固定磨粒钢丝锯和其制造方法及使用它的工件的切断方法

固定磨粒钢丝锯和其制造方法及使用它的工件的切断方法
【专利摘要】本发明提供一种能使工件的切断面精度、磨削效率提高，而且，可实现产品的长寿命化的固定磨粒钢丝锯及其制造方法，以及使用了该固定磨粒钢丝锯的工件的加工方法。当使磨粒(2)固定在金属芯线(1)的外周面上时，通过用开设了多个充填粘接剂(3a)的微细孔(18a)的多个转印辊(18)将粘接剂转印到上述芯线的外周面上，在那里形成多个以规则的间距间隔在轴向排列成直线状的点状的粘接剂层(3)的列(li)，当使磨粒临时固定在该粘接剂层上之后，由通过电沉积产生的金属电镀层(4)正式固定。
【专利说明】固定磨粒钢丝锯和其制造方法及使用它的工件的切断方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及例如适合于切断加工由大口径的硅、蓝宝石、碳化硅、陶瓷材料、磁性材料等硬脆材料构成的工件的固定磨粒钢丝锯及其制造方法和使用该固定磨粒钢丝锯的上述工件的切断方法。

【背景技术】
[0002]作为用于切断加工硅、蓝宝石、磁性材料等硬脆材料的钢丝锯的一种，以往，相对于钢琴线等具有导电性的金属钢丝的外周面，使由金刚石等构成的磨粒由通过电沉积形成的金属电镀层固定的固定磨粒钢丝锯已被众所周知。而且，作为其代表性的制造方法，在专利文献I中，公开了一种相对于通过沉降在电镀浴槽内的磨粒层中的金属钢丝通电的方法。
[0003]由这样的电沉积形成的固定磨粒钢丝锯，具有磨粒的保持力大、难以脱粒的优点，但因为在制造时磨粒在电镀槽内相对于钢丝的外周面随机地固定，所以容易局部性地形成多个由多个磨粒凝集而固定的磨粒群，而且，容易因产品而产生个体差。而且，在形成了这样的磨粒群的钢丝部分中，在磨削时，因为作用在每一粒磨粒上的向工件的压附力低下，所以对工件的切入深度变浅。因此，如果这样的磨粒群在钢丝上形成多个，则存在磨削效率低下的问题。
[0004]另外，因为钢丝上的磨粒配置是依靠概率的随机的配置，而且，不能避免形成上述磨粒群，所以在由磨削产生的各磨粒的磨损速度上产生偏差，其结果，工件的切断面粗糙度即切断面精度低下了。
[0005]进而，在形成了上述磨粒群的钢丝部分中，在磨削时，切屑被集聚在磨粒之间而容易引起网眼堵塞。而且，在引起了网眼堵塞的钢丝部分中，因为磨削阻力增大而作用大的集中应力，所以钢丝容易断线，存在产品寿命低下的问题。另外，这样的网眼堵塞，也导致磨削效率、切断面精度的低下。
[0006]在此，作为这样的磨粒的磨损速度的偏差、网眼堵塞的主要原因，能举出上述磨粒群中的钢丝方向的磨粒彼此的紧贴。
[0007]因此， 申请人:，为了解决上述以往技术的问题，在专利文献2中，提出了通过向钢丝的外周面喷射粘接剂，形成点状的粘接剂层，由该粘接剂层临时固定磨粒并且通过由镍电镀正式固定那些临时固定的磨粒形成的固定磨粒钢丝锯。
[0008]在此专利文献2记载的钢丝锯中，因为由喷雾器控制磨粒配置，所以与专利文献I的相比，能某种程度地抑制多个磨粒局部性地凝集地固定。但是，如图14所示，因为依然不得不成为依靠概率的随机的磨粒配置，所以对上述各问题的担心未被消除，留下了进一步的改善的余地。
[0009]专利文献1:日本特公昭51-003439号公报
[0010]专利文献2:日本特开2004-237376号公报


【发明内容】

[0011]发明所要解决的课题
[0012]因此，本发明的技术的课题在于，提供一种能使工件的切断面精度、磨削效率提高，而且，能实现产品的长寿命化的固定磨粒钢丝锯及其制造方法，及使用了该固定磨粒钢丝锯的工件的加工方法。
[0013]为了解决课题的手段
[0014]为了解决上述课题，本发明的排列控制型固定磨粒钢丝锯，是将具有均等的粒度的多个磨粒由覆盖该芯线的外周面的结合材料层呈单层地固定在高强度的芯线的外周面上而成的固定磨粒钢丝锯，其特征在于，在上述芯线的外周面上，多个点状的粘接剂层相互分离地涂敷粘接并且沿上述芯线的轴以规则的间距间隔排列成直线状，形成了至少3个粘接剂层列，上述磨粒由上述粘接剂层临时固定并且由上述结合材料层正式固定，配置在相互邻接的粘接剂层上的磨粒在相互离开的状态下被固定。
[0015]这时，希望上述芯线由金属线材构成，上述结合材料层由电镀金属构成。
[0016]根据具备这样的结构的固定磨粒钢丝锯，在沿芯线的轴以规则的间距间隔排列成直线状的多个点状的粘接剂层上配置了磨粒，而且，被配置在相互邻接的粘接剂层上的磨粒，在相互离开的状态下被固定。因此，能抑制局部性地多个磨粒凝集而固定的磨粒群的形成，特别是，能抑制芯线的轴向的磨粒彼此的紧贴。因此，在工件的磨削时，能充分地确保由各磨粒产生的切入深度，能使磨削效率提高。另外，也能抑制在由磨削产生的各磨粒的磨损速度上的偏差，改善工件的切断面粗糙度即切断面精度。进而，因为能改善工件的切屑的排出性，抑制磨粒之间的网眼堵塞，所以不仅能防止钢丝的断线，实现产品的长寿命化，而且也防止磨削效率、切断面精度的低下。
[0017]在本发明的固定磨粒钢丝锯的一实施方式中，希望上述粘接剂层由橡胶类粘接剂构成，具有弹性，在工件的加工时，形成了容许与工件抵接的各磨粒相对于上述芯线的外周面向交叉的方向运动的缓冲层。通过这样做，能由缓冲层吸收从芯线的外周面到磨粒前端的高度即磨粒高度的偏差，能进一步改善切断面精度。
[0018]而且，在本发明的固定磨粒钢丝锯的一实施方式中，也可以在上述粘接剂层列的各自中，上述粘接剂层以均等的间距间隔排列。这时，上述粘接剂层列相互的磨粒的间距间隔也可以变成均等。这样，在上述粘接剂层列中，如果粘接剂层以均等的间距间隔配置，则能进一步抑制由磨削产生的各磨粒的磨损的偏差。另外，形成上述各粘接剂层列的粘接剂层，也可以至少被配置在I条螺旋上。通过这样做，能进一步改善切屑的排出性。
[0019]另外，在上述固定磨粒钢丝锯中，与上述芯线的在圆周方向的邻接的粘接剂层列的最大间隔相比，这些粘接剂层列中的磨粒的最小间距间隔变长。这从磨削效率、切屑的排出性的观点出发是所希望的。另外，如果上述粘接剂层形成了圆形状，其直径是平均磨粒直径以下、平均磨粒直径的30%以上，则能抑制在一个粘接剂层上固定多个磨粒或者产生磨粒不被固定的粘接剂层，能没有浪费地有效地配置磨粒。
[0020]进而，上述的本发明的固定磨粒钢丝锯的制造方法，是制造权利要求1?8中的任一项记载的固定磨粒钢丝锯的方法，包含:将在外周在圆周方向开设多个微细孔而成的辊配设在上述芯线的行走路径上的工序；向上述辊的微细孔充填粘接剂的工序；使上述芯线在使其外周面与上述辊的外周接触的状态下行走的工序；在将旋转的上述辊的微细孔和行走的芯线的外周面的相对速度调整为零的状态下，通过从上述微细孔向上述芯线的外周面上转印粘接剂，涂敷粘接点状的粘接剂层的工序；将磨粒向转印了粘接剂的该芯线的外周面散布，由该粘接剂临时固定的工序；和进一步由结合材料覆盖临时固定了磨粒的该芯线的外周面，由该结合材料层正式固定该磨粒的工序。通过这样做，不仅能抑制由产品产生的个体差而使品质稳定化，而且能有效地制造上述固定磨粒钢丝锯。
[0021]而且，如果在使上述固定磨粒钢丝锯和工件在规定的钢丝张力之下相互压接的状态下，通过使该固定磨粒钢丝锯向一方向或者往复方向行走，切断该工件，则能有效地且高精度地切断该工件。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1是概要地表示本发明的固定磨粒钢丝锯的第一实施方式的一部分的主视图。
[0023]图2是图1所示的固定磨粒钢丝锯的概要的A-A剖视图。
[0024]图3是表示本发明的固定磨粒钢丝锯的第一实施方式的一变形例的概要的横剖视图。
[0025]图4是表示本发明的固定磨粒钢丝锯的第二实施方式的一部分的概要的主视图。
[0026]图5是表示本发明的固定磨粒钢丝锯的第三实施方式的一部分的概要的主视图。
[0027]图6是表示本发明的固定磨粒钢丝锯的制造方法的一实施方式的概念的制造工序图。
[0028]图7是表示图6所示的制造工序中的粘接剂涂布工序的一例的概要图。
[0029]图8是表示图7所示的粘接剂涂布工序中的向芯线的粘接剂转印工序的一例的说明图。
[0030]图9是表示由图8所示的粘接剂转印工序向芯线上实际转印了粘接剂的状态的一例的光学显微镜照片。
[0031]图10是表示由本发明的固定磨粒钢丝锯的制造方法制造的固定磨粒钢丝锯的一例的光学显微镜照片。
[0032]图11是表示使用了本发明的固定磨粒钢丝锯的工件的加工方法的一实施方式的概要图。
[0033]图12是表示切断性能试验的结果的坐标图(蓝宝石的例)。
[0034]图13是表示切断性能试验的结果的坐标图(SiC的例)。
[0035]图14是表示以往的固定磨粒钢丝锯的光学显微镜照片。

【具体实施方式】
[0036]为了实施发明的方式
[0037]下面，基于附图，对本发明的各实施方式详细地进行说明。
[0038]如图1?图5所示，本发明的固定磨粒钢丝锯，通过在高强度的芯线I的外周面上由覆盖该芯线I的外周面整体的结合材料层4固定具有均等的粒度的多个磨粒2而形成。这时，在上述芯线I的外周面上，以相互分离地配置的方式控制地涂敷粘接了多个点状的粘接剂层3。而且，上述磨粒2由该点状的粘接剂层3临时固定(粘接)，并且由上述结合材料层4正式固定。其结果，该磨粒2，相对于上述芯线I的外周面单层地固定。其结果，配置在相互邻接的各粘接剂层3上的磨粒2，在相互离开的状态下被固定。
[0039]上述芯线1，由遍及长度方向(即轴向)整体地具有均匀的圆形状横截面的金属线材构成。作为该金属线材，可以适当地使用由高碳钢、中碳低合金钢等热处理弹簧钢形成的线材；由硬钢线、钢琴线、不锈钢线、冷轧钢线、油回火钢丝等加工弹簧钢形成的线材；由低合金钢、中合金钢、高合金钢、马氏体时效钢等超强力钢形成的线材；由钨、钥、铍等金属纤维形成的线材；或者由Fe-S1-B、A1-Y-Ni等非晶形的金属纤维形成的线材等。在此，在该芯线I是钢琴线的情况下，其直径D希望是0.08mm以上、0.20mm以下的范围。如果该芯线I的直径比0.08mm细，则不能确保钢丝锯I的充分的强度，如果比0.20mm粗，则在工件的加工时所需要的切断余量变大，材料的浪费变多。
[0040]另外，作为上述磨粒2，最好使用从金刚石磨粒、CBN磨粒、A1203磨粒或者SiC磨粒中选择的I种或2种以上的磨粒。使用的磨粒2的平均直径，与进行磨削加工的工件的种类、芯线I的直径及磨粒2的配置相应地适当设定。
[0041]上述点状的粘接剂层3，沿上述芯线I的轴以规则的间距间隔排列成直线状，至少形成了 3个粘接剂层列Ii (i = 1、2、3……)。而且，由该粘接剂层3规定了上述芯线I的外周面上的上述磨粒2的配置，其结果，该磨粒2沿上述粘接剂层列Ii固定。这时，芯线I的在轴向的粘接剂层3的间距间隔m、在圆周方向的粘接剂层的个数及配置，希望适当设定，以便在配置在相互邻接的粘接剂层3上的磨粒2之间，在磨削加工时结合材料层4不与工件接触，另外，确保平均磨粒直径以上的间隙。进而，如果考虑磨削效率、切屑的排出性，则希望与在圆周方向邻接的粘接剂层列Ii的间隔η之中最长的相比，在轴向邻接的粘接剂层3的间距间隔m之中最短的一方长。
[0042]在此，上述粘接剂层3是大致圆形状，最好其直径d是平均磨粒直径的30%以上、平均磨粒直径以下。本来，希望在一个粘接剂层3上粘接一个磨粒2,如果粘接剂层3的直径比平均磨粒直径的30%小，则产生不粘接磨粒2的粘接剂层3的概率变高，如果比平均磨粒直径大，则在一个粘接剂层3上粘接多个磨粒2的概率变高。但是，在磨削速度被要求的情况下等，也可以与需要相应地适当设定该粘接剂层3的直径，以便容易在一个粘接剂层3上粘接2、3个磨粒2。
[0043]另外，作为形成上述粘接剂层3的粘接剂，只要是能粘接磨粒2而临时固定的粘接剂就不被特别地限制，但从流动性、粘接性等的方面，可以适当使用丙烯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、腈橡胶、丁基橡胶等橡胶类粘接剂。通过这样做，因为该粘接剂层3具有作为磨粒2的缓冲层的功能，所以在工件的磨削时，容许与该工件抵接的各磨粒向相对于上述芯线I的外周面交叉的方向弹性地变动，其结果，能使从芯线I的外周面到磨粒前端的高度(即磨粒高度)的偏差吸收到该粘接剂层3中。
[0044]上述结合材料层4由电镀金属构成，其膜厚t与平均磨粒直径相比变薄。而且，磨粒2，使其一部分从结合材料层4的表面露出。该结合材料层4的厚度，最好是磨粒2的平均粒直径的30%以上、50%以下的范围，更最好是30?40%。如果该结合材料层的厚度比30%薄，则存在不能充分地确保磨粒2的保持力的危险。另外，如果该厚度比50%厚，则存在不能充分地确保来自磨粒4的结合材料层表面的突出量的危险。在此，在作为上述结合材料的电镀金属上，可以适当地使用镍、铜或者铬。另外，在作为上述磨粒2使用由金属薄膜覆盖的覆盖磨粒的情况等下，也可以与需要相应地将磨粒2的表面整体与芯线I的表面一起由结合材料层4覆盖。
[0045]根据具备这样的结构的上述固定磨粒钢丝锯，磨粒2被配置在沿金属芯线I以规则的间距间隔排列成一列的多个点状的粘接剂层3上，而且，被配置在相互邻接的粘接剂层3上的磨粒2在相互离开了的状态下固定。因此，能抑制局部性地多个磨粒凝集而被固定了的磨粒群的形成，特别是，能抑制芯线I的在轴向的磨粒2彼此的紧贴。
[0046]因此，在工件的磨削时，能充分地确保由各磨粒2产生的切入深度，能使磨削效率提高。另外，也能抑制由磨削产生的在各磨粒2的磨损速度上的偏差，改善工件的切断面粗糙度即切断面精度。进而，因为能改善工件的切屑的排出性，抑制磨粒2之间的网眼堵塞，所以不仅能防止断线，实现产品的长寿命化，也能防止磨削效率、切断面精度的低下。另外，通过作为粘接剂层3采用橡胶类粘接剂，使该粘接剂层3作为缓冲层也发挥功能，能吸收在固定的磨粒之间产生的磨粒高度的偏差，能进一步改善切断面精度。
[0047]如果对上述粘接剂层3的配置更具体地进行说明，则在图1?图3所示的上述固定磨粒钢丝锯的第一实施方式中，在芯线I的外周面上，上述点状的粘接剂层3沿芯线I的轴线以均等的间距间隔m排列成直线状，在圆周方向形成了 6个(图1及图2)或者5个(图3)粘接剂层列Ii。而且，在本实施方式中，在上述粘接剂层列Ii的各自中，不仅粘接剂层3在轴向以均等的间距间隔m被涂敷粘接，在粘接剂层列Ii相互之间，粘接剂层3的间距间隔m也成为均等的间距间隔。进而，在粘接剂层列Ii相互之间，粘接剂层3的轴向的位置(即相位)大致一致，因此，粘接剂层3在圆周方向形成了与轴正交的环状列S。而且，该环状列s在轴向以均等的间隔m并列设置。另外，这些粘接剂层列li，在圆周方向也以相互均等的间隔η平行地配置。
[0048]另外，在本实施方式中，在粘接剂层列Ii相互之间，不一定需要粘接剂层3的间距间隔m是均等的，例如，也可以在圆周方向交替地配置间距间隔m的不同的2种粘接剂层列I i，或者，也可以在粘接剂层列I i相互之间，粘接剂层3的间距间隔m全部不同。但是，希望任何的间距间隔m都是最小间距间隔mmin的倍数。另外，在粘接剂层列Ii相互之间，不需要粘接剂层3的轴向的位置(相位)一致，例如，在图1中，也可以交替地错开180度地配置这些粘接剂层列Ii的轴向的相位。粘接剂层列Ii的个数也不被图示的个数限定，只要是至少3个以上即可。进而，粘接剂层列Ii的圆周方向的间隔η也不一定需要是均等的。
[0049]另一方面，在图4所不的第二实施方式中，也与第一实施方式同样,在粘接剂层列Ii的各自中，在粘接剂层3在轴向以均等的间距间隔m涂敷粘接的同时，在粘接剂层列Ii相互之间，粘接剂层3的间距间隔m也成为均等的间距间隔。而且，上述粘接剂层列Ii的圆周方向的间隔也成为均等。但是，在粘接剂层列Ii相互之间，粘接剂层3的轴向的位置(相位)顺序大致均等地错开，作为结果，形成各粘接剂层Ii的磨粒被配置在I条螺旋上。另外，在本实施方式中，上述粘接剂层列Ii的圆周方向的间隔n，不一定需要是均等的。另夕卜，也可以将形成上述粘接剂层3的螺旋做成2条以上。
[0050]接着，在图5所示的第三实施方式中，在轴向以均等的间距间隔m将粘接剂层3涂敷粘接而成的粘接剂层列Ii和以间距间隔m和2m的组合反复配置粘接剂层3而成的粘接剂层列Ii被交替地配置在圆周方向。而且，在本实施方式中，将轴向的相位错开180度地配置了上述两粘接剂层列li，但不必仅限于此，也可以使两者的相位一致。另外，全部的粘接剂层列li，也可以如后者的那样，通过反复进行不同的间距间隔的组合来形成。
[0051]而且，在这些第一、第二及第三实施方式的固定磨粒钢丝锯中，上述磨粒2，在由如上所述的那样排列的粘接剂层3定位了的状态下，由上述结合材料层(电镀金属层)固定。其结果，形成了大致沿上述各粘接剂层列Ii的磨粒列。
[0052]接着，对制造上述固定磨粒钢丝锯的方法，用图6?图9详细地进行说明。
[0053]此制造方法，如图6所示，概要地讲，由如下的工序构成:通过从辊外周的微小孔将粘接剂转印到高强度的芯线I的外周面上，沿该芯线I以规则的间距间隔涂敷粘接多个点状的粘接剂层3的工序；在该粘接剂层3上临时固定磨粒2而进行定位的工序；和通过用由电镀金属构成的单层的结合材料层4覆盖芯线I的外周面，使上述临时固定的磨粒2在使其一部分从结合材料层4的表面露出的状态下正式固定在芯线I的外周面上的工序。
[0054]更具体地讲，首先，从第一线轴5以一定的速度水平地拉出的芯线1，当在浸溃脱脂槽6中被进行了脱脂之后，通过酸浸溃槽7，被进行了酸清洗，在第一水洗槽8中被进行水洗。
[0055]在此，在浸溃脱脂槽6中使用的脱脂液，是一般使用的碱脱脂液，能举出3磷酸钠、正硅酸钠及碳酸钠等中的各水溶液，但不是特别地限定的。另外，在酸浸溃槽7中使用的酸液，是由一般使用的硫酸、盐酸、硝酸等构成的混合溶液，但需要根据芯线材料变更组成地进行调制，选择最佳的酸处理条件。
[0056]接着，通过将由第一水洗槽8进行了水洗的芯线I向粘接剂涂布装置10输送，在那里将粘接剂3a转印到芯线I的外周面上，多个点状的粘接剂层3相对于该芯线I的外周面，被控制配置地涂布。此粘接剂涂布装置10，如图7及图8的概要图所示，使送来的芯线I卷架在旋转的粘接剂转印辊18的外周上地接触，将从该辊18的外周呈点状地输出的粘接剂3a转印到该芯线I的外周面上。
[0057]下面，对此粘接剂的转印涂布工序更详细地进行说明。
[0058]在上述粘接剂转印辊18的外周面上，沿其圆周方向开设了微细孔18a的列，这些微细孔18a，与粘接剂(溶解于有机溶剂的粘接剂)的供给源(省略图示)相连接。而且，该粘接剂从其供给源被分别充填到上述微细孔18a中，通过这些微细孔18a向上述辊18的外周面输出微量的粘接剂3a。
[0059]另外，至于上述微细孔的尺寸，如果做成平均磨粒直径的30%以上、平均磨粒直径以下左右的直径，则能使粘接剂层3在更适当的直径d的沮围内涂敷粘接，在后工序中，相对于I个粘接剂层仅固定I个磨粒的概率变高，能制作单粒子排列的钢丝锯。
[0060]另外，关于在此使用的粘接剂，如上所述，只要是在后工序中能临时固定磨粒2的粘接剂，就不被特别地限定，但丙烯、苯乙烯、丁二烯、腈、丁基橡胶等橡胶类粘接剂，从流动性、粘接性等方面考虑适合。关于有机溶剂，也只要是能溶解目的的粘接剂，就不被特别地限定，但二甲苯、甲苯等芳香族碳氢化合物或者丁二烯、正己烷等脂肪族碳氢化合物从操作性的方面考虑合适。
[0061]当从这样的辊18相对于芯线I转印上述粘接剂3a的时候，将从前工序送来的芯线I相对于上述辊18的外周面，以沿上述微细孔18a的方式卷架，使该辊18向芯线I的输送方向旋转，以便其圆周速度与芯线I的输送速度一致。通过这样做，能使辊18的外周面和芯线I在相对速度为零的状态下接触，其结果，如图9例示的那样，粘接剂3a从上述微细孔18a的列作为点状的粘接剂层3正确地转印到芯线I的外周面上，形成上述粘接剂层列li。另外，在此照片中，芯线I的直径D成为100 μ m，粘接剂层3的直径d及间距间隔m分别成为 10 μ m、100 μ m。
[0062]另外，在此，上述微小孔18a，在附图上仅I列形成在辊外周面的平坦部分上，但不被限定于此，例如也可以形成在弯曲了的凹面、凸面上，另外，可以与涂敷粘接在芯线I上的粘接剂层3的排列相应地配置成各种各样的形态。
[0063]因此，通过适当调整上述辊18的数量、配置及该辊18的外周面的形状以及在那里开设的微细孔18a的数量、配置等，能在芯线I的外周面上形成各种各样的形态的粘接剂层列Ii。
[0064]因此，下面，以制造图1及图2所示的那样的钢丝锯的情况为例，具体地说明其制造方法。
[0065]在此情况下，在上述粘接剂涂布装置10中，因为在芯线I的圆周方向并列设置了 6个粘接剂层列li，所以如图7所示，沿芯线I的行走路径顺序配置了 6个粘接剂转印辊18。而且，该芯线I被卷架在这些辊18上。这时，因为在芯线I的圆周方向以均等的间隔形成粘接剂层li，所以这6个辊18，在每个倾斜等角度(即60度)的状态下配置。另外，因为使上述粘接剂层3在芯线I的轴向以均等的间距间隔排列成一列，所以在上述各辊18的外周面上也以同样的均等的间距间隔呈一列地开设了上述微细孔18a。
[0066]而且，使这些辊18以与芯线I的输送速度相同的圆周速度旋转，在调节了这些辊相互之间的旋转相位的状态下，将从上述微细孔18a输出的粘接剂3a转印到该芯线I的外周面上。其结果，如图1及图2所示，将粘接剂层3涂敷粘接在芯线I的外周面上而形成了粘接剂层列li。另外，这时辊相互之间的旋转相位，希望调整成粘接剂3a相对于由各辊18形成的芯线I的轴向的转印位置相互大致一致。
[0067]如上所述，在外周面上形成了粘接剂层列Ii的芯线1，接下来被输送给磨粒附着装置11。在此磨粒附着装置11中，从芯线I的周围向其外周面上散布了磨粒2。其结果，磨粒2由上述粘接剂层3相对于芯线I的外周面临时固定。
[0068]进而，临时固定了磨粒2的芯线1，在由第二水洗槽12清洗之后，在将与阳极连接的金属板14浸水设置在电解电镀液中的电解电镀槽13中通过，此时，使作为结合材料的电镀金属向与阴极9连接的芯线I的外周面析出。通过这样做，芯线I的外周面整体被由电镀金属构成的结合材料层4覆盖，上述磨粒2由该结合材料层4正式固定在芯线I的外周面上。
[0069]在此，成为阳极的金属板14，由与被作为结合材料选择的电镀金属相同的金属构成，电解电镀液也包含了与被作为结合材料选择的电镀金属相同的金属。另外，结合材料层4的膜厚t，设定成磨粒2的一部分从其表面露出的程度，即比平均磨粒直径薄。
[0070]然后，将在外周面上正式固定了磨粒2的芯线I在第三水洗槽15中进行水洗，接着，在防锈剂槽16中实施了防锈处理之后，由第二线轴17缠绕。其结果，能获得如图10所示的那样的固定磨粒钢丝锯。
[0071]根据以上的那样的固定磨粒钢丝锯的制造方法，因为使磨粒可靠地固定在需要的部位，所以没有品质的偏差，另外，因为可以仅在为了实现最佳的磨削效率所需要的部位无浪费地配置磨粒，所以能经济地进行制造。另外，因为能防止如随机的磨粒固定的情况的那样起因于磨粒的凝集、磨粒密度的表里差的不良品出现，所以也能改善制造成品率。另外，通过与工件的材质、尺寸相应地设定适当的磨粒排列间距，能制造能实现所希望的磨削效率、切断面精度的固定磨粒钢丝锯。
[0072]而且，当用上述固定磨粒钢丝锯来切断工件的时候，例如，使用如图11所示的那样的加工装置。该加工装置，是通过在外周设置了螺旋状的导向槽32a的两个主辊32、32上，沿该导向槽32a卷架从供给侧卷线筒31拉出的钢丝锯Y，在两个主辊32、32的上部之间形成了钢丝锯Y以一定间距并行的钢丝锯列YR，并将上述钢丝锯Y的前端卷绕在回收侧卷线筒33上的装置。
[0073]而且，通过使上述卷线筒31、33及主辊32、32同步地旋转，使钢丝锯列YR中的各钢丝锯Y向一方向行走或者向双方向往复运动。这时，通过使规定的钢丝张力作用在该钢丝锯Y上，并且使该钢丝锯Y和作为上述工件的坯块30以规定的加工速度、加工载荷F相互压接，能在短时间内加工该坯块30，获得面精度良好的薄片。
[0074]另外，本发明的固定磨粒钢丝锯及其制造方法，以及使用该固定磨粒钢丝锯的工件的切断方法，是不被上述的实施方式特别地限定的，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以施加各种变更。
[0075]实施例
[0076]下面详细地说明本发明的实施例。但是，本发明是不被以下的实施例限定的。在此，使用基于本发明制造的固定磨粒钢丝锯和基于以往方法制造的作为比较例的固定磨粒钢丝锯，分别磨削加工坯块，进行了它们的切断性能的比较评价。
[0077]在此，基于本发明的固定磨粒钢丝锯，与图1及图2的实施方式相当，具体地讲是图10所示的固定磨粒钢丝锯，是由图6?8所示的制造方法，在芯线的外周面上，将使多个点状的粘接剂层以200μπι的一定间距间隔排列成直线状而成的粘接剂层列，在芯线的圆周方向以等角度间隔并列设置6列，使金刚石磨粒临时固定在上述粘接剂层上，并且通过由镍电沉积正式固定而作成的固定磨粒钢丝锯。另外，这时粘接剂层的直径设定成了10 μ m0
[0078]另一方面，作为比较例使用的固定磨粒钢丝锯，是使金刚石磨粒大致均等地分散在钢丝表面上而进行了镍电沉积的固定磨粒钢丝锯，在图6所示的制造工序的粘接剂涂布工序中，通过在以一定的速度输送钢琴线的同时从周围喷射溶解于有机溶剂的粘接剂，在钢琴线的外周面上形成了多个点状的粘接剂层，在此后的工序中，使磨粒呈单层地临时固定在上述粘接部，进而在此后的工序中，使其在电解电镀槽中通过而进行镍电沉积来制作。另外，由镍电沉积形成的结合材料层的厚度设定成与上述实施例相同。
[0079][实施例]
[0080]用由直径160 μ m的钢琴线构成的芯线和平均磨粒直径30.4 μ m的磨粒制作了固定磨粒钢丝锯。在此，作为向上述粘接剂转印辊充填的粘接剂，使用丙烯橡胶15%和正己烷85%的溶液，作为电解电镀槽11的电镀液，使用由磺胺酸镍500g/l、氯化镍10g/l、硼酸20g/l调整成pH4.0的水溶液，在液温50°C、电流密度15A/dm2实施了由镍电镀进行的磨粒的正式固定。镍膜厚设定成平均磨粒直径的约30%的ΙΟμπι。作为其结果得到的固定磨粒钢丝锯，具有大致均等的磨粒高度，其平均线直径是239 μ m。另外，固定磨粒钢丝锯的全长做成了 10km。
[0081][比较例]
[0082]用由直径160 μ m的钢琴线构成的芯线和平均磨粒直径30.4 μ m的磨粒制作单层固定磨粒钢丝锯。在此，作为喷射的粘接剂，使用丙烯橡胶15%和正己烷85%的溶液，作为电解电镀槽的电镀液，使用由磺胺酸镍500g/l、氯化镍10g/l、硼酸20g/l调整成pH4.0的水溶液，在液温50°C、电流密度15A/dm2实施了由镍电镀进行的磨粒的正式固定。镍膜厚设定成平均磨粒直径的约30%的10 μ m。作为其结果得到的单层固定磨粒钢丝锯，具有大致均等的磨粒高度，其平均线直径是238 μ m。另外，固定磨粒钢丝锯的全长做成了 10km。
[0083]然后，使这些钢丝锯，如图11所示，分别平行地配置多条，在以线速500m/min往复运动、钢丝张力35N、钢丝间距1.1mm、工件输送速度18mm/h、新线供给量1.0m/min的条件下，用水溶性加工液切断加工了蓝宝石(硬度约2000HV)。然后，使用该结果得到的切断片(尺寸:Φ2英寸X长度30mm，切断数量27张)的全部张数，求出了厚度偏差TV5 (在由中心和其周围的90度间隔的4点构成的面内5点中的厚度的最大值和最小值之差)。
[0084]以下的表1，是上述本发明的实施例的固定磨粒钢丝锯和上述比较例的固定磨粒钢丝锯的性能比较结果。
[0085][表 I]
[0086]切断性能比较结果
[0087]
钢琴线平均磨粒钢丝锯平切口宽度 TV5
直径直径均线直径 (μιη) (μιη)
(μιη ) ( μιη ) ( μιη )
实施例 16030.422926317.5
比较例 16030.422825120.9
[0088]如表I所表明的那样，根据本发明的实施例的固定磨粒钢丝锯，与比较例的相比，关于薄片的厚度偏差TV5改善了约十分之一强，因此，能确认工件的切断面粗糙度，即切断面精度被改善。
[0089]接着，在使这些钢丝锯的各40m量以钢丝线速度200m/min分别往复运动的同时，在加工载荷8N、钢丝张力1N之下，作为加工液使用自来水，分别切断加工钢丝锯的行走方向的宽度为30_的蓝宝石工件和SiC工件，评价了两者的切断性能之中的磨削能力。图12和图13表示每一工件的比较评价结果。这是切断加工了 50张上述工件的结果，图的横轴表示了切断的工件的数量，纵轴表示了钢丝锯在一个往复的期间切入工件的深度，即磨削性。在蓝宝石和SiC的任一个的情况下，都是基于本发明的固定磨粒钢丝锯的一方，与比较例的相比，关于初期磨削能力表示了高的值。从这些结果能确认:根据本发明的实施例的钢丝锯，工件的磨削效率被改善。
[0090]以上，对本发明详细地进行了说明，但本发明不被上述实施方式、上述实施例限定，不言而喻，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以进行各种各样的设计变更。
[0091]符号说明:
[0092]1:芯线
[0093]2:磨粒
[0094]3:粘接剂层
[0095]3a:粘接剂
[0096]4:结合材料层
[0097]5:第一线轴
[0098]6:浸溃脱脂槽
[0099]7:酸浸溃槽
[0100]8:第一水洗槽
[0101]9:阴极
[0102]10:粘接剂涂布装置
[0103]11:磨粒附着装置
[0104]12:第二水洗槽
[0105]13:电解电镀槽
[0106]14:金属板(阳极)
[0107]15:第三水洗槽
[0108]16:防锈剂槽
[0109]17:第二线轴
[0110]18:粘接剂转印辊
[0111]18a:微细孔
[0112]30:工件(坯块)
[0113]31:供给侧卷线筒
[0114]32:主辊。
【权利要求】
1.一种固定磨粒钢丝锯，其是将具有均等的粒度的多个磨粒由覆盖该芯线的外周面的结合材料层呈单层地固定在高强度的芯线的外周面上而成的固定磨粒钢丝锯，其特征在于， 在上述芯线的外周面上，多个点状的粘接剂层相互分离地涂敷粘接并且沿上述芯线的轴以规则的间距间隔排列成直线状，形成了至少3个粘接剂层列， 上述磨粒由上述粘接剂层临时固定并且由上述结合材料层正式固定，配置在相互邻接的粘接剂层上的磨粒在相互离开的状态下被固定。
2.如权利要求1记载的固定磨粒钢丝锯，其特征在于， 上述芯线由金属线材构成， 上述结合材料层由电镀金属构成。
3.如权利要求2记载的固定磨粒钢丝锯，其特征在于， 上述粘接剂层由橡胶类粘接剂构成，具有弹性，在工件的加工时，形成了容许与工件抵接的各磨粒相对于上述芯线的外周面向交叉的方向运动的缓冲层。
4.如权利要求1?3中的任一项记载的固定磨粒钢丝锯，其特征在于， 在上述粘接剂层列的各自中，上述粘接剂层以均等的间距间隔排列。
5.如权利要求4记载的固定磨粒钢丝锯，其特征在于， 上述粘接剂层列相互的磨粒的间距间隔也变成均等。
6.如权利要求5记载的固定磨粒钢丝锯，其特征在于， 形成上述各粘接剂层列的粘接剂层，至少被配置在I条螺旋上。
7.如权利要求1?6中的任一项记载的固定磨粒钢丝锯，其特征在于， 与上述芯线的在圆周方向的邻接的粘接剂层列的最大间隔相比，这些粘接剂层列中的磨粒的最小间距间隔变长。
8.如权利要求1?7中的任一项记载的固定磨粒钢丝锯，其特征在于， 上述粘接剂层形成了圆形状，其直径是平均磨粒直径以下、平均磨粒直径的30%以上。
9.一种固定磨粒钢丝锯的制造方法，其是制造权利要求1?8中的任一项记载的固定磨粒钢丝锯的方法，其特征在于，包含: 将在外周在圆周方向开设多个微细孔而成的辊配设在上述芯线的行走路径上的工序; 向上述辊的微细孔充填粘接剂的工序； 使上述芯线在使其外周面与上述辊的外周接触的状态下行走的工序； 在将旋转的上述辊的微细孔和行走的芯线的外周面的相对速度调整为零的状态下，通过从上述微细孔向上述芯线的外周面上转印粘接剂，涂敷粘接点状的粘接剂层的工序；将磨粒向转印了粘接剂的该芯线的外周面散布，由该粘接剂临时固定的工序；和进一步由结合材料覆盖临时固定了磨粒的该芯线的外周面，由该结合材料层正式固定该磨粒的工序。
10.一种工件的切断方法，其是使用了权利要求1?8中的任一项记载的固定磨粒钢丝锯或者由权利要求9记载的方法制造的固定磨粒钢丝锯的工件的切断方法，其特征在于， 在使上述固定磨粒钢丝锯和工件在规定的钢丝张力之下相互压接的状态下，通过使该固定磨粒钢丝锯向一方向或者往复方向行走，切断该工件。
【文档编号】B24D11/00GK104136169SQ201280068460
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】植田康弘 申请人:利德株式会社