专利名称：被覆锯丝用的基底丝的制作方法
技术领域：
本发明涉及锯床所使用的锯丝，详细地说，是涉及切断金属和陶瓷等的工件时，向锯丝喷吹磨粒而进行使用的锯丝用的基底丝。
背景技术：
金属和陶瓷等的工件，由安装有锯丝的锯床切断。锯丝沿一个方向或双方向(往返方向)运行，通过使该锯丝与工件接触，工件被以任意的宽度切割。一边对锯丝喷射含有磨粒(以下，称为游离磨粒。)的溶液，一边切断工件。喷射的溶液所含的游离磨粒被卷入工件和锯丝之间，工件的磨耗被促进，工件被切断。作为一边喷射含有游离磨粒的溶液一边切断工件时所使用的锯丝，专利文献I公 开有一种锯丝，其以带磨粒树脂皮膜被覆高碳钢丝等的钢丝的外周面。其中记述，如果使用该锯丝，则游离磨粒侵入带磨粒树脂皮膜，能够在锯丝和工件接触的部分稳定卷入游离磨粒。先行技术文献专利文献专利文献I :日本特开2006-179677号公报上述专利文献I所公开的锯丝，钢丝的外周面由带磨粒树脂皮膜直接被覆。因此，若带磨粒树脂皮膜从钢丝剥离，则钢丝自身露出，由于在工件切断时所供给的游离磨粒导致钢丝的磨耗剧烈进行，钢丝断线。另外，若以带磨粒树脂皮膜发生了剥离的钢丝切断工件，则被切断的工件的表面精度变差，工件的品质降低。
发明内容
本发明鉴于这样的状况而做，其目的在于，提供一种在表面形成有机皮膜的被用于被覆锯丝的基底丝，其能够抑制有机皮膜的剥离。另外，本发明的另一目的在于，提供一种有机皮膜的耐剥离性优异的被覆锯丝。能够解决上述课题的本发明的基底丝，是在表面具有有机皮膜的被覆锯丝用的基底丝，其特征在于，具有钢丝和形成于所述钢丝的表面的镀层。作为上述镀层，可列举例如含有Cu和/或Zn的层。上述镀层表面的算术平均粗糙度Ra优选为0. 2 y m以下。附着在上述镀层的表面的油，优选每Ig基底丝70 y g以下。附着在上述镀层的表面的附着物的碳成分优选为每Im基底丝15ii g以下。本发明的被覆锯丝，其特征在于，具有被覆上述基底丝的表面的有机皮膜。在本发明中，也包括提高述被覆锯丝喷射磨粒，以所述被覆锯丝将工件切断成切断体的切断体的制造方法。本发明的基底丝，具有钢丝和形成于钢丝的表面的镀层，在该镀层的表面形成有机皮膜。镀层发挥着提高钢丝和有机皮膜的密接性的作用，能够提高有机皮膜的耐剥离性。
具体实施例方式使用上述专利文献I所公开的被覆锯丝切断工件时，有机皮膜从钢丝的表面剥离，造成锯丝的断线和工件的表面的面精度不良。本发明者们对于其原因进行研究时判明，在钢丝的表面生成的铁氧化物使钢丝和有机皮膜的密接性劣化，由此导致有机皮膜容易从钢丝的表面剥离。因此本发明者们为了改善钢丝和有机皮膜的密接性而反复锐意研究。其结果是，本发明者们发现，如果在钢丝和有机皮膜之间形成镀层，则使钢丝和有机皮膜的密接性提高，能够改善有机皮膜的耐剥离性，从而完成了本发明。S卩，本发明的基底丝，被赋予特征的是，在钢丝的表面具有镀层。通过在钢丝的表面形成镀层，能够提高钢丝和有机皮膜的密接性。上述镀层，只要是由比钢丝柔软、延展性优异的金属构成的镀层，则什么镀层都可以。例如，可列举含有从Cu、Zn和Ni所构成的群中选择的至少I种的镀层。这些元素之中，优选含有Cu和/或Zn的镀层。因为Ni是比较昂贵的金属，所以含有Ni的镀层成为高。作为含有Cu的镀层，能够例示Cu镀层、Cu-Sn合金镀层等。作为含有Zn的镀层， 能够例示Zn镀层等，作为含有Ni的镀层，能够例示Ni镀层等。作为含有Cu和Zn的镀层，能够例示黄铜(brass)镀层等。作为含有Cu和Ni的镀层，能够例示Cu-Ni合金镀层，Cu-Ni-Sn合金镀层等。最终拉丝而成为被覆锯丝时，上述镀层的厚度，例如为0. I 0. 5 ii m(优选为0.2 0.4 ym，更优选为0.25 0.35 ym)即可。若镀层过薄，则有机皮膜的耐剥离性得不到充分地改善。但是，镀层过厚，有机皮膜的耐剥离性提高效果也是饱和，另外制造困难。上述镀层的表面的算术平均粗糙度Ra优选为0. 2 y m以下。若镀层的表面过于粗糙，则在工件切断时时应力集中，有机皮膜容易剥离。因此，镀层表面的算术平均粗糙度Ra优选为0. 2 ii m以下，更优选为0. 15 ii m以下，进一步优选为0. I y m以下。还有，镀层表面的算术平均粗糙度Ra的下限没有特别限定，但Ra过小时，有机皮膜的耐剥离性改善效果饱和，并且制造困难。因此，Ra的下限例如为0. 01 u m,优选为0. 03 u m,更优选为0. 05 u m。上述镀层表面的算术平均粗糙度Ra，例如能够用激光显微镜以倍率1000倍进行观察来测量。上述镀层表面的算术平均粗糙度Ra，可以通过调整例如镀敷的种类、镀敷的厚度、拉丝时所使用的模具的表面精度、拉丝时的拉丝速度、拉丝时所使用的润滑剂的种类或润滑剂的温度等进行控制。作为表面形成有上述镀层的钢丝，例如，能够使用不锈钢钢丝和高碳钢丝等。作为不锈钢钢丝，能够使用SUS301、SUS304、SUS310、SUS316、SUS321、SUS347等的奥氏体系不锈钢钢丝，SUS405、SUS430等的铁素体系不锈钢钢丝，SUS403、SUS410等的马氏体系不锈钢钢丝，SUS329J1等的二相不锈钢钢丝(奥氏体/铁素体系不锈钢钢丝)，SUS630等的析出固化系不锈钢钢丝等。作为高碳钢丝，例如能够使用含有C为0.5 1.2%的高碳钢丝。作为该高碳钢丝，例如，能够使用JISG3502所规定的钢琴丝。本发明的基底丝，如上述，在钢丝的表面具有镀层。通过在这一本发明的基底丝的表面形成有机皮膜，能够得到有机皮膜的耐剥离性优异的被覆锯丝。作为上述有机皮膜，能够使用热固化性树脂或热可塑性树脂。这样的树脂之中，能够适用的有如下等酚醛树脂、酰胺系树脂、酰亚胺系树脂，聚酰胺酰亚胺、环氧树脂，聚氨酯、聚乙烯醇缩甲醛、ABS树脂、氯乙烯，聚酯。特别是能够适用聚氨酯或聚酰胺酰亚胺。上述有机皮膜的膜厚，优选为例如0. 05 15 ii m。若有机皮膜过薄，则在切断时的初期阶段，有机皮膜磨耗消失或有机皮膜从基底剥离，从而导致基底丝自身露出。在这样的情况下，将难以稳定切断工件。因此，有机皮膜的膜厚优选为0. 05y m以上，更优选为0. 5um以上，进一步优选为2 ii m以上。但是，若有机皮膜过厚，则有机皮膜在被覆锯丝整体中所占的比例变得过大，因此被覆锯丝整体的强度降低。因此，为了提高生产率而增大金属丝的线速时，金属丝有容易断线的倾向。因此，有机皮膜的膜厚优选为15pm以下，更优选为13 iim以下，进一步优选为IOiim以下。被覆锯丝整体的线径没有特别限定，但通常为100 300 ii m左右(优选为100 150 u m)。接着，对于制造本发明的基底丝的方法，和在所得到的基底丝上被覆有机皮膜来 制造被覆锯丝的方法进行说明。
首先，对于制造本发明的基底丝的方法进行说明。为了制造本发明的基底丝，对于遵循通常的方法得到的轧制线材实施热处理之后，进行一次拉丝，其次在热处理之后，实施镀敷，之后进行二次拉丝，脱脂。一次拉丝前的热处理(拉丝后退火)条件、一次拉丝的条件、一次拉丝后的热处理(拉丝后退火)条件、镀敷条件没有特别限定，可以是通常的方法。镀敷后的二次拉丝的拉丝速度优选为I 30m/秒。若拉丝速度脱离这一范围，则镀层表面的算术平均粗糙度Ra超过0. 2 y m,因此有机皮膜的耐剥离性有劣化的倾向。其拉丝速度优选为2 20m/秒,更优选为3 18m/秒。在二次拉丝时，为了将镀层表面的算术平均粗糙度Ra抑制在0. 2 y m以下而使用润滑剂。作为润滑剂，可以使用市场销售的油性或水溶性油的润滑剂。该润滑剂的油温优选为20 70°C。润滑剂的油温更优选为25 60°C，进一步优选为30 50°C。二次拉丝后，需要在形成有机皮膜之前进行脱脂，除去润滑剂。在本发明中，推荐充分进行该脱脂。若在镀层的表面附着润滑剂(油)，则如后述的实施例所证实的，有机皮膜容易剥离。因此在本发明中，通过尽可能降低附着在镀层表面的油，能够进一步提高有机皮膜的耐剥离性。脱脂方法没有特别限定，可列举用与润滑剂有亲和性的有机溶剤(例如，丙酮和己烷等)清洗上述基底丝的方法，和在还原性气氛中进行加热的光亮退火等。附着在脱脂后的上述镀层的表面的油，优选基底丝每Ig为70y g以下，更优选为60ug以下，进一步优选为40y g以下。优选附着在上述镀层的表面的油尽可能少。作为附着在上述镀层的表面的油量的测量方法，例如，能够采用在脱脂前后测量基底丝的质量的方法。或者能够采用以溶剂(例如，己烷和四氯化碳等)萃取附着在基底丝的表面的油，使用红外分光光度计(IR)和傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)定量萃取物所含的油量的方法等。附着在脱脂后的上述镀层的表面的油量，也能够通过定量附着在脱脂后的上述镀层表面的附着物所含的碳成分进行评价。附着在镀层表面的附着物所含的碳成分，基底丝每Im优选为15 y g以下，更优选为13 y g以下，进一步优选为10 y g以下。附着在上述镀层的表面的附着物所含的碳成分量，优选尽可能少。
附着在上述镀层的表面的附着物的碳成分量，例如，能够使用碳硫分析装置通过燃烧红外线吸收法进行测量。本发明的被覆锯丝，如上述，能够通过在经过脱脂而得到的基底丝的表面被覆有机皮膜来制造。为了形成上述有机皮膜，在上述基底丝的表面，涂布市场销售的清漆并加热。作为清漆，能够使用由东特涂料株式会社销售的珐琅线用清漆和由京瓷株式会社销售的电线用清漆等。作为上述珐琅线用清漆，例如能够使用如下。聚氨酯清漆(“TPUF1”、“TPUF2-NC”、“TPUF2-NCA”、“TPU6200”、“TPU5100”、“ TPU5200 ”、“ TPU5700 ”、“ TPUK5132”、“ TPU3000K”、“ TPU3000EA” 等，东特涂料株式会社制的
商品。)聚酯清漆(“LIT0N2100S，，、“LIT0N2100P，，、“LIT0N3100F，，、“LIT0N3200BF，，、“LIT0N3300”、“LIT0N3300KF”、“LIT0N3500SLD”、“Neoheat 8200K2” 等，东特涂料株式会社
制的商品。)聚酰胺酰亚胺清漆(“Neoheat AI-00C”等，东特涂料株式会社制的商品。)聚酷酸亚胺清漆(“Neoheat8600A，，、“Neoheat 8600AY，，、“Neoheat8600，，、“Neoheat 8600H3”、“Neoheat 8625”、“Neoheat 8600E2”等，东特涂料株式会社制的商品。)作为上述电线用清漆，例如，能够使用耐热聚氨酯铜线用清漆(“TVE5160-27”等，环氧改性聚乙烯醇缩甲醛树脂)、聚乙烯醇缩甲醛铜线用清漆(“TVE5225A”等，聚乙烯醇缩甲醛树脂)，耐热聚乙烯醇缩甲醛铜线用清漆(“TVE5230-27”等，环氧改性聚乙烯醇缩甲醛树脂)、聚酯铜线用清漆(“TVE5350系列”，聚酯树脂)等(均为京瓷株式会社制的商品° ) O如此得到的本发明的被覆锯丝，例如，在切断金属、陶瓷、硅、水晶、半导体构件、磁性体材料等的工件(切片加工)制造切断体时使用。由锯床进行的切断，一边向被覆锯丝喷射含有磨粒的溶液一边进行。这是由于，喷射的溶液所含的游离磨粒被卷入被覆锯丝和工件之间，有助于一边使工件磨耗一边进行切断。含有磨粒的溶液可以是公知的。作为磨粒，例如可使用碳化硅磨粒(SiC磨粒)和金刚石磨粒等。以下，列举实施例更具体地说明本发明。本发明当然不受下述实施例制限，在能够符合前/后述的宗旨的范围内，当然可以适当加以变更实施，这些均包含在本发明的技术的范围内。实施例本实施例，使用在表面具有有机皮膜的被覆锯丝，对该被覆锯丝喷射磨粒而切断单晶硅时，调查有机皮膜的耐剥离性。下述实验例1，就基底丝的表面性状与有机皮膜的耐剥离性的关系进行调查，下述实验例2、3，就基底丝的脱脂条件和有机皮膜的耐剥离性的关系进行调查。[实验例I]准备JISG3502所规定的钢琴丝(A线，含有C :0. 82质量％、Si :0. 19质量％、Mn :0.49质量％，余量为铁和不可避免的杂质。)的轧制线材(直径5. 5mm)。对于进行热处理(以550°C进行铅淬火处理(LP))后，进行一次拉丝至直径0. 88mm，再进行热处理(以550°C进行铅淬火处理(LP))。然后，形成下述表I所示的镀层，二次拉丝至直径0. 132mm，接着进行脱脂，由此制造基底丝。作为锻层，可形成Cu-Zn锻层、Cu锻层或Zn锻层的任思一种。Cu-Zn锻层，成分组成为Cu :63质量％、Zn :37质量％，通过电镀形成。镀Cu和镀Zn通过电镀形成。形成的镀层的种类如下述表I所示。还有，表I的No. I和No. 2是不形成镀层的例子。二次拉丝至直径0. 132mm时的拉丝速度为I. 70m/秒或3. 30m/秒。拉丝速度如下述表I所示。二次拉丝至直径0. 132mm时，使用油性的润滑剂(共荣社化学株式会社制的“ ^ r 商品名)”)或水溶性油的润滑剂(ADEKA > S力 > 寸4株式会社制的“ 二 7
^ 'J工一(商品名)”)。润滑剂的种类如下述表I所示。 润滑剂的油温，油性的润滑剂时为25°C，水溶性油的润滑剂时为25°C或40°C。油温如下述表I所示。二次拉丝后的脱脂，是在丙酮中浸溃24小时后，进行超声波清洗之后使之干燥而进行。以激光显微镜( > 一开'一 f、y夕社制“1LM21W”，倍率1000倍)观察所得到的基底丝的表面，由此测量表面的算术平均粗糙度Ra。粗糙度Ra，是在基底丝的中央部纵向50 u mX纵长方向100 u m的面进行测量。算术平均粗糙度Ra的测量结果如下述表I所示。另外，附着在基底丝的表面的油量，由傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)进行定量分析。定量分析具体按以下步骤进行。首先，基底丝被切断成长度I 2cm，测量其质量后，放入容量IOOml的烧杯。其中加入四氯化碳30ml进行超音波萃取后，以四氯化碳定容成50ml，由此调整试样。经定容的试样，放入光程长IOOml的石英皿，使用FT_IR(日本电子株式会社制，“ JIR-5500型”)，通过透射法，以分解能4CHT1，累计次数100次进行测量。作为坯料(blank)只进行四氯化碳的测量，从上述试样的测量结果减去坯料的测量结果，基于亚甲基的C-H结合的基于2927CHT1部分的吸光度，定量试样所含的油量。油量的定量，根据对于二次拉丝时所使用的润滑剂预先制成的检量线进行。将油量的定量结果换算成每Ig基底丝的结果，显示在下述表I中。还有，作为润滑剂使用水溶性油时，油量不进行测量。另外，所得到的基底丝的表面附着物的碳成分，通过燃烧红外线吸收法，以碳硫分析装置(堀场制作所制，“EMIAU510”)进行测量。测量具体按以下步骤进行。首先，基底丝被切断成长度80cm，测量其质量后放入磁性板。将其加热到燃烧温度600°C，测量表面附着物的碳成分量。碳成分量的测量结果换算成每Im基底丝，所得到的结果显示在下述表I中。其次，对于进行脱脂所得到的基底丝的表面，以各种厚度被覆由聚氨酯或聚酰胺酰亚胺构成有机皮膜，由此制造被覆锯丝。具体来说，被覆锯丝是通过如下方式制作对于在上述基底丝的表面，将清漆分成4 10次进行涂布，对其加热而使之固化。有机皮膜的原材和厚度显示在下述表I。在下述表I所示的No. I 8中，使用JISC2351所规定的聚氨酯线用清漆“W143”(东特涂料株式会社制，珐琅线用清漆“TPUF1 (商品名)”，烘焙后的涂膜组成为聚氨酯)。下述表I所示的No. 9、10中，使用聚酰胺酰亚胺线用清漆(东特涂料株式会社制，珐琅线用清漆“Neoheat AI_00C(商品名)”，烘焙后的涂膜组成为聚酰胺酰亚胺)。还有，观察所得到的被覆锯丝的断面的结果是，镀层的厚度为0. 3pm。接着，对于所得到的被覆锯丝进行搓捻试验，据此评价有机皮膜的耐剥离性。搓捻试验通过如下方式进行从被覆锯丝上提取长200mm的试验片，使卡盘间距离(标点间距离)为50_，施加屈服点以下的张力而进行。测量有机皮膜直至剥离的搓捻次数(次)，以扫描型电子显微镜(SEM，观察倍率20倍)观察有机皮膜的剥离状态。采用根据使试验片的直径标准化的下式计算出的搓捻值(100D换算)，评价有机皮膜的耐剥离性。评价标准如下，评价结果显示在下述表I中。搓捻值(100D换算)=搓捻次数X (试验片的直径/卡盘间距离)X 100 《评价标准》〇(合格)搓捻值为25次以上A (合格):搓捻值为20次以上，低于25次X (不合格)搓捻值低于20次根据表I能够进行如下考察。No. 1、2是使用不满足本发明所规定的要件基底丝制造的被覆锯丝的例子，钢丝与有机皮膜之间没有形成镀层，因此有机皮膜容易剥离。另一方面可知，No. 3 10是使用满足本发明规定的要件的基底丝制造被覆锯丝的例子，在钢丝与有机皮膜之间形成镀层，因此能够提高有机皮膜的耐剥离性。另外，在No. 3 10中，若比较基底丝表面的算术平均粗糙度Ra，则Ra越小，搓捻值越大，读取到有机皮膜的耐剥离性有得到进一步改善的倾向。另外，在No. 3 10中，附着在基底丝的表面的油量为每Ig基底丝70 ii g以下,表面附着物的碳成分为每Ig基底丝15 ii g以下。还有，No. 2所使用的基底丝被二次拉丝成直径0. 132mm时的拉丝速度小至I. 70m/秒。因此，No. 2所使用的基底丝，表面的算术平均粗糙度Ra达到0. 2 y m以下，但因为在钢丝与有机皮膜之间没有形成镀层，所以不能改善有机皮膜的耐剥离性。表I
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53—30- "40' ~u'…11…11…声波燥—'Hl _ -J1..........................................7 33 - ^■■■.
63.30 水溶性油 25 Cu 芮|S24h+超声波清洗仔S__0.084 -8聚___7 33 Q
3.30雞 25 - . .........仔燥 ~08^...............33.....一 .............I—聚氮蘸 6 29 ~ Q
ft3,30油性 25 Zn 爾_h+超声波滑洗评燥 0.095 35__8
93.30 滴性 25 Cu............................................0.081 —29——' 7 聚観胺酰亚胺 6 "……38―…"15~"
JO I3.30I 水祝l.rST二j 0:085 f -I........... iiiiiS= 6....................................35 O[实验例2]与上述实验例I同样，将轧制线材一次拉丝成直径0.88mm后，再进行热处理(以550°C进行铅淬火处理(LP))，之后形成Cu镀层后，二次拉丝至直径0. 132mm，接着进行脱月旨，由此制造基底丝。
二次拉丝至直径0. 132mm时，使用油性的润滑剂(共荣社化学株式会社制的“ ^ r^ ^ (商品名)”)。润滑剂的油温为25°C，拉丝速度为3. 30m/秒。在实验例2中，脱脂通过下述的条件进行。下述表2所示的No. 21，是二次拉丝至直径0. 132mm后，不进行脱脂的基底丝的例子。No. 22是二次拉丝至直径0. 132mm后，在丙酮中浸溃8小时后使之干燥，由此经脱脂而得到的基底丝的例子。No. 23是二次拉丝至直径0. 132mm后，在丙酮中浸溃24小时后，进行超声波清洗，接着使之干燥，由此经脱脂而得到的基底丝的例子。以与上述实验例I相同的条件，用激光显微镜对于所得到的基底丝的表面进行观察，由此测量表面的算术平均粗糙度Ra。算术平均粗糙度Ra的测量结果显示在下述表2中。另外，以与上述实验例I相同的条件，以FT-IR定量分析附着在基底丝的表面的油量。将油量的定量结果换算成每Ig基底丝的，所得到的结果显示在下述表2中。另外，基底丝r表面附着物的碳成分，以与上述实验例I相同的条件，通过燃烧红外线吸收法由碳硫分析装置进行测量。将碳成分量的测量结果换算成每Im基底丝的，将所得到的结果显示在下述表2中。接着，在经脱脂而得到的基底丝的表面，以与上述实验例I相同的条件，被覆厚7um的聚氨酯(有机皮膜)，由此制造被覆锯丝。还有，观察被覆锯丝的断面的结果，镀层的厚度为0. 3iim。接着，对于所制作的被覆锯丝，以与上述实验例I相同的条件进行搓捻试验，据此评价有机皮膜的耐剥离性。评价结果显示在下述表2中。No. 21 23是使用满足本发明所规定的要件的基底丝制造的被覆锯丝的例子，在钢丝与有机皮膜之间形成有镀层，因此可提高有机皮膜的耐剥离性。由表2可知，附着在基底丝表面的油量越降低，搓捻值越大，有机皮膜的耐剥离性有得到进一步改善的倾向。表2
权利要求
1.一种基底丝，是在表面上具有有机皮膜的被覆锯丝用的基底丝，其具有钢丝和形成在所述钢丝的表面上的镀层。
2.根据权利要求I所述的基底丝，其中，所述镀层含有Cu和/或Zn。
3.根据权利要求I或2所述的基底丝，其中，所述镀层的表面的算术平均粗糙度Ra在0.2 u m以下。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的基底丝，其中，附着在所述镀层的表面上的油为每Ig基底丝在70 ii g以下。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的基底丝，其中，附着在所述镀层的表面上的表面附着物的碳成分为每Im基底丝在15 ii g以下。
6.一种被覆锯丝，其具有被覆权利要求I 5中任一项所述的基底丝的表面的有机皮膜。
7.一种切断体的制造方法，其中，向权利要求6所述的被覆锯丝喷射磨粒，用所述被覆锯丝将工件切断成切断体。
全文摘要
本发明提供在表面具有有机皮膜的被覆锯丝所使用的基底丝，其能够抑制有机皮膜的剥离。另外，本发明提供有机皮膜的耐剥离性优异的被覆锯丝。在本发明中，在表面具有有机皮膜的被覆锯丝用的基底丝，具有钢丝和形成于钢丝的表面的镀层。
文档编号B24D11/00GK102770237SQ201180010400
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月21日 优先权日2010年2月23日
发明者吉川一男, 家口浩, 浦塚昭典 申请人:株式会社钢臂功科研