JP2001219377A - Vitrified bond super abrasive wheel for mirror finishing - Google Patents
Vitrified bond super abrasive wheel for mirror finishingInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン、ガラ
ス、セラミックス、フェライト、水晶、超硬合金等の硬
脆材料を鏡面加工するのに用いるビトリファイドボンド
超砥粒ホイールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vitrified bond superabrasive wheel used for mirror-finishing hard and brittle materials such as silicon, glass, ceramics, ferrite, quartz, and cemented carbide.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、半導体における高集積化やセラミ
ックス、ガラス、フェライトなどの加工において超精密
化などの急激な技術革新により、高精度な鏡面加工が要
求されている。この鏡面加工は一般的にラッピング加工
と呼ばれる研削方法で、ラップ定盤と工作物の間にラッ
プ液に混合した遊離砥粒を供給して、ラップ定盤と工作
物に圧力を加えながら擦り合わせ、遊離砥粒の転動作用
と引っかき作用により工作物を削り、高精度な鏡面を得
る加工法である。しかし、ラッピング加工に際しては遊
離砥粒を多く消費するため、使用済みの遊離砥粒と切り
粉とラップ液の混合物、すなわちスラッジと呼ばれるも
のが大量に発生し作業環境の悪化と公害発生が大きな問
題となっていた。2. Description of the Related Art Recently, high-precision mirror finishing has been demanded due to rapid integration of semiconductors and rapid technological innovation in processing of ceramics, glass, ferrite and the like. This mirror finishing is a grinding method generally called lapping, in which loose abrasive grains mixed with lapping liquid are supplied between the lapping plate and the workpiece, and rubbed while applying pressure to the lapping plate and the workpiece. This is a processing method for shaving a workpiece by a rolling action of loose abrasive grains and a scratching action to obtain a highly accurate mirror surface. However, the lapping process consumes a lot of free abrasive grains, so a large amount of a mixture of used free abrasive grains, cutting chips, and lapping liquid, that is, sludge, is generated. Had become.
【0003】この遊離砥粒を用いた研削方法を改め、固
定された微粒超砥粒による鏡面加工法の研究開発が盛ん
に行われている。固定された微粒超砥粒による鏡面加工
法としては、平均粒径が数μm の超砥粒を弾性的に保持
したレジンボンド超砥粒砥石による加工法や、メタルボ
ンド超砥粒砥石を電解によりボンド材を溶かしながらド
レッシングして研削するようにしたELID研削加工法
などが良く知られている。[0003] The grinding method using the loose abrasive grains has been revised, and research and development of a mirror finishing method using fixed fine superabrasive grains have been actively conducted. As a mirror surface polishing method using fixed superfine abrasive grains, a method using a resin-bonded superabrasive stone that elastically holds superabrasive grains with an average particle size of several μm, An ELID grinding method in which dressing and grinding are performed while melting a bond material is well known.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、レジンボンド
超砥粒砥石においては、微細超砥粒を使用するため砥石
の切れ味が悪く、しかも砥石磨耗が大きいので加工面の
形状や精度の低下が起きやすく、頻繁にツルーイング・
ドレッシングをしなければならない問題があった。メタ
ルボンド超砥粒砥石においては、レジンボンドと同程度
の鏡面を得ようとするとボンド材が高剛性であるためレ
ジンボンドよりも更に細かい超砥粒にする必要があり、
いっそう切れ味が悪化する問題があった。However, in a resin-bonded superabrasive grindstone, the sharpness of the grindstone is poor because fine superabrasive grains are used, and the abrasion of the grindstone is large. Easy and frequent truing
There was a problem that had to be dressed. In metal bond superabrasive grindstones, it is necessary to make superabrasive grains finer than resin bond because the bond material is highly rigid when trying to obtain a mirror surface comparable to resin bond,
There was a problem that the sharpness worsened.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、遊離砥粒加工
を固定砥粒加工化できるだけでなく、ビトリファイドボ
ンド超砥粒ホイールをダイヤモンドロータリードレッサ
(以下、RDと呼ぶ)でツルーイング・ドレッシングす
ることによって、切れ味が極めて良好で、寿命の長い鏡
面加工用ビトリファイドボンド超砥粒ホイールを提供す
ることにある。ビトリファイドボンドの大きな容量の気
孔が、チップポケットの役割を果たし、切り粉の排出を
スムーズにして高能率加工を可能にし、高品位な工作物
の表面粗さを得ることができる。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, not only free abrasive grains can be fixed abrasive grains but also truing and dressing of a vitrified bond superabrasive wheel with a diamond rotary dresser (hereinafter referred to as RD). Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vitrified bond superabrasive grain wheel for mirror finishing having extremely good sharpness and a long life. The large volume of pores of the vitrified bond serves as a chip pocket, enables smooth discharge of swarf, enables high-efficiency machining, and obtains high-quality workpiece surface roughness.
【0006】その特徴とするところは、砥石軸と平行な
軸を有する、回転可能なワークテーブルを備えたインフ
ィード切り込み方式の平面研削盤に装着されるカップ型
ビトリファイドボンド超砥粒ホイールであって、超砥粒
層が、外径Φ2mm〜Φ20mm、高さ2mm〜20m
mの円柱状又はパイプ状に形成され、該超砥粒層が相互
に0.5mm〜20mmの隙間をあけて台金表面に固着
されていることを特徴とする鏡面加工用ビトリファイド
ボンド超砥粒ホイールである。A feature of the present invention is a cup-type vitrified bond superabrasive grain wheel mounted on an in-feed notch type surface grinding machine having a rotatable work table having an axis parallel to a grinding wheel axis. , Super-abrasive layer, outer diameter Φ2mm ~ Φ20mm, height 2mm ~ 20m
vitrified bond superabrasive grains for mirror-finishing, wherein the superabrasive layer is formed in a columnar or pipe shape having a diameter of 0.5 m and fixed to the surface of the base metal with a gap of 0.5 mm to 20 mm therebetween. Wheel.
【0007】ここで、インフィード切り込み方式の平面
研削盤とは、超砥粒ホイールまたはワークテーブルのど
ちらか一方が、回転軸方向のみに切り込みを行うもの
で、市販されている研削盤では、縦軸ロータリテーブル
式平面研削盤と呼ばれている。超砥粒層は、外径Φ2m
m〜Φ20mm、高さ2mm〜20mmの円柱状又はパ
イプ状に形成するが、好ましくは、外径Φ3mm〜Φ1
5mm、高さ3mm〜10mmとし、パイプ状とした場
合は、加工条件、工作物の種類等により、内径Φ0.5
mm〜Φ10mmの孔を適宜決定する。また、超砥粒層
は、相互に0.5mm〜20mmの隙間をあけて台金表
面に固着するが、好ましくは、1mm〜10mmとし、
加工条件、工作物の種類により適宜決定する。[0007] Here, an in-feed cutting type surface grinding machine is one in which either a superabrasive wheel or a work table makes a cut only in the direction of the rotation axis. It is called a shaft rotary table type surface grinder. Super-abrasive layer, outer diameter Φ2m
It is formed in a column shape or a pipe shape having a height of 2 mm to 20 mm and a height of 2 mm to 20 mm, and preferably has an outer diameter of 3 mm to 1 mm.
5 mm, height 3 mm to 10 mm, and in the case of a pipe shape, the inner diameter Φ 0.5
A hole having a size of mm to 10 mm is appropriately determined. Further, the superabrasive layer is fixed to the base metal surface with a gap of 0.5 mm to 20 mm therebetween, preferably, 1 mm to 10 mm,
It is appropriately determined according to the processing conditions and the type of the workpiece.
【0008】詳しくは、超砥粒層は、体積比率で2%〜
60%の気孔と、破砕性が高く、不規則形状で、平均粒
径が1μm 〜20μm のレジンボンド用合成超砥粒とを
含有することを特徴とするものである。気孔は切り粉の
排出をスムーズにすること及びRDによるドレッシング
のし易さを考慮すると、体積比率で10%以上であるこ
とが好ましい。従って、気孔は体積比率で10%〜55
%であることが好ましい。レジンボンド用合成超砥粒
は、メタルボンド用合成超砥粒やソーブレード用合成超
砥粒に比較して、破砕性が高いので、RDによるツルー
イング・ドレッシングより超砥粒先端に微小な切れ刃を
形成させるのに特に好適である。More specifically, the superabrasive layer has a volume ratio of 2% to
It is characterized by containing 60% pores and synthetic superabrasive grains for resin bonding having a high friability, an irregular shape and an average particle diameter of 1 μm to 20 μm. The pores are preferably at least 10% by volume in consideration of smooth discharge of chips and ease of dressing by RD. Therefore, pores are 10% to 55% by volume.
%. Synthetic superabrasives for resin bond are more friable than synthetic superabrasives for metal bond and saw blade, so a small cutting edge at the tip of the superabrasive than truing and dressing by RD. It is particularly suitable for forming
【0009】レジンボンド用合成ダイヤモンド砥粒とし
て、GEスーパーアブレイシブ社製では、RVM、RJ
K1、トーメイダイヤ株式会社製では、IRM、デ・ビ
アース社製では、CDAなどが適用できる。CBN砥粒
としては、GEスーパーアブレイシブ社製ではBMP
1、昭和電工株式会社製では、SBNB、SBNT、S
BNFなどが適用できる。As synthetic diamond abrasive grains for resin bonding, RVM, RJ,
K1, IRM by Tomei Diamond Co., Ltd., and CDA by De Bias Inc. can be applied. As a CBN abrasive, BMP manufactured by GE Super Abrasive is used.
1. Made by Showa Denko KK, SBNB, SBNT, S
BNF or the like can be applied.
【0010】ツルーイング・ドレッシングするにはRD
を用いるのが能率、成形精度を考慮すると最も好ましい
が、RDの替わりにダイヤモンド粒度が#30(粒径6
50μm)前後で、ダイヤモンド砥粒の先端部高さのバラ
ツキを無くしたメタルボンド砥石または電着砥石を用い
ることも可能である。For truing and dressing, use RD
Is most preferable in consideration of efficiency and molding accuracy, but instead of RD, the diamond particle size is # 30 (particle size 6).
(About 50 μm), it is also possible to use a metal-bonded grindstone or an electrodeposited grindstone in which there is no variation in the height of the tip of the diamond abrasive grains.
【0011】より詳しくは、レジンボンド用合成超砥粒
の平均粒径の80%以下のダイヤモンド粒子を、超砥粒
層中に骨材として含有することを特徴とするものであ
る。研削加工に直接作用しない、小さな粒径のダイヤモ
ンド粒子を骨材として含有させて超砥粒層の耐磨耗性を
向上させ、超砥粒層の後退により超砥粒が脱落するのを
防止する。骨材として用いるダイヤモンド粒子の粒径
は、粒度表示にて、1ランク又は2〜3ランク細粒のも
のを用いる。例えば超砥粒にダイヤモンド砥粒を用い、
その粒度が#2000(粒径5μm〜12μm )の場合
には、骨材のダイヤモンド粒子は、#2400(粒径4
μm〜8μm )または#3000(粒径2μm 〜6μm
)を適用する。More specifically, the present invention is characterized in that diamond particles having an average particle diameter of 80% or less of the synthetic superabrasive grains for resin bonding are contained as aggregates in the superabrasive layer. Includes small-diameter diamond particles, which do not directly affect the grinding process, as an aggregate to improve the wear resistance of the superabrasive layer and prevent the superabrasive grains from falling off due to the retreat of the superabrasive layer . As for the particle diameter of the diamond particles used as the aggregate, fine particles having a rank of 1 rank or 2 to 3 ranks are used. For example, using diamond abrasive grains for super abrasive grains,
If the particle size is # 2000 (particle size 5 μm to 12 μm), the aggregate diamond particles are # 2400 (particle size 4 μm).
μm to 8 μm) or # 3000 (particle size: 2 μm to 6 μm)
).
【0012】さらに詳しくは、ビトリファイドボンドの
組成が、 SiO2 40〜70重量%、 Al2O3 5〜25重量%、 K2O 1〜15重量%、 CaO 1〜6 重量%、 B2O3 0.5〜15重量%、 Na2O 0.5〜3 重量%、 Fe2O3 0.1〜3 重量%、 MgO 0.1〜2 重量% からなることを特徴とするものである。ビトリファイド
ボンドの組成は上記の範囲内であれば良いが、次の範囲
の組成であることがより好ましい。 SiO2 45〜70重量%、 Al2O3 9〜25重量%、 K2O 1〜13重量%、 CaO 1〜5 重量%、 B2O3 0.5〜13重量%、 Na2O 0.5〜3 重量%、 Fe2O3 0.1〜2 重量%、 MgO 0.1〜1 重量%More specifically, the composition of the vitrified bond is 40 to 70% by weight of SiO 2 , 5 to 25% by weight of Al 2 O 3 , 1 to 15% by weight of K 2 O, 1 to 6% by weight of CaO, B 2 O 3 0.5 to 15 wt%, Na 2 O 0.5 to 3 wt%, Fe 2 O 3 0.1 to 3% by weight and is characterized in that it consists 0.1 to 2 wt% MgO . The composition of the vitrified bond may be within the above range, but is more preferably in the following range. SiO 2 45 to 70 wt%, Al 2 O 3 9~25 wt%, K 2 O 1~13 wt%, CaO 1 to 5 wt%, B 2 O 3 0.5~13 wt%, Na 2 O 0 .5~3 wt%, Fe 2 O 3 0.1~2 wt%, MgO 0.1 to 1 wt%
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を次の実施例
の項で説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described in the following Examples.
【0014】[0014]
【実施例】(実施例1)ビトリファイドボンドと粒度#
2000のダイヤモンド砥粒を均一に混合し、これを室
温でプレス成形して、その後1100℃の焼成炉に入れ
て焼成し、外径Φ6mm−内径Φ2mm−高さ5mmの
パイプ状のダイヤモンド層を製作した。このダイヤモン
ド層を外径Φ258、厚み30mmのアルミ合金製台金
表面に相互に1mmづつの隙間をあけて、エポキシ樹脂
系接着剤で接着した。それからダイヤモンド層のツルー
イング・ドレッシングを行い、本発明の鏡面加工用ビト
リファイドボンドダイヤモンドホイールを完成させた。
本発明のホイールを縦軸ロータリーテーブル式平面研削
盤に取り付けて、ダイヤモンドロータリードレッサによ
り、ツルーイング・ドレッシングし、単結晶シリコンの
鏡面加工を行った。その条件を表1に示す。EXAMPLES (Example 1) Vitrified bond and particle size #
2,000 diamond abrasive grains are uniformly mixed, press-molded at room temperature, and then fired in a firing furnace at 1100 ° C. to produce a pipe-shaped diamond layer having an outer diameter of 6 mm, an inner diameter of 2 mm, and a height of 5 mm. did. This diamond layer was bonded to the surface of an aluminum alloy base metal having an outer diameter of Φ258 and a thickness of 30 mm, with a gap of 1 mm therebetween, with an epoxy resin adhesive. Then, truing and dressing of the diamond layer was performed to complete the vitrified bond diamond wheel for mirror finishing of the present invention.
The wheel of the present invention was mounted on a vertical axis rotary table type surface grinder, and truing and dressing were performed with a diamond rotary dresser to perform mirror finishing of single crystal silicon. Table 1 shows the conditions.
【0015】[0015]
【表1】 [Table 1]
【0016】(実施例2)ビトリファイドボンドと粒度
#2000のダイヤモンド砥粒を均一に混合し、これを
室温でプレス成形して、その後1100℃の焼成炉に入
れて焼成し、外径Φ3mm−内径Φ2mm−高さ5mm
のパイプ状のダイヤモンド層を製作した。このダイヤモ
ンド層を外径Φ258、厚み30mmのアルミ合金製台
金表面に相互に2mmづつの隙間をあけて、エポキシ樹
脂系接着剤で接着した。それからダイヤモンド層のツル
ーイング・ドレッシングを行い、本発明の鏡面加工用ビ
トリファイドボンドダイヤモンドホイールを完成させ
た。本発明のホイールを縦軸ロータリーテーブル式平面
研削盤に取り付けて、ダイヤモンドロータリードレッサ
により、ツルーイング・ドレッシングし、単結晶シリコ
ンの鏡面加工を行った。実施例1と同様の条件で鏡面加
工を行った。(Example 2) A vitrified bond and a diamond abrasive having a particle size of # 2000 were uniformly mixed, pressed at room temperature, and then fired in a firing furnace at 1100 ° C to obtain an outer diameter of Φ3 mm and an inner diameter of 3 mm. Φ2mm-Height 5mm
Was produced. This diamond layer was bonded to the surface of an aluminum alloy base metal having an outer diameter of Φ258 and a thickness of 30 mm with a gap of 2 mm therebetween and an epoxy resin adhesive. Then, truing and dressing of the diamond layer was performed to complete the vitrified bond diamond wheel for mirror finishing of the present invention. The wheel of the present invention was mounted on a vertical axis rotary table type surface grinder, and truing and dressing were performed with a diamond rotary dresser to perform mirror finishing of single crystal silicon. Mirror finishing was performed under the same conditions as in Example 1.
【0017】本発明の効果を確認するために、従来例1
のメタルボンドダイヤモンドホイール、及び従来例2の
レジンボンドダイヤモンドホイールと比較した結果を表
2に示す。また、その組成を表3に示す。In order to confirm the effects of the present invention, a conventional example 1
Table 2 shows the results of comparison with the metal-bonded diamond wheel of Example 1 and the resin-bonded diamond wheel of Conventional Example 2. Table 3 shows the composition.
【0018】[0018]
【表2】 [Table 2]
【0019】[0019]
【表3】 [Table 3]
【0020】表2に示すように、実施例1と2は、従来
例よりも高精度な表面粗さが得られただけでなく、切れ
味も良好であった。As shown in Table 2, in Examples 1 and 2, not only the surface roughness with higher accuracy than the conventional example was obtained, but also the sharpness was good.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の鏡面加工
用ビトリファイドボンド超砥粒ホイールは、シリコン、
ガラス、セラミックス、フェライト等の硬脆材料を高品
位、高能率に鏡面加工することができる。As described above, the vitrified bond superabrasive wheel for mirror finishing according to the present invention is made of silicon,
Hard and brittle materials such as glass, ceramics and ferrite can be mirror-finished with high quality and high efficiency.
【図1】 本発明の一実施例の外観斜視図を示す。FIG. 1 shows an external perspective view of an embodiment of the present invention.
P ビトリファイドボンド超砥粒ホイール 1 超砥粒層 2 台金 P Vitrified Bond Super Abrasive Wheel 1 Super Abrasive Layer 2 Metal
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成12年2月14日(2000.2.1
4)[Submission date] February 14, 2000 (2000.2.1
4)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の一実施例の外観斜視図を示す。FIG. 1 shows an external perspective view of an embodiment of the present invention.
Claims (4)
ークテーブルを備えたインフィード切り込み方式の平面
研削盤に装着されるカップ型ビトリファイドボンド超砥
粒ホイールであって、 超砥粒層が、外径Φ2mm〜Φ20mm、高さ2mm〜
20mmの円柱状又はパイプ状に形成され、該超砥粒層
が相互に0.5mm〜20mmの隙間をあけて台金表面
に固着されていることを特徴とする鏡面加工用ビトリフ
ァイドボンド超砥粒ホイール。1. A cup-type vitrified bond superabrasive wheel mounted on an in-feed notch type surface grinding machine having a rotatable work table having an axis parallel to a grinding wheel axis, comprising: a superabrasive layer. But the outer diameter Φ2mm ~ Φ20mm, height 2mm ~
A vitrified bond superabrasive grain for mirror finishing, wherein the superabrasive layer is formed in a columnar or pipe shape of 20 mm, and the superabrasive layers are fixed to a base metal surface with a gap of 0.5 mm to 20 mm therebetween. wheel.
%の気孔と、破砕性が高く、不規則形状で、平均粒径が
1μm 〜20μm のレジンボンド用合成超砥粒とを含有
することを特徴とする請求項1記載の鏡面加工用ビトリ
ファイドボンド超砥粒ホイール。2. The superabrasive layer according to claim 2, wherein the volume ratio is 2% to 60%.
2. The vitrified bond super-mirror for mirror finishing according to claim 1, further comprising a synthetic super-abrasive grain for resin bonding having a high friability, an irregular shape, and an average particle diameter of 1 μm to 20 μm. Abrasive wheel.
径の80%以下のダイヤモンド粒子を、超砥粒層中に骨
材として含有することを特徴とする請求項1又は2記載
の鏡面加工用ビトリファイドボンド超砥粒ホイール。3. The superabrasive layer according to claim 1, wherein the superabrasive layer contains diamond particles having an average particle diameter of 80% or less of the synthetic superabrasive grains for resin bonding. Vitrified bond super abrasive wheel for mirror finishing.
面加工用ビトリファイドボンド超砥粒ホイール。4. A composition of the vitrified bond, SiO 2 40 to 70 wt%, Al 2 O 3 5~25 wt%, K 2 O 1~15 wt%, CaO 1 to 6 wt%, B 2 O 3 0.5 to 15 wt%, Na 2 O 0.5 to 3 wt%, Fe 2 O 3 0.1 to 3 wt%, claim, characterized in that it consists of 0.1 to 2 wt% MgO 1 4. A vitrified bond superabrasive grain wheel for mirror finishing according to item 2 or 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000033987A JP2001219377A (en) | 1999-11-29 | 2000-02-10 | Vitrified bond super abrasive wheel for mirror finishing |
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JP37611199 | 1999-11-29 | ||
JP11-376111 | 1999-11-29 | ||
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102452045A (en) * | 2010-10-18 | 2012-05-16 | 株式会社迪思科 | Grinding wheel |
US10500697B2 (en) | 2014-12-01 | 2019-12-10 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article including agglomerates having silicon carbide and an inorganic bond material |
CN110722463A (en) * | 2019-09-09 | 2020-01-24 | 珠海粤清特环保科技有限公司 | Mirror finishing tool |
-
2000
- 2000-02-10 JP JP2000033987A patent/JP2001219377A/en active Pending
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