は同等であったが、切断に16時
間を要した。
【0020】以上3つの実施例のいずれにおいても、ボ
ロンカーバイド砥粒を使用することによるワイヤの摩耗
は、極めて軽微であり、ワイヤは10〜12回の連続使
用が可能であった。
ロンカーバイド砥粒を使用することによるワイヤの摩耗
は、極めて軽微であり、ワイヤは10〜12回の連続使
用が可能であった。
【発明の効果】以上説明したごとく、この発明によれ
ば、従来のワイヤソーに広く使用されている炭化硅素砥
粒では切断に極めて長時間要し、かつ切断精度を確保で
きないような高硬度の材料であっても、高能率で高精度
に、しかも低コストで切断することができるという大き
な効果を奏する。したがって、耐摩耗性の向上から高硬
度の材料の用途がますます広がる中で、これらの薄厚の
製品をワイヤソーによる切断で製造することを可能とす
るこの発明の工業的価値は極めて大きい。
ば、従来のワイヤソーに広く使用されている炭化硅素砥
粒では切断に極めて長時間要し、かつ切断精度を確保で
きないような高硬度の材料であっても、高能率で高精度
に、しかも低コストで切断することができるという大き
な効果を奏する。したがって、耐摩耗性の向上から高硬
度の材料の用途がますます広がる中で、これらの薄厚の
製品をワイヤソーによる切断で製造することを可能とす
るこの発明の工業的価値は極めて大きい。
【図1】この発明の対象とする一方向走行型ワイヤソー
の切断工程部の一例を示す概略図である。
の切断工程部の一例を示す概略図である。
1、2、3 多溝ローラ 4 ワイヤ 5 ワイヤ列 6 加工液供給ノズル 7 ワーク押上台 8 ベース 9 ダミー板 10 ワーク 11 砥液
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−292165(JP,A) 特開 昭61−121870(JP,A) 特開 平1−308874(JP,A) 特表 昭61−502617(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】 所定ピッチに張設したワイヤ列を一方向
に走行させつつ、該ワイヤ列の直下より被切断材料を上
昇させ、ワイヤ列と被切断材料との接触部に砥粒を含む
加工液を供給して切断する一方向走行型ワイヤソーにお
いて、前記加工液として、ボロンカーバイド砥粒を含有
する砥液を用いることを特徴とするワイヤソーによる切
断方法。 - 【請求項2】 ワイヤの走行速度を400〜800m/
分、ボロンカーバイド砥粒の粒径を10〜70μm、加
工液の比重を1.2〜1.8gf/cm3とすることを
特徴とする請求項1記載のワイヤソーによる切断方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35457691A JP2639270B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | ワイヤソーによる切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35457691A JP2639270B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | ワイヤソーによる切断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05169434A JPH05169434A (ja) | 1993-07-09 |
JP2639270B2 true JP2639270B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=18438486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35457691A Expired - Lifetime JP2639270B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | ワイヤソーによる切断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2639270B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100472610C (zh) * | 2004-08-30 | 2009-03-25 | Hoya株式会社 | 生产磁盘以及用于磁盘的玻璃基板的方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH690907A5 (fr) * | 1996-05-23 | 2001-02-28 | Hct Shaping Systems Sa | Dispositif de sciage par fil |
TW383249B (en) | 1998-09-01 | 2000-03-01 | Sumitomo Spec Metals | Cutting method for rare earth alloy by annular saw and manufacturing for rare earth alloy board |
MY126994A (en) | 1999-12-14 | 2006-11-30 | Hitachi Metals Ltd | Method and apparatus for cutting a rare earth alloy |
JP2006338817A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Hoya Corp | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法 |
JP4892278B2 (ja) * | 2006-05-22 | 2012-03-07 | トーヨーエイテック株式会社 | ワーク切断方法およびワイヤソー |
JP6736389B2 (ja) * | 2015-07-10 | 2020-08-05 | 住友化学株式会社 | 焼結体の製造方法 |
CN105479606B (zh) * | 2015-11-20 | 2017-04-05 | 东北大学 | 一种用碳化硼刃料切割蓝宝石的方法 |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP35457691A patent/JP2639270B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100472610C (zh) * | 2004-08-30 | 2009-03-25 | Hoya株式会社 | 生产磁盘以及用于磁盘的玻璃基板的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05169434A (ja) | 1993-07-09 |
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