JP2000210872A

JP2000210872A - 電着薄刃砥石

Info

Publication number: JP2000210872A
Application number: JP11014975A
Authority: JP
Inventors: Masato Yamaguchi; 正人山口; Akira Nakabayashi; 明中林; Junji Hoshi; 純二星
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】研削加工時における反り等の変形を抑制する
と共に、耐摩耗性を向上する。【解決手段】超硬合金からなる略円環板状の台金１１
の外周面１１Ａに砥粒層１４を形成した。台金１１の外
周面１１Ａには、略山型の複数の環状突部１７を全周に
亘って形成し、外周面１１Ａの周方向の断面を略鋸歯状
とした。無電解めっきにより形成した砥粒層１４では、
超砥粒１２を金属めっき相１３に分散配置して固定し
た。熱処理を施して高硬度とした砥粒層１４は、硬度が
少なくともＨｖ７００以上となるように形成した。台金
１１の外周面１１Ａに加えて、両面１１Ｂ，１１Ｂの外
周側を砥粒層１４によって被覆した。砥粒層１４は、そ
の外周側の厚さが台金１１よりも厚くなるように形成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高精度の研削加
工、例えば切断加工や溝入れ加工等に使用される電着薄
刃砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば電子機器などの精密部品と
してアルミナや窒化ケイ素などのセラミックス材料が多
く使用されており、この種の難削材料に対しても高精度
の加工を行うことが要求されている。さらに、このよう
な精密加工では、例えば切断加工時においては切断代を
できるだけ小さくすることが望まれているため、例えば
ダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒をニッケルやコバルト
等からなる金属めっき相（金属結合相）中に分散配置し
て形成された電鋳薄刃砥石が使用されている。最近、例
えば磁気ヘッド等に使用されるセラミックス材料は従来
よりも高密度化されており、より一層難研削とされてい
る。その一方で、これらの難削材料に対してより加工精
度を向上させると共に、例えば切断代等をさらに小さく
するという要望が高まっている。このため、従来の電鋳
薄刃砥石よりも厚みを薄型化すると共に、研削加工時に
おける反り等の変形を防止するために従来よりも剛性を
高めることが必要とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電鋳薄刃砥
石は、分散配置された超砥粒を保持する金属めっき相が
ニッケルやコバルト等により形成されているに過ぎない
ため、電鋳薄刃砥石の厚さを薄くするに従って剛性が低
下することが避けられず、被削材の研削加工時には電鋳
薄刃砥石に反り等の変形が発生することによって精密な
研削加工を行うことができなくなるという問題が生じて
いた。また、電鋳薄刃砥石の厚さが薄く形成されること
によって、砥粒層の減耗に起因して砥石寿命が短くなる
という問題が生じる。こうした問題を解決する手段とし
て、電鋳薄刃砥石に熱処理を施して砥粒層の硬度を向上
することが知られているが、この場合、電鋳薄刃砥石内
部の応力状態が変化して、電鋳薄刃砥石に反り等の変形
が発生したり、割れる等の破損が生じるおそれがあっ
た。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、薄型化
によっても研削加工時の変形を抑制することができると
共に、耐摩耗性に優れた電着薄刃砥石の提供を目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して係る
目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の電着
薄刃砥石は、金属結合相中に超砥粒が分散配置されてな
る砥粒層を有する電着薄刃砥石であって、前記砥粒層
は、超硬合金からなる台金に形成されていることを特徴
としている。

【０００５】上記構成の電着薄刃砥石では、超硬合金の
台金により電着薄刃砥石の剛性が高められており、研削
加工時における電着薄刃砥石の反り等の変形を抑制する
ことによって、例えば切断加工時においては直進性が向
上して曲がり等を防ぐことが可能であり、高精度の研削
加工を行うことができる。

【０００６】さらに、請求項２記載の本発明の電着薄刃
砥石は、前記砥粒層は、無電解めっきにより形成されて
なることを特徴としている。

【０００７】上記構成の電着薄刃砥石では、例えば台金
表面で活性化された部分のみに、平滑かつ均一な砥粒層
が形成されることから、電着薄刃砥石の寸法精度を向上
することができる。こうした電着薄刃砥石を使用するこ
とによって精密な研削加工を行うことが可能となる。

【０００８】また、請求項３記載の本発明の電着薄刃砥
石は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の電着
薄刃砥石であって、前記砥粒層は、熱処理により高硬度
とされており、少なくともＨｖ７００以上とされている
ことを特徴としている。

【０００９】上記構成の電着薄刃砥石では、砥粒層にお
いて分散配置された超砥粒を保持する金属結合相の硬度
が高められているため、研削加工時における被削材や研
削屑との摩擦に対して金属結合相の耐摩耗性を向上する
ことができ、砥石寿命の延命化に資することができる。

【００１０】また、請求項４記載の本発明の電着薄刃砥
石は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電着薄
刃砥石であって、前記砥粒層が形成される前記台金の表
面には、突出部が設けられていることを特徴としてい
る。

【００１１】上記構成の電着薄刃砥石では、例えば平坦
な表面を有する台金に砥粒層が形成される場合に比べ
て、台金に対する砥粒層の機械的な結合性が向上するた
め、例えば電着薄刃砥石の破損等を防いで安定した研削
加工を行うことができると共に、砥石寿命を延ばすこと
が可能である。

【００１２】また、請求項５記載の本発明の電着薄刃砥
石は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電着薄
刃砥石であって、前記電着薄刃砥石の厚さ方向におい
て、前記砥粒層は、前記台金よりも厚く形成されている
ことを特徴としている。

【００１３】上記構成の電着薄刃砥石では、電着薄刃砥
石の厚さ方向に砥粒層が台金から突出しているため、研
削加工時に電着薄刃砥石の厚さ方向で砥粒層に減耗が生
じた場合にも、台金が被削材の研削面に接触することが
抑制されており、被削材の仕上がり面品位を向上するこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電着薄刃砥石の実
施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１
は本発明に係わる電着薄刃砥石の一実施形態について示
す１／４円の平面図であり、図２は図１に示す電着薄刃
砥石を拡大して示す縦断面図である。本発明の実施の形
態による電着薄刃砥石１０は、例えば切断用の薄刃ブレ
ードをなすものであって、超硬合金からなる台金１１
と、超砥粒１２および金属めっき相（金属結合相）１３
とからなる砥粒層１４によって構成されている。

【００１５】図１に示すように、電着薄刃砥石１０は例
えば回転軸線Ｏを有する円環板状に形成され、図示しな
い研削盤のスピンドル等に同軸に固定される取付孔１５
を有している。電着薄刃砥石１０は、その外周部１６に
おいて略円環板状の台金１１の外周面１１Ａを被覆する
ように砥粒層１４が形成されており、この外周部１６が
切断加工に供される外周刃ブレードとされている。超硬
合金からなる台金１１の厚さは特に限定されないが、精
密研削用の薄刃ブレードとしては０．０５〜０．３０ｍ
ｍが好適であり、例えば０．０９ｍｍとされている。図
２に示すように、台金１１の外周面１１Ａには、周方向
の断面が例えば略山型とされる略円環状の環状突部１７
が全周に亘って形成されており、複数の環状突部１７が
台金１１の厚さ方向に所定の間隔をおいて配置されるこ
とによって外周面１１Ａの周方向の断面は例えば略鋸歯
状とされている。

【００１６】砥粒層１４は、例えばダイヤモンド砥粒か
らなる超砥粒１２が、例えば無電解めっきによって形成
された金属めっき相１３に分散配置されて固定された後
に、熱処理によって金属めっき相１３が高硬度化される
ことによって形成されており、金属めっき相１３の表面
上からは超砥粒１２が突出している。超砥粒１２の平均
粒子直径は特に限定されないが、一般的には５〜６０μ
ｍが好適とされている。砥粒層１４は例えば略円環板状
に形成されており、例えば砥粒層１４の外周側の厚さが
台金１１の厚さよりも厚く形成されている。ここで、砥
粒層１４の端部１４Ｂは台金１１の外周面１１Ａよりも
内周側に位置しており、砥粒層１４は台金１１の外周面
１１Ａに加えて台金１１の両面１１Ｂ，１１Ｂの外周側
の適宜の部分を全周に亘って被覆している。なお、砥粒
層１４の厚さは特に限定されないが、好ましくは０．０
５〜０．３０ｍｍの範囲で例えば０．１０ｍｍとされて
いる。また、台金１１の径方向における砥粒層１４の長
さすなわち外周面１１Ａからの長さは、特に限定されな
いが、好ましくは０．２〜３．０ｍｍの範囲で例えば
１．０ｍｍとされている。金属めっき相１４は、例えば
ニッケル，コバルト等の金属の単体もしくは混合物から
形成されている。

【００１７】本実施の形態による電着薄刃砥石１０は上
述の構成を備えており、次に、電着薄刃砥石１０の製造
方法について説明する。電着薄刃砥石１０の外周部１６
における砥粒層１４は、例えば無電解めっきにより形成
されている。まず、台金１１の表面で外周部１６を除い
た部分を、例えばテープ等によりマスクしておく。台金
１１の外周面１１Ａおよび両面１１Ｂ，１１Ｂの外周側
では、例えばパラジウム化合物等により表面上を活性化
しておく。その後、例えばニッケルやコバルト等の金属
イオンが含まれた無電解めっき液の中に、例えばダイヤ
モンド砥粒等の超砥粒１２を懸濁させておく。なお、無
電解めっき液中には例えば次亜リン酸塩等を還元剤とし
て混入しておく。無電解めっき液の温度を所定の値に設
定すると共に、無電解めっき液を撹拌して超砥粒１２を
均一分散させた状態で台金１１を無電解めっき液中に浸
漬する。すると、活性化されている台金１１の外周面１
１Ａおよび両面１１Ｂ，１１Ｂの外周側の表面上には金
属めっき相１３が還元析出されるとともに、金属めっき
相１３中に均一に分布した状態で超砥粒１２が共析す
る。こうして金属めっき相１３が台金１１の径方向に所
定の長さに形成されるまで無電解めっきを持続させる。

【００１８】台金１１をめっき液中から取り出した後
は、例えば加熱炉等に台金１１を入れて加熱処理を行
う。この加熱処理によって、砥粒層１４の金属めっき相
１３は高硬度化される。ここで、砥粒層１４の硬度は特
に限定されないが、例えば無電解Ｎｉ―Ｐめっきが終了
した時点では、例えばＨｖ５００〜６００程度とされて
おり、加熱処理が終了した時点では、例えばＨｖ７００
〜１２００程度とされている。ここで、砥粒層１４の硬
度がＨｖ７００よりも小さくなると、研削加工時におけ
る被削材や研削屑との摩擦に対して金属めっき相１３の
耐摩耗性を向上する効果が得られない。その後、例えば
ラップ加工等を施して所望の砥石形状に整形して電着薄
刃砥石１０とする。

【００１９】上記構成の電着薄刃砥石１０によれば、超
硬合金の台金１１により電着薄刃砥石１０の剛性が高め
られており、研削加工時における電着薄刃砥石１０の反
り等の変形を抑制することによって、例えば切断加工時
における直進性を向上して曲がり等を防ぐことができ、
高精度の研削加工を行うことが可能である。無電解めっ
きにより形成された砥粒層１４は、電着薄刃砥石１０の
径方向において台金１１の外周面１１Ａの全体に亘って
平滑かつ均一とされており、電着薄刃砥石１０の寸法精
度を向上することができる。また、無電解めっきが施さ
れるのは電着薄刃砥石１０の外周部１６のみであり、電
着薄刃砥石１０の製作費用が過大となることを防ぐこと
ができる。熱処理が施された電鋳薄刃砥石１０では、砥
粒層１４において分散配置された超砥粒１２を保持する
金属めっき相１３の硬度が高められているため、研削加
工時における被削材や研削屑との摩擦に対して金属めっ
き相１３の耐摩耗性を向上することができる。また、電
着薄刃砥石１０に熱処理を施す際には、超硬合金からな
る台金１１には反り等の変形が生じることが無く、電着
薄刃砥石１０の歪み等の変形を防いで高い寸法精度を得
ることができる。

【００２０】また、上記構成の電着薄刃砥石１０では、
砥粒層１４の外周側の厚さは台金１１よりも厚く形成さ
れており、電着薄刃砥石１０の厚さ方向に砥粒層１４が
台金１１から突出しているため、研削加工時に砥粒層１
４が減耗した場合にも、台金１１が被削材の研削面に接
触することが抑制されて、被削材の仕上がり面品位を向
上することができる。

【００２１】次に、本実施の形態の変形例について図３
から図６を参照しながら説明する。なお、上述した実施
の形態と同一部分には同じ符号を配して説明を簡略また
は省略する。図３は本実施の形態の第一変形例として電
着薄刃砥石１０を拡大して示す縦断面図であり、図４は
本実施の形態の第二変形例として電着薄刃砥石１０を拡
大して示す縦断面図であり、図５は本実施の形態の第三
変形例について示す電着薄刃砥石１０の１／４円の断面
図であり、図６は本実施の形態の第四変形例として電着
薄刃砥石１０を拡大して示す縦断面図である。本実施の
形態においては、砥粒層１４は外周側の厚さが台金１１
の厚さよりも厚く形成されているとしたが、これに限定
されず、図３に示すように、砥粒層１４の厚さが台金１
１の厚さと等しくされていてもよい。また、本実施の形
態においては、台金１１の外周面１１Ａには略山型の複
数の環状突部１７が全周に亘って形成されており、外周
面１１Ａの周方向の断面は略鋸歯状とされているとした
が、これに限定されず、図４に示すように、台金１１の
外周面１１Ａに、例えば台金１１の外周側に向かって突
出する略円環板状の突出部１８が形成されていてもよ
い。さらに、図５に示すように、台金１１の外周面１１
Ａに、厚さ方向の断面が例えば略山型とされる複数の突
部１９が周方向に所定の間隔をおいて形成されていても
よい。この場合には、台金１１の外周面１１Ａの厚さ方
向の断面が例えば略鋸歯状とされる。また、本実施の形
態においては、台金１１の外周面１１Ａには略山型の複
数の環状突部１７が全周に亘って形成されており、外周
面１１Ａの周方向の断面は略鋸歯状とされているとした
が、これに限定されず、図６に示すように、台金１１の
外周面１１Ａが平坦面とされていてもよい。

【００２２】また、略円環板状の砥粒層１４の外周部
に、外周側から回転軸線Ｏに向かって切り欠けられた切
屑排出溝が設けられてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明の電着薄刃砥石によれば、超硬合金の台金により電
着薄刃砥石の剛性が高められており、電着薄刃砥石の変
形を防いで高精度の研削加工を行うことができる。請求
項２記載の電着薄刃砥石によれば、無電解めっきで形成
された砥粒層により、電着薄刃砥石の寸法精度を向上す
ることができる。請求項３記載の電着薄刃砥石によれ
ば、熱処理の施された砥粒層により、研削加工時におけ
る被削材や研削屑との摩擦に対して耐摩耗性を向上する
ことができる。請求項４記載の電着薄刃砥石によれば、
台金に対する砥粒層の機械的な結合性が向上するため、
電鋳薄刃砥石の砥石寿命の延命化に資することができ
る。請求項５記載の電着薄刃砥石によれば、研削加工時
に電着薄刃砥石の厚さ方向で砥粒層が減耗した際にも、
台金が被削材の研削面に接触することが防止されてお
り、被削材の仕上がり面品位を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電着薄刃砥石の一実施形態に
ついて示す１／４円の平面図である。

【図２】図１に示す電着薄刃砥石を拡大して示す縦断
面図である。

【図３】本実施の形態の第一変形例として電着薄刃砥
石を拡大して示す縦断面図である。

【図４】本実施の形態の第二変形例として電着薄刃砥
石を拡大して示す縦断面図である。

【図５】本実施の形態の第三変形例について示す電着
薄刃砥石の１／４円の断面図である。

【図６】本実施の形態の第四変形例として電着薄刃砥
石を拡大して示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０電着薄刃砥石１１台金１２超砥粒１３金属めっき相１４砥粒層１５取付孔１６外周部１７環状突部Ｏ回転軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者星純二福島県いわき市泉町黒須野字江越246−１三菱マテリアル株式会社いわき製作所内Ｆターム(参考） 3C063 AA02 AB03 BA21 BB02 BC02 BG01 BG03 CC14 CC30 EE31 FF11 FF23 FF30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属結合相中に超砥粒が分散配置されて
なる砥粒層を有する電着薄刃砥石であって、前記砥粒層は、超硬合金からなる台金に形成されている
ことを特徴とする電着薄刃砥石。
【請求項２】前記砥粒層は、無電解めっきにより形成
されてなることを特徴とする請求項１に記載の電着薄刃
砥石。
【請求項３】前記砥粒層は、熱処理により高硬度とさ
れており、少なくともＨｖ７００以上とされていること
を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載
の電着薄刃砥石。
【請求項４】前記砥粒層が形成される前記台金の表面
には、突出部が設けられていることを特徴とする請求項
１から請求項３のいずれかに記載の電着薄刃砥石。
【請求項５】前記電着薄刃砥石の厚さ方向において、
前記砥粒層は、前記台金よりも厚く形成されていること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の
電着薄刃砥石。