JP2002178266A - 単層メタルボンド砥石及びその製造方法 - Google Patents
単層メタルボンド砥石及びその製造方法Info
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Abstract
超硬質砥粒保持力を高める。 【解決手段】 超硬質砥粒2を砥石ベース1の表面上に
仮付けする。超硬質砥粒2が仮付けされた状態の砥石ベ
ース1に超音波振動を付加しながら無電解メッキ処理を
用いて本メッキ層4を析出させる。すると、超硬質砥粒
2と本メッキ層4との界面のメッキ層が隆起し、本メッ
キ層4が超硬質砥粒2を包み込むように砥石ベース1の
表面に超硬質砥粒2を電着する。 【効果】 超硬質砥粒2を包み込んでいる本メッキ層4
によって高い保持力が得られる。それゆえ、本メッキ層
4の層厚を薄くすることができ、超硬質砥粒2の突き出
し量が大きくなり、砥石寿命の向上につながる。
Description
ヤモンド粒、CBN粒等)をメッキ処理により砥石ベー
ス上に取り付けるようにしたメタルボンド砥石に関する
ものである。
る。超硬質砥粒(ダイヤモンド粒、CBN粒等)2を金属
製部材で主にスチール材から成る砥石ベース1の表面か
ら脱落しない程度の薄いメッキ層3で仮付けし、それを
よく攪拌されている無電解メッキ(Ni−P等)溶内に浸
し、所定時間後、砥石ベース1を取り出し、水洗いをす
る。
付けメッキ層3で砥石ベース1の表面に仮付けし、その
後、仮付けメッキ層3の上に超硬質砥粒2の高さを半分
位埋める厚さになるまで本メッキ層4を無電解メッキ処
理で施し、その本メッキ層4で超硬質砥粒2を砥石ベー
ス1の表面上に電着させる。
では、超硬質砥粒と本メッキ層との界面は、ぬれ性が悪
く窪みが形成される。このため、超硬質砥粒と本メッキ
層との付着性は不十分で、研削抵抗に対抗できるだけの
超硬質砥粒の保持力が十分に得られない。
本メッキ層を超硬質砥粒の高さ50〜70%の層厚とす
ると、超硬質砥粒が本メッキ層から露出している突き出
し高さが小さくなる。したがって、超硬質砥粒の使用範
囲が小さくなり、研削抵抗の増加や砥石寿命の低下につ
ながる。
被覆材表面に均一にメッキ処理ができる利点はあるが、
メッキを施すのに時間が大幅にかかるという欠点があ
る。
が大きく、且つ、超硬質砥粒保持力が高い単層メタルボ
ンド砥石及びその製造方法を提供することである。
に、本発明においては次のような手段を講ずることとし
た。すなわち、超硬質砥粒を砥石ベースの表面上に固定
させるために仮付けする工程と、超硬質砥粒が仮付けさ
れた状態の砥石ベースに超音波振動を付加しながら無電
解メッキ処理を用いて本メッキ層を析出させ超硬質砥粒
を砥石ベースの表面上に電着させる工程と、からなるよ
うにした。
1及び図2を基に説明する。図1(a)で示すように、
砥石ベース1の表面上に超硬質砥粒(ダイヤモンド粒、
CBN粒等)2を仮付けする。この砥石ベース1に超硬質
砥粒2を仮付けする方法はいくつもある。例えば、従来
から行われている接着剤を用いて仮付けする方法や、銅
や亜鉛などを用いて仮付けする方法などがある。ここで
は、電解メッキ処理又は無電解メッキ処理により超硬質
砥粒2が砥石ベース1から脱落しない程度の薄いメッキ
層3を形成するものとする。砥石ベース1は、仮付けメ
ッキ層3との接合性をよくするために、金属製部材で主
にスチール材からできている。
石ベース1に本メッキ処理を施す。本メッキ処理を施す
方法として、無電解メッキ処理を採用する。砥石ベース
1に本メッキ処理を施すための装置図を図2に示す。
ことのできるジャッキ11の上に攪拌機12が、さらに
その上にはメッキ(Ni−P等)液で満たされたメッキ槽
14が水平に置かれている。そのメッキ槽内には攪拌子
13が入れられており、攪拌機12、攪拌子13により
メッキ槽内を攪拌できるようになっている。一方、その
隣にメッキ槽14よりも高い位置に圧電超音波加振機1
5が水平に固定され、その一端には超音波ホーン16が
取り付けられている。その先端には鉛直下向きに振動板
17が取り付けられ、その振動板17の先端に上記砥石
ベース1を取り付けることができる。圧電超音波加振機
15は周波数発生器などの制御装置18により任意に振
幅、周波数を与えることができる。
ース1に本メッキ処理を施す方法を説明する。上記砥石
ベース1を振動板17の先端に取り付け、取り付けられ
た砥石ベース1を、攪拌機12、攪拌子13でよく攪拌
されている無電解メッキ槽14内に浸す。圧電超音波加
振機15、超音波ホーン16を用いてある特定の振幅、
周波数の超音波振動を振動板17に付加しながら、仮付
けメッキ層3の上に本メッキ層4を析出させる。所定時
間(本メッキ層4が超硬質砥粒2の高さの30〜50%
の層厚になるように実験的に求められた時間)後、メッ
キ槽14から砥石ベース1を取り出し、水洗いをする。
(b)で示すように、超硬質砥粒2と本メッキ層4との
界面のメッキ層が隆起し、本メッキ層4が超硬質砥粒2
を包み込むように砥石ベース1の表面に超硬質砥粒2を
電着する単層メタルボンド砥石が製造されることとな
る。
層との界面のメッキ層が隆起し、砥石ベースの表面に超
硬質砥粒が電着することを確認するために次の実験を試
みた。
て、砥石ベースの表面上に超硬質砥粒を仮付けメッキ層
により仮付けする。実験では、超硬質砥粒は粒度80/
100のCBN砥石を使用し、砥石ベースは安価で形状
加工がしやすくてメッキが容易なS45Cを用いた。こ
の砥石ベースに超硬質砥粒を仮付けする方法は通常、電
解メッキ処理で行うが本実験では無電解メッキ処理を用
いた。次に、無電解Ni−Pメッキ処理を用いて、仮付
けメッキ処理を施した砥石ベースに本メッキ処理を施
す。そして、砥石ベースに付加する超音波振動は共振周
波数18.3Hzに固定し、振幅の大きさは圧電超音波
加振機への入力電圧を変化させることによって制御し、
振幅を0μm、すなわち超音波振動を加えない場合と、
振幅を8μmとして超音波振動を加えた場合とで、仮付
けメッキ層の上に本メッキ層を析出させた。また、メッ
キ液の温度は90±1℃に保った。
た。すなわち、超音波振動を加えないで作製した試料
(振幅0μm)と8μmの振幅の超音波を付加して作製
した試料について、振幅0μmの試料では超硬質砥粒の
周りが窪んでいるのに対して、振幅8μmの試料では超
音波振動が超硬質砥粒と本メッキ層との界面に影響を与
え、超硬質砥粒周辺に約10μmほどの盛り上がりを確
認できた。
変化させて本メッキ層の成膜速度を測定した。その結果
を図3に示す。つまり、超音波振動の振幅が8μmまで
は振幅の増加に伴い成膜速度は向上し、振幅が8μmに
おいて成膜速度は最大となり、通常の無電解メッキ処理
工程と比べて本メッキ層の成膜速度は1.6倍となり、
約2時間の時間短縮となる。しかし、振幅が8μmを越
えると逆に成膜速度は低下し、振幅が14μm以降での
成膜速度は振幅0μmのときより低下している。したが
って、超音波振動の振幅が8μm前後にすることによ
り、本メッキ処理の成膜速度を最大とすることができ、
振幅を0μmより大きく14μmより小さくすれば成膜
速度を向上させることができる。
状外周、リング状内周、カップ型、総型砥石等あらゆる
形状においても適応可能である。
波振動を付加しながら本メッキ層を析出させることで、
超硬質砥粒を包み込むように本メッキ層が析出するた
め、超硬質砥粒は研削抵抗に対して高い保持力が得られ
る。それゆえ、本メッキ層の層厚を薄くすることができ
る。
できたことにより、超硬質砥粒が本メッキ層から露出し
ている突き出し高さが大きくなる。したがって、超硬質
砥粒の使用範囲が大きくなり、研削抵抗の低減や砥石寿
命の向上につながる。
より小さい超音波振動を付加しながら本メッキ層を析出
させることにより、超硬質砥粒界面が活性化され、本メ
ッキ層が析出しやすくなるので従来の無電解メッキ処理
よりも短時間で超硬質砥粒を電着できる。
石ベースに仮付けした状態の説明図、(b)は砥石ベー
スの表面に超硬質砥粒が電着した状態の説明図
装置図
キ層の成膜速度の関係のグラフ
を本メッキ処理した状態の説明図
Claims (3)
- 【請求項1】超硬質砥粒を砥石ベースの表面上に固定さ
せるために仮付けする工程と、超硬質砥粒が仮付けされ
た状態の砥石ベースに超音波振動を付加しながら無電解
メッキ処理を用いて本メッキ層を析出させ超硬質砥粒を
砥石ベースの表面上に電着させる工程と、からなること
を特徴とする単層メタルボンド砥石の製造方法。 - 【請求項2】前記請求項1記載の単層メタルボンド砥石
の製造方法において、超音波振動の振幅を14μmより
小さくして製造されたことを特徴とする単層メタルボン
ド砥石の製造方法。 - 【請求項3】超硬質砥粒を砥石ベースの表面上に仮付け
する工程と、超音波振動を付加しながら本メッキ層を析
出させ超硬質砥粒を砥石ベースの表面上に電着させる工
程と、により超硬質砥粒と本メッキ層との界面のメッキ
層が隆起し、本メッキ層が超硬質砥粒を包み込むように
砥石ベースの表面に超硬質砥粒を電着することを特徴と
する単層メタルボンド砥石。
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