JP4724779B2

JP4724779B2 - 電着ワイヤー工具の製造方法

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Publication number: JP4724779B2
Application number: JP2010507254A
Authority: JP
Inventors: 克夫風早; 寧松本; 利夫福西; 宗裕辻本; 秀樹小川; 正明山中; 健二福島
Original assignee: ALMT Corp
Current assignee: ALMT Corp
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2029-04-08
Also published as: EP2277660A1; KR101216838B1; TWI436870B; HK1163015A1; EP2428317A2; CN101998894B; TW201233512A; JP4729648B2; JP2011056660A; EP2428317A3; HK1153428A1; WO2009125780A1; KR101194113B1; EP2277660A4; CN102267107A; EP2277660B1; KR20110005711A; US20110034113A1; TWI373403B; CN101998894A

Description

技術分野
［０００１］
この発明は、電着ワイヤー工具およびその製造方法に関し、より特定的には、磁性線状体の外周面に金属被覆砥粒が保持された電着ワイヤー工具およびその製造方法に関するものである。
背景技術
［０００２］
従来、電着ワイヤー工具は、特開昭５３−９６５８９号公報（特許文献１）、特開昭５３−１４４８９号公報（特許文献２）、特開昭６３−３４０７１号公報（特許文献３）および特開２００４−５０３０１号公報（特許文献４）に開示されている。
［０００３］
特許文献１では、めっき液中に砥粒を混合し、ピアノ線をめっき液に含浸（浸漬）した状態で複合めっきし、電着ワイヤー工具を製造する方法が開示されている。
［０００４］
しかし、この方法によれば、砥粒が高密度でかつ均一分散した電着ワイヤー工具を高速かつ安定して生産することは難しい。
［０００５］
特許文献２ではピアノ線を磁化し、磁性を有する、または予め磁性処理した金属被覆砥粒を磁化したピアノ線に吸着させ、吸着状態のまま、めっきにより固着する電着ワイヤー工具の製造方法が開示されている。
［０００６］
また、砥粒の表面にイオンプレーティング法、あるいはめっき法で磁性金属である鉄やニッケルを被覆し、このように得られた金属被覆砥粒に磁性を与える処理をすることも述べられている。
【０００７】
しかしながら、特許文献２では、鉄やニッケルを被覆した金属被覆砥粒を磁化したピアノ線に吸着させると、金属被覆砥粒が凝集してしまう。これは、鉄やニッケルは強磁性体であるため、砥粒の大きさ（重量）に対し、その磁性による吸着力があまりに大き過ぎるために起こる。特に、砥粒が大きさが６０μｍ以下だとこの傾向が大きい。
【０００８】
特許文献３では、砥粒表面にニッケルイオンを含む無電解めっき液で強磁性の金属被覆層を形成させ、砥粒を着磁装置で着磁させ、着磁させた金属被覆砥粒を強磁性の砥石台金が浸漬されためっき液に入れ、攪拌しながらめっきし、電着砥石を製造する方法が開示されている。現在のところ、無電解Ｎｉ−Ｂめっきを被覆したダイヤモンド砥粒は市販されておらず、製造する場合には非常に高価となる。
【０００９】
特許文献４では、無電解Ｎｉ−Ｐめっきを被覆した金属被覆ダイヤモンド砥粒を、磁力を利用し、ピアノ線に吸着させ、電気ニッケルめっきで固着した例が述べられている。
【００１０】
しかしながら、特許文献４で示される無電解Ｎｉ−Ｐめっきは非磁性であり、非磁性の金属被覆砥粒ではピアノ線に高密度で吸着させることはできない。
【００１１】
また、吸着力の低下は、電着ワイヤー工具における砥粒の均一分散性を悪化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】
特開昭５３−９６５８９号公報
【特許文献２】
特開昭５３−１４４８９号公報
【特許文献３】
特開昭６３−３４０７１号公報
【特許文献４】
特開２００４−５０３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、高品質の電着ワイヤー工具およびそれを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５８】
本発明の電着ワイヤー工具の製造方法は、無電解Ｎｉ−Ｐめっきが被覆されている金属被覆砥粒を熱処理し、無電解Ｎｉ−Ｐめっきの少なくとも一部分を結晶化させる工程と、熱処理した金属被覆砥粒をめっき液中に入れ、分散させた状態で磁力を利用して基材である磁性線状体へ磁気誘導作用により吸着させ、めっきで固着する工程とを含む。無電解Ｎｉ−Ｐめっき中のＰの含有率は３質量％以上１１質量％以下である。
［００５９］
このような工程を備えた電着ワイヤー工具の製造方法では、無電解Ｎｉ−Ｐめっきの少なくとも一部分を結晶化させるため、Ｎｉ−Ｐめっきが磁化しやすくなる。その結果、磁気誘導により金属被覆砥粒を磁性線状体へ吸着させやすくなる。
【００６０】
無電解Ｎｉ−Ｐめっき中のＰの含有率は３質量％以上である。上述のとおり、４質量％以上の無電解Ｎｉ−Ｐめっきが被覆された金属被覆砥粒は市販されており、安価で入手できる。ところが、市販されている金属被覆砥粒は磁力を利用して基材である磁性線状体へ吸着させようとしても、金属被覆砥粒の吸着量は非常に少なく、そのままでは使用できない。これは、金属被覆が非晶質なので、非磁性になっているためである。特に、粒径が１０μｍ以上の市販の金属被覆砥粒を用い、２ｍ／ｍｉｎ以上の生産スピードで電着ワイヤー工具を生産した場合に、磁性線状体への金属被覆砥粒の吸着量が顕著に低下するので使用できない。
［００６１］
このような問題があったが、本発明では、Ｐの含有率が４質量％以上で非晶質かつ非磁性の無電解Ｎｉ−Ｐめっきが被覆された金属被覆砥粒であっても、これを熱処理し、Ｎｉ−Ｐめっきの少なくとも一部分を結晶化させ、磁場を与えることで金属被覆砥粒を磁化させることが可能となった。これにより、磁性線状体への金属被覆砥粒の吸着量を格段にアップさせることができる。また、４質量％以下であっても熱処理をすることで、その磁性を熱処理前よりも向上させることができる。
［００６２］
また、このような熱処理をして作製した金属被覆砥粒に被覆されている無電解Ｎｉ−Ｐめっきは、その比抵抗がＮｉおよび無電解Ｎｉ−Ｂめっきと比較して高いために、特許文献２で問題となっていた砥粒の無駄や電力の無駄を少なくすることができる。
［００６３］
さらに好ましくは、無電解Ｎｉ−ＰめっきにおけるＰ（リン）の含有率が６質量％以上９質量％以下である。この範囲のものであると、砥粒の無駄や電力の無駄は最も少なくできる。
［００６４］
磁力を利用して、磁性線状体への金属被覆砥粒を吸着させる方法としては、（１）金属被覆砥粒のみを着磁させる、（２）磁性線状体のみを着磁させる、（３）金属被覆砥粒および磁性線状体を着磁させる方法があり、どれを採用してもよい。
［００６５］
また、熱処理をする金属被覆砥粒の具体例としては、ダイヤモンドおよびＣＢＮに無電解Ｎｉ−Ｐめっきが被覆されたものが挙げられる。
［００６６］
線状体の具体例としては、先に述べたとおりである。
好ましくは、熱処理の温度は２５０℃以上、無電解Ｎｉ−Ｐめっきの融点以下である。
［００６７］
このような温度範囲とすることで本発明に適した無電解Ｎｉ−Ｐめっきの結晶化を行なうことができ、金属被覆砥粒の吸着量が格段にアップする。
［００６８］
また、無電解Ｎｉ−Ｐめっきが被覆された金属被覆砥粒を熱処理すると、Ｎｉ−Ｐめっきも硬くなる。これにより、砥粒周辺の摩耗が抑えられ、電着ワイヤー工具の寿命も向上させることができる。
［００６９］
熱処理の温度が２５０℃以上であるのは、温度が２５０℃未満であると無電解Ｎｉ−Ｐめっきの結晶化される割合が低くなるので、磁力を利用して線状体へ金属被覆を吸着させることが難しくなる。また、無電解Ｎｉ−Ｐめっきの融点以下としたのは、融点を越えると金属被覆砥粒の変質が大きくなってしまうためである。
［００７０］
好ましくは、熱処理の雰囲気は真空雰囲気、水素雰囲気、窒素雰囲気またはアルゴン雰囲気（以後、真空雰囲気等という）である。砥粒の被覆された無電解Ｎｉ−Ｐめっきの表面に酸化被膜があると、めっきによる砥粒の固着力を低下させてしまう。しかし、真空雰囲気等で熱処理すると、酸化被膜が形成され難くなり、金属被覆砥粒の固着力を高くすることができる。
【００７１】
より好ましくは、熱処理の後、金属被覆砥粒を酸に浸漬する。もし何らかの理由で無電解Ｎｉ−Ｐめっきの表面に酸化被膜が形成された場合であっても、このように処理することで酸化膜を除去することができ、金属被覆砥粒の固着力を高くすることができる。具体的には、塩酸、硝酸または硫酸などを用いて処理することができる。
【図面の簡単な説明】
［００７２］
［図１］この発明の実施の形態１に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。
［図２］この発明の実施の形態２に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。
【図３】図１で示す電着ワイヤソーのドレッシング後の形態を示す、長手方向に直交する断面図である。
【図４】図２で示す電着ワイヤソーのドレッシング後の形態を示す、長手方向に直交する断面図である。
【図５】この発明の実施の形態４に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。
【図６】この発明の実施の形態５に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。
【図７】この発明の実施の形態６に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。
【図８】この発明の実施の形態７に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。
【図９】この発明の実施の形態８に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態９に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。
【図１１】実施例５に記載の方法で熱処理されたダイヤモンド砥粒のＸＲＤチャートを示す図である。
【図１２】実施例５に記載の方法で熱処理されなかったダイヤモンド砥粒のＸＲＤチャートを示す図である。
【図１３】日立ハイテクノロジーズ社製走査透過電子顕微鏡（ＨＤ−２７００）で、このダイヤモンド砥粒と無電解Ｎｉ−Ｐめっきの断面部分を示す図である。
【図１４】日立ハイテクノロジーズ社製走査透過電子顕微鏡（ＨＤ−２７００）で、このダイヤモンド砥粒と無電解Ｎｉ−Ｐめっきの断面部分を示す図である。
【図１５】図１４のサンプルにおいて無電解Ｎｉ−Ｐ層２０２を拡大して示す断面図である。
【図１６】図１５で示す写真において結晶部分を黒色、非晶質部分と白色として示す断面図である。
【図１７】実施例Ａのワイヤーに形成されたニッケルめっきのＳＩＭＳ分析結果を示すグラフである。
【図１８】実施例Ｂのワイヤーに形成されたニッケルめっきのＳＩＭＳ分析結果を示すグラフである。
【図１９】実施例Ｄのワイヤーに形成されたニッケルめっきのＳＩＭＳ分析結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。
【００７４】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。図１を参照して、電着ワイヤー工具１０は、長手方向に延びる芯線４と、芯線４の外周面４１に設けられためっき層３と、めっき層３によって保持される超砥粒１と、超砥粒１の外周面を被覆する被覆層２とを有する。芯線４はたとえばピアノ線を用いることができる。超砥粒１は、ダイヤモンド砥粒または立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒である。
【００７５】
被覆層２は、無電解Ｎｉ−Ｐめっきで構成される。被覆層２は熱処理され、無電解Ｎｉ−Ｐめっきの一部または全部が結晶化している。熱処理をした超砥粒１をめっき液中に入れ、分散させた状態で、磁力を利用して基材である芯線４へ吸着させ、めっきで固着させる。
【００７６】
（実施の形態２）
図２は、この発明の実施の形態２に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。図２を参照して、この発明の実施の形態２に従った電着ワイヤー工具では、芯線４の外周面４１に被覆層５が形成されている点で、実施の形態１に従った電着ワイヤー工具と異なる。被覆層５は真鍮めっきまたは銅めっきにより形成されている。
【００７７】
このように構成された実施の形態２に従った電着ワイヤー工具でも、実施の形態１に従った電着ワイヤー工具と同様の効果がある。
【００７８】
（実施の形態３）
図３は、図１で示す電着ワイヤソーのドレッシング後の形態を示す、長手方向に直交する断面図である。図４は、図２で示す電着ワイヤソーのドレッシング後の形態を示す、長手方向に直交する断面図である。
【００７９】
図３および図４で示すように、被覆層２から超砥粒１を露出させても実施の形態１および２と同様の効果がある。
【００８０】
（実施の形態４）
図５は、この発明の実施の形態４に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。図５を参照して、電着ワイヤー工具１１０は、長手方向に延びる芯線１０４と、芯線１０４の外周面１４１に設けられためっき層１０３と、めっき層１０３によって保持される超砥粒１０１と、超砥粒１０１の外周面を被覆する被覆層１０２とを有する。ニッケルめっき層１０３中の硫黄の割合が１質量％以下である。芯線１０４はたとえばピアノ線を用いることができる。超砥粒１０１は、ダイヤモンド砥粒または立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒である。磁力を利用せずに超砥粒１０１を芯線１０４に接触させることで電着ワイヤー工具１１０を製造することはできる。
【００８１】
好ましくは、ニッケルめっきにおけるＳ（硫黄）の平均含有率は０ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以上３．０×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下である。上述のようなＳ含有率にすると、極度に何度曲げても、ピアノ線の周りに形成されたニッケルめっきは割れなくなる。通常、サッカリンなどの光沢剤を入れない場合であっても得られたニッケルめっきはごく微量の硫黄を含有する。分析方法としては、ＳＩＭＳなどの高感度分析が挙げられ、ＥＤＸ−ＳＥＭ（Energy ＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅＸ−ｒａｙ−ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）等では測定限界に達し、正確な量が検出できない。
［００８２］
ニッケルめっき液には、硫酸ニッケルＮｉＳＯ_４・６Ｈ_２Ｏまたはスルファミン酸ニッケルＮｉ（ＮＨ_２ＳＯ_３）_２・４Ｈ_２Ｏが通常使用されており、これらには硫黄が含まれている。
【００８３】
発明者は上述のごく微量の硫黄はこれらにより供給されるものと考えている。めっきへの硫黄の取り込まれ方はめっき条件、すなわち形成されためっき組織の性状に大きく影響されると考える。一例を挙げれば、めっき液の流量があり、これは後述のとおりである。
［００８４］
断面積がＸ（ｍｍ^２）である容器の中にピアノ線を通し、Ｙ（Ａ）の電流密度でニッケルめっきをする場合に必要なめっき液の流量（Ｌ／ｍｉｎ）＝Ｘ×Ｙ×６×１０^−５
好ましくは、ニッケルめっきにおけるＯ（酸素）の平均含有率は０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上２．０×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下である。
［００８５］
これもＳＩＭＳのような高感度分析にてごく微量だけ検出されるものである。上述のような酸素含有率にすることで、極度に何度曲げても、ピアノ線の周りに形成されたニッケルめっきは割れなくなる。
［００８６］
酸素の主たる出所はめっき液や水酸化物等の析出物であると考えられる。めっき液への酸素の取込まれ方も、めっき条件や形成されためっき組織の性状に大きく影響されるものと考える。一例を挙げれば、めっき液の流量により酸素量が決まり、好ましいめっき液の流量は上述のとおりである。
［００８７］
好ましくは、ニッケルめっき中についてＳＩＭＳ分析を行なったときの、水素とＮｉの二次イオン平均強度比（平均水素強度／平均Ｎｉ強度）が０以上２．８×１０^−２未満である。水素もＳＩＭＳのような高感度分析にてごく微量だけ検出されるものである。ニッケルめっきの水素とニッケルの二次イオンの強度比が上述の範囲にあると、極度に何度曲げても、ピアノ線の周りに形成されためっき液は割れなくなる。
［００８８］
水素の主たる出所はめっき液中の水素原子やワイヤーから発生する水素ガスがあると考えられる。水素のめっきへの取込まれ方もめっき条件、形成された組織の性状に大きく影響されると考えられる。一例として、めっき液の流量により水素の取込まれ方が変わり、好ましいめっき液の流量は上述のとおりである。
【００８９】
より好ましくは、ニッケルめっきを構成する、ニッケル組織の平均粒径は、めっき厚が１５μｍの場合、０．２３μｍより厚いほうがよい。これはニッケルめっきの断面をＥＢＳＤ分析することで知ることができる。解析はエッジグレインを含まず、双晶のそれぞれを結晶粒界とすることを条件として行なった値である。
【００９０】
このようにすることで、めっきは軟らかくなり、かつめっきを硬くする硫黄、酸素および水素などのめっきへの取込み量自体も減らすことができる。これにより、極度に何度曲げてもピアノ線の周りに形成されたニッケルめっきの割れがなくなる。
【００９１】
このような組織にするための、条件の一例として、めっき液の流量がある。めっき液の流量と電流密度との関係においては上述のとおりである。
好ましくは、砥粒は金属被覆されている。
【００９２】
好ましくは、金属被覆された砥粒の粒径は５μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内である。
【００９３】
このような粒径とすることで切れ味や切断面の面粗さ、ワークのうねり、カーフロスなどの面において優れた性能を有する工具となる。
【００９４】
好ましくは、ニッケルめっきおよび金属被覆砥粒においてニッケルめっきの厚さ／砥粒の平均粒径の値が０．２６以上０．８以下である。
【００９５】
このような関係を満足する電着ワイヤー工具は砥粒保持力、切れ味ともに高い状態を長時間維持することができる。
【００９６】
（実施の形態５）
図６は、この発明の実施の形態５に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。図６を参照して、この発明の実施の形態５に従った電着ワイヤー工具では、芯線１０４の外周面１４１に被覆層１０５が形成されている点で、実施の形態４に従った電着ワイヤー工具と異なる。被覆層１０５は真鍮めっきまたは銅めっきにより形成されている。
［００９７］
このように構成された実施の形態５に従った電着ワイヤー工具でも、実施の形態４に従った電着ワイヤー工具と同様の効果がある。
［００９８］
（実施の形態６）
図７は、この発明の実施の形態６に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。図７を参照して、この発明の実施の形態６に従った電着ワイヤー工具１１０では、超砥粒１０１の外周に被覆が設けられていない点で実施の形態４に従った電着ワイヤー工具と異なる。
［００９９］
このように構成された実施の形態６に従った電着ワイヤー工具でも、実施の形態４に従った電着ワイヤー工具と同様の効果がある。
［０１００］
（実施の形態７）
図８は、この発明の実施の形態７に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。図８を参照して、この発明の実施の形態７に従った電着ワイヤー工具では、芯線１０４の外周面１４１に被覆層１０５が形成されている点で、実施の形態６に従った電着ワイヤー工具と異なる。
［０１０１］
このように構成された実施の形態７に従った電着ワイヤー工具でも、実施の形態６に従った電着ワイヤー工具と同様の効果がある。
【０１０２】
（実施の形態８）
図９は、この発明の実施の形態８に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。図９を参照して、この発明の実施の形態８に従った電着ワイヤー工具１１０では、超砥粒１０１の表面が露出している点で、実施の形態６に従った電着ワイヤー工具と異なる。
【０１０３】
このように構成された実施の形態８に従った電着ワイヤー工具でも、実施の形態６に従った電着ワイヤー工具と同様の効果がある。
【０１０４】
図９において超砥粒１０１の表面を露出させる方法として、めっき層１０３を薄くする方法、または一旦実施の形態６のようにめっきを形成した後めっき層１０３のうち一部を除去する方法が挙げられる。
【０１０５】
（実施の形態９）
図１０は、この発明の実施の形態９に従った電着ワイヤー工具における長手方向に直交する断面図である。図１０を参照して、この発明の実施の形態９に従った電着ワイヤー工具１１０では、芯線１０４の外周面１４１に被覆層１０５が形成されている点で、実施の形態８に従った電着ワイヤー工具と異なる。
【０１０６】
このように構成された実施の形態９に従った電着ワイヤー工具では、実施の形態８に従った電着ワイヤー工具と同様の効果がある。
【実施例１】
【０１０７】
Ｐの含有率が３質量％、５質量％、７質量％、９質量％、１１質量％の無電解Ｎｉ−Ｐめっきが被覆されているダイヤモンド砥粒を準備した。
【０１０８】
ダイヤモンド砥粒の粒度分布の中心直径は２９μｍで、この砥粒全体における無電解Ｎｉ−Ｐめっきの割合は３０質量％である。ダイヤモンド砥粒の粒径の測定には、Malvern Instruments Ltd.社製のレーザー回折式粒度分布測定装置(Mastersizer S Ver.2.19)を使用した。
【０１０９】
砥粒をそれぞれ半分ずつに分け、一方には温度３００℃、２時間真空中で熱処理を施した。もう一方には何も処理を行なわなかった。
【０１１０】
これらの砥粒をスルファミン酸Ｎｉ浴に入れ、分散させた状態で、磁力を利用して基材である真鍮を被覆した直径φ＝０．１８ｍｍのピアノ線を吸着させ、ニッケルめっきで固着させて、電着ワイヤー工具を作製した。
【０１１１】
生産速度（線速）は全部２ｍ／ｍｉｎと一定とした。
得られた電着ワイヤーの砥粒密度や生産性など総合的に評価した結果を下記に示す。ここで、「生産性が良い」とは、砥粒の無駄や電力の無駄がないことを示す。
【０１１２】
下記表で◎および○は合格であることを示す。ただ、◎は○よりも優れた状態であることを示す。×は問題があることを示している。
【０１１３】
【表１】
【０１１４】
本発明品４および本発明品３では砥粒密度や生産性において最も優れた結果が得られた。
【０１１５】
本発明品１、２や本発明品５では、本発明品３や本発明品４と比較すると生産性や砥粒密度が若干劣っていた。ただし、若干劣っていたというだけで、従来技術と比較すると格段に向上しており、非常に優れたものであることに変わりはない。
【０１１６】
比較品１は砥粒密度を高くすることができたが、生産性に問題があった。比較品２から比較品５は砥粒密度が低く、電着ワイヤー工具としては使用できなかった。
【実施例２】
【０１１７】
ダイヤモンド砥粒を粒度分布の中心直径が４１μｍで、砥粒全体における無電解Ｎｉ−Ｐめっきの割合が５５質量％であるものに変えて、電着ワイヤー工具の製造をしたが、実施例１と同様に本発明の効果が得られた。
【実施例３】
【０１１８】
また、めっき浴をワット浴に変えて電着ワイヤー工具を作製したが、実施例１と同様の効果が得られた。
【実施例４】
【０１１９】
Ｐの含有率が７質量％の無電解Ｎｉ−Ｐめっきが被覆されている粒度分布の中心直径が２９μｍのダイヤモンド砥粒を準備した。この砥粒全体における無電解Ｎｉ−Ｐめっきの割合は３０質量％である。
【０１２０】
ダイヤモンド砥粒を温度２８０℃、２時間、水素雰囲気で熱処理を施した。
めっき液としてはワット浴にサッカリンナトリウムを０．１ｇ／ｄｍ³添加したもの（本発明品６）、サッカリンナトリウムを添加しなかったもの（本発明品７）の２種類を用意した。それぞれのめっき液に熱処理をしたダイヤモンド砥粒を入れ、分散させた状態で、磁力を利用して基材である真鍮を被覆した直径φが０．１８ｍｍのピアノ線へ吸着させ、ニッケルめっき（Ｎｉめっき）で砥粒を固着させ、電着ワイヤー工具を作成した。生産速度（線速）は両方とも２ｍ／ｍｉｎとした。
【０１２１】
ワット浴にサッカリンナトリウムを０．１ｇ／ｄｍ³添加したもの、サッカリンナトリウムを添加しなかったものから得られた電着ワイヤーをそれぞれ本発明品６および本発明品７とした。それぞれのニッケルめっきに含まれている硫黄（Ｓ）の重量割合をＥＤＸ−ＳＥＭ(Energy Dispersive X-ray Spectrometer-Scanning Electron Microscope)で定性定量分析を行なったところ、本発明品６では硫黄の割合は２質量％、本発明品７では０質量％であった。
［０１２２］
そしてこれらをプーリーへ巻き付け、その巻き付け易さを比較した。本発明品７は撓りが良く、巻き付けがスムーズであったが、本発明品６は撓りが本発明品７と比較して悪く、巻き付け難かった。
実施例５
［０１２３］
粒度分布の中心直径が２９．８２μｍのダイヤモンド砥粒を準備した。ダイヤモンド砥粒の粒径の測定には、ＭａｌｖｅｒｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＬｔｄ．社製のレーザー回折式粒度分布測定装置（ＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒＳＶｅｒ．２．１９）を使用した。このダイヤモンド砥粒には重量分率で全体の３０％を占めるように無電解Ｎｉ−８ｗｔ％Ｐめっきを被覆してある。そして、上述のダイヤモンド砥粒を真空焼結炉に入れ、１×１０^−４Ｔｏｒｒ以下、３００℃で１０時間熱処理を行なった。
［０１２４］
熱処理後の砥粒についてのＸＲＤチャートを図１１に示す。熱処理を行なわなかったもののＸＲＤチャートを図１２に示す。ＸＲＤチャートは理学電気社製ＸＲＤ分析装置（ＲＩＮＴ２０００）を使用した。熱処理したもののＸＲＤ分析による強度比Ｎｉ_３Ｐ（２３１）／Ｄｉａ（１１１）は０．１１であった。熱処理をしていないものは０であった。
【０１２５】
図１３および図１４は、日立ハイテクノロジーズ社製走査透過電子顕微鏡（ＨＤ−２７００）で、このダイヤモンド砥粒と無電解Ｎｉ−Ｐめっきの断面部分を示す図である。図１３および図１４は、同じサンプルの異なる場所の断面図である。図１３および図１４で示すように、ニッケルめっき層２０３上に無電解Ｎｉ−Ｐ層２０２およびダイヤモンド層２０１が積層されている。Ｎｉ−Ｐ層２０２には、黒点で示される結晶２１２が観察された。結晶２１２は磁性を有し、Ｎｉ−Ｐ結晶およびＮｉ結晶を含む。この観察は作製した本発明品である電着ワイヤー工具における、無電解Ｎｉ−Ｐめっきがされたダイヤモンド砥粒の断面が観察できるよう、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）で薄片化し、加速電圧２００ｋＶ、１０００００倍で観察したものである。黒点部分が本発明を規定する結晶である。
【０１２６】
ここで、直径１０ｎｍ以上の結晶の数は６×１０⁷個／ｍｍ²であった。
また、黒点結晶が全体に占める割合は４５％であった。
【０１２７】
図１５は、図１４のサンプルにおいて無電解Ｎｉ−Ｐ層２０２を拡大して示す断面図である。図１６は、図１５で示す写真において結晶部分を黒色、非晶質部分と白色として示す断面図である。
【０１２８】
上記計算は上記ＴＥＭ画像を取込み、図１６で示すように黒点結晶部分が黒色、非晶質部分が白色になるようにし、これを２値化して算出した。上記作業にはMicrosoft Photo Editor AT Image Ver4.5、Lia 32Ver.0.376β１というソフトを使用した。
【０１２９】
次に、表２で示す３種類のスルファミン酸ニッケルめっき液を作製し、これらのそれぞれにダイヤモンド砥粒を入れた。
【０１３０】
【表２】
［０１３１］
準備した砥粒を上述のめっき液に入れ、分散させた状態にした。そして、磁力を利用して基材である真鍮を被覆した直径φ＝０．１８ｍｍのピアノ線に吸着させ、ニッケルめっきで砥粒を固着して電着ワイヤー工具を作製した。
［０１３２］
電流密度は５０Ａ／ｄｍ^２で、断面積が２０００ｍｍ^２の容器の中に、８ｄｍ^３／ｍｉｎの流量のめっき液を流した。
【０１３３】
めっき厚はすべて１５μｍとした。
上記３種類のワイヤーをそれぞれ３０ｍｍずつ切り分けたものを１０本ずつ用意した。
［０１３４］
そしてそれぞれを、まず１８０度に折り曲げた。
実施例Ａと実施例Ｂのものはすべてニッケルめっきに割れは生じなかった。
［０１３５］
実施例Ｃのものはすべてニッケルめっきに大きな割れが生じた。ＥＤＸ−ＳＥＭで各試料を定量分析したところ下記のとおりとなった。
［０１３６］
実施例Ａ硫黄：誤差レベルでしか検出できず。
実施例Ｂ硫黄：誤差レベルでしか検出できず。
［０１３７］
実施例Ｃ硫黄：１．５質量％
この後、実施例Ａと実施例Ｂについては、上述のように曲げたワイヤーを一旦元に戻し、さらにもう１度１８０度に折り曲げてニッケルめっきの割れの有無について評価した。
［０１３８］
結果について以下に示す。
実施例Ａでは、１０本中０本に割れが生じた。
［０１３９］
実施例Ｂでは、１０本中５本に割れが生じた。
実施例Ａ品についてＴＳＬ製ＥＢＳＤ装置（ＯＩＭ）と日本電子社製走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−７００１Ｆ）で観察した結果を表３で示す。
［０１４０］
【表３】
【０１４１】
この観察は作製した本発明品である電着ワイヤー工具における、ニッケルめっきの断面が観察できるよう、イオンポリッシング法で処理し、ＥＢＳＤ測定は加速電圧２０ｋＶ、測定ステップ０．０３μｍにて、ＳＥＭ観察は加速電圧２０ｋＶまたは１０ｋＶで観察したものである。ＥＢＳＤでの平均砥粒粒径の算出はエッジグレインを含まず、双晶のそれぞれを結晶粒界とすることを条件として行なった。
【０１４２】
同様の条件で、実施例Ｂ品についてＴＳＬ製ＥＢＳＤ装置（ＯＩＭ）と日本電子社製走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−７００１Ｆ）で観察した結果を表４で示す。
【０１４３】
【表４】
【０１４４】
図１７は、実施例Ａのワイヤーに形成されたニッケルめっきのＳＩＭＳ分析結果を示すグラフである。図１８は、実施例Ｂのワイヤーに形成されたニッケルめっきのＳＩＭＳ分析結果を示すグラフである。
【０１４５】
図１７および図１８は、ＣＡＭＥＣＡ社製ＳＩＭＳ装置（ＩＭＳ−７Ｆ）で測定した例を示す。この測定は作製した本発明品である電着ワイヤー工具における、ニッケルめっき表面から２．５μｍ深さまでセシウムイオンで掘りながら測定した結果である。
【０１４６】
表面からの深さが０．５μｍ以降での平均値を下記に示す。表面から０．５μｍの深さのところまでは、測定値の精度が低いので除外した。
【０１４７】
実施例Ａ
硫黄：５．０×１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³
酸素：２．０×１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³
二次イオンの平均強度比（水素平均／ニッケル平均）：５．６×１０^-3
ニッケル粒子の平均粒径：０．２６μｍ
実施例Ｂ
硫黄：６．０×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³
酸素：４．０×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³
二次イオン平均強度比（水素平均／ニッケル平均）：２．７×１０^-2
ニッケル粒子の平均粒径：０．２１μｍ
【実施例６】
【０１４８】
粒度分布の中心粒径が２９．８２μｍのダイヤモンド砥粒を準備した。ダイヤモンド砥粒の粒径の測定にはMalvern Instruments Ltd.社製のレーザー回折式粒度分布測定装置(Mastersizer S Ver.2.19)を使用した。
【０１４９】
このダイヤモンド砥粒には質量分率で全体の３０％を占めるように無電解Ｎｉ−８質量％Ｐめっきを被覆してある。そして、ダイヤモンド砥粒を真空焼却炉に入れ、１×１０^-4Ｔｏｒｒ以下、３００℃で１０時間熱処理を行なった。
【０１５０】
スルファミン酸ニッケルめっき液を作製しこれにダイヤモンド砥粒を入れた。準備した砥粒を上記のめっき液に入れ、分散させた状態にさせた。そして、磁力を利用して基材である真鍮を被覆した直径φ＝０．１８ｍｍのピアノ線に吸着させ、ニッケルめっきで砥粒を固着して電着ワイヤー工具を作製した。
【０１５１】
めっき厚は６μｍ、８μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２２μｍ、２５μｍとした。
これらを切断機に取付け、それぞれφ２インチのサファイアを３枚切断した。
【０１５２】
めっき厚が８μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２２μｍのものは３枚切断後も使用可能であったが、６μｍ、２５μｍのものは切れ味が低下し、その後の使用は難しかった。
【０１５３】
その理由としては６μｍのものではダイヤモンド砥粒が一部脱落していたためであった。これはダイヤモンド砥粒を支えるニッケルめっきが薄かったためであると考えられる。厚みが２５μｍのものに関しては、ダイヤモンド砥粒の脱落はなく、使用中にダイヤモンドが摩耗し、ニッケルめっきから飛び出している部分がなくなってしまったためであった。
【実施例７】
【０１５４】
粒度分布の中心直径が２９．８２μｍのダイヤモンド砥粒を準備した。ダイヤモンド砥粒の粒径の測定には、Malvern Instruments Ltd.社製のレーザー回折式粒度分布測定装置(Mastersizer S Ver.2.19)を使用した。
【０１５５】
これらの砥粒をワット浴に入れ、分散させた状態で複合めっき法を利用し、真鍮を被覆した直径φが０．１８ｍｍのピアノ線へニッケルめっきで砥粒を固着させ、電着ワイヤー工具を作製した。
【０１５６】
めっき液としてはワット浴にサッカリンナトリウムを１ｇ／ｄｍ³添加したもの、サッカリンナトリウムを添加しなかったもの２種類を用意した。
【０１５７】
ワット浴にサッカリンナトリウムを１ｇ／ｄｍ³添加したもの、サッカリンナトリウムを添加しなかったものから得られた電着ワイヤーをそれぞれ比較品１および本発明品１とした。それぞれのニッケルめっきに含まれている硫黄（Ｓ）の重量割合をＥＤＸ−ＳＥＭ(Energy Dispersive X-ray Spectrometer-Scanning Electron Microscope)で定性定量分析を行なったところ、比較品では硫黄の割合は３質量％、本発明品では０質量％であった。
【０１５８】
これを１８０°折り曲げニッケルめっきの割れの有無について評価した。比較品１では割れが確認されたが、本発明品１では割れは全く確認されなかった。
【実施例８】
【０１５９】
粒度分布の中心直径が４１．３９μｍのダイヤモンド砥粒の電着ワイヤー工具を作製した。その結果、実施例７と同様の効果が得られた。
【実施例９】
【０１６０】
実施例９では、ダイヤモンド砥粒を金属被覆されたダイヤモンド砥粒に代えて、電着ワイヤー工具を作製した。その結果、実施例７と同様の効果が得られた。
【実施例１０】
【０１６１】
粒度分布の中心直径が２９．８２μｍのダイヤモンド砥粒を準備した。ダイヤモンド砥粒の粒径の測定には、Malvern Instruments Ltd.社製のレーザー回折式粒度分布測定装置（Mastersizer S Ver.2.19)を使用した。
【０１６２】
次に、表２で示す３種類のスルファミン酸ニッケルめっき液を作製し、これらのそれぞれにダイヤモンド砥粒を入れた。
【０１６３】
実施例Ｄについては実施例Ａと同様のスルファミン酸ニッケルめっき液、実施例Ｅについては実施例Ｂと同様のスルファミン酸ニッケルめっき液、実施例Ｆについては実施例Ｃと同様のスルファミン酸ニッケルめっき液を用いた。
【０１６４】
準備した砥粒を上述のめっき液に入れ、分散させた状態にした。そして、基材である真鍮を被覆した直径φ＝０．１８ｍｍのピアノ線に吸着させ、ニッケルめっきで砥粒を固着して電着ワイヤー工具を作製した。
【０１６５】
電流密度は５０Ａ／ｄｍ²で、断面積が２０００ｍｍ²の容器の中に、８ｄｍ³／ｍｉｎの流量のめっき液を流した。
【０１６６】
めっき厚はすべて１５μｍとした。
上記３種類のワイヤーをそれぞれ３０ｍｍずつ切り分けたものを１０本ずつ用意した。
【０１６７】
そしてそれぞれを、まず１８０度に折り曲げた。
実施例Ｄと実施例Ｅのものはすべてニッケルめっきに割れは生じなかった。
【０１６８】
実施例Ｆのものはすべてニッケルめっきに大きな割れが生じた。ＥＤＸ−ＳＥＭで各試料を定量分析したところ下記のとおりとなった。
【０１６９】
実施例Ｄ硫黄：誤差レベルでしか検出できず。
実施例Ｅ硫黄：誤差レベルでしか検出できず。
【０１７０】
実施例Ｆ硫黄：１．５質量％
この後、実施例Ｄと実施例Ｅについては、上述のように曲げたワイヤーを一旦元に戻し、さらにもう１度１８０度に折り曲げてニッケルめっきの割れの有無について評価した。
【０１７１】
結果について以下に示す。
実施例Ｄでは、１０本中０本に割れが生じた。
【０１７２】
実施例Ｅでは、１０本中５本に割れが生じた。
実施例Ｄ品についてＴＳＬ製ＥＢＳＤ装置（ＯＩＭ）と日本電子社製走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−７００１Ｆ）で観察した結果を表５で示す。
【０１７３】
【表５】
【０１７４】
この観察は作製した本発明品である電着ワイヤー工具における、ニッケルめっきの断面が観察できるよう、イオンポリッシング法で処理し、ＥＢＳＤ測定は加速電圧２０ｋＶ、測定ステップ０．０３μｍにて、ＳＥＭ観察は加速電圧２０ｋＶまたは１０ｋＶで観察したものである。ＥＢＳＤでの平均砥粒粒径の算出はエッジグレインを含まず、双晶のそれぞれを結晶粒界とすることを条件として行なった。
【０１７５】
同様の条件で、実施例Ｅ品についてＴＳＬ製ＥＢＳＤ装置（ＯＩＭ）と日本電子社製走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−７００１Ｆ）で観察した結果を表６で示す。
【０１７６】
【表６】
【０１７７】
図１９は、実施例Ｄのワイヤーに形成されたニッケルめっきのＳＩＭＳ分析結果を示すグラフである。
【０１７８】
図１９は、ＣＡＭＥＣＡ社製ＳＩＭＳ装置（ＩＭＳ−７Ｆ）で測定した例を示す。この測定は作製した本発明品である電着ワイヤー工具における、ニッケルめっき表面から２．５μｍ深さまでセシウムイオンで掘りながら測定した結果である。
【０１７９】
表面からの深さが０．５μｍ以降での平均値を下記に示す。表面から０．５μｍ深さのところまでは測定値の精度が低いので除外した。
【０１８０】
実施例Ｄ
硫黄：１．０×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³
酸素：３．０×１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³
二次イオンの平均強度比（水素平均／ニッケル平均）：５．８×１０^-3
ニッケル粒子の平均粒径：０．２８μｍ
実施例Ｅ
硫黄：５．８×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³
酸素：４．０×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³
二次イオン平均強度比（水素平均／ニッケル平均）：２．７×１０^-2
ニッケル粒子の平均粒径：０．２３μｍ
【符号の説明】
【０１８１】
１超砥粒、２被覆層、３めっき層、４芯線、１０電着ワイヤー工具、４１外周面。

Claims

無電解Ｎｉ−Ｐめっき（２）が被覆されている金属被覆砥粒（１）を熱処理し、前記無電解Ｎｉ−Ｐめっきの少なくとも一部分を結晶化させる工程と、
前記熱処理した金属被覆砥粒（１）をめっき液中に入れて分散させた状態で、磁力を利用して基材である磁性線状体（４）へ磁気誘導作用によって吸着させ、めっき（３）で固着する工程とを備え、
前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき（２）におけるＰ（リン）の含有率が３質量％以上１１質量％以下である、電着ワイヤー工具の製造方法。
前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき（２）におけるＰ（リン）の含有率が６質量％以上９質量％以下である、請求項１に記載の電着ワイヤー工具の製造方法。
前記熱処理の温度は２５０℃以上、前記無電解Ｎｉ−Ｐめっきの融点以下である、請求項１または２に記載の電着ワイヤー工具の製造方法。
前記熱処理の雰囲気は真空雰囲気、水素雰囲気、窒素雰囲気またはアルゴン雰囲気である、請求項１から３のいずれか１項に記載の電着ワイヤー工具の製造方法。
前記熱処理の後、前記金属被覆砥粒（１）を酸に浸漬する工程をさらに備えた、請求項１から４のいずれか１項に記載の電着ワイヤー工具の製造方法。