JPS62297404A - 立方晶窒化硼素インクラストワイヤの製造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 この発明は最表面部分に立方晶窒化１ｌｌｌ素粒子［以
下これをＣＢ　Ｎ　（Ｃｕｂｉｃ　Ｂｏｒｏｎ　Ｎ１ｔ
ｒｉｄｅ　）と略称する］が密着していることを特徴と
するＣＢＮインクラストワイヤの製造方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉 近年、セラミックや超硬合金材料の切断あるいはシリコ
ンやガリウム砒素などの半導体材料の切断、さらには非
常に細い穴の金属加工材の面取加工などにワイヤを用い
ることが検討あるいは実施されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このためワイヤとしては、従来より非常に強度の高い高
抗張力線材、いわゆるソーワイヤが使用されているが、
この場合その切断はワイヤと被切断材との摩擦によって
のみ行なわれるので切断効率が悪いという問題がある。

また被切断材とワイヤとの間に高電圧をかけ、その間で
の放電によって切断する、いわゆる放電ワイヤカットと
いう方法があるが、この方法は被切断材に導電性がなけ
ればならず、被切断材の材質が限定されるという問題が
ある。

これに対し、近年線材表面にダイヤモンドの微粒をメッ
キ法によりコーティングさせたダイヤモンドワイヤを用
いて切断する方法が知られている。

しかしながら、この方法も主として偽メッキやＮ、メッ
キによりダイヤモンド粒をワイヤ表面にコーティングさ
せているのみであるので、ダイヤモンドの付着力が弱い
とともに、線材表面全周に亘つて均一なコーティングを
行なうのが困難という問題があった。

さらには、ダイヤモンドを用いて切断ならびに研削加工
を行なおうとする場合、被加工材が鉄系材料であると、
ダイヤモンドと鉄との凝着が生じやすく、加工しにくい
という問題がある。

また、最外周部と中心部の間に間隙を設けた円筒状金属
体を用い、この間隙に金属粉末とＣＢＮ粒子との混合物
を充填、密閉し、これに押出しや圧延等の熱間加工また
は焼鈍やパテンティング等の熱処理を施したのち、冷間
加工を行なって、同様の線材を製造する方法があるが、
このような方法だけでは最外周部金属を除去した後の最
終線材の状態においてＣＢＮ粒子が十分表面に露出する
ように間隙の寸法を設定した場合、逆にＣＢＮ粒子が中
心部に食い込み（突出るような形となる）、中心部に切
欠きが生じるという問題がある。

このように、該線材の強度を事実上支えている中心部の
表面に切欠きが生じると、該線材は極めて破断しやすく
なり、ワイヤとしての寿命が短いものどなる。

く問題点を解決するための手段〉 この発明は上記の点に鑑みて、ＣＢＮ粒子が露出できる
条件を保持しつつ、中心部に対する切欠きが生じること
を除去し、ワイヤとしての寿命を長くするための新規な
ＣＢＮインクラストワイヤの製造方法を提供することを
目的とするものである。

即ち、この発明は円筒状金属体の中心部に、該金属体の
内径よりも小さな外径を有する円柱状金属体を挿入して
なる所要寸法の金属体において、円筒状金属体との間に
間隙ができるように、該中心円柱状金属体に密着させた
状態でパイプ状金属体を挿入するか、または中心円柱状
金属体に金属薄膜を巻きつけ、これと円筒状金属体との
間の間隙内に金属粉末と立方晶窒化硼素粒子との混合粉
末を充填し、次いで前記粉末充填金属体の両端を密閉し
たのち、押出しや圧延等の熱間加工または焼鈍やパテン
ティング等の熱処理を施し、さらに冷間加工を施して線
材となすとともに、該線材の最外層として残存する前記
金属体の円筒状金属体部分を機械的、化学的方法等によ
り除去して線材表面に前記金属粉末が焼結した金属と立
方晶窒化硼素粒子との混合層を顕出せしめることを特徴
とする立方晶窒化硼素インクラストワイヤの製造方法で
ある。

〈作用〉 この発明の方法を実施例に対応する第１図乃至第３図を
参照して説明すると、この発明はＣＢＮインクラストワ
イヤの製造方法において、まず最外周部１と中心部２と
の間に間隙Ｓを設けた所要寸法の円筒状金属体Ａの前記
間隙Ｓ内に最外周部１との間に間隙ができるように、中
心部２に密着させた状態でパイプ状金属体Ｂを挿入する
か、または中心部に金属薄帯Ｃを巻きつけ、これと最外
周部１との間の間隙Ｓ′内に金属粉末４とＣＢＮ粒子３
との混合粉末りを充填してから、上記金属体Ａの両端を
密閉したものを予め製造する。

第１図および第２図は上記金属体Ａの１１造を示す模式
図で、第１図はパイプ状金属体Ｂを用いた場合、また第
２図は金属薄帯Ｃを用いた場合であり、夫々（ａ）はそ
の上面図、（ｂ）は同側断面図である。

次に上記両端を密閉した金属体Ａを既知の押出しや圧延
等の熱間加工または焼鈍やパテンティング等の熱処理を
施したのち、さらに冷間加工によって伸線し、所要線径
の線材とする。

第３図は伸線途中での断面の金属１ａの一例を示す約１
２０倍の顕微鏡写真である。

さらに、上記線材の最外層として残存している前記金属
体Ａの最外周部１金属を研摩または酸洗い等により除去
することにより焼結された金属層内にＣＢＮ粒子が均一
に保持されてなる混合層が線材最表面層として顕出して
いるＣＢＮインクラストワイヤを得るに至るのである。

この発明で用いる第１図に示す最外周部１、中心部２の
材質としては、一般に炭素鋼を用い、また挿入するパイ
プ状金属体Ｂまたは金属薄帯Ｃの材質としては、一般に
ＮＬやＮＬ金合金用いるが、使用する条件によってはス
テンレス鋼やｔ合金等を用いてもよい。さらにこれらの
材質は各々異なっていてもよい。なお、これらの寸法は
使用する最終線材の径や充填するＣＢＮの粒径、および
充填比率によって任意に選択することができる。

また、ＣＢＮ粒子と混合する金属粉末は、一般にＮＬ粉
やＮ、基金金粉が用いられるが、これら以外にもへ粉や
Ｑ基台金粉、Ｆｅ粉やＦｅ基基金金粉あってもよい。

そして、前記粉末充填金属体Ａの両端を密閉したのち、
押出しや圧延等の熱間加工、または焼鈍やパテンティン
グ等の熱処理を施し、さらに冷間加工を施して所要の線
径の線材とするものである。

その後、伸線加工した鋼線において、最外層として残存
する前記金属体の最外周部金属を礪械的、化学的方法等
により除去して線材表面に前記金属粉末が焼結した金属
とＣＢＮ粒子との混合層を顕出せしめ、従来のメッキ法
によるワイヤに比べ、より強固にＣＢＮが密着している
とともに、従来のパイプ状金属体や金属薄帯を用いず、
伸線法によって製造するワイヤに比べてＣＢＮ粒子が中
心部に食い込み、中心部に切欠きが生じ、ワイヤとして
の寿命が短いものとなるおそれのないＣＢＮインクラス
トワイヤを得ることができるのである。

〈実施例〉 以下、実施例によりこの発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図に示す円筒状金属体Ａの素材としては最外周部１
に一般構造用圧延鋼材（Ｊ　ｌＳ−８８４１）を、中心
部２には炭素工具鋼鋼材（Ｊ　ｌＳ−８Ｋ７）を用いた
。このときの円筒状金属体Ａの寸法としては、最外径７
０闇φ、最外周部１の厚さ５　ＢＮ間＠Ｓの幅６　ｒｒ
ｒｔｎである。そして該間隙Ｓ内に内径４８ｍｍ、厚さ
２　ｒｘｒｒのｉＮＬ製チューブＢを挿入し、このＮｕ
チューブと最外周部１との間隙Ｓ′に純Ｎ、粉末４と平
均粒度１４０μｍのＣＢＮ粒子３を体積比で１３％混合
した混合粉末りを充填した後、金属体Ａの両端の間隙Ｓ
部を溶接密閉した。

その後、１０５０℃で２時間加熱し、押出比１５で押出
しを行なった。さらに熱処理および冷間伸線加工を繰返
し、１．ＯＭφの線材とした。この時の引張強度は１３
８／（ｇ−ｄであった。第３図は本実施例における伸線
途中での断面の組織構造の一例を示す顕微鏡写真である
。

これより明らかなように、ＣＢＮ粒子はパイプ状Ｎｕに
よって中心部から離れており、ＣＢＮ粒子が中心部に食
い込み、切欠きをつけることはないことがわかった。

これを濃度３５％の塩Ｍ溶液中に１５分間浸漬して線材
の最外層として残存する金属体Ａの最外周部１の炭１ｇ
ｆｌＡ（８８４１）を溶解除去してアルカリ溶液で中和
し洗浄した。

この方法により製造したＣＢＮインクラストワイヤは、
外周部にはＣＢＮ粒子３が均一に付着していると共に、
内部ではＣＢＮ粒子が中心部に食い込むことがなく、切
欠きのない長寿命のワイヤであることが認められた。

さらには、鉄系素材の切断ならびに研削加工において、
従来ダイヤモンドワイヤでは凝着が生じ、加工が困難で
あったのに対し、極めて良好な切断ならびに研削加工を
行なうことができた。

実施例２ 第１図に示す円筒状金属体Ａの素材としては、最外周部
１に一般構造用炭素！ＩＩＩ管（ＪＩＳ　　５ＴＫ３０
）を、また中心部２にピアノ線材（ＪＩＳＳＷＲ８７２
Ｂ＞を用いた。この時の円筒状金属体Ａの寸法としては
、最大径２０ｒ１１１、最外周部１厚さ２＃、中心部２
の直径１３鵬である。そして、この中心部２に厚さ０．
１Ｈの１ｉＨ４ｊＬ薄帯を０．５ａの厚さに密に巻きつ
け、これと最外周部１との間隙Ｓ′に純ＮＬ粉末と平均
粒度１５μ乳のＣＢＮ粒子３を体積比で１３％混合した
混合粉末りを充填したのち、金属体Ａの両端の間隙Ｓ部
を蓋止し溶接密閉した。

その後８５０℃に加熱し、次いで大気放冷という熱処理
と冷間伸線を７回繰返し、、直径０．２順の線材とした
。この時の引張強度は１７１　ＫＷ　４であった。

これを濃度３５％の塩酸溶液中に２０分間浸漬して線材
の最外層として残存する金属体Ａ最外周部１の炭素ｍ（
ＳＴＫ３０）を溶解除去し、アルカリ、溶液で中和し洗
浄した。

この、ようにして製造したＣＢＮインクラストワイヤは
従来のパイプ状金属体や金属薄帯を用いず、伸線法によ
って製造する同線径のＣＢＮインクラストワイヤに比べ
て、後述する第１表の結果より明らかなように、ＣＢＮ
粒子３が中心部２に食い込み、中心部に切欠きが１じ、
破断しやすいというおそれのない著しく寿命の長いもの
であった。

第　　　１　　　表 〈発明の効果〉 以上詳述のように、この発明の方法よりなるＣＢＮイン
クラストワイヤは、従来の伸線法によるワイヤに比べて
、寿命が著しく長く、極めてすぐれた切断用ワイヤとし
て広く利用でき、さらには面取加工などのワイヤとして
も用いることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明に用いる円筒状金属体の
構造を示す模式図であって、第１図は該金属体がパイプ
状金属体の場合を示し、同図（ａ）は上面図、（ｂ）は
側断面図、第２図は該金属体が金ｍ薄帯の場合であって
、同図＜８）は上面図、（ｂ）は側断面図、第３図はこ
の発明の方法による製造途中での線材断面の金属組織構
造の一例を示す約１２０倍の顕微鏡写真である。 Ａ・・・円筒状金属体　　　　　Ｂ・・・パイプ状金属
体Ｃ・・・金ＩＩ薄帯　　　　　　　Ｄ・・・混合粉末
１・・・金属体の最外周部　　　２・・・金属体の中心
部３・・・ＣＢＮ粒子　　　　　　４・・・金属粉末Ｓ
・・・金属体最外周部と中心部との間隙Ｓ′・・・金属
体最外周部とパイプ状金属体または金属薄帯との間隙 第１図　　　　　　第２図 （Ｑ＞　　、　　　　　　　（ａ） 第１図　　　　　　第２図 （ｂ）　　　　　　　　　（ｂ） 第８図 ｍ−−７”、ｇ−”””’ｙ・７ ニ″〜′

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状金属体の中心部に、該金属体の内径よりも
   小さな外径を有する円柱状金属体を挿入してなる所要寸
   法の金属体において、円筒状金属体との間に間隙ができ
   るように、該中心円柱金属体に密着させた状態でパイプ
   状金属体を挿入するか、または中心円柱状金属体に金属
   薄膜を巻きつけ、これと円柱状金属体との間の間隙内に
   金属粉末と立方晶窒化硼素粒子との混合粉末を充填し、
   次いで前記粉末充填金属体の両端を密閉したのち、押出
   しや圧延等の熱間加工または焼鈍やパテンティング等の
   熱処理を施し、さらに冷間加工を施して線材となすとと
   もに、該線材の最外層として残存する前記金属体の円筒
   状金属体部分を機械的、化学的方法等により除去して線
   材表面に前記金属粉末が焼結した金属と立方晶窒化硼素
   粒子との混合層を顕出せしめることを特徴とする立方晶
   窒化硼素インクラストワイヤの製造方法。
2. （２）円筒状金属体と円柱状金属体および挿入するパイ
   プ状金属体または巻きつける金属薄帯とが同種または異
   種の金属成分よりなる特許請求の範囲第１項記載の立方
   晶窒化硼素インクラストワイヤの製造方法。