[发明专利]超磨粒固定式线状锯和超磨粒固定式线状锯的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合作为硅、陶瓷、蓝宝石等硬质材料的切断工具的超磨粒固定式线状锯。

背景技术

现在，在硅、陶瓷、蓝宝石等硬质材料的利用多线线状锯（multi-wire saw）进行的切片加工中，一般使用在线表面使金刚石磨粒固定的金刚石线状工具。在这些金刚石线状工具中，在将金刚石磨粒固定在线上的方法中，现在大致分类为3种方法：利用树脂结合的方法、利用电极沉积的方法、利用钎料附着的方法这3种。

利用树脂结合的方法，例如，在钢琴线的线表面涂布烧附酚醛树脂和金刚石的混合物，通过酚醛树脂的固化，金刚石固定在线上。该方法生产率高，超磨粒的量的多少能够调整，能够廉价地制作长的线状锯。但是，由于树脂产生的保持力弱，因此，在使用中金刚石逐渐脱落。因此，有发生锋利度下降和线的直径变细等寿命短的缺点。相对于此，为了提高树脂结合线状锯的磨粒保持力，例示了通过在表面镀金属层而形成的线状锯（参照专利文献1）。但是，基本上线的表面与树脂的结合力影响超磨粒的保持力，并且金属层也基本上形成与树脂的表面，因此，在金属层和树脂层的剥离强度中也存在界限，不能充分确保适合于硬质物质切断的保持力。

利用电极沉积的方法是通过镀镍法进行金刚石固定的方法，例如，在布袋中装满金刚石，沉没在镀镍液中，以钢琴线的线贯通该布袋作为阴极，在设置于镀液中的镍阳极之间通电。在金刚石和镀液中析出镍，线逐渐变粗。此时，金刚石取入镍膜中，在线表面轻轻固定。该镀层边将线慢慢回收边连续地进行。从上述布袋取出的线连续在镀液中被镀直至析出的镍厚度规定厚度。以该电极沉积法固定的金刚石的保持力相对较强。但是，在该方法中，由于金刚石的固定取决于镀的析出速度，因此，生产非常慢，生产率差，成本高。另外，使超磨粒的附着量增多等的调整困难。

作为利用钎料附着法的方法，提出利用金属线和钎料附着金属接合材料或软钎料附着金属接合材料在线固定而得到的线状锯的方案（例如，参照专利文献2、3）。在专利文献2所记载的钎料附着法中使用钎料附着的金属接合材料时，800～950℃的热处理是必须的，廉价的高强度碳素钢等的线由于强度大幅变差，不能作为线状锯使用。在实施例中例示了在线上使用高碳素钢并在880℃、30分钟的真空下进行钎料附着的例子，但认为在强度方面在实用上不能耐受。另外，在同一专利文献2的其它实施例中，作为使用软钎料附着金属接合材料得到的例子，例示了如下的例子在软钎料组成的金属（99g 96%Sn／4%Ag粉末和1gCu粉末）中通过适量混合有金刚石粉末的浆料，250μm直径的Inconel 718线牵引通过350℃管状炉，得到金刚石包覆线，但金刚石磨粒的保持力基本上受到Sn强度的影响，不如镍电极沉积。

另外，在专利文献3中，为了解决树脂结合法和电极沉积法的缺点、问题，提出了钎料附着方法的方案，此时，为了确保固定强度，也采用利用钎料的固定。作为钎料，例如，希望采用Cu-Ag-Ti合金（熔融温度700℃以上），因此，希望在线材中使用即使暴露在高温下、强度也不下降的钨线。不使用作为线材被广泛使用的钢琴线、高碳素钢，原因在于在成本方面优势减少。另外，为了在高温下的钎料附着，必须在真空中或非活泼气体氛围中进行钎料附着，在设备方面或操作方面变得繁琐也成为问题。为了解决该问题，也提出采用在500～600℃熔融的钎料、在热处理时不引起20%以上强度下降的不锈钢钢材的线（参照专利文献4），在强度方面、成本方面不如由钢琴线和高碳素钢构成的线，依然作为问题存在。即，在钎料附着法中，能够调整超磨粒的多少，但如果要将磨粒保持力提高到与电极沉积一样高，则需要高温钎料，需要钨等的耐热芯线，成本变高。