JP7088598B2 - コーティングされたフィラー粒子を有する金属ハイブリッド研削ホイール - Google Patents
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Description
マグネトロンスパッタリングによる物理蒸着を使用して銅コーティングされたグラファイト粒子を調製した。コーティングされたグラファイト粒子の調製に使用される装置は、米国特許第8,698,394号(McCutcheonら)及び米国特許第7,727,931号(Breyら)に開示された。最初に、クロムの結合層をグラファイト粒子上に堆積させた。99.9%の純粋なクロムターゲットを、1883グラムのGRA粒子上へ10ミリトルのアルゴンスパッタリングガス圧力、2キロワットで、4時間、直流マグネトロンスパッタリングした。粒子は、コーティングプロセス中に4rpm(resolutions per minute)混転させた。チャンバにアルゴンを充填し、クロムターゲットを99.9%の純粋な銅ターゲットで置き換えた。銅を、10ミリトルのアルゴン圧力、4キロワットの電力で25時間スパッタリングした。銅コーティング後、スズの薄い層を、同じアルゴン圧力、1キロワット電力で、4時間、スズ金属ターゲットを使用してスパッタリングした。コーティングされたグラファイトの密度は1立方センチメートル当たり2.606グラムであり、コーティングされていないグラファイトの密度は1立方センチメートル当たり2.263グラムであった。金属の重量パーセントは13%と計算された。
Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski K.G.(Schwaz,Austria)からSTARTEC XP-P+DCとして入手したメタルボンド研削ホイール。
3M Company(Saint Paul,Minnesota)からWENDT NAXOFLUTEMAXとして入手した研削ホイール。
3M Company(Saint Paul,Minnesota)からD320 630HJとして入手したハイブリッド溝付きホイール。
Saint Gobain(Courbevoie,France)からPARADIGMとして入手した研削ホイール。
サンプルの研削ホイールの各々は、以下のように使用する前に、ツルーイング及びドレッシングを行った。サンプルをスチール製のアーバー上に取り付け、バランシングを行った。そのようなプロセスで一般に使用される120グリット、Hグレード、及びビトリファイドボンドの炭化ケイ素ホイールでサンプルをツルーイングした。サンプルを、1分当たり約5000表面フィートで運転された炭化ケイ素ホイールの約1/10表面速度で回転させた。サンプルホイールを回転させながら、ホイールが正確な状態であると見なされるまで、0.001インチの切削深さ及び1分当たり20インチの横送り速度でツルーイングした。各サンプルについては、研削のためのグリットを露出させるために220メッシュの炭化ケイ素ホイールでドレッシングも行った。220メッシュのホワイト酸化アルミニウムスティックを使用したドレッシングは、同じ基準点から開始するために、全ての研削の開始時に完了させた。
以下の例示的な実施形態を示すが、その番号付けは重要度を示すものと解釈されるものではない。
金属マトリックス成分と、
金属マトリックス成分内に分散された研磨粒子成分と、
金属マトリックス成分内に分散されたフィラー粒子成分と、
を含み、
フィラー粒子成分の一部が、第1の金属層によって少なくとも部分的にコーティングされていて、研磨粒子成分の硬度が、フィラー粒子成分の硬度よりも高い、研磨物品を提供する。
金属マトリックス成分がブロンズと、元素状銀、元素状銅、及び元素状錫の合金とを含み、
フィラー粒子がグラファイトを含み、
研磨粒子がダイヤモンドを含む、実施形態1~85のいずれか1つによる研磨物品を提供する。
金属マトリックス成分が研磨物品の約30重量%~約60重量%であり、
フィラー粒子成分が研磨物品の約5重量%~約20重量%であり、
フィラー粒子成分が研磨物品の約5重量%~約20重量%である、実施形態1~86のいずれか1つによる研磨物品を提供する。
基材をホイールと接触させることと、
ホイールを基材に対して回転させることと、
を含む、方法を提供する。
フィラー粒子成分を第1の金属層で少なくとも部分的にコーティングすることと、
少なくとも部分的にコーティングされたフィラー粒子成分、金属マトリックス、及び樹脂を混合して、混合物を形成することと、
研磨粒子成分をその混合物に添加し、混合物を更に混合することと、
その混合物を型と接触させることと、
を含む、方法を提供する。
Claims (12)
- 金属マトリックス成分と、
前記金属マトリックス成分内に分散された研磨粒子成分と、
前記金属マトリックス成分内に分散されたフィラー粒子成分と、
を含み、前記フィラー粒子成分の一部が、第1の金属層によって少なくとも部分的にコーティングされていて、前記研磨粒子成分の硬度が、前記フィラー粒子成分の硬度よりも高く、
前記第1の金属層によって少なくとも部分的にコーティングされた前記フィラー粒子成分が、前記第1の金属層の第1の金属とは異なる第2の金属を含む第2の金属層によって少なくとも部分的にコーティングされている、
研磨物品。 - 前記金属マトリックス成分が複数の金属粒子を含む、請求項1に記載の研磨物品。
- 約50重量%~約100重量%の前記金属粒子の硬度が前記研磨粒子成分の硬度よりも低い、請求項2に記載の研磨物品。
- 前記金属マトリックス成分が、ブロンズと、元素状銀、元素状銅、及び元素状錫の合金とを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記フィラー粒子成分が複数のフィラー粒子を含み、前記フィラー粒子が、グラファイト粒子、窒化ホウ素粒子、ガラス粒子、窒化ケイ素粒子、バインダーコークス粒子、又はこれらの混合物である、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記第1の金属層によって少なくとも部分的にコーティングされているフィラー粒子成分の部分が、前記フィラー粒子の約1重量%~約100重量%である、請求項5に記載の研磨物品。
- 前記第1の金属層によって少なくとも部分的にコーティングされる前記フィラー粒子成分の部分の各フィラー粒子の表面積の約20%~約100%が、前記第1の金属層によってコーティングされている、請求項1~6のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記第1の金属層が、元素状銅、元素状錫、元素状銀、ブロンズ、又はこれらの合金を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記研磨粒子成分が複数の研磨粒子を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記研磨粒子がダイヤモンド粒子及び立方晶窒化ホウ素粒子のうちの少なくとも1つである、請求項9に記載の研磨物品。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の研磨物品を形成する方法であって、
前記フィラー粒子成分を前記第1の金属層で少なくとも部分的にコーティングすることと、
前記第1の金属層で少なくとも部分的にコーティングされた前記フィラー粒子成分を前記第1の金属層の第1の金属とは異なる第2の金属を含む第2の金属層で少なくとも部分的にコーティングすることと、
前記第1及び第2の金属層で少なくとも部分的にコーティングされたフィラー粒子成分、前記金属マトリックス、及び樹脂を混合して、混合物を形成することと、
前記研磨粒子成分を前記混合物に添加し、前記混合物を更に混合することと、
前記混合物を型と接触させることと、
を含む、方法。 - 前記フィラー粒子成分が、プラズマ蒸着によってコーティングされている、請求項11に記載の方法。
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