JPH02292174A - Super abrasive grain grindstone - Google Patents

Super abrasive grain grindstone

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Publication number
JPH02292174A
JPH02292174A JP11462589A JP11462589A JPH02292174A JP H02292174 A JPH02292174 A JP H02292174A JP 11462589 A JP11462589 A JP 11462589A JP 11462589 A JP11462589 A JP 11462589A JP H02292174 A JPH02292174 A JP H02292174A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grindstone
base metal
titanium alloy
grinding wheel
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP11462589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiro Matsumoto
松本 史朗
Haruki Nomura
野村 治樹
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.)
Nippon Aluminium Co Ltd
Sanwa Kenma Ltd
Original Assignee
Nippon Aluminium Co Ltd
Sanwa Kenma 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 Nippon Aluminium Co Ltd, Sanwa Kenma Ltd filed Critical Nippon Aluminium Co Ltd
Priority to JP11462589A priority Critical patent/JPH02292174A/en
Publication of JPH02292174A publication Critical patent/JPH02292174A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To form a base metal with a titanium alloy without causing a crack and defective adherence on the joining face with a grindstone layer by joining a grindstone layer including super abrasive grains to a base metal made of titanium or titanium alloy. CONSTITUTION:A grindstone layer 2 having super abrasive grains like a diamond and CBN bonded thereto by a vitrified bond is directly joined on a base metal 1 made of a plate like titanium alloy an a desired super abrasive grain grindstone is obtained. A crack on the joining face of the base metal 1 and grindstone layer 2 and a defective adherence can thus be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、各種ワークの研削、切断、小細工等の精密加
工に利用される超砥粒砥石に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a superabrasive grindstone used for precision machining such as grinding, cutting, and small work of various workpieces.

「従来の技術」 ダイヤモンドやCBN等の超硬質の砥粒を利用した超砥
粒砥石は、通常、該超砥粒を含む砥石層を台金に接合し
て構成される。砥石層は、砥粒、結合剤及び充填材から
なっている。このうち結合剤には、大別して、以下の4
種類が利用され、砥粒や加工条件に応じて適宜に選択さ
れる。即ち、フェノール樹脂を主体とする熱硬化性の有
機質結合剤からなるレジンボンド、Cu,Sn.Ni等
の合金からなるメタルボンド、ガラスやセラミック等の
無機質結合剤からなるビトリファイドボンド及び電気メ
ッキによって砥粒を電着する電着法とに分けられる。
"Prior Art" A superabrasive grindstone using ultra-hard abrasive grains such as diamond or CBN is usually constructed by bonding a grindstone layer containing the superabrasive grains to a base metal. The grindstone layer consists of abrasive grains, a binder, and a filler. Among these, binders can be broadly classified into the following four types.
Various types are used and are appropriately selected depending on the abrasive grain and processing conditions. That is, resin bond made of a thermosetting organic binder mainly composed of phenolic resin, Cu, Sn. There are metal bonds made of alloys such as Ni, vitrified bonds made of inorganic binders such as glass and ceramics, and electrodeposition methods in which abrasive grains are electrodeposited by electroplating.

一方、砥石層を接合して保持するための台金に着目する
と、例えば平板形砥石の場合では、樹脂台金が多く使用
されている。
On the other hand, focusing on the base metal for bonding and holding the grindstone layers, for example, in the case of a flat grindstone, a resin base metal is often used.

また、砥石車やカッティングブレードなどの場合は金属
製の台金、具体的には、Aj合金やFe基合金(普通鋼
或いはN i −C o@、ステンレス鋼等の高合金鋼
)が多く使用され、場合によっては、WC等の起硬材料
やセラミック複合材料なども利用されている。(例えば
特開昭58−22663号、特開昭58−181574
号、特開昭59−59352号、特開昭59−1105
60号の各公報参照) [発明が解決しようとする課題] ところで、超砥粒砥石の台金に求められる性質について
検討すると、台金は砥石層と密着して一体的に接合でき
ることを前提条件に、砥石層を剛体的に保持できること
、強靭であること、耐熱性や耐食性に富むこと、反面、
比重量が小さく熱膨張率が小さいこと、振動吸収能が高
いこと、研削液による冷却効果が高いことなどが要求さ
れる.しかるに、現行の超砥粒砥石に利用されている上
述の各種材料で形成した台金にあっては、製造上の制約
もあって一長一短があり、砥石に求められる諸性質に広
範に適合し得るものは見当たらない。
In addition, in the case of grinding wheels and cutting blades, metal bases are often used, specifically Aj alloys and Fe-based alloys (ordinary steel or high alloy steels such as Ni-Co@ and stainless steel). In some cases, hardening materials such as WC and ceramic composite materials are also used. (For example, JP-A-58-22663, JP-A-58-181574)
No., JP-A-59-59352, JP-A-59-1105
(Refer to each publication No. 60) [Problems to be solved by the invention] By the way, when considering the properties required of the base metal of a super-abrasive grinding wheel, it is a prerequisite that the base metal can be integrally joined to the grinding wheel layer in close contact with it. The main points are that the grinding wheel layer can be held rigidly, that it is strong, and that it has high heat resistance and corrosion resistance.
Requirements include low specific weight, low coefficient of thermal expansion, high vibration absorption ability, and high cooling effect with grinding fluid. However, the base metals made of the above-mentioned materials used in current superabrasive grinding wheels have advantages and disadvantages due to manufacturing constraints, and can be broadly adapted to the various properties required of the grinding wheel. I can't find anything.

本発明は、このような実情に照して、台金の改良を通し
て、超砥粒砥石の分野に新境地を開き、併せて砥石全体
としての性能アップを図ることを目的としている。
In view of these circumstances, the present invention aims to open a new frontier in the field of superabrasive grindstones by improving the base metal, and at the same time improve the performance of the grindstone as a whole.

[課題を解決するための手段] 本発明が新たに提唱する超砥粒砥石は、チタン又はチタ
ン合金(以下、単にチタン合金という)製の台金に、既
述の各種ボンド法を利用して超砥粒を含む砥石層を接合
したものである。
[Means for Solving the Problems] The superabrasive grinding wheel newly proposed by the present invention is made by using the various bonding methods described above on a base metal made of titanium or titanium alloy (hereinafter simply referred to as titanium alloy). It is made by bonding grindstone layers containing super abrasive grains.

その際、台金に対して砥石層の密着性が不足する場合は
、チタン合金製の台金の接合面に、シュー酸又はシュー
酸を主成分とする混酸で複数回エッチングされた下地処
理を施したものを使用してもよい。
At that time, if the adhesion of the grinding wheel layer to the base metal is insufficient, the bonding surface of the titanium alloy base metal should be etched multiple times with oxuic acid or a mixed acid mainly composed of oxuic acid. You may use the one you have prepared.

更に、台金にメタルボンドや電着により砥石層を接合す
る目的等では、チタン合金製の台金の接合面に、シュー
酸又はシュー酸を主成分とする混酸で複数回エッチング
してから銅皮膜を形成する下地処理を施したものを使用
することができる。
Furthermore, for the purpose of bonding the grinding wheel layer to the base metal by metal bonding or electrodeposition, the bonding surface of the titanium alloy base metal is etched multiple times with oxuic acid or a mixed acid mainly composed of oxuic acid, and then copper It is possible to use a material that has been subjected to a surface treatment to form a film.

[作用] このようにチタン合金製の台金に砥石層を接合させた超
砥粒砥石であれば、チタン合金が、他の金属材料に比し
、比強度が大きく耐熱性と耐食性に富み、且つ又、熱膨
張率が小さく、振動吸収能に優れるといった砥石層を接
合保持する上で好都合となる数々の特性が発揮されるた
め、この台金の特性改善を通して、砥石構造に様々の改
良や変化を与えることができ、同時に砥石全体としての
性能アップを図ることができる。
[Function] In this way, in the case of a superabrasive grindstone in which the grinding wheel layer is bonded to the base metal made of titanium alloy, the titanium alloy has a large specific strength compared to other metal materials, and is rich in heat resistance and corrosion resistance. In addition, it exhibits a number of properties that are advantageous in bonding and holding the grinding wheel layers, such as a small coefficient of thermal expansion and excellent vibration absorption ability, so by improving the characteristics of this base metal, various improvements and improvements can be made to the grinding wheel structure. Changes can be made, and at the same time, the performance of the grindstone as a whole can be improved.

また、チタン合金製の台金に対して砥石層の密着性が不
足する場合は、台金の接合面をシュー酸等で複数回エッ
チングする下地処理を施しておくことで、密着不良の問
題を解決することができる。
In addition, if the adhesion of the grinding wheel layer to the titanium alloy base metal is insufficient, the problem of poor adhesion can be avoided by etching the joint surface of the base metal multiple times with oxuic acid, etc. It can be solved.

更に、上記複数回エッチングに加えて銅皮膜を形成する
下地処理を実施した場合は、チタン合金製の台金に砥石
層をメタルボンド及び電着にて接合することも可能とな
り、チタン合金製台金を利用した超砥粒砥石の砥石構造
を一層多様なものに豊富化できる。
Furthermore, if a base treatment to form a copper film is performed in addition to the multiple etchings described above, it is possible to bond the grinding wheel layer to the titanium alloy base metal by metal bonding or electrodeposition, and the titanium alloy base metal The structure of super-abrasive grinding wheels using gold can be made more diverse.

[実施例] 以下、本発明の実施例を砥石の種類別に挙げて説明する
[Example] Examples of the present invention will be described below for each type of grindstone.

夾旌億1 本実施例は、手磨き砥石等に利用されている平板形の超
砥粒砥石に適用した場合を示す。
This example shows a case where the present invention is applied to a flat plate-shaped super-abrasive grindstone used for hand-polishing grindstones and the like.

第1図は超砥粒砥石の断面を図示し、プレート状のチタ
ン合金製台金1の上に、ダイヤモンドやCBNのような
超砥粒をビトリファイドボンドで結合した砥石層2が直
接接合されている。
Figure 1 shows a cross section of a superabrasive grinding wheel, in which a grinding wheel layer 2 in which superabrasive grains such as diamond or CBN are bonded by vitrified bond is directly bonded onto a plate-shaped titanium alloy base metal 1. There is.

この砥石は、焼成時に割れなく成形することができる。This grindstone can be shaped without cracking during firing.

即ち、チタン合金製の台金1に、超砥粒にボンド及び必
要な充填材等を所定の配合で混合したビトリファイドボ
ンド砥石層2を層状に塗着し、これを第3図のように、
プレス型3、4にセットして加圧成形した後、乾燥させ
てから高温で焼成するプロセスによって製造される。
That is, a vitrified bond grinding wheel layer 2, which is a mixture of superabrasive grains, bond, necessary fillers, etc. in a predetermined ratio, is applied to a titanium alloy base metal 1 in a layered manner, as shown in FIG.
It is manufactured by a process in which it is set in press molds 3 and 4, pressure-molded, dried, and then fired at a high temperature.

仮に、Ap合金やスチール等の金属製の台金を使用した
場合には、上記焼成段階で砥石層に割れ及び剥離を頻発
する例が多く、そのためこの種砥石は、砥石単独焼成の
後、台金に接着する方法によって遣られている。
If a metal base such as Ap alloy or steel is used, there are many cases in which cracks and peeling occur in the whetstone layer during the above-mentioned firing stage. It is used by bonding it to gold.

しかるに、チタン合金製の台金1を利用した場合は、砥
石層2がビトリファイドボンドで結合されたものであれ
ば、台金1の表面がビトリファイドボンドの成分と化学
的に良くなじみ、チタン合金の熱膨張率が小さいことも
あって、上記焼成工程で砥石層2に割れや台金1との剥
離を生じることがなく、砥石層2をチタン合金製台金1
の上に広面積に亘って密着性良く接合させることができ
る。
However, when using the base metal 1 made of titanium alloy, if the grinding wheel layer 2 is bonded with a vitrified bond, the surface of the base metal 1 is chemically compatible with the components of the vitrified bond, and the titanium alloy base metal 1 is bonded with a vitrified bond. Due to the small coefficient of thermal expansion, the grinding wheel layer 2 does not crack or separate from the base metal 1 during the firing process, and the grinding wheel layer 2 is bonded to the titanium alloy base metal 1.
It can be bonded over a wide area with good adhesion.

このように台金1をチタン合金で形成した平板形超砥粒
砥石では、樹脂系ものに比敦すると、砥石層2を台金1
に対して一体型成型できる点で有利となる。
In a flat superabrasive grindstone in which the base metal 1 is made of a titanium alloy, compared to a resin-based one, the grindstone layer 2 is formed on the base metal 1.
It is advantageous in that it can be integrally molded.

ところで、上例では砥石層2が特にとトリファイトボン
ドで結合される場合を説示したが、結合剤にレジンボン
ドを使用する場合は、台金1に対して砥石層2が密着不
良を起こす問題が認められる。このような場合、予めチ
タン合金製台金1の接合面に、シュー酸又はシュー酸を
主成分とする混酸で複数回エッチングする下地処理を施
しておくことが有効な解決策となる。
By the way, in the above example, the case where the grinding wheel layer 2 is bonded with triphite bond is explained, but if resin bond is used as the bonding agent, there is a problem of poor adhesion of the grinding wheel layer 2 to the base metal 1. is recognized. In such a case, an effective solution is to previously perform a surface treatment on the bonding surface of the titanium alloy base metal 1 by etching it multiple times with oxuic acid or a mixed acid containing oxuic acid as a main component.

即ち、この下地処理を施すことで、本発明者が先の出願
(特願昭63−304992号)で既に提案したように
、チタン合金製台金1の接合面には、小孔群が密に蝕刻
されると共に、各小孔の底部に微孔がラップされた特有
の表面腐蝕構造が現われ、この活性化状態の下地処理面
にボンド材料を塗着すると、その小孔及び微孔群にボン
ド材料が浸透して、当該ボンド材料が小孔及び微孔群に
嵌合乃至投錨される機械的な結合効果を得ることができ
る。
That is, by performing this surface treatment, as the present inventor had already proposed in his previous application (Japanese Patent Application No. 63-304992), the bonding surface of the titanium alloy base metal 1 has a dense group of small holes. At the same time, a unique surface corrosion structure in which micropores are wrapped at the bottom of each small hole appears. When the bond material is applied to the activated surface, the small hole and the group of micropores are etched. A mechanical bonding effect can be obtained in which the bond material penetrates and is fitted into or anchored to the small hole and the group of small holes.

従って、このような下地処理を施してから砥石層2を接
合すれば、砥石層2がレジンボンドを結合剤とする場合
でも、チタン合金製台金1との間で良好な密着性を確保
することができる。それ故、チタン合金製の台金1に接
合する砥石層2には、砥粒や加工条件に応じて最適の結
合剤を選ぶことができ、更に上記下地処理に銅皮膜を形
成するプロセスを追加すれば、後述のようにメタルボン
ド及び電着法を利用することも可能になる。
Therefore, if the grinding wheel layer 2 is bonded after performing such a ground treatment, good adhesion with the titanium alloy base metal 1 can be ensured even if the grinding wheel layer 2 uses resin bond as a binder. be able to. Therefore, for the grinding wheel layer 2 that is bonded to the titanium alloy base metal 1, the optimal bonding agent can be selected according to the abrasive grains and processing conditions, and a process of forming a copper film is added to the above-mentioned surface treatment. This makes it possible to use metal bonding and electrodeposition as described below.

なお,最初に例示したビトリファイドボンド砥石層の場
合でも、勿論、上記下地処理を適用することができ、そ
の場合には接合面での化学的結合に機械的結合が重畳さ
れ、密着性がより一層強化されるものとなる。
Of course, even in the case of the vitrified bond grinding wheel layer mentioned first, the above-mentioned surface treatment can be applied, and in that case, the mechanical bond is superimposed on the chemical bond at the bonding surface, and the adhesion is further improved. It will be strengthened.

第2図は、第1図に示した超砥粒砥石の台金構造を部分
的に改良した変形実施例を示す。即ち、砥石層2側の肉
厚部分1aのみをチタン合金で形成し、残余の肉厚部分
1bは、例えばアルマイト処理したA.Q合金で形成す
るようにして、比較的高価なチタン合金の肉厚を節約す
るようにしている。なお、両者の接合面には適宜接着剤
5を介在させるようにすればよい。
FIG. 2 shows a modified embodiment in which the base metal structure of the superabrasive grindstone shown in FIG. 1 is partially improved. That is, only the thick portion 1a on the side of the grindstone layer 2 is made of titanium alloy, and the remaining thick portion 1b is made of, for example, an alumite-treated A. The Q alloy is used to save the wall thickness of the relatively expensive titanium alloy. Note that an adhesive 5 may be appropriately interposed between the bonding surfaces of the two.

犬里男ス 本実施例は、回転研削加工に利用される円盤形の超砥粒
砥石に適用した場合を示す。
This example shows a case where the present invention is applied to a disc-shaped super-abrasive grindstone used for rotary grinding.

第4図は超砥粒砥石の断面を図示し、中心に軸穴8を設
けた円盤状のチタン合金製台金6の外周に、ダイヤモン
ドやCBNのような超砥粒をビトリファイドボンドで結
合した砥石層7が直接接合されている。
Figure 4 shows a cross section of a superabrasive grinding wheel, in which superabrasive grains such as diamond or CBN are bonded to the outer periphery of a disc-shaped titanium alloy base metal 6 with a shaft hole 8 in the center using a vitrified bond. The grindstone layer 7 is directly bonded.

この砥石は、台金6と外周型枠との間に砥石層7を充填
成形し、乾燥、焼成することで、平板形と同様、砥石層
7を割れなく接合することができる。また、前記複数回
エッチングによる下地処理を実施すれば、砥石層7がレ
ジンボンドを結合剤とする場合であっても、密着性を確
保して接合することができる。
In this grindstone, by filling and forming the grindstone layer 7 between the base metal 6 and the outer peripheral form, drying and firing, it is possible to join the grindstone layer 7 without cracking as in the flat type. Further, by performing the base treatment by etching multiple times, even if the grindstone layer 7 uses resin bond as a binder, it is possible to ensure adhesion and bond.

かかる砥石車に適用した場合、チタン合金製の台金6で
構成したものでは、その優位性が顕著となる。即ち、こ
の種の超砥粒砥石はNC加工や自動定寸加工の超精密加
工に利用されるが、研削熱や軸受の熱によって砥石が加
熱されると、台金6にAll合金を利用したものでは、
熱膨張率が大きいため砥石外径の変化が大きく、加工精
度の誤差が大きくなる不具合がある。一方、高合金鋼を
利用したものでは、比重が大きいため砥石車に振動を誘
発し、これが加工精度を悪化する要因となる。
When applied to such a grinding wheel, a wheel made of a titanium alloy base metal 6 has remarkable advantages. In other words, this type of super-abrasive grinding wheel is used for ultra-precision processing such as NC processing and automatic sizing processing, but when the grinding wheel is heated by grinding heat or heat from the bearing, In terms of things,
Since the coefficient of thermal expansion is large, the outside diameter of the grinding wheel changes greatly, which causes a problem of large errors in machining accuracy. On the other hand, those using high-alloy steel have a high specific gravity, which induces vibrations in the grinding wheel, which is a factor that deteriorates machining accuracy.

しかるに、チタン合金製台金6を用いた場合には、熱膨
張率と比重が小さく、反面比強度と振動吸収能が大きい
故、熱による寸法変化や回転中の砥石の振動が抑制され
て、超精密加工の目的には頗る適合したものとなる。
However, when the base metal 6 made of titanium alloy is used, the coefficient of thermal expansion and specific gravity are small, while the specific strength and vibration absorption ability are large, so dimensional changes due to heat and vibration of the whetstone during rotation are suppressed. It is highly suitable for the purpose of ultra-precision machining.

第5図は、台金6をAfJ合金製内リング6bにチタン
合金製外リング6aを嵌着して複合化した変形実施例を
示す。
FIG. 5 shows a modified embodiment in which the base metal 6 is combined by fitting an outer ring 6a made of titanium alloy to an inner ring 6b made of AfJ alloy.

第6図は、第4図に示す超砥粒砥石に、その外周両側面
でアルミナ溶射皮膜9を被覆させた改良実施例を示す。
FIG. 6 shows an improved embodiment in which the superabrasive grindstone shown in FIG. 4 is coated with an alumina spray coating 9 on both sides of its outer periphery.

即ち、砥石層7に近接する台金6の両側面には研削時に
絶えず削りくずが衝突し、耐摩耗性にやや不足するチタ
ン合金製の台金6では、当該部分(刃先のきわ)が早期
摩耗する危険性を生じるが、アルミナ溶射皮膜9を被覆
することで、かかる摩耗問題を解消することができる。
In other words, shavings constantly collide with both sides of the base metal 6 near the grinding wheel layer 7 during grinding, and with the base metal 6 made of titanium alloy, which is somewhat lacking in wear resistance, this part (the edge of the cutting edge) is damaged early. Although there is a risk of wear, such a wear problem can be solved by coating with the alumina thermal spray coating 9.

なお、この場合チタン合金製台金6の両側面にも、シュ
ー酸等で複数回エッチングする前記下地処理を施してお
くことで、特願昭63−304992号の明細書に詳記
したように、台金6に対する溶射皮膜9の高い密着性を
確保できる。
In this case, both sides of the titanium alloy base metal 6 are also subjected to the above-mentioned surface treatment of etching with oxuic acid, etc., as described in detail in the specification of Japanese Patent Application No. 63-304992. , high adhesion of the sprayed coating 9 to the base metal 6 can be ensured.

第7図は、第4図に示す超砥粒砥石層7を複合砥石10
で置き換えた改良実施例を示す。即ち、この場合、チタ
ン合金製台金6の外周接合面に上記下地処理を施した後
、まずアルミナ砥粒11を適当な厚みで溶射し、このア
ルミナ砥粒11の上に該砥粒11と同質でなじみの良い
ビトリファイドボンド砥石層l2を接合するようにして
いる。
FIG. 7 shows the superabrasive grinding wheel layer 7 shown in FIG.
An improved example is shown in which this is replaced with . That is, in this case, after the above-mentioned surface treatment is applied to the outer circumferential joint surface of the titanium alloy base metal 6, alumina abrasive grains 11 are first sprayed to an appropriate thickness, and then the abrasive grains 11 and A vitrified bond grindstone layer l2 of the same quality and good familiarity is bonded.

このように、アルミナ砥粒11の上にダイヤモンドやC
BN等の超砥粒を含む砥石層12を重ねたものでは、砥
石層12として酸化アルミに密着性の良い組成のものが
無理なく選べ、超砥粒と該結合剤とによって砥石層12
を極めて硬質のものとすることができる。これによって
、砥石層12の使用寿命が延長されると共に、砥石層1
2が全体として弾性の小さい剛性の高いものに形成でき
て、長時間の使用によっても歪みの少ない高精度な加工
を実現することができる。また他方において、結合剤に
は適度な脆性を付与することができるため、超砥粒の自
生作用を高め、砥石層12のドレス・インターバルを延
長する効果も期待できる。
In this way, diamond and C are placed on the alumina abrasive grains 11.
In the case where the grinding wheel layers 12 containing super-abrasive grains such as BN are stacked, a material with a composition that has good adhesion to aluminum oxide can be reasonably selected as the grinding wheel layer 12, and the super-abrasive grains and the binder make the grinding wheel layer 12
can be made extremely hard. As a result, the service life of the grinding wheel layer 12 is extended, and the grinding wheel layer 1
2 can be formed into a highly rigid material with low elasticity as a whole, and high-precision machining with little distortion even after long-term use can be realized. On the other hand, since the binder can be imparted with appropriate brittleness, it can be expected to enhance the self-growth effect of the superabrasive grains and extend the dressing interval of the grindstone layer 12.

第8図は、砥石層l3がメタルボンドを結合剤とする場
合の変形実施例を示す。この場合、砥石層13は、チタ
ン合金製の台金6の外周接合面になじみの良い銅皮wA
14を介して接合され、密着性が確保されている。なお
、銅皮膜14は特願昭63−304992号で開示した
ように,シュー酸等で複数回エッチングした後、その表
面にハロゲン化銅を塗布し、これ熱分解させる下地処理
を実施することで、チタン合金製の台金6に対し良好な
密着性が保たれる。
FIG. 8 shows a modified embodiment in which the grindstone layer l3 uses metal bond as a binder. In this case, the grinding wheel layer 13 is made of a copper coating wA that is well-fitted to the outer peripheral joint surface of the base metal 6 made of titanium alloy.
14 to ensure adhesion. As disclosed in Japanese Patent Application No. 63-304992, the copper film 14 is formed by etching with oxuic acid or the like several times, then applying copper halide to the surface, and performing a base treatment to thermally decompose the copper halide. , good adhesion to the base metal 6 made of titanium alloy is maintained.

夾旌透ユ 本実施例は、内周形力ツタの切断刃に利用される超砥粒
砥石に適用した場合を示す。
This embodiment shows a case in which the present invention is applied to a superabrasive grindstone used as a cutting blade for an internally shaped vine.

第9図と第10図は、砥石の平面とその内周切断部16
の拡大断面を示し、チタン合金で形成された中空台金(
コア基体》15の内周端部に、切断部をなす砥石層16
を接合して構成される。この場合、砥石層16には切れ
味の良さが要求されるため、電着砥石が利用される。そ
のため、台金15全体にまずシュー酸等の複数回エッチ
ングにより表面をポーラスにする下地処理を施し、しか
る後必要な内周端部のみ前述のプロセスで銅皮膜l7を
形成する下地処理を追加する。こうして台金15の内周
部分を、ダイヤモンド砥粒等を分散したNiメッキ液等
に漬けて共析メッキすると、銅皮膜17を被覆した部分
のみにメッキ金属18と共に析出する超砥粒19が電着
される。
Figures 9 and 10 show the plane of the grindstone and its inner circumferential cutting section 16.
It shows an enlarged cross section of the hollow base metal made of titanium alloy (
A grinding wheel layer 16 forming a cutting part at the inner circumferential end of the core base body 15
It is constructed by joining. In this case, since the grindstone layer 16 is required to have good sharpness, an electrodeposited grindstone is used. Therefore, the entire base metal 15 is first subjected to a base treatment to make the surface porous by etching multiple times with oxic acid, etc., and then a base treatment is added to form the copper film 17 only on the necessary inner peripheral edge by the above-mentioned process. . When the inner peripheral portion of the base metal 15 is eutectoid plated by immersing it in a Ni plating solution etc. in which diamond abrasive grains etc. are dispersed, the superabrasive grains 19 precipitated together with the plating metal 18 are electrolytically deposited only on the portion covered with the copper film 17. It will be worn.

このようにして砥石層16を電着したカッティングブレ
ードでは、台金15がチタン合金で形成されていること
に基き、前記砥石車の例で述べたのと同様の理由で精密
加工の用途に適合する。なお、砥石層(切断部)に供給
される研削液が遠心力で回転方向に飛散され、切断部に
充分浸透しに<<、切断部が昇温摩滅し切れ味が悪くな
るという問題点において、内周形力ツタは外周形に較べ
て優れているが、前述のように台金15全体を複数回エ
ッチングにより表面ボーラスにする下地処理を施してお
けば、その表面に蝕刻された小孔群が研削液を浸透する
所謂ボゲットを形成するものとなり、延いては冷却効果
をより大きくすることができる。
The cutting blade with the grinding wheel layer 16 electrodeposited in this manner is suitable for precision machining for the same reason as mentioned in the example of the grinding wheel, based on the base metal 15 being formed of a titanium alloy. do. In addition, the problem is that the grinding fluid supplied to the grinding wheel layer (cutting part) is scattered in the rotational direction by centrifugal force and does not sufficiently penetrate into the cutting part, causing the cutting part to heat up and wear out, resulting in poor sharpness. The inner periphery type ivy is superior to the outer periphery type, but if the entire base metal 15 is etched multiple times to form a surface bolus as described above, the groups of small holes etched on the surface can be removed. This forms a so-called boget through which the grinding fluid permeates, thereby making it possible to further increase the cooling effect.

第11図は、第10図に示すカッティングブレードの表
面に補強手段を追加した改良実施例を示す。即ち、この
場合、前記複数回エッチングによる下地処理を施したチ
タン合金製台金15に、砥石層16を除いた部分の表面
でアルミナ溶射皮膜20を被覆している。このようにす
れば、砥石層16の近傍での摩耗が防げると共に、硬質
セラミック層20が被覆されて必要な台金15の剛性が
増大される。
FIG. 11 shows an improved embodiment in which reinforcing means are added to the surface of the cutting blade shown in FIG. 10. That is, in this case, the surface of the titanium alloy base metal 15 that has been subjected to the surface treatment by etching a plurality of times is coated with the alumina spray coating 20 on the surface of the portion excluding the grinding wheel layer 16. In this way, wear in the vicinity of the grindstone layer 16 can be prevented, and the hard ceramic layer 20 is coated to increase the required rigidity of the base metal 15.

第12図は、同じく砥石層16での超砥粒19の保持強
化を図った改良実施例を示している。即ち、この例では
超砥粒19を、その基端側を台金15の内周端部に形成
された銅皮膜17に一部埋め込んだ状態で付着させ、そ
の外側に超砥粒19の間を埋めるようにしてNi等のメ
ッキ金属18を鍍着している。かかる構造からなる砥石
層16は、接合面を複数回エッチングしてから銅皮膜を
形成する下地処理を実施する際、表面に塗着されるハロ
ゲン化銅の溶液に超砥粒19を混入して、これを銅皮膜
17と共析させ、その上にメッキ金属18を電気メッキ
することで作り出される。そして、この楕遣の砥石層1
6では、超砥粒19が外側メッキ金属18に深く保持さ
れ露出高さが小さくされるので、砥粒保持力がアップで
きる。同時に、外側のメッキ金属18は電気的に卑な超
砥粒19の隙間に優先的に析出されるので、砥石層16
が角隅部等で局部的にメッキ厚が増幅されるといった不
具合が排除され、結果として寸法精度の高い切断部形状
に仕上げられる。
FIG. 12 shows an improved embodiment in which the holding of the superabrasive grains 19 in the grindstone layer 16 is also strengthened. That is, in this example, the superabrasive grains 19 are attached with their proximal ends partially embedded in the copper coating 17 formed on the inner peripheral end of the base metal 15, and the space between the superabrasive grains 19 is attached to the outside. A plating metal 18 such as Ni is plated so as to fill the area. The grinding wheel layer 16 having such a structure is obtained by mixing superabrasive grains 19 into a copper halide solution applied to the surface when performing a base treatment to form a copper film after etching the joint surface multiple times. , is produced by eutectoiding this with the copper film 17 and electroplating the plating metal 18 thereon. And this oval whetstone layer 1
In No. 6, the superabrasive grains 19 are deeply held in the outer plated metal 18 and the exposed height is reduced, so that the abrasive grain retention can be increased. At the same time, the outer plated metal 18 is preferentially deposited in the gaps between the electrically base superabrasive grains 19, so the grinding wheel layer 16
This eliminates the problem of locally amplifying the plating thickness at corners, etc., and as a result, the cut shape can be finished with high dimensional accuracy.

なお、上述した実施例は外周形力ツタの場合にも同様に
適用される。
Incidentally, the above-mentioned embodiments are similarly applied to the case of a circumferentially shaped ivy.

大旌医且 本実施例は、小細工加工に用いる軸付き砥石に適用した
場合を示す。
This embodiment shows a case where the present invention is applied to a whetstone with a shaft used for small work processing.

第13図は軸付き砥石の断面構造を図示し、チタン合金
製の軸21の外周先端部に、銅皮膜22を介して超砥粒
23をメッキ金属24と共析させた電着砥石層25が接
合されている(なお、電着砥石に代えメタルボンド砥石
を利用してもよい)。
FIG. 13 shows a cross-sectional structure of a whetstone with a shaft, in which an electrodeposited whetstone layer 25 in which superabrasive grains 23 are eutectoided with plated metal 24 via a copper coating 22 is placed on the outer peripheral tip of a shaft 21 made of titanium alloy. (Note that a metal bonded grindstone may be used instead of the electrodeposited grindstone).

このようなものであれば、スチール製の軸が剛性や振動
減衰能の不足する点で、またWC等の超硬製の軸が砥石
層との密着性が欠ける点で一長一短ある問題点を一挙に
解決することができる。なお、実施例のように、先端部
の前記砥石層25に隣接してセラミック溶射皮膜26を
形成すれば、加工部位に適合した性質を有する複合砥石
が提供される。
If this is the case, the problem is that steel shafts lack rigidity and vibration damping ability, and carbide shafts such as WC lack adhesion to the grinding wheel layer. can be solved. In addition, if the ceramic spray coating 26 is formed adjacent to the grindstone layer 25 at the tip as in the embodiment, a composite grindstone having properties suitable for the processing area is provided.

[発明の効果] 以上、実施例に詳記した通り、本発明は研削、切断、小
細工等の加工に供する各種の超砥粒砥石について、砥石
層との接合面で割れや密着不良を生じることなく、台金
をチタン合金で形成することができたものである。そし
て、チタン合金製の台金を使用したものでは、必要に応
じシュー酸エッチングを複数回実施したり、或いはエッ
チング後に銅皮膜を形成する下地処理を接合面に適用す
ることで、ボンド法や電着法によって、様々な種類の砥
石層を接合することができ、超砥粒砥石のおける組合せ
構造や種別が多様化できる上に、他の金属材料に比較し
て数々の優位な性質を備えたチタン合金特有の材料特性
によって、砥石の性能を多面的に改善することができる
[Effects of the Invention] As described above in detail in the Examples, the present invention prevents the occurrence of cracks or poor adhesion at the joint surface with the grinding wheel layer for various types of superabrasive grindstones used for processing such as grinding, cutting, and small work. Instead, the base metal could be made of titanium alloy. For products that use a titanium alloy base metal, bonding methods and electroplating can be performed by performing oxic acid etching multiple times as necessary, or by applying a base treatment to the bonding surface that forms a copper film after etching. Depending on the bonding method, it is possible to join various types of grinding wheel layers, and the combined structures and types of superabrasive grinding wheels can be diversified.In addition, it has many superior properties compared to other metal materials. The unique material properties of titanium alloys can improve the performance of grinding wheels in many ways.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1実施例を示す平板形砥石の断面図
、第2図はその変形実施例を示す。第3図は平板形砥石
の製造方法を示すプレス型枠の断面図である。第4図は
本発明の第2実施例を示す砥石車の断面図、第5図はそ
の変形実施例を示す断面図である。第6図、第7図及び
第8図はそれぞれ第2実施例を改良した改良実施例を示
す各断面図である。第9図は本発明の第3実施例を示す
カッティングブレードの平面図、第10図はそのA−A
線矢視拡大断面図である。第11図と第12図はそれぞ
れ第3実施例を改良した改良実施例を示す第10図と同
旨の各断面図である。第13図は本発明の第4実施例を
示すチタン合金製軸付き砥石の断面図である。 1、6、15、21・・・チタン合金製台金2、7、1
2・・・砥石層(ビトリファイドボンド)13・・・砥
石層(メタルボンド) 16、25・・・砥石層(電着砥石) 9、26・・・アルミナ溶射皮膜 10・・・複合砥石 1・・・アルミナ砥粒 14、 17、 22・・・銅皮膜 18、 24・・・メッキ金属 19、 23・・・超砥粒
FIG. 1 is a sectional view of a flat grindstone showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a modified embodiment thereof. FIG. 3 is a sectional view of a press form showing a method for manufacturing a flat grindstone. FIG. 4 is a sectional view of a grinding wheel showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view showing a modified embodiment thereof. FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are sectional views showing an improved embodiment of the second embodiment, respectively. FIG. 9 is a plan view of a cutting blade showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an A-A thereof.
It is an enlarged sectional view taken along the line. FIGS. 11 and 12 are sectional views having the same meaning as FIG. 10, respectively, showing an improved embodiment that is an improvement on the third embodiment. FIG. 13 is a sectional view of a titanium alloy shafted grindstone showing a fourth embodiment of the present invention. 1, 6, 15, 21... Titanium alloy base metal 2, 7, 1
2... Grindstone layer (vitrified bond) 13... Grindstone layer (metal bond) 16, 25... Grindstone layer (electrodeposited grindstone) 9, 26... Alumina spray coating 10... Composite grindstone 1. ... Alumina abrasive grains 14, 17, 22 ... Copper coating 18, 24 ... Plated metal 19, 23 ... Super abrasive grains

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)チタン又はチタン合金製の台金に、超砥粒を含む
砥石層を接合したことを特徴とする超砥粒砥石。
(1) A superabrasive grindstone characterized by having a grindstone layer containing superabrasive grains bonded to a base metal made of titanium or a titanium alloy.
(2)シュー酸又はシュー酸を主成分とする混酸で複数
回エッチングされたチタン又はチタン合金製の台金の下
地処理面に、超砥粒を含む砥石層を接合したことを特徴
とする超砥粒砥石。
(2) A super grinding wheel layer containing super abrasive grains is bonded to the base treatment surface of a base made of titanium or titanium alloy that has been etched multiple times with oxuic acid or a mixed acid containing oxuic acid as a main component. Abrasive grindstone.
(3)シュー酸又はシュー酸を主成分とする混酸で複数
回エッチングし銅皮膜を形成したチタン又はチタン合金
製の台金の下地処理面に、超砥粒を含む砥石層を接合し
たことを特徴とする超砥粒砥石。
(3) A grinding wheel layer containing superabrasive grains is bonded to the base treatment surface of a titanium or titanium alloy base that has been etched multiple times with oxuic acid or a mixed acid mainly composed of oxuic acid to form a copper film. Features of super abrasive grindstone.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61270074A (en) * 1974-09-18 1986-11-29 ド・ビア−ズ・インダストリアル・ダイアモンド・デイビシヨン(プロプライエタリ−)・リミテツド Body for polishing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61270074A (en) * 1974-09-18 1986-11-29 ド・ビア−ズ・インダストリアル・ダイアモンド・デイビシヨン(プロプライエタリ−)・リミテツド Body for polishing

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