JP2002113655A - Lapping surface plate - Google Patents

Lapping surface plate

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JP2002113655A
JP2002113655A JP2000306162A JP2000306162A JP2002113655A JP 2002113655 A JP2002113655 A JP 2002113655A JP 2000306162 A JP2000306162 A JP 2000306162A JP 2000306162 A JP2000306162 A JP 2000306162A JP 2002113655 A JP2002113655 A JP 2002113655A
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JP
Japan
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lapping
powder
abrasive grains
plate
weight
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JP2000306162A
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Japanese (ja)
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Mitsuru Todoroki
満 等々力
Hideo Abe
英夫 阿部
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Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Original Assignee
Asahi Diamond Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Diamond Industrial Co Ltd filed Critical Asahi Diamond Industrial Co Ltd
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lapping surface plate, excellent in retaining free abrasive grains, for performing lapping precisely with reduced roughness on the surface by using a small quantity of free abrasive grains. SOLUTION: The lapping surface plate is for lapping the surface of a processed object by using free abrasive grains, and the lapping surface of the lapping surface plate is made of a sintered body including 20-70 wt.% of copper powder, 10-80 wt.% of bronze powder and 0-15 wt.% of tin powder.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ラップ定盤に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、遊離砥粒の保持力に優
れ、少量の遊離砥粒を用いて、表面粗さが細かく、精度
の高いラッピングを行うことができるラップ定盤に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lapping plate. More specifically, the present invention relates to a lap surface plate which has excellent holding power for free abrasive grains, has a small surface roughness, and can perform highly accurate lapping using a small amount of free abrasive grains.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイヤモンド砥粒などの遊離砥粒を含む
研磨液をラップ定盤と被加工物の間に分散させ、被加工
物の表面を滑らかに、かつ高精度に仕上げるラッピング
は、加工が容易であり、加工能率が高いので、セラミッ
クス、ガラス、鋼などの仕上げ加工として広く採用され
ている。しかし、ラッピングに使用するダイヤモンド砥
粒は高価なので、遊離砥粒の損失を防いで経済的にラッ
ピングを行うための試みがなされている。例えば、特開
平3−60970号公報には、難研削性素材をダイヤモ
ンド砥粒を用いて高精度かつ効率よく平面研磨するため
に用いる研磨用定盤として、研磨用定盤の作用面が、熱
硬化性樹脂と平均粒径が10〜150μmの銅又は錫の
微粉末からなり、気孔率が30〜70容量%の連続気孔
を有する多孔体である研磨用定盤が提案されている。し
かし、この研磨用定盤は、熱硬化性樹脂自身の変形が大
きいことから、高い面精度が得られないという欠点があ
る。このために、ダイヤモンド砥粒の使用量を低減し、
高い面精度が得られるラップ定盤の開発が試みられた。
例えば、特開平8−25213号公報には、被研磨部材
の表面平滑性と加工変質層の低減とが得られると同時
に、高い面精度が得られるラッピング研磨装置の研磨定
盤として、剛性の高いバックアップ部材に固着された合
成樹脂製の母材と、母材内に分散され、研磨平面におい
て遊離砥粒の押圧により塑性変形させられて遊離砥粒を
埋没させる軟質金属粒体と、母材内に固体状態で分散さ
れ、研磨平面において研磨液に流出させられることによ
り研磨平面に開口する独立する多数の気孔を形成する気
孔形成剤とを含む研磨定盤が提案されている。しかし、
剛性の高いバックアップ部材に固着しても、合成樹脂と
気孔形成剤のヤング率は、軟質金属に比べても1桁以上
低いので、ハードディスクドライブの転がり軸受に用い
る鋼球のように、極めて高い精度が要求されるラッピン
グ加工には使用できない。また、ミーハナイト鋳鉄もラ
ップ定盤として用いられているが、ミーハナイト鋳鉄は
素材としてやや硬く、遊離砥粒がラップ盤に刺さりにく
く、安定したラップ精度を出すことが困難であり、被加
工物の表面粗さも粗くなる傾向がある。このために、ラ
ップ定盤全体が剛性の高い金属で構成され、遊離砥粒が
定盤作用面に突き刺さって使用する遊離砥粒の量が少な
く、表面粗さが細かく、精度の高い超精密ラッピング加
工を行うことができるラップ定盤が求められていた。
2. Description of the Related Art A lapping method in which a polishing liquid containing free abrasive grains such as diamond abrasive grains is dispersed between a lapping plate and a workpiece to finish the surface of the workpiece smoothly and accurately. Since it is easy and has a high processing efficiency, it is widely used as a finish processing for ceramics, glass, steel and the like. However, since diamond abrasive grains used for lapping are expensive, attempts have been made to economically perform lapping by preventing loss of loose abrasive grains. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 3-60970 discloses a polishing platen used for polishing a difficult-to-grind material with high precision and efficiency using diamond abrasive grains. There has been proposed a polishing platen made of a curable resin and fine powder of copper or tin having an average particle size of 10 to 150 μm and having a continuous porosity having a porosity of 30 to 70% by volume. However, this polishing platen has a drawback that high surface accuracy cannot be obtained because the thermosetting resin itself is largely deformed. For this purpose, the amount of diamond abrasive used has been reduced,
Attempts have been made to develop a lap surface plate that can achieve high surface accuracy.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-25213 discloses that a lapping plate of a lapping polishing apparatus that can obtain surface smoothness of a member to be polished and reduce a deteriorated layer at the same time as the surface of the member to be polished has high rigidity. A base material made of synthetic resin fixed to the backup member, a soft metal particle dispersed in the base material and plastically deformed by the pressing of free abrasive grains on the polishing plane to bury the free abrasive grains; And a pore-forming agent that is dispersed in a solid state to form a large number of independent pores that are opened in the polishing plane by being discharged into the polishing liquid at the polishing plane. But,
Even when fixed to a highly rigid backup member, the Young's modulus of the synthetic resin and the pore-forming agent is at least one order of magnitude lower than that of soft metals, so extremely high precision, such as steel balls used for rolling bearings in hard disk drives Cannot be used for lapping that requires Meehanite cast iron is also used as a lap surface plate. The roughness also tends to be rough. For this reason, the entire lapping plate is made of highly rigid metal, and the amount of free abrasive particles used by piercing the surface of the lapping plate is small, the surface roughness is fine, and the precision ultra-precision lapping is performed. There has been a demand for a lap surface plate capable of performing processing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、遊離砥粒の
保持力に優れ、少量の遊離砥粒を用いて、表面粗さが細
かく、精度の高いラッピングを行うことができるラップ
定盤を提供することを目的としてなされたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a lapping plate which is excellent in holding force of loose abrasives, has a small surface roughness, and can perform high-precision lapping using a small amount of loose abrasives. It was made for the purpose of providing.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、定盤作用面を、
銅粉末20〜70重量%、青銅粉末10〜80重量%及
び錫粉末0〜15重量%を含む焼結体で構成することに
より、遊離砥粒が定盤作用面に適度に食い込んでラッピ
ングに効果的に作用し、剛性が大きくラッピング加工時
の加圧による変形の少ないラップ定盤となることを見い
だし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、(1)遊離砥粒を用いて被加工物
の表面をラッピングする研磨用のラップ定盤であって、
定盤作用面が、銅粉末20〜70重量%、青銅粉末10
〜80重量%及び錫粉末0〜15重量%を含む焼結体か
らなることを特徴とするラップ定盤、(2)焼結体が、
ニッケル、銀、亜鉛、タングステン、コバルト、鉄、
鉛、マグネシウム及びマンガンから選ばれる少なくとも
1種の金属粉末を含む第1項記載のラップ定盤、(3)
焼結体が、固体潤滑剤を含む第1項記載のラップ定盤、
(4)遊離砥粒としてダイヤモンド砥粒を用いる第1項
記載のラップ定盤、及び、(5)転がり軸受用の鋼球の
ラッピングに用いる第1項又は第4項記載のラップ定
盤、を提供するものである。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result,
By using a sintered body containing 20 to 70% by weight of copper powder, 10 to 80% by weight of bronze powder, and 0 to 15% by weight of tin powder, free abrasive grains can appropriately dig into the surface of the platen to effect lapping. The present invention has been found to be a lap surface plate which acts in a large manner and has a large rigidity and is less deformed by pressure during lapping. Based on this finding, the present invention has been completed.
That is, the present invention relates to (1) a lapping plate for polishing, which laps the surface of a workpiece using free abrasive grains,
The surface of the platen is 20-70% by weight of copper powder, 10% bronze powder
A lapping plate comprising a sintered body containing 80 to 80% by weight and 0 to 15% by weight of tin powder, (2) a sintered body,
Nickel, silver, zinc, tungsten, cobalt, iron,
The lapping plate according to claim 1, which contains at least one metal powder selected from lead, magnesium and manganese, (3)
The lapping plate according to claim 1, wherein the sintered body contains a solid lubricant,
(4) The lapping plate according to item 1, wherein diamond abrasive particles are used as loose abrasive particles, and (5) the lapping plate according to item 1 or 4, which is used for lapping steel balls for rolling bearings. To provide.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明のラップ定盤は、遊離砥粒
を用いて被加工物の表面をラッピングする研磨用のラッ
プ定盤であって、定盤作用面が、銅粉末20〜70重量
%、より好ましくは35〜60重量%、青銅粉末10〜
80重量%、より好ましくは25〜60重量%及び錫粉
末0〜15重量%、より好ましくは5〜12重量%を含
む焼結体からなるラップ定盤である。本発明に用いる銅
粉末に特に制限はなく、例えば、JIS H 2114に
規定される粉末冶金用電解銅粉、噴霧銅粉や、JIS
H 2121に規定される電気銅地金の粉砕品などを挙
げることができる。青銅は、通常は、錫2〜35重量%
を含有する銅−錫合金をいうが、本発明に用いる青銅粉
末は、銅−錫合金に限らず、例えば、JIS H 220
3に規定される鋳物用青銅合金地金、JIS H220
4に規定される鋳物用りん青銅合金地金、JIS H 2
206に規定される鋳物用アルミニウム青銅合金地金、
JIS H 2207に規定される鋳物用鉛青銅合金地金
などの粉砕品などを挙げることができる。本発明に用い
る錫粉末に特に制限はなく、例えば、JIS H 210
8に規定される錫地金の粉砕品などを挙げることができ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A lapping plate according to the present invention is a lapping plate for polishing in which the surface of a workpiece is wrapped using free abrasive grains. Wt%, more preferably 35-60 wt%, bronze powder 10
It is a lapping plate made of a sintered body containing 80% by weight, more preferably 25 to 60% by weight, and 0 to 15% by weight, more preferably 5 to 12% by weight of tin powder. There is no particular limitation on the copper powder used in the present invention. For example, electrolytic copper powder for powder metallurgy, sprayed copper powder specified in JIS H 2114, JIS
Pulverized product of electrolytic copper ingot specified in H2121 can be used. Bronze is usually 2-35% tin by weight
The bronze powder used in the present invention is not limited to a copper-tin alloy, but may be, for example, JIS H 220
Bronze alloy ingot for casting specified in 3 above, JIS H220
Phosphor bronze alloy ingot for casting specified in JIS H4
Aluminum bronze alloy metal for casting specified in 206;
Examples include pulverized products such as lead bronze alloy ingots for casting specified in JIS H 2207. There is no particular limitation on the tin powder used in the present invention, for example, JIS H210
And the like.

【0006】本発明のラップ定盤は、銅粉末、青銅粉
末、及び、必要に応じて配合される錫粉末を含む焼結体
からなる。銅のブリネル硬度はHB50程度であり、錫
のブリネル硬度はHB5程度であるが、銅に錫を配合し
た合金のブリネル硬度は、錫の含有量とともに上昇し、
錫含有量32重量%でHB390の極大値に達する。銅
粉末、青銅粉末、及び、必要に応じて配合される錫粉末
を含む焼結体からなる本発明のラップ定盤に、遊離砥粒
としてダイヤモンド砥粒などを含む研磨液を供給する
と、遊離砥粒は定盤作用面の銅粉末に食い込み、半分が
ラップ定盤に埋め込まれ、半分が鋭利な先端を突き出し
たような形態となり、ラップ定盤表面が遊離砥粒の単層
で被覆されたような状態を形成してラッピングが行われ
る。このために、いったんラップ定盤に半分が埋め込ま
れた遊離砥粒は、ラップ定盤から脱落して失われること
がないので、継続的にラッピングに寄与し、効率的にラ
ッピングを行うことができる。本発明のラップ定盤にお
いて、銅粉末が20重量%未満であると、定盤作用面に
おいて遊離砥粒が食い込む面積が小さくなりすぎて、ラ
ッピングの効率が低下するおそれがある。銅粉末が70
重量%を超えると、ラップ定盤の剛性が低下して加圧下
に変形し、ラッピングの精度が低下するおそれがある。
[0006] The lapping plate of the present invention comprises a sintered body containing copper powder, bronze powder, and tin powder optionally blended. Brinell hardness of copper is about H B 50, although Brinell hardness of tin is about H B 5, Brinell hardness of the alloy obtained by blending tin copper, increases with tin content,
Tin content of 32% by weight reaches a maximum value of H B 390. Copper powder, bronze powder, and, if necessary, supplying a polishing liquid containing diamond abrasive grains and the like as free abrasive grains to the lap surface plate of the present invention composed of a sintered body containing tin powder, if necessary, The grains dig into the copper powder on the working surface of the platen, half are embedded in the lap platen, and half have a shape protruding a sharp tip, as if the lap platen surface was covered with a single layer of free abrasive grains Lapping is performed in such a state. For this reason, since the loose abrasive particles once embedded in the lapping plate do not fall off the lapping plate and are not lost, it can continuously contribute to lapping and can efficiently perform lapping. . In the lapping plate of the present invention, when the copper powder is less than 20% by weight, the area where free abrasive grains bite into the platen working surface becomes too small, and the lapping efficiency may be reduced. 70 copper powder
If the content is more than 10% by weight, the rigidity of the lap plate decreases, and the lap plate is deformed under pressure, and the lapping accuracy may be reduced.

【0007】本発明のラップ定盤は、硬度の高い青銅粉
末を含有することにより、ラップ定盤の剛性を高め、ラ
ッピング時の加圧下における変形を防いで、ラッピング
の精度を向上することができる。また、定盤作用面の青
銅粉末には、ダイヤモンド砥粒などの遊離砥粒が食い込
まないので、使用する遊離砥粒を節減するとともに、青
銅粉末の含有量を調節することにより、定盤作用面の集
中度を調整することができる。本発明のラップ定盤にお
いて、青銅粉末の含有量が10重量%未満であると、ラ
ップ定盤の剛性が低下して加圧下に変形し、ラッピング
の精度が低下するおそれがある。青銅粉末の含有量が8
0重量%を超えると、定盤作用面において遊離砥粒が食
い込む面積が小さくなりすぎて、ラッピングの効率が低
下するおそれがある。本発明のラップ定盤は、錫粉末を
含有することにより、焼結特性が向上する。焼結は、固
体粉末の集合体が、融点以下あるいは一部に液相を生ず
る温度に加熱されたとき、焼き固まって緻密で強度の大
きい多結晶体になる現象である。粉末中のある二つの粒
子に着目すると、接触して存在する2個の粒子は表面エ
ネルギーが最少ではなく、熱力学的には非平衡状態にあ
り、表面エネルギーを減少する方向に物質移動が起こ
り、粒子間に結合が生ずる。銅粉末と青銅粉末の混合物
を焼結することができるが、さらに錫粉末を配合するこ
とにより、より低い温度、低い圧力で焼結することが可
能となる。錫粉末は軟らかいので、錫粉末に食い込んだ
遊離砥粒は、大部分がラップ定盤に埋め込まれたような
形態となり、ラッピングに対する寄与は小さくなる。本
発明のラップ定盤において、錫粉末の含有量が15重量
%を超えると、ラッピングに寄与する遊離砥粒の割合が
少なくなって、ラッピングの効率が低下するとともに、
ラップ定盤の剛性が低下して加圧下に変形し、ラッピン
グの精度が低下するおそれがある。
The lapping plate of the present invention contains a bronze powder having high hardness, thereby increasing the rigidity of the lapping plate, preventing deformation under pressure during lapping, and improving lapping accuracy. . In addition, since free abrasive grains such as diamond abrasive grains do not penetrate into the bronze powder on the surface of the platen, the amount of free abrasive grains used is reduced, and the content of the bronze powder is adjusted. The degree of concentration can be adjusted. In the lapping plate of the present invention, if the content of the bronze powder is less than 10% by weight, the rigidity of the lapping plate is reduced and the lapping plate is deformed under pressure, and the lapping accuracy may be reduced. 8 bronze powder content
If the content exceeds 0% by weight, the area of the free abrasive grains that bites into the working surface of the surface plate becomes too small, and the lapping efficiency may be reduced. The lapping plate of the present invention has improved sintering characteristics by containing tin powder. Sintering is a phenomenon in which when an aggregate of solid powder is heated to a temperature lower than the melting point or a temperature at which a liquid phase is partially formed, it is sintered to form a dense, high-strength polycrystal. Focusing on two particles in the powder, the two particles that are in contact with each other do not have the minimum surface energy, are in a thermodynamic non-equilibrium state, and mass transfer occurs in the direction of decreasing the surface energy. In addition, bonding occurs between the particles. Although a mixture of copper powder and bronze powder can be sintered, the addition of tin powder allows sintering at lower temperature and lower pressure. Since the tin powder is soft, most of the free abrasive grains that have penetrated the tin powder have a form as if embedded in a lapping plate, and the contribution to lapping is small. In the lapping plate of the present invention, when the content of the tin powder exceeds 15% by weight, the ratio of free abrasive grains contributing to lapping decreases, and the lapping efficiency decreases.
There is a possibility that the rigidity of the lapping plate is reduced and the lapping plate is deformed under pressure and the lapping accuracy is reduced.

【0008】本発明のラップ定盤を構成する焼結体は、
ニッケル、銀、亜鉛、タングステン、コバルト、鉄、
鉛、マグネシウム及びマンガンから選ばれる少なくとも
1種の金属粉末を含有させることができる。ニッケル、
銀、亜鉛、タングステン、コバルト、鉄、鉛、マグネシ
ウム及びマンガンから選ばれる少なくとも1種の金属粉
末を含有させることにより、強度、靭性などの機械的な
特性を改善することができる。本発明のラップ定盤にお
いて、ニッケル、銀、亜鉛、タングステン、コバルト、
鉄、鉛、マグネシウム及びマンガンから選ばれる少なく
とも1種の金属粉末の含有量は、10重量%以下である
ことが好ましい。ニッケル、銀、亜鉛、タングステン、
コバルト、鉄、鉛、マグネシウム及びマンガンから選ば
れる少なくとも1種の金属粉末の含有量が10重量%を
超えると、ラップ定盤の強度が低下し、あるいは、ラッ
プ定盤から金属が溶出するおそれがある。本発明のラッ
プ定盤を構成する焼結体は、固体潤滑剤を含有させるこ
とができる。固体潤滑剤としては、例えば、グラファイ
ト、二酸化モリブデン、窒化ホウ素などを挙げることが
できる。これらの中で、グラファイトを特に好適に用い
ることができる。固体潤滑剤を含有させることにより、
潤滑性を向上して、研削抵抗を低減することができる。
焼結体中の固体潤滑剤の含有量は15重量%以下である
ことが好ましく、2〜8重量%であることがより好まし
い。固体潤滑剤の含有量が15重量%を超えると、焼結
が困難になるおそれがある。
The sintered body constituting the lapping plate of the present invention is:
Nickel, silver, zinc, tungsten, cobalt, iron,
At least one metal powder selected from lead, magnesium and manganese can be contained. nickel,
By including at least one metal powder selected from silver, zinc, tungsten, cobalt, iron, lead, magnesium and manganese, mechanical properties such as strength and toughness can be improved. In the lapping plate of the present invention, nickel, silver, zinc, tungsten, cobalt,
The content of at least one metal powder selected from iron, lead, magnesium and manganese is preferably 10% by weight or less. Nickel, silver, zinc, tungsten,
If the content of at least one metal powder selected from cobalt, iron, lead, magnesium and manganese exceeds 10% by weight, the strength of the lapping plate may decrease, or the metal may be eluted from the lapping plate. is there. The sintered body constituting the lapping plate of the present invention can contain a solid lubricant. Examples of the solid lubricant include graphite, molybdenum dioxide, and boron nitride. Among them, graphite can be particularly preferably used. By including a solid lubricant,
Lubricity can be improved and grinding resistance can be reduced.
The content of the solid lubricant in the sintered body is preferably 15% by weight or less, more preferably 2 to 8% by weight. If the content of the solid lubricant exceeds 15% by weight, sintering may be difficult.

【0009】本発明のラップ定盤において、金属粉末の
平均粒径は1〜50μmであることが好ましく、2〜3
0μmであることがより好ましい。金属粉末の平均粒径
が1μm未満であると、ラップ定盤の生産性が低下する
おそれがある。金属粉末の平均粒径が50μmを超える
と、金属粉末に保持された遊離砥粒の分布が不均一とな
るおそれがある。使用する金属粉末は、粒度分布の幅が
小さいことが好ましい。本発明のラップ定盤の使用の際
に用いる遊離砥粒に特に制限はなく、例えば、天然ダイ
ヤモンド砥粒、人造ダイヤモンド砥粒、cBN砥粒、炭
化珪素砥粒、酸化アルミニウム砥粒、酸化セリウム砥
粒、炭化ホウ素砥粒などを挙げることができる。これら
の中で、本発明のラップ定盤と親和性の大きいダイヤモ
ンド砥粒を特に好適に用いることができる。本発明のラ
ップ定盤にダイヤモンド砥粒を用いると、定盤作用面の
銅粉末にダイヤモンド砥粒が食い込み、半分がラップ定
盤に埋め込まれ、半分が鋭利な先端を突き出したような
形態となり、ラップ定盤表面がダイヤ砥粒の単層で被覆
されたような状態を形成してラッピングが行われる。こ
のために、いったんラップ定盤に半分が埋め込まれたダ
イヤモンド砥粒は、ラップ定盤に固定化され、ラップ定
盤から脱落して失われることがなく、継続的にラッピン
グに寄与し、効率的にラッピングを行うことができる。
また、ダイヤモンド砥粒の切れ刃の高さが揃いやすいの
で、高い表面円滑性が得られ、硬脆材料や鋼球などを効
率よくラッピングすることができる。
In the lapping plate of the present invention, the average particle size of the metal powder is preferably 1 to 50 μm, and 2 to 3 μm.
More preferably, it is 0 μm. If the average particle size of the metal powder is less than 1 μm, the productivity of the lapping plate may decrease. If the average particle size of the metal powder exceeds 50 μm, the distribution of the free abrasive grains held in the metal powder may be uneven. The metal powder used preferably has a small width of the particle size distribution. There are no particular restrictions on the free abrasive grains used when using the lapping plate of the present invention, and examples thereof include natural diamond abrasive grains, artificial diamond abrasive grains, cBN abrasive grains, silicon carbide abrasive grains, aluminum oxide abrasive grains, and cerium oxide abrasive grains. And boron carbide abrasive grains. Among these, diamond abrasive grains having high affinity with the lapping plate of the present invention can be particularly preferably used. When diamond abrasive grains are used in the lap surface plate of the present invention, diamond abrasive grains dig into the copper powder on the surface of the surface plate, half of the surface is embedded in the lap surface plate, and half has a shape protruding a sharp tip, Lapping is performed by forming a state in which the surface of the lap platen is covered with a single layer of diamond abrasive grains. For this reason, the diamond abrasive grains once embedded in the lapping plate are fixed to the lapping plate, and do not fall off the lapping plate and are lost. Wrapping can be performed.
In addition, since the height of the cutting edge of the diamond abrasive grains is easy to be uniform, high surface smoothness is obtained, and it is possible to efficiently wrap hard brittle materials and steel balls.

【0010】本発明のラップ定盤に用いるダイヤモンド
砥粒の粒度に特に制限はないが、0/0.1〜20/3
0μmであることが好ましく、0/0.5〜6/12μ
mであることがより好ましい。本発明のラップ定盤は、
微細な遊離砥粒を用いる場合に、特に効果を発揮する。
本発明のラップ定盤に遊離砥粒を供給する方法に特に制
限はなく、例えば、ラップ定盤上に遊離砥粒を粉粒体そ
のままで供給することができ、あるいは、遊離砥粒を水
や油に分散した研磨液として供給することもできる。研
磨液の供給方法に特に制限はなく、例えば、連続的に供
給することができ、あるいは、間欠的に供給することも
できる。本発明のラップ定盤を用いてラッピングする被
加工物に特に制限はなく、例えば、セラミックスなどの
硬脆材料、超硬金属、鋼、フェライトなどを挙げること
ができる。これらの中で、記録容量が大きくなり、記録
密度が上昇し、ディスクの回転速度の高速化と、ディス
ク面からのヘッドの浮上距離の短縮が求められ、高精度
化が進んでいるハードディスクドライブの転がり軸受用
の鋼球のラッピングに特に好適に用いることができる。
本発明のラップ定盤を用いてラッピングすることによ
り、表面粗さが細かく、良好な真球度を有し、うねり精
度に優れた転がり軸受用の鋼球を製造することができ
る。
The grain size of the diamond abrasive grains used in the lapping plate of the present invention is not particularly limited, but may be from 0 / 0.1 to 20/3.
0 μm, preferably 0.5 / 0.5 to 6/12 μm
m is more preferable. The lap surface plate of the present invention
It is particularly effective when using fine loose abrasive grains.
There is no particular limitation on the method for supplying free abrasive grains to the lapping plate of the present invention.For example, the free abrasive particles can be supplied as they are on the lapping plate, or the free abrasive particles can be supplied with water or water. It can also be supplied as a polishing liquid dispersed in oil. There is no particular limitation on the method of supplying the polishing liquid. For example, the polishing liquid can be supplied continuously or intermittently. The workpiece to be wrapped using the lapping plate of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include hard and brittle materials such as ceramics, super hard metals, steel, and ferrite. Among them, the recording capacity is increasing, the recording density is increasing, the rotation speed of the disk is required to be high, and the flying distance of the head from the disk surface is required to be shortened. It can be particularly suitably used for wrapping steel balls for rolling bearings.
By performing lapping using the lap surface plate of the present invention, it is possible to produce a steel ball for a rolling bearing having fine surface roughness, good sphericity, and excellent undulation accuracy.

【0011】[0011]

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例1 銅粉末、青銅粉末及び錫粉末の焼結体からなり、固体潤
滑剤としてグラファイトを含有する寸法400D−40
T−240Hのラップ定盤を作製した。平均粒径20μ
mの銅粉末60重量%、JIS H 2203に規定する
3種の組成を有する平均粒径20μmの青銅粉末30重
量%、平均粒径20μmの錫粉末5重量%及びグラファ
イト5重量%を混合した粉状物を、所定寸法の金型に充
填し、温度600℃、圧力50MPaで1時間熱圧縮する
ことにより、焼結した。さらに、その表面に幅2mm、深
さ0.5mmの同心円状の溝15本を切削により加工し、
ラップ定盤を得た。得られたラップ定盤を回転盤及び固
定盤として用いて、材質SUJ2、硬度Hv790(H
RC65)、呼び2mmの玉軸受用鋼球のラッピングを行
った。ラップ定盤を横軸ボール研磨機[(株)西田機械工
作所製]に搭載し、粒度#30,000(0/0.5μ
m)のダイヤモンド砥粒4容量%を含有する軽油を研磨
液とし、回転数20rpm、荷重1.0N/球、1回の投入
数4,800個、全投入数10万個/ロット、加工時間
9時間/ロットの条件でラッピングを行った。加工時間
1時間ごとに10個ずつ、合計90個のラッピングされ
た鋼球をサンプリングし、JIS B 1501にしたが
って、表面粗さ(Ra)と真球度を測定した。最終的に
表面粗さは1.2〜1.4nmであり、真球度は8〜10
nmであった。また、ラッピングした鋼球を深溝玉軸受
の外輪、内輪に組み込んで、1,000〜1,800rpm
で回転した。ミーハナイト鋳鉄で作製したラップ定盤を
用いてラッピングした鋼球を使用した場合と比較して、
回転時の振動波形の振幅は50%以下となり、うなり音
は大幅に低減した。この結果から、ボールのうねり精度
が優れていることが確認された。 実施例2 銅粉末、青銅粉末、錫粉末、ニッケル粉末、銀粉末、亜
鉛粉末、タングステン粉末、コバルト粉末、鉄粉末、鉛
粉末、マグネシウム粉末及びマンガン粉末の焼結体から
なり、固体潤滑剤として二酸化モリブデンを含有する寸
法400D−40T−240Hのラップ定盤を作製し
た。金属粉末の平均粒径は、すべて20μmである。銅
粉末57重量%、JISH 2203に規定する3種の
組成を有する青銅粉末30重量%、錫粉末8重量%、ニ
ッケル粉末0.5重量%、銀粉末0.8重量%、亜鉛粉末
0.3重量%、タングステン粉末0.3重量%、コバルト
粉末0.3重量%、鉄粉末0.2重量%、鉛粉末0.2重
量%、マグネシウム粉末0.2重量%、マンガン粉末0.
2重量%及び二酸化モリブデン2重量%を混合した粉状
物を用い、実施例1と同様にして、ラップ定盤を作製し
た。得られたラップ定盤を回転盤及び固定盤として用
い、実施例1と同様にして、玉軸受用鋼球のラッピング
を行い、表面粗さと真球度を測定した。最終的に表面粗
さは1.1〜1.3nmであり、真球度は7〜9nmであ
った。 比較例1 ミーハナイト鋳鉄で作製した実施例1のラップ定盤と同
一形状、同一寸法のラップ定盤を用いた以外は、実施例
1と同じ条件で、投入数10万個/ロット、加工時間9
時間/ロットで、玉軸受用鋼球をラッピングし、評価を
行った。表面粗さは1.5〜2.0nmであり、真球度は
10〜13nmであった。実施例1〜2及び比較例1の
結果を、第1表に示す。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention. Example 1 Dimension 400D-40 consisting of a sintered body of copper powder, bronze powder and tin powder and containing graphite as a solid lubricant
A lap surface plate of T-240H was produced. Average particle size 20μ
60 wt% of copper powder, 30 wt% of bronze powder having an average particle diameter of 20 μm having three kinds of compositions specified in JIS H 2203, 5 wt% of tin powder having an average particle diameter of 20 μm, and 5 wt% of graphite The material was filled in a mold having a predetermined size, and was sintered by heat compression at a temperature of 600 ° C. and a pressure of 50 MPa for 1 hour. Further, 15 concentric grooves with a width of 2 mm and a depth of 0.5 mm were machined on the surface by cutting.
A lap plate was obtained. Using the obtained lap plate as a rotating plate and a fixed plate, material SUJ2, hardness Hv790 (H
RC65), wrapping of a 2 mm nominal ball bearing steel ball. The lapping plate was mounted on a horizontal axis ball grinder [manufactured by Nishida Machinery Co., Ltd.], and the particle size was 30,000 (0 / 0.5μ).
m) Light oil containing 4% by volume of diamond abrasive grains was used as a polishing liquid, the rotation speed was 20 rpm, the load was 1.0 N / sphere, the number of injections was 4,800, the total number of injections was 100,000 / lot, and the processing time was Lapping was performed under the conditions of 9 hours / lot. A total of 90 wrapped steel balls were sampled, 10 pieces every 1 hour of processing time, and the surface roughness (Ra) and sphericity were measured according to JIS B1501. Finally, the surface roughness is 1.2 to 1.4 nm, and the sphericity is 8 to 10
nm. In addition, the wrapped steel ball is incorporated into the outer ring and inner ring of the deep groove ball bearing, and 1,000 to 1,800 rpm
Turned at. Compared to using steel balls wrapped using a lap plate made of meehanite cast iron,
The amplitude of the vibration waveform at the time of rotation was 50% or less, and the beat noise was significantly reduced. From this result, it was confirmed that the undulation accuracy of the ball was excellent. Example 2 A sintered body of copper powder, bronze powder, tin powder, nickel powder, silver powder, zinc powder, tungsten powder, cobalt powder, iron powder, lead powder, magnesium powder, and manganese powder was used. A lapping plate having a size of 400D-40T-240H containing molybdenum was prepared. The average particle diameters of the metal powders are all 20 μm. 57% by weight of copper powder, 30% by weight of bronze powder having three kinds of compositions specified in JIS 2203, 8% by weight of tin powder, 0.5% by weight of nickel powder, 0.8% by weight of silver powder, 0.3% of zinc powder Wt%, tungsten powder 0.3 wt%, cobalt powder 0.3 wt%, iron powder 0.2 wt%, lead powder 0.2 wt%, magnesium powder 0.2 wt%, manganese powder 0.3 wt%.
A lapping plate was prepared in the same manner as in Example 1 by using a powdery substance in which 2% by weight and 2% by weight of molybdenum dioxide were mixed. Using the obtained lap surface plate as a rotating disk and a fixed disk, lapping of the ball for a ball bearing was performed in the same manner as in Example 1, and the surface roughness and sphericity were measured. Finally, the surface roughness was 1.1 to 1.3 nm and the sphericity was 7 to 9 nm. Comparative Example 1 100,000 pieces / lot, machining time 9 under the same conditions as in Example 1 except that a lap plate having the same shape and the same dimensions as those of the lap plate of Example 1 made of meehanite cast iron was used.
At time / lot, steel balls for ball bearings were wrapped and evaluated. The surface roughness was 1.5 to 2.0 nm, and the sphericity was 10 to 13 nm. Table 1 shows the results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】第1表に見られるように、本発明のラップ
定盤を用いてラッピングした実施例1〜2の鋼球は、表
面粗さ(Ra)、真球度ともに、従来の鋳鉄製のラップ
定盤を用いてラッピングした比較例1の鋼球より精度が
よく優れている。
As can be seen from Table 1, the steel balls of Examples 1 and 2 wrapped using the lapping plate of the present invention have the same surface roughness (Ra) and sphericity as those of conventional cast iron. The precision is better than the steel ball of Comparative Example 1 wrapped using a lap surface plate.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明のラップ定盤は、作用面に軟質の
銅粉末と、やや硬質の青銅粉末が混在するために、遊離
砥粒の保持性が良好であり、ラップ定盤の適度な硬さと
粘さが得られ、寸法安定性に優れている。したがって、
本発明のラップ定盤を用いてラッピングすることによ
り、ハードディスクドライブの転がり軸受に用いるよう
な極めて高精度が要求されれる鋼球などを、優れた表面
粗さと真球度で仕上げることができる。
According to the lapping plate of the present invention, since soft copper powder and slightly hard bronze powder are mixed on the working surface, the retention of free abrasive grains is good, and the lapping plate Hardness and viscosity are obtained, and dimensional stability is excellent. Therefore,
By performing lapping using the lapping plate of the present invention, steel balls and the like that require extremely high precision, such as those used in rolling bearings of hard disk drives, can be finished with excellent surface roughness and sphericity.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】遊離砥粒を用いて被加工物の表面をラッピ
ングする研磨用のラップ定盤であって、定盤作用面が、
銅粉末20〜70重量%、青銅粉末10〜80重量%及
び錫粉末0〜15重量%を含む焼結体からなることを特
徴とするラップ定盤。
1. A polishing lap surface plate for lapping the surface of a workpiece using free abrasive grains, wherein the surface of the surface of the polishing plate is
A lapping plate comprising a sintered body containing 20 to 70% by weight of copper powder, 10 to 80% by weight of bronze powder and 0 to 15% by weight of tin powder.
【請求項2】焼結体が、ニッケル、銀、亜鉛、タングス
テン、コバルト、鉄、鉛、マグネシウム及びマンガンか
ら選ばれる少なくとも1種の金属粉末を含む請求項1記
載のラップ定盤。
2. The lapping plate according to claim 1, wherein the sintered body contains at least one metal powder selected from nickel, silver, zinc, tungsten, cobalt, iron, lead, magnesium and manganese.
【請求項3】焼結体が、固体潤滑剤を含む請求項1記載
のラップ定盤。
3. The lapping plate according to claim 1, wherein the sintered body contains a solid lubricant.
【請求項4】遊離砥粒としてダイヤモンド砥粒を用いる
請求項1記載のラップ定盤。
4. The lapping plate according to claim 1, wherein diamond abrasive grains are used as free abrasive grains.
【請求項5】転がり軸受用の鋼球のラッピングに用いる
請求項1又は請求項4記載のラップ定盤。
5. The lap plate according to claim 1, which is used for lapping steel balls for rolling bearings.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006231482A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Kyocera Kinseki Corp Polishing platen, and surface polishing method
JP2010070401A (en) * 2008-09-16 2010-04-02 Covalent Materials Corp Yag polycrystalline substrate and method for polishing the same

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