JP4416548B2 - 切断ブレード - Google Patents

Description

本発明は、磁性体材料、ガラス、水晶、セラミックス等の切断に用いられる切断ブレードに関する。

磁性体材料、ガラス、水晶、セラミックス等の切断、溝入れ用として、薄板円盤状の基板の外周部に、ダイヤモンド等からなる砥粒により砥粒層を形成した切断ブレードが用いられている。
この切断ブレードを用いて上記の被削材を加工する際に、被削材の切粉が切断ブレードの基板に付着する。このような切粉の付着の原因としては磁力によるもの、静電気力によるもの、分子間引力によるもの、切粉と基板表面との機械的な絡み合いによるものがある。

従来の切断ブレードとして、切断時の切粉の付着を防ぎ摩擦熱の発生を抑制するために、ダイヤモンド、ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）、アルミナ又はジルコニア等の硬質砥粒に窒化ホウ素又は二硫化モリブデン等の固体潤滑材を添加させた硬質砥粒部を基板側面に接着させたものが特許文献１に記載されている。また、基板表面に潤滑膜をコーティングしたものが特許文献２に記載されている。

特開平５−４２４８１号公報 特開平１−７１０６２号公報

しかし、基板側面に硬質砥粒部を接着させるには硬質砥粒部を別に製造しなければならなく製造工程が増えてしまう。さらに、切断中に接着した硬質砥粒部が剥がれてしまう可能性がある。また、基板表面をコーティングしたものを使用を続けていくとコーティングが剥がれてしまうといった問題点がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、製造工程を増やすことなく、切り粉の付着防止を半永久的に持続させて研削性能を向上させた切断ブレードを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、粉末冶金にて製造した円盤状の基板の外周部に砥材層を形成した切断ブレードにおいて、前記基板を、金属粉末に固体潤滑材を添加したものを原料として粉末冶金にて製造したことを特徴とする切断ブレードである。
基板自体に固体潤滑材を添加するため、基板側面に接着する硬質砥粒部を別に製造することなく、基板の潤滑性を高めることができ、基板と被削材との間の摩擦を低下させることができる。

本発明の切断ブレードにおいては、前記固体潤滑材が前記基板に対して５体積％以上１５体積％以下添加されたことを特徴とする。
固体潤滑材の添加量が基板に対して５体積％未満であると、基板の潤滑性を十分に高めることができない。また、固体潤滑材の添加量が基板に対して１５体積％を超えると、基板の強度が低下して基板割れや蛇行切断を引き起こして好ましくない。従って、固体潤滑材の添加量を基板に対して５体積％以上１５体積％以下とすることが好ましい。

また、本発明の切断ブレードにおいては、前記固体潤滑材の粒径が１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする。
固体潤滑材の粒径が１μｍ未満であると切粉の付着を抑制する効果を十分に得ることができない。一方、固体潤滑剤の粒径が５０μｍを超えると、切断中に基板割れが発生しやすい。そのため、固体潤滑剤の粒径が１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。

本発明によると、基板に固体潤滑材を添加することにより、基板の潤滑性を高めることができ、基板と被削材との間の摩擦を低下させることができる。そのため、摩擦によって発生する静電気力を抑制し、切粉が帯電によって基板に付着することを防止することができる。また、基板自体が潤滑性を増すため、切粉の付着を抑えることができる。従って、磁性体材料、ガラス、水晶、セラミックス等の切粉の付着を抑制することができる。さらに、基板と被削材とが接触しても、切粉の付着が抑えられるため、摩擦熱が低減され、基板の熱変形による精度低下を防止することができる。
また、基板自体に固体潤滑材を添加するため、従来の技術のように基板側面に接着する硬質砥粒部を別に製造しなければならないといった追加製造工程がいらない。また、コーティングのように剥がれることがなく使用できる。

以下、本発明の実施の形態に係る切断ブレードについて説明する。
図１に、本発明の実施の形態に係る切断ブレードを示す。図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る切断ブレードの正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す切断ブレードのＡ−Ａ断面図である。
図１において、切断ブレード１は、ＷＣ、ＴｉＣ等の粉末冶金にて製造した薄板円盤状の基板２の外周部に、ダイヤモンド等からなる砥粒３により砥粒層４を形成したものであり、基板２の中心部には、回転軸を取付けるための取りつけ穴５が設けられている。基板２は、粉末冶金法で形成される硬質脆性基板であり、この基板２に対してＷＳ₂、ＭｏＳ₂等の固体潤滑材６が添加されている。

以下に、固体潤滑材の添加量を変えて基板２を作製し、磁性体であるネオジウムの切断試験を行った結果について説明する。
作製した切断ブレードの寸法、仕様、材質は、以下の通りである。
ブレード寸法 φ１００×０．６Ｔ×４０Ｈ×０．５Ｅ
ブレード仕様 ＳＤＣ１００Ｂ
基板材質 ＷＣ，Ｃｏ，Ｎｉを主成分とし、これにＷＳ₂を添加
粉末冶金法で成形した超硬合金
ＷＳ₂の添加量に応じて、発明品、比較品、従来品を表１のように定めた。ＷＳ₂の粒径は１０μｍに統一した。

切断試験の条件を以下に示す。
Ｍ／Ｃ スライシングマシン
ブレード回転数 ６０００ｍｉｎ^-1
送り速度 １０mm／min
切込み ３０ｍｍ
カット数 ５０カット
被削材 ネオジウム磁石
切断試験の結果を表２、図２に示す。

表２においては、従来品における切断抵抗と基板への切粉の付着量をそれぞれ１００として表している。表２、図２（ａ）からわかるように、固体潤滑材ＷＳ２が基板に対して５体積％以上１５体積％以下添加されている発明品１、２、３において、基板への切粉の付着量が著しく減少しており、これに伴って切断抵抗が低下している。これに対し、従来品と比較品１においては、固体潤滑材が添加されていないか、または添加量が少ないために、切粉の付着を防止することができない。一方、比較品２においては、固体潤滑材の添加量が多すぎるために、基板の強度が低下して加工初期より基板の歪による被削材との接触が起こり切断抵抗が増加し基板の破損を招いている。
以上の結果から、固体潤滑材を基板に対して５体積％以上１５体積％以下添加することが好ましいことが実証されている。

以下に、固体潤滑材の粒径を変えて基板２を作製し、磁性体であるネオジウムの切断試験を行った結果について説明する。
作製した切断ブレードの寸法、仕様、材質は以下の通りである。
ブレード寸法 φ１００×０．６Ｔ×４０Ｈ×０．５Ｅ
ブレード仕様 ＳＤＣ１００Ｂ
基板材質 ＷＣ，Ｃｏ，Ｎｉを主成分とし、これにＷＳ₂を添加
粉末冶金法で成形した超硬合金
ＷＳ₂の粒径に応じて、発明品、比較品、従来品を表１のように定めた。ＷＳ₂の添加量は５％に統一した。

切断試験の条件を以下に示す。
Ｍ／Ｃ ：スライシングマシン
ブレード回転数 ：６０００ｍｉｎ^-1
送り速度 ：１０mm／min
切込み ：３０ｍｍ
カット数 ：５０カット
被削材 ：ネオジウム磁石
切断試験の結果を表４に示す。

表４においては、従来品における切断抵抗と基板への切粉の付着量をそれぞれ１００として表している。表４、図２（ｂ）からわかるように、固体潤滑材ＷＳ２の粒径が１μｍ以上５０μｍ以下である発明品４、５、６において、基板への切粉の付着量が著しく減少しており、これに伴って切断抵抗が低下している。これに対し、従来品と比較品３においては、固体潤滑材が添加されていないか、または粒径が小さいために、切粉の付着を防止することができない。一方、比較品４においては、固体潤滑材の粒径が大きすぎるために、基板の強度が低下して基板の破損を招いている。
以上の結果から、固体潤滑材の粒径は１μm以上５０μｍ以下であることが好ましいことが実証されている。

本発明は、磁性体材料、ガラス、水晶、セラミックス等の切断に用いられる切断ブレードとして利用することができる。

本発明の実施の形態に係る切断ブレード示す図である。 固体潤滑材の添加量と粒径を変えて基板を作製し、磁性体であるネオジウムの切断試験を行った結果を示す図である。

符号の説明

１ 切断ブレード
２ 基板
３ 砥粒
４ 砥粒層
５ 取り付け穴
６ 固体潤滑材

Claims (3)

1. 粉末冶金にて製造した円盤状の基板の外周部に砥材層を形成した切断ブレードにおいて、前記基板を、金属粉末に固体潤滑材を添加したものを原料として粉末冶金にて製造したことを特徴とする切断ブレード。
2. 前記固体潤滑材が前記基板に対して５体積％以上１５体積％以下添加されたことを特徴とする請求項１記載の切断ブレード。
3. 前記固体潤滑材の粒径が１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の切断ブレード。

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