CN114174462A - 超磨粒以及超磨粒磨轮 - Google Patents

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CN114174462A CN202080054822.1A CN202080054822A CN114174462A CN 114174462 A CN114174462 A CN 114174462A CN 202080054822 A CN202080054822 A CN 202080054822A CN 114174462 A CN114174462 A CN 114174462A
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superabrasive
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particle
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石井显人
大畠正裕
千原健太朗
中村畅秀
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ALMT Corp
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

超磨粒具备：磨粒主体部，其由立方晶氮化硼或金刚石构成；以及包覆膜，其将所述磨粒主体部的表面的至少一部分覆盖，包含铝以及氧。

Description

超磨粒以及超磨粒磨轮
技术领域
本公开涉及超磨粒以及超磨粒磨轮。本申请主张基于作为2019年8月6日申请的日本专利申请的日本特愿2019-144241号的优先权。该日本专利申请所记载的全部记载内容通过参照而引用于本说明书。
背景技术
作为用于精密加工的工具，已知有专利文献1(日本特开2002-137168号公报)的超磨粒工具(磨轮)。该超磨粒工具具备圆板状的基板和形成于基板的外周部的磨粒层。磨粒层包含超磨粒(金刚石磨粒、立方晶氮化硼磨粒)和结合材料，该结合材料将超磨粒彼此结合，并且将超磨粒固接于基板的外周部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-137168号公报
发明内容
本公开的超磨粒具备：
磨粒主体部，其由立方晶氮化硼或金刚石构成；以及
包覆膜，其将所述磨粒主体部的表面的至少一部分覆盖，包含铝以及氧。
本公开的超磨粒磨轮具备：
圆板状的基板；以及
超磨粒层，其将所述基板的至少外周面覆盖，
所述超磨粒层具有上述的超磨粒。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的超磨粒的概略的剖视图。
图2是将图1所示的超磨粒的由虚线圆包围的区域放大表示的剖视图。
图3是表示第二实施方式所涉及的超磨粒磨轮的概略的立体图。
图4是表示以包含(IV)-(IV)线的面将图3所示的超磨粒磨轮切断后的状态的剖视图。
图5是将图4所示的超磨粒磨轮的由虚线圆包围的区域放大表示的剖视图。
具体实施方式
[本公开所要解决的问题]
在使用专利文献1的工具进行磨削加工时，与被切削材料接触的磨粒层部分局部地暴露于高温。因此，在使用专利文献1的工具进行磨削加工的情况下，金刚石磨粒、立方晶氮化硼磨粒与被切削材料成分(主要是铁族元素)反应，被切削材料向磨粒层的附着、磨粒层的化学磨损加剧，存在工具的磨削比降低的倾向。
因此，本公开的目的在于，提供一种在用于工具的情况下，该工具能够具有较高的磨削比的超磨粒、以及磨削比较高的超磨粒磨轮。
[本公开的效果]
根据本公开，能够提供在用于工具的情况下，该工具能够具有较高的磨削比的超磨粒、以及磨削比较高的超磨粒磨轮。
[本公开的实施方式的说明]
首先，列举本公开的实施方式进行说明。
(1)本公开的一个实施方式所涉及的超磨粒具备：
磨粒主体部，其由立方晶氮化硼或金刚石构成；以及
包覆膜，其将所述磨粒主体部的表面的至少一部分覆盖，包含铝以及氧。
使用了本公开的超磨粒的工具能够具有较高的磨削比。在本说明书中，磨削比被定义为“通过磨削去除的被切削材料的体积/超磨粒的总损耗体积”。
(2)优选地，所述磨粒主体部由立方晶氮化硼构成。
由此，磨粒主体部的耐磨损性非常优异，超磨粒的耐磨损性提高。
(3)优选地，所述磨粒主体部的晶体组织为单晶。
由此，容易提高磨粒主体部的强度。
(4)优选地，所述磨粒主体部的晶体组织为多晶。
由此，容易提高使用了超磨粒的工具的磨削比。
(5)优选地，所述包覆膜包含γ-Al2O3。
由此，能够减小构成包覆膜的多个晶粒的平均粒径，因此包覆膜的强度提高，并且，包覆膜与磨粒主体部的密接力提高。因而，能够抑制伴随与被切削材料的接触而产生的冲击所导致的膜破坏和膜剥离。因此，包覆膜能够长时间持续良好的耐磨损性。
(6)优选地，所述包覆膜包含一种以上的化合物，所述化合物由第一元素和第二元素构成，所述第一元素为选自由周期表的第四族元素、第五族元素以及第六族元素组成的群组中的至少一种，所述第二元素为选自由氧、氮、碳以及硼组成的群组中的至少一种。
由此，包覆膜的耐磨损性进一步提高。
(7)优选地，所述包覆膜包含多个晶粒，
所述多个晶粒的平均粒径为100nm以下。
由此，包覆膜的强度进一步提高。
(8)优选地，在所述包覆膜中，铝与氧的原子比率Al/O为0.2以上且0.9以下。
由此，包覆膜的耐磨损性进一步提高，并且，包覆膜与磨粒主体部的密接力提高。
(9)优选地，所述Al/O为0.4以上且0.7以下。
由此，包覆膜的耐磨损性进一步提高，并且，包覆膜与磨粒主体部的密接力进一步提高。
(10)优选地，所述包覆膜的厚度为50nm以上且1000nm以下。
若包覆膜的厚度为50nm以上，则容易提高包覆膜自身的耐磨损性，容易抑制包覆膜以及磨粒主体部的损伤。若包覆膜的厚度为1000nm以下，则包覆膜的厚度不会过厚而不易剥离，因此容易维持在磨粒主体部的外周形成有包覆膜的状态。
(11)优选地，所述包覆膜具有由两种以上的单位层构成的多层结构。
若包覆膜为多层结构，则各单位层的残余应力上升。因此，包覆膜的硬度提高，能够抑制包覆膜的损伤。
(12)优选地，所述超磨粒的粒径为30μm以上且600μm以下。
若超磨粒的粒径为30μm以上，则不会过小，因此容易将超磨粒固接于超磨粒磨轮，因此容易对被切削材料进行磨削，而且容易操作，容易构建超磨粒磨轮。若超磨粒的粒径为600μm以下，则不会过大，因此不易产生伴随与被切削材料的接触而产生的对磨粒主体部的冲击力所导致的破碎等损伤。
(13)本发明的一个实施方式所涉及的超磨粒磨轮具备：
圆板状的基板；以及
超磨粒层，其将所述基板的至少外周面覆盖，
所述超磨粒层具有上述的超磨粒。
本公开的超磨粒磨轮能够具有较高的磨削比。
[本公开的实施方式的详细内容]
以下，参照附图对本公开的实施方式的详细内容进行说明。在本公开的附图中，相同的附图标记表示相同部分或相当部分。另外，长度、宽度、厚度、深度等尺寸关系为了附图的明确化和简化而适当变更，未必表示实际的尺寸关系。
在本说明书中，“A～B”这样的形式的表述是指范围的上限下限(即A以上且B以下)，在A中没有单位的记载、仅在B中记载有单位的情况下，A的单位与B的单位相同。
在本说明书中，在以化学式表示化合物等的情况下，在不特别限定原子比时，包含以往公知的所有原子比，未必仅限定于化学计量范围内的原子比。例如在记载为“TiAlN”的情况下，构成TiAlN的原子数之比包括以往公知的所有原子比。这对于“TiAlN”以外的化合物的记载也是同样的。
[第一实施方式：超磨粒]
使用图1以及图2对本公开的一个实施方式所涉及的超磨粒进行说明。图1是表示第一实施方式所涉及的超磨粒的概略的剖视图。图2是将图1所示的超磨粒的由虚线圆包围的区域放大表示的剖视图。
本公开的超磨粒1具备磨粒主体部2，其由立方晶氮化硼或金刚石构成；以及包覆膜3，其将磨粒主体部2的表面的至少一部分覆盖，包含铝以及氧。。使用了本公开的超磨粒的工具能够具有较高的磨削比。据推测，其理由如下述的(i)～(iii)所示。
(i)在本公开的超磨粒中，磨粒主体部由立方晶氮化硼或金刚石构成。立方晶氮化硼以及金刚石具有较高的硬度。因而，使用了立方晶氮化硼或金刚石作为磨粒主体部的超磨粒显示出优异的耐磨损性。因此，使用了本公开的超磨粒的工具能够具有较高的磨削比。
(ii)在本公开的超磨粒中，磨粒主体部的表面的至少一部分被包覆膜覆盖。若超磨粒具有包覆膜，则在磨削加工时，能够抑制磨粒主体部与被切削材料成分发生化学反应。进一步地，能够防止构成磨粒主体部的原子向包覆膜以及被切削材料扩散。因此，能够抑制磨粒主体部的磨损的加剧和被切削材料成分的附着，因此磨削阻力在低位长时间稳定。其结果是，附着剥离、磨削阻力增大所导致的磨粒主体部的破碎也减少。因此，使用了本公开的超磨粒的工具能够具有较高的磨削比。
(iii)在本公开的超磨粒中，包覆膜包含铝以及氧。若包覆膜包含铝以及氧，则包覆膜与磨粒主体部的密接力提高而能够抑制膜剥离。其结果是，能够抑制包覆膜以及磨粒主体部的磨损、破坏等损伤。因此，使用了本公开的超磨粒的工具能够具有较高的磨削比。
(超磨粒的粒径)
超磨粒的粒径优选为30μm以上且600μm以下。在第一实施方式的超磨粒中，超磨粒的粒径是指一粒的超磨粒的粒径。
若超磨粒的粒径为30μm以上，则不会过小，因此容易将超磨粒固接于超磨粒磨轮，因此容易对被切削材料进行磨削，而且容易操作，容易构建超磨粒磨轮。若超磨粒的粒径为600μm以下，则不会过大，因此不易产生伴随与被切削材料的接触而产生的对磨粒主体部的冲击力所导致的破碎等损伤。
超磨粒的粒径的下限优选为30μm，更优选为50μm，进一步优选为60μm。超磨粒的粒径的上限优选为600μm，更优选为300μm，进一步优选为150μm。超磨粒的粒径优选为50μm以上且300μm以下，更优选为60μm以上且150μm以下。
超磨粒的粒径通过激光衍射式粒度分布测定装置(株式会社岛津制作所制造的“SALD系列”)来进行测定。
[磨粒主体部]
磨粒主体部由立方晶氮化硼(以下，也记为“cBN”)或金刚石构成。立方晶氮化硼以及金刚石具有优异的硬度。因而，使用了立方晶氮化硼或金刚石作为磨粒主体部的超磨粒显示出优异的耐磨损性。因此，使用了本公开的超磨粒的工具能够具有较高的磨削比。
(组成)
磨粒主体部优选由立方晶氮化硼构成。由此，磨粒主体部的耐磨损性非常优异，超磨粒的耐磨损性提高。
磨粒主体部优选由金刚石构成。由此，磨粒主体部强韧，使用了包含该磨粒主体部的超磨粒的工具能够具有较高的磨削比。
磨粒主体部的组成可以通过扫描电子显微镜(SEM)(日本电子公司制造的“JSM-7800F”(商标))附带的能量色散型X射线分析装置(EDX)(Octane Elect(オクタンエレクト)EDS系统)(商标)来确定。
磨粒主体部的晶体组织可以为单晶或多晶。若磨粒主体部的晶体组织为单晶，则磨粒主体部的强度容易提高。另一方面，若磨粒主体部的晶体组织为多晶，则使用了磨粒的工具的磨削比容易提高。
(晶体结构)
磨粒主体部的晶体结构可以通过对X射线衍射(XRD)分析(峰强度的测定)(装置：JOEL公司制造的“MiniFlex600”(商标))和上述磨粒主体部的组成的信息复合地进行分析、或者通过利用日本电子公司制造的扫描透射型电子显微镜(STEM)“JEM-2100F/Cs”(商标))以及STEM附带的能量色散型X射线光谱法(EDX)的观察来确定。
(构成磨粒主体部的晶粒的粒径)
在磨粒主体部2的组织为单晶的情况下，磨粒主体部的粒径相当于单晶的粒径。
在磨粒主体部2的组织为多晶的情况下，构成磨粒主体部的多个晶粒的平均粒径优选为100nm以上且6000nm以下，更优选为200nm以上且4000nm以下，特别优选为300nm以上且2000nm以下。
该情况下的晶粒的平均粒径根据通过FIB(聚焦离子束)而露出的磨粒主体部的截面的基于STEM(日本电子株式会社制造的“JEM-ARM200F Dual-X”(商标))的HAADF(High-angle Annular Dark Field)-STEM图像而求出。根据HAADF-STEM图像中的各晶粒的对比度的差异，通过图像分析软件(三谷商事株式会社制作的“WinROOF ver.7.4.1”(商标))导出各晶粒的截面积，求出具有与该截面积相同面积的圆的直径(当量圆直径)。将10个晶粒的当量圆直径的平均值作为构成磨粒主体部的多个晶粒的平均粒径。
[包覆膜]
包覆膜3将磨粒主体部2的表面的至少一部分覆盖。包覆膜将磨粒主体部2的表面的至少一部分覆盖这一情况可以通过下述方法来进行确认。
制作在环氧树脂中埋设有超磨粒的成形体。成形体中的超磨粒的含量相对于树脂为50体积％以上。成形体的形状为长方体或立方体。
对成形体进行CP(截面抛光)加工。该加工分为两个阶段进行。作为第一阶段的加工，对成形体的任一个面进行加工，直至能够看到至少一个超磨粒的截面为止。接着，作为第二阶段的加工，对加工面的表面进一步进行CP加工，以去除与超磨粒的粒径的50％相当的长度的厚度量。在此，超磨粒的粒径为通过上述激光衍射式粒度分布测定装置测定的值。
通过SEM对成形体的截面进行观察，得到反射电子图像。根据该反射电子图像能够确认到包覆膜将磨粒主体部2的表面的至少一部分覆盖这一情况。
优选包覆膜3将磨粒主体部2的整个表面覆盖。若超磨粒具有包覆膜，则在磨削加工时，能够抑制磨粒主体部与被切削材料成分发生化学反应。进一步地，能够防止构成磨粒主体部的原子向包覆膜、被切削材料扩散。因此，能够抑制磨粒主体部的磨损的加剧和被切削材料成分的附着，因此磨削阻力在低位长时间稳定。其结果是，附着剥离、磨削阻力增大所导致的磨粒主体部的破碎也减少。因此，使用了本公开的超磨粒的工具能够具有较高的磨削比。
磨削比是指“通过磨削去除的被切削材料的体积/超磨粒的总损耗体积”。以下对磨削比的计算方法进行说明。
超磨粒的总损耗体积按如下方式求出。使用固接有超磨粒的超磨粒磨轮，在磨削加工的前后对碳板进行切削，由此将超磨粒磨轮的磨面的起伏转印到碳板。在对碳板进行切削时，不移动碳板而使超磨粒磨轮旋转并切入。
沿着与超磨粒磨轮的旋转方向垂直的方向，通过触针式的表面粗糙度计((株)东京精密公司制造的“SURFCOM”(商标))对在磨削加工的前后转印的各碳板的起伏的截面形状进行测量。对磨削加工前后的两个截面形状进行比较而求出减少的面积。将“(减少的面积)×(超磨粒磨轮的直径)×圆周率”作为超磨粒的总损耗体积。
通过磨削而去除的被切削材料的体积(以下，也记为“去除体积量”)由切入深度、被切削材料长度和厚度之积求出。取得以横轴为材料去除体积量、纵轴为磨损量的变化散点图，并根据该变化散点图通过最小二乘法求出变化的一次函数，计算出斜率。使用该斜率，计算出任意的去除体积量下的超磨粒的总损耗体积。
(组成)
包覆膜3包含铝以及氧。若包覆膜包含铝以及氧，则包覆膜与磨粒主体部的密接力提高而能够抑制膜剥离。其结果是，能够抑制包覆膜以及磨粒主体部的磨损、破坏等损伤。因此，使用了本公开的超磨粒的工具能够具有较高的磨削比。
作为包含铝以及氧的化合物，可列举为Al2O3(氧化铝)。在Al2O3中，存在α-Al2O3、γ-Al2O3、δ-Al2O3、η-Al2O3、θ-Al2O3、κ-Al2O3、ρ-Al2O3、χ-Al2O3等晶体结构。包覆膜可以包含这些晶体结构中的任一种。在此，Al2O3(氧化铝)的Al与O的原子比为2∶3，但本申请中的Al2O3(氧化铝)的Al与O的原子比率并不需要完全与2∶3一致，如后所述，也可以在一定的范围内。
其中，包覆膜3优选包含γ-Al2O3。由此，能够减小构成包覆膜的多个晶粒的平均粒径，因此包覆膜的强度提高，并且，包覆膜与磨粒主体部的密接力提高。因而，能够抑制伴随与被切削材料的接触而产生的冲击所导致的膜破坏和膜剥离。因此，包覆膜能够长时间持续良好的耐磨损性。
包覆膜优选包含合计为10体积％以上且100体积％以下的包含铝以及氧的化合物，更优选包含30体积％以上且95体积％以下，进一步优选包含50体积％以上且90体积％以下。
在包覆膜中，铝与氧的原子比率Al/O优选为0.2以上且0.9以下。由此，包覆膜的耐磨损性进一步提高，并且，包覆膜与磨粒主体部的密接力提高。
铝与氧的原子比率Al/O更优选为0.4以上且0.7以下，进一步优选为0.45以上且0.67以下。由此，包覆膜的耐磨损性进一步提高，并且，包覆膜与磨粒主体部的密接力进一步提高。
包覆膜中的铝与氧的原子比率的测定方法如下所述。针对超磨粒，通过ICP(电感耦合高频等离子体光谱分析)对Al含量进行测定，并通过惰性气体熔解法对氧含量进行测定。将它们换算为原子％，计算出原子比率。
优选地，包覆膜3除了包含含有铝以及氧的化合物以外，还包含由第一元素和第二元素构成的一种以上的化合物，该第一元素为选自由周期表的第四族元素(钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)等)、第五族元素(钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)等)以及第六族元素(铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)等)组成的群组中的至少一种，该第二元素为选自由氧、氮、碳以及硼组成的群组中的至少一种。由此，包覆膜的耐磨损性进一步提高。
作为由第一元素和氮构成的化合物(氮化物)，例如，可列举为氮化钛(TiN)、氮化锆(ZrN)、氮化铪(HfN)、氮化钒(VN)、氮化铌(NbN)、氮化钽(TaN)、氮化铬(Cr2N)、氮化钼(MoN)、氮化钨(WN)、氮化钛锆(TiZrN)、氮化钛铪(TiHfN)、氮化钛钒(TiVN)、氮化钛铌(TiNbN)、氮化钛钽(TiTaN)、氮化钛铬(TiCrN)、氮化钛钼(TiMoN)、氮化钛钨(TiWN)、氮化锆铪(ZrHfN)、氮化锆钒(ZrVN)、氮化锆铌(ZrNbN)、氮化锆钽(ZrTaN)、氮化锆铬(ZrCrN)、氮化锆钼(ZrMoN)、氮化锆钨(ZrWN)、氮化铪钒(HfVN)、氮化铪铌(HfNbN)、氮化铪钽(HfTaN)、氮化铪铬(HfCrN)、氮化铪钼(HfMoN)、氮化铪钨(HfWN)、氮化钒铌(VNbN)、氮化钒钽(VTaN)、氮化钒铬(VCrN)、氮化钒钼(VMoN)、氮化钒钨(VWN)、氮化铌钽(NbTaN)、氮化铌铬(NbCrN)、氮化铌钼(NbMoN)、氮化铌钨(NbWN)、氮化钽铬(TaCrN)、氮化钽钼(TaMoN)、氮化钽钨(TaWN)、氮化铬钼(CrMoN)、氮化铬钨(CrWN)、氮化钼铬(MoWN)。
作为由第一元素和碳构成的化合物(碳化物)，例如，可列举为碳化钛(TiC)、碳化锆(ZrC)、碳化铪(HfC)、碳化钒(VC)、碳化铌(NbC)、碳化钽(TaC)、碳化铬(Cr2C)、碳化钼(MoC)、碳化钨(WC)、碳化钛锆(TiZrC)、碳化钛铪(TiHfC)、碳化钛钒(TiVC)、碳化钛铌(TiNbC)、碳化钛钽(TiTaC)、碳化钛铬(TiCrC)、碳化钛钼(TiMoC)、碳化钛钨(TiWC)、碳化锆铪(ZrHfC)、碳化锆钒(ZrVC)、碳化锆铌(ZrNbC)、碳化锆钽(ZrTaC)、碳化锆铬(ZrCrC)、碳化锆钼(ZrMoC)、碳化锆钨(ZrWC)、碳化铪钒(HfVC)、碳化铪铌(HfNbC)、碳化铪钽(HfTaC)、碳化铪铬(HfCrC)、碳化铪钼(HfMoC)、碳化铪钨(HfWC)、碳化钒铌(VNbC)、碳化钒钽(VTaC)、碳化钒铬(VCrC)、碳化钒钼(VMoC)、碳化钒钨(VWC)、碳化铌钽(NbTaC)、碳化铌铬(NbCrC)、碳化铌钼(NbMoC)、碳化铌钨(NbWC)、碳化钽铬(TaCrC)、碳化钽钼(TaMoC)、碳化钽钨(TaWC)、碳化铬钼(CrMoC)、碳化铬钨(CrWC)、碳化钼铬(MoWC)。
作为由第一元素、碳和氮构成的化合物(碳氮化物)，例如，可列举为碳氮化钛(TiCN)、碳氮化锆(ZrCN)、碳氮化铪(HfCN)。
作为由第一元素和硼构成的化合物(硼化物)，例如，可列举为硼化钛(TiB2)、硼化锆(ZrB2)、硼化铪(HfB2)、硼化钒(VB2)、硼化铌(NbB2)、硼化钽(TaB2)、硼化铬(CrB2)、硼化钼(MoB2)、硼化钨(WB)。
作为由第一元素和氧构成的化合物(氧化物)，例如，可列举为氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化钒(V2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铬(Cr2O3)、氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)。
作为由第一元素、氮和氧构成的化合物(氮氧化物)，例如，可列举为氮氧化钛(TiON)、氮氧化锆(ZrON)、氮氧化铪(HfON)、氮氧化钒(VON)、氮氧化铌(NbON)、氮氧化钽(TaON)、氮氧化铬(CrON)、氮氧化钼(MoON)、氮氧化钨(WON)。
上述化合物可以使用一种，也可以组合使用两种以上。
包覆膜可以包含源自上述化合物的固溶体。在此，源自上述化合物的固溶体是指两种以上的上述化合物溶入彼此的晶体结构内的状态，是指侵入型固溶体、置换型固溶体。
包覆膜优选包含合计为0体积％以上且90体积％以下的上述化合物以及源自上述化合物的固溶体，更优选包含5体积％以上且70体积％以下，进一步优选包含10体积％以上且50体积％以下。
包覆膜3可以包含不可避免的杂质、在包覆膜形成工艺中残留的微量的未反应的金属铝、包含铝和氧的化合物的非晶质成分等。作为不可避免的杂质，可列举为源自制造工艺中使用的夹具(主要是SUS、碳)的微量的铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、锰(Mn)、碳(C)等。
包覆膜中的不可避免的杂质的含量以质量基准计优选为0.001％以上且0.5％以下，更优选为0.001％以上且0.1％以下。
包覆膜3的组成分析使用SEM-EDS分析进行定性评价，并使用ICP分析进行定量分析。SEM-EDS分析的测定条件与磨粒主体部的组成分析的测定条件相同，ICP分析的测定条件与包覆膜中的铝与氧的原子比率的分析方法相同，因此不重复这些说明。
(晶粒的平均粒径)
包覆膜3可以为包含多个晶粒的多晶。在该情况下，多个晶粒的平均粒径优选为100nm以下。由此，包覆膜的强度进一步提高，容易抑制伴随与被切削材料的接触而产生的冲击力(应力)所导致的包覆膜3自身的损伤。进一步地，容易缓和伴随与被切削材料的接触而产生的对磨粒主体部2的冲击力，磨粒主体部2不易损伤。包覆膜3的平均粒径越小，越能够提高包覆膜3自身的强度。
包覆膜中所含的多个晶粒的平均粒径的上限优选为100nm，更优选为50nm。该平均粒径的下限优选为1nm，更优选为10nm。该平均粒径优选为1nm以上且100nm以下，更优选为10nm以上且50nm以下。
包覆膜中所含的多个晶粒的平均粒径使用基于STEM的HAADF-STEM图像来进行计算。具体而言，通过下述方法来进行计算。
首先，在包覆膜的厚度超过100nm的情况下，对包覆膜进行机械研磨，通过Ar-离子铣削法使包覆膜的厚度为100nm以下。在包覆膜的厚度为100nm以下的情况下，不需要该操作。
将STEM的倍率设为650万倍，在包覆膜的HAADF-STEM图像中任意地确定10个以上能够观察到原子排列的区域。将可看到该原子排列的一个区域设为一个晶粒。在HAADF-STEM图像中，由于未观察到晶体取向不同的晶粒，因此可以将可观察到原子排列的区域视为晶粒。将可看到原子排列的一个区域的当量圆直径作为一个晶粒的粒径。当量圆直径可以使用图像处理软件(三谷商事株式会社制作的“WinROOF ver.7.4.1”(商标))来进行计算。将10个以上的晶粒的平均粒径作为包覆膜中所含的多个晶粒的平均粒径。
(结构)
包覆膜3可以为单层结构。如图2所示，包覆膜3可以为由两种以上的单位层构成的多层结构。若包覆膜为多层结构，则各单位层的残余应力上升。因此，包覆膜的硬度提高，能够抑制包覆膜的损伤。
在包覆膜为多层结构的情况下，层数没有特别限定。例如，可以为两层、三层。在该情况下，相邻的各单位层的组成优选互不相同。例如，在包覆膜3的结构为三层结构的情况下(图2)，在从磨粒主体部2侧朝向外侧依次设为第一单位层31、第二单位层32、第三单位层33时，可以将第一单位层31和第三单位层33设为相同的组成，并将第二单位层32的组成设为与第一单位层31以及第三单位层33不同的组成。另外，第一单位层31、第二单位层32以及第三单位层33的组成可以设为三层全部不同的组成。包覆膜3的结构可以通过基于STEM的截面观察来进行分析。
(厚度)
包覆膜3的厚度优选为50nm以上且1000nm以下。若包覆膜的厚度为50nm以上，则容易提高包覆膜自身的耐磨损性，容易抑制包覆膜以及磨粒主体部的损伤。若包覆膜的厚度为1000nm以下，则包覆膜的厚度不会过厚而不易剥离，因此容易维持在磨粒主体部的外周形成有包覆膜的状态。
在包覆膜3为多层结构的情况下，包覆膜3的厚度为各层的厚度的合计。在形成为多层结构的情况下，各层的厚度可以为相同的厚度，也可以为不同的厚度。
包覆膜的厚度的下限优选为50nm，更优选为100nm，进一步优选为150nm。包覆膜的厚度的上限优选为1000nm，更优选为500nm，进一步优选为300nm。包覆膜的厚度更优选为100nm以上且500nm以下，进一步优选为150nm以上且300nm以下。
在本说明书中，包覆膜的厚度是指随机选择的10粒超磨粒的包覆膜的厚度的平均值。用于计算出该平均值的各超磨粒的包覆膜的厚度是通过下述方法计算出的值。
首先，制作在环氧树脂中埋设有多个超磨粒的成形体。成形体中的超磨粒的含量相对于树脂为50体积％以上。成形体的形状为长方体或立方体。
对成形体进行CP(截面抛光)加工。该加工分为两个阶段进行。作为第一阶段的加工，对成形体的任一个面进行加工，直至能够看到至少一个超磨粒的截面为止。接着，作为第二阶段的加工，对加工面的表面进一步进行CP加工，以去除与超磨粒的粒径的50％相当的长度的厚度量。在此，超磨粒的粒径为通过上述激光衍射式粒度分布测定装置测定的值。
通过SEM对成形体的截面进行观察，得到反射电子图像。根据该反射电子图像，在一粒超磨粒的包覆膜中，实测出随机选择的三个部位的厚度。将三个部位的厚度的平均值作为该超磨粒的包覆膜的厚度。
(包覆方法)
包覆膜3在磨粒主体部2的表面的形成通过电弧离子镀(AIP)法、HIPIMS(HighPower Impulse Magnetron Sputtering，高功率脉冲磁控溅射)法、电弧等离子体粉末法等物理蒸镀法、喷雾热分解法、MOCVD(Metalorganic Chemical Vapor Deposition，金属有机化学气相沉积)等化学蒸镀法来进行。例如，电弧等离子体粉末法是最佳的。
作为包覆条件，可列举为将靶材设为铝，在氧气气氛下，将放电电压设为10V以上且200V以下，将放电频率设为1Hz以上且20Hz以下，将电容器容量设为360μF以上且1800μF以下，将Shot数设为1000以上且10000000以下。由此，能够在磨粒主体部2表面形成含有铝和氧的包覆膜。
在该时间点下，包覆膜主要是非晶质的，因此通过适当地施加热处理，能够进行组织控制，并且，能够提高包覆膜与磨粒主体部的密接力。
在热处理温度为700℃以上时开始生成γ-Al2O3，在为1200℃以上时开始生成α-Al2O3。这样的晶体结构的相变伴随着体积变化，因此有时在包覆膜3的与磨粒主体部2的界面处产生不匹配。另外，若热处理温度变高，则构成包覆膜的晶粒的粒径容易变大。另一方面，若热处理温度变低，则构成包覆膜的晶粒的粒径容易变小。
例如，通过将热处理温度设为800～1000℃，将热处理时间设为30～120分钟，而使包覆膜3含有γ-Al2O3，并且，通过将晶粒的平均粒径设为100nm以下而使其高硬度化，能够抑制磨粒主体部与包覆膜的界面处的不匹配，并且通过磨粒主体部与包覆膜之间的原子的相互扩散而使它们无间隙地密接。需要说明的是，也可以残留微量的未反应的金属铝、铝和氧的非晶质成分。
包覆膜3中所含的铝与氧的原子比率(Al/O)可以通过电弧等离子体粉末、热处理时的气氛中的氧分压来进行控制。原子比率(Al/O)在降低氧分压时增大，在提高氧分压时减小。原子比率(Al/O)为0.2以上时容易生成γ-Al2O3，在0.9以下时能够维持绝缘性，在0.4以上且0.7以下时磨削比最高。
[用途]
第一实施方式所涉及的超磨粒能够适宜地用作超磨粒磨轮等磨削工具(磨石)的磨粒。
[第二实施方式：超磨粒磨轮]
使用图3～图5对本公开的一个实施方式所涉及的超磨粒磨轮进行说明。图3是表示第二实施方式所涉及的超磨粒磨轮的概略的立体图。图4是表示以包含(IV)-(IV)线的面将图3所示的超磨粒磨轮切断后的状态的剖视图。图5是将图4所示的超磨粒磨轮的由虚线圆包围的区域放大表示的剖视图。
超磨粒磨轮10是具备圆板状的基板11和将基板11的至少外周面覆盖的超磨粒层12，并且超磨粒层12具有上述超磨粒1的超磨粒磨轮。超磨粒磨轮10具备磨粒主体部2不易损伤的超磨粒1，因此磨削比较高。
[基板]
基板11的材质可列举为Al、Al合金、铁、铁合金、碳素工具钢、高速工具钢、合金工具钢、超硬合金、金属陶瓷等。基板11的尺寸(内径、外径、厚度)例如能够根据设置超磨粒磨轮10的加工中心等的机床的尺寸、即被切削材料的尺寸而适当选择。基板11能够利用公知的超磨粒磨轮的基板。
[超磨粒层]
在本例中，超磨粒层12形成为将基板11的外周面111的表面和外周端面连续地覆盖(图3、图4)。超磨粒层12的尺寸(厚度以及宽度)可以根据基板11的尺寸(厚度以及宽度)适当选择。厚度是指沿着超磨粒磨轮10的径向的长度，宽度是指沿着超磨粒磨轮10的轴向的长度。该超磨粒层12具备超磨粒1和结合材料13(图5)。
(超磨粒)
作为超磨粒1，使用第一实施方式的超磨粒。超磨粒1的数量可以设为多个。超磨粒层12的表面侧的超磨粒1的一部分从结合材料13露出，其露出部位具有对被切削材料进行磨削的切削刃部。
另一方面，超磨粒层12的基板11侧的超磨粒1全部埋设于结合材料13。关于被埋设的超磨粒1，在通过超磨粒磨轮10对被切削材料进行磨削的过程中超磨粒层12的表面侧的超磨粒1磨损而脱落，并且在结合材料13磨损的过程中，其一部分从结合材料13露出而对被切削材料进行磨削。
多个超磨粒1可以全部由相同构成(材质、尺寸)的磨粒主体部2和相同构成(材质、厚度)的包覆膜3构成。另外，一部分的超磨粒1的磨粒主体部2、包覆膜3也可以是与其他部分的超磨粒1的磨粒主体部2、包覆膜3不同的构成(材质、尺寸)。例如，也可以是一部分的超磨粒1的磨粒主体部2由cBN构成，另一部分的超磨粒1的磨粒主体部2由金刚石构成，一部分和另一部分的超磨粒1的包覆膜3由相同构成(材质、厚度、粒径)构成。另外，在超磨粒层12中也可以混合存在超磨粒1以外的公知的磨粒。
超磨粒层中所含的多个超磨粒的平均粒径(体积基准的中值粒径d50)的下限优选为30μm，优选为40μm，优选为50μm，优选为60μm。多个超磨粒的平均粒径(体积基准的中值粒径d50)的上限优选为600μm，优选为400μm，优选为300μm，优选为150μm。多个超磨粒的平均粒径(体积基准的中值粒径d50)优选为30μm以上且600μm以下，优选为40μm以上且400μm以下，优选为50μm以上且300μm以下，优选为60μm以上且150μm以下。
多个超磨粒的平均粒径通过如下方式求出：将超磨粒层浸渍于酸(例如王水(以浓盐酸∶浓硝酸＝3∶1的体积比混合的液体))，使结合材料溶解于酸，仅将多个超磨粒取出，通过激光衍射式粒度分布测定装置对取出的多个超磨粒进行测定。在超磨粒层较大的情况下，将超磨粒层切取出预定的体积(例如0.5cm3)，从该部分如上述那样使结合材料溶解而取出多个超磨粒。
(结合材料)
结合材料13将超磨粒1固接于外周面111(图4)。结合材料13的种类例如可列举为选自树脂结合剂、金属结合剂、陶瓷结合剂、电沉积结合剂、以及将它们复合而成的结合剂中的一种结合剂、或金属蜡。这些结合剂、金属蜡可以利用公知的结合剂、金属蜡。
树脂结合剂可列举为以酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等热固性树脂为主成分。金属结合剂可列举为以包含铜、锡、铁、钴或镍的合金为主成分。陶瓷结合剂可列举为以玻璃质为主成分。电沉积结合剂可列举为镀镍。金属蜡可列举为银(Ag)蜡等。
结合材料13的种类可以根据超磨粒1的包覆膜3的材质等适当选择。例如，在超磨粒1的包覆膜3具有导电性的情况下，结合材料13除了电沉积结合剂以外，还可以利用树脂结合剂、金属结合剂、陶瓷结合剂以及金属蜡。在超磨粒1的包覆膜3具有绝缘性的情况下，可以利用包含电沉积结合剂的上述全部结合剂和金属蜡。
超磨粒磨轮10(图3)可以通过如下方式制造：准备在磨粒主体部2的表面的至少一部分包覆有包覆膜3的多个超磨粒1(图1)，通过结合材料13(图5)将多个超磨粒1固接于基板11的外周面111。另外，超磨粒磨轮10也可以通过如下方式制造：准备未包覆有包覆膜3的多个磨粒主体部2，通过结合材料13将多个磨粒主体部2固接于基板11的外周面111之后，以将磨粒主体部2的表面(切削刃部)覆盖的方式形成包覆膜3。在该情况下，包覆方法可以利用上述的AIP法、HIPIMS法、CVD法以及电弧等离子体粉末法中的任一种。
(用途)
实施方式所涉及的超磨粒磨轮10能够适宜地利用于汽车部件、光学玻璃、磁性材料、半导体材料等的磨削、立铣刀、钻头、铰刀等的槽磨削、刀尖更换刀片的断屑槽磨削、各种工具的重磨削。
实施例
通过实施例对本实施方式进行更具体的说明。但是，本实施方式并不限定于这些实施例。
《试验例1》
<超磨粒的制作>
(试样No.1、No.4、No.5)
准备平均粒径为75μm的单晶的立方晶氮化硼作为磨粒主体部。使用电弧等离子体粉末法在该立方晶氮化硼的整个表面上形成包覆膜。包覆装置及其设定条件如下所述。
包覆装置：纳米颗粒形成装置APD-P ADVANCE理工株式会社制造
靶：铝
导入气体：O2
放电电压：150V
放电频率：6Hz
电容器容量：1080μF
shot数：40万
处理粉末量：25g
粉末容器的转速：50rpm
包覆膜形成时的气氛条件如表1所示。例如，试样No.1的包覆膜形成时的气氛条件为氧气气氛下、0.88Pa。
在立方晶氮化硼颗粒的表面形成包覆膜后，使用真空热处理炉(1×10-3Pa以下，日本特殊机械株式会社制造的“NRF-658-0.7D1.5V型”)进行热处理，得到超磨粒。热处理的条件如表1所示。例如，在试样No.1中，在真空中、900℃下进行60分钟的热处理。
(试样No.2)
在试样No.2中，将平均粒径为75μm的单晶的立方晶氮化硼直接用作超磨粒。即，在试样No.2中，未进行包覆膜的形成以及热处理。
(试样No.3)
在试样No.3中，准备平均粒径为75μm的多晶的立方晶氮化硼。使用电弧等离子体粉末法在该立方晶氮化硼的整个表面上形成包覆膜。包覆装置及其设定条件与试样No.1相同。包覆膜形成时的气氛条件如表1所示。之后，在表1所示的条件下进行热处理，得到超磨粒。
(试样No.6)
准备平均粒径为75μm的单晶的立方晶氮化硼作为磨粒主体部。使用电弧等离子体粉末法在该立方晶氮化硼的整个表面上形成包覆膜。作为包覆装置及其设定条件，除了靶使用铝和锆以外，与试样No.1相同。包覆膜形成时的气氛条件如表1所示。
具体而言，在磨粒主体部的表面以10nm的平均厚度形成由包含铝和氧的化合物构成的第一单位层。在其上以10nm的平均厚度形成由包含锆和氧的化合物构成的第二单位层。交替地形成第一单位层和第二单位层，形成由合计30层的层叠结构构成的包覆膜。之后，在表1所示的条件下进行热处理，得到超磨粒。
(试样No.7)
准备平均粒径为75μm的单晶的立方晶氮化硼作为磨粒主体部。使用电弧等离子体粉末法在该立方晶氮化硼的整个表面上形成包覆膜。作为包覆装置及其设定条件，除了靶使用铝和钛铝(Ti为50原子％、Al为50原子％)以外，与试样No.1相同。
首先，以200nm的平均厚度形成由包含铝和氧的化合物构成的第一单位层。在其上，在磨粒主体部的表面以100nm的平均厚度形成由包含钛、铝和氮的化合物构成的第二单位层。
包覆膜形成时的气氛条件如表1所示。具体而言，在形成第一单位层时，设为在氧气气氛下为0.88Pa，在形成第二单位层时，设为在氮气气氛下为0.88Pa。
之后，在表1所示的条件下进行热处理，得到超磨粒。
(试样No.8)
在试样No.8中，准备平均粒径为30μm的单晶的立方晶氮化硼。使用电弧等离子体粉末法在该立方晶氮化硼的整个表面上形成包覆膜。包覆装置及其设定条件与试样No.1相同。包覆膜形成时的气氛条件如表1所示。之后，在表1所示的条件下进行热处理，得到超磨粒。
(试样No.9)
在试样No.9中，准备平均粒径为598μm的单晶的立方晶氮化硼。使用电弧等离子体粉末法在该立方晶氮化硼的整个表面上形成包覆膜。包覆装置及其设定条件与试样No.1相同。包覆膜形成时的气氛条件如表1所示。之后，在表1所示的条件下进行热处理，得到超磨粒。
<测定>
在通过电子显微镜对上述制作的超磨粒的截面进行观察时，确认到在试样No.1、试样No.3～试样No.9的超磨粒中，包覆膜将磨粒主体部的全部覆盖。
另外，对于上述制作的超磨粒，对包覆膜的组成、包覆膜中的铝与氧的原子比率(以下，也记为“Al/O比率”)、包覆膜的平均粒径以及平均厚度、超磨粒的粒径进行测定。上述测定的具体的测定方法与第一实施方式所示的方法相同，因此不重复其说明。将结果示于表1的“包覆膜”的“组成”、“Al/O比率”、“平均粒径”、“平均厚度”、“超磨粒”的“粒径”一栏。
<超磨粒磨轮的制作>
使用上述制作的超磨粒，制作具有与图3～图5所示的超磨粒磨轮10同样的构成的超磨粒磨轮。具体而言，在基板的外周面通过结合材料固接多个超磨粒，制作超磨粒磨轮。基板由S45C构成，准备直径(外径)：50mm、安装孔径(内径)：20mm、厚度：8mm的基板。结合材料使用Ag蜡材料。
<磨削性能的评价>
各试样的超磨粒磨轮的磨削性能的评价通过求出磨削比来进行。在下述装置中设置各试样的超磨粒磨轮，在下述条件下对被切削材料进行180分钟的磨削，根据“通过磨削去除的被切削材料的体积/超磨粒的总损耗体积”求出磨削比。即，磨削比越高，磨削性能越优异。将结果示于表1。
被切削材料：SCM415淬火钢(3.5mm×60mm×100mm)
装置：加工中心V-55株式会社牧野铣削制作所制造
磨石圆周速度：2700mm/min
切口：0.15mm
进给速度：100mm/min
冷却剂：乳液型(YUSHIROKEN(注册商标))
Figure BDA0003493645710000191
<评价>
试样No.1、No.3～No.9的超磨粒相当于实施例。试样No.2的超磨粒不具备包覆膜，相当于比较例。试样No.1、No.3～No.9的超磨粒磨轮的磨削比均为3100以上，确认到磨削比比试样No.2的超磨粒磨轮高。
试样No.1、No.3～No.7的超磨粒的包覆膜含有γ-Al2O3，包覆膜的平均厚度为200nm以上。试样No.1、No.3～No.7的超磨粒磨轮的磨削比均为3700以上。确认到在包覆膜含有γ-Al2O3时，则磨削比变得更高。需要说明的是，试样No.8也含有γ-Al2O3，但与试样No.1、No.3～No.7相比，包覆膜的厚度较薄，因此磨削比稍差。
试样No.1以及试样No.5的超磨粒的包覆膜含有γ-Al2O3，包覆膜中的铝与氧的原子比率(Al/O比率)为0.4以上且0.7以下。试样No.1以及试样No.5的超磨粒磨轮的磨削比均为4300以上。确认到在包覆膜含有γ-Al2O3且Al/O比率为0.4以上且0.7以下时，磨削比变得非常高。需要说明的是，试样No.8也含有γ-Al2O3，且Al/O比率为0.7，但与试样No.1以及试样No.5相比，包覆膜的厚度较薄，因此磨削比稍差。
试样No.3的超磨粒的磨粒主体部由多晶的立方晶氮化硼构成。试样No.3的超磨粒磨轮为4000以上，确认到磨削比比不具备包覆膜的试样No.2的超磨粒磨轮高。
《试验例2》
(试样No.10)
准备平均粒径为200μm的单晶的立方晶氮化硼作为磨粒主体部。使用电弧等离子体粉末法在该立方晶氮化硼的整个表面上形成包覆膜。包覆装置及其设定条件与试样No.1相同。包覆膜形成时的气氛条件如表2所示。
在立方晶氮化硼颗粒的表面形成包覆膜后，使用真空热处理炉(1×10-3Pa以下，日本特殊机械株式会社制造的“NRF-658-0.7D1.5V型”)进行热处理，得到超磨粒。热处理的条件如表2所示。
(试样No.11)
在试样No.11中，准备平均粒径为200μm的单晶金刚石。使用电弧等离子体粉末法在该金刚石的整个表面上形成包覆膜。包覆装置及其设定条件与试样No.1相同。包覆膜形成时的气氛条件如表2所示。之后，在表2所示的条件下进行热处理，得到超磨粒。
(试样No.12)
在试样No.12中，以1∶1的体积比准备平均粒径为200μm的单晶的立方氮化硼以及平均粒径为200μm的单晶金刚石。使用电弧等离子体粉末法在该立方晶氮化硼以及该金刚石各自的整个表面上形成包覆膜。包覆装置及其设定条件与试样No.1相同。包覆膜形成时的气氛条件如表2所示。之后，在表2所示的条件下进行热处理，得到磨粒主体部由立方晶氮化硼构成的超磨粒以及磨粒主体部由金刚石构成的超磨粒的混合物。
(试样No.13)
在试样No.13中，将平均粒径为200μm的单晶的立方晶氮化硼直接用作超磨粒。即，在试样No.13中，未进行包覆膜的形成以及热处理。
(试样No.14)
在试样No.14中，准备平均粒径为200μm的多晶的金刚石。使用电弧等离子体粉末法在该金刚石的整个表面上形成包覆膜。包覆装置及其设定条件与试样No.1相同。包覆膜形成时的气氛条件如表2所示。之后，在表2所示的条件下进行热处理，得到磨粒主体部由多晶的金刚石构成的超磨粒。
<测定>
在通过电子显微镜对上述制作的超磨粒的截面进行观察时，确认到在试样No.10～试样No.12以及试样No.14的超磨粒中，包覆膜将磨粒主体部的全部覆盖。
对于上述制作的超磨粒，对包覆膜的组成、包覆膜中的铝与氧的原子比率(以下，也记为“Al/O比率”)、包覆膜的平均粒径以及平均厚度、超磨粒的粒径进行测定。上述测定的具体的测定方法与第一实施方式所示的方法相同，因此不重复其说明。将结果示于表2的“包覆膜”的“组成”、“Al/O比率”、“平均粒径”以及“平均厚度”、“超磨粒”的“粒径”一栏。
<超磨粒磨轮的制作>
使用上述制作的超磨粒，制作具有与图3～图5所示的超磨粒磨轮10同样的构成的超磨粒磨轮。具体而言，在基板的外周面通过结合材料固接多个超磨粒，制作超磨粒磨轮。基板由S45C构成，准备直径(外径)：50mm、安装孔径(内径)：20mm、厚度：8mm的基板。结合材料使用Ag蜡材料。
<磨削性能的评价>
各试样的超磨粒磨轮的磨削性能的评价通过求出磨削比来进行。在以下的装置中设置各试样的超磨粒磨轮，在下述条件下对被切削材料进行180分钟的磨削，根据“通过磨削去除的被切削材料的体积/超磨粒的总损耗体积”求出磨削比。即，磨削比越高，磨削性能越优异。将结果示于表2。
被切削材料：Inconel合金718(3.0mm×100mm×100mm)
装置：加工中心V-55株式会社牧野铣削制作所制造
磨石圆周速度：2700mm/min
切口：1.2mm
进给速度：50mm/min
冷却剂：乳液型(YUSHIROKEN(注册商标))
Figure BDA0003493645710000231
<评价>
试样No.10～No.12以及试样No.14的超磨粒相当于实施例。试样No.13的超磨粒不具备包覆膜，相当于比较例。试样No.10～No.12以及试样No.14的超磨粒磨轮的磨削比均为250以上，确认到磨削比比试样No.13的超磨粒磨轮高。
在Inconel合金的磨削加工中，超磨粒容易破碎。金刚石比立方氮化硼更强韧。因此，磨粒主体部由金刚石构成的试样No.11以及试样No.14与磨粒主体部由立方晶氮化硼构成的试样No.10相比磨削比较高。另一方面，针对热磨损，金刚石比立方晶氮化硼弱。因而，包含磨粒主体部由金刚石构成的超磨粒以及磨粒主体部由立方晶氮化硼构成的超磨粒这两者的试样No.12显示出最高的磨削比。
如以上那样对本公开的实施方式以及实施例进行了说明，但从最初起也预定将上述的各实施方式以及实施例的构成适当组合或进行各种变形。
应当认为本次公开的实施方式以及实施例在所有方面都是示例，而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的实施方式以及实施例表示，而是由权利要求书表示，意图包含与权利要求书等同的意思以及范围内的全部变更。
附图标记说明
1：超磨粒；2：磨粒主体部；3：包覆膜；31：第一单位层；32：第二单位层；33：第三单位层；10：超磨粒磨轮；11：基板；111：外周面；12：超磨粒层；13：结合材料。

Claims (13)

1.一种超磨粒，其中，所述超磨粒具备：
磨粒主体部，其由立方晶氮化硼或金刚石构成；以及
包覆膜，其将所述磨粒主体部的表面的至少一部分覆盖，包含铝以及氧。
2.根据权利要求1所述的超磨粒，其中，所述磨粒主体部由立方晶氮化硼构成。
3.根据权利要求1或2所述的超磨粒，其中，所述磨粒主体部的晶体组织为单晶。
4.根据权利要求1或2所述的超磨粒，其中，所述磨粒主体部的晶体组织为多晶。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的超磨粒，其中，所述包覆膜包含γ-Al2O3。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的超磨粒，其中，所述包覆膜包含一种以上的化合物，所述化合物由选自由周期表的第四族元素、第五族元素以及第六族元素组成的群组中的至少一种元素、和选自由氧、氮、碳以及硼组成的群组中的至少一种元素构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的超磨粒，其中，所述包覆膜包含多个晶粒，
所述多个晶粒的平均粒径为100nm以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的超磨粒，其中，在所述包覆膜中，铝与氧的原子比率Al/O为0.2以上且0.9以下。
9.根据权利要求8所述的超磨粒，其中，所述Al/O为0.4以上且0.7以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的超磨粒，其中，所述包覆膜的厚度为50nm以上且1000nm以下。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的超磨粒，其中，所述包覆膜具有由两种以上的单位层构成的多层结构。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的超磨粒，其中，所述超磨粒的粒径为30μm以上且600μm以下。
13.一种超磨粒磨轮，其中，所述超磨粒磨轮具备：
圆板状的基板；以及
超磨粒层，其将所述基板的至少外周面覆盖，
所述超磨粒层具有权利要求1至12中任一项所述的超磨粒。
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