JP3051486B2 - Metal Bond Super Abrasive Whetstone - Google Patents
Metal Bond Super Abrasive WhetstoneInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＢＮあるいはダイヤ
モンドからなる超砥粒を用いたメタルボンド超砥粒砥石
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal-bonded superabrasive wheel using a superabrasive made of CBN or diamond.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ダイヤモンドあるいはこのダイヤモンド
に次ぐ硬さのＣＢＮを砥粒とした超砥粒砥石は、Ａｌ2
Ｏ3 やＳｉＣを砥粒とした従来の砥石と比べて砥石寿命
が長く、研削力が低い等の特徴から需要が伸びている。
このような超砥粒砥石は、砥粒を固めるボンドの種類に
よって数種に分類されるが、この中にはメタルベースの
ボンドを用いたメタルボンド砥石がある。2. Description of the Related Art A super-abrasive grindstone made of diamond or CBN having hardness next to that of diamond is made of Al 2.
Demand is growing due to features such as longer grinding wheel life and lower grinding power than conventional grinding wheels using O 3 or SiC as abrasive grains.
Such superabrasive grindstones are classified into several types according to the type of bond that solidifies the abrasive grains. Among them, there is a metal bond grindstone using a metal-based bond.
【０００３】従来のメタルボンド超砥粒砥石は、ボンド
としてＣｕ，Ａｇ，Ｎｉあるいは鋳鉄を用いているが、
必要な砥粒保持力を得るためには、ボンドで砥粒をすき
間なく固めて砥石中に気孔が存在しないようにする必要
があった。気孔は、切屑だまりとして必要なものであ
り、通常は砥石体積の約３０％は必要であるが、従来の
メタルボンド超砥粒砥石では、気孔を有するものでも上
記気孔率よりかなり小さいものであった。[0003] Conventional metal-bonded superabrasive grindstones use Cu, Ag, Ni or cast iron as a bond.
In order to obtain the necessary abrasive grain holding power, it was necessary to solidify the abrasive grains without any gaps with a bond so that pores do not exist in the grindstone. Pores are required as chips and usually require about 30% of the grinding wheel volume. However, conventional metal-bonded superabrasive grinding wheels have pores that are considerably smaller than the above porosity. Was.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しがたがって、従来の
メタルボンド超砥粒砥石を使用する場合、ドレッシング
（目立て）を行って砥粒を突出させると共に切屑だまり
となる気孔を形成する必要がある。すなわち、トルーイ
ング（形なおし）を行って形状を整えた砥石は図３
（Ａ）に示すように、砥粒１がボンド２に埋まり込んだ
状態となっているので、ボンドの一部を除去してライン
Ａまで後退させる必要がある。この結果、図３（Ｂ）に
示すように、除去したボンドのあとが気孔３となり、砥
粒１はボンド２より突出することになる。Accordingly, when a conventional metal-bonded superabrasive grindstone is used, it is necessary to perform dressing (sharpening) to protrude the abrasive grains and to form pores that become chips. is there. That is, the grindstone whose shape has been adjusted by truing (reshaping) is shown in FIG.
As shown in (A), since the abrasive grains 1 are buried in the bond 2, it is necessary to remove a part of the bond and retreat to the line A. As a result, as shown in FIG. 3B, the pores 3 are formed after the removed bonds, and the abrasive grains 1 protrude from the bonds 2.
【０００５】しかし、このようなドレッシングには多大
な時間を要するので、研削時間を阻害し、また、自動化
のネックにもなっている。[0005] However, such dressing requires a great deal of time, which hinders grinding time and is a bottleneck in automation.
【０００６】よって、従来より、上述した課題を解決し
ようとする技術が種々提案されているが未だ高性能なメ
タルボンド超砥粒砥石は出現していない。Accordingly, various techniques for solving the above-mentioned problems have been proposed, but no high-performance metal-bonded superabrasive grindstone has yet emerged.
【０００７】例えば、特開平１−９７５７０号公報には
ダイヤモンド砥粒の表面にダイヤモンド状硬質炭素膜を
コーティングする技術が提案されているが、この技術で
は、炭素膜とメタルボンドとが反応し、この反応がさら
にダイヤモンド砥粒まで及ぶので、貴重なダイヤモンド
砥粒が目減りし、消耗してしまうという問題がある。For example, JP-A-1-97570 proposes a technique of coating a diamond-like hard carbon film on the surface of diamond abrasive grains. In this technique, the carbon film reacts with a metal bond, Since this reaction further extends to diamond abrasive grains, there is a problem that valuable diamond abrasive grains are reduced and consumed.
【０００８】また、特開昭６０−９９５６８号公報及び
特開昭５２−７０８７号公報には、ＣＢＮあるいはダイ
ヤモンド砥粒にＮｉメッキを施すという技術が開示され
ているが、この技術ではＮｉめっきがＣＢＮあるいはダ
イヤモンド表面にのっているだけなので、ぬれ性の改良
はできるが密着性は改良されないという問題がある。Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-99568 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-7087 disclose a technique in which Ni plating is applied to CBN or diamond abrasive grains. There is a problem that the wettability can be improved but the adhesion is not improved because it is merely placed on the surface of CBN or diamond.
【０００９】さらに、特開昭５５−６５０７５号公報に
は、ダイヤモンド砥粒にＴｉをコーティングする技術が
開示されているが、Ｔｉはダイヤモンドと反応してＴｉ
Ｃとなってしまうので、ダイヤモンドを目減りさせると
いう問題がある。Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-65075 discloses a technique for coating diamond abrasive grains with Ti.
Since it becomes C, there is a problem that diamond is reduced.
【００１０】本発明はこのような事情に鑑み、ドレッシ
ングを必要とせず、高性能なメタルボンド超砥粒砥石を
提供することを目的とする。[0010] In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a high-performance metal-bonded superabrasive grindstone that does not require dressing.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係るメタルボンド砥石は、ＣＢＮあるいはダイヤモ
ンドからなる超砥粒をメタルベースのボンドで固めたメ
タルボンド超砥粒砥石であって、上記超砥粒に窒化物又
はほう化物のセラミックスからなるコーティング層がＣ
ＶＤ法あるいはＰＶＤ法により傾斜組成となるように施
されていることを特徴とし、また、ＣＢＮあるいはダイ
ヤモンドからなる超砥粒をメタルベースのボンドで固め
たメタルボンド超砥粒砥石であって、上記超砥粒に少な
くとも最内層が窒化物又はほう化物のセラミックスから
なるコーティング層がＣＶＤ法あるいはＰＶＤ法により
傾斜組成となるように施されていることを特徴とする。According to the present invention, there is provided a metal-bonded super-abrasive grindstone in which superabrasives made of CBN or diamond are solidified with a metal-based bond. Nitride or super abrasive
The coating layer made of boride ceramics is C
A metal-bonded super-abrasive grindstone obtained by hardening a super-abrasive made of CBN or diamond with a metal-based bond, wherein the super-abrasive is made to have a gradient composition by a VD method or a PVD method. At least the innermost layer of the superabrasive is coated with a nitride or boride ceramic by CVD or PVD.
It is characterized in that it is applied to have a gradient composition .
【００１２】本発明のメタルボンンド砥石は、超砥粒の
表面にセラミックスからなるコーティング層が施されて
いるので、ボンドが該超砥粒を保持する力が高まる。し
たがって、ボンドの量を減らしても十分な砥粒保持力が
得られるので、ボンドを減らして砥石中に気孔を形成す
ることができる。これにより、トルーイング後に、ドレ
ッシングすることなく使用することができる。In the metal-bonded grindstone of the present invention, since the surface of the superabrasive grains is coated with a coating layer made of ceramics, the force with which the bond holds the superabrasive grains increases. Therefore, even if the amount of the bond is reduced, a sufficient abrasive grain holding force can be obtained, so that the number of bonds can be reduced and pores can be formed in the grindstone. Thereby, it can be used without dressing after truing.
【００１３】従来のメタルボンド砥石において砥粒保持
力が低いのは、砥粒とボンドとのぬれ性が低いと共に砥
粒とボンドとの密着力が小さいからと考えられる。つま
り、砥粒１とボンド２とのぬれ性が低いことから、図４
（Ａ）に示すように、両者の間の接着面積が小さく、把
持力が小さいので、結果、図４（Ｂ）に示すように、砥
粒１間に密にボンド２を埋め込んで気孔がないようにす
る必要がある。また、このような構造としても砥粒１と
ボンド２との界面の密着力は低いままである。It is considered that the reason why the abrasive grain holding power is low in the conventional metal bond grindstone is that the wettability between the abrasive grains and the bond is low and the adhesive force between the abrasive grains and the bond is small. In other words, since the wettability between the abrasive grains 1 and the bond 2 is low, FIG.
As shown in FIG. 4A, the bonding area between the two is small and the gripping force is small. As a result, as shown in FIG. You need to do that. Further, even with such a structure, the adhesive force at the interface between the abrasive grains 1 and the bond 2 remains low.
【００１４】本発明のメタルボンド超砥粒砥石は、ＣＢ
Ｎあるいはダイヤモンドからなる超砥粒表面に該砥粒と
密着力の高いセラミックスをコーティングしたものであ
る。このセラミックスとしては、窒化物，炭化物，ほう
化物等を用いるのが好ましい。これらのセラミックス
は、砥石焼成時に砥石と反応することがないので、砥粒
を目減りさせることもない。[0014] The metal-bonded superabrasive stone of the present invention is CB
The superabrasive surface consisting of N or diamond in which a ceramic high adhesion strength and the abrasive grains were Kotin grayed. It is preferable to use nitrides, carbides, borides and the like as the ceramics. Since these ceramics do not react with the grindstone when the grindstone is fired,
Not also be eroded the.
【００１５】また、セラミックスコーティングは、ＣＶ
ＤあるいはＰＶＤ法により傾斜組成となるように形成す
るのが好ましい。これにより砥粒とセラミックスコーテ
ィング層とがより強固に密着され、かつ、コーティング
層に境目がなく強固なものとなるからである。 The ceramic coating is CV
It is preferable to form the composition to have a gradient composition by D or PVD. As a result, the abrasive grains and the ceramic coating layer are more firmly adhered to each other , and
This is because the layers become solid without boundaries.
【００１６】さらに、本発明のメタルボンド砥石では、
セラミックスからなるコーティング層の上に、該セラミ
ックスと密着性が高く且つボンドとのぬれ性及び反応性
が高い材料をコーティングしてもよい。また、このコー
ティングもＣＶＤあるいはＰＶＤ法で行うのが好まし
い。Further, in the metal bond whetstone of the present invention,
A material having high adhesion to the ceramic and high wettability and reactivity with the bond may be coated on the coating layer made of the ceramic. This coating is also preferably performed by CVD or PVD.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments.
【００１８】（参考例） 図１には本発明に対する参考例のメタルボンド超砥粒砥
石を概念的に示す。同図に示すように、参考例のメタル
ボンド超砥粒砥石は、ＣＢＮからなる砥粒１１がＡｇ，
Ｃｕ，Ｎｉ，ＦｅあるいはＷなどのメタルボンド１２で
固定され、気孔１３を有するものであり、砥粒１１の表
面には膜厚１μｍのＴｉＮ層１４及び膜厚１μｍのＴｉ
層１５がそれぞれＣＶＤあるいはＰＶＤ法によりコーテ
ィングされている。かかる構成では、ＣＢＮ砥粒１１と
ＴｉＮ層１４とが強固に密着し、さらに、ＴｉＮ層１４
とＴｉ層１５とメタルボンド１２とがそれぞれ強固に密
着する。また、Ｔｉ層１５とメタルボンド１２とのぬれ
性もよいので砥粒保持力も高くなる。よって、この参考
例の砥石では、３０％以上の体積気孔率を有するものと
することができ、ドレッシングなしに研削が行える。( Reference Example ) FIG. 1 conceptually shows a metal-bonded superabrasive grindstone of a reference example for the present invention . As shown in the figure, in the metal bond super-abrasive grindstone of the reference example, the abrasive grains 11 made of CBN are Ag,
The abrasive grains 11 are fixed by a metal bond 12 such as Cu, Ni, Fe or W and have pores 13. A 1 μm thick TiN layer 14 and a 1 μm thick Ti
The layers 15 are each coated by a CVD or PVD method. In such a configuration, the CBN abrasive grains 11 and the TiN layer 14 are firmly adhered to each other, and furthermore, the TiN layer 14
And the Ti layer 15 and the metal bond 12 are firmly adhered to each other. Further, since the wettability between the Ti layer 15 and the metal bond 12 is good, the abrasive grain holding power is also increased. So this reference
The example grindstone can have a volume porosity of 30% or more and can be ground without dressing.
【００１９】なお、砥粒としてダイヤモンドを用いる場
合、まず、ＴｉＣ層を１μｍコーティングし、さらに、
Ｔｉを１μｍコーティングすれば、同様の効果が得られ
る。When diamond is used as abrasive grains, first, a TiC layer is coated with a thickness of 1 μm.
If 1μm coated with Ti, similar effect can be obtained.
【００２０】（実施例） 図２には本実施例に係るメタルボンド超砥粒砥石を概念
的に示す。同図に示すように、本実施例のメタルボンド
超砥粒砥石は、ＣＢＮからなる砥粒２１が参考例と同様
にＡｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，ＦｅあるいはＷなどのメタルボン
ド２２で固定され、気孔２３を有するものであり、砥粒
２１の表面にはＣＶＤあるいはＰＶＤ法による厚さ２μ
ｍのコーティング層２４が施されている。このコーティ
ング層２４は砥粒２１の表面側はＴｉＮの組成である
が、コーティング層２４表面にいくにしたがってＮが徐
々に減少し、最後にはＴｉとなる傾斜組成を有する。こ
の場合、参考例のようにコーティング層２４に境目がな
いため、参考例より強固なコーティング層となる。した
がって、本実施例の場合、気孔率３５％以上が可能とな
る。( Embodiment ) FIG. 2 conceptually shows a metal-bonded superabrasive grindstone according to this embodiment. As shown in the figure, the metal-bonded superabrasive grindstone of this embodiment has abrasive grains 21 made of CBN fixed by metal bonds 22 of Ag, Cu, Ni, Fe, W or the like in the same manner as the reference example. 23, and the surface of the abrasive grains 21 has a thickness of 2 μm by CVD or PVD.
m coating layers 24 are applied. The coating layer 24 has a composition of TiN on the surface side of the abrasive grains 21, but has a gradient composition in which N gradually decreases toward the surface of the coating layer 24 and finally becomes Ti. In this case, since there is no boundary in the coating layer 24 as in the reference example, a solid coating layer in Reference Example. Therefore, in the case of this embodiment, the porosity can be 35% or more.
【００２１】本実施例において、砥粒がダイヤモンドの
場合には、コーティング層２４の代りにＴｉＣをスター
トして徐々にＣを減少し、最後にはＴｉとなる傾斜組成
を有するコーティング層とすれば、同様な効果が得られ
る。In the present embodiment , when the abrasive grains are diamond, a coating layer having a gradient composition in which TiC is started to gradually reduce C and finally becomes Ti instead of the coating layer 24 may be used. The same effect can be obtained.
【００２２】なお、実施例において、ＣＶＤあるいはＰ
ＶＤ法により砥粒にコーティングを施すには、処理室内
で砥粒を入れた受け皿を動かして砥粒を流動させながら
コーティングを行えばよいが、ＣＶＤ法の場合は必ずし
も砥粒を流動させなくてもガスが砥粒間に入り込むの
で、ほぼ良好にコーティングされる。In the embodiment , CVD or P
In order to apply the coating to the abrasive grains by the VD method, the coating may be performed while the abrasive grains are flowing by moving the saucer containing the abrasive grains in the processing chamber. However, in the case of the CVD method, the abrasive grains are not necessarily flowed. Since the gas enters between the abrasive grains, the coating is performed almost satisfactorily.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のメタルボ
ンド超砥粒砥石は、砥粒の保持力が高く、砥石内に気孔
を設けることができるので、ドレッシングなしで使用で
き、研削能率の向上及び自動化を実現できる。また、本
発明のメタルボンド超砥粒砥石は、製造の際の焼成中に
砥粒の目減りがなく、砥粒を無駄なく使用できるので、
従来より実質的に寿命が長くなり、砥石消耗費が低減す
るという効果も奏する。As described above, the metal-bonded superabrasive grindstone of the present invention has a high holding power for abrasive grains and can form pores in the grindstone, so that it can be used without dressing and has a high grinding efficiency. Improvement and automation can be realized. In addition, the metal-bonded superabrasive grindstone of the present invention has no loss of abrasive grains during firing during production, and can use abrasive grains without waste.
There is also an effect that the life is substantially longer than before, and the grinding wheel consumption cost is reduced.
【図１】参考例のメタルボンド超砥粒砥石を概念図であ
る。FIG. 1 is a conceptual diagram of a metal-bonded superabrasive grindstone of a reference example .
【図２】本発明の一実施例に係るメタルボンド超砥粒砥
石を概念図である。FIG. 2 is a conceptual view of a metal-bonded superabrasive grindstone according to one embodiment of the present invention .
【図３】従来技術に係るメタルボンド超砥粒砥石を示す
説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a metal-bonded superabrasive grinding wheel according to the related art.
【図４】従来技術に係るメタルボンド超砥粒砥石を示す
説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a metal-bonded superabrasive grindstone according to a conventional technique.
１１，１２ 砥粒 １２，２２ メタルボンド １３，２３ 気孔 １４ ＴｉＮ層 １５ Ｔｉ層 ２４ コーティング層 11,12 abrasive grains 12,22 metal bond 13,23 pores 14 TiN layer 15 Ti layer 24 coating layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 肇 京都府京都市右京区太秦巽町１番地 三 菱重工業株式会社 京都精機製作所内 (72)発明者 小泉 明久 京都府京都市右京区太秦巽町１番地 三 菱重工業株式会社 京都精機製作所内 (56)参考文献 特開 平２−269790（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−162499（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B24D 3/10 B24D 3/00 320 B24D 3/00 330 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Hajime Yoshioka, Inventor 1 at Azuma Tatsumicho, Ukyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture Mitsui Heavy Industries, Ltd.Kyoto Seiki Mfg. Co., Ltd. (56) References JP-A-2-269790 (JP, A) JP-A-55-162499 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB Name) B24D 3/10 B24D 3/00 320 B24D 3/00 330
Claims (2)
砥粒をメタルベースのボンドで固めたメタルボンド超砥
粒砥石であって、上記超砥粒に窒化物又はほう化物のセ
ラミックスからなるコーティング層がＣＶＤ法あるいは
ＰＶＤ法により傾斜組成となるように施されていること
を特徴とするメタルボンド超砥粒砥石。1. A metal-bonded superabrasive grindstone obtained by solidifying a superabrasive made of CBN or diamond with a metal-based bond, wherein said superabrasive is made of a nitride or boride ceramic mix. A metal-bonded superabrasive wheel characterized in that a coating layer having a graded composition is formed by a CVD method or a PVD method.
砥粒をメタルベースのボンドで固めたメタルボンド超砥
粒砥石であって、上記超砥粒に少なくとも最内層が窒化
物又はほう化物のセラミックスからなるコーティング層
がＣＶＤ法あるいはＰＶＤ法により傾斜組成となるよう
に施されていることを特徴とするメタルボンド超砥粒砥
石。2. A metal-bonded superabrasive grindstone in which a superabrasive made of CBN or diamond is solidified by a metal-based bond, wherein at least the innermost layer of the superabrasive is nitrided.
The coating layer made of ceramics or borides has a gradient composition by CVD or PVD.
Metal bond superabrasive grinding wheel, characterized in that it is subjected to.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069904A JP3051486B2 (en) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | Metal Bond Super Abrasive Whetstone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069904A JP3051486B2 (en) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | Metal Bond Super Abrasive Whetstone |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304968A JPH04304968A (en) | 1992-10-28 |
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ID=13416152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-04-02 JP JP3069904A patent/JP3051486B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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