JPH02229686A - 接合された研磨製品の表面から材料層を除去する方法 - Google Patents
接合された研磨製品の表面から材料層を除去する方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ＬＬ上立血ユ立１
本発明は接合された研磨製品、特に研磨成形体、を成形
する方法に関する。
する方法に関する。
従来 術 および 明が しようとする研磨成形体は
技術分野に於いて良く知られており、様々な加工品を研
磨するために工業界で広く使用されている。このような
研磨成形体は本質的には研磨粒子の集合体として構成さ
れており、胡磨粒子は全体として、結合され固い集成体
（ｃｏｎｇｌｏｍｅｒａｙｅ）となされた成形体の容積
比率で少なくとも７０％、好ましくは８０％〜９０％の
指ほど含有される。これらの成形体はダイヤモンドーダ
イヤモンド結合を有する多結晶の集合体であり、大きな
単結晶と置き換えることもできる。成形体′の研磨粒子
は常に、ダイヤモンドおよび立方晶窒化硼素のような超
硬研磨材とされる。ダイヤモンド成形体は多結晶ダイヤ
モンド、即らＰＣＤ，として当技術分野で知られている
。
技術分野に於いて良く知られており、様々な加工品を研
磨するために工業界で広く使用されている。このような
研磨成形体は本質的には研磨粒子の集合体として構成さ
れており、胡磨粒子は全体として、結合され固い集成体
（ｃｏｎｇｌｏｍｅｒａｙｅ）となされた成形体の容積
比率で少なくとも７０％、好ましくは８０％〜９０％の
指ほど含有される。これらの成形体はダイヤモンドーダ
イヤモンド結合を有する多結晶の集合体であり、大きな
単結晶と置き換えることもできる。成形体′の研磨粒子
は常に、ダイヤモンドおよび立方晶窒化硼素のような超
硬研磨材とされる。ダイヤモンド成形体は多結晶ダイヤ
モンド、即らＰＣＤ，として当技術分野で知られている
。
研磨成形体はしばしば超硬合金（ｃｅｍｅｎｔｅｄｃａ
ｒｂｉｄｅ）基体のような基体に結合される。このよう
な製品は当技術分野で複合研磨成形体として知られてい
る。複合ＩＩｌ′ｌ磨成形体を説明する明細書の例とし
て、米国特許明細書第３．７４５．６２３号および同第
３，７４３，４８９号、並びに英国特許明ｍ書第１，４
８９．１３０号がある。
ｒｂｉｄｅ）基体のような基体に結合される。このよう
な製品は当技術分野で複合研磨成形体として知られてい
る。複合ＩＩｌ′ｌ磨成形体を説明する明細書の例とし
て、米国特許明細書第３．７４５．６２３号および同第
３，７４３，４８９号、並びに英国特許明ｍ書第１，４
８９．１３０号がある。
大きな寸法のディスク型ダイ゛ヤモンド複合成形体を製
造することは可能である。このような太きな寸法の複合
成形体の超硬合金基体は、製造の間に反り返った形状と
なる傾向を見せる。工業界ではこのような複合成形体の
ダイヤモンド成形層に厳密な精度を要求している。曲が
りが生じる問題を考慮してこの要求値に合致させるため
には、厚いダイヤモンド層を有する複合成形体を製造し
た後、所要の厚さとなる迄ラップ仕上げすることが実際
的である。ラップ仕上げはダイヤモンドを使用して行わ
れるので、このラップ仕上げの間に多同のダイヤモンド
が消費されることになる。これは高価につく。
造することは可能である。このような太きな寸法の複合
成形体の超硬合金基体は、製造の間に反り返った形状と
なる傾向を見せる。工業界ではこのような複合成形体の
ダイヤモンド成形層に厳密な精度を要求している。曲が
りが生じる問題を考慮してこの要求値に合致させるため
には、厚いダイヤモンド層を有する複合成形体を製造し
た後、所要の厚さとなる迄ラップ仕上げすることが実際
的である。ラップ仕上げはダイヤモンドを使用して行わ
れるので、このラップ仕上げの間に多同のダイヤモンド
が消費されることになる。これは高価につく。
課題を達成するための手段
本発明によれば、接合された研磨製品、特に研磨成形体
、の表面から材料層を除去する方法であって、該製品の
表面をレーザービームで照射し、該表面に沿って横方向
にレーザービームを移動して所望深さの範囲で該表面を
破壊し、そして該表面上に，残った破壊ざれた材料を除
去する諸段階を含む材料層の除去方払、が提供される。
、の表面から材料層を除去する方法であって、該製品の
表面をレーザービームで照射し、該表面に沿って横方向
にレーザービームを移動して所望深さの範囲で該表面を
破壊し、そして該表面上に，残った破壊ざれた材料を除
去する諸段階を含む材料層の除去方払、が提供される。
研磨製品の表面は、該表向に沿って横方向に移動するレ
ーザービームによって破壊ざれる。レーザービームは、
該表面の上に、又は該表面より僅かに、又は該表面より
僅かに外側に焦点を結ばれる。破壊される深さはレーザ
ービームの強さ、破壊される製品表面を移動する速度、
およびレーザービームの照射面積寸法に応じて決まる。
ーザービームによって破壊ざれる。レーザービームは、
該表面の上に、又は該表面より僅かに、又は該表面より
僅かに外側に焦点を結ばれる。破壊される深さはレーザ
ービームの強さ、破壊される製品表面を移動する速度、
およびレーザービームの照射面積寸法に応じて決まる。
接合ざれた研磨成形体の性質に応じて、製品から破壊さ
れた材料は製品上に残り、そこから除去宴れねばならな
い。即ち、破壊された材料の或る量は昇華され、或る伍
が製品上に残ってそこから除去されねばならなくなるの
である。
れた材料は製品上に残り、そこから除去宴れねばならな
い。即ち、破壊された材料の或る量は昇華され、或る伍
が製品上に残ってそこから除去されねばならなくなるの
である。
レーザービームは何れかの望まれるパターンにて表面に
沿って横方向に移動されることができる。
沿って横方向に移動されることができる。
レーザービームは、例えば少なくとも２０ｍ／分のよう
な速い速度で複数回につき表面に沿って横方向に移動さ
れることができる、即ちマルチパスされることができる
。多くの製品に関して、速い速度でマルチパスさせるこ
とによって破壊層の良好な制御を達成できることが見出
されている。
な速い速度で複数回につき表面に沿って横方向に移動さ
れることができる、即ちマルチパスされることができる
。多くの製品に関して、速い速度でマルチパスさせるこ
とによって破壊層の良好な制御を達成できることが見出
されている。
本発明を遂行する１つの好ましい方法は、先ず１回もし
くは複数回の移動によって数白ミクロンの深さ範囲にわ
たる実質的な破壊を与え、次に最終回として例えば１０
０ミクロンの深さを超えない小さな破壊を行うことであ
る。破壊に於けるこのような差異は上述したパラメータ
の１つ以上を変化させることで行われる。
くは複数回の移動によって数白ミクロンの深さ範囲にわ
たる実質的な破壊を与え、次に最終回として例えば１０
０ミクロンの深さを超えない小さな破壊を行うことであ
る。破壊に於けるこのような差異は上述したパラメータ
の１つ以上を変化させることで行われる。
表面／製品の上に残った破壊された材料の除去は、標準
的なラップ仕上げ又はその伯の同様な手段によって行う
ことができる。表面は艶出し仕上げもしくは微細ラップ
仕上げによって滑かにざれる。
的なラップ仕上げ又はその伯の同様な手段によって行う
ことができる。表面は艶出し仕上げもしくは微細ラップ
仕上げによって滑かにざれる。
本発明は各種の接合された製品に対して応用できるが、
研磨成形体に応用するのが特に好適であると見出されて
いる。上述したようにダイヤモンド成形体はラップ仕上
げすることが困難とされる。
研磨成形体に応用するのが特に好適であると見出されて
いる。上述したようにダイヤモンド成形体はラップ仕上
げすることが困難とされる。
何故ならば、ダイヤモンドの研磨性の理由で、又、多爵
のダイヤモンドが消費ざれる理由で、問題となるからで
ある。レーザーピームはダイヤモンドや立方品窒化硼素
を破壊し、その大部分を昇華させる。又、破壊された材
料として残されるのは、ダイヤモンドの場合は主にグラ
ファイト又はアモルファス炭素であり、立方品窒化硼素
の場合は六角品窒化硼素である。これらの材料はラップ
仕上げによって簡単に除去できる。このようにして、研
磨成形体の層が比較的安価に除去できるのである。
のダイヤモンドが消費ざれる理由で、問題となるからで
ある。レーザーピームはダイヤモンドや立方品窒化硼素
を破壊し、その大部分を昇華させる。又、破壊された材
料として残されるのは、ダイヤモンドの場合は主にグラ
ファイト又はアモルファス炭素であり、立方品窒化硼素
の場合は六角品窒化硼素である。これらの材料はラップ
仕上げによって簡単に除去できる。このようにして、研
磨成形体の層が比較的安価に除去できるのである。
残った破壊された材料の除去によって、本質的にきれい
な表面が残される。この表面は艶出し仕上げや微細ラッ
プ仕上げされることができる。艶出しされた表面は滑ら
かな表面となる。本発明はまた、接合された研磨製品に
粗面を形成するのにも使用できる。
な表面が残される。この表面は艶出し仕上げや微細ラッ
プ仕上げされることができる。艶出しされた表面は滑ら
かな表面となる。本発明はまた、接合された研磨製品に
粗面を形成するのにも使用できる。
本発明は、例えば少なくとも１３ＩＩＲの直径を有する
ディスク形状のダイヤモンド成形体で、その一方の主平
面から薄い層を除去ずることが望まれるような場合に特
に応用される。
ディスク形状のダイヤモンド成形体で、その一方の主平
面から薄い層を除去ずることが望まれるような場合に特
に応用される。
裏菫１
木発川の実施例が以下に説明される。第１図を春照すれ
ば、複合ダイヤモンド成形体は、ダイヤモンド成形体の
層１０が超硬合金基体１２に接合された構成されている
。この複合成形体はディスク形状をしている。ダイヤモ
ンド成形体の層１０は、上側主平面１４および超硬合金
基体１２に接合された下側主平面１６を有している。レ
ーザービーム１８は平面１４−ヒに焦点を結ばれており
、又、多くの望まれるパターンの何れかに応じてその平
面上に沿って横方向に移動される。このようなバタニン
の１つが笛２図に示されている。幾つかの可能とされる
パターンが第３図に示されている。川要な点は、その平
面全体にわたって移動されて、その平面全体が所要の深
さに破壊されることである。この破壊はダイＡ７モンド
の或る量を昇華させる。破壊されたダイヤモンドのこの
醇い關は、主としてグラフ？イトおよびアモルファス炭
素として平面上に残されるのである。この層はラップ仕
上げによって除去ざれて本質的に平たい面を形成する。
ば、複合ダイヤモンド成形体は、ダイヤモンド成形体の
層１０が超硬合金基体１２に接合された構成されている
。この複合成形体はディスク形状をしている。ダイヤモ
ンド成形体の層１０は、上側主平面１４および超硬合金
基体１２に接合された下側主平面１６を有している。レ
ーザービーム１８は平面１４−ヒに焦点を結ばれており
、又、多くの望まれるパターンの何れかに応じてその平
面上に沿って横方向に移動される。このようなバタニン
の１つが笛２図に示されている。幾つかの可能とされる
パターンが第３図に示されている。川要な点は、その平
面全体にわたって移動されて、その平面全体が所要の深
さに破壊されることである。この破壊はダイＡ７モンド
の或る量を昇華させる。破壊されたダイヤモンドのこの
醇い關は、主としてグラフ？イトおよびアモルファス炭
素として平面上に残されるのである。この層はラップ仕
上げによって除去ざれて本質的に平たい面を形成する。
この表面は微細ラップ仕上げを行うことができる。ラッ
プ仕上げにはダイヤモンドが使用されるが、この段階で
のダイヤモンド消費ｎは、除去される材料が破壊されて
いない場合、即ち結合されたダイヤモンドである場合、
に比較して非常に少なくて済む。レーザーによって与え
られた破壊の深さは、レーザービームのエネルギーの性
質を変化させ、平面１４に沿って横方向にレーザービー
ムが移動される速度を変化させ、或いはレーザービーム
の照射面積寸法を変化させることによって、変化される
ことができる。
プ仕上げにはダイヤモンドが使用されるが、この段階で
のダイヤモンド消費ｎは、除去される材料が破壊されて
いない場合、即ち結合されたダイヤモンドである場合、
に比較して非常に少なくて済む。レーザーによって与え
られた破壊の深さは、レーザービームのエネルギーの性
質を変化させ、平面１４に沿って横方向にレーザービー
ムが移動される速度を変化させ、或いはレーザービーム
の照射面積寸法を変化させることによって、変化される
ことができる。
本′発明は、狭い交差の、且つ清らかで木質的に平たい
露出面を有するダイヤモンド成形体の製造を可能にする
。これは、高価なダイヤモンドを多聞に消費することな
く達成できるのである。
露出面を有するダイヤモンド成形体の製造を可能にする
。これは、高価なダイヤモンドを多聞に消費することな
く達成できるのである。
本発明の実施例に於いて、第１図に示したように複合ダ
イヤモンド研磨成形体がダイヤモンド成形体の層１０を
超硬合金基休１２に接合して構成された。ダイヤモンド
成形体の層は、実質的なダイヤモンドーダイヤモンド結
合で構成された容缶比率で９０％のダイヤモンド集合体
と、本質的にコバルトを含んでなる第２の相とを含んで
いた。
イヤモンド研磨成形体がダイヤモンド成形体の層１０を
超硬合金基休１２に接合して構成された。ダイヤモンド
成形体の層は、実質的なダイヤモンドーダイヤモンド結
合で構成された容缶比率で９０％のダイヤモンド集合体
と、本質的にコバルトを含んでなる第２の相とを含んで
いた。
この成形体の層の上側平而１４は、照射面積寸法が０．
２厘のレーザービームを該平面上に焦点合わせした優、
該ビームを第２図に示すようにその表面に沿って横方向
に移動させることによって、破壊された。レーザービー
ムの出力は１．５〜２．５ＫＷであり、４０ｍ．／分の
速度で平面１４に沿って横方向に移動された。レーザー
ビームは表面に沿って横方向に２回ほど高出力にて移動
され、３回目は低出力で移動され、このようにして約３
５０μｍの深さの層破壊が行われた。この破壊された層
の大半部分は昇華され、薄い層、即ち約５０μｍの破壊
された材料のみが残された。この破壊された材料、即ち
主にグラファイトおよびアモルファス炭素は、ラップ仕
上げによって除去され、本質的に平たい成形体の表面が
露出された。この表面は微細ラップ仕上げされた。この
ようにして滑らかな本質的に平たい表面が形成された。
２厘のレーザービームを該平面上に焦点合わせした優、
該ビームを第２図に示すようにその表面に沿って横方向
に移動させることによって、破壊された。レーザービー
ムの出力は１．５〜２．５ＫＷであり、４０ｍ．／分の
速度で平面１４に沿って横方向に移動された。レーザー
ビームは表面に沿って横方向に２回ほど高出力にて移動
され、３回目は低出力で移動され、このようにして約３
５０μｍの深さの層破壊が行われた。この破壊された層
の大半部分は昇華され、薄い層、即ち約５０μｍの破壊
された材料のみが残された。この破壊された材料、即ち
主にグラファイトおよびアモルファス炭素は、ラップ仕
上げによって除去され、本質的に平たい成形体の表面が
露出された。この表面は微細ラップ仕上げされた。この
ようにして滑らかな本質的に平たい表面が形成された。
本発明の第２の実施例に於いては、デイクス形状をした
、又、実質的なダイヤモンドーダイヤモンド結合を有す
る結合ダイヤモンド集合体として構成され、且つシリコ
ンおよびシリコンカーバイドとしてのシリコンの第２の
相を有する熱的に安定したダイヤモンド成形体が、一方
の平面から層を除去された。１．６７κ一の出力を有す
るレーザービームが該平面上に焦点を結ばれ、第２図に
示したようにその表面に沿って横方向に移動された。
、又、実質的なダイヤモンドーダイヤモンド結合を有す
る結合ダイヤモンド集合体として構成され、且つシリコ
ンおよびシリコンカーバイドとしてのシリコンの第２の
相を有する熱的に安定したダイヤモンド成形体が、一方
の平面から層を除去された。１．６７κ一の出力を有す
るレーザービームが該平面上に焦点を結ばれ、第２図に
示したようにその表面に沿って横方向に移動された。
横方向への移動の速度は２０７ＦＬ／分とざれ、１回の
移動のみ行われた。６００μ扉の深さ迄の破壊が生じた
ことが認められた。残っていた破壊された材“料はラッ
プ仕上げによって除去された。これにより、縞状の粗而
が残された。この而は、それが取り付けられるドリルビ
ットの作業面に対して良好な機械的キーを与えた。
移動のみ行われた。６００μ扉の深さ迄の破壊が生じた
ことが認められた。残っていた破壊された材“料はラッ
プ仕上げによって除去された。これにより、縞状の粗而
が残された。この而は、それが取り付けられるドリルビ
ットの作業面に対して良好な機械的キーを与えた。
第１図から第３図迄は本発明の実施例を概略的に示して
おり、それぞれ立面図、平面図および平面図である。 １０・・・研磨成形体の層、１２・・・超硬合金基体、
１４・・・研磨成形体の層の上側主平面、１６・・・研
磨成形体の層の下側主平面、１８・・・レーザービーム
。 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（自発） 平成１年１２月／３日
おり、それぞれ立面図、平面図および平面図である。 １０・・・研磨成形体の層、１２・・・超硬合金基体、
１４・・・研磨成形体の層の上側主平面、１６・・・研
磨成形体の層の下側主平面、１８・・・レーザービーム
。 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（自発） 平成１年１２月／３日
Claims (9)
- （１）接合された研磨製品の表面をレーザービームで照
射し、該表面に沿って横方向にレーザービームを移動し
て所望深さの範囲で該表面を破壊し、そして該表面上に
残った破壊された材料を除去する諸段階を含むことを特
徴とする接合された研磨製品の表面から材料層を除去す
る方法 - （２）請求項１に記載された方法であって、レーザービ
ームが、破壊される製品の表面上に、又は表面よりも少
し内側に、又は表面よりも少し外側に焦点を結ばれるこ
とを特徴とする接合された研磨製品の表面から材料層を
除去する方法。 - （３）請求項１又は請求項２の何れかに記載された方法
であって、レーザービームが破壊される表面に沿って横
方向に複数回にわたって移動されることを特徴とする接
合された研磨製品の表面から材料層を除去する方法。 - （４）請求項１から請求項３迄の何れか１項に記載され
た方法であって、レーザービームか先ず最初に製品の表
面に沿って横方向に１回もしくは複数回につき移動され
て該表面に実質的な破壊を与え、これに続いて小さな破
壊を与える最終回の移動が行なわれることを特徴とする
接合された研磨製品の表面から材料層を除去する方法。 - （５）請求項４に記載された方法であって、前記実質的
な破壊が数百ミクロンの深さにわたって破壊することで
あることを特徴とする接合された研磨製品の表面から材
料層を除去する方法。 - （６）請求項４又は請求項５の何れかに記載された方法
であって、前記小さな破壊が１００ミクロンを超えない
深さの破壊であることを特徴とする接合された研磨製品
の表面から材料層を除去する方法。 - （７）請求項１から請求項６迄の何れか１項に記載され
た方法であって、接合された研磨製品が研磨成形体であ
ることを特徴とする接合された研磨製品の表面から材料
層を除去する方法。 - （８）請求項１から請求項７迄の何れか１項に記載され
た方法であって、前記製品がダイヤモンド成形体であり
、両側に平たい主面を有するディスク形状をしていて、
破壊されるのはこれらの平たい主面の何れか一方の面で
あることを特徴とする接合された研磨製品の表面から材
料層を除去する方法。 - （９）請求項８に記載された方法であって、ダイヤモン
ド成形体が少なくとも１３ｍｍの直径を有していること
を特徴とする接合された研磨製品の表面から材料層を除
去する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8826305.8 | 1988-11-10 | ||
| GB888826305A GB8826305D0 (en) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | Shaping of bonded abrasive products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02229686A true JPH02229686A (ja) | 1990-09-12 |
Family
ID=10646635
Family Applications (1)
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