JP2007021668A - Electrodeposited abrasive tool and method of producing electrodeposited abrasive tool - Google Patents

Electrodeposited abrasive tool and method of producing electrodeposited abrasive tool Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for enhancing the electrodeposition strength of abrasive grains and a filler. <P>SOLUTION: In production of an electrodeposited abrasive tool, the abrasive grains 14 and the conductive filler 21 of a first abrasive layer are bonded to a surface of a substrate 4, and a plated layer 16 of the first abrasive layer is formed on the entire surfaces of the abrasive grains 14 and the filler 21 of the first abrasive layer, that are bonded to the substrate 4, to thereby electrodeposit the abrasive grains 14 and the filler 21 of the first abrasive layer. Next, the abrasive grains 18 and the filler 21 of a second abrasive layer are bonded to the abrasive grains 14 of the first abrasive layer, and a plated layer 20 of the second abrasive layer is formed on the entire surfaces of the abrasive grains 18 and the filler 21 of the second abrasive layer, to thereby electrodeposit the abrasive grains 18 and the filler of the second abrasive layer. In production of the electrodeposited abrasive tool, the conductive filler is employed, and the abrasive layers of a multi-layer structure are formed layer by layer, which leads to enhance electrodeposition strength of the abrasive grains. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電着砥粒工具および電着砥粒工具の製造方法に関する。   The present invention relates to an electrodeposited abrasive tool and a method for producing an electrodeposited abrasive tool.

シリコン等の硬質脆性材料を研削ないし切断等するための工具としては、基材にダイヤモンド等からなる砥粒を電着した電着砥粒工具が用いられている。電着砥粒工具においては、工具の寿命を長くする観点から、基材に形成される砥粒層が砥粒の粒径を越える厚みになるように、多層構造の気孔を有する砥粒層が形成される。このような砥粒を用いた工具においては、砥粒の集中度が低い方が、切れ味が良くなることが知られている(非特許文献1ないし3参照)。このため、砥粒の集中度を調整するため、砥粒の粒間にフィラーと呼ばれる充填材、骨材を混ぜて基材に固着させた砥粒工具が提案されている(特許文献1ないし3参照)。
特開平11−216657号公報 特開2002−146344号公報 特開2001−79769号公報 「ファインセラミックスのホーニング加工(砥石集中度・粒度の影響)」,精密工学会誌,精密工学会,1986年11月,52巻,11号,1889頁 「超砥粒ホイールのアブレシブ磨耗に関する研究(第1報)レジノイドボンド砥石の掘り起こし磨耗の特性」,精密工学会誌,精密工学会,2001年3月,67巻,3号,423頁 「各種ファインセラミックスの円筒ホーニング−砥石集中度・粒度の影響−」,財団法人機械振興協会技術研究所,1994年,平成6年度事例追補特殊加工編事例番号2414
As a tool for grinding or cutting a hard brittle material such as silicon, an electrodeposition abrasive tool in which abrasive grains made of diamond or the like are electrodeposited on a base material is used. In an electrodeposited abrasive tool, from the viewpoint of extending the life of the tool, an abrasive layer having pores of a multilayer structure is formed so that the abrasive grain layer formed on the substrate has a thickness exceeding the grain size of the abrasive grain. It is formed. In a tool using such abrasive grains, it is known that sharpness is improved when the concentration of abrasive grains is low (see Non-Patent Documents 1 to 3). For this reason, in order to adjust the concentration of abrasive grains, there has been proposed an abrasive tool in which fillers and aggregates called fillers are mixed between abrasive grains and fixed to a base material (Patent Documents 1 to 3). reference).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-216657 JP 2002-146344 A JP 2001-79769 A "Honing of fine ceramics (effect of grinding wheel concentration and grain size)", Journal of Precision Engineering, Precision Engineering Society, November 1986, Vol. 52, No. 11, p. 1889 "Study on abrasive wear of superabrasive wheels (1st report) Characteristics of excavated wear of resinoid bond wheels", Journal of Japan Society for Precision Engineering, Japan Society for Precision Engineering, March 2001, Vol. 67, No. 3, page 423 "Cylinder honing of various fine ceramics-Influence of grinding wheel concentration and particle size-", Japan Institute of Mechanical Engineers, Technical Research Institute, 1994, 1994, Case Supplement Special Machining Case No. 2414

しかし、上記特許文献1のようにレジンボンドにより砥粒を基材に固着させた工具では、砥粒の固定強度が劣るため、上記特許文献2および3のように、電着により砥粒を基材に固着させた工具が望まれる。ところが、実際に特許文献2および3のように、砥粒間にフィラーを混入し、電着により多層構造の砥粒層を形成してみると、砥粒やフィラーが基材から剥離しやすく、所望の電着強度が得られない場合がある。   However, in the tool in which the abrasive grains are fixed to the base material by resin bond as in the above-mentioned Patent Document 1, the fixing strength of the abrasive grains is inferior. A tool fixed to the material is desired. However, as in Patent Documents 2 and 3, when a filler is mixed between abrasive grains and an abrasive layer having a multilayer structure is formed by electrodeposition, the abrasive grains and filler are easily peeled off from the substrate. The desired electrodeposition strength may not be obtained.

本発明は、斯かる実情に鑑み、砥粒およびフィラーの電着強度を高める手段を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention intends to provide means for increasing the electrodeposition strength of abrasive grains and fillers.

本発明は、基材と、基材に多層に電着された導電性の砥粒と、砥粒の粒間に分散配置された導電性のフィラーと、砥粒およびフィラーの粒間に形成された気孔と、を備えた砥粒電着工具である。   The present invention is formed between a base material, conductive abrasive grains electrodeposited in multiple layers on the base material, conductive fillers dispersed between the abrasive grains, and abrasive grains and filler particles. An abrasive electrodeposition tool provided with a pore.

この構成によれば、砥粒とフィラーが導電性を有するので、砥粒およびフィラーの表面に電着による鍍金層が形成されることになり、砥粒とフィラーの電着強度が強く、寿命の長い有気孔タイプの砥粒電着工具となる。   According to this configuration, since the abrasive grains and the filler have conductivity, a plating layer is formed by electrodeposition on the surfaces of the abrasive grains and the filler, the electrodeposition strength of the abrasive grains and the filler is strong, Long air-hole type abrasive electrodeposition tool.

なお、本明細書で、「導電性を有する砥粒」とは、ダイヤモンド半導体等から成る砥粒のように砥粒自体が導電性を有するものと、金属膜をコーティングされた砥粒のようにコーティングにより導電性を有するものの両方を含む。   In this specification, the term “conductive abrasive” means that the abrasive itself is conductive, such as abrasive grains made of diamond semiconductor or the like, and abrasive grains coated with a metal film. Includes both conductive and conductive coatings.

この場合、フィラーは炭素繊維からなるものとすることが、フィラーの導電性の観点から好適である。   In this case, the filler is preferably made of carbon fiber from the viewpoint of filler conductivity.

また、本発明の別の態様によれば、基材に、導電性の砥粒と導電性のフィラーとを分散配置して一層付着させる第1工程と、基材に付着させた一層の砥粒とフィラーとを鍍金液中で電着により固定して第1砥粒層を形成する第2工程と、第1砥粒層に、導電性の砥粒と導電性のフィラーとを分散配置して一層付着させる第3工程と、第1砥粒層に付着させた一層の砥粒とフィラーとを鍍金液中で電着により固定して第2砥粒層を形成する第4工程と、を含む砥粒電着工具の製造方法が提供される。   Further, according to another aspect of the present invention, the first step in which conductive abrasive grains and conductive filler are dispersedly disposed on the base material and further adhered thereto, and the single abrasive grain adhered to the base material And the second step of forming the first abrasive layer by electrodeposition in the plating solution, and conductive abrasive particles and the conductive filler are dispersedly arranged in the first abrasive layer. A third step of depositing one layer, and a fourth step of forming the second abrasive layer by fixing the one layer of abrasive grains and the filler deposited on the first abrasive layer by electrodeposition in a plating solution. A method of manufacturing an abrasive electrodeposition tool is provided.

この構成であれば、導電性を有する砥粒とフィラーとを用い、一層毎に気孔を有する砥粒層を形成していくため、それぞれの砥粒層において、砥粒とフィラーの表面に鍍金層が形成されたものとなり、砥粒とフィラーの電着強度が強い砥粒電着工具を製造することができる。   If it is this structure, in order to form the abrasive grain layer which has a pore for every layer using the abrasive grain and filler which have electroconductivity, in each abrasive grain layer, the plating layer on the surface of an abrasive grain and a filler Thus, an abrasive electrodeposition tool having a high electrodeposition strength between the abrasive grains and the filler can be produced.

本発明による砥粒電着工具の製造方法および砥粒電着工具によれば、砥粒とフィラーの電着強度が強い砥粒電着工具を提供できる。   According to the method for producing an abrasive electrodeposition tool and the abrasive electrodeposition tool according to the present invention, it is possible to provide an abrasive electrodeposition tool in which the electrodeposition strength of abrasive grains and filler is strong.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1(a)は本実施形態に係る砥粒電着工具を示す斜視図であり、図1(b)はその平面図であり、図1(c)はそのA−A線での断面図である。図1(a)〜(c)に示すように、本実施形態の砥粒電着工具2は、円盤状の基材4の外周に複数層の砥粒とフィラーが電着された有気孔タイプの砥粒層6を有する構成となっている。本実施形態の砥粒電着工具2は、基材4の中心に軸孔8が設けられ、使用時には軸孔8を研削加工機の回転軸に固定され、シリコン等の高硬度脆性材料の研削加工が可能な砥粒ホイールとして機能するようにされている。基材4は、普通鋼、ステンレス鋼(SUS)、炭素工具鋼(SK)、合金工具鋼(SKS,SKD,SKT)、高速度鋼(SKH)から成るものとできる。   Fig.1 (a) is a perspective view which shows the abrasive electrodeposition tool which concerns on this embodiment, FIG.1 (b) is the top view, FIG.1 (c) is sectional drawing in the AA line | wire. It is. As shown in FIGS. 1A to 1C, the abrasive electrodeposition tool 2 of this embodiment is a porous type in which a plurality of layers of abrasive grains and fillers are electrodeposited on the outer periphery of a disk-shaped substrate 4. It is the structure which has the abrasive grain layer 6 of this. The abrasive electrodeposition tool 2 of the present embodiment is provided with a shaft hole 8 at the center of a base material 4, and when used, the shaft hole 8 is fixed to the rotating shaft of a grinding machine to grind a high hardness brittle material such as silicon. It is designed to function as an abrasive wheel that can be processed. The base material 4 can be made of ordinary steel, stainless steel (SUS), carbon tool steel (SK), alloy tool steel (SKS, SKD, SKT), or high speed steel (SKH).

砥粒層6は、本実施形態においては、合成ダイヤモンド(SD)砥粒と炭素繊維からなるフィラーとが電着されたものである。他にも、砥粒層6を構成する砥粒は、天然ダイヤモンド(D)、金属コーティング合成ダイヤモンド(SDC)、立方昌窒化ホウ素(CBN)、金属被覆された立方昌窒化ホウ素(CBNC)から成るものとできる。砥粒はニッケルやチタン等の金属膜等によりコーティングされ導電性を有するコーティング砥粒を用いることができる。あるいは、コーティングされていなくとも、ダイヤモンド半導体等からなる導電性を有する砥粒を適用することができる。   In this embodiment, the abrasive layer 6 is formed by electrodepositing synthetic diamond (SD) abrasive grains and a filler made of carbon fiber. In addition, the abrasive grains constituting the abrasive layer 6 are composed of natural diamond (D), metal-coated synthetic diamond (SDC), cubic boron nitride (CBN), and metal-coated cubic boron nitride (CBNC). I can do it. As the abrasive grains, coated abrasive grains coated with a metal film such as nickel or titanium and having conductivity can be used. Alternatively, conductive abrasive grains made of a diamond semiconductor or the like can be applied even if they are not coated.

本実施形態においては、フィラーは炭素繊維(比重2.00〜2.50)で構成されている。炭素繊維の代わりに、導電性シリコンゴムや、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)などの有機導電性ポリマーを用いることもできる。また、フィラーは黒鉛粒子からなるものとできる。あるいは、フィラーは金属を含む合成樹脂でも良い。また、フィラーの粒径は、砥粒における粒径の1〜2倍の径が好ましい。   In the present embodiment, the filler is composed of carbon fibers (specific gravity 2.00 to 2.50). Instead of carbon fiber, organic conductive polymers such as conductive silicon rubber, polypyrrole, polythiophene, polyisothianaphthene, and polyethylenedioxythiophene (PEDOT) can also be used. The filler can be made of graphite particles. Alternatively, the filler may be a synthetic resin containing a metal. Further, the particle diameter of the filler is preferably 1 to 2 times the particle diameter of the abrasive grains.

図2は、本発明の実施形態に係る砥粒電着工具の砥粒層を示す拡大図である。本実施形態に係る砥粒層6は第1砥粒層10と第2砥粒層12の2層から成る。基材4の表面に第1砥粒層10の砥粒14およびフィラー21が電着されている。第1砥粒層10の砥粒14およびフィラー21の表面は、第1砥粒層10の鍍金層16に被覆されている。第1砥粒層10の砥粒14およびフィラー21の上には、第2砥粒層12の砥粒18およびフィラー21が電着されている。第2砥粒層12の砥粒18およびフィラー21の表面は、第2砥粒層12の鍍金層20に被覆されている。各砥粒14,18およびフィラー21の粒間には気孔22が形成される。本実施形態において、第1砥粒層の鍍金層16、第2砥粒層の鍍金層20は、ニッケルよりなる。なお、本実施形態に係る砥粒層6は2層より構成されているが、3層以上の多層構造を有するものとしても良い。より好適には、砥粒層6の全体の層厚は、砥粒の平均砥粒径の3倍以上、より好ましくは6倍以上、さらに好ましくは10倍以上とすることにより、砥粒電着工具2の寿命を長いものとできる。   FIG. 2 is an enlarged view showing the abrasive layer of the abrasive electrodeposition tool according to the embodiment of the present invention. The abrasive grain layer 6 according to this embodiment is composed of two layers, a first abrasive grain layer 10 and a second abrasive grain layer 12. The abrasive grains 14 and fillers 21 of the first abrasive grain layer 10 are electrodeposited on the surface of the substrate 4. The surfaces of the abrasive grains 14 and the filler 21 of the first abrasive grain layer 10 are covered with the plating layer 16 of the first abrasive grain layer 10. On the abrasive grains 14 and filler 21 of the first abrasive grain layer 10, the abrasive grains 18 and filler 21 of the second abrasive grain layer 12 are electrodeposited. The surfaces of the abrasive grains 18 and the filler 21 of the second abrasive grain layer 12 are covered with the plating layer 20 of the second abrasive grain layer 12. Pores 22 are formed between the abrasive grains 14 and 18 and the filler 21 grains. In the present embodiment, the plating layer 16 of the first abrasive layer and the plating layer 20 of the second abrasive layer are made of nickel. In addition, although the abrasive grain layer 6 which concerns on this embodiment is comprised from 2 layers, it is good also as what has a multilayered structure of 3 layers or more. More preferably, the total layer thickness of the abrasive layer 6 is 3 times or more of the average abrasive grain size of the abrasive grains, more preferably 6 times or more, and even more preferably 10 times or more. The life of the tool 2 can be extended.

従来の製造方法では多層構造のフィラーを含む有気孔タイプの砥粒層は、多層にわたる砥粒層の全ての層を一度に電着することにより形成されていた。加えて、フィラーは導電性を有さないものを用いていた。そのため砥粒やフィラーの電着を行っても、最後に積層された砥粒層の砥粒とフィラーしか鍍金されず、基材に接する側の砥粒層の砥粒やフィラーはほとんど鍍金されなかった。そのため、砥粒とフィラーの電着強度は弱いものとなり、砥粒電着工具の寿命は短いものとなっていた。一方、本実施形態の砥粒電着工具にかかる導電性のフィラーを含む有気孔タイプの砥粒層は、砥粒とフィラーが両方とも導電性であるために、基材に接する層から積層方向に至る全ての層まで、砥粒とフィラーが鍍金層に被覆されている。そのため、砥粒とフィラーの電着強度は強いものとなり、砥粒電着工具の寿命も長いものとなる。本実施形態においては、砥粒は接着剤等を用いることなく電着されている。また、電着強度を高めるため、意図的に砥粒の表面に微細な凹凸を付与する工程も行わない。   In the conventional manufacturing method, a porous-hole type abrasive grain layer containing a filler having a multilayer structure is formed by electrodepositing all the layers of the abrasive grain layer covering the multilayer at once. In addition, a filler having no conductivity was used. Therefore, even when electrodeposition of abrasive grains and fillers is performed, only the abrasive grains and filler of the last laminated abrasive layer are plated, and the abrasive grains and filler of the abrasive layer on the side in contact with the substrate are hardly plated. It was. Therefore, the electrodeposition strength of the abrasive grains and the filler is weak, and the life of the abrasive electrodeposition tool is short. On the other hand, a porous-type abrasive grain layer containing a conductive filler applied to the abrasive electrodeposition tool of the present embodiment has a laminating direction from the layer in contact with the base material because both the abrasive grains and the filler are conductive. Abrasive grains and fillers are coated on the plated layer up to all the layers. Therefore, the electrodeposition strength of the abrasive grains and the filler is strong, and the life of the abrasive electrodeposition tool is also long. In the present embodiment, the abrasive grains are electrodeposited without using an adhesive or the like. Further, in order to increase the electrodeposition strength, a step of intentionally imparting fine irregularities to the surface of the abrasive grains is not performed.

フィラーは、砥粒のダイヤモンドと比べると硬度が極めて小さいため、実質的に気孔と同じ働きを示すが、偶然性に異存する気孔と違い、砥粒の集中度を調整でき、被加工物にあった砥粒の集中度とすることができる。   Since the filler has a very small hardness compared to abrasive diamonds, it has substantially the same function as pores, but unlike pores that differ by chance, it can adjust the concentration of abrasive grains and was in the work piece It can be the concentration of abrasive grains.

以下、本実施形態に係る砥粒電着工具を製造する工程について説明する。図3は、本実施形態に係る砥粒電着工具の製造方法で用いる鍍金装置を示す図である。図3に示すように、鍍金装置24は、鍍金液28を収容する鍍金槽26から成る。鍍金槽26内には、鍍金液28に電圧を印加する電極32が設けられている。この電極32にはプラスの電圧が印加され、陽極として作用する。鍍金液28は、例えばスルファミン酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸等の混合液を使用することができる。鍍金液28中には、上記合成ダイヤモンド等から成りニッケル等の金属膜をコーティングされた砥粒30を混入させてある。また、炭素繊維からなるフィラー31も混入させてある。   Hereinafter, the process of manufacturing the abrasive electrodeposition tool according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a view showing a plating apparatus used in the method for manufacturing an abrasive electrodeposition tool according to this embodiment. As shown in FIG. 3, the plating apparatus 24 includes a plating tank 26 that stores a plating solution 28. An electrode 32 for applying a voltage to the plating solution 28 is provided in the plating tank 26. A positive voltage is applied to the electrode 32 and acts as an anode. As the plating solution 28, for example, a mixed solution of nickel sulfamate, nickel chloride, boric acid or the like can be used. In the plating solution 28, abrasive grains 30 made of the above synthetic diamond or the like and coated with a metal film such as nickel are mixed. Moreover, the filler 31 which consists of carbon fibers is also mixed.

鍍金槽26内には、砥粒30を電着させるための基材4が配置されるようになっている。基材4にはマイナスの電圧が印加され、陰極として作用する。基材4は、鍍金槽26の鍍金液28中で回転可能なようにされている。   In the plating tank 26, the base material 4 for electrodepositing the abrasive grains 30 is arranged. A negative voltage is applied to the substrate 4 to act as a cathode. The base material 4 is configured to be rotatable in the plating solution 28 of the plating tank 26.

以下、図3に示す鍍金装置内で砥粒の電着を行う方法について説明する。まず、鍍金液28を攪拌することにより、鍍金液28内に砥粒30およびフィラー31が浮遊する。次に、鍍金液28の攪拌をやめてしばらくすると、砥粒30およびフィラー31がゆっくりと沈降して基材4の表面に定着する。この際、砥金液28中の砥粒30およびフィラー31の含有量等を適宜調整することにより、基材4の表面に一層だけ砥粒を定着させることができ、砥粒の集中度も調整することができる。   Hereinafter, a method for electrodeposition of abrasive grains in the plating apparatus shown in FIG. 3 will be described. First, by stirring the plating solution 28, the abrasive grains 30 and the filler 31 float in the plating solution 28. Next, after the stirring of the plating solution 28 is stopped, the abrasive grains 30 and the filler 31 are slowly settled and fixed on the surface of the substrate 4. At this time, by appropriately adjusting the contents of the abrasive grains 30 and fillers 31 in the abrasive liquid 28, the abrasive grains can be fixed on the surface of the base material 4 only, and the concentration of the abrasive grains is also adjusted. can do.

この時に、電極32と基材4に電圧を印加すると、定着した砥粒30とフィラー31が鍍金され、基材4に固定される。ただし、基材4は円盤形状なため、周辺部位の内、頂点付近にのみ砥粒30とフィラー31が付着する。砥粒30とフィラー31が固定されると、基材4を円周の数分の1程度回転させ、基材4の砥粒30とフィラー31の未着部分に上記工程で砥粒30とフィラー31を順次付着させる。なお、このとき、基材4には常時電流を流し続けるため、上記工程で既に基材4に固定された砥粒30とフィラー31では、鍍金層が次第に厚くなってくる。   At this time, when a voltage is applied to the electrode 32 and the base material 4, the fixed abrasive grains 30 and the filler 31 are plated and fixed to the base material 4. However, since the base material 4 has a disk shape, the abrasive grains 30 and the filler 31 are attached only to the vicinity of the apex among the peripheral portions. When the abrasive grains 30 and the filler 31 are fixed, the base material 4 is rotated about a fraction of the circumference, and the abrasive grains 30 and the filler are applied to the unattached portions of the abrasive grains 30 and the filler 31 of the base material 4 in the above process. 31 are sequentially deposited. At this time, since a current always flows through the base material 4, the plating layer gradually becomes thicker in the abrasive grains 30 and the fillers 31 already fixed to the base material 4 in the above process.

基材4が1回転すると、基材4の周辺全てに一層の砥粒層が形成される。そして基材4がもう1回転すると、今度は基材4の周辺に2層目の砥粒層が形成される。このように基材4に常時電流を流しつつ、基材4を回転させることにより、基材4上に多層構造の砥粒層を形成することができる。   When the substrate 4 rotates once, a single abrasive layer is formed on the entire periphery of the substrate 4. Then, when the substrate 4 is rotated one more time, a second abrasive layer is formed around the substrate 4 this time. In this way, by rotating the base material 4 while constantly passing an electric current through the base material 4, it is possible to form an abrasive layer having a multilayer structure on the base material 4.

図4は、本発明の実施形態に係る砥粒電着工具の製造方法を示す図である。図4(a)に示すように、基材4の表面に、第1砥粒層の砥粒14とフィラー21が付着する。次に図4(b)に示すように、基材4に付着した第1砥粒層の砥粒14とフィラー21の表面に、第1砥粒層の鍍金層16が形成され、第1砥粒層の砥粒14とフィラー21が電着される。次に図4(c)に示すように、第1砥粒層の砥粒14とフィラー21に、第2砥粒層の砥粒18が付着する。次に図4(d)に示すように、第2砥粒層の砥粒18とフィラー21の表面に、第2砥粒層の鍍金層20が形成され、第2砥粒層の砥粒18とフィラー21が電着される。各鍍粒間の隙間は、この電着段階では鍍金液があり、鍍金プロセスにおいては気孔ではないが、製造プロセス終了後、鍍金槽から基材を取り出した段階で気孔となる。意図的に気孔を排除しなければ、気孔は自然に並存する。なお気孔が閉塞している場合、鍍金液が残存する可能性はあるが、研削、研磨、または切断作業に支障はない。   FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing an abrasive electrodeposition tool according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4A, the abrasive grains 14 and the filler 21 of the first abrasive grain layer adhere to the surface of the substrate 4. Next, as shown in FIG. 4B, a plating layer 16 of the first abrasive layer is formed on the surface of the abrasive grains 14 and the filler 21 of the first abrasive layer adhering to the base material 4, and the first abrasive The grain layer abrasive grains 14 and filler 21 are electrodeposited. Next, as shown in FIG. 4C, the abrasive grains 18 of the second abrasive layer adhere to the abrasive grains 14 and the filler 21 of the first abrasive grain layer. Next, as shown in FIG. 4 (d), the plating layer 20 of the second abrasive layer is formed on the surface of the abrasive grains 18 of the second abrasive layer and the filler 21, and the abrasive grains 18 of the second abrasive layer. And the filler 21 are electrodeposited. The gaps between the individual grains have a plating solution at this electrodeposition stage and are not pores in the plating process, but become pores when the substrate is taken out from the plating tank after the manufacturing process is completed. Unless the pores are intentionally excluded, the pores coexist naturally. If the pores are blocked, there is a possibility that the plating solution may remain, but there is no problem in the grinding, polishing, or cutting operation.

本実施形態の方法では、このようにして、多層構造の砥粒層を一層づつ形成していくため、多層構造の基材に接する層から最も上段に積層された層まで、砥粒の表面に鍍金層が形成されたものとなる。したがって、砥粒とフィラーの電着強度は強いものとなる。なお、図4では、基材4上に第1砥粒層と第2砥粒層の2層を積層する例を示したが、層の数は2層に限定されることはない。例えば、第2砥粒層に第3砥粒層を形成し、さらに第3砥粒層に第4砥粒層を形成するといったように、3層以上の多層構造を基材上に形成することができる。   In the method of the present embodiment, the multilayer abrasive layer is formed one layer at a time in this way, so that the layer on the surface of the abrasive grain from the layer in contact with the multilayer substrate to the layer laminated on the uppermost layer is formed. A plating layer is formed. Therefore, the electrodeposition strength of the abrasive grains and the filler is strong. In addition, although the example which laminates | stacks two layers, a 1st abrasive grain layer and a 2nd abrasive grain layer, on the base material 4 was shown in FIG. 4, the number of layers is not limited to two layers. For example, a multilayer structure of three or more layers is formed on a substrate, such as forming a third abrasive layer on the second abrasive layer and further forming a fourth abrasive layer on the third abrasive layer. Can do.

工業的に砥粒電着工具を量産する際には、以下のようにして行うことができる。図5は、本発明の実施形態に係る砥粒電着工具の製造方法における鍍金槽と基材の配置を示す図である。本実施形態においては第1鍍金槽36および第2鍍金槽38が用意される。それぞれの鍍金槽には、金属膜によりコーティングされた砥粒30と炭素繊維からなるフィラー31を含む鍍金液28が入れられている。   When mass-producing an abrasive electrodeposition tool industrially, it can be performed as follows. FIG. 5 is a view showing the arrangement of the plating tank and the base material in the method for manufacturing an abrasive electrodeposition tool according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, a first plating tank 36 and a second plating tank 38 are prepared. In each plating tank, a plating solution 28 containing abrasive grains 30 coated with a metal film and a filler 31 made of carbon fiber is placed.

そして、第1鍍金槽36には基材4が浸漬され、第2鍍金槽38には予め第1砥粒層が形成された基材40が浸漬される。そして2つの鍍金槽で、それぞれ第1砥粒層形成工程、第2砥粒層形成工程が同時に並行して行われる。その結果、第1鍍金槽36からは第1砥粒層が形成された基材40が製造され、第2鍍金槽38からは第2砥粒層が形成された基材42がそれぞれ製造される。   Then, the base material 4 is immersed in the first plating tank 36, and the base material 40 on which the first abrasive grain layer is previously formed is immersed in the second plating tank 38. In the two plating tanks, the first abrasive layer forming step and the second abrasive layer forming step are simultaneously performed in parallel. As a result, the base material 40 on which the first abrasive grain layer is formed is manufactured from the first plating tank 36, and the base material 42 on which the second abrasive grain layer is formed is manufactured from the second plating tank 38, respectively. .

そして、製造された基材は、それぞれ次工程を行う鍍金槽に送られ、第1鍍金槽36には再度、基材4が浸漬され、第2鍍金槽38には第1砥粒層が形成された基材40が浸漬される。そして、それぞれの鍍金槽で砥粒層が形成された基材が製造され、再度、次工程を行う鍍金槽に移される。   And the manufactured base material is sent to the plating tank which performs each next process, respectively, the base material 4 is again immersed in the 1st plating tank 36, and the 1st abrasive grain layer is formed in the 2nd plating tank 38. The base material 40 is immersed. And the base material in which the abrasive grain layer was formed in each plating tank is manufactured, and it moves again to the plating tank which performs the next process.

本実施形態の製造方法においては、各鍍金槽において、各砥粒層形成工程が並行して同時に行われるため、多層構造の砥粒層を効率良く形成することができる。なお、本実施形態においては、鍍金槽を3以上に増やし、3層以上の砥粒層形成工程を同時に並行して行うこともできる。   In the manufacturing method of this embodiment, since each abrasive grain layer formation process is performed simultaneously in parallel in each plating tank, the abrasive grain layer of a multilayer structure can be formed efficiently. In the present embodiment, the number of plating tanks can be increased to 3 or more, and three or more abrasive grain layer forming steps can be simultaneously performed in parallel.

図6は、本発明の別の実施形態に係る砥粒電着工具の製造方法における鍍金槽と基材の配置を示す図である。この実施形態においては、複数の基材を浸漬することが可能な大鍍金槽44が用意される。大鍍金槽44には、金属膜によりコーティングされた砥粒30と炭素繊維からなるフィラー31を含む鍍金液28が入れられる。鍍金液28の中には、基材4と、予め第1砥粒層が形成された基材40が浸漬される。そして大鍍金槽44内で、それぞれ同時に並行して、基材4には第1砥粒層形成工程が行われ、第1砥粒層が形成された基材40には第2砥粒層形成工程が行われる。その後、第2砥粒層が形成された基材42は、大鍍金槽44から取り出され、新たに基材4が鍍金液28中に浸漬される。そして、再度、上記のように第1砥粒層形成工程と第2砥粒層形成工程を大鍍金槽44内で同時に並行して行うことにより、各層の砥粒層が形成されていく。この実施形態においては、一つの大鍍金槽内で全ての砥粒層形成工程が行われるので、複数の鍍金槽を用意する必要がないという利点がある。   FIG. 6 is a view showing the arrangement of the plating tank and the base material in the method for manufacturing an abrasive electrodeposition tool according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, a large plating tank 44 capable of immersing a plurality of base materials is prepared. A plating solution 28 containing abrasive grains 30 coated with a metal film and a filler 31 made of carbon fiber is placed in the large plating tank 44. In the plating solution 28, the base material 4 and the base material 40 on which the first abrasive grain layer has been previously formed are immersed. Then, in the large plating tank 44, the first abrasive layer forming step is performed on the base 4 in parallel and the second abrasive layer is formed on the base 40 on which the first abrasive layer is formed. A process is performed. Thereafter, the base material 42 on which the second abrasive layer is formed is taken out from the large plating tank 44, and the base material 4 is newly immersed in the plating solution 28. Then, again, as described above, the first abrasive layer forming step and the second abrasive layer forming step are simultaneously performed in parallel in the large plating tank 44, whereby the abrasive layer of each layer is formed. In this embodiment, since all the abrasive layer forming steps are performed in one large plating tank, there is an advantage that it is not necessary to prepare a plurality of plating tanks.

なお、本発明の電着砥粒工具および電着砥粒工具の製造方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The electrodeposition abrasive tool and the electrodeposition abrasive tool manufacturing method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course.

(a)は本実施形態に係る砥粒電着工具を示す斜視図であり、(b)はその平面図であり、(c)はそのA−A線での断面図である。(A) is a perspective view which shows the abrasive electrodeposition tool which concerns on this embodiment, (b) is the top view, (c) is sectional drawing in the AA line. 本発明の実施形態に係る砥粒電着工具の砥粒層を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the abrasive grain layer of the abrasive grain electrodeposition tool which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る砥粒電着工具の製造方法で用いる鍍金装置を示す図である。It is a figure which shows the plating apparatus used with the manufacturing method of the abrasive electrodeposition tool which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る砥粒電着工具の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the abrasive electrodeposition tool which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る砥粒電着工具の製造方法における鍍金槽と基材の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the plating tank and a base material in the manufacturing method of the abrasive electrodeposition tool which concerns on embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係る砥粒電着工具の製造方法における鍍金槽と基材の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the plating tank and a base material in the manufacturing method of the abrasive electrodeposition tool which concerns on another embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2…砥粒電着工具、4…基材、6…砥粒層、8…軸孔、10…第1砥粒層、12…第2砥粒層、14…第1砥粒層の砥粒、16…第1砥粒層の鍍金層、18…第2砥粒層の砥粒、20…第2砥粒層の鍍金層、21…フィラー、22…気孔、24…鍍金装置、26…鍍金槽、28…鍍金液、30…砥粒、31…フィラー、32…電極、36…第1鍍金槽、38…第2鍍金槽、40…第1砥粒層が形成された基材、42…第2砥粒層が形成された基材、44…大鍍金槽 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Abrasive electrodeposition tool, 4 ... Base material, 6 ... Abrasive layer, 8 ... Shaft hole, 10 ... 1st abrasive layer, 12 ... 2nd abrasive layer, 14 ... Abrasive grain of 1st abrasive layer , 16 ... plating layer of the first abrasive grain layer, 18 ... abrasive grains of the second abrasive grain layer, 20 ... plating layer of the second abrasive grain layer, 21 ... filler, 22 ... pores, 24 ... plating machine, 26 ... plating Tank, 28 ... plating solution, 30 ... abrasive, 31 ... filler, 32 ... electrode, 36 ... first plating tank, 38 ... second plating tank, 40 ... base material on which first abrasive layer is formed, 42 ... Base material on which second abrasive layer is formed, 44.

Claims (3)

基材と、
前記基材に多層に電着された導電性の砥粒と、
前記砥粒の粒間に分散配置された導電性のフィラーと、
前記砥粒および前記フィラーの粒間に形成された気孔と、
を備えた砥粒電着工具。
A substrate;
Conductive abrasive grains electrodeposited in multiple layers on the substrate;
Conductive fillers distributed between the abrasive grains, and
Pores formed between the abrasive grains and the filler grains;
Abrasive electrodeposition tool with
前記フィラーは炭素繊維からなる請求項1に記載の砥粒工具。   The abrasive tool according to claim 1, wherein the filler is made of carbon fiber. 基材に、導電性の砥粒と導電性のフィラーとを分散配置して一層付着させる第1工程と、
前記基材に付着させた一層の砥粒とフィラーとを鍍金液中で電着により固定して第1砥粒層を形成する第2工程と、
前記第1砥粒層に、導電性の砥粒と導電性のフィラーとを分散配置して一層付着させる第3工程と、
前記第1砥粒層に付着させた一層の砥粒とフィラーとを鍍金液中で電着により固定して第2砥粒層を形成する第4工程と、
を含む砥粒電着工具の製造方法。
A first step in which conductive abrasive grains and a conductive filler are dispersedly disposed on the base material and are further adhered;
A second step of forming a first abrasive layer by fixing the single layer of abrasive grains and filler adhered to the substrate by electrodeposition in a plating solution;
A third step in which conductive abrasive grains and conductive filler are dispersedly disposed on the first abrasive grain layer, and are further adhered;
A fourth step of forming a second abrasive layer by fixing the single abrasive layer and filler adhered to the first abrasive layer by plating in a plating solution;
A method for manufacturing an abrasive electrodeposition tool comprising:
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