JP4769186B2 - 多孔質なビトリファイド砥石及びその製造方法 - Google Patents
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Description
スフリット及び気孔形成剤を水に溶解して得られる液状混合物を型に流し込み、該型内の混合物を常温〜300℃で乾燥固化させると同時に前記気孔形成剤を発泡させ、乾燥固化した混合物をさらに600〜1000℃で焼成してビトリファイド砥石を得ることを特徴とする。
2 カップ型金属台金
3 砥石研磨面
本発明を適用した砥石(実施例1)と、無機接着剤のみを結合剤として使用した砥石(比較例1)についての曲げ強度を比較した。
実施例1のテスト砥石の作製手順:
1. 上記に記載した原料を均一に混合した。
2. スラリー状の混合物を120×30mmの金型に流し込んだ。
3. 60℃で72時間加熱した。
4. 加熱して得られた固形物を型から取り出した。
7. 900℃で7時間で焼成した。
8. 焼成後、厚み方向を削って120×30×40mmの直方体の角型砥石を作製した。
(比較例1)
比較例1のテスト砥石の作製手順:
1. 上記に記載した原料を均一に混合した。
2. スラリー状の混合物を120×30mmの金型に流し込む。
3. 60℃で72時間加熱した。
4. 加熱後、厚み方向を削って120×30×40mmの直方体の角型砥石を作製した。
評価手順:
JIS規格(ファインセラミックスの曲げ強さ試験方法R1601、2004)に従い、各テスト砥石をスパン間距離100mm、荷重降下速度1.0mm/minにて3点曲げ強度を行った。テスト砥石は各3個製造し、3個の平均値を比較データとした。
本発明を適用したテスト砥石(実施例2)を使用して研削テストを行い、仕上げ面粗さ(Ra、Rz)を測定した。
(実施例2)
実施例2のテスト砥石の作製手順:
1. 実施例1に記載したのと同じ原料を均一に混合した。
2. スラリー状の混合物を外周205mm、穴径50mmの金型に流し込んだ。
3. 60℃で72時間加熱した。
4. 加熱して得られた固形物を型から取り出した。
7. 900℃で7時間で焼成した。
8. 焼成後、仕上げ加工を行い、φ205×t10×h50mmの1A砥石を作製した。
[Ra]
中心線平均粗さ(Ra)は、粗さの曲線からその中心線の方向に測定長さlの部分を抜取り、この抜取り部分の中心線をX軸、縦倍率の方向をY軸、粗さ曲線y=f(x)で表したとき、次の式によって求められる価をマイクロメートル(μm)で表したものをいう。
テストする砥石の仕上げ面における面粗度は、十点平均粗さRzとして測定される。十点平均粗さRzは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率方向に測定し、最も高い山頂から5番目までの山頂の標高Ypの絶対値の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高Yvの絶対値の平均値との和として求められる。本実施例では、Rzが0.50μmを越え10.0μm以下で、基準長さ0.8mm及び評価長さ4mmの区分に従った。
研削テスト結果:
本実施例のテスト砥石の仕上げ面粗さ(Ra、Rz)は下記の通りであった。
Rz 0.102μm
研削テスト結果で示されるように本実施例のテスト砥石は良好な面粗度となった。このことは、本発明に従って製造された砥石は、被削材の表面粗度に応じて要求される加工に対し、良好な研削が可能であることを示す。
本発明を適用したテスト砥石を使用して、シリコンウエハーを被削材とする研削テストを行い、仕上げ面粗さ、研削動力、砥石消耗、被削材除去量について評価した。
実施例3および4のテスト砥石の作製手順:
1. 上記に記載した原料を均一に混合し、スラリー状にした。
2. スラリー状の混合物を縦90mm、横70mmの金型に流し込んだ。
3. 60℃で24時間加熱した。
4. 前記までで作製した固形物を型から取り出した。
5. 空気雰囲気中、850℃で7時間で焼成した。
6. 焼成後の砥石組成は、実施例3の砥石で、砥粒体積率20.3%、結合剤体積率18.9%、気孔率60.8%となった。実施例4の砥石で、砥粒体積率18.6%、結合剤体積率11.3%、気孔率70.1%となった。
7. 図2に示す形状のカップ型砥石を作製するために、前記した作製手順に従い、長さ20mm、幅3mm、高さ5mmのセグメント砥石片を各28個作製した。各砥石片(1)を、硬化後、カップ型台金(2)のリング状周縁部の上に等間隔に貼り付け、仕上げ加工を行ってφ200×t35×h40mmのカップ型砥石を作製した(図3,4の写真を参照)。
仕上げ面粗さRa(μm)算出手順:
仕上げ面粗さRaは、上記の研削テスト1と同様の算出手順により求めた。
研削動力(kW):
砥石軸モーターの消費電力をWとし、式:612×W /周速(60/100)により求められる。なお、周速として前記砥石周速度を使用した。
砥石消耗(μm):
研削盤の研削寸法自動測定機能を使用して求めた。
被削材除去量(μm):
研削盤の研削寸法自動測定機能を使用して求めた。
テスト結果:
Claims (8)
- 砥粒、結合剤及び気孔からなる組織を有する多孔質なビトリファイド砥石であって、アルカリ性溶液の無機接着剤とガラスフリットとにより形成された結合剤、及び自然気孔と液状発泡剤からなる気孔形成剤とにより形成された気孔を有し、気孔率が60〜90体積%であり、前記液状発泡剤がジアルキルアゾジカルボキシレートである、多孔質なビトリファイド砥石。
- 前記ガラスフリットの軟化点が300〜900℃であることを特徴とする、請求項1に記載の多孔質なビトリファイド砥石。
- 前記ガラスフリットの軟化点が400〜900℃であることを特徴とする、請求項2に記載の多孔質なビトリファイド砥石。
- 前記砥粒が、溶融アルミナ系砥粒、ゾルゲルアルミナ質砥粒、炭化珪素系砥粒、アルミナ−ジルコニア系砥粒、酸化セリウム系砥粒、シリカ系砥粒、CBN系砥粒、及びダイヤモンド系砥粒よりなる群から一種以上選択されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の多孔質なビトリファイド砥石。
- 多孔質なビトリファイド砥石の製造方法であって、砥材、アルカリ性溶液の無機接着剤、ガラスフリット及び液状発泡剤であるジアルキルアゾジカルボキシレートを水に分散して得られる液状混合物を型に流し込み、該型内の混合物を常温〜300℃で乾燥固化させると同時に前記気孔形成剤を発泡させ、乾燥固化したものをさらに600〜1000℃で焼成して気孔率が60〜90体積%のビトリファイド砥石を得ることを特徴とする、多孔質なビトリファイド砥石の製造方法。
- 軟化点が300〜900℃であるガラスフリットを使用することを特徴とする、請求項5に記載の製造方法。
- 軟化点が400〜900℃であるガラスフリットを使用することを特徴とする、請求項6に記載の製造方法。
- 砥材として使用される砥粒が、溶融アルミナ系砥粒、ゾルゲルアルミナ質砥粒、炭化珪素系砥粒、アルミナ−ジルコニア系砥粒、酸化セリウム系砥粒、シリカ系砥粒、CBN系砥粒、及びダイヤモンド系砥粒よりなる群から一種以上選択されることを特徴とする、請求項5〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
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