JPH03159909A - ダイヤモンド砥粒の製造法 - Google Patents
ダイヤモンド砥粒の製造法Info
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- JPH03159909A JPH03159909A JP1298414A JP29841489A JPH03159909A JP H03159909 A JPH03159909 A JP H03159909A JP 1298414 A JP1298414 A JP 1298414A JP 29841489 A JP29841489 A JP 29841489A JP H03159909 A JPH03159909 A JP H03159909A
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Landscapes
- Crushing And Grinding (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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】
【産業上の利用分野]
本発明はダイヤモンド砥粒の製造法に係り、特にCVD
法で合成されたダイヤモンド膜等の粉砕により、研削砥
石、切断砥石等の用途に適するダイヤモンド砥粒の製造
法に関するものである。 〔従来の技術】 一般に研削材用のインゴットを粉砕して砥粒をつくる場
合には、ロールクラッシャー、ジョークラッシャー コ
ーンクラッシャー、ハンマーミル、ロッドミル、ボール
ミル等の粉砕機を単独又はいくつか組合せて用いる。こ
の組合せによって得られる研削材の粒度、粒度分布、粒
子形状等が決定され、研削作用に重大な影響を及ぼす。 しかしながら、あまり工程を複雑にすることは製品のコ
スト面から好ましいことではなく、単純な工程で求める
粒度の砥粒を狭い粒度分布で研削砥石用に好ましいブロ
ッキーな形状に粉砕することが好ましい. 粉砕された砥粒の特性は当然インゴットの物性及び形状
の影響を受けるが、粉砕機を選ぶことにより、ある程度
砥粒の物性を変えることができる。 従来CVDダイヤモンド膜の製法は種々提案されている
が、膜状のまま切削工具、ヒートシンク、振動板等の利
用が考えられており、これから砥粒を得る方法について
具体的に開示されたものは殆どない。 [発明が解決しようとする課題] 膜状もしくは板状のダイヤモンドを粉砕して砥粒を得る
場合に、必要な粒度のものができるだけ狭い分布で得ら
れること、さらには粉砕条件を変えることにより粒度を
コントロールできることが望ましい。その他種々の粉砕
機を組合せて工程を繁雑にすることなく単純な工程がよ
く、また再現性がよいことが必要である。 粉砕機には前記したように各種のものがあるが、膜状等
のダイヤモンドに適用すると多くの場合、上記の点が満
足されない。例えばボールミルは大きな粒度のものは粉
砕が進まず、長時間粉砕すると初期にある程度粉砕され
たものがさらに細かく粉砕され、その結果粒度分布が非
常に広くなる。またジョークラッシャーやコーンクラッ
シャーでも粒度分布はかなり広くなる。 ロールクラッシャーは一定のロール間隙を通して粉砕す
るので粒度分布はかなり狭くなり、膜状等のダイヤモン
ドの粉砕には好ましいものである。しかし、ダイヤモン
ドは非常に硬いのでロール表面の摩耗と傷のためと思わ
れるが、再現性がよくないことがわかった。この場合ロ
ールを頻繁に取替えることは経済的に著しく不利である
。 本発明の目的は膜状もしくは板状ダイヤモンドから求め
る粒度のものを狭い分布で再現性よく、かつ経済的に得
る方法を提供することにある。 [課題を解決するための手段] 本発明はダイヤモンドを平板に挟んでロールを通すこと
によりロールの損傷を防ぐことができ、かつ平板の硬度
を変えることにより粒度のコントロールが可能であるこ
との知見に基づくもので、その要旨は膜状もしくは板状
ダイヤモンドを二枚の平板の間に挟み、これを互いに反
対方向に回転する一対のロールの間隙を通して加圧し、
前記ダイヤモンドを粉砕し、必要により分級等すること
からなるダイヤモンド砥粒の製造法である。 本発明における膜状もしくは板状ダイヤモンドは気相合
成法(CVD法)によって得られる多結晶体である。C
VD法は炭化水素等を原料にしてマイクロ波プラズマ、
熱フィラメント、高周波ブラズマ、直流放電プラズマ、
プラズマジェット、燃焼炎などを用いてダイヤモンドを
膜状もしくは板状に析出させる方法である。特に本発明
者が開発したプラズマジェット法の改良法は電極を直角
に配置した非移行型プラズマトーチによりジェット状の
プラズマを発生させるもので、電極をアルゴンガスで保
護しているので電極が溶融しにくく、高出力でプラズマ
を発生させることが可能であり、また電極を直角に配置
し、高速でガスを流すためプラズマのフレームの長さが
10(1〜150 mmと長くすることができる。これ
によってガスの活性化が十分に行なわれる。またアルゴ
ンと水素ガスを放電ガスに用い、メタン等の原料ガスを
放電部に供給せずに放電部の先方の雰囲気中に供給して
プラズマの安定が図られている。この方法によってダイ
ヤモンドの生成速度が他のCVD法に比べ格段に早く、
厚さ500〜700Bm /hr程度にも達する( 1
989年度精密工業会春季大会学術講演論文集、・10
09〜10lO頁)。従ってこの方法は比較的厚い板状
のダイヤモンドを得る場合に極めて有効である。 粉砕するダイヤモンドの膜もしくは板の厚さ、平面形状
には制限なく適用することができる。 以下、図面を参考にして本発明を具体的に説明する。 図1は本発明におけるロール粉砕の概念図である。ロー
ル1、2は所定のクリアランス・(ロール間の間隙tか
ら二枚の平板の厚みの和を差引いた値)をもって互いに
反対方向に回転する。膜状ダイヤモンド5を両側から乎
板3、4で挟む。6は粉砕後の砥粒の回収を容易にする
ために平板を覆うフィルムで必要により用いる。 ロールのクリアランスはダイヤモンドの厚みより小さい
ことは勿論であるが,具体的には目的とする砥粒の粒度
等によって決める。クリアランスが小さいと一般的には
加圧力が大きくなる。 平板は銅、アルミニウム,鋼材等であるが、後に実施例
に示すように平板の硬度によって粉砕後の粒度が異なる
ことが本発明の特徴の一つであり、逆にこれを利用して
求める粒度の収率(採粒率)を高めることができる。表
1に平板の材質とビッカス硬さを示す。 表 1 フィルムは粉砕後の粒度の飛散を防止し、回収を容易に
するために用いることが望ましく、例えばポリエチレン
などプラスチックフイルムで40〜500μm程度の厚
みのものが好適である。 粉砕後分級等して砥粒に供されるが、このダイヤモンド
砥粒は鋭いエッジをもったブロッキーなものが多く得ら
れ、研削材として優れた性質を示す。精密研削用砥石、
切断砥石等幅広い応用が可能である。 次に平板の硬さ、クリアランスと粉砕後の粒度との関係
の実験例を示す。 ダイヤモンド膜としては厚さ700μm、直径200m
mの円形のものを用いた。平板として各種の硬度の厚さ
0.4mmのものを用い、クリアランスとして100u
m (図2) 、50μm (図3)とした。 粉砕後分級して各粒度の採粒率を図の縦軸に示す。 この図から、例えば粒度#l20/#l40のダイヤモ
ンド粒を多くつくるには平板としてSUS 304(H
V42l)を用い、クリアランスを50とすればよいこ
とがわかる。これは平板が軟らかいと粉砕が緩やかとな
り、硬すぎると粉砕が進みすぎるためと思われる。また
クリアランスは大きい程粗粒が多く得られる。 [実施例l] 50$ X 65mmのロール(A冫11, HV=
1020)、二つを用いてロールミルを製作し、ロール
間のギャップはボルト・ナットによりかえられる構造と
した。 直流アークプラズマ法で得られた20φ×0.9mmの
ディスク状ダイヤモンド多結晶体を30X100mm,
厚み0. 4mmのSUS 304 (HV= 421
1の平板の間に挟み、全体を厚さ50μmのポリエチレ
ンフィルムで封じた後、ロール間のギャップを0.9m
m (クリアランス100μm)に調整したロールミル
を通過させた。 粉砕物の粒度分布をASIII篩を用いて調べたところ
表2の如くであった。又他の条件は同じにしてクリアラ
ンスを50μmとしたときの粒度分布も表2に併記した
。 表 2 この方法によって得られた粒度#140/#l70のダ
イヤモンド砥粒を用いて集中度100のメタルボンド砥
石を作製した。砥石の外径は75mm,厚み0.8mm
,砥粒層の厚み3mm.台金の厚み0.7mm、材質S
K材、フランジ部62mmφとした。 砥石を精密研削盤にとりつけ、幅10mm、長さ500
mm,厚み5n+mのへルヌーイ法サファイアを被削材
として深さ2mm、長さ10mmの溝切テストを実施し
た。研削液はJIS− W3を用い、回転周速は342
m /分(1450 RPM)とした。 10本の溝につきチッピングの有無を検査したが、チッ
ピングは皆無であった。これに対し市販のメタルボンド
用ダイヤモンド砥粒を用いて同様なテストを行なった場
合は、10本の溝のうち3本に数個のチッピングが観察
された。 〔発明の効果J 本発明によれば簡単な方法で比較的粒度分布の狭いダイ
ヤモンド粒が得られ、しかもロールのクリアランス、平
板の硬度を変えるだけで粒度を変えることができる。平
板は損傷したら容易に取替えができ、これによって再現
性が保たれる。 そして本発明によって得られる砥粒は鋭いエッジを持っ
たブロッキーであるため、各種の研削材等に有用である
。
法で合成されたダイヤモンド膜等の粉砕により、研削砥
石、切断砥石等の用途に適するダイヤモンド砥粒の製造
法に関するものである。 〔従来の技術】 一般に研削材用のインゴットを粉砕して砥粒をつくる場
合には、ロールクラッシャー、ジョークラッシャー コ
ーンクラッシャー、ハンマーミル、ロッドミル、ボール
ミル等の粉砕機を単独又はいくつか組合せて用いる。こ
の組合せによって得られる研削材の粒度、粒度分布、粒
子形状等が決定され、研削作用に重大な影響を及ぼす。 しかしながら、あまり工程を複雑にすることは製品のコ
スト面から好ましいことではなく、単純な工程で求める
粒度の砥粒を狭い粒度分布で研削砥石用に好ましいブロ
ッキーな形状に粉砕することが好ましい. 粉砕された砥粒の特性は当然インゴットの物性及び形状
の影響を受けるが、粉砕機を選ぶことにより、ある程度
砥粒の物性を変えることができる。 従来CVDダイヤモンド膜の製法は種々提案されている
が、膜状のまま切削工具、ヒートシンク、振動板等の利
用が考えられており、これから砥粒を得る方法について
具体的に開示されたものは殆どない。 [発明が解決しようとする課題] 膜状もしくは板状のダイヤモンドを粉砕して砥粒を得る
場合に、必要な粒度のものができるだけ狭い分布で得ら
れること、さらには粉砕条件を変えることにより粒度を
コントロールできることが望ましい。その他種々の粉砕
機を組合せて工程を繁雑にすることなく単純な工程がよ
く、また再現性がよいことが必要である。 粉砕機には前記したように各種のものがあるが、膜状等
のダイヤモンドに適用すると多くの場合、上記の点が満
足されない。例えばボールミルは大きな粒度のものは粉
砕が進まず、長時間粉砕すると初期にある程度粉砕され
たものがさらに細かく粉砕され、その結果粒度分布が非
常に広くなる。またジョークラッシャーやコーンクラッ
シャーでも粒度分布はかなり広くなる。 ロールクラッシャーは一定のロール間隙を通して粉砕す
るので粒度分布はかなり狭くなり、膜状等のダイヤモン
ドの粉砕には好ましいものである。しかし、ダイヤモン
ドは非常に硬いのでロール表面の摩耗と傷のためと思わ
れるが、再現性がよくないことがわかった。この場合ロ
ールを頻繁に取替えることは経済的に著しく不利である
。 本発明の目的は膜状もしくは板状ダイヤモンドから求め
る粒度のものを狭い分布で再現性よく、かつ経済的に得
る方法を提供することにある。 [課題を解決するための手段] 本発明はダイヤモンドを平板に挟んでロールを通すこと
によりロールの損傷を防ぐことができ、かつ平板の硬度
を変えることにより粒度のコントロールが可能であるこ
との知見に基づくもので、その要旨は膜状もしくは板状
ダイヤモンドを二枚の平板の間に挟み、これを互いに反
対方向に回転する一対のロールの間隙を通して加圧し、
前記ダイヤモンドを粉砕し、必要により分級等すること
からなるダイヤモンド砥粒の製造法である。 本発明における膜状もしくは板状ダイヤモンドは気相合
成法(CVD法)によって得られる多結晶体である。C
VD法は炭化水素等を原料にしてマイクロ波プラズマ、
熱フィラメント、高周波ブラズマ、直流放電プラズマ、
プラズマジェット、燃焼炎などを用いてダイヤモンドを
膜状もしくは板状に析出させる方法である。特に本発明
者が開発したプラズマジェット法の改良法は電極を直角
に配置した非移行型プラズマトーチによりジェット状の
プラズマを発生させるもので、電極をアルゴンガスで保
護しているので電極が溶融しにくく、高出力でプラズマ
を発生させることが可能であり、また電極を直角に配置
し、高速でガスを流すためプラズマのフレームの長さが
10(1〜150 mmと長くすることができる。これ
によってガスの活性化が十分に行なわれる。またアルゴ
ンと水素ガスを放電ガスに用い、メタン等の原料ガスを
放電部に供給せずに放電部の先方の雰囲気中に供給して
プラズマの安定が図られている。この方法によってダイ
ヤモンドの生成速度が他のCVD法に比べ格段に早く、
厚さ500〜700Bm /hr程度にも達する( 1
989年度精密工業会春季大会学術講演論文集、・10
09〜10lO頁)。従ってこの方法は比較的厚い板状
のダイヤモンドを得る場合に極めて有効である。 粉砕するダイヤモンドの膜もしくは板の厚さ、平面形状
には制限なく適用することができる。 以下、図面を参考にして本発明を具体的に説明する。 図1は本発明におけるロール粉砕の概念図である。ロー
ル1、2は所定のクリアランス・(ロール間の間隙tか
ら二枚の平板の厚みの和を差引いた値)をもって互いに
反対方向に回転する。膜状ダイヤモンド5を両側から乎
板3、4で挟む。6は粉砕後の砥粒の回収を容易にする
ために平板を覆うフィルムで必要により用いる。 ロールのクリアランスはダイヤモンドの厚みより小さい
ことは勿論であるが,具体的には目的とする砥粒の粒度
等によって決める。クリアランスが小さいと一般的には
加圧力が大きくなる。 平板は銅、アルミニウム,鋼材等であるが、後に実施例
に示すように平板の硬度によって粉砕後の粒度が異なる
ことが本発明の特徴の一つであり、逆にこれを利用して
求める粒度の収率(採粒率)を高めることができる。表
1に平板の材質とビッカス硬さを示す。 表 1 フィルムは粉砕後の粒度の飛散を防止し、回収を容易に
するために用いることが望ましく、例えばポリエチレン
などプラスチックフイルムで40〜500μm程度の厚
みのものが好適である。 粉砕後分級等して砥粒に供されるが、このダイヤモンド
砥粒は鋭いエッジをもったブロッキーなものが多く得ら
れ、研削材として優れた性質を示す。精密研削用砥石、
切断砥石等幅広い応用が可能である。 次に平板の硬さ、クリアランスと粉砕後の粒度との関係
の実験例を示す。 ダイヤモンド膜としては厚さ700μm、直径200m
mの円形のものを用いた。平板として各種の硬度の厚さ
0.4mmのものを用い、クリアランスとして100u
m (図2) 、50μm (図3)とした。 粉砕後分級して各粒度の採粒率を図の縦軸に示す。 この図から、例えば粒度#l20/#l40のダイヤモ
ンド粒を多くつくるには平板としてSUS 304(H
V42l)を用い、クリアランスを50とすればよいこ
とがわかる。これは平板が軟らかいと粉砕が緩やかとな
り、硬すぎると粉砕が進みすぎるためと思われる。また
クリアランスは大きい程粗粒が多く得られる。 [実施例l] 50$ X 65mmのロール(A冫11, HV=
1020)、二つを用いてロールミルを製作し、ロール
間のギャップはボルト・ナットによりかえられる構造と
した。 直流アークプラズマ法で得られた20φ×0.9mmの
ディスク状ダイヤモンド多結晶体を30X100mm,
厚み0. 4mmのSUS 304 (HV= 421
1の平板の間に挟み、全体を厚さ50μmのポリエチレ
ンフィルムで封じた後、ロール間のギャップを0.9m
m (クリアランス100μm)に調整したロールミル
を通過させた。 粉砕物の粒度分布をASIII篩を用いて調べたところ
表2の如くであった。又他の条件は同じにしてクリアラ
ンスを50μmとしたときの粒度分布も表2に併記した
。 表 2 この方法によって得られた粒度#140/#l70のダ
イヤモンド砥粒を用いて集中度100のメタルボンド砥
石を作製した。砥石の外径は75mm,厚み0.8mm
,砥粒層の厚み3mm.台金の厚み0.7mm、材質S
K材、フランジ部62mmφとした。 砥石を精密研削盤にとりつけ、幅10mm、長さ500
mm,厚み5n+mのへルヌーイ法サファイアを被削材
として深さ2mm、長さ10mmの溝切テストを実施し
た。研削液はJIS− W3を用い、回転周速は342
m /分(1450 RPM)とした。 10本の溝につきチッピングの有無を検査したが、チッ
ピングは皆無であった。これに対し市販のメタルボンド
用ダイヤモンド砥粒を用いて同様なテストを行なった場
合は、10本の溝のうち3本に数個のチッピングが観察
された。 〔発明の効果J 本発明によれば簡単な方法で比較的粒度分布の狭いダイ
ヤモンド粒が得られ、しかもロールのクリアランス、平
板の硬度を変えるだけで粒度を変えることができる。平
板は損傷したら容易に取替えができ、これによって再現
性が保たれる。 そして本発明によって得られる砥粒は鋭いエッジを持っ
たブロッキーであるため、各種の研削材等に有用である
。
図Iは本発明のロール粉砕の概念図、図2、3はロール
の各クリアランスにおける平板のビッカス硬度(MV)
と粉砕物の粒度別採粒串の関係を示すグラフである。 1,2・・・−・一ロール 3、4・・−・・一平
板5・・・・・・・・・・・・膜状ダイヤモンド6・・
・・・・・・・・・・ポリエチレンフィルムl l 図1 ビッカスh更さ }−IV ビッカス硬さ HV
の各クリアランスにおける平板のビッカス硬度(MV)
と粉砕物の粒度別採粒串の関係を示すグラフである。 1,2・・・−・一ロール 3、4・・−・・一平
板5・・・・・・・・・・・・膜状ダイヤモンド6・・
・・・・・・・・・・ポリエチレンフィルムl l 図1 ビッカスh更さ }−IV ビッカス硬さ HV
Claims (2)
- (1)膜状もしくは板状ダイヤモンドを二枚の平板の間
に挟み、これを互いに反対方向に回転する一対のロール
の間隙を通して加圧し、前記ダイヤモンドを粉砕するこ
とを特徴とするダイヤモンド砥粒の製造法。 - (2)二枚の平板をフィルムで覆うことにより粉砕物の
飛散を防止する請求項1記載のダイヤモンド砥粒の製造
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1298414A JPH03159909A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | ダイヤモンド砥粒の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1298414A JPH03159909A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | ダイヤモンド砥粒の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03159909A true JPH03159909A (ja) | 1991-07-09 |
Family
ID=17859396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1298414A Pending JPH03159909A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | ダイヤモンド砥粒の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03159909A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110271604A1 (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-10 | Bakken Gary J | Method of bonding poly-chrystalline diamonds to wear surfaces |
CN111170312A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-05-19 | 牛思婷 | 一种利用低层数氧化石墨烯制备石墨烯的生产系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS55131138A (en) * | 1979-03-29 | 1980-10-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Treating method for coke for sintering starting material |
JPS62266341A (ja) * | 1986-05-13 | 1987-11-19 | Matsushita Seiko Co Ltd | 空気清浄装置 |
JPH01284341A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-15 | Nippon Cement Co Ltd | 粉砕機 |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP1298414A patent/JPH03159909A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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