JP3406163B2 - Superabrasive stone and its manufacturing method - Google Patents

Superabrasive stone and its manufacturing method

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JP3406163B2 JP26882796A JP26882796A JP3406163B2 JP 3406163 B2 JP3406163 B2 JP 3406163B2 JP 26882796 A JP26882796 A JP 26882796A JP 26882796 A JP26882796 A JP 26882796A JP 3406163 B2 JP3406163 B2 JP 3406163B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、精密加工分野で用
いられる超砥粒砥石に関するものであり、特に高い研削
性能を有すると共に物理的強度も優れた超砥粒砥石とそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superabrasive grindstone used in the field of precision machining, and more particularly to a superabrasive grindstone having high grinding performance and excellent physical strength and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、Si34、アルミナ、ジルコニ
ア、Al23・TiCセラミックスなど研削が困難な構
造用セラミックスが多用されるようになり、これら難研
削材料の製品コストの中で大きなウエイトを占める加工
経費の削減が大きな課題となってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, structural ceramics such as Si 3 N 4 , alumina, zirconia, and Al 2 O 3 .TiC ceramics, which are difficult to grind, have been widely used. The reduction of processing cost, which accounts for the weight, has become a major issue.

【0003】従来、これらの難研削材料の精密加工に
は、砥粒としてダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素(以
下、「cBN」と記す)など高硬度を有するいわゆる
「超砥粒」を用いた砥石が用いられ、被加工物の材質、
寸法、形状、取りしろ、加工能率、加工精度、加工品質
などさまざまな要求により、その加工方式や研削盤が決
められ、それと同時に最も有効とされる砥石の形状、寸
法、仕様が決定される。
Conventionally, for the precision machining of these difficult-to-grind materials, a grindstone using so-called "super-abrasive grains" having high hardness such as diamond or cubic boron nitride (hereinafter referred to as "cBN") as abrasive grains has been used. Used, the material of the work piece,
Depending on various requirements such as size, shape, allowance, processing efficiency, processing accuracy, and processing quality, the processing method and grinding machine are determined, and at the same time, the most effective shape, size, and specification of the grindstone are determined.

【0004】超砥粒を含む砥石は「超砥粒砥石」と呼ば
れ、一般に、超砥粒を結合材によって保持して構成さ
れ、その結合材の種類によって、例えば結合材として合
成樹脂を用いたレジンボンド砥石、ガラス質を用いたビ
トリファイドボンド砥石、金属を用いたメタルボンド砥
石など、いくつかの型に分類される。従来、難研削材料
であるセラミックスなどの精密切断などに用いる薄刃砥
石は、砥石の機械的強度の観点から前記のメタルボンド
砥石が用いられてきた。
A grindstone containing superabrasive grains is called a "superabrasive grain grindstone" and is generally constituted by holding the superabrasive grains by a binding material. Depending on the type of the binding material, for example, a synthetic resin is used as the binding material. There are several types, such as the resin bond grindstone, the vitrified bond grindstone using glass, and the metal bond grindstone using metal. Conventionally, the above-mentioned metal bond grindstone has been used as a thin blade grindstone used for precision cutting of ceramics, which is a difficult-to-grind material, from the viewpoint of mechanical strength of the grindstone.

【0005】このメタルボンド砥石は、結合材として青
銅系やニッケル系などの軟質金属や鋳鉄(特開平3−2
64263号公報)を用い、焼結法や電鋳法を用いて製
造される。これにより得られたメタルボンド砥石は、結
合材の組織が緻密であるために砥石自体の機械的強度が
高く、また難研削材の研削に特に要求される結合材によ
る砥粒の保持力も高く、研削時の砥石の変形が少なく、
仕上げ精度が良好であるなどの利点を有している。
This metal bond grindstone is a soft metal such as bronze or nickel as a binder or cast iron (Japanese Patent Laid-Open No. 3-2.
No. 64263) and a sintering method or an electroforming method. The metal bond grindstone thus obtained has a high mechanical strength of the grindstone itself because the structure of the bonding material is dense, and also has a high holding force for the abrasive grains by the bonding material which is particularly required for grinding difficult-to-grind materials. There is little deformation of the whetstone during grinding,
It has advantages such as good finishing accuracy.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のメタル
ボンド砥石は、結合材組織が緻密で摩滅し難いため、砥
石の研削面に絶えず砥粒の新しい切り刃が現れる現象、
いわゆる「自生発刃作用」が小さく、目詰まりしやす
く、研削抵抗が大きいため高能率加工が困難となり、ま
たドレッシング(目立て)性が悪いなどの欠点があっ
た。
However, in the above-mentioned metal bond grindstone, since the bond material structure is dense and hard to wear, a phenomenon in which new cutting edges of abrasive grains constantly appear on the grinding surface of the grindstone,
The so-called "self-developing blade action" is small, it is easily clogged, and high grinding resistance makes it difficult to perform high-efficiency processing, and there are drawbacks such as poor dressing (dressing) properties.

【0007】本発明は、これらの課題を解決するために
なされたものであって、従ってその目的は、研削能率と
機械的強度が共に優れ、難研削材料の精密加工に好適に
使用することができる超砥粒砥石とその製造方法を提供
することにある。
The present invention has been made to solve these problems. Therefore, the object of the present invention is that both grinding efficiency and mechanical strength are excellent, and that it can be suitably used for precision processing of difficult-to-grind materials. An object of the present invention is to provide a superabrasive grindstone that can be used and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する手
段として本発明は、平均粒径が0.5μm〜60μmの
範囲内であるダイヤモンドまたはcBNからなる超砥粒
と結合材粒子との焼結体からなり、この結合材粒子が、
表面に酸化物被膜が形成された融点2000℃以上の金
属の粒子からなり、前記の金属は、W、Os、Ta、I
r、Mo、およびRuからなる群から選ばれた1種以上
である超砥粒砥石を提供する。 また、前記焼結体の組織
中に多数の気孔が含まれ、気孔率が5〜60%の範囲で
あることが好ましい。更に、前記酸化物皮膜の厚さが
0.05μm〜0.5μmの範囲であることが好まし
い。
As a means for solving the above problems, the present invention is directed to the firing of superabrasive grains made of diamond or cBN and binder particles having an average grain size in the range of 0.5 μm to 60 μm. It consists of aggregates, and these binder particles
Ri Do oxide film is formed melting point 2000 ° C. or more metal particles to the surface, the metals, W, Os, Ta, I
One or more selected from the group consisting of r, Mo, and Ru
To provide a superabrasive grindstone. Also, the structure of the sintered body
A large number of pores are contained inside, and the porosity is in the range of 5 to 60%.
Preferably there is. Furthermore, the thickness of the oxide film is
It is preferably in the range of 0.05 μm to 0.5 μm.
Yes.

【0009】本発明はまた、平均粒径が0.5μm〜6
0μmの範囲内であるダイヤモンドまたはcBNからな
る超砥粒と、表面に酸化物被膜が形成された融点200
0℃以上のW、Os、Ta、Ir、Mo、およびRuか
らなる群から選ばれた1種以上の金属の粒子からなる結
合材粒子とを混合し、得られた粉体混合物を焼結する工
程を含む超砥粒砥石の製造方法を提供する。前記の焼結
は、放電プラズマ焼結法またはホット・アイソスタチッ
ク・プレス焼結法を用いて行うことが好ましい。前記の
焼結は、不活性ガスまたは酸素分圧が0.01MPa以
下の雰囲気中で行うことが好ましい。また、Tmを絶対
温度Kで表す結合材の融点または液相生成温度としたと
き、前記の焼結を0.5Tm以下の焼結温度に30分以
内の時間保持して行うことが好ましい。また、超砥粒と
結合材粒子との混合比が容量比で、超砥粒:結合材粒子
=1:0.5〜1:3の範囲であることが好ましい。ま
た前記の焼結を、600℃〜1500℃の範囲の焼結温
度で行うことが好ましい。
The present invention also has an average particle size of 0.5 μm to 6 μm.
Superabrasive grains consisting of diamond or cBN in the range of 0 μm, and a melting point of 200 with an oxide film formed on the surface.
W, Os, Ta, Ir, Mo, and Ru above 0 ° C
Provided is a method for producing a superabrasive grindstone, which includes a step of mixing binder particles made of particles of one or more kinds of metals selected from the group consisting of the following, and sintering the obtained powder mixture. The above-mentioned sintering is preferably performed by using a discharge plasma sintering method or a hot isostatic press sintering method. The sintering is preferably performed in an atmosphere of an inert gas or oxygen partial pressure of 0.01 MPa or less. Also , absolute Tm
If the melting point of the binder expressed by the temperature K or the liquidus formation temperature is used,
It is preferable to carry out the above-mentioned sintering while maintaining the sintering temperature of 0.5 Tm or less for a time of 30 minutes or less. Further, it is preferable that the mixing ratio of the superabrasive grains and the binder particles is a volume ratio, and the superabrasive grains: the binder particles = 1: 0.5 to 1: 3. Further, it is preferable to perform the above-mentioned sintering at a sintering temperature in the range of 600 ° C to 1500 ° C.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を一実施形態によっ
て説明する。図1に模式的に示すように、この実施形態
の超砥粒砥石10は、ダイヤモンドまたはcBNの超砥
粒1と結合材粒子2との焼結体からなっている。そして
この結合材粒子2は、表面に酸化物被膜3が形成された
融点2000℃以上の金属、例えばWの粒子4からなっ
ている。この超砥粒1の平均粒径は、0.5μm〜60
μmの範囲内とされている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to an embodiment. As schematically shown in FIG. 1, a superabrasive grindstone 10 of this embodiment is made of a sintered body of superabrasive grains 1 of diamond or cBN and binder particles 2. The binder particles 2 are composed of a metal having a melting point of 2000 ° C. or higher, for example, W particles 4 having an oxide film 3 formed on the surface thereof. The average grain size of the superabrasive grains 1 is 0.5 μm to 60 μm.
It is within the range of μm.

【0011】この超砥粒砥石10は、例えば下記の方法
により製造することができる。すなわち、平均粒径が
0.5μm〜60μmの範囲内であるダイヤモンドまた
はcBNからなる超砥粒1と、表面に酸化物被膜3が形
成された融点2000℃以上の金属の粒子4からなる結
合材粒子2とを混合し、得られた粉体混合物を、例えば
放電プラズマ焼結法(以下、「SPS法」という)また
はホット・アイソスタチック・プレス法(以下、「HI
P法」という)を用いて焼結する。
The superabrasive grindstone 10 can be manufactured, for example, by the following method. That is, a binder composed of superabrasive grains 1 made of diamond or cBN having an average grain size in the range of 0.5 μm to 60 μm, and metal grains 4 having a melting point of 2000 ° C. or higher and having an oxide film 3 formed on the surface thereof. The powder mixture obtained by mixing the particles 2 with each other is subjected to, for example, a spark plasma sintering method (hereinafter referred to as “SPS method”) or a hot isostatic pressing method (hereinafter referred to as “HIS”).
P method ”).

【0012】得られた超砥粒砥石10は、砥粒として平
均粒径0.5μm〜60μmの微細なダイヤモンド粒子
またはcBN粒子が用いられているので、セラミックス
などの難研削材料を精密に研削することができる。
Since the obtained superabrasive grindstone 10 uses fine diamond particles or cBN particles having an average particle diameter of 0.5 μm to 60 μm as abrasive grains, it grinds difficult-to-grind materials such as ceramics precisely. be able to.

【0013】また結合材としては、Wなど、硬くて脆い
2000℃以上の高融点の金属粒子が用いられている。
高融点金属粒子は、焼結したとき超砥粒1との結合力が
強く、しかも結合材粒子どうしの融着によって形成され
る焼結組織体は、適度の崩落性を有しているので、この
超砥粒砥石を研削に用いると、砥石自体の物理的強度は
高く、砥粒を強力に保持しながら、しかもドレッシング
(目立て)性が良好であり、目詰まりし難く自生発刃作
用があり、研削抵抗が小さく、効率のよい研削が可能と
なる。
As the binder, hard and brittle metal particles having a high melting point of 2000 ° C. or higher such as W are used.
The refractory metal particles have a strong bonding force with the superabrasive grains 1 when sintered, and the sintered structure formed by fusion bonding the binder particles has an appropriate degree of collapse. When this super abrasive grain grindstone is used for grinding, the physical strength of the grindstone itself is high, while holding the abrasive grain strongly, the dressing (dressing) property is good, clogging is less likely, and there is a self-developing blade action. The grinding resistance is small and efficient grinding is possible.

【0014】しかし、超砥粒砥石の製造に際して、超砥
粒1と前記の高融点金属粒子と、または高融点金属粒子
どうしを強力に融着するためには、少なくとも0.6T
m以上の温度に加熱しなければならない。この温度は、
例えば結合材としてW(融点3655゜K)を用いる場
合であれば約1900℃以上となる。ところが、この焼
結温度では、高温のため超砥粒1自体が変質して研削力
が減少し、目標とする研削性能を十分に発揮し得ないこ
とがわかった。
However, at the time of manufacturing the superabrasive grain grindstone, at least 0.6 T is required to strongly fuse the superabrasive grains 1 and the above-mentioned high melting point metal particles or the high melting point metal particles.
It must be heated to a temperature above m. This temperature is
For example, when W (melting point 3655 ° K) is used as the binder, the temperature is about 1900 ° C or higher. However, it was found that at this sintering temperature, the superabrasive grains 1 themselves deteriorate due to the high temperature and the grinding force decreases, and the desired grinding performance cannot be sufficiently exhibited.

【0015】そこで、本発明者らは、鋭意研究の結果、
高融点金属粒子4の表面に酸化物被膜3を形成すると、
この酸化物被膜3の融点は、例えばWの酸化物である三
酸化タングステンWO3 の融点が1400℃であるよう
に、金属自体の融点より大幅に降下し、超砥粒1が変質
しない温度の目安である0.5Tm以下、例えば150
0℃程度の加熱により、超砥粒1と結合材粒子2、およ
び結合材粒子2どうしが互いにその表面で融着し、強力
な焼結組織体を形成し得ることを見いだし本発明に到達
した。
Therefore, as a result of earnest research, the present inventors have found that
When the oxide coating 3 is formed on the surface of the refractory metal particles 4,
The melting point of the oxide coating 3 is significantly lower than the melting point of the metal itself such that the melting point of tungsten trioxide WO 3 which is an oxide of W is 1400 ° C. 0.5 Tm or less, which is a standard, for example 150
It was found that the super-abrasive grains 1, the binder particles 2, and the binder particles 2 are fused to each other on their surfaces by heating at about 0 ° C., and a strong sintered structure can be formed, and the present invention was reached. .

【0016】前記の焼結組織体において、酸化物被膜3
は結合材粒子2の表面にのみ形成されているので、粒子
どうしは、この表面の被膜層でのみ互いに融着し、結合
材金属粒子4自体の硬くて脆い性質が失われることはな
い。従って本発明の超砥粒砥石10は、超砥粒1の切れ
味を高温焼結によって損うことなく、ドレッシング性が
良好で、目詰まりし難く、自生発刃作用があり、研削抵
抗が小さく、効率の良い精密研削砥石となる。
In the above sintered structure, the oxide film 3
Are formed only on the surface of the binder particles 2, the particles are fused to each other only in the coating layer on this surface, and the hard and brittle property of the binder metal particles 4 itself is not lost. Therefore, the superabrasive grain grindstone 10 of the present invention does not impair the sharpness of the superabrasive grains 1 by high-temperature sintering, has good dressing properties, is less likely to be clogged, has a self-developing blade action, and has a small grinding resistance, It becomes an efficient precision grinding wheel.

【0017】次に、本発明の超砥粒砥石を構成する諸要
素について詳しく説明する。本発明の超砥粒砥石に用い
られる超砥粒は、ダイヤモンドまたはcBNである。例
えばセラミックス材料などの硬い被研削体を細密加工す
るなどの場合には、最高硬度を有するダイヤモンドを用
いることが好ましい。このダイヤモンドは、単結晶のも
のであっても多結晶のものであってもよく、天然ダイヤ
モンド、人造ダイヤモンドのいずれも使用できる。
Next, various elements constituting the superabrasive grindstone of the present invention will be described in detail. The superabrasive grains used in the superabrasive grain grindstone of the present invention are diamond or cBN. For example, when finely processing a hard workpiece such as a ceramic material, it is preferable to use diamond having the highest hardness. The diamond may be single crystal or polycrystal, and both natural diamond and artificial diamond can be used.

【0018】しかし、鉄系の被研削体を加工する場合
は、ダイヤモンドの使用に問題があるので、この場合に
はcBNを用いることが好ましい。このcBNも、単結
晶のもの、多結晶のものいずれでもよい。また、本発明
に用いる超砥粒は、前記の任意の2種類以上の混合物で
あってもよい。
However, when processing an iron-based object to be ground, there is a problem in using diamond, so in this case, it is preferable to use cBN. This cBN may be either single crystal or polycrystal. Further, the superabrasive grains used in the present invention may be a mixture of any two or more of the above.

【0019】超砥粒の平均粒径は、0.5μm〜60μ
mの範囲内とされる。平均粒径が0.5μm未満では粒
子が微細にすぎて研削能力が十分に発現せず、60μm
を越えると、例えばこの砥石を細密研削やラッピングな
どに用いる場合に、被研削面の仕上げが粗くなって不適
当である。この観点から、超砥粒の平均粒径は、0.5
μm〜10μmの範囲内とすることが好ましい。
The average grain size of the superabrasive grains is 0.5 μm to 60 μm.
Within the range of m. If the average particle size is less than 0.5 μm, the particles are too fine and the grinding ability is not sufficiently expressed.
If it exceeds, for example, when this grindstone is used for fine grinding or lapping, the surface to be ground becomes rough and unsuitable. From this viewpoint, the average grain size of superabrasive grains is 0.5
The thickness is preferably in the range of μm to 10 μm.

【0020】結合材として用いられる金属は、融点が2
000℃以上であって、その粒子表面に酸化物被膜を形
成することができ、この酸化物被膜が超砥粒を劣化させ
ない温度で溶融し得るものであればいずれでもよいが、
好ましい金属は、W、Os、Ta、Ir、Mo、および
Ruからなる群から選ばれたものである。上記の好まし
い金属の硬さ(Hv)、融点(℃)、酸化物組成、およ
び酸化物融点(℃)を表1に示す。この内で特に好まし
い金属は、融点が最も高いWである。
The metal used as the binder has a melting point of 2
Any material may be used as long as it has a temperature of 000 ° C. or higher and can form an oxide film on the surface of the particles, and the oxide film can be melted at a temperature that does not deteriorate the superabrasive grains.
Preferred metals are those selected from the group consisting of W, Os, Ta, Ir, Mo, and Ru. Table 1 shows the hardness (Hv), melting point (° C), oxide composition, and oxide melting point (° C) of the above preferable metals. Of these, W is the most preferable metal because it has the highest melting point.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】結合材粒子の粒径は、特に限定されるもの
ではないが、超砥粒の平均粒径の5%〜50%の範囲内
とすることが好ましい。超砥粒に対する結合材粒子の粒
径が50%を越えると、焼結の際、混合物が型に充填さ
れた状態で超砥粒と結合材粒子との接触面積が小さくな
り、焼結時の結合力が不足して砥石自体の強度が低下す
る。また5%未満では、接触面積は十分に大きいから焼
結時の結合力は問題ないが、気孔率および気孔径が小さ
くなって、焼結物は無気孔メタルボンド砥石と大差がな
くなる。
The particle size of the binder particles is not particularly limited, but is preferably in the range of 5% to 50% of the average particle size of the superabrasive particles. When the particle size of the binder particles with respect to the superabrasive grains exceeds 50%, the contact area between the superabrasive grains and the binder particles becomes small in the state where the mixture is filled in the mold during sintering, and The strength of the grindstone itself decreases due to lack of binding force. On the other hand, if it is less than 5%, the contact area is sufficiently large so that the bonding force at the time of sintering is not a problem, but the porosity and the pore diameter are small, and the sintered product is not much different from the non-porous metal bond grindstone.

【0023】本発明の超砥粒砥石は、粉体の表面焼結に
よって成形されるので、図1に示すように、その組織内
には多数の気孔5が含まれ、多孔質になっている。その
気孔率は、5%〜60%の範囲内とされていることが好
ましい。気孔率が5%未満では、結合材の組織が緻密と
なって摩滅し難く、従って自生発刃作用が起こり難くな
るばかりでなく、研削時に発生する切り屑を収容するポ
ケット(図1の符号6)の容量が不足し、また冷却液の
循環も不十分となり、目詰まりや摩擦熱による溶融など
が起こり易い。気孔率が60%を越えると、砥石自体の
物性が低下し、また目こぼれや目潰れが起こり易くな
る。これら観点から、気孔率は5%〜45%の範囲内と
することが更に好ましい。気孔率は、超砥粒と結合材粒
子のそれぞれの粒径、混合割合、焼結時に加える圧力、
混合時の揮発性介在物の有無などの諸条件を選定するこ
とにより調節することができる。
Since the superabrasive grindstone of the present invention is formed by the surface sintering of powder, as shown in FIG. 1, a large number of pores 5 are included in its structure and it is porous. . The porosity is preferably within the range of 5% to 60%. When the porosity is less than 5%, the structure of the binding material becomes dense and is not easily worn away, so that the spontaneous blade action is less likely to occur, and a pocket for storing chips generated during grinding (reference numeral 6 in FIG. 1). ) Is insufficient, and the circulation of the cooling liquid is insufficient, so that clogging and melting due to frictional heat are likely to occur. When the porosity exceeds 60%, the physical properties of the grindstone itself are deteriorated, and spillage and crushing are likely to occur. From these viewpoints, the porosity is more preferably within the range of 5% to 45%. The porosity is the particle size of each of the superabrasive grains and the binder particles, the mixing ratio, the pressure applied during sintering,
It can be adjusted by selecting various conditions such as the presence or absence of volatile inclusions during mixing.

【0024】本発明の超砥粒砥石の製造に際しては、予
め、表面に酸化物被膜3が形成された高融点金属粒子を
用意する。高融点金属粒子の表面に酸化物被膜を形成す
るには、高融点金属粒子を空気中に放置して自然酸化さ
せるか、酸素雰囲気中で加熱するなど強制酸化させる
か、または高融点金属粒子にその酸化物を塗布するなど
の方法があり、これらの方法のいずれを用いてもよい。
In producing the superabrasive grindstone of the present invention, high melting point metal particles having the oxide coating 3 formed on the surface thereof are prepared in advance. To form an oxide film on the surface of refractory metal particles, the refractory metal particles are left to stand in the air for natural oxidation, forced oxidation such as heating in an oxygen atmosphere, or refractory metal particles are formed. There are methods such as applying the oxide, and any of these methods may be used.

【0025】次に超砥粒と前記の結合材粒子とを均一に
混合する。超砥粒と結合材との混合割合は、超砥粒:結
合材粒子の容量比で1:0.5〜1:3の範囲内とする
ことが好ましい。1:0.5より結合材の割合が少ない
場合は、超砥粒の密度が高すぎて焼結体の強度が低下
し、砥石が脆くなる。1:3より結合材の割合が多い場
合は、研削能力が低下する。
Next, the superabrasive grains and the binder particles are uniformly mixed. The mixing ratio of the superabrasive grains and the binder is preferably in the range of 1: 0.5 to 1: 3 in terms of the volume ratio of superabrasive grains to binder particles. When the ratio of the binder is less than 1: 0.5, the density of the superabrasive grains is too high, the strength of the sintered body decreases, and the grindstone becomes brittle. If the ratio of the binder is more than 1: 3, the grinding ability is reduced.

【0026】超砥粒と結合材との混合に際しては、例え
ばエタノールなどの揮発性液体を添加し、ボールミルな
どで液中分散を行い、その後に減圧乾燥などによって液
体成分を除去し、超砥粒と結合材粒子との粉体混合物を
得ることが好ましい。この方法によれば、超砥粒の凝集
が防止され、超砥粒が結合材中に均一に分散した粉体混
合物が得られるばかりでなく、混合時の粉体摩擦による
切り刃の鈍化や発熱による変質が防止される。
When mixing the superabrasive grains and the binder, for example, a volatile liquid such as ethanol is added and dispersed in the liquid by a ball mill or the like, and then the liquid component is removed by vacuum drying or the like to remove the superabrasive grains. It is preferred to obtain a powder mixture of and binder particles. According to this method, agglomeration of the superabrasive grains is prevented, and not only a powder mixture in which the superabrasive grains are uniformly dispersed in the binder is obtained, but also blunting of the cutting edge and heat generation due to powder friction during mixing. Deterioration due to is prevented.

【0027】焼結は、SPS法またはHIP法を用いて
行うことが好ましい。これらはいずれも粉末焼結法であ
り、これらの焼結法によれば、超砥粒と結合材粒子との
界面における拡散、反応、固溶などが促進され、超砥粒
と結合材粒子との結合力が強化される。
Sintering is preferably performed using the SPS method or the HIP method. These are all powder sintering methods. According to these sintering methods, diffusion, reaction, solid solution, etc. at the interface between the superabrasive grains and the binder particles are promoted, and the superabrasive grains and the binder particles are The binding force of is strengthened.

【0028】SPS法は、例えば図2に概略を示す放電
プラズマ焼結装置(SPS装置)を用いて行うことがで
きる。図2において、このSPS装置は、筒状のダイ2
1と、このダイ21と同軸的に挿入された中子22と、
これらのダイ21および中子22と嵌合する上部パンチ
23および下部パンチ24と、これら上下のパンチ2
3、24に挟まれた粉体混合物25の温度を測定する熱
電対26とを有している。この上部パンチ23および下
部パンチ24は、ダイ21と中子22との間隙に充填さ
れた粉体混合物25を上下から挟圧するためのプレス
(図示せず)に連結されていると共に、粉体混合物25
にパルス電流を印加するためのそれぞれの電極を構成し
ている。このSPS装置において、少なくとも上下のパ
ンチ23,24に挟まれた部分はチャンバ(図示せず)
内に収容され、このチャンバ内は真空に排気されるか、
または不活性ガスが導入されるようになっている。
The SPS method can be performed by using, for example, a discharge plasma sintering apparatus (SPS apparatus) schematically shown in FIG. Referring to FIG. 2, this SPS device has a cylindrical die 2
1, and a core 22 coaxially inserted with the die 21,
The upper punch 23 and the lower punch 24 that fit with the die 21 and the core 22, and the upper and lower punches 2
3 and 24, and a thermocouple 26 for measuring the temperature of the powder mixture 25. The upper punch 23 and the lower punch 24 are connected to a press (not shown) for pinching the powder mixture 25 filled in the gap between the die 21 and the core 22 from above and below, and also the powder mixture. 25
Each of the electrodes is configured to apply a pulse current to. In this SPS device, at least the portion sandwiched by the upper and lower punches 23, 24 is a chamber (not shown).
Is evacuated to a vacuum inside the chamber,
Alternatively, an inert gas is introduced.

【0029】超砥粒と結合材との粉体混合物25は、所
定の砥石の形状に成形されたダイ21と中子22との間
隙に所定量が充填され、チャンバ内が真空にされ、また
は不活性ガスで置換された後に、上部パンチ23および
下部パンチ24で上下から所定の圧力で圧縮され、次い
でパルス電流が印加される。
A powder mixture 25 of superabrasive grains and a binder is filled in a predetermined amount in the gap between the die 21 and the core 22 formed into a predetermined grindstone shape, and the inside of the chamber is evacuated, or After being replaced with an inert gas, the upper punch 23 and the lower punch 24 are compressed at a predetermined pressure from above and below, and then a pulse current is applied.

【0030】このSPS法によれば、通電電流を調節す
ることにより、粉体混合物25を所定の焼結温度に均一
に素早く昇温することができ、また温度管理や焼結時間
管理も厳密に行うことができる。上記のSPS法に用い
ることができるSPS装置としては、例えば住友石炭鉱
業社製モデルSPS−2050型放電プラズマ焼結装置
などを挙げることができる。
According to this SPS method, the powder mixture 25 can be uniformly and quickly heated to a predetermined sintering temperature by adjusting the energizing current, and the temperature control and the sintering time control are strictly performed. It can be carried out. Examples of the SPS device that can be used in the above SPS method include a model SPS-2050 type spark plasma sintering device manufactured by Sumitomo Coal Mining Co., Ltd.

【0031】一方、HIP法は、例えば超砥粒と結合材
粒子との混合物に成形助材としてワックスなどを加え、
単軸プレスなどを用いて圧力10MPa程度に加圧して
粉体圧縮成形物をつくり、この粉体圧縮成形物を真空中
約800℃に加熱してワックスの除去と仮焼結とを行
い、次いで形状整形の後に、真空または不活性ガス雰囲
気中で熱圧を加えて本焼結を行い焼結体を得る方法であ
る。
On the other hand, in the HIP method, for example, wax is added as a molding aid to a mixture of superabrasive grains and binder particles,
Using a uniaxial press or the like, a pressure of about 10 MPa is applied to produce a powder compression molded product, and the powder compression molded product is heated in vacuum to about 800 ° C. to remove wax and perform temporary sintering, and then, This is a method of obtaining a sintered body by performing main sintering by applying heat and pressure in a vacuum or an inert gas atmosphere after shape shaping.

【0032】いずれの焼結方法においても、焼結は、不
活性ガスまたは酸素分圧が0.01MPa以下の雰囲気
中で行うことが好ましい。酸素分圧が0.01MPaを
越える雰囲気で熱圧を加えて焼結を行うと、超砥粒が変
質したり、結合材表面の酸化物被膜が増大して結合材が
高融点金属であることの利益が失われる惧れがあるから
である。不活性ガスとしては、N2 またはArなどが好
適に用いられる。
In any of the sintering methods, the sintering is preferably performed in an atmosphere of an inert gas or oxygen partial pressure of 0.01 MPa or less. When sintering is performed by applying heat and pressure in an atmosphere where the oxygen partial pressure exceeds 0.01 MPa, the superabrasive grains are altered and the oxide film on the surface of the binder increases and the binder is a refractory metal. This is because there is a risk that the profit of As the inert gas, N 2 or Ar is preferably used.

【0033】焼結に際して、焼結温度は0.5Tm以下
とすることが好ましい。ここでTmとは、絶対温度゜K
で表す結合材金属の融点または液相生成温度である。焼
結温度を0.5Tm以下とすることによって、前記のよ
うに、結合材粒子どうしが酸化物被膜のみによって融着
し、砥石自体の強度を維持しながら適度の崩落性を有し
て自生発刃作用を現し、良好な研削性が維持されるよう
になる。
Upon sintering, the sintering temperature is preferably 0.5 Tm or less. Here, Tm is the absolute temperature K
Is the melting point of the binder metal or the liquidus formation temperature. By setting the sintering temperature to 0.5 Tm or less, as described above, the binder particles fuse with each other only by the oxide film, and while maintaining the strength of the grindstone itself, it has a proper collapse property and spontaneously generates. It exhibits a blade action and maintains good grindability.

【0034】焼結温度の下限は、用いられる結合材の特
性と焼結圧力に依存するが、少なくとも粒子どうしが互
いに表面融着して融合相を形成し得る温度とされる。こ
の下限温度は、通常600℃以上である。この観点か
ら、実際上好ましい焼結温度範囲は600℃〜1500
℃の範囲内とされる。
The lower limit of the sintering temperature depends on the properties of the binder used and the sintering pressure, but is set to a temperature at which at least the particles are surface-fused to each other to form a fused phase. This lower limit temperature is usually 600 ° C. or higher. From this viewpoint, the practically preferable sintering temperature range is 600 ° C. to 1500 ° C.
Within the range of ° C.

【0035】また、焼結に際して、前記の焼結温度に保
持する時間は30分以内とすることが好ましい。液相を
生じる温度に30分を越えて保持すると、超砥粒が著し
く減量するからである。この観点から、焼結温度と焼結
時間とが厳密に制御できるSPS法は、本発明の超砥粒
を製造するのに好適な方法である。
Further, it is preferable that the time of holding the above-mentioned sintering temperature during the sintering is within 30 minutes. This is because if the temperature at which the liquid phase is generated is maintained for more than 30 minutes, the amount of superabrasive grains is significantly reduced. From this viewpoint, the SPS method capable of strictly controlling the sintering temperature and the sintering time is a method suitable for producing the superabrasive grains of the present invention.

【0036】(実施例1)超砥粒として平均粒径25μ
mのダイヤモンドを用い、結合材として表面に酸化物被
膜が形成された粒径1μm〜2μmのWを用い、超砥
粒:結合材の容量比を25:32として混合した。W粒
子表面の酸化物被膜は、W粒子を大気中で800℃に1
時間加熱後、自然冷却して形成した。このときの酸化物
被膜の膜厚は0.05μm〜0.5μmであった。
(Example 1) Average particle diameter of 25 μ as superabrasive grains
m diamond was used, and W having a particle size of 1 μm to 2 μm with an oxide film formed on the surface was used as a binder, and the volume ratio of superabrasive grains to the binder was 25:32. The oxide film on the surface of the W particles has a W particle content of 1 at 800 ° C in the atmosphere.
After heating for an hour, it was naturally cooled and formed. At this time, the thickness of the oxide film was 0.05 μm to 0.5 μm.

【0037】前記の混合物中にエタノールを添加し、ス
ラリー状としたうえでボールミルに仕込み、液中分散法
により分散を行い、終了後にエタノールを減圧除去し
て、結合材中に超砥粒が均一に分散した粉体混合物を得
た。
Ethanol was added to the above mixture to prepare a slurry, which was then charged into a ball mill and dispersed by a liquid dispersion method. After completion, ethanol was removed under reduced pressure to make the superabrasive grains uniform in the binder. A powder mixture dispersed in was obtained.

【0038】得られた粉体混合物を図2に示したSPS
装置を用いて焼結した。ダイ21はグラファイト製であ
り、内径が92mmであり、中子22は外径が40mm
であった。このダイ21と中子22との間隙に前記の粉
体混合物を14.7g充填し、このダイの雰囲気をO2
分圧0.01MPa以下のガスで置換し、上部パンチ2
3および下部パンチ24を駆動して粉体混合物25を2
0MPaに加圧すると共に双方のパンチ間にパルス電流
を印加し、1260℃に5分間加熱した。
The obtained powder mixture was used for the SPS shown in FIG.
Sintered using the equipment. The die 21 is made of graphite and has an inner diameter of 92 mm, and the core 22 has an outer diameter of 40 mm.
Met. The space between the die 21 and the core 22 was filled with 14.7 g of the powder mixture, and the atmosphere of the die was changed to O 2
The upper punch 2 is replaced with a gas having a partial pressure of 0.01 MPa or less.
3 and lower punch 24 to drive powder mixture 25 to 2
A pressure of 0 MPa was applied, a pulse current was applied between both punches, and heating was performed at 1260 ° C. for 5 minutes.

【0039】得られた実施例の超砥粒砥石は、外径92
mm、内径40mm、厚み0.429mmの薄刃砥石で
あり、重量は14.6644g、気孔率は42.2容量
%であった。
The obtained superabrasive grindstone of the embodiment has an outer diameter of 92
mm, inner diameter 40 mm, thickness 0.429 mm, thin blade grindstone, weight 14.6644 g, porosity 42.2% by volume.

【0040】(比較例1)実施例1と同様の超砥粒を用
い、結合材として粒径5μmのCoを用い、超砥粒:結
合材の容量比を25:32として実施例1と同様に液中
分散法により混合し、減圧乾燥して粉体混合物を得た。
Comparative Example 1 The same superabrasive grains as in Example 1 were used, Co having a grain size of 5 μm was used as the binder, and the volume ratio of superabrasive grains to the binder was 25:32. Was mixed by a liquid dispersion method and dried under reduced pressure to obtain a powder mixture.

【0041】得られた粉体混合物を、実施例1と同様の
ダイおよびSPS装置を用い、焼結温度を780℃とし
た以外は実施例1と同様に焼結し、比較例1の砥石を得
た。このものの厚みは0.327mm、重量は7.76
18g、気孔率は23.6容量%であった。
The obtained powder mixture was sintered in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was 780 ° C. using the same die and SPS apparatus as in Example 1, and the grindstone of Comparative Example 1 was used. Obtained. This product has a thickness of 0.327 mm and a weight of 7.76.
18 g, the porosity was 23.6% by volume.

【0042】前記実施例1および比較例1の超砥粒砥石
を用いて研削試験を行った。研削試験としては、砥石の
ヤング率や研削盤の剛性や馬力の影響を受けない湿式定
圧研削法を採用した。被研削体としては、Al23・T
iCセラミックス(曲げ強さ588MPa、マイクロビ
ッカース硬さ19GPa)を用いた。
A grinding test was carried out using the superabrasive grindstones of Example 1 and Comparative Example 1. For the grinding test, a wet constant pressure grinding method was used that was not affected by the Young's modulus of the grindstone, the rigidity of the grinder, or the horsepower. As the object to be ground, Al 2 O 3 · T
iC ceramics (bending strength 588 MPa, micro Vickers hardness 19 GPa) was used.

【0043】更に比較のため、比較例2として市販の同
様な形状の電鋳メタルボンド超砥粒砥石を用いた。実施
例1、比較例1および比較例2の超砥粒砥石について測
定した研削圧力(MPa)と、各研削圧力で30秒間研
削したときの研削量(mm3 )との関係を図3に示す。
For comparison, a commercially available electroformed metal-bonded superabrasive grindstone having the same shape was used as Comparative Example 2. FIG. 3 shows the relationship between the grinding pressure (MPa) measured for the superabrasive grindstones of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 and the grinding amount (mm 3 ) after grinding for 30 seconds at each grinding pressure. .

【0044】試験の結果、比較例2の電鋳メタルボンド
超砥粒砥石は、研削圧約0.9MPaで目詰まりなどの
ため研削不能となった。この圧力限界時の研削量は約2
mm 3 であった。比較例1のCo結合材の超砥粒砥石
は、研削圧約1.25MPaで破壊された。この圧力限
界時の研削量は約4.5mm3 であった。
As a result of the test, the electroformed metal bond of Comparative Example 2
The superabrasive grindstone can prevent clogging at a grinding pressure of about 0.9 MPa.
Therefore, it became impossible to grind. Grinding amount at this pressure limit is about 2
mm 3Met. Super Abrasive Grain Stone of Co Bonding Material of Comparative Example 1
Was broken at a grinding pressure of about 1.25 MPa. This pressure limit
The grinding amount at the time of the world is about 4.5 mm3Met.

【0045】これに対して、実施例1の超砥粒砥石は、
研削圧約2MPaでなお研削性能に異常なく、研削圧約
2MPaにおいて約6mm3 の研削量を示した。この結
果から、実施例1の超砥粒砥石は、比較例1のものより
気孔率が高いにもかかわらず、物性に優れ、研削圧を大
きくしても破壊されず、研削圧にほぼ比例して研削量が
増大したことがわかる。
On the other hand, the superabrasive grindstone of Example 1 is
The grinding performance was still normal at a grinding pressure of about 2 MPa, and a grinding amount of about 6 mm 3 was shown at a grinding pressure of about 2 MPa. From these results, the superabrasive grindstone of Example 1 has a higher porosity than that of Comparative Example 1, but has excellent physical properties, is not destroyed even if the grinding pressure is increased, and is almost proportional to the grinding pressure. It can be seen that the grinding amount increased.

【0046】(実施例2)実施例1の方法に準じて、超
砥粒として表2に示す粒径のダイヤモンドを用い、結合
材として表面に酸化物被膜が形成された粒径1μm〜2
μmのWを用い、表2に示す製造条件によって直径30
mm厚さ0.5mmの砥石試料を作成した。このものの
気孔率、ヤング率、およびビッカース硬さを測定した。
結果を表2に示す。
Example 2 According to the method of Example 1, diamond having a grain size shown in Table 2 was used as the superabrasive grain, and an oxide film was formed on the surface as a binder.
Using W of μm, the diameter is 30 according to the manufacturing conditions shown in Table 2.
A grindstone sample having a thickness of 0.5 mm was prepared. The porosity, Young's modulus, and Vickers hardness of this product were measured.
The results are shown in Table 2.

【0047】(比較例2)実施例2の方法に準じて、超
砥粒として表2に示す粒径のダイヤモンドを用い、結合
材として表2に示す粒径のCoを用い、表2に示す製造
条件によって実施例2と同形の砥石試料を作成した。こ
のものの気孔率、ヤング率、およびビッカース硬さを実
施例2と共に表2に示す。
(Comparative Example 2) In accordance with the method of Example 2, diamond having a grain size shown in Table 2 was used as superabrasive grains, Co having a grain size shown in Table 2 was used as a binder, and shown in Table 2. A grindstone sample having the same shape as that of Example 2 was prepared according to the manufacturing conditions. The porosity, Young's modulus, and Vickers hardness of this product are shown in Table 2 together with Example 2.

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】実施例2および比較例2の比較から、本発
明の超砥粒砥石は、結合材としてCoを用いた従来の超
砥粒砥石に比べて高い気孔率を有し、しかも物性的にも
優れていることがわかる。
From the comparison between Example 2 and Comparative Example 2, the superabrasive grindstone of the present invention has a higher porosity than the conventional superabrasive grindstone using Co as the binding material, and has physical properties. Also proves to be excellent.

【0050】(実施例3)実施例1の方法に準じて、超
砥粒として表3に示す粒径のダイヤモンドを用い、結合
材として表面に酸化物被膜が形成された粒径1μm〜2
μmのWを用い、表3に示す製造条件によって外径92
mm、内径40mm、厚さ0.4mmの薄刃砥石試料を
作成した。このものの気孔率、ヤング率、およびビッカ
ース硬さを測定した。結果を表3に示す。
(Example 3) According to the method of Example 1, diamond having a grain size shown in Table 3 was used as the superabrasive grain, and an oxide film was formed on the surface as a binder.
Using W of μm, the outer diameter 92 depending on the manufacturing conditions shown in Table 3.
mm, an inner diameter of 40 mm, and a thickness of 0.4 mm, a thin blade grindstone sample was prepared. The porosity, Young's modulus, and Vickers hardness of this product were measured. The results are shown in Table 3.

【0051】(比較例3)実施例2の方法に準じて、超
砥粒として表3に示す粒径のダイヤモンドを用い、結合
材として表3に示す粒径のCoを用い、表3に示す製造
条件によって実施例3と同形の砥石試料を作成した。こ
のものの気孔率、ヤング率、およびビッカース硬さを実
施例3と共に表3に示す。
(Comparative Example 3) In accordance with the method of Example 2, diamond having a grain size shown in Table 3 was used as the superabrasive grain, Co having a grain size shown in Table 3 was used as the binder, and shown in Table 3. A grindstone sample having the same shape as that of Example 3 was prepared according to the manufacturing conditions. The porosity, Young's modulus, and Vickers hardness of this product are shown in Table 3 together with Example 3.

【0052】[0052]

【表3】 [Table 3]

【0053】実施例3および比較例3の比較から、本発
明の超砥粒砥石は、結合材としてCoを用いた従来の超
砥粒砥石に比べて高い気孔率を有し、しかも物性的にも
優れていることがわかる。
From the comparison between Example 3 and Comparative Example 3, the superabrasive grindstone of the present invention has a higher porosity than the conventional superabrasive grindstone using Co as a binding material, and has physical properties. Also proves to be excellent.

【0054】本発明の超砥粒砥石においては、結合材粒
子の表面に酸化物被膜が形成されていることが重要であ
る。粒径1μm〜2μmのWを結合材粒子とし、酸化物
被膜を形成したものと形成しないものを、それぞれ温度
1260℃、圧力10MPa、時間5分の条件で処理
し、この条件で焼結できたものと焼結できなかったもの
とに含まれる酸素量をオージェ分析法により測定した。
焼結できたものの測定結果を図4(a)(b)に、焼結
できなかったものの測定結果を図5(a)(b)に示
す。ここでそれぞれ、図4(a)は炭素含量が38.9
at%、図4(b)は炭素含量が7.9at%、図5
(a)は炭素含量が32at%、図5(b)は炭素含量
が3.2at%である場合を示している。
In the superabrasive grindstone of the present invention, it is important that an oxide film is formed on the surface of the binder particles. W having a particle diameter of 1 μm to 2 μm was used as the binder particles, and those with and without the oxide film formed were treated under the conditions of temperature 1260 ° C., pressure 10 MPa, and time 5 minutes, and sintering was possible under these conditions. The amount of oxygen contained in the sintered body and that which could not be sintered was measured by Auger analysis.
The measurement results of those that could be sintered are shown in FIGS. 4A and 4B, and the measurement results of those that could not be sintered are shown in FIGS. 5A and 5B. Here, in FIG. 4A, the carbon content is 38.9.
at%, FIG. 4B shows a carbon content of 7.9 at%, and FIG.
5A shows the case where the carbon content is 32 at%, and FIG. 5B shows the case where the carbon content is 3.2 at%.

【0055】すなわち、試料中の炭素含量にかかわら
ず、酸素含量が3.2at%〜6.7at%と高い図4
(a)(b)の試料は1260℃において焼結可能であ
ったのに対して、酸素含量が1.3at%〜1.9at
%と低い図5(a)(b)の試料は同じ温度で焼結し得
なかった。この酸素が結合材粒子の表面に酸化物被膜を
形成したために、結合材粒子の焼結温度を低下させ、焼
結を可能にしたことは明かである。
That is, regardless of the carbon content in the sample, the oxygen content is as high as 3.2 at% to 6.7 at%.
The samples (a) and (b) could be sintered at 1260 ° C., while the oxygen content was 1.3 at% to 1.9 at.
The samples of FIGS. 5 (a) (b), which are as low as%, could not be sintered at the same temperature. It is clear that the oxygen formed an oxide film on the surface of the binder particles, thereby lowering the sintering temperature of the binder particles and enabling the sintering.

【0056】本発明の超砥粒砥石は、カップ砥石または
薄刃砥石の形状でセラミックスなど超硬材料の研削・切
断に有利に使用できる。図6(a)は、本発明のカップ
砥石30を用いて、例えばAl23・TiCセラミック
スなどの超硬被研削材Sを研削している状態を示してい
る。図6(b)は、本発明の薄刃砥石31を用いて、例
えばAl23・TiCセラミックスなどの超硬被研削材
Sを切断している状態を示している。
The superabrasive grindstone of the present invention can be advantageously used in the shape of a cup grindstone or a thin blade grindstone for grinding and cutting a superhard material such as ceramics. FIG. 6 (a) shows a state in which a cemented carbide workpiece S such as Al 2 O 3 .TiC ceramics is being ground using the cup grindstone 30 of the present invention. FIG. 6B shows a state in which a cemented carbide workpiece S such as Al 2 O 3 .TiC ceramics is cut using the thin blade grindstone 31 of the present invention.

【0057】本発明の超砥粒砥石は特に、Al23・T
iCセラミックス基板から磁気ヘッドのヘッドチップを
製造する際などに有利に使用できる。このヘッドチップ
の製造方法の一例を図7(a)(b)(c)によって説
明する。図7(a)に示すように、先ずAl23・Ti
Cセラミックス基板40に、コア41、コイル42、お
よび接続パッド43からなる磁気ヘッド素子44を薄膜
法により形成する。次に、この磁気ヘッド素子44…が
多数並列して形成されたウエハ状のAl23・TiCセ
ラミックス基板40を、並列した磁気ヘッド素子44…
の両側の線45,45に沿って、本発明のダイヤモンド
薄刃砥石を用いて切断する。これによって、図7(b)
に示すように、磁気ヘッドのスライドレール(46)と
なる断面46を有する棒状体47が得られる。次に、こ
の断面46に、本発明のダイヤモンドカップ砥石を用い
て垂直方向にスライド面48となる溝を研削する。これ
によってスライドレール46が形成される。次に、本発
明のダイヤモンド薄刃砥石を用いて棒状体47を磁気ヘ
ッド素子44ごとに垂直に切断すれば、図7(c)に示
すように、磁気ヘッド素子44とスライドレール46と
スライド面48とを有するヘッドチップ50が製造でき
る。
The superabrasive grindstone of the present invention is particularly suitable for Al 2 O 3 .T
It can be advantageously used when manufacturing a head chip of a magnetic head from an iC ceramic substrate. An example of a method of manufacturing this head chip will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7A, first, Al 2 O 3 .Ti
A magnetic head element 44 including a core 41, a coil 42, and a connection pad 43 is formed on a C ceramics substrate 40 by a thin film method. Next, the wafer-shaped Al 2 O 3 .TiC ceramics substrate 40 formed with a large number of the magnetic head elements 44 ...
Along the lines 45, 45 on both sides of, the diamond thin blade grindstone of the present invention is used for cutting. As a result, FIG.
As shown in (1), a rod-shaped body 47 having a cross section 46 to be the slide rail (46) of the magnetic head is obtained. Next, in this cross section 46, a groove to be the slide surface 48 is ground in the vertical direction using the diamond cup grindstone of the present invention. As a result, the slide rail 46 is formed. Next, if the rod-shaped body 47 is vertically cut for each magnetic head element 44 using the diamond thin blade grindstone of the present invention, as shown in FIG. 7C, the magnetic head element 44, the slide rail 46, and the slide surface 48. It is possible to manufacture the head chip 50 having

【0058】前記のヘッドチップ50の製造に際して
は、本発明の薄刃砥石およびカップ砥石が用いられてい
るので、研削・切断の仕上げ面はきわめて平滑であり、
また砥石の耐久性が高いので目立ての回数も減少し、高
品質のヘッドチップが高い生産効率で製造できるように
なった。
Since the thin blade grindstone and the cup grindstone of the present invention are used in the manufacture of the head chip 50, the finished surface for grinding and cutting is extremely smooth.
Further, since the grindstone has high durability, the number of times of sharpening is reduced, and high quality head chips can be manufactured with high production efficiency.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明の超砥粒砥石は、超砥粒と結合材
粒子との焼結体からなり、この結合材粒子が、表面に酸
化物被膜が形成された融点2000℃以上の金属の粒子
からなるものであるので、比較的低い温度で焼結するこ
とができ、しかも超砥粒と結合材粒子との結合力が強く
砥石自体の強度が高い。更に焼結組織体は適度の崩落性
を有し、砥粒を強力に保持しながらドレッシング性が良
好であり、目詰まりし難く自生発刃作用があり、研削抵
抗が小さく、難研削材料を精密にかつ効率よく研削する
ことができる。
The superabrasive grain grindstone of the present invention comprises a sintered body of superabrasive grains and binder particles, and the binder particles are made of a metal having a melting point of 2000 ° C. or higher with an oxide film formed on the surface. Since it is composed of particles of No. 3, it can be sintered at a relatively low temperature, and the binding force between the superabrasive grains and the binder particles is strong and the strength of the grindstone itself is high. Furthermore, the sintered structure has an appropriate degree of collapse, has good dressing properties while strongly holding the abrasive grains, does not easily clog, has a self-developing blade action, has a small grinding resistance, It can be ground efficiently and efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の超砥粒砥石の一実施例における断面
模式図
FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a superabrasive grindstone of the present invention.

【図2】 放電プラズマ焼結装置の一例を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing an example of a discharge plasma sintering apparatus.

【図3】 実施例と比較例の研削圧力と研削量との関係
を示すグラフ
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a grinding pressure and a grinding amount of an example and a comparative example.

【図4】 (a)(b)はそれぞれ、焼結組成物中の酸
素含量を測定するためのオージェ分析グラフ
4A and 4B are Auger analysis graphs for measuring oxygen content in a sintered composition.

【図5】 (a)(b)はそれぞれ、焼結組成物中の酸
素含量を測定するためのオージェ分析グラフ
5 (a) and 5 (b) are Auger analysis graphs for measuring oxygen content in a sintered composition, respectively.

【図6】 (a)(b)はそれぞれ、本発明の超砥粒砥
石の異なる使用形態の例を示す斜視図
6 (a) and 6 (b) are perspective views showing examples of different usage forms of the superabrasive grindstone of the present invention.

【図7】 (a)(b)(c)は本発明の超砥粒砥石の
一適用例である磁気ヘッドのヘッドチップを製造する工
程を示す斜視図
7 (a), (b) and (c) are perspective views showing a process of manufacturing a head chip of a magnetic head which is an application example of the superabrasive grindstone of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……超砥粒 2……結合材粒子 3……酸化物被膜 4……金属粒子 5……気孔 6……ポケット 10…超砥粒砥石 21…ダイ 22…中子 23…上部パンチ 24…下部パンチ 25…粉体混合物 26…熱電対 1 ... Super abrasive grain 2 ... Binder particles 3 ... Oxide film 4 ... Metal particles 5 ... pores 6 ... Pocket 10 ... Super abrasive grain whetstone 21 ... Die 22 ... Nakako 23 ... Upper punch 24 ... Lower punch 25 ... Powder mixture 26 ... Thermocouple

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−67740(JP,A) 特公 昭48−10922(JP,B1) 特公 昭53−41833(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24D 3/06 B24D 3/00 320 B24D 3/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-67740 (JP, A) JP-B 48-10922 (JP, B1) JP-B 53-41833 (JP, B1) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B24D 3/06 B24D 3/00 320 B24D 3/02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 平均粒径が0.5μm〜60μmの範囲
内であるダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素からなる
超砥粒と結合材粒子との焼結体からなり、この結合材粒
子が、表面に酸化物被膜が形成された融点2000℃以
上の金属の粒子からなり、前記の金属が、W、Os、T
a、Ir、Mo、およびRuからなる群から選ばれた1
種以上であることを特徴とする超砥粒砥石。
1. A sintered body of super-abrasive grains composed of diamond or cubic boron nitride and having an average particle diameter in the range of 0.5 μm to 60 μm, and binder particles, the binder particles being on the surface. It is composed of particles of a metal having an oxide film and a melting point of 2000 ° C. or higher, and the metal is W, Os, or T.
1 selected from the group consisting of a, Ir, Mo, and Ru
A superabrasive whetstone characterized by being more than one kind.
【請求項2】 前記焼結体の組織中に多数の気孔が含ま
れ、気孔率が5〜60%の範囲であることを特徴とする
請求項1に記載の超砥粒砥石。
2. The superabrasive grindstone according to claim 1, wherein a large number of pores are included in the structure of the sintered body, and the porosity is in the range of 5 to 60%.
【請求項3】 平均粒径が0.5μm〜60μmの範囲
内であるダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素からなる
超砥粒と、表面に酸化物被膜が形成された融点2000
℃以上のW、Os、Ta、Ir、Mo、およびRuから
なる群から選ばれた1種以上の金属の粒子からなる結合
材粒子とを混合し、得られた粉体混合物を焼結すること
を特徴とする超砥粒砥石の製造方法
3. The average particle size is in the range of 0.5 μm to 60 μm.
Consisting of diamond or cubic boron nitride
Super-abrasive grains and melting point 2000 with oxide film formed on the surface
From W, Os, Ta, Ir, Mo, and Ru above ℃
A bond consisting of particles of one or more metals selected from the group
Mixing with material particles and sintering the resulting powder mixture
And a method for manufacturing a superabrasive whetstone .
【請求項4】 前記の焼結を、放電プラズマ焼結法また
はホット・アイソスタチック・プレス焼結法を用いて行
うことを特徴とする請求項3に記載の超砥粒砥石の製造
方法。
4. The spark plasma sintering method or the sintering
Using the hot isostatic press sintering method
The method for producing a superabrasive grindstone according to claim 3, wherein
【請求項5】 前記の焼結を、不活性ガスまたは酸素分
圧が0.01MPa以下の雰囲気中で行うことを特徴と
する請求項に記載の超砥粒砥石の製造方法。
5. The sintering is performed by using an inert gas or oxygen content.
The method for producing a superabrasive grindstone according to claim 3 , wherein the pressure is 0.01 MPa or less .
【請求項6】 Tmを絶対温度Kで表す結合材の融点ま
たは液相生成温度としたとき、前記の焼結を0.5Tm
以下の焼結温度に30分以内の時間保持して行うことを
特徴とする請求項に記載の超砥粒砥石の製造方法。
6. The melting point of the binder, which represents Tm in absolute temperature K.
Or at the liquidus formation temperature, the above sintering was performed at 0.5 Tm.
The method for producing a superabrasive grindstone according to claim 3 , wherein the sintering is carried out by holding the sintering temperature for 30 minutes or less .
【請求項7】 超砥粒と結合材粒子との混合比が容量比
で、超砥粒:結合材粒子=1:0.5〜1:3の範囲で
あることを特徴とする請求項に記載の超砥粒砥石の製
造方法。
7. The mixing ratio of superabrasive grains and binder particles is the volume ratio.
Then, in the range of superabrasive grains: binder particles = 1: 0.5 to 1: 3
It exists , The manufacturing method of the superabrasive grain grindstone of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
【請求項8】 前記の焼結を、600℃〜1500℃の
範囲の焼結温度で行うことを特徴とする請求項に記載
の超砥粒砥石の製造方法。
8. The sintering is performed at 600 ° C. to 1500 ° C.
The method for manufacturing a superabrasive grindstone according to claim 3 , wherein the method is performed at a sintering temperature within the range .
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