JP2022153867A - 電鋳ブレード - Google Patents

Abstract

【課題】高品位な切断加工が可能な電鋳ブレードを提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る電鋳ブレード１は、円環薄板状の電鋳ブレードであって、電鋳ブレードは、金属めっき相１０１と、金属めっき相に分散し、金属めっき相よりも硬質の砥粒１０２と、金属めっき相に分散し、フッ素樹脂を含有する粒状のフィラー１０３と、を備え、砥粒が、天然ダイヤモンドの粒子、合成ダイヤモンドの粒子、及び立方晶窒化ホウ素の粒子からなる群から選択される１種以上である超砥粒を含有し、超砥粒の集中度が、２５以上５０以下であり、フィラーの含有量が、電鋳ブレードの体積に対し、１０体積％以上４０体積％以下であり、フィラーの最大粒径が１０．０μｍ以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、電鋳ブレードに関する。

電鋳ブレードは、円形形状であり、フランジを介して、電子部品や光学部品を加工する加工装置の主軸に取り付けられる。加工装置に取り付けられた電鋳ブレードがその中心軸周りに回転することで外周縁部の切れ刃が電子材料を切断する。
近年、電子材料の製造には高い加工精度が求められており、高い加工精度を可能とするための電鋳ブレードの開発が進められている。

そこで、例えば、特許文献１、２に示されるように、ニッケル等の金属めっき相にポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂よりなるフィラーを分散することにより、金属めっき相の剛性を維持しつつも砥粒の保持力を低減させて、自生発刃を促すようにした電鋳ブレードが提案されている。

特許文献１には、ニッケルを主成分とする金属めっき相に、超砥粒と、フッ素樹脂からなるフィラーとが分散された円形薄板状のブレード本体を有する電鋳ブレードであって、前記ブレード本体は、前記フィラーの共析量が、１０～３０ｖｏｌ％の範囲内であり、前記超砥粒の集中度が、２５～５０の範囲内であり、前記金属めっき相の硬度が、ＨＶ４００～５５０の範囲内であることを特徴とする電鋳ブレードが開示されている。

また、特許文献２には、円形板状をなすブレード本体と、前記ブレード本体の外周縁部に形成された切れ刃と、を備える電鋳ブレードであって、前記ブレード本体は、Ｎｉ－Ｂからなる金属めっき相と、前記金属めっき相に分散され、前記金属めっき相よりも硬質の砥粒と、前記金属めっき相に分散され、フッ素樹脂からなるフィラーと、を有し、前記ブレード本体全体の体積に対する前記フィラーの体積の割合が、１０～３０％であることを特徴とする電鋳ブレードが開示されている。

特開２０１３－１３２７０５号公報 特開２０１５－１１６６３８号公報

特許文献１及び２に記載された電鋳ブレードは、共析したフッ素樹脂により摺動性が向上して加工精度を向上させることができる。しかしながら、特許文献１及び２に記載された電鋳ブレードは、金属めっき相に含まれるフッ素樹脂によって電鋳ブレードの強度が低下し、高負荷となる加工においては、直進性が低下したり、電鋳ブレードが破損したりする場合があり、改善の余地があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高品位な加工が可能な電鋳ブレードを提供することを目的とする。

本発明者らは、フッ素樹脂を含有する電鋳ブレードについて鋭意研究を重ねた結果、フッ素樹脂を含有する従来の電鋳ブレードでは、金属めっき相中に粗大なフッ素樹脂が存在することが分かった。本発明者らは、粗大なフッ素樹脂により電鋳ブレードの機械的強度が低下するという知見を得、金属めっき相中のフッ素樹脂の分散状態を適切に制御することで、電鋳ブレードの機械的強度を向上させることができるという知見を得た。そして、フッ素樹脂の分散状態、フッ素樹脂の共析量、及び砥粒の集中度をそれぞれ所定の範囲内とすることで、高い摺動性及び強度を得ることができ、高品位な加工が可能な電鋳ブレードが得られることが分かった。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
［１］本発明の一態様に係る電鋳ブレードは、円環薄板状の電鋳ブレードであって、上記電鋳ブレードは、金属めっき相と、上記金属めっき相に分散し、上記金属めっき相よりも硬質の砥粒と、上記金属めっき相に分散し、フッ素樹脂を含有する粒状のフィラーと、を備え、上記砥粒が、天然ダイヤモンドの粒子、合成ダイヤモンドの粒子、及び立方晶窒化ホウ素の粒子からなる群から選択される１種以上である超砥粒を含有し、上記超砥粒の集中度が、２５以上５０以下であり、上記フィラーの含有量が、上記電鋳ブレードの体積に対し、１０体積％以上４０体積％以下であり、上記フィラーの最大粒径が１０．０μｍ以下である。
［２］上記［１］に記載の電鋳ブレードでは、上記金属めっき相のビッカース硬さが２００ＨＶ以上４００ＨＶ以下であることが好ましい。
［３］上記［１］又は［２］に記載の電鋳ブレードでは、上記砥粒が六方晶窒化ホウ素の粒子を含有し、上記電鋳ブレードの体積に対する上記六方晶窒化ホウ素の粒子の含有量が、１体積％以上３０体積％以下であることが好ましい。
［４］上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の電鋳ブレードでは、上記砥粒が炭化ケイ素の粒子を含有し、上記電鋳ブレードの体積に対する上記炭化ケイ素の粒子の含有量が、１体積％以上３０体積％以下であることが好ましい。

本発明の電鋳ブレードによれば、高品位な加工が可能である。

本発明の一実施形態に係る電鋳ブレードを示す側面図である。 図１のＡ－Ａ断面を示す断面図である。 図２のＢ部を拡大して示す模式図である。 同実施形態に係る電鋳ブレード表面のＳＥＭ像の一例である。 従来の電鋳ブレード表面のＳＥＭ像の一例である。

＜電鋳ブレード１＞
以下、本発明の一実施形態に係る電鋳ブレード１について、図１～３を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電鋳ブレード１を示す側面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面を示す断面図である。図３は、図２のＢ部を拡大して示す模式図である。なお、図中の各構成要素の寸法、比率は、実際の各構成要素の寸法、比率を表すものではない。

（電鋳ブレード１の概略構成）
まず、本実施形態に係る電鋳ブレード１の概略構成を説明する。本実施形態に係る電鋳ブレード１は、図１に示すように、円環薄板状である。詳細には、電鋳ブレード１は、中心軸Ｏを軸として同心円状に外面１１及び内面１２を備えており、内面１２より内側において中心軸Ｏに沿う方向に貫通する貫通孔１３が形成されている。
ここで、本明細書においては、電鋳ブレード１の中心軸Ｏ方向に沿う方向を幅方向と呼称する。

電鋳ブレード１の厚さ（幅方向の長さ）は、特段制限されず、例えば、０．０１ｍｍ以上５.０ｍｍ以下とすることができるが、被加工材の加工領域の観点から、好ましくは、０．２０ｍｍ以下であり、より好ましくは、０．１０ｍｍ以下である。一方、電鋳ブレード１の厚さは、機械的強度の確保の観点から、好ましくは、０．０２ｍｍ以上であり、より好ましくは、０．０５ｍｍ以上である。

電鋳ブレード１は、図３に示すように、金属めっき相１０１と、金属めっき相１０１に分散し、金属めっき相１０１よりも硬質の材料からなる砥粒１０２と、金属めっき相１０１に分散し、フッ素樹脂を含有する粒状のフィラー１０３と、を備えている。以下に、金属めっき相１０１、砥粒１０２、及びフィラー１０３を詳細に説明する。

（金属めっき相１０１）
金属めっき相１０１は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、又はＳｎを主成分とするめっき相である。金属めっき相１０１は、上記元素のみで形成されてもよいし、上記元素のいずれかにＰ、Ｗ、Ｍｏ又はＢ等、その他の元素を含んでいてもよい。金属めっき相１０１は、例えば、Ｂ（ホウ素）を含有し、残部がＮｉ及び不純物からなっていてもよい。金属めっき相１０１がＢを含有する場合、Ｂ含有量は、金属めっき相１０１の全体の質量に対して０．３質量％以上１．０質量％以下である。

不純物は、電鋳ブレード１の製造等において、金属めっき相１０１に意図せず混入され得る物質であり、例えば、Ｎａ、Ｋ、又はＳ等である。

金属めっき相１０１のビッカース硬さは、２００ＨＶ以上４００ＨＶ以下であることが好ましい。金属めっき相１０１のビッカース硬さが２００ＨＶ以上である場合、電鋳ブレード１の機械的強度をより確実に確保することができる。よって、金属めっき相１０１のビッカース硬さは、好ましくは、２００ＨＶ以上である。金属めっき相１０１のビッカース硬さは、より好ましくは、３００ＨＶ以上である。一方、金属めっき相１０１のビッカース硬さの上限は特段制限されないが、金属めっき相１０１のビッカース硬さが４００ＨＶ以下であると、電鋳ブレード１の機械的強度を維持しつつ自生発刃作用が生じ、チッピングの発生を抑制することができる。よって、金属めっき相１０１のビッカース硬さは、好ましくは、４００ＨＶ以下である。

金属めっき相１０１のビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に準拠し、試験力を０．３ｋｇｆ、試験力の保持時間を１０秒として、刃先側から１ｍｍの位置における金属めっき相１０１を５点測定し、その平均値を金属めっき相１０１のビッカース硬さとする。

（砥粒１０２）
砥粒１０２は、金属めっき相１０１に分散し、金属めっき相１０１よりも硬質の材料で構成される。砥粒１０２は、天然ダイヤモンドの粒子、合成ダイヤモンドの粒子、及び立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）の粒子からなる群から選択される１種以上である超砥粒を含有する。

本実施形態に係る電鋳ブレード１では、超砥粒の集中度が２５以上５０以下である。集中度とは、電鋳ブレード１の体積に対する超砥粒の含有割合を示す指標であり、詳細には、電鋳ブレード１の体積の１／４に対する超砥粒の体積の割合である。例えば、超砥粒の含有量が電鋳ブレード１の体積に対して２５体積％である場合、集中度は１００である。

集中度が２５以上５０以下であれば、自生発刃作用を良好に促しつつも、電鋳ブレード１の機械的強度が向上し、電鋳ブレード１の摩耗の著しい進行を抑制することができる。その結果、電鋳ブレード１の寿命を延ばすことができる。集中度が２５未満である場合、超砥粒を分散させたことによる電鋳ブレード１の機械的強度向上の効果が得られにくくなり、電鋳ブレード１の摩耗の進行が早くなる。また、集中度が２５未満である場合、超砥粒による被加工材を加工するための仕事量を確保できず、切れ味が低下し、加工品位が低下する。よって、超砥粒の集中度は２５以上である。超砥粒の集中度は、好ましくは、３０以上である。一方、超砥粒の集中度が５０を超える場合は、電鋳ブレード１の機械的強度が高くなり過ぎるとともに自生発刃作用が鈍化し、チッピングが生じやすくなる。よって、超砥粒の集中度は５０以下である。超砥粒の集中度は、好ましくは、４５以下である。

集中度は、Ｘ線回折法による成分分析から測定する。具体的には、リガク社製全自動多目的水平型Ｘ線回折装置ＳｍａｒｔＬａｂを用い、管電圧４５ｋＶ、管電流２００ｍＡ、スキャン速度１０°／ｍｉｎ．の条件下でＸ線ピークを得る。得られた回折パターンにおける、金属めっき相１０１の構成成分に起因するピークのうちの最大強度、砥粒１０２の構成成分に起因するピークのうちの最大強度、及びフィラー１０３に起因するピークのうちの最大強度を用いてＲＩＲ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｒａｔｉｏ：参照強度比）法によって各成分の含有量を算出する。算出された超砥粒の含有量を集中度とする。金属めっき相１０１が複数の元素で構成される場合は、各元素のピークの最大強度を用いる。

砥粒１０２は、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の粒子、又は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）の粒子の少なくともいずれかを更に含有し、電鋳ブレード１の体積に対する六方晶窒化ホウ素の粒子及び炭化ケイ素の粒子の各含有量が、１体積％以上３０体積％以下であることが好ましい。砥粒１０２にｈＢＮが含まれれば、電鋳ブレード１の摺動性が向上する。また、砥粒１０２にＳｉＣが含まれれば、電鋳ブレード１の強度が向上する。上記効果を得るためには、電鋳ブレード１の体積に対するｈＢＮ又の粒子はＳｉＣの粒子の各含有量が１体積％以上であることが好ましい。電鋳ブレード１の体積に対するｈＢＮの粒子及びＳｉＣの粒子の各含有量が３０体積％超であっても、上記効果は飽和する。そのため、電鋳ブレード１の体積に対するｈＢＮの粒子及びＳｉＣの粒子の各含有量は、３０体積％以下であることが好ましい。ｈＢＮの粒子及びＳｉＣの粒子の各含有量は、より好ましくは、電鋳ブレード１に対し、５体積％以上である。また、ｈＢＮの粒子及びＳｉＣの粒子の各含有量は、より好ましくは、電鋳ブレード１に対し、２０体積％以下である。

ｈＢＮの粒子及びＳｉＣの粒子のうちのｈＢＮの粒子のみが含有される場合は、その含有量は、電鋳ブレード１に対し、１体積％以上３０％体積以下であることが好ましい。また、ｈＢＮの粒子及びＳｉＣの粒子のうちのＳｉＣのみが含有される場合は、その含有量は、電鋳ブレード１に対し、１体積％以上３０％体積以下であることが好ましい。

なお、砥粒１０２を構成する各材料の粒子は、市販のものを用いることができ、実質的にそれぞれの成分を含有する粒子であるが、不純物としてのその他の成分を含んでいてもよい。

電鋳ブレード１の体積に対するｈＢＮの粒子及びＳｉＣの粒子の含有量は、集中度の測定方法と同様の方法で測定される。

砥粒１０２の平均粒径は、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下である。

砥粒１０２の平均粒径は、以下の方法で測定して算出される粒径を言う。すなわち、レーザー回折式粒度分布測定機による測定された体積平均粒径を砥粒１０２の平均粒径とする。具体的には、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製レーザー回折・散乱式測定装置ＭＴ３３００ＥＸＩＩ－ＳＤＣを用い、サンプルを水（２５℃、ｐＨ７）に投入する、測定試料の透過性は透過とし、粒子屈折率は１．８１、形状は非球状とし測定された体積基準粒度分布での平均粒径を測定する。溶媒屈折率を１．３３３、測定時間を３０秒とし、２回測定した平均値を測定値とする。

砥粒１０２は、金属めっき相１０１中で分散している。砥粒１０２の分散状態については、公知の製造方法で製造される電鋳ブレードにおける砥粒１０２の分散状態と同様であればよい。

（フィラー１０３）
フィラー１０３は、粒状のフッ素樹脂であり、金属めっき相１０１中に分散している。フッ素樹脂は、電鋳ブレード１の摺動性を向上させる。フィラー１０３に適用されるフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であることが好ましい。フィラー１０３は、実質的にフッ素樹脂からなるが、フィラー１０３の原料となるフッ素樹脂に含まれている不純物を含有していてもよい。フィラー１０３として、ＰＴＦＥ以外の公知のフッ素樹脂を用いても構わない。

フィラー１０３は、電鋳ブレード１の体積に対し、１０体積％以上４０体積％以下含有される。以下では、電鋳ブレード１の体積に対するフィラー１０３の体積の割合を、フィラー１０３の共析量（含有量）と呼称する。フィラー１０３の共析量が１０体積％未満である場合は、当該フィラー１０３を共析させたことによる自生発刃作用が得られにくくなり、被加工材にチッピングが生じやすくなる。よって、フィラー１０３の共析量は、１０体積％以上である。フィラー１０３の共析量は、好ましくは、２０体積％以上であり、より好ましくは、２５体積％以上である。一方、フィラー１０３の共析量が４０体積％を超える場合は、電鋳ブレード１が脆化して、電鋳ブレード１の機械的強度が確保できなくなる。よって、フィラー１０３の共析量は、４０体積％以下である。フィラー１０３の共析量は、好ましくは、３５体積％以下であり、より好ましくは、３０体積％以下である。

共析量は、集中度の測定方法と同様の方法で測定される。

ここで、図４及び図５を参照して、金属めっき相１０１中のフィラー１０３の分散状態を説明する。図４は、本実施形態に係る電鋳ブレード表面のＳＥＭ像の一例である。図５は、従来の電鋳ブレード表面のＳＥＭ像の一例である。本実施形態に係る電鋳ブレードでは、フィラー１０３は、図４に示すように、金属めっき相１０１に分散しており、最大粒径が１０．０μｍ以上の粗大な凝集粒は生成しない。一方、図５では、フィラーが凝集して粗大な凝集粒が存在している。ＰＴＦＥをフィラーとして用いた従来の電鋳ブレードでは、ＰＴＦＥの凝集粒が存在しているため、その凝集粒が起点となって電鋳ブレードが破壊し易くなっていると推察される。

そのため、フィラー１０３の最大粒径は、１０．０μｍ以下である。フィラー１０３は、金属めっき相１０１及び砥粒１０２と比較して軟質であるため、電鋳ブレード１に粗大なフィラー１０３が存在すると、その粗大なフィラー１０３を起点として電鋳ブレード１が破壊し易くなる。フィラー１０３の最大粒径が１０．０μｍ以下であれば、フィラー１０３を起点とする電鋳ブレード１の破壊が抑制される。よって、フィラー１０３の最大粒径は、１０．０μｍ以下である。フィラー１０３の最大粒径は、好ましくは、５μｍ以下であり、より好ましくは、１μｍ以下である。一方、微細なフィラー１０３が金属めっき相１０１に分散していれば、被加工材を加工する際の電鋳ブレード１への局所的な負荷が小さくなる。よって、フィラー１０３の最大粒径の下限は特段制限されない。しかしながら、本実施形態に係る電鋳ブレード１におけるフィラー１０３の最大粒径は、例えば、０．５μｍ以上であってもよいし、０．２μｍ以上であってもよい。

ここで、フィラー１０３の最大粒径の測定方法を説明する。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて、電鋳ブレード１における刃先側から１ｍｍの位置において、倍率を５００倍として、２ｍｍ間隔で、合計１０視野の画像を取得する。それぞれの画像において、フィラー１０３の面積基準での円相当径を算出し、最大粒径を算出する。円相当径の算出には、株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープＶＨＸ－Ｄ５００を用いる。
ＳＥＭ画像におけるフィラー１０３の特定は、以下の方法で行う。すなわち、金属めっき相１０１、砥粒１０２、及びフィラー１０３は、色及び形状によって区別することができる。詳細には、金属めっき相１０１は導電性を持つために明るく表示されるのに対し、砥粒１０２及びフィラー１０３は導電性を持たないため暗く表示されるため金属めっき相１０１を区別することができる。次に、砥粒１０２は角張った形状を持つのに対し、フィラー１０３は不定形であるため両者を区別することができる。

また、フィラー１０３の平均粒径は、砥粒１０２の平均粒径以下であることが好ましい。フィラー１０３の平均粒径が砥粒１０２の平均粒径以下であれば、砥粒１０２による優れた切れ味が維持されつつも、フィラー１０３による砥粒１０２の自生発刃作用が確実に得られて、より一層チッピングを抑制することができる。

ここまで、金属めっき相１０１、砥粒１０２、及びフィラー１０３のそれぞれについて説明した。本実施形態に係る電鋳ブレード１では、外面１１及び側面が切れ刃として機能する。詳細には、貫通孔１３にフランジ（図示せず）を介して加工装置のスピンドルが挿入されて、電鋳ブレード１がスピンドルに固定される。スピンドルが中心軸Ｏ周りに回転し、回転する電鋳ブレード１の外面１１が被加工材に接触することで被加工材を加工することになる。また、本実施形態に係る電鋳ブレード１が、電鋳の際の台金に固着されたハブ付きブレードとされる場合は、この台金を介して電鋳ブレード１がスピンドルに固定され、スピンドルが中心軸Ｏ周りに回転し、回転する電鋳ブレード１の外面１１が被加工材に接触することで被加工材を加工することになる。

本実施形態に係る電鋳ブレード１は、例えばガラス、石英、セラミックス等の硬脆材料よりなる被加工材や、半導体用シリコン、化合物ウェーハ、又は各種電子部品材料等の被加工材を精密に加工するのに適している。具体的には、本実施形態に係る電鋳ブレード１は、上記被加工材に溝を形成する溝加工や上記被加工材を切断して個片化する切断加工に適している。なお、被加工材は、ガラス、石英、セラミックスに限らず、上記以外の材料であってもよい。

このように、本実施形態によれば、電鋳ブレード１の機械的強度が確保されるため、被加工材を加工する際の電鋳ブレード１の蛇行が抑制される。また、砥粒１０２の自生発刃作用に優れるため、本実施形態に係る電鋳ブレード１は切れ味に優れる。その結果、加工品位を向上させることができる。

＜電鋳ブレード１の製造方法＞
続いて、本実施形態に係る電鋳ブレードの製造方法の一例を説明する。本実施形態に係る電鋳ブレード１は、公知の電鋳法により製造される。本実施形態に係る電鋳ブレード１の製造方法は、例えば、めっき工程、エッチング工程、及び内外径調整工程を有する。

めっき工程では、ニッケルを主成分としためっき液に、上記の平均粒径を有する砥粒及びフィラーを分散させる。砥粒及びフィラーの分散は、回転可能なシャフトの先端に陰極となる円形環状の台金を設け、当該シャフトをその中心軸周りに回転させることで台金を回転させて行う。めっき液の組成は、例えば、スルファミン酸浴である。砥粒及びフィラーが分散しためっき液中に陰極となる円形環状の台金、及び陽極を浸漬し、陰極と陽極との間に電圧を印加して、砥粒及びフィラーを取り込みつつ台金表面に金属めっき相を所定の厚さに析出させ、これを台金から剥離することで砥粒及びフィラーが取り込まれた金属めっき相（中間材）が製造される。なお、電鋳ブレード１を後述するハブ付きブレードとする場合には、台金の所定領域にマスキングを施し、マスキングした所定領域以外の部位に砥粒及びフィラーが取り込まれた金属めっき相を析出させればよい。

エッチング工程では、陰極から剥離した中間材の側面のうち、少なくとも陰極と接触していた側面にエッチング処理を施して、当該側面に砥粒を突出させる。エッチング処理は、例えば、硝酸をエッチャントとして用いればよい。

内外径調整工程では、エッチング工程後の中間材の内径及び外径を所定の寸法となるように公知の方法で加工する。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。

まず、スルファミン酸浴に、砥粒及びフィラーを分散させた。砥粒には、合成ダイヤモンド、ｃＢＮ、天然ダイヤモンド、及び、合成ダイヤモンドにｈＢＮ又はＳｉＣの少なくともいずれかを混合したものを用いた。砥粒の平均粒径は９μｍであった。フィラーには、上村工業株式会社製ＰＴＦＥ（製品名メタフロン、型番ＦＫＹ－２－Ａ）を用いた。ＰＴＦＥの平均粒径は８μｍであった。めっき液の温度は５０℃とした。砥粒及びフィラーが分散しためっき液中に陰極となる円形環状の台金、及び陽極を浸漬し、陰極と陽極との間に電圧を印加した。このときの電流密度は５Ａ／ｃｍ^３とし、電圧の印加時間は８０分とした。その後、台金に形成しためっき板を台金から剥離した。台金から剥離した中間材の両側面が、硝酸をエッチャントとして用いてエッチングされた。その後、エッチング工程後の中間材の内径及び外径を機械加工により調整した。上記により、外径５５ｍｍ、内径（取り付け孔の直径）４０ｍｍ、厚さ０．０８ｍｍの電鋳ブレードが製造された。

製造された各電鋳ブレードの金属めっき相のビッカース硬さは以下の方法で測定された。すなわち、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に準拠し、試験力を０．３ｋｇｆ、試験力の保持時間を１０秒として、刃先側から１ｍｍの位置における金属めっき相１０１を５点測定し、その平均値を金属めっき相１０１のビッカース硬さとした。

製造された各電鋳ブレードの超砥粒の集中度、ｈＢＮの含有量及びＳｉＣの含有量、並びにフィラーの共析量は以下の方法で測定された。すなわち、Ｘ線回折法による成分分析から各電鋳ブレード中の超砥粒の集中度、ｈＢＮ及びＳｉＣの含有量を測定した。具体的には、リガク社製全自動多目的水平型Ｘ線回折装置ＳｍａｒｔＬａｂを用い、管電圧４５ｋＶ、管電流２００ｍＡ、スキャン速度１０°／ｍｉｎ．の条件下でＸ線ピークを得た。得られたＸ線ピークのＮｉ、ダイヤモンド、ＳｉＣ、及びＢＮのそれぞれにおいて、検出強度が最大となる格子面の各ピーク強度を用いてＲＩＲ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｒａｔｉｏ：参照強度比）法によって各成分の含有量を算出した。

製造された各電鋳ブレードにおける砥粒の平均粒径は以下の方法で測定された。すなわち、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製レーザー回折・散乱式測定装置ＭＴ３３００ＥＸＩＩ－ＳＤＣを用い、サンプルを水（２５℃、ｐＨ７）に投入する、測定試料の透過性は透過とし、粒子屈折率は１．８１、形状は非球状とし測定された体積基準粒度分布での平均粒径を測定した。溶媒屈折率を１．３３３、測定時間を３０秒とし、２回測定した平均値を測定値とした。

また、製造された各電鋳ブレードのフィラーの最大粒径は以下の方法で測定された。走査電子顕微鏡を用いて、各電鋳ブレードにおける刃先側から１ｍｍの位置において、倍率を５００倍として、２ｍｍ間隔で、合計１０視野の画像を取得した。各画像において、明るく表示された領域を金属めっき相と判断し、暗く表示される領域のうち角張った形状の領域を砥粒と判断し、暗く表示される領域のうち不定形の領域をフィラーと判断した。それぞれの画像において、フィラーの面積基準での円相当径を算出し、最大粒径を算出した。円相当径の算出には、株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープＶＨＸ－Ｄ５００を用いた。また、表１に示す平均粒径は、原料としてのフィラーの平均粒径である。

また、製造された各電鋳ブレードのフィラーの平均粒径は砥粒の平均粒径の測定方法と同様の方法で測定された。

フランジを介して各電鋳ブレードを切断装置に装着し、被加工材を２ｍ切断したときの切断面のチッピングサイズの最大値を測定した。被加工材には、１５０ｍｍ角、厚さ０．７ｍｍのガラスを用いた。フランジ径は４９．６ｍｍであり、電鋳ブレードの回転速度は１５，０００ｍｉｎ^－１、電鋳ブレードの送り速度は、５ｍｍ／秒であった。

チッピングサイズの最大値を加工品位の指標とした。チッピングサイズの最大値は、以下の方法で測定した。すなわち、光学顕微鏡を用いて被加工材を裏面から観察し、加工により生じたチッピングにおける切断面と垂直方向のサイズをチッピングサイズとして測定した。このようにして測定されたチッピングサイズの最大値が５０μｍ以下である場合、加工性を極めて良好（◎）とし、チッピングサイズの最大値が５０μｍより大きく１００μｍ以下である場合に加工性を良好（〇）とし、チッピングサイズの最大値が１００μｍ超である場合、又は、電鋳ブレードが破損した場合、加工性を不良（×）と判断した。結果を表１に示す。

表１に示すように、砥粒が、少なくとも超砥粒を含有し、超砥粒の集中度が、２５以上５０以下であり、電鋳ブレード１の体積に対し、フィラーが１０体積％以上３０体積％以下含有され、フィラーの最大粒径が１０．０μｍ以下である場合に、加工性が良好であった。

１ 電鋳ブレード
１１ 外面
１２ 内面
１３ 貫通孔
１０１ 金属めっき相
１０２ 砥粒
１０３ フィラー

Claims (4)

1. 円環薄板状の電鋳ブレードであって、
   前記電鋳ブレードは、金属めっき相と、前記金属めっき相に分散し、前記金属めっき相よりも硬質の砥粒と、前記金属めっき相に分散し、フッ素樹脂を含有する粒状のフィラーと、を備え、
   前記砥粒が、天然ダイヤモンドの粒子、合成ダイヤモンドの粒子、及び立方晶窒化ホウ素の粒子からなる群から選択される１種以上である超砥粒を含有し、前記超砥粒の集中度が、２５以上５０以下であり、
   前記フィラーの含有量が、前記電鋳ブレードの体積に対し、１０体積％以上４０体積％以下であり、
   前記フィラーの最大粒径が１０．０μｍ以下である、電鋳ブレード。
2. 前記金属めっき相のビッカース硬さが２００ＨＶ以上４００ＨＶ以下である、請求項１に記載の電鋳ブレード。
3. 前記砥粒が六方晶窒化ホウ素の粒子を含有し、前記電鋳ブレードの体積に対する前記六方晶窒化ホウ素の粒子の含有量が、１体積％以上３０体積％以下である、請求項１又は２に記載の電鋳ブレード。
4. 前記砥粒が炭化ケイ素の粒子を含有し、前記電鋳ブレードの体積に対する前記炭化ケイ素の粒子の含有量が、１体積％以上３０体積％以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電鋳ブレード。

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