JPH01156428A - スチールベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は大理石等の建築材料や、石英ガラス等の光学材
料の切断に用いられるスチールベルトに係り、さらに詳
細には同スチールベルトの溶接部の強度を著しく向上さ
せることができるスチールベルトの製造方法に関する。

Ｅ従来技術Ｊ 表面にダイヤモンドの粒子を塗布したスチールベルトを
用い、これを高速で回転させつつ、大理石等の建築材料
や、石英ガラス等の光学材料の切断を行なうことは周知
である。

この種のスチールベルトは切断具とし苛酷な使用状況に
耐え得るもでなければならず、従って硬くなればならな
いのは勿論であるが同時に疲労に対しても強くなければ
ならない。このような要請から従来においては、この種
のスチールベルトは以下のようにして製造されていた。

即チ、■炭素鋼よりなる帯状の素材を焼き入れし、次い
で ■その端部を突き合わせ溶接して無端体としだ後 ■焼戻しする。

周知のように炭素鋼は焼き入れすることによって硬くな
り、さらにこの焼き入れされた炭素鋼を適宜の温度で焼
戻しすることによって、硬さを保持した状態で材料にね
ばりを生じさせることができる。

［解決すべき問題点］ ところで近年、上述のスチールベルトは、電子部品材料
、例えばシリコン、ゲルマニウム、人工水晶等の切断に
も用いられている。特にＩＣやＬＳＩが形成されたシリ
コンスライスの切り出しに用いられるスチールベルトが
現在量も注目されている。即ち、半導体分野での技術の
進歩は極めて早く、特に集積度の向上は著しい。この集
積度の向上に伴ってシリコンスライスをできるかぎり薄
く切り出すことが要望されている。薄いスライス片を切
り出すためにはベルトは薄くなければならない。

しかしながら従来のスチールベルトはその製造工程にお
いて、上述のように■炭素鋼よりなる帯状の素材を焼き
入れした後、■その端部を突き合わせ溶接し無端体とし
ており、従って溶接することによって既に焼き入れされ
た状態にある両端部、即ち溶接部が極めて高温状態から
焼戻しされた状態になり、その部分の組成が極めて軟弱
になるという問題があった。このため薄くすると溶接部
の強度が不足し、切断事故が発生する虞れがあり、極端
に薄くすることができなかった。一方、近年の半導体技
術の進歩に伴い、薄いスライス片の切り出しの要請は益
々高まっており、薄くて丈夫なスチールベルトの開発が
望まれていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、溶接部の強
度を著しく向上させることができ、従って薄くて丈夫な
スチールベルトを製造することができるスチールベルト
の製造方法を提供することを目的とする。

［問題点の解決手段］ 上記目的を達成するために本発明は、炭素鋼よりなる帯
状の素材の端部を突き合わせ溶接して無端体にした後、
該無端体の少なくとも溶接部を焼鈍し１．次いで該焼鈍
した無端体を焼き入れした後、該焼き入れした無端体を
焼戻しすることを特徴とする。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

スチールベルトの材料としては、いわゆるＳＫ材と称さ
れる炭素の割合が０．５〜０．８５％の高炭素鋼を用い
る。

（１）溶接工程 上述の炭素鋼によって形成された帯状の素材（焼鈍され
た材料）を用意し、これの両端部を互いに突き合わせ溶
接することにより無端体、即ちスチールベルトにする。

（２）焼鈍工程 上記スチールベルトの溶接部は、組成が変化して非常に
硬く、かつ脆くなっている。溶接部からこの性質を除去
するために焼鈍する。

焼鈍には中性塩炉を用いる。この炉内は塩化カリウムと
塩化ナトリウムの混合液で満たされており、この混合液
が７６０°Ｃに加熱保持されている。

この混合液内に上記スチールベルトの溶接部を浸漬する
。この場合、スチールベルト全体を浸漬しても良い。

浸漬後、２０分経過した後、浸漬した状態で炉の加熱を
停止し、自然冷却させる。これによって溶接部が焼鈍さ
れ、溶接前の状態に戻る。即ち、溶接部の組成が他の部
分の組成と同じになる。

次いで溶接部の表面を研磨して仕上げする。

（３）焼き入れ工程 焼き入れには第１図に示す治具を使用する。この治具は
環状のフレームｌと、このフレーム１の内側にあって同
フレーム１を補強する複数の補強材２．２・・・とを有
しており、さらに上記フレームｌ及び補強材２には垂直
上方に、複数のポスト３．３・・・が突設されている。

またこの治具の中央には同治具を支持するフック４が補
強材２に固定されている。

焼き入れを行う場合には第１図に示すように、上記治具
上に素材であるスチールベルト５をａｔする。その際、
スチールベルト５をボスト３．３・・にからめるように
することによってスチールベルト５が治具上に保持され
る。モして治具と共にスチールベルト５を上述した中性
塩浴炉に浸漬する。

今回炉内の混合液は約８３０℃、即ち炭素鋼の変態点（
Ａ、）以上に加熱保持されている。この混合液内に上記
素材であるスチールベルト５を約１２０秒間浸漬する。

これによってスチールベルト５はオーステナイト状態に
なる。

次にこのオーステナイト状態になったスチールベルト５
を中性塩浴炉から引き上げ、治具と共に冷却槽に浸漬す
る。冷却槽は亜硝酸カリと亜硝酸ソーダの混合液で満た
されており、この混合液が約２６０°Ｃに加熱保持され
ている。この混合液内にスチールベルト５を約１６分間
浸漬する。

オーステナイト状態になったスチールベルト５を冷却槽
に浸漬することにより、スチールベルト５が冷えて硬化
する。その際、冷却槽内の混合液の温度が上述のように
比較的高いので、スチールベルト５内の組織が針状ベイ
ナイトに等温変態する。このように組織が針状ベイナイ
トに変態することにより、後に焼戻ししたときにスチー
ルベルトが通常に比べて高い屈曲性と対衝撃性を示すよ
うになる。

（４）焼戻し 焼き入れされたスチールベルト５は硬い反面、粘りがな
く脆くなっている。また内部に残留応力が生じて変形し
ている。そこで第２図に示す治具に、焼き入れしたスチ
ールベルト５を挟んで焼戻し槽に浸漬する。

第２図に示す治具は一種の矯正具であり、円形の外輪１
０と円形の内輪１１とを有している。第３図に示すよう
に、これら外輪１０と内輪１１の間に焼き入れによって
変形したスチールベルト５を挟み、複数の締結具１２．
１２・・・によって固定する。これによりスチールベル
ト５の形状を円形に矯正し、焼戻しの間その形状を保持
させる。

焼戻し槽は、冷却槽と同様に亜硝酸カリと亜硝酸ソーダ
の混合液で満たされており、この混合液が約４３０℃に
加熱保持されている。この混合液内に第２図に示す治具
に保持されたスチールベルト５を約２０分間浸漬する。

そして浸漬後、焼戻し槽から取り出したスチールベルト
５を第２図に示す治具に保持した状態でゆっくり冷却す
る。これによりスチールベルト５は硬さを保持した状態
で粘りを有するようになり、更に残留応力がとれて円形
になる。

上述の方法により製造したスチールベルト５の特徴は、
溶接部の組織が他の部分の組織と同じになり、強度等の
物理的性質が全ての部分において均一になるという点に
ある。

第４図はミクロビッカース硬度計により３００９の荷重
をかけ、溶接部付近のビッカース硬さを測定した測定結
果を示すグラフである。第４図（イ）は従来のスチール
ベルト（完成品）の測定結果を示し、第４図（ロ）は本
実施例により製造したスチールベルトの測定結果をしめ
している。

この第４図（イ）に示すグラフから明らかなように、従
来のスチールベルトには溶接の中心を挟んで両側に極め
て軟弱な組織が分布している。これに対して本実施例に
より製造したスチールベルト５においては同図（ロ）に
示すように、溶接部であっても硬度は他の部分と全く同
じである。従ってスチールベルト自体の引張強度も向上
し、実験によれば従来のスチールベルトの引張強度が１
１６〜ＩＩ＾／ｍｒｎ”であるのにだいし、本実施例に
より製造されたスチールベルトの引張強度は１５６〜ｒ
　ｓ　ｓｋｅ／ｆｎ□２であった。

従来のスチールベルトと本実施例により製造されたスチ
ールベルトとの溶接部の組成の相異は第５図及び第６図
に示す＃常写真からも明らかであす、従来のスチールベ
ルトの溶接部には第５図に示すように、他の部分と明ら
かに組成が異なる箇所が存在している。これに対して本
実施例によって製造したスチールベルトの溶接部には、
従来のスチールベルトに見られるような組成の異なる部
分は存在せず、第６図に示すように組成は均一である。

このように本実施例によって製造したスチールベルトに
おいては、強度が全体的に均一なので従来のスチールベ
ルトに比べて丈夫でかつ薄いスチールベルトを製造する
ことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、炭素鋼よりなる帯
状の素材の端部を突き合わせ溶接して無端体にした後、
該無端体の少なくとも溶接部を焼鈍し、次いで該焼鈍し
た無端体を焼き入れした後、該焼き入れした無端体を焼
戻ししたので、溶接部に軟弱な組成が生じなくなり、溶
接部の強度が従来に比べて著しく向上する。この結果、
丈夫でかつ薄いスチールベルトを製造することができ、
シリコンスライス等の加工材をより薄く切り出すことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる実施例の一工程である焼き入れ
に用いられる治具を示す斜視図、第２図は同実施例の他
の工程である焼戻しに用いられる治具を示す斜視図、第
３図は第２図に示す治具の断面図、第４図（イ）及び（
ロ）は各々、従来のスチールベルト及び本発明にかかる
実施例によって製造されたスチールベルトの溶接部の硬
度分布図は本発明にかかる方法により製造したスチール
１：環状のフレーム、２：補強材、３：ボスト、４：フ
ック、５ニスチールベルト、１０：外輪、１１：内輪、
１２：締結具。 特許出願人　　　　　　佐　藤　−雄 中井昭徳 第１図 す 第２図 第４図 中曵′ 中曵゛ 第５　図 第６図 手　　続　　袖　　正　　書 平成順科牛元年１月２６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）炭素鋼よりなる帯状の素材の端部を突き合わせ溶
   接して無端体にする工程と、 （ロ）前記無端体の少なくとも溶接部を焼鈍する工程と
   、 （ハ）前記焼鈍した無端体を焼き入れする工程と、（ニ
   ）前記焼き入れした無端体を焼戻しする工程と からなることを特徴とするスチールベルトの製造方法。