JP5496780B2 - Thin blade - Google Patents
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Description
本発明は、薄刃ブレードに関するものである。 The present invention relates to a thin blade.
従来から、センサなどに用いられる水晶や石英などの硬脆材料(被切断材)に深溝加工を施したり、切断することによって個片化したりする加工には、高精度が要求されており、このような溝加工や切断加工など(以下、「切断加工」と省略する。)には、円形薄板状の薄刃ブレードが使用されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の薄刃ブレード(電着ブレード)は、ニッケルなどの母体金属にダイヤモンドなどの超砥粒を電着して形成したものである。
Conventionally, high precision is required for processing deep grooves or cutting into hard and brittle materials (cut materials) such as quartz and quartz used in sensors, etc. For such grooving or cutting (hereinafter abbreviated as “cutting”), a thin blade blade of a circular thin plate shape is used (for example, see Patent Document 1).
The thin blade (electrodeposition blade) of Patent Document 1 is formed by electrodepositing superabrasive grains such as diamond on a base metal such as nickel.
しかしながら、特許文献1の薄刃ブレードのように、ブレードの基体を硬質金属で形成すると、ブレード自体の強度は確保できるが、砥石として作用させるためには硬すぎるため、自生発刃作用が起きにくくなるという問題がある。つまり、切断加工に薄刃ブレードを用いるに当たって、その性能を維持し続けることができないという問題がある。 However, when the base of the blade is formed of a hard metal like the thin blade of Patent Document 1, the strength of the blade itself can be ensured, but it is too hard to act as a grindstone, so that the self-generated blade action is less likely to occur. There is a problem. That is, when using a thin blade for cutting, there is a problem that the performance cannot be maintained.
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、ブレード自体の強度を確保しつつ、自生発刃作用を有した薄刃ブレードを提供するものである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a thin blade having a self-generating blade action while ensuring the strength of the blade itself.
上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明に係る薄刃ブレードは、WC−Coをベースとして、加工に寄与するダイヤモンド砥粒を分散させてなるメタル基材と、該メタル基材の外周縁部に形成された切刃と、を有し、前記メタル基材が軸周りに回転されるとともに、前記切刃で被切断材を切断加工する薄刃ブレードであって、前記メタル基材に、少なくとも一部が炭化されたダイヤモンドフィラーが混入されていることを特徴としている。
本発明に係る薄刃ブレードによれば、ダイヤモンドフィラーが混入されているため、剛性を確保しつつ、該ダイヤモンドフィラーが外周縁に露出したときにメタル基材から抜け落ち易い構成とすることができ、自生発刃作用を持続させることができる。また、メタル基材は高剛性のWC−Coで形成されているため、被切断材を加工する際に、直進性に優れた性能を有する。したがって、脆性材料に対して高品位な加工を施すことができる。さらに、ダイヤモンド砥粒およびダイヤモンドフィラーをメタル基材に混入して製造するため、容易に製造することができる。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the thin blade according to the present invention is based on WC-Co, a metal base material in which diamond abrasive grains contributing to processing are dispersed, and a cutting blade formed on the outer peripheral edge of the metal base material, A thin blade blade that rotates the metal base material around an axis and cuts a material to be cut with the cutting blade, and the metal base material has a diamond filler that is at least partially carbonized. It is characterized by being mixed.
According to the thin blade according to the present invention, since the diamond filler is mixed, it can be configured to easily fall off from the metal base material when the diamond filler is exposed to the outer peripheral edge while ensuring rigidity. The cutting action can be maintained. Moreover, since the metal base material is formed of high-rigidity WC-Co, it has a performance excellent in straightness when the material to be cut is processed. Therefore, high-quality processing can be performed on the brittle material. Furthermore, since the diamond abrasive grains and the diamond filler are mixed in the metal base material and manufactured, it can be easily manufactured.
また、本発明に係る薄刃ブレードにおいて、前記ダイヤモンドフィラーの粒径が、0.5μm以上20μm以下であることを特徴としている。
本発明に係る薄刃ブレードによれば、粒径の小さいダイヤモンドフィラーを使用するため、ダイヤモンドフィラー自体が加工中に被切断材と接触して、被切断材の品位を劣化させるのを防止することができる。また、粒径の小さいダイヤモンドフィラーを使用するため、薄刃ブレードとしての所望の剛性を確保することができる。したがって、脆性材料に対しても高品位な加工を施すことができる。
In the thin blade according to the present invention, the diamond filler has a particle size of 0.5 μm or more and 20 μm or less.
According to the thin blade according to the present invention, since the diamond filler having a small particle size is used, it is possible to prevent the diamond filler itself from coming into contact with the workpiece during processing and deteriorating the quality of the workpiece. it can. Further, since a diamond filler having a small particle diameter is used, desired rigidity as a thin blade can be ensured. Therefore, high-quality processing can be performed even on brittle materials.
また、本発明に係る薄刃ブレードにおいて、前記ダイヤモンドフィラーが、該ダイヤモンドフィラーの半径に対して10%以上90%以下、その表層から中心に向かって炭化されていることを特徴としている。
本発明に係る薄刃ブレードによれば、炭化される割合が少ない(10%未満)場合には、フィラーとして作用しなくなるため、自生発刃作用を持続させることができない。つまり、ダイヤモンドフィラーの表層から10%以上炭化させることにより、摩耗促進用フィラーとして確実に作用し、自生発刃作用を確実に持続させることができる。
また、炭化される場合が多い(90%を超える)場合には、フィラーの剛性を保つことが困難になるため、ダイヤモンドフィラーの表層から90%以下炭化させることにより、フィラーとして剛性を保つことができる。
Further, in the thin blade according to the present invention, the diamond filler is carbonized from 10% to 90% with respect to the radius of the diamond filler from the surface layer toward the center.
According to the thin blade according to the present invention, when the ratio of carbonization is small (less than 10%), the blade does not act as a filler, so that the spontaneous blade action cannot be maintained. That is, by carbonizing 10% or more from the surface layer of the diamond filler, it can act reliably as a wear promoting filler, and the self-generated blade action can be reliably maintained.
Further, when carbonized in many cases (greater than 90%), it becomes difficult to maintain the rigidity of the filler. Therefore, it is possible to maintain rigidity as a filler by carbonizing 90% or less from the surface layer of the diamond filler. it can.
また、本発明に係る薄刃ブレードにおいて、前記メタル基材に対する前記ダイヤモンドフィラーの含有率が、5vol%以上30vol%以下であることを特徴としている。
本発明に係る薄刃ブレードによれば、ダイヤモンドフィラーの含有率を5vol%以上30vol%以下に制限することにより、薄刃ブレード自体の耐摩耗性が損なわれるのを防止することができるとともに、剛性が低下するのを防止することができる。したがって、脆性材料に対しても高品位な加工を施すことができる。
In the thin blade according to the present invention, the content of the diamond filler with respect to the metal substrate is 5 vol% or more and 30 vol% or less.
According to the thin blade according to the present invention, by limiting the diamond filler content to 5 vol% or more and 30 vol% or less, it is possible to prevent the wear resistance of the thin blade blade itself from being impaired and the rigidity is lowered. Can be prevented. Therefore, high-quality processing can be performed even on brittle materials.
本発明に係る薄刃ブレードによれば、ダイヤモンドフィラーが混入されているため、剛性を確保しつつ、該ダイヤモンドフィラーが外周縁に露出したときにメタル基材から抜け落ち易い構成とすることができ、自生発刃作用を持続させることができる。また、メタル基材は高剛性のWC−Coで形成されているため、被切断材を加工する際に、直進性に優れた性能を有する。したがって、脆性材料に対して高品位な加工を施すことができる。さらに、ダイヤモンド砥粒およびダイヤモンドフィラーをメタル基材に混入して製造するため、容易に製造することができる。 According to the thin blade according to the present invention, since the diamond filler is mixed, it can be configured to easily fall off from the metal base material when the diamond filler is exposed to the outer peripheral edge while ensuring rigidity. The cutting action can be maintained. Moreover, since the metal base material is formed of high-rigidity WC-Co, it has a performance excellent in straightness when the material to be cut is processed. Therefore, high-quality processing can be performed on the brittle material. Furthermore, since the diamond abrasive grains and the diamond filler are mixed in the metal base material and manufactured, it can be easily manufactured.
次に、本発明の実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
図1は、薄刃ブレードの正面図である。図2は、図1のA−A線に沿う断面図である。図3は、図2のB部拡大図である。なお、本実施形態の薄刃ブレードは、発振子など強ピッチで溝加工を施す場合や、電子材料を切断することによって個片化する場合に使用するものである。
図1に示すように、薄刃ブレード10は、軸線Oを中心とした円環形状を有しており、厚さ0.05mm〜0.5mm程度の薄肉板状をなしている。薄刃ブレード10は、円環形状のメタル基材11と、メタル基材11の外周縁に形成された切刃13と、を備えている。メタル基材11は、例えば、WC−Coで形成され、粉末冶金法にて作製されている。また、薄刃ブレード10には、被切断材を切断など加工するためのダイヤモンド砥粒21が配されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a front view of a thin blade. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. In addition, the thin blade of this embodiment is used when grooving is performed at a strong pitch such as an oscillator or when an electronic material is cut into pieces.
As shown in FIG. 1, the
また、メタル基材11の正面視略中央に形成された貫通孔15は、図示しない加工装置の主軸に挿入されて、該加工装置に取り付け可能に構成されている。そして、軸線O回りに回転されつつ、該軸線Oに垂直な方向に送り出されることにより、メタル基材11の外周縁に形成された切刃13によって、例えば半導体チップなどの電子部品の切断や溝入れなどの超精密加工に使用される。
Moreover, the through-
ここで、本実施形態のメタル基材11には、ダイヤモンドフィラー25が混入されている。ダイヤモンドフィラー25は、略球形をなしており、その粒径は0.5μm以上20μm以下のものが用いられている。
また、ダイヤモンドフィラー25は、その表層からその粒径(半径)に対して10%以上炭化されたものが用いられている。
さらに、メタル基材11におけるダイヤモンドフィラー25の含有率は、5vol%以上30vol%以下となっている。
Here, the
The
Furthermore, the content rate of the
本実施形態の薄刃ブレード10によれば、ダイヤモンドフィラー25が混入されているため、剛性を確保しつつ、該ダイヤモンドフィラー25が外周縁に露出したときにメタル基材11から抜け落ち易い構成とすることができ、自生発刃作用を持続させることができる。また、メタル基材11は高剛性のWC−Coで形成されているため、被切断材を加工する際に、直進性に優れた性能を有する。したがって、脆性材料に対して高品位な加工を施すことができる。さらに、ダイヤモンド砥粒21およびダイヤモンドフィラー25をメタル基材11に混入して製造するため、容易に製造することができる。
According to the
また、粒径が0.5μm以上20μm以下の粒径の小さいダイヤモンドフィラー25を使用したため、ダイヤモンドフィラー25自体が加工中に被切断材と接触して、被切断材の品位を劣化させるのを防止することができる。また、粒径の小さいダイヤモンドフィラー25を使用するため、薄刃ブレード10としての所望の剛性を確保することができる。したがって、脆性材料に対しても高品位な加工を施すことができる。
Further, since the
さらに、ダイヤモンドフィラー25の半径に対して10%以上、その表層から中心に向かって炭化されたダイヤモンドフィラー25を使用したため、摩耗促進用フィラーとして確実に作用させることができ、自生発刃作用を確実に持続させることができる。
In addition, since the
そして、メタル基材11に対するダイヤモンドフィラー25の含有率を5vol%以上30vol%以下としたため、薄刃ブレード10自体の耐摩耗性が損なわれるのを防止することができるとともに、剛性が低下するのを防止することができる。
And since the content rate of the
実施例1では、粒度♯800のダイヤモンド超砥粒を、WC−40Coからなる金属結合層に均一に分散したベースブレードを作製した。このベースブレードの各寸法は、外径58mm、内径40mm、厚さ0.08mmである。 In Example 1, a base blade was produced in which diamond superabrasive grains of particle size # 800 were uniformly dispersed in a metal bonding layer made of WC-40Co. The base blade has an outer diameter of 58 mm, an inner diameter of 40 mm, and a thickness of 0.08 mm.
本発明による発明品1〜4、並びに発明品1〜4と比較するための比較品5は、ベースブレードと同じ材料を用い、発明品1はベースブレードに粒径5μmのダイヤモンドフィラーを混入させて形成し、発明品2はベースブレードに粒径10μmのダイヤモンドフィラーを混入させて形成し、発明品3はベースブレードに粒径15μmのダイヤモンドフィラーを混入させて形成し、発明品4はベースブレードに粒径20μmのダイヤモンドフィラーを混入させて形成した。一方、比較品5はベースブレードに粒径25μmのダイヤモンドフィラーを混入させて形成した。なお、ダイヤモンドフィラーの半径に対して50%、その表層から中心に向かって炭化されたダイヤモンドフィラーを用い、ベースブレードにおけるダイヤモンドフィラーの含有率は15vol%とした。
Inventive products 1 to 4 according to the present invention and comparative product 5 for comparison with the inventive products 1 to 4 use the same material as the base blade, and in the inventive product 1, diamond filler having a particle size of 5 μm is mixed in the base blade.
(剛性評価試験1)
剛性評価試験1では、上記実施例1におけるベースブレード、発明品1〜4、比較品5(以下、サンプル品という。)を用いて剛性値を評価する試験を行い、この試験によって得られた剛性値を表1に示す。
(Rigidity evaluation test 1)
In the rigidity evaluation test 1, a test for evaluating the rigidity value was performed using the base blade, the inventive products 1 to 4 and the comparative product 5 (hereinafter referred to as a sample product) in Example 1, and the rigidity obtained by this test was evaluated. Values are shown in Table 1.
この表1に示すように、比較品5の剛性値がベースブレードを含む他のサンプル品の剛性値よりも小さくなっており、混入されたダイヤモンドフィラーの粒径が小さくなるほど剛性値が大きくなっていることが理解できるが、曲げ強度は大きな相違がなく、低密度であっても剛性値は維持されている。 As shown in Table 1, the rigidity value of the comparative product 5 is smaller than that of the other sample products including the base blade, and the rigidity value increases as the particle diameter of the mixed diamond filler decreases. Although it can be understood that there is no significant difference in bending strength, the rigidity value is maintained even at low density.
(切断試験1)
切断試験1では、上記各サンプル品のブレードを使用して、ワークの切断加工を行った。なお、ワークとしては、直径3mm、厚さ1.2mmのAl203−TiCを用いた。
この切断加工において、直進性は切断加工される部材の切断中における最大曲がり量を計測したものである。また、チッピングの大きさを工具顕微鏡で確認した。さらに、切断加工中に、主軸電流値を測定した。
なお、切断装置は、各ブレードを外径52mmのフランジによってその主軸を狭着して、主軸回転数30000min−1、送り速度3mm/secとして切断加工を行った。この切断試験1によって得られた直進性、チッピングの大きさ、主軸電流値を表2に示す。
(Cutting test 1)
In the cutting test 1, the workpiece was cut using the blade of each sample product. As a work, Al203-TiC having a diameter of 3 mm and a thickness of 1.2 mm was used.
In this cutting process, the straightness is a value obtained by measuring the maximum bending amount during cutting of a member to be cut. Further, the size of chipping was confirmed with a tool microscope. Further, the spindle current value was measured during the cutting process.
In addition, the cutting apparatus cut | disconnected each blade by narrowing the main axis | shaft with the flange with an outer diameter of 52 mm, and making spindle rotation speed 30000min < -1 > and feed rate 3mm / sec. Table 2 shows the straightness, chipping magnitude, and spindle current value obtained by the cutting test 1.
表2に示すように、直進性については、ベースブレードおよび比較品5と比較して、発明品1〜4の直進性が向上していることが理解される。また、チッピングおよび主軸電流値については、ベースブレードおよび比較品5に対して発明品1〜4が小さくなることが理解される。
上記の結果より、本発明に係る発明品1〜4は、ベースブレード、比較品5と比較して、直進性における最大曲がり量およびチッピングが小さく抑えられるとともに、主軸電流値も小さく、すなわち低い抵抗で切断可能であることが理解される。つまり、ベースブレードにダイヤモンドフィラーを混入することで上記効果が得られることが理解できるとともに、粒径20μm以下のダイヤモンドフィラーをベースブレードに混入させると、さらに良好な効果が得られることが理解できる。
As shown in Table 2, it is understood that the straightness of the inventive products 1 to 4 is improved as compared with the base blade and the comparative product 5 with respect to the straightness. Further, it is understood that the inventive products 1 to 4 are smaller than the base blade and the comparative product 5 with respect to the chipping and the spindle current value.
From the above results, the inventive products 1 to 4 according to the present invention can suppress the maximum bending amount and chipping in the straight running performance as compared with the base blade and the comparative product 5, and the spindle current value is also small, that is, low resistance. It is understood that cutting is possible. That is, it can be understood that the above effect can be obtained by mixing the diamond filler into the base blade, and that a further excellent effect can be obtained by mixing a diamond filler having a particle size of 20 μm or less into the base blade.
(切断試験2)
切断試験2では、上記の切断試験1の送り速度を10mm/secに変更して切断試験1と同様の試験を行った。表3に、切断試験2の結果を示す。
(Cutting test 2)
In the
表3に示すように、発明品1〜4は、上記の切断試験1と同様に、直進性における最大曲がり量およびチッピングが小さく抑えられるとともに、主軸電流値も小さく、すなわち低い抵抗で切断可能であることが理解される。また、ベースブレードおよび比較品5は、焼付けによりワークを切断することができなかった。つまり、ベースブレードに混入するダイヤモンドフィラーの粒径が性能に左右されることが理解できる。 As shown in Table 3, the inventive products 1 to 4 have the same maximum bending amount and chipping in the straight running performance as in the cutting test 1, and the spindle current value is also small, that is, the cutting can be performed with a low resistance. It is understood that there is. Further, the base blade and the comparative product 5 could not cut the workpiece by baking. That is, it can be understood that the particle size of the diamond filler mixed in the base blade depends on the performance.
実施例2では、粒度♯1000のダイヤモンド超砥粒を金属結合層(WC−Co)に均一に分散したベースブレードを作製した。このベースブレードの各寸法は、外径58mm、内径40mm、厚さ0.06mmである。 In Example 2, a base blade was produced in which diamond superabrasive grains having a particle size of # 1000 were uniformly dispersed in a metal bonding layer (WC-Co). The base blade has an outer diameter of 58 mm, an inner diameter of 40 mm, and a thickness of 0.06 mm.
本発明による発明品1〜3、並びに発明品1〜3と比較するための比較品4,5は、ベースブレードと同じ材料を用い、発明品1はベースブレードに粒径5μmのダイヤモンドフィラーを含有率5vol%となるように混入させて形成し、発明品2はベースブレードに粒径5μmのダイヤモンドフィラーを含有率15vol%となるように混入させて形成し、発明品3はベースブレードに粒径5μmのダイヤモンドフィラーを含有率30vol%となるように混入させて形成した。一方、比較品4はベースブレードに粒径5μmのダイヤモンドフィラーを含有率3vol%となるように混入させて形成し、比較品5はベースブレードに粒径5μmのダイヤモンドフィラーを含有率35vol%となるように混入させて形成した。なお、ダイヤモンドフィラーの半径に対して50%、その表層から中心に向かって炭化されたダイヤモンドフィラーを用いた。
Inventive products 1 to 3 according to the present invention and comparative products 4 and 5 for comparison with the inventive products 1 to 3 use the same material as the base blade, and the inventive product 1 contains a diamond filler having a particle size of 5 μm in the base blade.
(剛性評価試験2)
剛性評価試験2では、上記実施例2におけるベースブレード、発明品1〜3、比較品4,5(以下、サンプル品という。)を用いて剛性値を評価する試験を行い、この試験によって得られた剛性値を表4に示す。
(Rigidity evaluation test 2)
In the
この表4に示すように、ベースブレードに混入しているダイヤモンドフィラーの含有率が大きくなるほど、剛性値が小さくなっていることが理解できるが、曲げ強度は大きな相違がなく、低密度であっても剛性値は維持されている。 As shown in Table 4, it can be understood that the rigidity value decreases as the content of the diamond filler mixed in the base blade increases, but the bending strength is not greatly different and the density is low. Even the stiffness value is maintained.
(切断試験3)
切断試験3では、上記各サンプル品のブレードを使用して、ワークの切断加工を行った。なお、ワークとしては、長さ100mm、幅100mm、厚さ1.0mmのセラミックグリーンシートを用いた。
この切断加工において、上述した切断試験1と同様に、直進性および主軸電流値を測定した。また、チッピングの代わりにブレードへの切り屑の付着、すなわちダストを目視で測定すること、および摩耗量を測定した。
なお、切断装置は、各ブレードを外径52mmのフランジによってその主軸を狭着して、主軸回転数30000min−1、送り速度200mm/secとして切断加工を行った。この切断試験3によって得られた直進性、ダストの付着、主軸電流値、摩耗量を表5に示す。
(Cutting test 3)
In the cutting test 3, the workpiece was cut using the blade of each sample product. In addition, as a workpiece | work, the ceramic green sheet of length 100mm, width 100mm, and thickness 1.0mm was used.
In this cutting process, the straightness and the spindle current value were measured as in the cutting test 1 described above. Further, instead of chipping, chip adhesion to the blade, that is, dust was measured visually, and the amount of wear was measured.
In addition, the cutting apparatus cut | disconnected each blade by narrowing the main axis | shaft with the flange with an outer diameter of 52 mm, main axis | shaft rotation speed 30000min < -1 >, and feed rate 200mm / sec. Table 5 shows the straightness, dust adhesion, spindle current value, and wear amount obtained by the cutting test 3.
表5に示すように、直進性における最大曲がり量は、ベースブレードおよび比較品4,5に対して、発明品1〜3が小さくなっていることが理解される。また、主軸電流値も、ベースブレードおよび比較品4,5に対して発明品1〜3が小さくなっていることが理解される。
また、表5に示すように、各サンプル品に付着するダストは、ベースブレードおよび比較品4,5に多少の付着が認められた。一方、発明品1〜3には、ダストの付着が認められなかった。
また、摩耗量については、比較品5、発明品3、発明品2、発明品1、比較品4、ベースブレードの順で小さくなっていることが理解できる。つまり、ベースブレードに混入されているダイヤモンドフィラーの含有率が高いほど、自生作用が促進させられるため、摩耗量は大きくなる。
ここで、比較品5のようにダイヤモンドフィラーの含有率が高くなりすぎると、直進性、主軸電流値およびダストの付着について、上述したような問題が生じる。また、比較品4のようにダイヤモンドフィラーの含有率が低くなりすぎても、直進性、主軸電流値およびダストの付着について、上述したような問題が生じる。したがって、ダイヤモンドフィラーの含有率は5vol%以上30vol%以下にすることが好ましいことが理解できる。
As shown in Table 5, it is understood that the products of Inventions 1 to 3 are smaller in the maximum bending amount in the straight traveling performance than the base blade and the comparative products 4 and 5. Further, it is understood that the spindle current values of the inventive products 1 to 3 are smaller than the base blade and the comparative products 4 and 5.
Moreover, as shown in Table 5, the dust adhering to each sample product was found to be somewhat adhered to the base blade and the comparative products 4 and 5. On the other hand, no adhesion of dust was observed in Inventions 1 to 3.
In addition, it can be understood that the wear amount decreases in the order of the comparative product 5, the inventive product 3, the
Here, when the content rate of the diamond filler becomes too high as in the comparative product 5, the above-described problems occur with respect to straightness, spindle current value, and dust adhesion. Moreover, even if the content rate of the diamond filler becomes too low as in the comparative product 4, the above-described problems occur with respect to straightness, spindle current value, and dust adhesion. Therefore, it can be understood that the content of the diamond filler is preferably 5 vol% or more and 30 vol% or less.
実施例3では、粒度♯600のダイヤモンド超砥粒を金属結合層(WC−Co)に均一に分散したベースブレードを作製した。このベースブレードの各寸法は、外径58mm、内径40mm、厚さ0.1mmである。 In Example 3, a base blade was produced in which diamond superabrasive grains having a particle size of # 600 were uniformly dispersed in a metal bonding layer (WC-Co). The base blade has an outer diameter of 58 mm, an inner diameter of 40 mm, and a thickness of 0.1 mm.
本発明による発明品1〜4、並びに発明品1〜4と比較するための比較品5,6は、ベースブレードと同じ材料を用い、発明品1はベースブレードに粒径5μmでその表層からその粒径に対して10%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成し、発明品2はベースブレードに粒径5μmでその表層からその粒径に対して50%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成し、発明品3はベースブレードに粒径5μmでその表層からその粒径に対して80%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成し、発明品4はベースブレードに粒径5μmでその表層からその粒径に対して90%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成した。一方、比較品5はベースブレードに粒径5μmでその表層からその粒径に対して100%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成し、比較品6はベースブレードに粒径5μmでその表層からその粒径に対して5%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成した。なお、ベースブレードに対するダイヤモンドフィラーの含有率は15vol%とした。
Inventive products 1 to 4 according to the present invention and comparative products 5 and 6 for comparison with the inventive products 1 to 4 use the same material as the base blade, and the inventive product 1 has a particle diameter of 5 μm on the base blade and its surface layer Formed by mixing diamond filler carbonized to 10% with respect to the particle size,
(剛性評価試験3)
剛性評価試験3では、上記実施例3におけるベースブレード、発明品1〜4、比較品5,6(以下、サンプル品という。)を用いて剛性値を評価する試験を行い、この試験によって得られた剛性値を表6に示す。
(Rigidity evaluation test 3)
In the rigidity evaluation test 3, a test for evaluating the rigidity value was performed by using the base blade, the inventive products 1 to 4, and the comparative products 5 and 6 (hereinafter referred to as sample products) in the above-mentioned Example 3, and obtained by this test. Table 6 shows the rigidity values.
この表6に示すように、ベースブレードに混入しているダイヤモンドフィラーの炭化割合が大きくなるほど、剛性値が小さくなっていることが理解できるが、比較品5を除いて曲げ強度は大きな相違がなく、炭化割合が異なっても剛性値は維持されている。しかしながら、比較品5はダイヤモンドフィラーが100%炭化されているため、極端に剛性値が小さくなっていることが理解できる。 As shown in Table 6, it can be understood that the rigidity value decreases as the carbonization ratio of the diamond filler mixed in the base blade increases, but the bending strength is not significantly different except for the comparative product 5. The rigidity value is maintained even when the carbonization ratio is different. However, it can be understood that the comparative product 5 has an extremely small rigidity value because the diamond filler is carbonized 100%.
(切断試験4)
切断試験4では、上記各サンプル品のブレードを使用して、ワークの切断加工を行った。なお、ワークとしては、長さ100mm、幅100mm、厚さ1.0mmのAl203を用いた。
この切断加工において、上述した切断試験1と同様に、直進性、チッピングの大きさおよび主軸電流値を測定した。
なお、切断装置は、各ブレードを外径52mmのフランジによってその主軸を狭着して、主軸回転数21000min−1、送り速度10mm/secとして切断加工を行った。この切断試験4によって得られた直進性、チッピングの大きさ、主軸電流値を表7に示す。
(Cutting test 4)
In the cutting test 4, the workpiece was cut using the blade of each sample product. As a workpiece, Al203 having a length of 100 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 1.0 mm was used.
In this cutting process, the straightness, the chipping size, and the spindle current value were measured in the same manner as the cutting test 1 described above.
In addition, the cutting apparatus cut | disconnected each blade by narrowing the main axis | shaft with the flange with an outer diameter of 52 mm, main axis | shaft rotation speed 21000min < -1 >, and feed speed 10mm / sec. Table 7 shows the straightness, chipping magnitude, and spindle current value obtained by the cutting test 4.
表7に示すように、直進性については、比較品5を除く他のサンプル品において差がないことが理解される。また、チッピングおよび主軸電流値については、ベースブレードおよび比較品6に対して発明品1〜4および比較品5が小さくなることが理解される。
上記の結果より、本発明に係る発明品1〜4は、ベースブレード、比較品6と比較して、チッピングが小さく抑えられるとともに、主軸電流値も小さく、すなわち低い抵抗で切断可能であることが理解される。また、本発明に係る発明品1〜4は、比較品5と比較して、直進性を向上可能であることが理解できる。
つまり、ベースブレードに混入したダイヤモンドフィラーの炭化割合を10%以上90%以下とすることで、上記効果が得られることが理解できる。
As shown in Table 7, it is understood that there is no difference in straightness in the other sample products except the comparative product 5. In addition, regarding the chipping and the spindle current value, it is understood that the inventive products 1 to 4 and the comparative product 5 are smaller than the base blade and the comparative product 6.
From the above results, the inventive products 1 to 4 according to the present invention have a smaller chipping and a smaller spindle current value than the base blade and the comparative product 6, that is, can be cut with a low resistance. Understood. In addition, it can be understood that the inventive products 1 to 4 according to the present invention can improve the straightness as compared with the comparative product 5.
That is, it can be understood that the above effect can be obtained by setting the carbonization ratio of the diamond filler mixed in the base blade to 10% or more and 90% or less.
(切断試験5)
切断試験5では、上記の切断試験4の送り速度を30mm/secに変更して切断試験4と同様の試験を行った。表8に、切断試験5の結果を示す。
(Cutting test 5)
In the cutting test 5, the same test as the cutting test 4 was performed by changing the feeding speed of the cutting test 4 to 30 mm / sec. Table 8 shows the results of the cutting test 5.
表8に示すように、発明品1〜4は、上記の切断試験4と同様に、直進性における最大曲がり量およびチッピングが小さく抑えられるとともに、主軸電流値も小さく、すなわち低い抵抗で切断可能であることが理解される。また、ベースブレードおよび比較品6は、焼付けによりワークを切断することができなかった。つまり、ベースブレードに混入するダイヤモンドフィラーの炭化割合が性能に左右されることが理解できる。 As shown in Table 8, the inventive products 1 to 4 have the same maximum bending amount and chipping in straight running performance as in the cutting test 4 described above, and the spindle current value is also small, that is, it can be cut with low resistance. It is understood that there is. Moreover, the base blade and the comparative product 6 could not cut the workpiece by baking. That is, it can be understood that the carbonization ratio of the diamond filler mixed in the base blade depends on the performance.
実施例4では、粒度♯400のダイヤモンド超砥粒を金属結合層に均一に分散したベースブレードを作製した。このベースブレードの各寸法は、外径76.2mm、内径40mm、厚さ0.15mmである。 In Example 4, a base blade was produced in which diamond superabrasive grains having a particle size of # 400 were uniformly dispersed in a metal bonding layer. The base blade has an outer diameter of 76.2 mm, an inner diameter of 40 mm, and a thickness of 0.15 mm.
本発明による発明品1〜4、並びに発明品1〜4と比較するための比較品5,6は、ベースブレードと同じ材料を用い、発明品1はベースブレードに粒径10μmでその表層からその粒径に対して10%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成し、発明品2はベースブレードに粒径10μmでその表層からその粒径に対して50%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成し、発明品3はベースブレードに粒径10μmでその表層からその粒径に対して80%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成し、発明品4はベースブレードに粒径10μmでその表層からその粒径に対して90%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成した。一方、比較品5はベースブレードに粒径10μmでその表層からその粒径に対して100%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成し、比較品6はベースブレードに粒径10μmでその表層からその粒径に対して5%炭化させたダイヤモンドフィラー混入させて形成した。なお、ベースブレードに対するダイヤモンドフィラーの含有率は15vol%とした。
Inventive products 1 to 4 according to the present invention and comparative products 5 and 6 for comparison with the inventive products 1 to 4 use the same material as the base blade, and the inventive product 1 has a particle diameter of 10 μm on the base blade and from its surface layer. Formed by mixing 10% carbonized diamond filler with respect to the particle size.
(剛性評価試験4)
剛性評価試験4では、上記実施例4におけるベースブレード、発明品1〜4、比較品5,6(以下、サンプル品という。)を用いて剛性値を評価する試験を行い、この試験によって得られた剛性値を表9に示す。
(Rigidity evaluation test 4)
In the rigidity evaluation test 4, a test for evaluating the rigidity value was performed using the base blade, the inventive products 1 to 4, and the comparative products 5 and 6 (hereinafter referred to as sample products) in Example 4 above, and obtained by this test. Table 9 shows the rigidity values.
この表9に示すように、ベースブレードに混入しているダイヤモンドフィラーの炭化割合が大きくなるほど、剛性値が小さくなっていることが理解できるが、比較品5を除いて曲げ強度は大きな相違がなく、炭化割合が異なっても剛性値は維持されている。しかしながら、比較品5はダイヤモンドフィラーが100%炭化されているため、極端に剛性値が小さくなっていることが理解できる。 As shown in Table 9, it can be understood that the rigidity value decreases as the carbonization ratio of the diamond filler mixed in the base blade increases, but there is no significant difference in bending strength except for the comparative product 5. The rigidity value is maintained even when the carbonization ratio is different. However, it can be understood that the comparative product 5 has an extremely small rigidity value because the diamond filler is carbonized 100%.
(切断試験6)
切断試験6では、上記各サンプル品のブレードを使用して、ワークの切断加工を行った。なお、ワークとしては、長さ100mm、幅100mm、厚さ1.5mmのセラミックグリーンシートを用いた。
この切断加工において、上述した切断試験3と同様に、直進性、ダストの有無、主軸電流値および摩耗量を測定した。
なお、切断装置は、各ブレードを外径68mmのフランジによってその主軸を狭着して、主軸回転数30000min−1、送り速度400mm/secとして切断加工を行った。この切断試験6によって得られた直進性、ダストの有無、主軸電流値および摩耗量を表10に示す。
(Cutting test 6)
In the cutting test 6, the workpiece was cut using the blade of each sample product. In addition, as a workpiece | work, the ceramic green sheet of length 100mm, width 100mm, and thickness 1.5mm was used.
In this cutting process, the straightness, the presence / absence of dust, the spindle current value, and the wear amount were measured in the same manner as the cutting test 3 described above.
In addition, the cutting apparatus cut | disconnected each blade by narrowing the main axis | shaft with the flange with an outer diameter of 68 mm, and the main-axis | shaft rotation speed 30000min < -1 > and feed speed 400mm / sec. Table 10 shows the straightness, the presence or absence of dust, the spindle current value, and the amount of wear obtained by the cutting test 6.
表10に示すように、直進性における最大曲がり量は、ベースブレードおよび比較品5,6に対して、発明品1〜4が小さくなっていることが理解される。また、主軸電流値も、ベースブレードおよび比較品6に対して発明品1〜4が小さくなっていることが理解される。
また、表10に示すように、各サンプル品に付着するダストは、ベースブレードに付着が認められ、比較品6に少量の付着が認められた。一方、発明品1〜4、比較品5には、ダストの付着が認められなかった。
また、摩耗量については、ベースブレードに対して、ダイヤモンドフィラーを混入した発明品1〜4および比較品5,6の方が大きくなっていることが理解できる。つまり、ベースブレードにダイヤモンドフィラーを含有した方が剛性が低くなるため、摩耗量が大きくなることが理解できる。
つまり、ベースブレードに混入したダイヤモンドフィラーの炭化割合を10%以上90%以下とすることで、上記した全ての項目において良好な結果が得られることが理解できる。
As shown in Table 10, it is understood that the maximum bending amount in the straight traveling performance is smaller in the inventive products 1 to 4 than in the base blade and the comparative products 5 and 6. It is also understood that the spindle current values of the inventive products 1 to 4 are smaller than the base blade and the comparative product 6.
In addition, as shown in Table 10, the dust adhering to each sample product was found to adhere to the base blade, and a small amount was found to be attached to the comparative product 6. On the other hand, no adhesion of dust was observed in the inventive products 1 to 4 and the comparative product 5.
In addition, regarding the amount of wear, it can be understood that the inventive products 1 to 4 and the comparative products 5 and 6 mixed with diamond filler are larger than the base blade. That is, it can be understood that the amount of wear increases because the rigidity of the base blade containing diamond filler decreases.
That is, it can be understood that good results can be obtained in all the above items by setting the carbonization ratio of the diamond filler mixed in the base blade to 10% or more and 90% or less.
なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific structure and shape described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
10…薄刃ブレード 11…メタル基材 13…切刃 21…ダイヤモンド砥粒 25…ダイヤモンドフィラー O…軸線(軸)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該メタル基材の外周縁部に形成された切刃と、を有し、
前記メタル基材が軸周りに回転されるとともに、前記切刃で被切断材を切断加工する薄刃ブレードであって、
前記メタル基材に、少なくとも一部が炭化されたダイヤモンドフィラーが混入されていることを特徴とする薄刃ブレード。 Based on WC-Co, a metal base material in which diamond abrasive grains contributing to processing are dispersed,
A cutting edge formed on the outer peripheral edge of the metal substrate,
The metal base is rotated around an axis, and is a thin blade blade for cutting a material to be cut with the cutting blade,
A thin blade blade, wherein the metal base material is mixed with a diamond filler at least partially carbonized.
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