JP5950762B2 - Superabrasive wire saw and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、芯線と、芯線の表面に形成した超砥粒層から構成される超砥粒ワイヤソーおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a superabrasive wire saw composed of a core wire and a superabrasive layer formed on the surface of the core wire, and a method for manufacturing the same.
銅めっきを施した高強度の芯線の表面に、超砥粒をレジンボンドで結合した超砥粒層を形成した超砥粒ワイヤソーが知られている（例えば、特許文献１）。 A superabrasive wire saw in which a superabrasive layer in which superabrasive grains are bonded by a resin bond is formed on the surface of a high-strength core wire subjected to copper plating is known (for example, Patent Document 1).
金属ワイヤの表面に一次の黄銅めっきを形成する工程と、この黄銅めっきの表面にさらに銅めっきを施す工程を含み、この銅めっきを形成した金属ワイヤをダイスで引き抜き、引き抜いたときの摩擦熱で一次の黄銅めっきと銅めっきとにより二次の黄銅めっき層を形成し、銅めっきは引く抜きの摩耗により消失する０．００５〜０．０２μｍとした、タイヤコードが知られている（例えば、特許文献２）。 It includes a step of forming a primary brass plating on the surface of the metal wire and a step of further copper plating on the surface of the brass plating. The metal wire on which the copper plating is formed is drawn with a die, and the frictional heat generated when the metal wire is pulled out. There is known a tire cord in which a secondary brass plating layer is formed by primary brass plating and copper plating, and the copper plating is 0.005 to 0.02 μm which disappears by pulling wear (for example, patents) Reference 2).
０．７０％以上のカーボンを含有する高炭素鋼ワイヤの表面に拡散めっき法により黄銅めっき層を形成し、黄銅めっき層上に厚さ０．０２〜０．１２μｍの銅めっき層を形成した後、ワイヤをダイスで引き抜き、９０％以上９８％未満の減面率で伸線加工して黄銅めっき層と銅めっき層とを機械的に合金化させた被覆層を形成することにより、タイヤコードを製造する方法が知られている（例えば、特許文献３）。 After a brass plating layer is formed on the surface of a high carbon steel wire containing 0.70% or more carbon by diffusion plating, and a copper plating layer having a thickness of 0.02 to 0.12 μm is formed on the brass plating layer The tire cord is formed by drawing a wire with a die and drawing a wire at a surface reduction ratio of 90% or more and less than 98% to form a coating layer in which a brass plating layer and a copper plating layer are mechanically alloyed. A manufacturing method is known (for example, Patent Document 3).
金属製の台金の表面に銅めっき層を形成し、これを金型内に組み込み、金型内に銅粉とポリイミド樹脂とダイヤモンド砥粒の混合粉を充填し、加熱加圧して超砥粒層を形成すると同時に、超砥粒層を台金に固着するレジンボンド超砥粒ホイールの製造方法が知られている（例えば、特許文献４）。 A copper plating layer is formed on the surface of a metal base metal, and this is incorporated into a mold. The mold is filled with a mixed powder of copper powder, polyimide resin and diamond abrasive grains, and heated and pressed to form superabrasive grains. A method of manufacturing a resin-bonded superabrasive wheel in which a superabrasive layer is fixed to a base metal at the same time as forming a layer is known (for example, Patent Document 4).
しかしながら、従来の超砥粒ワイヤソーでは、工具寿命が短いという問題があった。そこで、この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、寿命が長い超砥粒ワイヤソーを提供することを目的とするものである。 However, the conventional superabrasive wire saw has a problem that the tool life is short. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a superabrasive wire saw having a long life.
この発明に従った超砥粒ワイヤソーは、芯線と、芯線の表面に形成した超砥粒層とを備えた超砥粒ワイヤソーであって、芯線は、ワイヤと、ワイヤの表面に形成された一次めっき層と、一次めっき層の表面に形成された、一次めっき層と組成が異なる二次めっき層とを含む。 A superabrasive wire saw according to the present invention is a superabrasive wire saw comprising a core wire and a superabrasive layer formed on the surface of the core wire, wherein the core wire is a primary wire formed on the surface of the wire. It includes a plating layer and a secondary plating layer formed on the surface of the primary plating layer and having a composition different from that of the primary plating layer.
このように構成された超砥粒ワイヤソーでは、ワイヤと超砥粒層との間に一次および二次めっき層を設けているため、この作用により、超砥粒層のワイヤへの密着性が向上して工具寿命を延長することができる。 In the superabrasive wire saw constructed in this way, the primary and secondary plating layers are provided between the wire and the superabrasive layer, and this action improves the adhesion of the superabrasive layer to the wire. Thus, the tool life can be extended.
さらに、一次および二次めっき層を設けるために、超砥粒ワイヤソー同士が擦れ合って超砥粒がめっき層を攻撃してもめっき層の剥がれを防止することができる。その結果、工具寿命を向上することができる。 Furthermore, since the primary and secondary plating layers are provided, even if the superabrasive wire saws rub against each other and the superabrasive grains attack the plating layer, peeling of the plating layer can be prevented. As a result, the tool life can be improved.
好ましくは、一次めっき層は、ニッケルめっきまたは黄銅めっきから構成される。
好ましくは、二次めっき層は、銅めっきから構成される。
Preferably, the primary plating layer is made of nickel plating or brass plating.
Preferably, the secondary plating layer is made of copper plating.
好ましくは、銅めっき層の厚みは、０．０５μｍ以上である。
好ましくは、超砥粒層の結合材は、ニッケルめっきまたは樹脂から構成される。
Preferably, the thickness of the copper plating layer is 0.05 μm or more.
Preferably, the superabrasive layer binder is made of nickel plating or resin.
この発明に従った超砥粒ワイヤソーの製造方法は、ワイヤの表面に一次めっき層を形成する工程と、一次めっき層の表面に、二次めっき層を形成する工程と、二次めっきの表面に超砥粒層を形成する工程を含む。 The manufacturing method of the superabrasive wire saw according to the present invention includes a step of forming a primary plating layer on the surface of the wire, a step of forming a secondary plating layer on the surface of the primary plating layer, and a surface of the secondary plating. Forming a superabrasive layer.
図１は、この発明の実施の形態に従った超砥粒ワイヤソーの断面図である。図１を参照して、超砥粒ワイヤソー１は、ワイヤ１０と、ワイヤ１０の表面に形成された一次めっき層２０と、一次めっき層２０の表面に形成された二次めっき層３０から構成される芯線５０と、芯線５０の表面に形成した超砥粒層４０から構成される。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a superabrasive wire saw according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1,
ワイヤ１０の表面に形成された一次めっき層２０と、一次めっき層２０の表面に形成された二次めっき層３０から構成される２層めっきの芯線を用いるので、ワイヤ１０と一次めっき層２０の接合強度を高くすることができる。さらに、二次めっき層３０と超砥粒層４０の接合強度も高められるので、長寿命で切れ味の優れた超砥粒ワイヤソー１を提供することが可能である。
Since the core wire of the two-layer plating composed of the
一次めっき層２０を形成後、ダイスで引き抜く伸線加工を行って、外径を規定の寸法内とする。その表面に二次めっき層３０を出来る限り薄く成形し、ダイスによる伸線加工を実施しないで芯線５０を準備することができる。従って、一次めっき層２０を形成した所望の全長を有するワイヤ１０を準備出来れば、二次めっき層３０を形成後はダイスによる伸線加工を行わないので、歩留まり率を１００％にすることが可能である。
After forming the
なお、ワイヤ１０としては、ピアノ線、高炭素鋼ワイヤ等が好ましい。
超砥粒ワイヤソー１においては、一次めっき層２０は、ニッケルめっきまたは黄銅めっきから構成される。
The
In the superabrasive wire saw 1, the
一次めっき層２０は、ニッケルめっきまたは黄銅めっきから構成されるので、一次めっき層２０とワイヤ１０の接合強度を高めることができ、耐久性に優れ、長寿命の超砥粒ワイヤソー１を提供することが可能である。
Since the
一次めっき層２０の厚みは、少なくとも０．０１μｍ以上必要である。好ましくは０．０２μｍ以上であり、より好ましくは、０．０５μｍ以上必要である。
The thickness of the
なお、一次めっき層２０の厚みは、可能な限り薄く成形する。必要以上に厚く成形すると製造コストを引き上げる原因となるので好ましくない。
The
二次めっき層３０は、銅めっきから構成される。
二次めっき層３０は、銅めっきであるので二次めっき層３０と超砥粒層４０の接合強度を高めることができ、耐久性に優れ、長寿命で切れ味の優れた超砥粒ワイヤソー１を提供することが可能である。
The
Since the
銅めっきは、ピロリン酸銅浴または硫酸銅浴などの銅めっき浴で電気めっき処理することによって形成することができる。 The copper plating can be formed by electroplating in a copper plating bath such as a copper pyrophosphate bath or a copper sulfate bath.
超砥粒層４０の結合材４１は、ニッケルめっきまたは樹脂から構成される。
樹脂としては、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ホルマリン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、シアネートエステル樹脂、ポリエーテルイミド、ポリパラベン酸、芳香族ポリアミドなどが好ましい。
The
Resins include alkyd resin, phenol resin, formalin resin, polyurethane resin, polyester resin, polyimide resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, allyl resin, polyesterimide resin, polyamideimide resin, polyester urethane resin Bismaleimide resin, bismaleimide triazine resin, cyanate ester resin, polyetherimide, polyparabenic acid, aromatic polyamide and the like are preferable.
なお、結合材４１にはフィラーを含ませることができる。フィラーとしては、ダイヤモンド、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、ＣＢＮ、などを含ませることにより、超砥粒層４０の強度や耐摩耗性を向上させる必要があるが、ダイヤモンドがその効果が高く熱伝導性も向上するので、超砥粒ワイヤソーの寿命、切断精度上も最も好ましい。ダイヤモンドの他には、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3等の硬質のものが好ましい。
The
二次めっき層３０を構成する銅めっき層の厚みは、０．０５μｍ以上である。
銅めっき層の厚みは、少なくとも０．０５μｍ以上必要である。好ましくは０．０８μｍ以上であり、より好ましくは、０．１μｍ以上必要である。
The thickness of the copper plating layer constituting the
The thickness of the copper plating layer needs to be at least 0.05 μm or more. The thickness is preferably 0.08 μm or more, and more preferably 0.1 μm or more.
なお、二次めっき層３０の厚みは、可能な限り薄く成形する。必要以上に厚く成形すると製造コストを引き上げる原因となるので好ましくない。
The
超砥粒ワイヤソー１の製造方法は、ワイヤ１０の表面に一次めっき層２０を形成する工程と、一次めっき層２０の表面に、二次めっき層３０を形成する工程と、二次めっき層３０の表面に超砥粒層を形成する工程を含む、を提供する。
The manufacturing method of the
従来の製造方法では、銅めっき層を形成後、ダイスで引き抜きを行う伸線加工を実施している。銅めっき層の変形能が低いときには、伸線抵抗が高くなり、伸線抵抗が著しく高くなるときには断線する問題が発生することがあった。従って、所望する芯線の歩留まり率が低くなる問題があった。 In the conventional manufacturing method, after the copper plating layer is formed, wire drawing is performed by drawing with a die. When the deformability of the copper plating layer is low, the wire drawing resistance is high, and when the wire drawing resistance is extremely high, a problem of disconnection may occur. Therefore, there is a problem that the yield rate of the desired core wire is lowered.
これに対して、本発明において一次めっき層２０を銅メッキ以外で構成して、これを伸線したのちに、二次めっき層３０を形成することにより、伸線抵抗を低く保つことができ、伸線段階における歩留まりを向上させることが可能となる。
On the other hand, in the present invention, the
超砥粒ワイヤソー１によれば、ワイヤ１０と一次めっき層２０の接合強度を高くすることができる。さらに、二次めっき層３０と超砥粒層４０の接合強度も高められるので、長寿命で切れ味の優れた超砥粒ワイヤソー１を提供することが可能である。
According to the superabrasive wire saw 1, the bonding strength between the
（実施例１）
直径０．１ｍｍのピアノ線の表面に拡散めっき法により黄銅めっき層を形成し、ダイスによる引き抜き加工を行った。その後、黄銅めっき層の表面に、ピロリン酸銅浴で電気めっき処理することによって銅めっき層を形成した。銅めっき層の厚みは０．０５μｍである。このようにして芯線を完成させた。芯線の全長は１００ｋｍである。
Example 1
A brass plating layer was formed on the surface of a piano wire having a diameter of 0.1 mm by a diffusion plating method, and drawing with a die was performed. Thereafter, a copper plating layer was formed on the surface of the brass plating layer by electroplating with a copper pyrophosphate bath. The thickness of the copper plating layer is 0.05 μm. In this way, the core wire was completed. The total length of the core wire is 100 km.
次に、フェノール樹脂塗料と、粒径２０μｍのニッケルめっき被覆ダイヤモンド砥粒と、溶剤を混合し、この混合物を芯線に塗布し、ダイスを通した後、焼き付け炉で焼き付け硬化させてレジンボンドダイヤモンドワイヤソーを製作した。 Next, a phenol resin paint, nickel plating coated diamond abrasive grains having a particle diameter of 20 μm, and a solvent are mixed, the mixture is applied to the core wire, passed through a die, and then baked and cured in a baking furnace to be a resin bond diamond wire saw. Was made.
このレジンボンドダイヤモンドワイヤソーをワイヤソー切断装置に装着して、多結晶シリコンのブロックをマルチ切断加工したところ、切れ味は良好で、切断精度も良好であった。 When this resin-bonded diamond wire saw was mounted on a wire saw cutting apparatus and a polycrystalline silicon block was subjected to multi-cutting processing, the sharpness was good and the cutting accuracy was also good.
（比較例１）
直径０．１ｍｍのピアノ線の表面にピロリン酸銅浴で電気めっき処理することによって銅めっき層を形成し、ダイスによる引き抜き加工を行った。銅めっき層の厚みは０．０５μｍである。このようにして芯線を完成させようと試みたが、芯線の全長が１００ｋｍに達する手前で断線が発生し、所望の芯線を準備することが出来なかった。
(Comparative Example 1)
A copper plating layer was formed on the surface of a piano wire having a diameter of 0.1 mm by electroplating with a copper pyrophosphate bath, and drawing with a die was performed. The thickness of the copper plating layer is 0.05 μm. Although an attempt was made to complete the core wire in this way, a disconnection occurred before the total length of the core wire reached 100 km, and a desired core wire could not be prepared.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、超砥粒ワイヤソーの分野において用いることができる。 The present invention can be used in the field of superabrasive wire saws.
１ 超砥粒ワイヤソー、１０ ワイヤ、２０ 一次めっき層、３０ ２次めっき層、４０ 超砥粒層、４１ 結合材、４２ 超砥粒、５０ 芯線。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記芯線の表面に形成した超砥粒層とを備えた超砥粒ワイヤソーであって、
前記芯線は、
ワイヤと、
前記ワイヤの表面に形成された黄銅めっきから構成される一次めっき層と、
前記一次めっき層の表面に形成された厚みが０．０５μｍ以上である銅めっきから構成される二次めっき層とを含み、
前記超砥粒層の結合材は樹脂から構成される超砥粒ワイヤソー。 Core wire,
A superabrasive wire saw provided with a superabrasive layer formed on the surface of the core wire,
The core wire is
Wire,
A primary plating layer composed of brass plating formed on the surface of the wire;
Look including a secondary plating layer made of copper plating thickness formed in said surface of the primary plating layer is 0.05μm or more,
The superabrasive wire saw is composed of resin as a binder for the superabrasive layer .
前記ワイヤの表面に黄銅めっきから構成される前記一次めっき層を形成する工程と、Forming the primary plating layer composed of brass plating on the surface of the wire;
前記一次めっき層の表面に厚みが０．０５μｍ以上である銅めっきから構成される前記二次めっき層を形成する工程と、Forming the secondary plating layer composed of copper plating having a thickness of 0.05 μm or more on the surface of the primary plating layer;
前記二次めっきの表面に、結合材が樹脂から構成される前記超砥粒層を形成する工程とを含む、請求項１に記載の超砥粒ワイヤソーの製造方法。The manufacturing method of the superabrasive wire saw of Claim 1 including the process of forming the said superabrasive grain layer in which the binder is comprised from resin on the surface of the said secondary plating.
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