JP5230474B2 - Metal bond wheel - Google Patents

Metal bond wheel Download PDF

Info

Publication number
JP5230474B2
JP5230474B2 JP2009033182A JP2009033182A JP5230474B2 JP 5230474 B2 JP5230474 B2 JP 5230474B2 JP 2009033182 A JP2009033182 A JP 2009033182A JP 2009033182 A JP2009033182 A JP 2009033182A JP 5230474 B2 JP5230474 B2 JP 5230474B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
solid lubricant
metal bond
particles
shaping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009033182A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010188447A (en
Inventor
友輔 諸藤
正範 松川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritake Co Ltd
Original Assignee
Noritake Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Noritake Co Ltd filed Critical Noritake Co Ltd
Priority to JP2009033182A priority Critical patent/JP5230474B2/en
Publication of JP2010188447A publication Critical patent/JP2010188447A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5230474B2 publication Critical patent/JP5230474B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

本発明は、整形を簡単に行うことが可能なメタルボンドホイールに関する。   The present invention relates to a metal bond wheel that can be easily shaped.

超硬金属、セラミック、焼き入れ鋼、ガラス等の加工を、ネジ研削、総型研削、溝研削、平面研削、円筒研削等で行うために、ダイヤモンド等の砥粒を結合剤で結合した砥粒層を有する研削ホイールが用いられている。このような用途の研削ホイールに使用する結合剤として、レジンボンドやビトリファイドボンドを使用した場合、これらのボンド材の形状維持性が低いため、硬質材料の研削を行った場合には砥粒が砥粒層から脱落しやすいという欠点がある。これに対し、メタルボンドを使用すると、レジンボンドやビトリファイドボンドと比較して、形状維持性が良いため砥粒保持力が強く、寿命が長いという利点がある。   Abrasive grains in which abrasive grains such as diamond are combined with a binder to process hard metal, ceramics, hardened steel, glass, etc. by thread grinding, general grinding, groove grinding, surface grinding, cylindrical grinding, etc. A grinding wheel having a layer is used. When resin bonds or vitrified bonds are used as binders for grinding wheels for such applications, the shape maintenance of these bond materials is low. There is a drawback that it is easy to fall off from the grain layer. On the other hand, when a metal bond is used, there is an advantage that the abrasive grain holding power is strong and the life is long because the shape maintainability is better than that of a resin bond or a vitrified bond.

一般に整形とは、所定の形状を形作ることである。使用中に研削ホイールの形状が崩れた場合にはGC(グリーンカーボン)砥石などの整形砥石や鉄系材料を研削し、形状修正である整形を定期的に行う必要がある。この工程が潤滑に行われないと、研削ホイールの形状をもとに戻すことができず正常な研削ができない。このように整形の行いやすさ(以下、「整形性」と称す。)は、研削ホイールの性能に大きく影響する。   In general, shaping is to form a predetermined shape. When the shape of the grinding wheel breaks down during use, it is necessary to grind a shaping grindstone such as a GC (green carbon) grindstone or an iron-based material, and periodically perform shaping for shape correction. If this process is not performed for lubrication, the shape of the grinding wheel cannot be restored and normal grinding cannot be performed. The ease of shaping (hereinafter referred to as “formability”) greatly affects the performance of the grinding wheel.

レジンボンドやビトリファイドボンド使用した研削ホイールでは、GC砥石等を用いて簡単に整形を行うことができるのに対し、メタルボンドを使用した研削ホイール(以下、「メタルボンドホイール」と称す。)を整形するためには放電加工や、GC砥粒を多量に使用するため、コストと時間がかかり、整形を簡単に行うことができないという欠点がある。メタルボンドホイールの整形性の向上を目的とした技術が特許文献1〜3に記載されている。   Grinding wheels using resin bonds or vitrified bonds can be easily shaped using a GC grindstone, while grinding wheels using metal bonds (hereinafter referred to as "metal bond wheels") are shaped. In order to do so, since electric discharge machining and a large amount of GC abrasive grains are used, there are disadvantages that cost and time are required and shaping cannot be performed easily. Techniques aimed at improving the formability of the metal bond wheel are described in Patent Documents 1 to 3.

特許第2762661号公報Japanese Patent No. 2762661 特許第2641438号公報Japanese Patent No. 2641438 特許第2651831号公報Japanese Patent No. 2651831

特許文献1に記載のメタルボンドホイールは、砥粒層中に多孔質ケイ酸カルシウム粒子を分散させた多孔質メタルボンドホイールであるが、多孔質体を含有しているため強度が低下し、欠けが発生しやすくなる。特許文献2に記載のメタルボンドホイールは、砥粒と、耐熱性があり且つ研削液に溶解する溶解性物質と、金属粉末とからなる混合充填物から、溶解性物質を溶解させることで砥粒層表面に多孔質部を形成したメタルボンドホイールであるが、多孔質体であるため欠けやすいことに加え、溶解性物質が溶解したときに砥粒の脱落が起こりやすい。特許文献3に記載のメタルボンドホイールは、ダイヤモンド砥粒を含有する多孔質のビトリファイド顆粒をメタルボンドやレジンボンドに内在させた超砥粒ホイールであるが、砥粒がビトリファイド顆粒の中にのみ存在し、これを覆うメタルボンドやレジンボンドには砥粒が存在しないため、砥粒の分散性が悪く、被削材の仕上げ面の加工精度にばらつきが生じる。また、ビトリファイド顆粒自体が欠けたり、ビトリファイド顆粒がボンドから脱落したりして欠けが発生しやすい。   The metal bond wheel described in Patent Document 1 is a porous metal bond wheel in which porous calcium silicate particles are dispersed in an abrasive grain layer. Is likely to occur. The metal bond wheel described in Patent Document 2 is an abrasive grain by dissolving a soluble substance from a mixed filler consisting of abrasive grains, a heat-resistant and soluble substance that dissolves in a grinding fluid, and a metal powder. Although it is a metal bond wheel in which a porous portion is formed on the surface of the layer, it is a porous body, and in addition to being easily chipped, the abrasive grains are likely to fall off when the soluble substance is dissolved. The metal bond wheel described in Patent Document 3 is a super abrasive wheel in which porous vitrified granules containing diamond abrasive grains are incorporated in metal bonds or resin bonds, but the abrasive grains exist only in vitrified granules. However, since there are no abrasive grains in the metal bond or resin bond covering this, the dispersibility of the abrasive grains is poor, and the processing accuracy of the finished surface of the work material varies. In addition, the vitrified granules themselves are chipped or the vitrified granules fall off from the bond, and chipping is likely to occur.

すなわち、良好な整形性と研削時における研削性能の両方を満足させるためには、使用されるメタルボンドは十分な砥粒保持力を有し、且つ、整形の際には摩耗が起こりやすい、という相反する条件を両立させることが必要となり、従来使用されてきたメタルボンドでは、この要求を満たすことができなかった。   In other words, in order to satisfy both good formability and grinding performance at the time of grinding, the metal bond used has sufficient abrasive grain holding power, and wear is likely to occur during shaping. It is necessary to make the contradictory conditions compatible with each other, and conventionally used metal bonds cannot satisfy this requirement.

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、整形性を良好に維持しつつ、研削時における適度な砥粒保持力を有するメタルボンドを使用したメタルボンドホイールを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a metal bond wheel using a metal bond having an appropriate abrasive grain holding force during grinding while maintaining good formability. With the goal.

本発明のメタルボンドホイールは、砥粒と、粒子状の固体潤滑剤とをメタルボンドによって結合して形成された砥粒層を有するメタルボンドホイールにおいて、前記メタルボンドは、CuとSnを含む合金からなる第1金属と、前記第1金属より高融点である金属あるいは合金からなる粒子状の第2金属から構成され、前記固体潤滑剤粒子は、前記メタルボンド内に分散し、その平均粒径が前記粒子状の第2金属よりも大きいことを特徴とする。   The metal bond wheel of the present invention is a metal bond wheel having an abrasive grain layer formed by bonding abrasive grains and particulate solid lubricant by metal bond, wherein the metal bond is an alloy containing Cu and Sn. And the solid lubricant particles are dispersed in the metal bond and have an average particle diameter thereof. The first metal is made of a metal or an alloy having a melting point higher than that of the first metal. Is larger than the particulate second metal.

このような構成とすれば、砥粒と、粒子状の固体潤滑剤とを結合するメタルボンドにおいて、CuとSnを含む合金からなる第1金属(以下、「第1金属合金」と称す)を介して、粒子状の第2金属(以下、「第2金属粒子」と称す)のそれぞれの粒子が接合することで砥粒を保持することができる。一方で、このようなメタルボンドでは、第2金属粒子同士の接合部分はそれぞれの粒子の接点近傍のみであるため、整形を行うと、第2金属粒子はその接合部分から容易に脱落する。また、第2金属粒子の周囲には第1金属合金が存在するため、第2金属粒子同士が凝集することを抑制することができる。   With such a configuration, the first metal made of an alloy containing Cu and Sn (hereinafter referred to as a “first metal alloy”) in the metal bond that bonds the abrasive grains and the particulate solid lubricant. Thus, the abrasive particles can be held by joining the respective particles of the particulate second metal (hereinafter referred to as “second metal particles”). On the other hand, in such a metal bond, the joint part between the second metal particles is only in the vicinity of the contact point of each particle. Therefore, when shaping is performed, the second metal particle easily falls off from the joint part. Moreover, since the 1st metal alloy exists around the 2nd metal particle, it can suppress that 2nd metal particle aggregates.

さらに粒子状の固体潤滑剤(以下、「固体潤滑剤粒子」と称す)はこのメタルボンド内に分散し、その平均粒径が第2金属粒子よりも大きいため、固体潤滑剤粒子の周囲を第2金属粒子が取り囲むように配置され、固体潤滑剤粒子の表面近傍に空隙が形成される。そのため、整形を行うと固体潤滑剤が適度に脱落することができ、さらに、固体潤滑剤の脱落痕がチップポケットとして機能することで、第2金属粒子の脱落効果が高まり、整形性が向上する。   Further, particulate solid lubricant (hereinafter referred to as “solid lubricant particles”) is dispersed in the metal bond, and the average particle size thereof is larger than that of the second metal particles. Two metal particles are arranged so as to surround, and a void is formed in the vicinity of the surface of the solid lubricant particles. Therefore, when the shaping is performed, the solid lubricant can be removed appropriately, and further, the falling mark of the solid lubricant functions as a chip pocket, so that the falling effect of the second metal particles is increased and the shaping property is improved. .

ここで、固体潤滑剤粒子の平均粒径が、第2金属粒子の平均粒径の2倍以上15倍以下であることが望ましく、この数値範囲であると整形の際に固体潤滑剤粒子を好適に脱落させることができる。前記固体潤滑剤の平均粒径が、第2金属粒子の平均粒径の2倍未満であると、固体潤滑剤は脱落しにくいため、整形性が著しく低下する。一方、前記固体潤滑剤の平均粒径が、第2金属粒子の平均粒径の15倍を超えると、固体潤滑剤は脱落しやすいが、研削時におけるメタルボンドの摩耗速度が大きすぎ、砥粒層の形状保持性が著しく低下する。   Here, it is desirable that the average particle diameter of the solid lubricant particles be 2 to 15 times the average particle diameter of the second metal particles, and if it is within this numerical range, the solid lubricant particles are suitable for shaping. Can be dropped. If the average particle size of the solid lubricant is less than twice the average particle size of the second metal particles, the solid lubricant is difficult to drop off, and the formability is significantly reduced. On the other hand, when the average particle size of the solid lubricant exceeds 15 times the average particle size of the second metal particles, the solid lubricant is likely to fall off, but the wear rate of the metal bond during grinding is too high, and the abrasive grains The shape retention of the layer is significantly reduced.

また、本発明において、前記粒子状の固体潤滑剤の含有量が、前記粒子状の第2金属の含有量の15体積%以上30体積%以下であることが望ましい。粒子状の固体潤滑剤の含有量が、第2金属の含有量の15体積%未満であると、整形時に固体潤滑剤が脱落しても、その脱落痕の間隔が広すぎるため、第2金属粒子の脱落が促進されにくく整形性が悪くなる。また、固体潤滑剤の含有量が、第2金属の含有量の30体積%を超えると、研削時における砥粒層の形状保持性が著しく低下するため好ましくない。   In the present invention, it is desirable that the content of the particulate solid lubricant is 15 volume% or more and 30 volume% or less of the content of the particulate second metal. If the content of the particulate solid lubricant is less than 15% by volume of the content of the second metal, even if the solid lubricant falls off during shaping, the interval between the dropout marks is too wide. Dropping of particles is difficult to promote and the formability deteriorates. Moreover, when the content of the solid lubricant exceeds 30% by volume of the content of the second metal, it is not preferable because the shape retention of the abrasive layer during grinding is significantly reduced.

本発明においては、固体潤滑剤は、MoS2、WS2のいずれかであることが望ましい。固体潤滑剤として一般的によく用いられているグラファイトは、研削圧力が高い部分で潤滑性が劣るのに対し、MoS2、WS2は潤滑性が高いため、特に研削圧力が高い場合において、砥材層の欠けが発生しづらい。 In the present invention, the solid lubricant is desirably either MoS 2 or WS 2 . Graphite, which is commonly used as a solid lubricant, is inferior in lubricity at a portion where the grinding pressure is high, whereas MoS 2 and WS 2 have high lubricity. Chipping of the material layer is difficult to occur.

本発明のメタルボンドホイールは、整形性を良好に維持しつつ、研削時における砥粒保持力を確保することができるため、従来のメタルボンドホイールのように放電加工等の時間を要する整形を必要とせず、GC砥石などの整形砥石を用いて研削盤上で容易に整形を行うことができる。   The metal bond wheel of the present invention can maintain the shapeability and maintain the abrasive grain holding force at the time of grinding, so that it requires time-consuming shaping such as electric discharge machining like the conventional metal bond wheel Instead, shaping can be easily performed on a grinding machine using a shaping grindstone such as a GC grindstone.

メタルボンドホイールに対する整形の説明図である。It is explanatory drawing of shaping with respect to a metal bond wheel. 従来のメタルボンドホイールの砥粒層の拡大図である。It is an enlarged view of the abrasive grain layer of the conventional metal bond wheel. 本発明の実施形態に係るメタルボンドホイールの砥粒層の拡大図である。It is an enlarged view of the abrasive grain layer of the metal bond wheel concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るメタルボンドホイールにおける整形の状況を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the condition of shaping in the metal bond wheel which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例におけるメタルボンドホイールの砥材層表面の電子顕微鏡像である。It is an electron microscope image of the abrasive material layer surface of the metal bond wheel in the Example of the present invention.

以下に、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1はメタルボンドホイールに対する整形の説明図である。図1に示すメタルボンドホイール1においては、円盤状の台金2の外周側に、ダイヤモンド等の砥粒をメタルボンドで結合して形成された砥粒層3が設けられており、台金2の中心には取り付け穴4が設けられている。このメタルボンドホイール1に対して、例えばGC砥石からなる整形砥石5を接触させ、メタルボンドホイール1を回転させることによって整形が行われる。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of shaping for a metal bond wheel. In the metal bond wheel 1 shown in FIG. 1, an abrasive grain layer 3 formed by bonding abrasive grains such as diamond with metal bonds is provided on the outer peripheral side of a disk-shaped base metal 2. A mounting hole 4 is provided at the center of the. For example, shaping is performed by bringing a shaping grindstone 5 made of, for example, a GC grindstone into contact with the metal bond wheel 1 and rotating the metal bond wheel 1.

図2に従来のメタルボンドホイールの砥粒層の拡大図、図3に本発明の実施形態に係るメタルボンドホイールの砥粒層の拡大図を示す。
従来のメタルボンドホイール砥粒層3において、砥粒6と固体潤滑剤粒子7は合金状のメタルボンド8aによって結合されている。メタルボンド8aとしては例えば、Cu−Sn−Co系合金、Cu−Sn−Co−Fe系合金、Cu−Sn−Ni系合金などがある。この中でも砥粒保持力が高い、Cu−Sn−Co系合金やCu−Sn−Co−Fe系合金が使用されることが多いが、これらの合金は硬度が高く摩耗性が低いため整形性が低い。
FIG. 2 is an enlarged view of the abrasive layer of the conventional metal bond wheel, and FIG. 3 is an enlarged view of the abrasive layer of the metal bond wheel according to the embodiment of the present invention.
In the conventional metal bond wheel abrasive grain layer 3, the abrasive grains 6 and the solid lubricant particles 7 are bonded by an alloy-like metal bond 8a. Examples of the metal bond 8a include a Cu—Sn—Co alloy, a Cu—Sn—Co—Fe alloy, and a Cu—Sn—Ni alloy. Of these, Cu-Sn-Co-based alloys and Cu-Sn-Co-Fe-based alloys with high abrasive grain retention are often used, but these alloys have high hardness and low wear properties, so that the formability is high. Low.

一方、図3に示すように本発明の実施形態に係るメタルボンドホイールの砥粒層3において、砥粒6及び固体潤滑剤粒子7は、第1金属合金9及び第2金属粒子10から構成されるメタルボンド8bによって結合されている。このうち、第1金属合金9は第2金属より低融点で軟質であるCuとSnを含む合金(Cu−Sn系合金)であり、さらにP,Ag,Feなどの成分を添加することもできる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, in the abrasive grain layer 3 of the metal bond wheel according to the embodiment of the present invention, the abrasive grains 6 and the solid lubricant particles 7 are composed of the first metal alloy 9 and the second metal particles 10. Are bonded by a metal bond 8b. Among these, the first metal alloy 9 is an alloy (Cu—Sn alloy) containing Cu and Sn that has a lower melting point and softer than the second metal, and components such as P, Ag, and Fe can also be added. .

第2金属粒子10は、耐熱性が高い金属種であるCo,Fe,Niのいずれか、あるいはこれらを主成分とする合金からなる粒子である。なお、粒子の凝集や熱融合を抑制するためには、第2金属粒子10としてはCo、あるいはCoを主成分とする合金が好適に使用される。メタルボンド8bにおいて、第2金属粒子10は、第1金属合金9を介してそれぞれの粒子の接点近傍で接合している。そのため、外部から強い力を加えると粒子間の接合部分が破壊され、第2金属粒子10が脱落する。   The second metal particles 10 are particles made of one of Co, Fe, and Ni, which are metal species having high heat resistance, or an alloy containing these as a main component. In order to suppress particle aggregation and thermal fusion, the second metal particle 10 is preferably Co or an alloy containing Co as a main component. In the metal bond 8 b, the second metal particle 10 is bonded in the vicinity of the contact point of each particle via the first metal alloy 9. Therefore, when a strong force is applied from the outside, the joint portion between the particles is destroyed and the second metal particle 10 falls off.

なお、第2金属粒子10の好適な平均粒径は0.5〜3.0μmである。第2金属粒子10の平均粒径が0.5μm未満であると、メタルボンド8bが緻密になり砥粒保持力が大きくなりすぎて整形性が低下し、平均粒径が3.0μmを超えると、それぞれの第2金属粒子10の接合力が小さくなりすぎて、砥粒層3の形状保持性が低下し、砥粒層3が崩壊しやすくなるため好ましくない。   In addition, the suitable average particle diameter of the 2nd metal particle 10 is 0.5-3.0 micrometers. When the average particle diameter of the second metal particles 10 is less than 0.5 μm, the metal bond 8b becomes dense, the abrasive grain holding power becomes too large, and the formability is lowered. When the average particle diameter exceeds 3.0 μm The bonding force of each second metal particle 10 becomes too small, so that the shape retention of the abrasive grain layer 3 is lowered and the abrasive grain layer 3 is liable to collapse, which is not preferable.

砥粒層3において、固体潤滑剤粒子7は、第2金属粒子10より大径の粒子であり、メタルボンド8b内に適度に分散している。そのため、固体潤滑剤粒子7の周囲には、第1金属合金9を介して接合した第2金属粒子10が取り囲むように配置している。このように固体潤滑剤粒子7の周囲に第2金属粒子10が配置されると、固体潤滑剤粒子7の表面近傍に適度に空隙が形成される。この空隙はそれ自身がチップポケットとしての機能を有すると共に、固体潤滑剤粒子7が砥粒層3から脱落することを容易にする作用がある。   In the abrasive layer 3, the solid lubricant particles 7 are larger in diameter than the second metal particles 10 and are appropriately dispersed in the metal bond 8b. Therefore, it arrange | positions so that the 2nd metal particle 10 joined via the 1st metal alloy 9 may surround the circumference | surroundings of the solid lubricant particle 7. FIG. When the second metal particles 10 are thus arranged around the solid lubricant particles 7, moderate gaps are formed in the vicinity of the surface of the solid lubricant particles 7. This void itself has a function as a chip pocket, and also has an effect of facilitating the solid lubricant particles 7 falling off from the abrasive grain layer 3.

ここで、固体潤滑剤粒子7の平均粒径は、第2金属粒子10の平均粒径の2倍以上15倍以下、特に2倍以上6倍以下が好適である。固体潤滑剤粒子7の平均粒径がこの範囲であれば、適度な脱落性と砥粒層の形成保持性を両立することができる。固体潤滑剤粒子7の平均粒径が第2金属粒子10の平均粒径の2倍未満であると、固体潤滑剤粒子7の保持力が大きすぎて固体潤滑剤粒子7の脱落が起こりづらく、15倍以上であると逆に固体潤滑剤粒子7の保持力が小さすぎて砥粒層3が簡単に崩壊してしまうため好ましくない。なお、前記固体潤滑剤の含有量が、第2金属の含有量の15体積%以上30体積%以下とすると前記固体潤滑剤粒子7の脱落が起こりやすく、整形性が特に向上する。   Here, the average particle size of the solid lubricant particles 7 is preferably 2 to 15 times, more preferably 2 to 6 times the average particle size of the second metal particles 10. If the average particle diameter of the solid lubricant particles 7 is within this range, it is possible to achieve both appropriate drop-off property and formation retention of the abrasive layer. If the average particle size of the solid lubricant particles 7 is less than twice the average particle size of the second metal particles 10, the retention force of the solid lubricant particles 7 is too large, and the solid lubricant particles 7 are unlikely to fall off. On the contrary, if it is 15 times or more, the holding force of the solid lubricant particles 7 is too small, and the abrasive layer 3 easily collapses, which is not preferable. In addition, when the content of the solid lubricant is 15% by volume or more and 30% by volume or less of the content of the second metal, the solid lubricant particles 7 are likely to fall off, and the formability is particularly improved.

なお、固体潤滑剤としては従来のグラファイトなどの炭素系材料も使用できるが、特に研削圧力が高い加工に使用されるメタルボンドホイールの場合、研削圧力が高い状態においても潤滑性がよいMoS2、WS2が好適に使用される。 As a solid lubricant, conventional carbon-based materials such as graphite can also be used. However, in the case of a metal bond wheel used for processing with particularly high grinding pressure, MoS 2 having good lubricity even under high grinding pressure, WS 2 is preferably used.

本発明の実施形態に係るメタルボンドホイールの砥粒層構造を実現する方法として、以下の製造方法が挙げられる。メタルボンドを構成する第1金属の原材料となるCu及びSnを含む粉末を30〜45重量%、第2金属粒子の原材料となるCo等の金属粉末を含む粉末を50〜70重量%、MoS2などの固体潤滑剤の粉末を5〜20重量%として混合し、この混合物に適量の砥粒を加えて撹拌し、必要量を型に投入してプレス機にて圧力と温度を加える。なお、好適なプレス圧は30〜500kg/cm2の範囲である。次に、焼結機に圧粉体を入れ、第1金属の原材料が合金化する温度まで温度上昇させ、この温度を一定時間維持した後冷却する。なお、温度が上がり過ぎると、金属粉末の表面だけでなくその内部まで反応してしまい、第2金属粒子が接点近傍だけでなく面で接合するようになるため好ましくない。なお、第1金属が合金化し、且つ、第2金属粒子が接点近傍で接合するために好適な焼成温度は500〜700℃であり、特に550℃〜650℃が望ましい。 The following manufacturing method is mentioned as a method of implement | achieving the abrasive grain structure of the metal bond wheel which concerns on embodiment of this invention. 30 to 45% by weight of a powder containing Cu and Sn as raw materials of the first metal constituting the metal bond, 50 to 70% by weight of a powder containing metal powder such as Co as a raw material of the second metal particles, MoS 2 A solid lubricant powder such as 5 to 20% by weight is mixed, an appropriate amount of abrasive grains is added to the mixture and stirred, and the required amount is put into a mold and pressure and temperature are applied with a press. A suitable pressing pressure is in the range of 30 to 500 kg / cm 2 . Next, the green compact is put into a sintering machine, the temperature is raised to a temperature at which the raw material of the first metal is alloyed, and this temperature is maintained for a certain time and then cooled. If the temperature rises too much, it reacts not only on the surface of the metal powder but also inside thereof, so that the second metal particles are joined not only in the vicinity of the contact but also on the surface. Note that a suitable firing temperature is 500 to 700 ° C., particularly 550 ° C. to 650 ° C., in order that the first metal is alloyed and the second metal particles are joined in the vicinity of the contact.

本発明の実施形態に係るメタルボンドホイールに対する整形の状況を、図4に基づいて説明する。
整形前において、メタルボンドホイール1の砥粒層3の切刃となる砥粒6は、第1金属合金9と第2金属粒子10と固体潤滑剤粒子7からなるメタルボンド8bによって固定されており、表面近傍の砥粒6はほとんど露出していない(図4(a))。メタルボンドホイール1を回転させ、整形砥石5の砥粒11を砥粒層3に接触させると、砥粒層3の表面の第2金属粒子10が脱落する(図4(b))。これは上述したように第2金属粒子10は軟質金属である第1金属合金9によって被覆され、接点近傍のみで接合しており、それぞれの粒子の接合力はそれほど強くないためである。
The shaping state of the metal bond wheel according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Before shaping, the abrasive grains 6 serving as the cutting edges of the abrasive grain layer 3 of the metal bond wheel 1 are fixed by metal bonds 8b made of the first metal alloy 9, the second metal particles 10, and the solid lubricant particles 7. The abrasive grains 6 near the surface are hardly exposed (FIG. 4A). When the metal bond wheel 1 is rotated and the abrasive grains 11 of the shaping grindstone 5 are brought into contact with the abrasive grain layer 3, the second metal particles 10 on the surface of the abrasive grain layer 3 fall off (FIG. 4B). This is because, as described above, the second metal particles 10 are covered with the first metal alloy 9 which is a soft metal and bonded only in the vicinity of the contact, and the bonding force of each particle is not so strong.

表面近傍の第2金属粒子10の脱落が進行すると、第2金属粒子10に取り囲まれることでメタルボンド8b中に保持されていた固体潤滑剤粒子7が周辺の第2金属粒子10と共に脱落し、比較的大きな脱落痕が形成される(図4(c))。このような脱落痕が多数形成されると、メタルボンド8bの砥粒保持力が低下し、表面近傍の砥粒6が脱落し(図4(d))する。また、このような脱落痕は第2金属粒子10などの排出のためのチップポケットとしても機能し、結果として砥粒層3の整形性が向上する。このような工程を繰り返すことで、メタルボンドホイールの砥粒層形状が修正できる。(図4(e))。   As the second metal particles 10 in the vicinity of the surface drop off, the solid lubricant particles 7 held in the metal bond 8b are dropped together with the surrounding second metal particles 10 by being surrounded by the second metal particles 10, A relatively large drop mark is formed (FIG. 4C). When many such dropping marks are formed, the abrasive grain holding power of the metal bond 8b is reduced, and the abrasive grains 6 in the vicinity of the surface fall off (FIG. 4D). Further, such a drop mark also functions as a chip pocket for discharging the second metal particles 10 and the like, and as a result, the shapeability of the abrasive layer 3 is improved. By repeating such steps, the abrasive layer shape of the metal bond wheel can be corrected. (FIG. 4 (e)).

以下に、具体的な実施例を示す。   Specific examples are shown below.

使用したメタルボンドホイールの詳細は以下の通りである。
台金寸法:150D×6U×50.8H×3X
台金材質:Fe
砥粒:ダイヤモンド、#600(平均粒径:30μm)
第1金属合金:Cu−Sn系合金
:メタルボンド中の体積比率:他成分の残り
第2金属粒子:Co(平均粒径:1.4μm)
:メタルボンド中の体積比率:50〜65体積%
固体潤滑剤粒子:MoS2(平均粒径:0.8〜22.5μm)
:メタルボンド中の体積比率:10〜40体積%
焼結条件:550℃、5分
圧力:50kg/cm2
The details of the metal bond wheel used are as follows.
Base metal dimensions: 150D x 6U x 50.8H x 3X
Base metal material: Fe
Abrasive grain: Diamond, # 600 (average particle diameter: 30 μm)
First metal alloy: Cu-Sn alloy
: Volume ratio in metal bond: remaining of other components Second metal particle: Co (average particle size: 1.4 μm)
: Volume ratio in metal bond: 50 to 65% by volume
Solid lubricant particles: MoS 2 (average particle size: 0.8-22.5 μm)
: Volume ratio in metal bond: 10 to 40% by volume
Sintering conditions: 550 ° C., 5 minutes Pressure: 50 kg / cm 2

整形試験条件及び研削試験条件は以下の通りである。
(整形試験条件)
整形砥石:GC600V
研削盤:平面研削盤
砥石周速:360m/min以下
ホイール周速:360m/min
(研削試験条件)
加工方式:トラバース研削
砥石周速:1800m/min
被研削材:超硬材
切込み:6μm/pass
送り速度:10m/min
The shaping test conditions and the grinding test conditions are as follows.
(Shaping test conditions)
Orthopedic whetstone: GC600V
Grinding machine: Surface grinder Wheel peripheral speed: 360 m / min or less Wheel peripheral speed: 360 m / min
(Grinding test conditions)
Processing method: Traverse grinding Wheel peripheral speed: 1800m / min
Material to be ground: Carbide material Cutting depth: 6μm / pass
Feeding speed: 10m / min

SEM/EPMA分析装置((株)島津製作所製、EPMA−C1)を使用して、実施例におけるメタルボンドホイールの砥粒層部分についての電子顕微鏡観察及びEPMAによる元素分析を行った。EPMA分析においては、ダイヤモンド砥粒を構成する炭素、第1金属を構成するCu及びSn、第2金属を構成するCo、固体潤滑剤を構成するMo及びSについての元素分布状態を評価した。図5は本発明の代表的な実施例におけるメタルボンドホイールの砥材層表面の電子顕微鏡像である。なお、図5において、EPMA分析により炭素が検出された領域を、ダイヤモンド砥粒として点線で示している。   Using an SEM / EPMA analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, EPMA-C1), the abrasive layer portion of the metal bond wheel in the examples was observed with an electron microscope and subjected to elemental analysis by EPMA. In the EPMA analysis, element distribution states of carbon constituting diamond abrasive grains, Cu and Sn constituting the first metal, Co constituting the second metal, Mo and S constituting the solid lubricant were evaluated. FIG. 5 is an electron microscope image of the surface of the abrasive layer of the metal bond wheel in a typical example of the present invention. In FIG. 5, a region where carbon is detected by EPMA analysis is indicated by a dotted line as diamond abrasive grains.

図5からダイヤモンド砥粒が砥粒層に適度に分散されていることがわかる。EPMA分析によるとCu,Snはこのダイヤモンド砥粒が検出された部分以外からは同程度のシグナル強度で一様に検出された。一方、Coは、Cu,Snと同様にダイヤモンド砥粒が検出された部分以外から一様に検出されたが、Cu,Snの場合と異なり、その分布形状は島状であり、粒子であることが確認された。また、Mo,Sも粒子状でありその周囲にはCoが検出された。   FIG. 5 shows that the diamond abrasive grains are moderately dispersed in the abrasive grain layer. According to the EPMA analysis, Cu and Sn were uniformly detected with the same signal intensity except for the portion where the diamond abrasive grains were detected. On the other hand, Co was detected uniformly from the portion other than the portion where diamond abrasive grains were detected, like Cu and Sn, but unlike Cu and Sn, its distribution shape is island-like and particles. Was confirmed. Mo and S were also in the form of particles, and Co was detected around them.

次に固体潤滑剤の含有量を変化させて整形性を評価した結果を表1に示す。なお、使用した固体潤滑剤の平均粒径3μmである。ここで、研削比とは、研削による被削材の削除量を砥石の磨耗量で割った値として定義されるものであり、固体潤滑材の含有量が20体積%のときの研削比を100、整形時間を100とした指数で表示している。   Next, Table 1 shows the result of evaluating the formability by changing the content of the solid lubricant. The solid lubricant used had an average particle size of 3 μm. Here, the grinding ratio is defined as a value obtained by dividing the removal amount of the work material by grinding by the wear amount of the grindstone, and the grinding ratio when the solid lubricant content is 20% by volume is 100. The index is expressed as an index with the shaping time as 100.

固体潤滑剤の含有量が、Coの含有量の15体積%まで、整形砥石に実施例のメタルボンドホイールを接触させても整形を良好に行うことができなかった。これは固体潤滑剤の含有量が少なすぎて、整形時に固体潤滑剤が脱落しても、十分な量のチップポケットが形成されないためと考えられる。なお、整形時間は固体潤滑剤の含有量が増えるほど短くなっていき、固体潤滑剤の含有量15体積%から特に整形時間が短縮し、特に20体積%になると容易に整形を行うことができた。整形性の指標である研削比も固体潤滑剤の含有量15体積%から向上し、15〜30体積%の範囲で整形後のメタルボンドホイールを使用すると好適に研削を行うことができた。その一方、固体潤滑剤の含有量が、Coの含有量の30体積%を超えると、整形時間はさらに短くなったが、研削比が大きく低下した。これは固体潤滑剤が多すぎて、メタルボンドの結合力が著しく低下し、砥粒層自体の摩耗が大きくなったためと考えられる。   Even when the solid lubricant content was 15 vol% of the Co content, even if the metal bond wheel of the example was brought into contact with the shaping grindstone, shaping could not be performed satisfactorily. This is presumably because the content of the solid lubricant is too small and a sufficient amount of chip pockets are not formed even if the solid lubricant falls off during shaping. The shaping time becomes shorter as the solid lubricant content increases, and the shaping time is particularly shortened from the solid lubricant content of 15% by volume. It was. The grinding ratio, which is an index of shaping, was also improved from the solid lubricant content of 15% by volume, and when the shaped metal bond wheel was used in the range of 15 to 30% by volume, grinding could be suitably performed. On the other hand, when the solid lubricant content exceeded 30% by volume of Co, the shaping time was further shortened, but the grinding ratio was greatly reduced. This is presumably because there was too much solid lubricant, the bond strength of the metal bond was significantly reduced, and the wear of the abrasive layer itself was increased.

固体潤滑剤の含有量はすべて20体積%に固定し、固体潤滑剤の平均粒径を変化させて整形を行った結果を表2に示す。なお、上記の通り、Co粒子の平均粒径は1.4μmである。また、表2においては、固体潤滑剤の平均粒径が3μm、すなわち、固体潤滑剤とCo粒子の粒径比(以下、単に「粒径比」と称す。)が2.1のときの研削比、整形時間を100とした指数で表示している。   Table 2 shows the results of shaping by fixing the solid lubricant content to 20% by volume and changing the average particle size of the solid lubricant. As described above, the average particle size of the Co particles is 1.4 μm. In Table 2, grinding is performed when the average particle size of the solid lubricant is 3 μm, that is, the particle size ratio between the solid lubricant and the Co particles (hereinafter simply referred to as “particle size ratio”) is 2.1. The ratio and the shaping time are indicated by an index of 100.

固体潤滑剤の平均粒径が1.5μm(粒径比:1.1)までは、整形砥石に実施例のメタルボンドホイールを接触させてもメタルボンドがほとんど摩耗せず、整形を行うことができなかったが、固体潤滑剤の大きさがCo粒子と同程度であると、固体潤滑剤粒子の脱落が起こりづらく、メタルボンドの摩耗が進行しづらいためと考えられる。固体潤滑剤粒子の平均粒径2.3μm(粒径比:1.6)になるとメタルボンドの摩耗が確認され、整形を行うことができた。さらに固体潤滑剤粒子の平均粒径3μm(粒径比:2.1)になると、整形時間が短縮される。固体潤滑剤粒子の平均粒径21μm(粒径比:15)を超えると、著しく固体潤滑剤粒子が脱落しやすくなり、整形時間は短くなったが、研削比も大きく低下した。   Until the average particle size of the solid lubricant is 1.5 μm (particle size ratio: 1.1), even if the metal bond wheel of the example is brought into contact with the shaping grindstone, the metal bond is hardly worn and shaping can be performed. Although it was not possible, it is considered that when the size of the solid lubricant is the same as that of the Co particles, it is difficult for the solid lubricant particles to fall off and the metal bond wear does not proceed easily. When the average particle size of the solid lubricant particles was 2.3 μm (particle size ratio: 1.6), metal bond wear was confirmed and shaping could be performed. Furthermore, when the average particle size of the solid lubricant particles is 3 μm (particle size ratio: 2.1), the shaping time is shortened. When the average particle size of the solid lubricant particles exceeded 21 μm (particle size ratio: 15), the solid lubricant particles were remarkably easy to drop off and the shaping time was shortened, but the grinding ratio was also greatly reduced.

本発明のメタルボンドホイールは研削時に適度な砥粒保持力を確保しつつ、GC砥石など一般的な整形砥石を使用して整形を行うことができるので、常に切味が高い研削ホイールとして、高精度金型加工などの用途に好適に使用することができる。   Since the metal bond wheel of the present invention can be shaped using a general shaping whetstone such as a GC grindstone while securing an appropriate abrasive grain holding force during grinding, It can be suitably used for applications such as precision die machining.

1 メタルボンドホイール
2 台金
3 砥粒層
4 取り付け穴
5 整形砥石
6,11 砥粒
7 固体潤滑剤粒子
8a,8b メタルボンド
9 第1金属合金
10 第2金属粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal bond wheel 2 Base metal 3 Abrasive grain layer 4 Mounting hole 5 Shaping grindstone 6,11 Abrasive grain 7 Solid lubricant particle 8a, 8b Metal bond 9 1st metal alloy 10 2nd metal particle

Claims (4)

砥粒と、粒子状の固体潤滑剤とをメタルボンドによって結合して形成された砥粒層を有するメタルボンドホイールにおいて、
前記メタルボンドは、CuとSnを含む合金からなる第1金属と、前記第1金属より高融点である金属あるいは合金からなる粒子状の第2金属から構成され、
前記粒子状の第2金属のそれぞれは、前記CuとSnを含む合金からなる第1金属を介して接合し、
前記粒子状の固体潤滑剤は、前記メタルボンド内に分散し、その平均粒径が前記粒子状の第2金属よりも大きく、かつ、 前記粒子状の固体潤滑剤の含有量が、前記粒子状の第2金属の含有量の15体積%以上30体積%以下であることを特徴とするメタルボンドホイール。
In a metal bond wheel having an abrasive grain layer formed by bonding abrasive grains and particulate solid lubricant by metal bond,
The metal bond is composed of a first metal made of an alloy containing Cu and Sn, and a particulate second metal made of a metal or alloy having a higher melting point than the first metal,
Each of the particulate second metals is bonded via the first metal made of an alloy containing Cu and Sn,
The particulate solid lubricant is dispersed in the metal bond, an average particle diameter of much larger than the said particulate second metal, and the content of the particulate solid lubricant, the particles A metal bond wheel, wherein the content of the second metal is 15 volume% or more and 30 volume% or less .
前記粒子状の第2金属の平均粒径が、0.5〜3.0μmである請求項1記載のメタルボンドホイール。   2. The metal bond wheel according to claim 1, wherein an average particle diameter of the particulate second metal is 0.5 to 3.0 μm. 前記粒子状の固体潤滑剤の平均粒径は、前記粒子状の第2金属の平均粒径の2倍以上15倍以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のメタルボンドホイール。   3. The metal bond wheel according to claim 1, wherein an average particle diameter of the particulate solid lubricant is 2 to 15 times an average particle diameter of the particulate second metal. 前記固体潤滑剤は、MoS、WSのいずれかであることを特徴とする請求項1からのいずれかの項に記載のメタルボンドホイール。 The solid lubricant, metal bond wheel according to any one of claims 1 3, characterized in that either MoS 2, WS 2.
JP2009033182A 2009-02-16 2009-02-16 Metal bond wheel Active JP5230474B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009033182A JP5230474B2 (en) 2009-02-16 2009-02-16 Metal bond wheel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009033182A JP5230474B2 (en) 2009-02-16 2009-02-16 Metal bond wheel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010188447A JP2010188447A (en) 2010-09-02
JP5230474B2 true JP5230474B2 (en) 2013-07-10

Family

ID=42815067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009033182A Active JP5230474B2 (en) 2009-02-16 2009-02-16 Metal bond wheel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5230474B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112140015A (en) * 2019-06-28 2020-12-29 圣戈班磨料磨具有限公司 Abrasive article and method of forming the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58217271A (en) * 1982-06-11 1983-12-17 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Fine grinding wheel
JP2002001668A (en) * 2000-06-19 2002-01-08 Mitsubishi Materials Corp Metal bonded grinding wheel
JP4419299B2 (en) * 2000-09-01 2010-02-24 三菱マテリアル株式会社 Hybrid grinding wheel and manufacturing method thereof
JP4215525B2 (en) * 2003-01-27 2009-01-28 株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ Super Abrasive Metal Bond Wheel

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010188447A (en) 2010-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101269498B1 (en) Abrasive slicing tool for electronics industry
JP4443870B2 (en) Super abrasive wheel and manufacturing method thereof
CN109093122B (en) Cutting type diamond cutter and preparation method thereof
CN108119065B (en) Diamond-impregnated bit cutting tooth and manufacturing method thereof
JP4419299B2 (en) Hybrid grinding wheel and manufacturing method thereof
JP2002001668A (en) Metal bonded grinding wheel
KR100407227B1 (en) Composite bond wheel and wheel having resin bonding phase
KR101861890B1 (en) A grinding tool for machining brittle materials and a method of making a grinding tool
JP5230474B2 (en) Metal bond wheel
JP7261246B2 (en) Metal bond grindstone for hard and brittle materials
JP2010076094A (en) Metal bond diamond grinding wheel and method of manufacturing the same
JP2008174744A (en) Abrasive grain product, method for producing the same, and grinding whetstone
JP4215525B2 (en) Super Abrasive Metal Bond Wheel
JP4496984B2 (en) Resin bond grinding wheel
CN209110874U (en) A kind of multi-block type L shape emery wheel
JPH10202533A (en) Diamond cutting grinding wheel
JP4592207B2 (en) Super abrasive wheel and manufacturing method thereof
JPH11300623A (en) Resin board grinding wheel
KR20040040251A (en) Composit bonded diamond &amp; CBN stone for grinding
JP2022136788A (en) Metal bond grindstone and method for manufacturing same
JPH06254767A (en) Grinding wheel for grinding glass
JPS6248465A (en) Cutting wheel for cutting metal material
JP2007061926A (en) Grinding wheel
JPS58213676A (en) Diamond sintered body for tool and manufacture
JP2011088263A (en) Method for manufacturing metal bond wheel and tool

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110503

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110816

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110818

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120703

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120806

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130305

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130319

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5230474

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250