JP2009006406A - Thin edge grinding wheel - Google Patents

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JP2009006406A JP2007167423A JP2007167423A JP2009006406A JP 2009006406 A JP2009006406 A JP 2009006406A JP 2007167423 A JP2007167423 A JP 2007167423A JP 2007167423 A JP2007167423 A JP 2007167423A JP 2009006406 A JP2009006406 A JP 2009006406A
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Junji Hoshi
純二 星
Satoshi Kusano
聡 草野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin edge grinding wheel capable of improving straight moving performance and suppressing generation of chipping when performing machining by sufficiently securing rigidity and strength, even if thickness of an abrasive grain layer is made thinner, and reducing generation of clogging, etc. due to chips in the abrasive grain layer, without impairing sharpness in cutting by heat generated when performing the machining. <P>SOLUTION: This thin edge grinding wheel is provided with a circular thin plate shaped abrasive grain layer 1 constituted by dispersing abrasive grains 4 in a metal plating phase 3. A coating layer 2 made of TiAlN is coated on a side surface 1A of the abrasive grain layer 1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置等の各種電子材料部品の切断や溝入れなどに用いられる薄刃砥石に関するものである。   The present invention relates to a thin blade grindstone used for cutting and grooving various electronic material parts such as semiconductor devices.

この種の薄刃砥石としては、例えば特許文献1に、砥粒を金属結合相中に分散配置してなる円環平板形状の砥石本体を有して、この砥石本体の少なくとも切削作用領域では厚み方向を向く側面における金属結合相表面からの砥粒の突出量が砥粒の平均粒径の1/4以下とされた電鋳薄刃砥石が提案されており、さらに少なくともこの切削作用領域では、厚み方向の両端部に中間部よりも砥粒の集中度の高い高集中度層を設けることが記載されている。また、特許文献2には、砥粒を母体金属で電着して形成した電着ブレードであって、該母体金属の表面に、ダイヤモンド状カーボンをコーティングしたコーティング層を、母体金属から突出した砥粒の高さよりも薄く形成したものも提案されている。
特開2004−136431号公報 特開2000−144477号公報
As this type of thin-blade grindstone, for example, Patent Document 1 has an annular flat plate-shaped grindstone main body in which abrasive grains are dispersedly arranged in a metal binder phase, and at least in the cutting action region of this grindstone main body, the thickness direction An electroformed thin-blade grindstone in which the protruding amount of the abrasive grains from the surface of the metal binder phase on the side facing the steel is ¼ or less of the average grain diameter of the abrasive grains has been proposed, and at least in this cutting action region, the thickness direction It is described that a high concentration layer having a higher concentration of abrasive grains than that of the intermediate portion is provided at both ends. Patent Document 2 discloses an electrodeposition blade formed by electrodepositing abrasive grains with a base metal, and a coating layer in which diamond-like carbon is coated on the surface of the base metal. The one formed thinner than the grain height has also been proposed.
JP 2004-136431 A JP 2000-144477 A

ところで、このような薄刃砥石によって電子材料部品等を切断して個片化する場合などには、その切断代を出来るだけ小さくして製品歩留まりの向上を図ることが期待される。また、電子材料部品に溝入れ加工を行う場合にも、最近では挟ピッチの溝入れが必要とされることが多く、このため切断や溝入れを行う砥粒層の厚さは極力薄くすることが要求されるが、こうして砥粒層を薄くするとその剛性や強度が損なわれてしまい、加工の際の砥石の直進性が劣化して加工精度を損なったり、ワークに大きなチッピングが発生して加工不能となったりするおそれがある。   By the way, when an electronic material part or the like is cut into pieces by such a thin blade grindstone, it is expected that the cutting margin is made as small as possible to improve the product yield. Also, when grooving electronic parts, grooving at a narrow pitch is often required recently, and therefore the thickness of the abrasive layer for cutting and grooving should be as thin as possible. However, if the abrasive grain layer is made thinner in this way, its rigidity and strength will be lost, and the straightness of the grinding wheel during processing will be deteriorated and processing accuracy will be lost, or large chipping will occur on the workpiece. It may become impossible.

しかるに、上記特許文献1に記載された薄刃砥石では、上述のように砥粒層の切削作用領域において厚さ方向の両端部すなわち砥粒層の両側面側に高集中度層を設けることにより剛性や強度の確保を図っているが、該側面はニッケルめっき等による金属結合相がむき出しのままとなっているため、加工時に生成された切屑が付着して目詰まりを生じ易く、抵抗が増大するとともに加工中に砥石が高温となって焼き付きが生じるおそれもある。この点、特許文献2に記載の薄刃砥石では、母体金属の表面すなわち砥粒層の側面にコーティングされたダイヤモンド状カーボンの摩擦係数が小さいため、該側面に目詰まりが生じるのを防ぐとともに加工時の抵抗も低減することはできるが、その一方でこのようなダイヤモンド状カーボンよりなるコーティング層では砥粒層の剛性や強度を確保することはできない。しかも、かかるダイヤモンド状カーボンよりなるコーティング層は加工時に発生する熱によって剥離し易く、長期に亙って目詰まりの防止や抵抗の低減等の効果を維持するのは困難であり、さらに砥粒層自体の耐摩耗性を向上させることも難しい。   However, in the thin-blade grindstone described in the above-mentioned Patent Document 1, rigidity is provided by providing high concentration layers on both ends in the thickness direction, that is, on both sides of the abrasive grain layer in the cutting action region of the abrasive grain layer as described above. Although the strength is ensured, the side surface of the metal bonding phase due to nickel plating or the like remains exposed, so that chips generated during processing are likely to adhere and cause clogging, increasing resistance. At the same time, there is a possibility that the grindstone becomes hot during processing and seizure occurs. In this regard, in the thin blade grindstone described in Patent Document 2, since the friction coefficient of diamond-like carbon coated on the surface of the base metal, that is, the side surface of the abrasive grain layer is small, clogging is prevented from occurring on the side surface and at the time of processing However, with such a coating layer made of diamond-like carbon, the rigidity and strength of the abrasive layer cannot be ensured. Moreover, such a diamond-like carbon coating layer is easily peeled off by heat generated during processing, and it is difficult to maintain the effects of preventing clogging and reducing resistance over a long period of time. It is also difficult to improve its own wear resistance.

本発明は、このような背景の下になされたもので、砥粒層の厚さを薄くしても剛性や強度を十分に確保して加工時の直進性の向上やチッピングの発生抑制を図ることができるとともに、砥粒層に切屑による目詰まり等を生じることが少なく、しかも加工時に発生する熱によっても切れ味が損なわれたりすることのない薄刃砥石を提供することを目的としている。   The present invention has been made under such a background, and even if the thickness of the abrasive layer is reduced, sufficient rigidity and strength are ensured to improve the straightness during processing and to suppress the occurrence of chipping. Another object of the present invention is to provide a thin blade whetstone that can hardly cause clogging due to chips in the abrasive grain layer and that does not lose sharpness due to heat generated during processing.

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、金属めっき相に砥粒を分散してなる円形薄板状の砥粒層を備え、この砥粒層の側面にはTiAlNよりなるコーティング層が被覆されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention includes a circular thin plate-like abrasive grain layer formed by dispersing abrasive grains in a metal plating phase, A coating layer made of TiAlN is coated.

従って、このように構成された薄刃砥石では、砥粒層の側面に被覆されるコーティング層が高硬度で耐摩耗性の高いTiAlNよりなるものであるので、コーティング層を含めた砥粒層全体の剛性や強度を十分に確保することができ、加工時の砥石の直進性の向上を図るとともに、ワークにチッピングが発生するのを抑制することが可能となる。また、このようなTiAlNよりなるコーティング層は、砥粒層における金属めっき相から容易に剥離することがない一方、切屑の付着性は低くて目詰まり等の発生を防ぐことができ、加工中の焼き付きを防止することができるとともに、耐熱性にも優れているため加工中に温度が上昇しても鋭い切れ味を維持することができ、場合によっては乾式の切断や溝入れを行うことも可能となる。   Therefore, in the thin blade whetstone configured in this way, the coating layer coated on the side surface of the abrasive layer is made of TiAlN having high hardness and high wear resistance, and therefore the entire abrasive layer including the coating layer It is possible to sufficiently ensure rigidity and strength, to improve the straightness of the grindstone during processing, and to suppress the occurrence of chipping on the workpiece. In addition, such a coating layer made of TiAlN does not easily peel off from the metal plating phase in the abrasive grain layer, while the adhesion of chips is low and can prevent clogging and the like. It can prevent seizure and has excellent heat resistance, so it can maintain sharp sharpness even when the temperature rises during processing, and in some cases, it can also be dry-cut or grooved Become.

ここで、上記コーティング層は、砥粒層の円形の側面全体に被覆されていてもよいが、例えば砥粒層の両側面が一対のフランジによって挟持されて加工に供される円環薄板状の薄刃砥石では、少なくともこのフランジよりも外周側にはみ出す部分にコーティング層が被覆されていれば、コーティング層を介して確実に砥粒層を指示することができるので、このコーティング層は砥粒層の外周から該砥粒層の半径方向の幅の1/2以上の幅で被覆されていればよい。ただし、その被覆厚さは、砥粒層に分散されて上記側面から突出した砥粒が埋没してしまうほど厚いと、却って加工時の抵抗の増大や切れ味の劣化を招くおそれがあるので、該コーティング層は、上記砥粒の平均粒径の1/2以下の厚さで被覆されるのが望ましい。   Here, the coating layer may be covered over the entire circular side surface of the abrasive layer, but for example, an annular thin plate-like shape that is sandwiched between a pair of flanges and used for processing. In a thin blade grindstone, if the coating layer is coated at least on the outer peripheral side of the flange, the abrasive layer can be reliably indicated via the coating layer. What is necessary is just to coat | cover with the width | variety more than 1/2 of the width | variety of the radial direction of this abrasive grain layer from outer periphery. However, if the coating thickness is so thick that the abrasive grains dispersed from the abrasive layer and protruding from the side surface are buried, there is a risk of increasing resistance during processing and deterioration of sharpness. The coating layer is preferably coated with a thickness of 1/2 or less of the average grain size of the abrasive grains.

一方、このようなTiAlNよりなるコーティング層を被覆するには、周知の方法で形成した砥粒層を有する薄刃砥石を高温の炉内に保持しつつ反応ガスと反応させて被覆を行うCVD法(化学蒸着法)によることも可能であるが、このようなCVD法では砥粒層の金属めっき相が高温により変質して砥粒層自体の剛性や強度が損なわれてしまうおそれがあるので、上記コーティング層は、イオンプレーティング法やスパッタリング法に代表されるPVD法(物理蒸着法)により被覆されるのが望ましい。   On the other hand, in order to coat such a coating layer made of TiAlN, a CVD method in which coating is performed by reacting with a reactive gas while holding a thin-blade grindstone having an abrasive layer formed by a well-known method in a high-temperature furnace ( (Chemical vapor deposition method) It is also possible, but in such a CVD method, the metal plating phase of the abrasive layer may change in quality due to high temperature and the rigidity and strength of the abrasive layer itself may be impaired. The coating layer is preferably coated by a PVD method (physical vapor deposition method) represented by an ion plating method or a sputtering method.

このように、本発明の薄刃砥石によれば、砥粒層の厚さを極力薄くしても剛性や強度を十分に確保することができ、これにより砥石の直進性の向上を図って高い加工精度を得るとともにチッピングの発生を抑制しながらも、切屑の付着による目詰まりや焼き付きを防止することができる。しかも、TiAlNよりなるコーティング層は砥粒層の金属めっき相から剥離し難いうえに耐熱性も高いので、乾式で加工を行うような過酷な条件でも長期に亙ってこのような効果を安定して奏功することが可能となる。   Thus, according to the thin-blade grindstone of the present invention, sufficient rigidity and strength can be ensured even if the thickness of the abrasive grain layer is made as thin as possible, thereby improving the straightness of the grindstone and high processing. While obtaining accuracy and suppressing the occurrence of chipping, it is possible to prevent clogging and seizure due to chip adhesion. In addition, the coating layer made of TiAlN is difficult to peel off from the metal plating phase of the abrasive layer and has high heat resistance, so that such effects can be stabilized over a long period of time even under harsh conditions such as dry processing. It is possible to succeed.

図1ないし図3は、本発明の薄刃砥石の一実施形態を示す概略図である。本実施形態の薄刃砥石は図1に示すように軸線Oを中心とした円環形で厚さ0.05〜0.5mm程度の薄肉板状(ただし、図2では説明のため厚さが大きく示されている。)をなしており、かかる円環薄板状の砥粒層1とその側面1Aに被覆されたコーティング層2とから構成されていて、砥粒層1の内径部1Bが図示されない加工装置の主軸に挿入されるとともに、両側面1A,1Aのコーティング層2を含めた内周側部分が一対のフランジ等によって挟着されることにより該主軸に取り付けられる。そして、上記軸線O回りに回転されつつ該軸線Oに垂直な方向に送り出されることにより、その外周縁部によって、例えば半導体チップ等の電子部品の切断や溝入れなどの超精密加工に使用される。   1 to 3 are schematic views showing an embodiment of the thin blade grindstone of the present invention. As shown in FIG. 1, the thin-blade grindstone of the present embodiment is an annular shape centered on the axis O and has a thin plate shape having a thickness of about 0.05 to 0.5 mm. And a coating layer 2 coated on the side surface 1A of the annular thin plate-like abrasive grain layer 1 and the inner diameter part 1B of the abrasive grain layer 1 is not shown in the drawing. While being inserted into the main shaft of the apparatus, the inner peripheral side portion including the coating layer 2 on both side surfaces 1A and 1A is attached to the main shaft by being sandwiched by a pair of flanges or the like. Then, by rotating around the axis O and feeding in a direction perpendicular to the axis O, the outer peripheral edge portion is used for ultra-precision processing such as cutting and grooving of electronic components such as semiconductor chips. .

上記砥粒層1は、Ni等の金属めっき相3にダイヤモンドやcBN等の超砥粒4を均一に分散したものであって、台金上に超砥粒4を取り込みつつ所定の厚さに金属めっき相3を析出させた後、台金から剥離して両側面1Aに目立てを施すことによる、周知の電鋳法により形成される。一方、上記コーティング層2は、本実施形態ではこうして形成された砥粒層1の両側面1A,1Aに、該砥粒層1の外周から砥粒層1の半径方向の幅Wの1/2以上の一定の幅Xで、かつ超砥粒4の平均粒径の1/2以下の略一定の厚さtで被覆されたものであり、PVD法によってTiAlNを被覆することにより構成されている。なお、こうして被覆されたTiAlNよりなるコーティング層2は、砥粒層1の両側面1A,1A同士で上記幅Xおよび厚さtが互いに略等しくされている。   The abrasive grain layer 1 is obtained by uniformly dispersing superabrasive grains 4 such as diamond and cBN in a metal plating phase 3 such as Ni, and has a predetermined thickness while incorporating the superabrasive grains 4 on a base metal. After the metal plating phase 3 is deposited, the metal plating phase 3 is formed by a well-known electroforming method by peeling from the base metal and making the side surfaces 1A sharp. On the other hand, in the present embodiment, the coating layer 2 is formed on both side surfaces 1A and 1A of the thus formed abrasive grain layer 1 by ½ the radial width W of the abrasive grain layer 1 from the outer periphery of the abrasive grain layer 1. The above-mentioned constant width X is coated with a substantially constant thickness t equal to or less than 1/2 of the average grain size of the superabrasive grains 4, and is formed by coating TiAlN by the PVD method. . The coating layer 2 made of TiAlN thus coated has the width X and the thickness t substantially equal on both side surfaces 1A and 1A of the abrasive grain layer 1.

より具体的に、このコーティング層2はアークイオンプレーティング法によって被覆されていて、例えば上述のように形成した砥粒層1にコーティング層2を形成する部分を残してマスキングを施し、これを真空チャンバー内に保持して1×10−4〜3×10−5Paの真空とした後に、まずArガスを導入しながら300Wの出力で高周波プラズマを発生させて、砥粒層1に−500Vの直流バイアス電圧をかけることによりその表面を清浄化する。次いで、砥粒層1に−10kVのパルスバイアス電圧を印加した後に真空チャンバー内に窒素ガスを150〜180(SCCM)の流量で導入し、高周波プラズマを発生させると同時にまたは発生させた後にTiAl合金(Ti50Al50)のターゲットを120A程度のアーク電流によるアーク放電によって蒸発させ、印加するパルスバイアス電圧を調整しながら所定の上記厚さtとなるように、例えば100分程度の処理時間で蒸着することにより被覆される。 More specifically, the coating layer 2 is coated by an arc ion plating method. For example, the abrasive layer 1 formed as described above is masked except for a portion where the coating layer 2 is to be formed, and this is applied to a vacuum. After holding in the chamber and creating a vacuum of 1 × 10 −4 to 3 × 10 −5 Pa, first, high-frequency plasma is generated at an output of 300 W while introducing Ar gas, and −500 V is applied to the abrasive layer 1. The surface is cleaned by applying a DC bias voltage. Next, after applying a pulse bias voltage of −10 kV to the abrasive grain layer 1, nitrogen gas is introduced into the vacuum chamber at a flow rate of 150 to 180 (SCCM), and at the same time as or after generating high-frequency plasma, a TiAl alloy By evaporating the target of (Ti50Al50) by arc discharge with an arc current of about 120 A and adjusting the pulse bias voltage to be applied so as to achieve the predetermined thickness t, for example, by vapor deposition with a processing time of about 100 minutes Covered.

こうしてコーティング層2が被覆された薄刃砥石においては、該コーティング層2の厚さtが超砥粒4の平均粒径の1/2以下であるので、上記目立ての際に砥粒層1の側面1Aから平均粒径の1/2以上突出していた超砥粒4は該コーティング層2の表面にも突出することになる。また、このコーティング層2の被覆後に薄刃砥石はその内外径が所定の径に成形され、その際に砥粒層1の外周縁においてはコーティング層2が除去されて図3に示すように超砥粒4が突出させられる。   In the thin blade grindstone thus coated with the coating layer 2, the thickness t of the coating layer 2 is ½ or less of the average grain size of the superabrasive grains 4. The superabrasive grains 4 that have protruded from 1A by more than ½ of the average particle diameter also protrude from the surface of the coating layer 2. Further, after the coating layer 2 is coated, the inner diameter and outer diameter of the thin-blade grindstone are formed to a predetermined diameter. At this time, the coating layer 2 is removed at the outer peripheral edge of the abrasive grain layer 1 and the superabrasive as shown in FIG. The grain 4 is projected.

従って、このように形成された本実施形態の薄刃砥石においては、砥粒層1の側面1Aに被覆されたTiAlNよりなるコーティング層2が、砥粒層1の金属めっき相3よりも高硬度で耐摩耗性が高いため、薄刃砥石全体としてその厚さを小さくしても剛性および強度を十分に確保することができ、これにより切断や溝入れ加工時の薄刃砥石の直進性を維持して高い加工精度を奏しつつ、切断代を出来るだけ小さくして製品歩留まりの向上を図ったり、挟ピッチの溝入れにも確実に対応したりすることが可能となる。また、こうして砥粒層1が硬質で耐摩耗性の高いTiAlNよりなるコーティング層2によって被覆されることにより、砥石自体の耐摩耗性も向上させて長寿命化を図ることもできる。   Therefore, in the thin blade grindstone of this embodiment formed in this way, the coating layer 2 made of TiAlN coated on the side surface 1A of the abrasive grain layer 1 has higher hardness than the metal plating phase 3 of the abrasive grain layer 1. Because of its high wear resistance, it is possible to ensure sufficient rigidity and strength even if the thickness of the thin blade is reduced as a whole, thereby maintaining the straightness of the thin blade when cutting and grooving. While achieving machining accuracy, it is possible to improve the product yield by reducing the cutting allowance as much as possible, and to reliably cope with grooving with a narrow pitch. In addition, the abrasive layer 1 is thus coated with the hard and highly wear-resistant coating layer 2 made of TiAlN, whereby the wear resistance of the grindstone itself can be improved and the life can be extended.

さらに、このようなTiAlNよりなるコーティング層2は、従来のダイヤモンド状カーボンよりなるコーティング層のように加工時に発生する熱によって容易に剥離するようなことがなく、すなわち耐熱性が高いため、たとえ乾式の切断・溝入れ加工であっても鋭い切れ味を持続させることができる。その一方で、かかるTiAlNコーティング層2は、例えばNi等の金属めっき相3がむき出しのままの砥粒層などに比べては切屑の付着が少なく、従って切屑による目詰まり等の発生を防いで加工時の抵抗の低減を促すことができるとともに、加工時の発熱自体も抑えて一層長期に亙る鋭い切れ味の持続を図ることが可能となる。   Furthermore, such a coating layer 2 made of TiAlN is not easily peeled off by heat generated during processing unlike a coating layer made of conventional diamond-like carbon, that is, because it has high heat resistance, Even sharp cutting and grooving can maintain sharp sharpness. On the other hand, the TiAlN coating layer 2 has less chip adhesion compared to, for example, an abrasive layer with a metal plating phase 3 such as Ni exposed, and thus prevents clogging and the like from occurring. It is possible to promote the reduction of resistance at the time, and to suppress the heat generation during the processing itself and to maintain the sharpness over a longer period.

また、本実施形態ではコーティング層2が砥粒層1の外周から該砥粒層1の半径方向の幅Wの1/2以上の幅Xで被覆されていて、一対のフランジにより薄刃砥石が挟着される際に、砥粒層1の両側面1A,1Aのコーティング層2,2がその内周側部分を該フランジに密着させて挟み込まれるようになされている。このため、これらのフランジにより硬質のコーティング層2,2を介して薄刃砥石の外周部を支持した状態で切断や溝入れ加工を行うことができ、上述のように砥石自体の剛性や強度が確保されることとも相俟って、さらに直進性の向上や高精度の加工を図ることができる。   Further, in this embodiment, the coating layer 2 is covered from the outer periphery of the abrasive grain layer 1 with a width X that is 1/2 or more of the radial width W of the abrasive grain layer 1, and a thin blade grindstone is sandwiched between a pair of flanges. When being applied, the coating layers 2 and 2 on both side surfaces 1A and 1A of the abrasive layer 1 are sandwiched between the inner peripheral side portions thereof in close contact with the flange. For this reason, cutting and grooving can be performed with these flanges supporting the outer periphery of the thin-blade grindstone through the hard coating layers 2 and 2, and the rigidity and strength of the grindstone itself are ensured as described above. In combination with this, it is possible to further improve the straightness and process with high accuracy.

なお、上記幅Xは、このようにフランジがコーティング層2を挟み込むような範囲とされていればよいので、例えば幅Xが円環状の砥粒層1の側面1Aの幅Wと等しく、すなわちこの側面1Aの全面にコーティング層2が被覆されたような構成とされていてもよい。ただし、本実施形態ではこのように一対のフランジによって薄刃砥石を挟着する構成としているが、例えば円環状の台金の側面に砥粒層1が形成されたハブ付きの薄刃砥石に本発明を適用することも可能である。   The width X only needs to be in such a range that the flange sandwiches the coating layer 2 as described above. For example, the width X is equal to the width W of the side surface 1A of the annular abrasive grain layer 1, that is, The entire surface of the side surface 1A may be configured to be coated with the coating layer 2. However, in the present embodiment, the thin blade whetstone is sandwiched between the pair of flanges as described above. For example, the present invention is applied to a thin blade whetstone with a hub in which the abrasive grain layer 1 is formed on the side surface of an annular base metal. It is also possible to apply.

一方、本実施形態では上記コーティング層2が超砥粒4の平均粒径の1/2以下の厚さtとされていて、上述のように砥粒層1の両側面1Aから平均粒径の1/2以上突出した超砥粒4がそのままコーティング層2の表面からも突出するようにされており、このため切断や溝入れの際の加工壁面とコーティング層2の表面との間に僅かながらでもクリアランスを確保することができる。従って、加工時の抵抗を一層低減することができるとともに、このクリアランスを介して切屑の円滑な排出を図ることもでき、目詰まりの発生等をより確実に防止することが可能となる。ただし、このコーティング層2の厚さtがあまり小さすぎると剛性や強度の確保が困難となるおそれがあるので、厚さtは砥粒の平均粒径の1/5以上、または1.0μm以上とされるのが望ましい。   On the other hand, in the present embodiment, the coating layer 2 has a thickness t that is 1/2 or less of the average grain size of the superabrasive grains 4, and the average grain size is measured from both side surfaces 1A of the abrasive grain layer 1 as described above. The superabrasive grains 4 protruding more than 1/2 are projected from the surface of the coating layer 2 as they are, and for this reason, there is a slight gap between the processed wall surface during cutting and grooving and the surface of the coating layer 2. But clearance can be secured. Accordingly, resistance during processing can be further reduced, and chips can be smoothly discharged through this clearance, so that occurrence of clogging and the like can be prevented more reliably. However, if the thickness t of the coating layer 2 is too small, it may be difficult to ensure rigidity and strength. Therefore, the thickness t is 1/5 or more of the average grain size of the abrasive grains, or 1.0 μm or more. It is desirable that

さらにまた、本実施形態では上記TiAlNよりなるコーティング層2がPVD法によって被覆されたものであって、該コーティング層2の被覆時に砥粒層1が高温に晒されることがないため、このような高温によって砥粒層1の金属めっき相3が変質したりして該砥粒層1自体の剛性や強度が損なわれたりすることもない。従って、コーティング層2を被覆したにも拘わらず却って薄刃砥石全体としての剛性・強度が損なわれたりするような事態が生じるのを防ぐことができ、その砥石厚さを小さくしても一層確実に高精度の加工を可能として、切断代の削減や挟ピッチの溝入れを図ることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the coating layer 2 made of TiAlN is coated by the PVD method, and the abrasive layer 1 is not exposed to a high temperature when the coating layer 2 is coated. The metal plating phase 3 of the abrasive grain layer 1 is not altered by high temperature, and the rigidity and strength of the abrasive grain layer 1 itself are not impaired. Accordingly, it is possible to prevent a situation in which the rigidity and strength of the thin blade grinding wheel as a whole are impaired despite the coating layer 2 being coated, and even more reliably even if the grinding stone thickness is reduced. High-precision machining is possible, and cutting allowance can be reduced and grooving at a narrow pitch can be achieved.

以下、本発明の薄刃砥石について、より具体的な実施例により説明する。本実施例ではまず、平均粒径14μm(粒度#800)のダイヤモンド超砥粒を集中度100でNiめっき相に均一に分散した外径78mm、内径40mm、厚さ0.1mmの砥粒層1をベースブレードとして製造した。次いで、このベースブレードの砥粒層1の両側面1A,1Aに、上述した条件のアークイオンプレーティング法によるPVD法によって厚さtを7μm、3μm、10μmとしたTiAlNよりなるコーティング層2を被覆して、本発明に基づく3種の薄刃砥石を製造した。これらを上記厚さtの順に実施例1〜3とする。なお、これら実施例1〜3においてコーティング層2の砥石外周からの幅Xは砥粒層1の幅W=19mmの1/2の9.5mmであった。   Hereinafter, the thin-blade grindstone of the present invention will be described with more specific examples. In this example, first, an abrasive grain layer 1 having an outer diameter of 78 mm, an inner diameter of 40 mm, and a thickness of 0.1 mm in which diamond superabrasive grains having an average grain diameter of 14 μm (grain size # 800) are uniformly dispersed in the Ni plating phase at a concentration of 100. Was manufactured as a base blade. Subsequently, the coating layer 2 made of TiAlN having a thickness t of 7 μm, 3 μm, and 10 μm is coated on both side surfaces 1A and 1A of the abrasive layer 1 of the base blade by the PVD method using the arc ion plating method under the conditions described above. Thus, three kinds of thin blade grinding wheels based on the present invention were manufactured. These are referred to as Examples 1 to 3 in the order of the thickness t. In Examples 1 to 3, the width X of the coating layer 2 from the outer periphery of the grindstone was 9.5 mm which is 1/2 of the width W of the abrasive grain layer 1 = 19 mm.

ここで、まずこれら実施例1〜3と、比較例としてコーティング層2を被覆していない上記ベースブレードとで、その剛性値を測定した。この結果を次表1に示す。   Here, first, the rigidity values of these Examples 1 to 3 and the base blade not coated with the coating layer 2 as a comparative example were measured. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2009006406
Figure 2009006406

この表1より、コーティング層2が被覆された実施例1〜3では、いずれもベースブレードより剛性値が高く、しかもコーティング層2の厚さtが大きくなるほど剛性値もより高くなっていることが分かる。   From Table 1, in Examples 1 to 3 where the coating layer 2 is coated, the rigidity value is higher than that of the base blade, and the rigidity value increases as the thickness t of the coating layer 2 increases. I understand.

次いで、これら実施例1〜3およびベースブレードの薄刃砥石により同一のワークを送り速度を変えて切断加工を行い、その際の直進性、チッピング、および切断装置の主軸電流値を測定した。ここで、切断したワークはAl−TiC(φ3”×1.8t)であり、外径70mmのフランジによって薄刃砥石を切断装置(株式会社不二越製、型番SPG−25)の主軸に挟着して、主軸回転数が15000min−1となるように主軸電流値を調整しつつ送り速度を100mm/minと300mm/minとして切断加工を行った。この結果を、送り速度が5mm/secの場合を表2に、送り速度が10mm/secの場合を表3にそれぞれ示す。ただし、直進性については上記ワークの切断長中における最大曲がり量(切断幅方向の最大変位量)を測定し、またチッピングについてはその大きさを工具顕微鏡で測定した結果を示す。 Next, the same workpiece was cut by these Examples 1 to 3 and the thin blade grindstone of the base blade while changing the feed speed, and the straightness, chipping, and the spindle current value of the cutting device at that time were measured. Here, the cut workpiece is Al 2 O 3 —TiC (φ3 ″ × 1.8 t), and a thin blade grindstone is sandwiched between the spindles of a cutting device (made by Fujikoshi Co., Ltd., model number SPG-25) with a flange having an outer diameter of 70 mm. Then, cutting was carried out at feed speeds of 100 mm / min and 300 mm / min while adjusting the spindle current value so that the spindle speed was 15000 min −1 . The case is shown in Table 2, and the case where the feed rate is 10 mm / sec is shown in Table 3. However, for the straightness, the maximum bending amount (the maximum displacement amount in the cutting width direction) during the cutting length of the workpiece is measured, Moreover, the result of having measured the magnitude | size with the tool microscope about chipping is shown.

Figure 2009006406
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Figure 2009006406
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これら表2、3の結果より、比較例としてのベースブレードの薄刃砥石では、送り速度が100mm/min、300mm/minのいずれの場合も、直進性の最大曲がり量、チッピングの大きさ、主軸電流値ともに実施例1〜3よりも大きく、特に送り速度を3倍の300mm/minとした場合には、途中で焼き付きにより切断不能となって、測定自体が不可能であった。これに対して、本発明に係る実施例1〜3の薄刃砥石では、直進性の最大曲がり量およびチッピングは問題ない程度に小さく抑えられるとともに、主軸電流値も少なく、すなわち低い抵抗で切断加工が可能であり、送り速度が300mm/minの場合でも切断不能となることはなかった。   From the results in Tables 2 and 3, the thin blade whetstone of the base blade as a comparative example, when the feed rate is either 100 mm / min or 300 mm / min, the maximum straight amount of bending, the size of chipping, the spindle current Both values were larger than those of Examples 1 to 3, and in particular, when the feed rate was tripled to 300 mm / min, it was impossible to cut due to seizing on the way and measurement was impossible. On the other hand, in the thin-blade grindstones of Examples 1 to 3 according to the present invention, the maximum straight amount of bending and chipping are suppressed to a level that causes no problem, and the spindle current value is small, that is, cutting is performed with low resistance. It was possible, and even when the feed rate was 300 mm / min, cutting was not impossible.

また、これら実施例1〜3同士で比較すると、主軸電流値については、実施例1、2では大きな差はなかったのに対し、コーティング層2の厚さtが超砥粒4の平均粒径の1/2より大きくされた実施例3ではこれら実施例1、2よりも大きく、すなわち抵抗が高かったことが分かる。さらに、直進性やチッピングに関しても、実施例3では実施例1、2よりも大きく、またこれら実施例1、2同士では、十分な厚さtがコーティング層2に与えられた実施例1の方が良好な結果を得られていた。   Further, when these Examples 1 to 3 are compared with each other, the main axis current value is not significantly different between Examples 1 and 2, whereas the thickness t of the coating layer 2 is the average particle diameter of the superabrasive grains 4. It can be seen that Example 3, which was made larger than 1/2, was larger than Examples 1 and 2, that is, the resistance was higher. Further, the straightness and chipping are also larger in the third embodiment than in the first and second embodiments, and in the first and second embodiments, the coating layer 2 is provided with a sufficient thickness t. However, good results were obtained.

次に、上記と同じようにして平均粒径12μm(粒度#1000)のダイヤモンド超砥粒を集中度75でNiめっき相に均一に分散した外径58mm、内径40mm、厚さ0.05mmの砥粒層1をベースブレードとして製造し、このベースブレードの砥粒層1の両側面1A,1Aに、上記と同様の条件のアークイオンプレーティング法によるPVD法によって厚さtを6μm、3μm、9μmとしたTiAlNよりなるコーティング層2を被覆して、本発明に基づく3種の薄刃砥石を製造した。これらを上記厚さtの順に実施例4〜6とする。なお、これら実施例4〜6においてもコーティング層2の砥石外周からの幅Xは実施例1〜3と同じく砥粒層1の幅W=9mmの2/3の6mmであった。   Next, in the same manner as described above, diamond superabrasive grains having an average particle diameter of 12 μm (grain size # 1000) were uniformly dispersed in the Ni plating phase with a concentration of 75, and an abrasive having an outer diameter of 58 mm, an inner diameter of 40 mm, and a thickness of 0.05 mm The grain layer 1 is manufactured as a base blade, and the thickness t is 6 μm, 3 μm, 9 μm on both side surfaces 1A, 1A of the abrasive layer 1 of this base blade by the PVD method using the arc ion plating method under the same conditions as described above. Three types of thin blade grindstones according to the present invention were manufactured by coating the coating layer 2 made of TiAlN. Let these be Examples 4-6 in order of the said thickness t. In Examples 4 to 6 as well, the width X of the coating layer 2 from the outer periphery of the grindstone was 2/3 of the width W = 9 mm of the abrasive grain layer 1 as in Examples 1 to 3.

そして、これら実施例4〜6の薄刃砥石と、比較例としてコーティング層2を被覆していない上記ベースブレードの薄刃砥石とで、その剛性値を測定するとともに、幅100mm、長さ100mm、厚さ3.0mmのセラミックグリーシートをワークとして、主軸回転数が30000min−1となるように主軸電流値を調整しつつ送り速度を100mm/secとして切断加工を行い、その際の直進性および主軸電流値を上記実施例1〜3の場合と同様に測定するとともに、切断後の薄刃砥石への切屑付着の有無について目視で確認した。この結果を、剛性値については表4に、また直進性、主軸電流値、および切屑の付着については表5にそれぞれ示す。 And while measuring the rigidity value with the thin blade grindstone of these Examples 4-6 and the thin blade grindstone of the said base blade which does not coat | cover the coating layer 2 as a comparative example, width 100mm, length 100mm, thickness Using a 3.0 mm ceramic grease sheet as a workpiece, the spindle current value is adjusted so that the spindle rotation speed is 30000 min −1 and cutting is performed at a feed rate of 100 mm / sec. Was measured in the same manner as in Examples 1 to 3 above, and the presence or absence of chip adhesion to the thin blade grindstone after cutting was visually confirmed. The results are shown in Table 4 for the rigidity values, and in Table 5 for the straightness, spindle current value, and chip adhesion.

Figure 2009006406
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Figure 2009006406
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表4の結果より、実施例1〜3とその比較例とされたベースブレードの場合と同様、剛性値はコーティング層2が被覆された実施例4〜6がいずれもベースブレードより高く、またコーティング層2の厚さtが大きくなるほど剛性値もより高くなっている。さらに、表5の結果からも、直進性についての最大曲がり量や主軸電流値については、比較例としてのベースブレードが最大で、コーティング層2の厚さtが大きい実施例6、小さい実施例5、その中間の厚さtの実施例4の順に小さくなっており、ただし主軸電流値は実施例4、5では同等である傾向も上記と同様である。また、切屑の付着については、比較例のベースブレードが最も多く、次いで実施例6に多少の付着が認められた程度で、実施例4、5には付着は認められなかった。   From the results of Table 4, the stiffness values of Examples 4 to 6 coated with the coating layer 2 are all higher than that of the base blade, as in Examples 1 to 3 and the comparative base blade. As the thickness t of the layer 2 increases, the rigidity value also increases. Furthermore, also from the results of Table 5, with respect to the maximum bend amount and the spindle current value for straightness, the base blade as a comparative example is the maximum, and the thickness t of the coating layer 2 is large Example 6 and the small Example 5 The intermediate thickness t decreases in the order of the fourth embodiment, but the tendency that the spindle current value is the same in the fourth and fifth embodiments is the same as described above. In addition, as for chip adhesion, the base blade of the comparative example was the most, followed by Example 6 to which some adhesion was recognized, and Examples 4 and 5 were not recognized.

本発明の一実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows one Embodiment of this invention. 図1におけるZZ断面図である。It is ZZ sectional drawing in FIG. 図2に示す断面図の外周縁部周辺を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the outer periphery part periphery of sectional drawing shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 砥粒層
1A 砥粒層1の側面
2 コーティング層
3 金属めっき相
4 超砥粒(砥粒)
W 砥粒層1の半径方向の幅
X コーティング層2の半径方向の幅
t コーティング層2の厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Abrasive grain layer 1A Side surface of abrasive grain layer 1 2 Coating layer 3 Metal plating phase 4 Super abrasive grain (abrasive grain)
W Radial width of abrasive layer 1 X Radial width of coating layer 2 t Thickness of coating layer 2

Claims (4)

金属めっき相に砥粒を分散してなる円形薄板状の砥粒層を備え、この砥粒層の側面にはTiAlNよりなるコーティング層が被覆されていることを特徴とする薄刃砥石。   A thin-blade grindstone comprising a circular thin plate-like abrasive grain layer in which abrasive grains are dispersed in a metal plating phase, and a coating layer made of TiAlN coated on the side surface of the abrasive grain layer. 上記コーティング層は、上記砥粒層の外周から該砥粒層の半径方向の幅の1/2以上の幅で被覆されていることを特徴とする請求項1に記載の薄刃砥石。   2. The thin-blade grindstone according to claim 1, wherein the coating layer is coated with a width of ½ or more of a radial width of the abrasive grain layer from an outer periphery of the abrasive grain layer. 上記コーティング層は、上記砥粒の平均粒径の1/2以下の厚さで被覆されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の薄刃砥石。   The thin-blade grindstone according to claim 1 or 2, wherein the coating layer is coated with a thickness of ½ or less of an average particle diameter of the abrasive grains. 上記コーティング層は、PVD法により被覆されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の薄刃砥石。   The thin-blade grindstone according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating layer is coated by a PVD method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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