JP2003266314A - ダイヤモンドペレット及びその製造方法並びに研削機用定盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有効に使用でき、ダイヤモンドを無駄にしな
いダイヤモンドペレット及びその製造方法並びに研削機
用定盤を提供する。 【解決手段】 研削機用定盤の台板に接着して用いられ
るダイヤモンドペレット１３において、ダイヤモンド砥
粒を分散させた金属粉を焼結したダイヤモンドペレット
本体となる第一の層１１の台板への接着側に、ダイヤモ
ンド砥粒を含有しない金属粉を焼結した第二の層１２が
一体的に焼結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクの
ガラス基板、液晶ガラス基板などのガラス等を研削する
研削機用定盤の台板に接着して用いられるダイヤモンド
ペレット及びその製造方法並びに研削機用定盤に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ガラス、光学レンズ、各種の
鋼、超硬合金、サファイヤ、セラミックス等の研削にダ
イヤモンド砥粒を金属粉末に分散させ焼結したメタルボ
ンド砥石が使用されており、所定の形状に成形したダイ
ヤモンドペレットが普及している。このダイヤモンドペ
レットは研削機用定盤の台板へエポキシ樹脂系の接着剤
により直接接着して使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンドペレット
を台板に接着する際には、台板に接着剤を塗布しダイヤ
モンドペレットに圧着して接着するため、図５に示すよ
うに、接着剤が１ｍｍ前後の厚さでダイヤモンドペレッ
ト周辺へはみ出して肉盛り状態となる。

【０００４】この研削機用定盤を用いると、研削加工に
おいてダイヤモンドペレットが摩耗していくが、ダイヤ
モンドペレットの接着剤に覆われていない部分のみが使
用可能であり、接着剤に覆われた部分のダイヤモンドペ
レットについては使用することができず、ダイヤモンド
が無駄になるという問題がある。また、接着剤層を削っ
てダイヤモンドペレットを研削に使用する場合もあった
が、定盤の取り外しと取り付けに手間がかかり、また接
着力を低下させるという問題がある。なお、この場合も
全ては使えない。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、有効に
使用でき、ダイヤモンドを無駄にしないダイヤモンドペ
レット及びその製造方法並びに研削機用定盤を提供する
ことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第１の態様は、研削機用定盤の台板に接着して用い
られるダイヤモンドペレットにおいて、ダイヤモンド砥
粒を分散させた金属粉を焼結したダイヤモンドペレット
本体となる第一の層の前記台板への接着側に、ダイヤモ
ンド砥粒を含有しない金属粉を焼結した第二の層が一体
的に焼結されていることを特徴とするダイヤモンドペレ
ットにある。

【０００７】かかる第１の態様では、ダイヤモンドペレ
ットがダイヤモンド砥粒を含有しない第二の層を台板へ
の接着側に有するため、ダイヤモンド砥粒を分散させた
第一の層を最後まで研削に使い切ることができる。

【０００８】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記第一の層及び第二の層が別々にコールドプレス
によって成形され、その後一体的に焼結されたことを特
徴とするダイヤモンドペレットにある。

【０００９】かかる第２の態様では、第一の層及び第二
の層が別々にコールドプレスによって成形されているた
め、第一の層と第二の層との境界が明確になり研削する
際にダイヤモンドペレット本体が無駄にならない。

【００１０】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、前記第一の層と第二の層とが前記金属粉をベースと
するペースト材を介して一体的に焼結されていることを
特徴とするダイヤモンドペレットにある。

【００１１】かかる第３の態様では、第一の層と第二の
層とが金属粉をベースとするペースト材を介して一体的
に焼結されているため、第一の層と第二の層が充分な結
合強度で接合されている。

【００１２】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、気孔率が５〜１５％程度であることを
特徴とするダイヤモンドペレットにある。

【００１３】かかる第４の態様では、気孔率が５〜１５
％程度と高いため、好適に研削できるダイヤモンドペレ
ットを提供できる。

【００１４】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様のダイヤモンドペレットを台板に接着したことを
特徴とする研削機用定盤にある。

【００１５】かかる第５の態様では、ダイヤモンドペレ
ットがダイヤモンド砥粒を含有しない第二の層を台板へ
の接着側に有するため、ダイヤモンド砥粒を分散させた
第一の層を最後まで研削に使い切ることができる研削機
用定盤を提供できる。

【００１６】本発明の第６の態様は、ダイヤモンド砥粒
を分散させた金属粉をコールドプレスして第一の圧粉体
を成形する工程と、ダイヤモンド砥粒を含有しない金属
粉をコールドプレスして第二の圧粉体を成形する工程
と、該第一の圧粉体と第二の圧粉体とを間に前記金属粉
をベースとするペースト材を介在させて焼結する工程と
を具備することを特徴とするダイヤモンドペレットの製
造方法にある。

【００１７】かかる第６の態様では、第一の圧粉体及び
第二の圧粉体を別々に成形後ペースト材を介在させて焼
結しているため、第一の層と第二の層の境界が明確で且
つ充分に接合されたダイヤモンドペレットとなる。

【００１８】本発明の第７の態様は、第６の態様におい
て、前記ペースト材がリンを含む合金であることを特徴
とするダイヤモンドペレットの製造方法にある。

【００１９】かかる第７の態様では、ペースト材に低融
点であるリンを含むため、別々にコールドプレスされた
第一の圧粉体及び第二の圧粉体が焼結工程で充分な結合
強度で接合される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基づいて本発
明を詳細に説明する。

【００２１】本発明のダイヤモンドペレット１３は、図
１に示すように、ダイヤモンド砥粒を分散させた金属粉
を焼結したダイヤモンドペレット本体となる第一の層１
１と、ダイヤモンド砥粒を含有しない金属粉を焼結した
第二の層１２からなる。

【００２２】本発明で用いる金属粉は、メタルボンド砥
石の結合材として用いられるものであればよく特に限定
されないが、好適にはニッケル系の合金を用いればよ
い。

【００２３】また、ダイヤモンド砥粒は一般のダイヤモ
ンドペレットで用いられているものでよく、特に限定さ
れない。また、ダイヤモンド砥粒と金属粉末からなる砥
石片であってもよい。含有量も特に限定されず、一般に
ダイヤモンドペレットに用いられる含有量であればよ
い。

【００２４】ダイヤモンドペレットの形状は特に限定さ
れず、円柱、リング状円柱、三角柱、四角柱等様々な形
状を挙げることができる。

【００２５】ダイヤモンドペレットの大きさも特に限定
されず、被研削物や研削機に合わせればよく、特に限定
されない。なお、第二の層の厚さは、台板に接着する際
の接着剤の厚さと同程度、例えば１〜２ｍｍ程度とする
と、研削機用定盤の台板に接着して使用したときに、ダ
イヤモンドを含む第一の層を研削に使い切ることができ
且つ第二の層は最低限必要な厚さになっているため無駄
がない。また、後述する作業性の面からこれ以上厚くし
てもよいが、できるだけ無駄を省くのが好ましい。

【００２６】本発明のダイヤモンドペレットの成形方法
は特に限定されず、ホットプレス法でもコールドプレス
でも成形することができる。

【００２７】ホットプレス法では、型に二層の原料を順
次又は同時に充填して圧縮加熱により成形する。一方、
コールドプレスでは、二層の原料を順次又は同時に型に
充填し、圧縮して圧粉体を成形後焼結する方法と、それ
ぞれ別々に圧縮成形した第一の圧粉体及び第二の圧粉体
を、ペースト材を介在させ密着させてから焼結する方法
とがある。

【００２８】両者を比較すると、ホットプレス法よりも
大量に生産することができるという利点を有するため、
コールドプレスによるほうが好ましい。また、コールド
プレスでは加熱しないで圧粉体を成形しその後焼結する
ため、ダイヤモンドペレットの気孔率がホットプレス法
よりも高く、５〜１５％、例えば１０％前後とすること
ができる。ホットプレス法で成形した場合は、結合材の
種類にもよるが、例えばＣｏ粉−Ｓｎ粉系のものでは、
ダイヤモンドペレットの気孔率は２〜３％と低いため、
保持力、強度は高いが、目詰まりしやすく切れ味はコー
ルドプレスによる方法よりも悪くなる。

【００２９】また、コールドプレスの中でも、図２に示
すように、第一の圧粉体２１及び第二の圧粉体２２を別
々に成形する方が好ましい。

【００３０】この方法では、ダイヤモンド砥粒を有する
第一の圧粉体２１とダイヤモンド砥粒を有しない第二の
圧粉体２２を別々に成形するため、両者の境界面を明確
にすることができ、ダイヤモンドを含有する層を最後ま
で無駄なく使用できる高品質のダイヤモンドペレット１
３を得ることができる。

【００３１】コールドプレスで圧粉体を成形する場合の
圧力は、ダイヤモンドペレットの容積やダイヤモンド砥
粒の含有量等によって選定すればよく、例えば、３００
〜４００ＭＰａ程度で行うと好適に圧粉体を成形するこ
とができる。また、各圧粉体は直径φ４〜φ１００ｍ
ｍ、厚み０．５〜５０ｍｍ程度となるように成形する。

【００３２】コールドプレスにより別々に成形された第
一の圧粉体２１及び第二の圧粉体２２は、各圧粉体を構
成する金属粉をベースとするペースト材を介して接合さ
れる。

【００３３】ペースト材は、各圧粉体と同じ金属及びリ
ン等低融点のものの単一粉の混合粉又は合金粉末をバイ
ンダーに添加混練りしたものである。このバインダーと
しては、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）、ポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。

【００３４】このペースト材を第一の圧粉体２１、第二
の圧粉体２２の何れか又は両方に塗布する。塗布するペ
ースト材の厚さは特に限定されないが、０．１〜０．２
ｍｍ程度に薄く塗布することが好ましい。その後二つの
圧粉体を重ね合わせ互いに面接触させた状態において焼
結すると、二つの層が一体的に焼結された本発明のダイ
ヤモンドペレット１３となる。

【００３５】このように二つの圧粉体をペースト材を介
在させて焼結すると、ペースト材中のリン等の低融点の
ものが焼結工程で溶融しているため、二つの層は両者を
接着したものと異なり、一体的なものと同等な充分な強
度で接合されている。この際、二つの圧粉体を単に接触
させて焼結すればよく、荷重等をかけ圧着する必要はな
いので作業性の面でも問題がない。

【００３６】ここで、各圧粉体及びペースト材の金属が
同じではない場合は、それぞれの金属の性質が異なるた
め焼結する際に寸法がずれ、ダイヤモンドペレットの大
きさを均一にするのが困難になるが、本発明においては
同じ材質の金属を使用しているため、上述のような問題
が起こらず均一な寸法のダイヤモンドペレットを得るこ
とができる。

【００３７】焼結条件は特に限定されないが、例えば、
温度は６００〜９００℃で２時間程度行うことが好まし
い。

【００３８】この方法では、二層が明確で且つ高強度に
接合されており、また、製造作業性も良好である。な
お、エポキシ系接着剤等を用いて各圧粉体を接着した場
合は、充分な結合強度が得られない。

【００３９】上述したように、二層の原料を順次又は同
時に型に充填した後コールドプレスして圧粉体を成形
し、その後焼結する方法では、ダイヤモンド砥粒を含有
する層とダイヤモンド砥粒を含有しない層の境界面の品
質は二つの圧粉体を別々に成形する方法に比較して劣
る。但し、製造コストが低くなるというメリットがある
ため、研削の用途によっては、この二層の原料を充填し
た後コールドプレスで同時に成形し、その後焼結する方
法も有用である。

【００４０】また、上述したようにホットプレス法によ
っても成形することができるが、この場合も、二つの層
を同時に成形するので境界面の品質がよくないダイヤモ
ンドペレットとなる。さらに、ホットプレス法ではバッ
チ処理なのでダイヤモンドペレット一つ一つの製造に手
間がかかり、生産性がコールドプレスより劣るという欠
点がある。

【００４１】本発明のダイヤモンドペレットは、ダイヤ
モンド砥粒を含有する第一の層とダイヤモンド砥粒を含
有しない第二の層とが一体的に焼結されているため、充
分な結合強度を有する二層構造となる。また、研削機用
定盤の台板に接着して使用した場合に第二の層のみで台
板に接着することができ、ダイヤモンド砥粒を含有する
第一の層を全て研削に使用することができる。

【００４２】本発明のダイヤモンド砥粒を分散させた金
属粉を焼結したダイヤモンドペレット本体となる第一の
層の台板への接着側に、ダイヤモンド砥粒を含有しない
金属粉を焼結した第二の層が一体的に焼結されているダ
イヤモンドペレットを、研削機用定盤の台板に接着する
と、好適な研削機用定盤となる。このように本発明のダ
イヤモンドペレットを台板に接着した研削機用定盤及び
その製造方法について図３、４を参照して説明する。

【００４３】なお、図３は本発明の一実施形態に係る研
削機用定盤の一部断面図、図４は本発明の一実施形態に
係る研削機用定盤の製造方法の一例を示す一部断面図で
ある。

【００４４】図３に示すように、研削機用定盤１０はダ
イヤモンド砥粒を分散させた金属粉を焼結したダイヤモ
ンドペレット本体となる第一の層１１と、ダイヤモンド
砥粒を含有しない金属粉を焼結した第二の層１２とを有
する複数個のダイヤモンドペレット１３の第二の層１２
が、接着剤１４により研削機用定盤１０の台板１５に接
着されたものである。このとき接着剤１４は、ダイヤモ
ンド砥粒を含有する第一の層１１まで達していないよう
にする。

【００４５】台板１５に複数個のダイヤモンドペレット
１３を接着するためには、図４に示すように、石定盤１
６にダイヤモンドペレット１３を第二の層１２が上にな
るように複数個並べ、その上から接着剤１４を塗布した
台板１５をのせる。この台板１５の荷重により台板１５
にダイヤモンドペレット１３が圧着され、台板１５にダ
イヤモンドペレット１３を接着することができる。な
お、このとき更に接着荷重を加えてもよい。

【００４６】このダイヤモンドペレット１３を並べる石
定盤１６として平面の精度がよい石定盤を用いると、台
板１５からのダイヤモンドペレット１３の高さが均一で
研削面が平らで充分な精度がある研削機用定盤１０とな
る。

【００４７】ダイヤモンドペレット１３の台板１５への
貼り付け位置は特に限定されないが、研削加工に伴うダ
イヤモンドペレットの摩耗が均等になるように接着する
ことが好ましい。

【００４８】接着剤１４としては、ダイヤモンドペレッ
トを研削機用定盤の台板に接着するのに普通に用いられ
るものであれば特に限定されず、エポキシ系接着剤等公
知のものを用いることができる。

【００４９】（実施例１）ニッケル合金からなる金属粉
１００重量部と平均粒径９μｍのダイヤモンド粉５重量
部を混合し、コールドプレスにより室温で圧力３５０Ｍ
Ｐａの条件下、φ１６．５ｍｍ、厚み３ｍｍのダイヤモ
ンド砥粒を含有する圧粉体を成形した。また、ダイヤモ
ンド粉を混合しない以外は同様にして、φ１６．５ｍ
ｍ、厚み１．５ｍｍのダイヤモンド砥粒を含有しない圧
粉体も成形した。

【００５０】また、上記圧粉体と同様の金属とリンの合
金粉をバインダーであるポリビニルブチラール樹脂に添
加混練りしたペースト材を作成した。

【００５１】次に、このペースト材をダイヤモンド砥粒
を含有する圧粉体の端面に０．１〜０．２ｍｍ程度塗布
し、ダイヤモンド砥粒を含有しない圧粉体を重ね合わせ
互いに面接触させた状態で、焼結炉に入れて温度８００
℃、２時間の条件下で焼結して直径φ１５．３ｍｍ、厚
み４．２ｍｍのダイヤモンドペレットを製造した。

【００５２】得られたダイヤモンドペレットは、ダイヤ
モンド砥粒を含有する層及びダイヤモンド砥粒を含有し
ない層を有し、この二つの層が充分な結合強度で接合さ
れていた。

【００５３】（実施例２）実施例１のダイヤモンドペレ
ットを、ダイヤモンド砥粒を含有しない層が上になるよ
うに石定盤に複数個並べ、エポキシ系接着剤を塗布した
３００ｋｇの研削機用定盤の台板を上からのせ、更に接
着荷重を加えてダイヤモンドペレットを台板に接着し
た。

【００５４】得られた研削機用定盤は、接着剤がダイヤ
モンドペレット側面にはみ出しているが、ダイヤモンド
ペレットがダイヤモンド砥粒を含有しない層を台板側に
有するため、ダイヤモンド砥粒を含有する層には接着剤
は達していなかった。この研削機用定盤を研削に使用す
ると、ダイヤモンド砥粒を含有する層を研削に最後まで
使用することができた。また、ダイヤモンド砥粒を含有
する層を最後まで使用してもエポキシ系接着剤に被研削
体が触れることがないため、加工品質と安定加工は維持
されていた。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ダイヤモンド砥粒を分散させた金属粉を焼結したダイヤ
モンドペレット本体となる第一の層の台板への接着側
に、ダイヤモンド砥粒を含有しない金属粉を焼結した第
二の層が一体的に焼結されているため、研削機用定盤の
台板に接着して使用した場合にダイヤモンド砥粒を含有
する層を全て研削に使用することができるという効果を
有する。また、ダイヤモンド砥粒を含有する層と、ダイ
ヤモンド砥粒を含有しない層とは一体的に焼結されて接
合されているため、充分な結合強度を有し、研削機用定
盤の台板に接着して使用したときに、当該二層がはがれ
ることがないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるダイヤモンドペレ
ットを示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるダイヤモンドペレ
ットの製造方法の一例を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる研削機用定盤の一
部断面図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかる研削機用定盤の製
造方法の一例を示す一部断面図である。

【図５】従来技術にかかる研削機用定盤の一部断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 研削機用定盤 １１ 第一の層 １２ 第二の層 １３ ダイヤモンドペレット １４ 接着剤 １５ 台板 １６ 石定盤 ２１ 第一の圧粉体 ２２ 第二の圧粉体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２４Ｄ 7/06 Ｂ２４Ｄ 7/06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研削機用定盤の台板に接着して用いられ
   るダイヤモンドペレットにおいて、 ダイヤモンド砥粒を分散させた金属粉を焼結したダイヤ
   モンドペレット本体となる第一の層の前記台板への接着
   側に、ダイヤモンド砥粒を含有しない金属粉を焼結した
   第二の層が一体的に焼結されていることを特徴とするダ
   イヤモンドペレット。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第一の層及び第
   二の層が別々にコールドプレスによって成形され、その
   後一体的に焼結されたことを特徴とするダイヤモンドペ
   レット。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記第一の層と第二
   の層とが前記金属粉をベースとするペースト材を介して
   一体的に焼結されていることを特徴とするダイヤモンド
   ペレット。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、気孔率
   が５〜１５％程度であることを特徴とするダイヤモンド
   ペレット。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかのダイヤモンドペ
   レットを台板に接着したことを特徴とする研削機用定
   盤。
6. 【請求項６】 ダイヤモンド砥粒を分散させた金属粉を
   コールドプレスして第一の圧粉体を成形する工程と、ダ
   イヤモンド砥粒を含有しない金属粉をコールドプレスし
   て第二の圧粉体を成形する工程と、該第一の圧粉体と第
   二の圧粉体とを間に前記金属粉をベースとするペースト
   材を介在させて焼結する工程とを具備することを特徴と
   するダイヤモンドペレットの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記ペースト材がリ
   ンを含む合金であることを特徴とするダイヤモンドペレ
   ットの製造方法。