SK13432000A3 - Superabrazívna drôtová píla a spôsob jej výroby - Google Patents

Description

Superabrazívna drôtová píla a spôsob jej výroby

Oblasť techniky

Táto prihláška je čiastočne pokračovaním prihlášky US č. 09/038,300 podanej 11. marca 1998.

Tento vynález sa týka drôtovej píly, ktorá na povrchu obsahuje superabrazívnu drť. Týka sa najmä drôtovej píly, ktorá má superabrazívne častice spájané priamo na jemný kovový drôtový substrát aktívnou kovovou tvrdou špájkou alebo mäkkou spájkou.

Technológia drôtovej píly sa používa v mnohých priemyslových aplikáciách. Drôtové píly sa používali na rezanie kameňa v banskom priemysle. Obvyklé drôtové píly majú zvyčajne brúsne obruby natiahnuté pozdĺž drôtu, káblu alebo lana pretiahnutého cez centrálny otvor každej obruby. Brúsne zrná sú uložené do vonkajšieho povrchu obrúb a obruby sú rozmiestnené pozdĺž na drôte pomocou rozperiek. Pozri napríklad US-A-5, 377, 659 Tank a kolektív. Tiež US-A-5, 383,443, Buyens poskytuje zlepšenie obrubovej drôtovej píly, kde sú obruby excentrický namontované na drôte.

China Grinding Wheel Co. z Taipei v Číne ponúka lemovú drôtovú pílu, ktorá využíva diamantové zrná spájkované tvrdou spájkou na obrubu. Tieto obruby sú dostupné pod obchodným názvom Kinik®, Diagrid ® Pearls na použitie na rezanie konštrukčných materiálov, ako je mramor, serpentín, žula a betón.

Segmenty kovovej matrice obsahujúce diamant boli spájkované tvrdou spájkou do drážok vyrezaných do hrubého drôtu ( napríklad s priemerom 4,4 mm), aby sa zhotovili píly na rezanie kameňa v stavebnom priemysle, pozri US-A-3, 886, 925.

Rezanie keramiky, najmä kremíkových monokryštálov, na ktorý sa tu príležitostne uplatňujú odkazy ako na základné rezivo kremíka na vytvorenie tenkých plátkov, je veľmi dôležité v mikroelektronike, optike a fotoelektrickom priemysle. Presnosť rezu • · • · • · · • · • · • · ·· · ·· ·· • · · · • · · • · · · • · · ··*· je dôležitá na výrobu doštičiek, ktoré majú rovinnosť a zároveň veľmi malé rozmerové tolerancie.

Zaužívaný spôsob zhotovenia keramických doštičiek spočíval v rezaní základného reziva zvláštnym brúsnym kotúčom, ktorý mal brúsne rozhranie na vnútornom priemere centrálneho vŕtania. Takéto rezanie vnútorným priemerom umožňuje zvlášť presné rezanie, ale je obmedzené len na rezanie jednej doštičky v určitej dobe.

V poslednom čase sa pri výrobe keramickej doštičky používalo rezanie drôtom. Použitím dlhej drôtovej pílovej struny môže sa dosiahnuť vyššia produktivita tým spôsobom, že sa vytvorí veľa priechodov priečne dĺžkou základného reziva, a tak sa odreže veľa doštičiek súčasne. Obrobok má veľmi vysokú kvalitu a dokonca aj nepatrný odpad surového materiálu môže mať vysokú cenu. Známa technológia drôtových píl tak obsahuje používanie hladkého kovového drôtu a sypkých brúsnych zŕn využívaných na styčnom povrchu medzi drôtom a základným materiálom.

Na presné rezanie, ktoré sa vyžaduje pri rezaní doštičiek nie sú vo všeobecnosti vyhovujúce bežné lemové drôtové píly alebo píly na obrábanie kameňa. Lemy prípadne obruby zväčšujú účinnú hrúbku nástroja, ktorý reže do obrobku nadmieru široký zárez. Hmota obrobku, ktorá sa odstráni lemovou pílou môže byť mnohonásobkom hmoty jednotlivej doštičky. Výrobu lemových píl okrem toho komplikuje použitie rozperiek a objímok.

Ďalšia technika, ktorá by mohla zmenšiť zárez drôtovej píly na rezanie doštičiek zahŕňa elektrochemické ukladanie brusiva priamo na drôtový podklad. Elektrochemickým ukladaním sa všeobecne nazýva umiestenie elektricky nabitého drôtu do lôžka častíc brusiva v opačne nabitom kvapalnom roztoku kovovej zlúčeniny. Keď sa kov zráža na drôte, zachytáva brúsne častice v tenkej kovovej vrstve a tým viaže brusivo na drôt. Napríklad US-A5, 438, 973, Schmid a kolektív, zverejňuje čepele, ktoré majú diamantové brúsne častice zachytené v niklovom kovovom povlaku

• · ·· ···· rezného povrchu drôtového jadra z nerezovej ocele s prierezom v tvare kvapky.

Drôtové píly vyrobené elektrochemickým ukladaním majú principiálnu chybu, takú že v tomto prípade nie je žiadna chemická väzba medzi brusivom a ukladajúcim povlakom. Počas činnosti sa vonkajší povrch tejto tenkej vrstvy rýchlo oderie a brúsne častice sa ľahko z drôtu uvoľnia, ak je opotrebovaná menej než polovina naneseného kovu. Píla je neúčinnou skôr ako sa brúsne častice otupia. Vplyvom cyklického zaťaženia sa môže tiež nanesený kov uvoľniť od drôtu.

Inou chybou drôtových píl s elektrochemickým ukladaním {e to, že sú vysoké náklady na výrobu. Množstvo brusiva v lôžku musí byť v značnom prebytku voči množstvu, ktoré je skutočne zachytené na drôte. Superabrazívne častice sú samozrejme dosť nákladné a nevyhnutnosť udržovať zásobu častíc v lôžku zvyšuje náklady. Ďalej nie je možné vykonávať kontrolu rozloženia brúsnych častíc na drôte.

Je žiaduce mať superabrazívnu drôtovú pílu, ktorá bude mať malý rozmer prierezu, najmä na rezanie tenkých dielov, ako sú keramické doštičky. Tiež je potrebná suprabrazívna drôtová píla, ktorá má dlhú životnosť a ktorá je jednoduchá a relatívne nenákladná na výrobu. Ďalej je žiaduce, mať spôsob výroby takejto drôtovej píly, ktorý by vyhovoval presnosti na citlivú kontrolu rozloženia brusiva na drôte, pričom by minimalizoval tepelné poškodenie a zachoval mechanickú pevnosť drôtu.

Podstata vynálezu

Podľa toho poskytuje tento vynález drôtovú pílu, ktorá zahŕňa kovový drôt a superabrazívne zrná pripevnené spájkovaním na drôte tvrdou alebo mäkkou spájkou, ktorá má častice na povrchu drôtu s výhodou rozložené podľa vopred zvoleného rozmiestnenia.

• · • · • · ·· ·

Ďalej je poskytnutý spôsob zhotovenia drôtovej píly, ktorá zahŕňa kroky:

(a) zaistenie pasty obsahujúcej zlúčeninu kovového spojiva vybranej zo skupiny pozostávajúcej zo zmesi kovovej tvrdej spájky a kovovej mäkkej spájky, (b) pokrytie povrchu drôtu vrstvou tejto pasty, (c) uloženie vrstvy brúsnych zŕn na vrstvu pasty, (d) ohrev drôtu v inertnej atmosfére na teplotu a počas doby trvania účinnú na natavenie spájkovacej zmesi a

e) ochladenie drôtu a tým pripojenie častíc na drôt.

Drôtová píla podľa tohto vynálezu zahŕňa jadro z kovového drôtu a jedinú vrstvu brúsnych zŕn pripevnených priamo k nemu natvrdo alebo namäkko spájkovaným kovovým spojivom, čím je s výhodou aktívne kovové spojivo. Táto píla sa môže používať pri bežných operáciách rezaním. Drôt na tento účel by mal odolávať napätiu, teplu a ohybu, ktorým sú takéto píly obyčajne vystavené. Materiál drôtu by mal mať dostatočnú pevnosť, ohybnosť a vysokú teplotu tavenia, aby mohla drôtová píla uspokojivo slúžiť na rezanie. Kov drôtu by sa mal tiež natavovať pri teplote dostatočne vysoko nad teplotou likvidu kovového spojiva, aby drôt nebol oslabený alebo inak nepriaznivo poškodený zrnami spájkovanými k nemu mäkkou alebo tvrdou spájkou. Vhodné kovy na drôt na tento účel sú železo, nikel, kobalt, chróm, molybdén, wolfram a zliatiny obsahujúce ktorýkoľvek z nich ( napríklad niklová zliatina Inconel). Pre postupy spájkovania mäkkou spájkou môže sa akceptovať oceľ, ale pri postupoch spájkovania tvrdou spájkou môže stratiť pevnosť v ťahu vplyvom vysokej teploty počas spájkovania. Vysokou teplotou pri spájkovaní tvrdou spájkou je zvyčajne menej ovplyvnená oceľ s vysokým obsahom uhlíka. Pevnosť oceľového drôtu môže sa do veľkej miery znovu získať pridaním operácie kalenia do procesu, to znamená rýchlym ochladzovaním. Wolfrám je výhodný, lebo nie je tepelnou úpravou obsiahnutou vo výrobe drôtovej píly ovplyvnený,

• · ·· ·· ·· • · · · • · · • · · • · · ·· ···· ·· avšak na použitie v tomto vynáleze by bol vhodný akýkoľvek drôt, ktorý by mal stanovený tvar a fyzikálne vlastnosti.

Ako sa v tomto opise uvádza, odkazuje „spájkovanie na tvrdo“ alebo „spájkovať na tvrdo na proces, pri ktorom sa spojivový kov, ktorý má teplotu tavenia nižšiu ako materiály, ktoré sa spájajú, ohrieva na zvýšenú teplotu 400°C alebo nad teplotu, pri ktorej tento kov tečie a následne sa ochladzuje na teplotu, kedy tento kov tuhne a tvorí spoj. Termín „spájkovanie na mäkko“ alebo „mäkká spájka“ odkazuje na materiál kovovej spájky podobný tvrdej spájke, ktorý tečie pri teplote pod 400°C, napríklad 200°C až 399°C.

Drôt má s výhodou valcový geometrický tvar charakterizovaný jednou pozdĺžnou osou a kruhovým prierezom, ktorý je na ňu kolmý. Vhodné drôtové píly prispôsobené na špecializované použitie je možno získať použitím drôtu s nekruhovým prierezom. Priečny rez môže byť napríklad oválny plochý, nerovný, obdĺžnikový, ako je štvorec, lichobežnikový a mnohouholníkový nízkeho rádu, t.j. mnohouholníky o 3 až 6 stranách. Plochým sa myslí drôt s vysokým pomerom strán, s obdĺžnikovým prierezom, ako je páska, to znamená taký, ktorý má charakteristický dĺžkový rozmer a charakteristický šírkový rozmer, ktorý je menší než približne 10% dĺžkového rozmeru. Je treba oceniť, že pásky vyrobené podľa tohto vynálezu môžu byť užitočné ako čepele pásových píl, ktoré zahŕňajú také, ktoré majú brúsnu drť umiestnenú na celom povrchu alebo len na časti povrchu čepele.

V súlade s hlavným cieľom drôtovej píly na rezanie tenkých keramických doštičiek, to znamená presné rezanie, by mal byť priemer drôtu čo možno malý, aby sa dal použiť na minimalizovanie strát vplyvom zárezu. Priemer rozhodujúco limituje napnutie drôtu počas rezania. Priemer drôtu bude obyčajne pri jeho najväčšom rozmere v rozsahu okolo 140 pm až 1 000 pm a s výhodou okolo 150 pm až 250 pm .

Z inej strany tohto vynálezu môže byť drôtová pila tiež užitočná na rezanie stavebného materiálu alebo kameňa ako pri aplikácii v baníctve, to znamená pri použití rezania na hrubo. Na získanie úmernej životnosti nástroja pre takéto aplikácie, rozmer priemeru drôtu by mal byť značne zväčšený na rozsah okolo 1 mm až 5 mm. Pri aplikácii rezania na hrubo sa môže použiť jednopramenný kovový drôt alebo môže byť v sebe spletených niekoľko pramencov kovového drôtu, aby sa získal kábel alebo lano požadovaného vonkajšieho rozmeru. Brusivo môže byť naspájkované tvrdou alebo mäkkou spájkou na tento jediný alebo mnohopranenný podklad.

Ako sa zhoduje s uvedeným prvotným účelom novej drôtovej píly na rezanie keramických doštičiek a najmä kremíkových doštičiek, zahŕňa brúsna drť s výhodou nejaké superabrazivo. Vhodné sú diamant, kubický nitrid boru a ich zmesi v akomkoľvek pomere. Diamant môže byť prírodný alebo umelý. Brúsna zložka píly môže tiež obsahovať nesuperabrazívne častice v kombinácii so superabrazívami s tou výnimkou, že nesuperabrazivo môže odolávať procesu spájkovania kovu na tvrdo na prichytenie na drôt. S výhodou bude hlavný podiel, to znamená viac ako 50% objemu brúsnej zložky, superabrazibvo. Reprezentatívne nesuperabrazíva, ktoré sú užitočné, zahrňujú karbid kremíka, oxid hliníka, karbid wolframu a podobne, ktoré majú hodnotu tvrdosti podľa Knoopa asi 1000 až 3000 meranú pri aplikovanom zaťažení 500 g. Prednostná výhoda sa docieli pri drôtovej píle, ak je brúsna zložka výlučne superabrazivo.

Pri jednom výhodnom uskutočnení sa brúsne častice umiestnia na drôte vo vrstve v podstate s hrúbkou jedinej častice. Výraz vrstva s hrúbkou jednej častice znamená, že na podklade je prítomná jediná vrstva brúsnych častíc. Zrná sa majú tiež vyberať, aby poskytli úzke rozloženie veľkosti častíc. To poskytuje rovnomerný rezný okraj píly. Píla môže byť zarovnaná na presnejší rovnomernejší rezný okraj, ale vo všeobecnosti, čím viac majú častice podobnú veľkosť, tým menej potrebujú zarovnať. Rozloženie

• ·

Ί «· ·

A · · · • · · • · · • · · ·· ··· ·· ·· • · 9 • · ·· · veľkosti častíc môže sa kontrolovať výberom niekoľkonásobným preosievaním zásoby drte. Na presné rezanie sa dáva prednosť časticiam okolo 5 až 50 pm a na rozloženie jednotnej veľkosti častíc, v ktorej má aspoň okolo 90% zŕn priemernú veľkosť zrna asi 0,85 až 1,15 veľkosti. Podľa toho má byť celkový rozmer priečneho rezu novej drôtovej píly so zaliatym brusivom na presné rezanie keramických doštičiek s výhodou okolo 180 až 300 pm. Pre hrubé brúsenie je výhodná drť brusiva s veľkou veľkosťou častice, to znamená okolo 600 pm a teda celkový rozmer priečneho rezu píly bude okolo 2,2 až 6,2 mm.

Ako bolo zmienené, zrná sú pripevnené ku kovovému drôtu s výhodou s tvrdou alebo mäkkou spájkou a s výhodou aktívnym kovovým spojivom. Kompozície na tvrdé alebo mäkké spájky na upevnenie zŕn na kovový predlisok nástroja sú dobre známe. Ilustrujúca kompozícia kovového spojiva zahŕňa zlato, striebro, nikel, zinok, olovo, meď, cín, zliatiny týchto kovov a zliatiny týchto kovov s ďalšími kovmi, ako s fosforom, kadmiom, vanádom a podobne. Na úpravu vlastností spojiva, ako na modifikovanie teploty tavenia, viskozity taveniny, zmáčania brúsneho povrchu a pevnosť spojiva môžu byť v kompozícii zahrnuté všeobecne menšie množstvá prídavných zložiek. Výhodné na spájanie brusív, najmä superabraziva ku kovu, sú zliatiny založené na nikle alebo zliatiny založené na bronze meď/c.ín.

Aktívnym kovovým spojivom sa myslí spojivo vytvorené z kovových kompozícií, ako sú opísané vyššie, do ktorých sú dodatočne zahrnuté určité takzvané aktívne kovy alebo reaktívne kovy. Tieto aktívne kovy sú charakterizované schopnosťou reagovať s uhlíkom alebo s dusíkom na karbidy alebo nitridy, zatiaľ čo kompozícia kovového spojiva sa taví pri zvýšenej teplote procesu spájkovania natvrdo. Takto vytvorené karbidy alebo nitridy sú chemicky zlučiteľné so superabrazívami, takže zlepšujú zmáčavosť častíc superabraziva s roztavenou tekutou kompozíciou a podporujú • · ·· ·· • · · · • · · • · · · • · · ·· ···· ·· • · · • · • · • · ·· · pevnosť pripevnenia medzi časticami a spojivom. Reprezentatívne aktívne kovy najmä vysoké hodnoty na spájanie diamantov zahrňujú titan, tantal, chróm a zirkón. Vo všeobecnosti majú byť aktívne kovy prítomné ako malá frakcia kovového spojiva a môže ich v nej byť čo možno málo, okolo 0,5% ich hmotnosti.

Jedna obzvlášť výhodná spojivová kompozícia s aktívnym kovom zahrňuje zliatinu bronzu a titánu. Bronzová zliatina je s výhodou okolo 10 až 30 % hmotnosti cínu a výhodnejšie okolo 23 až 25% hmotnosti cínu, doplnkové množstvo do celkových 100% hmotnosti je meď. Titán je prítomný asi v 2 až 25 % hmotnosti a s výhodou okolo 5 až 10% hmotnosti. Obzvlášť sa dáva prednosť kompozíciám spojiva s aktívnym kovom, ktorý zahrňuje okolo 19 až 21 % hmotnosti cínu, okolo 69 až 73 % hmotnosti medi a okolo 8 až 10% hmotnosti titánu.

Titán má byť v kompozícii spojiva vo forme, ktorá môže reagovať počas spájkovania natvrdo. Môže sa pridávať buď ako jednotlivý prvok alebo v zlúčenine. Elementárny titán reaguje s vodou pri nízkej teplote na oxid titaničitý a tak by sa mohol stať nepoužiteľný na reakciu s diamantom počas spájkovania natvrdo. Preto je pridávanie elementárneho titánu menej vhodné ak je prítomná voda. Voda môže byť občas zložkou kvapalného spojiva opísaného nižšie. Ak sa titán pridáva vo forme zlúčeniny, musí byť zlúčenina schopná disociácie počas doby spájkovania natvrdo, aby sa titánu dovolilo reagovať so superabrazívom. Titán sa s výhodou pridáva k materiálu spojiva ako hydrid titánu TÍH2. ktorý je stabilný približne do 500’C. Približne nad 500 ’C hydrid titánu disociuje na titán a vodík.

Pri ďalšom ešte veľmi výhodnom uskutočnení môže kompozícia spojiva s aktívnym kovom obsahovať bronz, titán a malé frakcie ďalších aktívnych prísad, ako je zirkón a elementárny uhlík. Zirkón sa pridáva primárne na zvýšenie viskozity materiálu spojiva v tekutom stave počas spájkovania natvrdo. Zirkón sa pridáva s výhodou v elementárnej forme. Zirkón vo forme zlúčeniny, ako je hydrid zirkónu, je zvyčajne nevhodný, lebo táto zlúčenina pri teplotách spájkovania natvrdo alebo pod nimi nedisociuje na elementárny zirkón. Uhlík reaguje s prebytkom voľného titánu prítomného v spojivovom materiály počas spájkovania natvrdo na častice karbidu titánu. Úžitok karbidu titánu je prebraný nižšie. Uhlík môže tiež reagovať so zirkónom na tvrdý karbid zirkónu. Takáto zlúčenina zahrňuje 100 dielov hmotnosti (pbw) bronzovej zliatiny pozostávajúcej v podstate z okolo 10 až 30 % hmotnosti cínu a zvyšku medi, okolo 10 až 20 pbw titánu, okolo 5 až 10 pbw zirkónu a okolo 0,1 až 0,5 pbw elementárneho uhlíka.

Podľa ešte ďalšieho výhodného uskutočnenia sa môžu ku kompozícii spojiva pridávať jemné častice tvrdého materiálu, špeciálne karbidu titánu, ako je zverejnené v US-A-5,846,269. Užitočné sú tiež ďalšie tvrdé materiály, ako je diborid titánu, nástrojová oceľ a karbonylové železo, a tiež zmesi tvrdých plnív. Karbid titánu sa môže vytvárať in situ, ako bolo zmienené vpredu. Bolo objavené, že čiastočky karbidu titánu môžu zvyšovať rázovú pevnosť natvrdo spájkovaného kovového spojiva a tým dávajú spojivo so zlepšenou odolnosťou proti opotrebeniu. Tvrdé častice majú mať s výhodou veľkosť častíc asi medzi 1pm a asi 10 pm.

Ak sa použije mäkká spájka, na zaistenie adekvátneho zmáčania diamantu a na účinný spoj diamantu s drôtom je potrebný diamant pokrytý kovom ( napríklad povlakom medi, titánu, niklu, chrómu od 1 do 10 pm). Vhodné pokryté diamanty sú dostupné v Tomei Dia ( napríklad diamant IRM-CPS pokrytý meďou pri 50% hmotnosti ( okolo 2 pm )). Reaktívne prvky používané v kompozíciách tvrdých spájok na tento účel nereagujú pri teplotách spájkovania namäkko a nie sú teda v kompozíciách mäkkých spájok na zlepšenie prichytenia brúsneho zrna užitočné.

Jedna vhodná kompozícia mäkkej spájky na výrobu drôtových píl je blízko eutektika cínu a striebra, ktorá tečie pri

221’C. Jedna výhodná kompozícia spájky zahrňuje túto zliatinu cín striebro ( 4% hmotnosti striebra v zliatine) spolu s 1 až 2 % hmotnosti medi a 10 % hmotnosti TiB₂ ako tvrdého plniva. Vhodné kompozície spájky môžu zahrňovať striebro, cín, meď, zinok, kadmium a olovo a výhodné kompozície spájky zahrňujú tvrdé zliatiny na báze cínu, ako je eutektikum cínu a olova.

Na tento vynález sa môže aplikovať technika pokrývania brúsnych zŕn aktívnym kovom pred spájkovaním natvrdo. V prípade tvrdých zliatinových spájok na báze niklu sa môže použiť vrstva aktívneho kovu tvoriaceho s výhodou karbid, ako je titan, wolfram a zirkón. Kov sa môže umiestniť na brusivo dobre známymi postupmi, napríklad fyzikálnym zrážaním pár a chemickým zrážaním pár. Ako je zverejnené v US-A -5,855,314, ktorý je sem zahrnutý odkazom, boli nedávno identifikované niektoré výhody, ktoré vyplývajú z predbežného pokrytia superabrazívnych zŕn mechanicky viazanou vrstvou prvej aktívnej zložky v súlade s použitím kompozície tvrdej spájky zliatin meď /cín obsahujúcej druhú aktívnu zložku. Presnejšie je celkové množstvo aktívnej zložky prítomné vo výslednej tvrdej spájke kompozície oveľa menšie, než je nevyhnutné na spoje zhotovené len zahrnutím jednej aktívnej zložky do kompozície tvrdej spájky. Toto vytvára silné spojenie so superabrazívom a napriek tomu minimalizuje množstvo aktívnej zložky použiteľnej na vytvorenie intermetalických zmesí.

Všeobecne sú zložky spojovacieho materiálu dodávané v práškovej forme. Veľkosť častíc prášku nie je kritická, avšak výhodný je prášok menší než okolo 325 mesh ( veľkosť častice 44 pm). Materiál spojiva sa pripravuje miesením zložiek, až kým nie sú zložky rozptýlené na jednotnú koncentráciu.

Suchý práškový spojivový materiál sa môže miesiť s prchavým kvapalným spojivom s nízkou viskozitou. Toto spojivo sa pridáva k práškovým zložkám v účinnom pomere, aby vytvorilo väzkú lepivú pastu. Vo forme pasty sa materiál spojiva môže presne ·· · ft · ·· t ft ft «· • · · : · j ··· ·· • · ···· • ft . t ·· rozdeľovať ako k povrchu drôtu, tak i k brúsnym zrnám. Väzkosť pasty sa môže meniť v širokom rozsahu v závislosti na procese použitom na nanesenie pasty na drôt. Pasta spojivového materiálu má mať s výhodou konzistenciu zubnej pasty.

Výraz prchavý znamená, že spojivo má byť dostatočne riedke, aby počas spájkovania natvrdo sa v podstate úplne odparilo a/alebo pyrolyzovalo, bez toho aby zanechalo zvyšok, ktorý by mohol byť na prekážku funkcii spojiva. Spojivo sa bude s výhodou odparovať pod 400°C. Riedkosť spojiva však musí byť dosť nízka, aby pasta zostala tekutá a lepivá pri teplote miestnosti dostatočnú dobu ( doba sušenia) na aplikovaní materiálu spojiva a brusiva na drôt. Doba sušenia by mala byť s výhodou okolo 1 až 2 hodín pri teplote miestnosti. Tekuté spojivá vhodné na splnenie požiadaviek tohto nového spojivového materiálu sú komerčne dostupné. Typické spojivá tvoriace pasty vhodné na použitie v tomto vynáleze zahrňujú gel Braz™- Binder od spoločnosti Vitta Company, S spojivo od firmy Wall Colmonoy Corporation, Madison Heights, Michigan a pasty Cusil-ABA, Cusin-ABA, a Incusil ABA od Wesgo, Belmont, Kalifornia. Pasty kompozícií tvrdých spájok s aktívnym kovom, ktorý zahrňujú spojivo miešané vopred so zložkami kompozície kovovej tvrdej spájky možno získať v Lucas-Millane Company, Cudahy, Wisconsin pod ochrannou známkou Lucanex™ ako Lucanex 72.1.

Spojivo sa môže miešať s práškami mnohými spôsobmi dobre známymi zo stavu techniky, ako je miešanie za vysokého šmyku. Poradie miešania prášku a kvapalného spojiva nie je kritické. Drôt sa obaľuje pastou ktoroukoľvek technikou dobre známou zo stavu techniky, ako je natieranie štetcom, rozprašovanie, nanášanie stierkou alebo ponáranie drôtového nástroja v paste.

Nová drôtová píla sa môže vyrobiť pomerne efektívne kontinuálnym procesom. Drôt môže byť vhodne dodávaný na cievke.

Cievka sa odvíja ťahaním drôtu cez zónu, kde je uložené brusivo a

·· • · ·· ·· prekurzor spojiva. Drôt môže byť prípadne vopred upravený, napríklad mechanickým alebo chemickým čistením povrchu na odstránenie oxidov alebo na zdrsnenie povrchu na lepšiu adhéziu zŕn aj spojivových materiálov, ktoré sa majú pridávať.

Pri jednom uskutočnení sa prekurzor spojiva a brúsne zrná aplikujú postupne. To znamená, zatiaľ čo sa drôt kontinuálne preťahuje ukladacou zónou, povlieka sa najprv na povrch drôtu kompozícia spájkovej pasty. Vrstva pasty vytvára lôžko na prijatie zŕn. Potom sa v lôžku pasty uložia brúsne zrná.

Hrúbka vrstvy tvrdej spájkovej pasty by mala byť vo všeobecnosti okolo 100 až 200 % priemernej veľkosti zrna. Táto hrúbka je riadená takými faktormi, ako je koncentrácia brusiva a podiel spojiva použitého na vyrobenie pasty požadovaných vlastností. Brúsne zrná môžu byť ukladané akýmkoľvek spôsobom, napríklad individuálnym umiestňovaním, poprašovaním, alebo kropením. Takéto techniky umožňujú, aby boli brúsne zrná umiestnené na substrát pri vopred zvolenom povrchovom rozmiestnení. Povrchové rozmiestnenie zŕn môže byť súvislé alebo občasné. Občasné povrchové rozmiestnenie je charakterizované oblasťami bez brusiva pozdĺž drôtu medzi oblasťami obsadenými brusivom. Občasné povrchové rozmiestnenie smeruje k zníženiu síl uplatňovaných na drôt a podporuje účinné odstraňovanie pilín. Kontinuálne povrchové rozloženie môže byť po dĺžke drôtovej píly rovnomerné alebo voliteľné nerovnomerné. Nerovnomerné súvislé rozloženie zŕn sa môže blížiť k uskutočneniu prerušovaného povrchového rozloženia. Na zriedenie ďalších zložiek môžu byť rôzne voliteľné tiež aplikované akékoľvek zložky plniva dobre známe na použitie u brúsnych nástrojov. Takéto plniace zložky sú vo všeobecnosti inertné na proces brúsenia. To znamená, že nereagujú so zložkami brúsnej kompozície, s brúsnymi zrnami alebo kovovým drôtom. Jeden zvláštny spôsob výroby zahŕňa ťahanie drôtu horizontálne cez ukladaciu zónu,

·· ·· « · · · » 1 .·· ·· ···· zatiaľ čo sa zrná kropia vertikálne dole na potiahnutý drôt. Tento spôsob má ako hlavný rys schopnosť regulovať povrchové rozloženie zŕn na drôte. To znamená, že povrchové rozloženie označené počtom, objemom alebo váhou brúsnych zŕn na jednotku povrchu drôtu sa môže ľahko upraviť zmenou miery kropenia sypkých zŕn na pohybujúci sa potiahnutý drôt na dosiahnutie akéhokoľvek požadovaného povrchového rozloženia. Aby sa navyše dosiahlo periodickej pozdĺžnej zmeny povrchového uloženia, môže sa navyše amplitúda kropenia cyklovať alebo inak periodicky meniť. Alternatívne je možno drôt previesť fluidizovaným lôžkom zŕn v nosnom plyne.

Postupný charakter krokov povlakovania a ukladania sa ďalej vyznačuje schopnosťou ukladať brúsne zrná v podstate vo vrstve s hrúbkou jedinej častice. Pretože sú zrná dočasne držané na mieste pred spájkovaním natvrdo lepivosťou pasty, ktorá je vo vrstve v styku s drôtom, nie je možné, aby sa vytvorilo niekoľko vrstiev zŕn. Ako voliteľný krok sa môže drôtom jemne triasť, aby sa prebytok alebo voľne držané zrná uvoľnili. Ďalej sa môže drôt opäť ťahať ukladacou zónou, aby sa zvýšilo povrchové rozloženie alebo sa zväčšilo rozloženie v riedko osadených oblastiach.

Nepredpokladá sa, že zrná ukladané vertikálne na horizontálny drôt dostanú sa do styku so spodnou stranou drôtu. Aby sa povliekol povrch drôtu rovnomerne, doporučuje sa otáčať drôtom okolo jeho osi po vopred zvolenom uhle natočenia. Následne sa môže otočený drôt opäť pretiahnuť ukladacou zónou, aby sa zrnám dovolilo padať na čerstvo otočenú časť povrchu drôtu.

Na ukladanie zŕn na povrch drôtu v jedinom priechode sa predpokladá iná technika. Tá zahŕňa pokrytie povrchu drôtu tvrdou spájkovou pastou. Potom sa môže potiahnutý drôt ťahať hore cez hrdlo pri základni kužeľového zásobníka obsahujúceho voľné brúsne zrná. Tvar a rozmery hrdla sú zvolené tak, aby boli mierne väčšie, než sú rozmery drôtu. Medzera medzi hrdlom a

··· ·· ···· ···· drôtom je s výhodou menšia než priemerná veľkosť zrna, aby sa zabránilo zmám prepadu cez hrdlo. Keď sa drôt preťahuje hrdlom, zrná sa prichytávajú na lepivom povrchu a drôtom sa unášajú preč. Čerstvé zrná sú kužeľovým tvarom zásobníka nútené narážať do drôtu vynárajúceho sa zdola. Kužeľový zásobník môže byť rozkmitávaný alebo inak uvádzaný do vibrácií, aby podporil vyrovnané rozloženie zŕn okolo hrdla.

Podľa ďalšieho uskutočnenia sa pasta a zrná aplikujú súčasne. To znamená, zrná sa vopred zmiešajú s pastou na spájkovanie natvrdo. Pasta nesúca zrno sa potom aplikuje na holý drôt. S výhodou majú byť zrná v paste dispergované v rovnomernej koncentrácii. Pasta sa potom môže naniesť na drôt obvyklými spôsobmi pokrývania drôtu. Je výhodné aby sa nadbytočná hrúbka pasty nesúca zrno odstránila, aby sa zaistilo, že na drôte zostane len vrstva abraziva s hrúbkou jedinej častice.

Môže sa oceniť, že vrstva brusiva s hrúbkou niekoľko častíc môže poskytnúť predĺženú trvanlivosť brusiva, čo je občas dosť dôležité. Predĺžená životnosť je najmä žiaduca pri hrubých rezaných úžitkových predmetoch, kde možno tolerovať širší vrub konštrukcie drôtovej píly s hrúbkou mnohých častíc. Podľa toho sa môže tiež použiť vopred zmiešané prevedenie pasty zrno/tvrdá spájka podľa tohto vynálezu, aby poskytlo brúsnu vrstvu s hrúbkou niekoľkých častíc. Toto sa dosiahne umiestnením vhodnej silnej vrstvy vopred zmiešanej pasty zrno/tvrdá spájka v jednom priechode alebo vytvorením silnej vrstvy opakovaným ukladaním a tvrdým spájkovaním tenkých vrstiev v mnohých priechodoch. Spôsob jediného priechodu je výhodný, pretože znižuje vystavenie drôtu vysokým teplotám, ktoré môžu drôt oslabiť.

Vyššie zmienené spôsoby aplikovania spájkovacej pasty a brúsnych častíc nie sú určené na to, aby boli akokoľvek

·· • · ···· ·· · ····

I ·· · obmedzujúce. Aby padli do rozsahu tohto vynálezu, sú uvažované ďalšie varianty prípravy kompozície drôtu, zloženie spájkového kovového spojiva a brusiva na tvrdé spájkovanie, ktoré sú zrejmé pre odborníka bežne znalého stavu techniky.

Potom, čo sú kompozície tvrdej kovovej spájky spojiva a brúsnych zŕn na mieste na drôte, je kompozícia spojiva podrobená tepelnej úprave, aby sa zrná definitívne prispájkovali pevne k drôtu na tvrdo. Zloženie kompozície drôt/spojivo a brusivo sa má udržovať pri strednej teplote, obvykle omnoho nižšie ako je teplota spájkovania natvrdo, po dobu dostatočnú na odparenie prchavej zložky kvapalného spojiva. Potom sa môže teplota zvýšiť, aby sa zložky spojiva natavili. Tento proces sa môže uskutočňovať nepretržite prechodom pohybujúceho sa drôtu pracovnými zónami udržovanými na vhodne vopred zvolených podmienkach. Na záver tohto procesu sa môže drôt navíjať na skladovanie na cievku.

Tvrdé spájkovanie sa uskutočňuje pri zvýšených teplotách zvolených vzhľadom k mnohým parametrom systému, ako k rozhraniu solidus - liquidus spojivovej kompozície kovu tvrdej spájky, geometrii a materiálu prevedenia drôtu a fyzikálnym vlastnostiam brusiva. Napríklad diamant môže grafitizovať pri teplote približne nad 1 000C na vzduchu a približne nad 1 200*C vo vákuu alebo inertnej atmosfére. Teplota, pri ktorej diamant grafitizuje, samozrejme závisí na dobe trvania, počas ktorej je jej vystavený.

Ako bolo zmienené, môže doba vystavenia zvýšeným teplotám nepriaznivo pôsobiť na pevnosť drôtu. Často je preto žiaduce spájkovať pri najnižších možných teplotách. Kovové tvrdé spájkovacie kompozície by sa mali voliť pre tvrdé spájkovanie s výhodou asi pri 800‘C až 1 150°C a výhodnejšie asi pri 850°C až 950°C.

Tepelná úprava by sa mala uskutočňovať v inertnej atmosfére, aby sa chránila proti nežiaducej oxidácii zložiek tvrdej spájky. Inertná atmosféra môže byť uskutočnená buď inertným plynom, ako dusík, argón alebo úplným vákuom, to znamená približne pod 0,001 mm Hg absolútnych.

Ohrev sa môže vykonať v nejakej peci. Ďalšie výhodné metódy ohriatia zahrňujú elektrický odporový ohrev a spôsoby ohrevu lokalizovanej oblasti, ako je indukčný ohrev, laserový ohrev, infračervený ohrev a ohrev elektrónovým lúčom a kombináciou ktorýchkoľvek z nich. Spôsoby miestneho ohrievania znižujú potenciál zoslabenia drôtu spôsobeného nadbytočným vystavením vysokým teplotám. Spôsoby ohrevu lokalizovanej oblasti tiež predstavujú príležitosť vytvoriť prerušovaný brúsny povlak, ktorý zahrňuje presné vzory natvrdo spájkovaného spojiva a zŕn na drôte. V takom prípade sa môže nespájkovaný materiál odstrániť napríklad okefovaním, otrasením, alebo otryskaním drôtu vzduchom. Odstránené materiály sa môžu získať späť na eventuálnu recykláciu.

Ak sa použije na výrobu drôtu mäkká spájka, nemôže sa kovová mäkká spájka aplikovať s vodným systémom spojiva, pretože uhlíkové tavidlo potrebné na účinné spájkovanie na mäkko je nezlučiteľné s vodným systémom spojiva. Namiesto toho sa kov kompozície mäkkej spájky aplikuje ako pasta v uhlovodikovej báze. Jeden vhodný uhľovodík je žltá vazelína. Užitočné sú tiež parafínové oleje a vosky.

Pri jednom zvlášť vhodnom procese výroby novej drôtovej píly sa zo zásobnej cievky tiahne kovový drôt kruhového prierezu a smeruje sa dole podľa stredovej osi vertikálnej valcovej komory s pastou. Drôt vstupuje cez tesnené hrdlo vo veku komory. Komora je naplnená jednotnou zmesou superabrazívnych zŕn, pastou kompozície kovového spojiva tvrdej alebo mäkkej spájky a prchavého kvapalného spojiva, respektíve uhľovodíkovej báze. Drôt sa ťahá z dna komory cez kruhové hrdlo, ktoré má vnútorný priemer väčší, než je priemer drôtu. Na zmes sa prípadne aplikuje tlak, napríklad čerpaním čerstvej zmesi brusivo/spájková pasta do komory alebo stlačovaním zmesi piestom. Drôt vychádzajúci z hrdla sa tak poťahuje brúsnymi zrnami uloženými v kovovej paste. Priemer hrdla sa volí tak, aby zaistil, že vrstva zŕn na drôte bude mať hrúbku buď jednej častice alebo niekoľkých častíc.

Pokrytý drôt následne zostupuje do vertikálnej pece so zónami rôznych teplôt. Najvhodnejšia oblasť pece, ktorej je drôt vystavený najskôr, je regulovaná na strednej zvýšenej teplote v rozmedzí 250°C až 500°C. Keď teplota drôtu v tejto oblasti vzrastie, prchavá kvapalná zložka spojiva sa odparí.

Keď je prítomná nejaká zložka reakčného kovu, ako hydridu titanu, reaguje tiež na vložený aktívny kov v kompozícii tvrdej spájky. Nižšie oblasti pece sú regulované nezávisle na vyšších teplotách až do teploty spájkovania natvrdo v jednej alebo viac zónach. Výška zón pece, teploty v zónach a lineárna rýchlosť priechodu drôtu cez pec určujú trvanie vystaveniu rôznym teplotám. Pec môže byť utesnená pre izoláciu od okolitej atmosféry. Na naplnenie vnútrajšku inertným plynom je pri základni pece navrhnutý vstup a pri vrchole pece výstup.

Horúci, naspájkovaný drôt vychádza pec cez centrálne hrdlo v základni. Je ťahaný otáčajúcou sa kladkou, ktorá presmerováva drôt na horizontálne oscilujúcu navíjaciu cievku. Otáčajúca sa kladka môže byť umiestnené v kúpeli pri nízkej teplote, kvapalnom chladivé na prudké ochladenie drôtu pred navinutím. Kladka tiež dostáva drôt pod napätie, takže prechádza stredom hrdla a pece.

Ako bolo zmienené, je drôtová píla podľa tohto vynálezu veľmi vhodné na rezanie tenkých keramických plátkov zo spracovaného kusu. Tvar tohto keramického obrobku nie je kritický. Typický je to valcový kus približne do priemeru 8 inch ( 20 cm). Drôtová píla môže zahŕňať jedinú drôtovú čepeľ tvarovanú podobne ako pásová píla na rezanie jediného plátku z obrobku v každom

·· ·· • · · · • · * • · · · • · · ·· ···· ·· • · · • · • · • · ·· · priechode alebo na rezanie niekoľkých plátkov v jedinom priechode, ako je napríklad zverejnené v patente US č. 5,616, 065 Egglhubera, ktorý je tu zahrnutý ako odkaz. Na súčasné rezanie niekoľkých plátkov z obrobku môže byť tiež do tandemu zostavená rada jednotlivých čepelí, ako je ukázané na obr. 4 skôr zmieneného US patentu č. 5,438, 973. Vďaka pripevneniu jedinej vrstvy malých, brúsnych častíc jednotnej veľkosti priamo k drôtu s malým rozmerom priečneho rezu môže táto nová píla rezať tenké plátky ( t.j. hrubé asi 300 pm ) s veľmi malým odpadom materiálu obrobku. Minimálny odpad a vysoká účinnosť rezania bola pozorovaná, ak sa drôty v nižšie uvedených príkladoch použili pri rezných skúškach keramiky.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Tento vynález je ilustrovaný nasledujúcimi príkladmi, kde sú všetky diely, pomery a percentuálne obsahy hmotnosti, pokiaľ nie je naznačené inak. Všetky jednotky hmotnosti a rozmerov, ktoré neboli pôvodne získané v jednotkách SI, boli prevedené na jednotky SI.

Príklad 1

Bola pripravená suchá zmes zmiešaním 14,823 g vopred zliateho prášku 23% Sn/73% Cu ( veľkosť častíc < 44 pm), 1,467 g prášku hydridu titánu ( veľkosť častíc < 44 pm) a 3,480 g 10/20 pm diamantových zŕn. Táto zmes viedla ku kompozícii s 33 objemovými percentami diamantu. Oddelene bolo pripravené prchavé kvapalné spojivo skombinovaním 20 hmotnostných častí gélu Vitta Braze ( Vitta Corporation) s 50 hmotnostnými dielmi destilovanej vody. Toto kvapalné spojivo bolo pridané k suchej zmesi a manuálne rozmiešaného špachtľou v sklenenej kadičke, dokiaľ nebola vytvorená rovnorodá pasta.

Okolo 2 m patentovaného drôtu s priemerom 0,008 inch ( 0,178 mm) s vysoko uhlíkovej oceli zakaleného prudkým ochladením v olovenom kúpeli, bolo pretiahnuté pastou pri 0,25 m/s aby sa drôt potiahol touto pastou. Potiahnutý drôt sa sušil na vzduchu, potom bol spájkovaný natvrdo vo vákuu ( <1 pm Hg ) v peci pri 880 ’C po dobu 30 minút. Tak bol vyrobený drôt s diamantovým brusivom natvrdo spájkovaným kovovým spojivom.

Príklad 2

Pripravila sa suchá zmes zmiešaním 90,9 g vopred zliateho prášku 23% SN/73% Cu ( veľkosť častíc < 44 pm) 1,467 g prášku hydridu titánu ( veľkosť častíc < 44 pm) a 3,480 g diamantových zŕn 10/20 pm. Potom bol pridaný prírodný diamant s priemernou veľkosťou častice 20 mikrónov v pomere 75 objemových percent kovu k 25 objemových percentám diamantu. Oddelene bolo skombinovaním 85 váhových dielov gélu Vitta Braze ( Vitta Corporation ) s 15 váhovými dielmi polypropylénglykolu pripravené spojivo s prchavou kvapalinou. Toto kvapalné spojivo sa pridalo k suchej zmesi a manuálne sa miešalo špachtľami v sklenenej kadičke, pokiaľ nebola vytvorená rovnorodá pasta so 40 hmotnostnými percentami spojivovej zmesi. Touto pastou bol potom pretiahnutý do rúrovej pece ( voľný argón s <1 ppm kyslíku) drôt Inconel 718 s priemerom 250 pm, kde bola vysokoteplotná sekcia nastavená na 916 ’C pri rýchlosti 1 meter za minútu. Bol tak získaný drôt pokrytý natvrdo spájkovaným diamantom, ktorý má dostatočnú mechanickú pevnosť a dostatočný povlak brúsneho zrna na rezanie keramických plátkov.

Príklad 3

Pripravila sa suchá zmes miešaním 99 g prášku vopred zliatych 96% Sn / 4% Ag ( veľkosť častíc < 44 pm) a 1 g medeného prášku ( veľkosť častíc < 44 pm). Potom sa v pomere 75 objemových percent kovu k 25 objemovým percentám povlečeného diamantu pridal prírodný diamant s tenkým medeným povlakom s priemernou veľkosťou častice 20 pm. Táto suchá zmes bola pridaná ku zmesi žltej vazelíny obsahujúcej 2 hmotnostné percentá taviva chloridu zinočnatého a manuálne špachtľou miešaná v sklenenej kadičke, pokiaľ sa nevytvorila rovnomerná pasta obsahujúca 75 hmotnostných percent tuhej zmesi. Touto pastou bol potom preťahovaný drôt z Inconelu 718 o priemere 250 pm do rúrkovej pece, v ktorej bola vysokoteplotná sekcia nastavená na 350 ’C pri rýchlosti priechodu 1 m/min. Získal sa tak drôt pokrytý diamantom spájkovaným na mäkko, ktorý mal dostatočnú mechanickú pevnosť a dostatočný povlak brúsneho zrna na rezanie keramických plátkov.

Príklad 4

Drôty z príkladov 2 a 3 boli skúšané na drôtovej strojovej píle vyrobenej firmou Laser Technology West, Inc. a používanej na rezanie 25 mm-rových kociek plykryštalického kremíku. Použité napätie drôtu bolo 10 N , priemerná rýchlosť drôtu bola 2 až 3 m/s a použité rezné zaťaženie bolo 440 g. Obidva drôty mali počiatočnú rýchlosť rezu medzi 1,5 a 2,1 mm/min pri použití glykolu ako chladivá kvapkaného do rezu. Po 10 rezoch mal drôt podľa príkladu 2 rýchlosť rezu nezmenšenú, zatiaľ čo rýchlosť rezu drôtu podľa príkladu 3 sa zmenšila'na menej než 1 mm/min.

Akokoľvek boli na ilustráciu ako príklady vybrané špecifické formy vynálezu a predchádzajúci popis je formulovaný za účelom opisu týchto foriem vynálezu v presne stanovených pojmoch, tento opis nie je určený na to, aby obmedzoval rozsah vynálezu, ktorý je definovaný v nárokoch.

Claims (45)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Drôtová píla obsahujúca jadrový kovový drôt a brusnú vrstvu, vyznačujúca sa tým, že brusná vrstva má brusné zrna pripevnené priamo k drôtu mäkko spájkovaným kovovým spojivom a brusné zrna zahrňujú superabrazivné zrna.
2. 2. Drôtová píla podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že brusná vrstva je prítomná ako vrstva o hrúbke jednej častice.
3. 3. Drôtová píla podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že brusné zrna sú prítomné na drôte vo vopred zvolenom povrchovom rozložení.
4. 4. Drôtová píla podľa nároku 3, vyznačujúca sa tým, že povrchové rozloženie je súvislé.
5. 5. Drôtová píla podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že súvislé povrchové rozloženie je rovnomerné.
6. 6. Drôtová píla podľa nároku 3, vyznačujúca sa tým, že povrchové rozloženie je prerušované.
7. 7. Drôtová píla podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že väčšina brusných zŕn sú superabrazívne zrna vybraté zo skupiny zloženej z diamantu, kubického nitridu boru alebo ich zmesí.
8. 8. Drôtová píla podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým , že drát je kov vybratý zo skupiny zloženej zo železa, niklu, kobaltu, chrómu, volfrámu, molybdénu a zo zliatin obsahujúcich ktorýkoľvek z nich.

   ·· · ·· · ·· ···· ···· · · · ··· ·· ··· ·· ···· ···· ··· · · · ·· ·· ··· ·· ···· ·· ·
9. 9. Drôtová píla podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že kov drôtu je volfrám.
10. 10. Drôtová píla podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že kov drôtu je oceľ.
11. 11. Drôtová píla podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že priečny prierez drôtu je oválny, obdĺžnikový, štvorcový, lichobežníkový alebo mnohouholníkový o 3 až 6 stranách.
12. 12. Drôtová píla podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že priečny prierez drôtu je plochý.
13. 13. Drôtová píla podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že brusná vrstva ďalej zahrňuje plnivovú zložku.
14. 14. Drôtová píla podľa nároku 1 zahrňujúca radu kovových drôtov, ku ktorým sú brusné zrna pripevnené priamo tvrdo spájkovaným kovovým spojom.
15. 15. Drôtová píla podľa nároku 1, vyznačujúca sa. tým, že kovové spojivo zahrňuje mäkko spájkovaný kov vybratý zo skupiny zloženej zo striebra, cínu, medi, zinku, kadmia a olova a zliatin týchto kovov a kombináciou týchto kovov a zliatin s aspoň jednou zložkou plniva.
16. 16. Drôtová píla podľa nároku 15, vyznačujúca sa tým, že mäkko spájkovaný kov obsahuje zliatinu cínu a striebra.
17. 17. Drôtová píla zahrňujúca jadrový kovový drôt spojený kovovým spojivom s brusnou vrstvou, vyznačujúca sa tým, že brusná vrstva má brusné zrna pripevnené priamo k drôtu tvrdo spájkovaným kovovým spojivom, pričom táto drôtová píla má najväčší rozmer ·· · ·· ·· ·· · ···· ···· ···· ··· · · · · · · ·· ···· ···· · ··· ··· · · · ·· ··· ·· ···· ·· ··· priečneho rezu 150 pm až 250 pm a brusné zrna sú superabrazivné zrna prítomné vo vrstve o hrúbke jednej častice.
18. 18. Drôtová píla podľa nároku 17, vyznačujúca sa tým, že kovové spojivo zahrňuje tvrdo spájkovaný kov vybratý zo skupiny zloženej zo zlata, striebra, niklu, zinku, olova, medi, cínu, zliatin týchto kovov a zliatin týchto kovov s fosforom, kadmiom alebo vanadom.
19. 19. Drôtová píla podľa nároku 18, vyznačujúca sa tým, že kovové spojivo zahrňuje bronzovú zliatinu zloženú v podstate z 10 až 30 % hmotnosti cínu a doplnkového množstva medi.
20. 20. Drôtová píla podľa nároku 18, vyznačujúca sa tým, že kovové spojivo ďalej zahrňuje vedľajšiu frakciu aktívneho kovu zvoleného zo skupiny zloženej z titanu, tantalu, chrómu a zirkónu.
21. 21. Drôtová píla podľa nároku 18, vyznačujúca sa tým, že drôt je kov vybratý zo skupiny zloženej zo železa, niklu, kobaltu, chrómu, volfrámu, molybdénu a zo zliatin obsahujúcich ktorýkoľvek z nich.
22. 22. Spôsob výroby drôtovej píly z kovového drôtu, kovovej spojovacej kompozície a brusného zrna, vyznačujúci sa tým, že tento spôsob zahrňuje kroky:

    (a) zaistenie pasty obsahujúcej kovovú spojivovú kompozíciu vybratú zo skupiny zloženej z kovovej tvrdo spájkovanej kompozície a kovovej kompozície pre spájkovanie na mäkko;

    (b) potiahnutie povrchu drôtu vrstvou tejto pasty;

    (c) uloženie vrstvy brusných zŕn na vrstvu pasty;

    (d) ohriatie drôtu v inertnej atmosfére na teplotu najviac na 950 °C a po dobu trvania vhodnú na tavenie spojivovej kompozície; a (e) ochladenie drôtu a tým pripojenie zŕn k drôtu.

    ·· · ·· ·· ·· ···· ···· ··· ··· ·· · · · ··· ··· ··· ·· ··· ·· ···· ·· ···
23. 23. Spôsob podľa nároku 22, vyznačujúci sa tým, že brusné zrna sa ukladajú vo vrstve v podstate o hrúbke jednej častice.
24. 24. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci sa tým, že teplota z kroku (d) je 850 až 950 °C.
25. 25. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci sa tým, že kroky (b) až (e) sa vykonávajú kontinuálne preťahovaním drôtu povlakovacou, ukladacou, ohrievacou a chladiacou zónou.
26. 26. Spôsob podľa nároku 25, vyznačujúci sa tým, že preťahovanie zahrňuje usporiadanie drôtu horizontálne v ukladacej zóne a ukladanie zahrňuje sypanie zŕn dolu na horizontálne usporiadaný drôt.
27. 27. Spôsob podľa nároku 26 zahrňujúci ďalej kroky:

    (c1) otáčanie drôtu okolo pozdĺžnej osi drôtu po počiatočnom uložení zŕn a pred ohriatím; a (c2) opakovanie krokov (c) a (c1) pokiaľ nie je vopred vybratá časť povrchu drôtu potiahnutá zrnami.
28. 28. Spôsob podľa nároku 23, vyznačujúci sa tým, že krok ukladania zahrňuje prevedenie drôtu fluidizovaným ložiskom brusných zŕn v nosnom plyne.
29. 29. Spôsob podľa nároku 22, vyznačujúci sa tým, že sa brusné zrna miešajú s pastou na rovnomernú koncentráciu pred potiahnutím drôtu pastou a ďalej tým, že sa pasta obsahujúca zrna aplikuje na drôt a tým sa uskutočňujú kroky potiahnutia a ukladania súbežne.
30. 30. Spôsob podľa nároku 29, vyznačujúci sa tým, že sa zrna ukladajú vo vrstve o hrúbke jednej častice.

    • · · ·· ·· ·· ···· ···· ··· ··· ·· · · · ··· ··· ·· ·· ··· ·· ···· ·· ·
31. 31. Spôsob podľa nároku 29, vyznačujúci sa tým, že zrna sú uložené vo vrstve o hrúbke niekoľkých častíc.
32. 32. Spôsob podľa nároku 29, ktorý ďalej zahrňuje krok pridania plnivovej zložky ku kovovej tvrdo spájkovanej kompozícii.
33. 33. Spôsob podľa nároku 29, vyznačujúci sa tým, že brusné zrna sú uložené na drôte vo vopred zvolenom povrchovom rozložení.
34. 34. Spôsob podľa nároku 33, vyznačujúci sa tým, že vopred zvolene povrchové rozloženie je súvislé.
35. 35. Spôsob podľa nároku 34, vyznačujúci sa tým, že súvislé povrchové rozloženie je rovnomerné.
36. 36. Spôsob podľa nároku 31, vyznačujúci sa tým, že vopred zvolené povrchové rozloženie je prerušované.
37. 37. Spôsob podľa nároku 22, vyznačujúci sa tým, že krok ohriatia zahrňuje spôsoby ohriatia lokalizovanej oblasti vybratej zo skupiny zloženej z indukčného ohrevu, laserového ohrevu, infračerveného ohrevu a ohrevu lúčom elektrónov.
38. 38. Spôsob podľa nároku 22, vyznačujúci sa tým, že zrna sú z diamantu, kubického nitridu boru alebo ich zmesí.
39. 39. Spôsob podľa nároku 36, vyznačujúci sa tým, že drôt je kov zvolený zo skupiny železa, volfrámu, molybdénu a zliatin obsahujúcich ktorýkoľvek z nich.
40. 40. Spôsob podľa nároku 37, vyznačujúci sa tým, že kovové spojivo zahrňuje tvrdo spájkovaný kov vybratý zo skupiny zloženej ·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · • · ·· • · · · · · ·· ···· ·· ··· zo zlata, striebra, niklu, zinku, olova, medi, cínu, zliatin týchto kovov a zliatin týchto kovov s fosforom, kadmiom alebo vanadom.
41. 41. Spôsob podľa nároku 40, vyznačujúci sa tým, že kovové spojivo zahrňuje bronzovú zliatinu zloženú v podstate z 10 až 30 % hmotnosti cínu a doplnkového množstva medi a ďalej zahrňuje menšiu frakciu aktívneho kovu vybratého zo skupiny zloženej z titanu, tantalu, chrómu a zirkonu.
42. 42. Spôsob podľa nároku 40, vyznačujúci sa tým, že kovové spojivo zahrňuje okolo 69 až 73 % hmotnosti medi, okolo 19 až 21 % cínu a okolo 8 až 10 % hmotnosti titanu.
43. 43. Spôsob podľa nároku 40, vyznačujúci sa tým, že pred spájkovaním na tvrdo sa superabrazivné zrna potiahnú vrstvou aktívneho kovu tvoriaceho karbid.
44. 44. Spôsob podľa nároku 22, vyznačujúci sa tým, že kompozícia kovového spojiva je kompozícia mäkkej kovovej spájky.
45. 45. Spôsob podľa nároku 44, vyznačujúci sa tým, že sa krok (d) vykonáva pri teplote menšej ako 400 °C.