JPH04304968A - Metal bond super hard polishing powder grinding stone - Google Patents
Metal bond super hard polishing powder grinding stoneInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＢＮあるいはダイヤ
モンドからなる超砥粒を用いたメタルボンド超砥粒砥石
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal bonded superabrasive grinding wheel using superabrasive grains made of CBN or diamond.
【０００２】0002
【従来の技術】ダイヤモンドあるいはこのダイヤモンド
に次ぐ硬さのＣＢＮを砥粒とした超砥粒砥石は、Ａｌ２
Ｏ３ やＳｉＣを砥粒とした従来の砥石と比べて砥石
寿命が長く、研削力が低い等の特徴から需要が伸びてい
る。
このような超砥粒砥石は、砥粒を固めるボンドの種類に
よって数種に分類されるが、この中にはメタルベースの
ボンドを用いたメタルボンド砥石がある。[Prior Art] A superabrasive grinding wheel with abrasive grains made of diamond or CBN, which is second in hardness to diamond, is made of Al2
Demand is increasing due to features such as a longer lifespan and lower grinding power compared to conventional whetstones containing O3 or SiC abrasive grains. Such superabrasive grindstones are classified into several types depending on the type of bond that hardens the abrasive grains, and among these are metal bond grindstones that use a metal-based bond.
【０００３】従来のメタルボンド超砥粒砥石は、ボンド
としてＣｕ，Ａｇ，Ｎｉあるいは鋳鉄を用いているが、
必要な砥粒保持力を得るためには、ボンドで砥粒をすき
間なく固めて砥石中に気孔が存在しないようにする必要
があった。気孔は、切屑だまりとして必要なものであり
、通常は砥石体積の約３０％は必要であるが、従来のメ
タルボンド超砥粒砥石では、気孔を有するものでも上記
気孔率よりかなり小さいものであった。Conventional metal-bonded superabrasive grinding wheels use Cu, Ag, Ni or cast iron as the bond.
In order to obtain the necessary abrasive grain holding power, it was necessary to solidify the abrasive grains with a bond so that there were no pores in the whetstone. Pores are necessary as a chip pool, and normally account for about 30% of the grinding wheel volume, but in conventional metal bonded superabrasive grinding wheels, even those with pores have a porosity much smaller than the above. Ta.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】しがたがって、従来の
メタルボンド超砥粒砥石を使用する場合、ドレッシング
（目立て）を行って砥粒を突出させると共に切屑だまり
となる気孔を形成する必要がある。すなわち、トルーイ
ング（形なおし）を行って形状を整えた砥石は図３（Ａ
）に示すように、砥粒１がボンド２に埋まり込んだ状態
となっているので、ボンドの一部を除去してラインＡま
で後退させる必要がある。この結果、図３（Ｂ）に示す
ように、除去したボンドのあとが気孔３となり、砥粒１
はボンド２より突出することになる。[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, when using a conventional metal-bonded superabrasive grinding wheel, it is necessary to perform dressing (sharpening) to make the abrasive grains protrude and to form pores that serve as a collection of chips. be. In other words, the whetstone that has undergone truing (reshaping) to adjust its shape is shown in Figure 3 (A
), since the abrasive grains 1 are embedded in the bond 2, it is necessary to remove a part of the bond and retreat it to line A. As a result, as shown in FIG. 3(B), pores 3 are formed after the removed bond, and abrasive grains 1
will be more prominent than Bond 2.
【０００５】しかし、このようなドレッシングには多大
な時間を要するので、研削時間を阻害し、また、自動化
のネックにもなっている。[0005] However, such dressing requires a great deal of time, which impedes the grinding time and also becomes a bottleneck for automation.
【０００６】よって、従来より、上述した課題を解決し
ようとする技術が種々提案されているが未だ高性能なメ
タルボンド超砥粒砥石は出現していない。[0006] Various techniques have been proposed to solve the above-mentioned problems, but a high-performance metal bond superabrasive grindstone has not yet appeared.
【０００７】例えば、特開平１−９７５７０号公報には
ダイヤモンド砥粒の表面にダイヤモンド状硬質炭素膜を
コーティングする技術が提案されているが、この技術で
は、炭素膜とメタルボンドとが反応し、この反応がさら
にダイヤモンド砥粒まで及ぶので、貴重なダイヤモンド
砥粒が目減りし、消耗してしまうという問題がある。For example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-97570 proposes a technique of coating the surface of diamond abrasive grains with a diamond-like hard carbon film, but in this technique, the carbon film and metal bond react, Since this reaction extends to the diamond abrasive grains, there is a problem that the valuable diamond abrasive grains wear down and are consumed.
【０００８】また、特開昭６０−９９５６８号公報及び
特開昭５２−７０８７号公報には、ＣＢＮあるいはダイ
ヤモンド砥粒にＮｉメッキを施すという技術が開示され
ているが、この技術ではＮｉめっきがＣＢＮあるいはダ
イヤモンド表面にのっているだけなので、ぬれ性の改良
はできるが密着性は改良されないという問題がある。[0008] Furthermore, Japanese Patent Application Laid-open No. 60-99568 and Japanese Patent Application Laid-open No. 52-7087 disclose a technique of applying Ni plating to CBN or diamond abrasive grains; Since it is merely placed on the CBN or diamond surface, there is a problem in that although wettability can be improved, adhesion cannot be improved.
【０００９】さらに、特開昭５５−６５０７５号公報に
は、ダイヤモンド砥粒にＴｉをコーティングする技術が
開示されているが、Ｔｉはダイヤモンドと反応してＴｉ
Ｃとなってしまうので、ダイヤモンドを目減りさせると
いう問題がある。Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-65075 discloses a technique of coating diamond abrasive grains with Ti, but Ti reacts with diamond and
C, there is a problem in that the diamond wears out.
【００１０】本発明はこのような事情に鑑み、ドレッシ
ングを必要とせず、高性能なメタルボンド超砥粒砥石を
提供することを目的とする。[0010] In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a high-performance metal bond superabrasive grindstone that does not require dressing.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係るメタルボンド砥石は、ＣＢＮあるいはダイヤモ
ンドからなる超砥粒をメタルベースのボンドで固めたメ
タルボンド超砥粒砥石であって、上記超砥粒にセラミッ
クスからなるコーティング層が施されていることを特徴
とし、また、ＣＢＮあるいはダイヤモンドからなる超砥
粒をメタルベースのボンドで固めたメタルボンド超砥粒
砥石であって、上記超砥粒に少なくとも最内層がセラミ
ックスからなるコーティング層が施されていることを特
徴とする。[Means for Solving the Problems] A metal bonded grinding wheel according to the present invention that achieves the above object is a metal bonded superabrasive grinding wheel in which superabrasive grains made of CBN or diamond are bonded with a metal-based bond, and the above-mentioned It is characterized by a coating layer made of ceramics applied to the superabrasive grains, and is a metal bonded superabrasive grinding wheel in which the superabrasive grains made of CBN or diamond are bonded with a metal-based bond. The grains are characterized in that at least the innermost layer is coated with a coating layer made of ceramics.
【００１２】本発明のメタルボンンド砥石は、超砥粒の
表面にセラミックスからなるコーティング層が施されて
いるので、ボンドが該超砥粒を保持する力が高まる。し
たがって、ボンドの量を減らしても十分な砥粒保持力が
得られるので、ボンドを減らして砥石中に気孔を形成す
ることができる。これにより、トルーイング後に、ドレ
ッシングすることなく使用することができる。[0012] Since the metal bonded grindstone of the present invention has a ceramic coating layer applied to the surface of the superabrasive grains, the strength of the bond to hold the superabrasive grains is increased. Therefore, sufficient abrasive retention force can be obtained even if the amount of bond is reduced, so that pores can be formed in the grindstone by reducing the amount of bond. Thereby, it can be used without dressing after truing.
【００１３】従来のメタルボンド砥石において砥粒保持
力が低いのは、砥粒とボンドとのぬれ性が低いと共に砥
粒とボンドとの密着力が小さいからと考えられる。つま
り、砥粒１とボンド２とのぬれ性が低いことから、図４
（Ａ）に示すように、両者の間の接着面積が小さく、把
持力が小さいので、結果、図４（Ｂ）に示すように、砥
粒１間に密にボンド２を埋め込んで気孔がないようにす
る必要がある。また、このような構造としても砥粒１と
ボンド２との界面の密着力は低いままである。The reason why the abrasive grain retention power of the conventional metal bond grindstone is low is considered to be because the wettability between the abrasive grains and the bond is low, and the adhesion between the abrasive grains and the bond is low. In other words, since the wettability between abrasive grain 1 and bond 2 is low, as shown in FIG.
As shown in (A), the adhesive area between the two is small and the gripping force is small, so as a result, as shown in Fig. 4 (B), the bond 2 is densely embedded between the abrasive grains 1 and there are no pores. It is necessary to do so. Further, even with such a structure, the adhesion force at the interface between the abrasive grains 1 and the bond 2 remains low.
【００１４】本発明のメタルボンド超砥粒砥石は、ＣＢ
Ｎあるいはダイヤモンドからなる超砥粒表面に該砥粒と
密着力の高いセラミックスをコーティングをしたもので
ある。このセラミックスとしては、窒化物，炭化物，ほ
う化物等を用いるのが好ましい。これらのセラミックス
は、砥石焼成時に砥石と反応することがないので、砥粒
と目減りさせることもない。[0014] The metal bond superabrasive grindstone of the present invention has a CB
The surface of superabrasive grains made of N or diamond is coated with ceramics that have high adhesion to the abrasive grains. As this ceramic, it is preferable to use nitride, carbide, boride, etc. These ceramics do not react with the whetstone during firing, so they do not wear out the abrasive grains.
【００１５】また、セラミックスコーティングは、ＣＶ
ＤあるいはＰＶＤ法により形成するのが好ましい。これ
により砥粒とセラミックスコーティング層とがより強固
に密着されるからである。[0015] Furthermore, the ceramic coating is CV
It is preferable to form by D or PVD method. This is because the abrasive grains and the ceramic coating layer are brought into closer contact with each other.
【００１６】さらに、本発明のメタルボンド砥石では、
セラミックスからなるコーティング層の上に、該セラミ
ックスと密着性が高く且つボンドとのぬれ性及び反応性
が高い材料をコーティングしてもよい。また、このコー
ティングもＣＶＤあるいはＰＶＤ法で行うのが好ましい
。Furthermore, in the metal bonded grindstone of the present invention,
A material that has high adhesion to the ceramic and high wettability and reactivity with the bond may be coated on the coating layer made of ceramic. Further, this coating is also preferably performed by CVD or PVD.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。EXAMPLES The present invention will be explained below based on examples.
【００１８】（実施例１）図１には本実施例に係るメタ
ルボンド超砥粒砥石を概念的に示す。同図に示すように
、本実施例のメタルボンド超砥粒砥石は、ＣＢＮからな
る砥粒１１がＡｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，ＦｅあるいはＷなどの
メタルボンド１２で固定され、気孔１３を有するもので
あり、砥粒１１の表面には膜厚１μｍのＴｉＮ層１４及
び膜厚１μｍのＴｉ層１５がそれぞれＣＤＶ又はＰＶＤ
法によりコーティングされている。かかる構成では、Ｃ
ＢＮ砥粒１１とＴｉＮ層１４とが強硬に密着し、さらに
、ＴｉＮ層１４とＴｉ層１５とメタルボンド１２とがそ
れぞれ強固に密着する。また、Ｔｉ層１５層とメタルボ
ンド１２とのぬれ性もよいので砥粒保持力も高くなる。
よって、本実施例の砥石では、３０％以上の体積気孔率
を有するものとすることができ、ドレッシングなしに研
削が行える。(Example 1) FIG. 1 conceptually shows a metal bond superabrasive grindstone according to this example. As shown in the figure, the metal bond superabrasive grindstone of this embodiment has abrasive grains 11 made of CBN fixed with metal bonds 12 such as Ag, Cu, Ni, Fe, or W, and has pores 13. On the surface of the abrasive grains 11, a 1 μm thick TiN layer 14 and a 1 μm thick Ti layer 15 are formed using CDV or PVD, respectively.
Coated by law. In such a configuration, C
The BN abrasive grains 11 and the TiN layer 14 are firmly adhered to each other, and furthermore, the TiN layer 14, the Ti layer 15, and the metal bond 12 are each firmly adhered to each other. Furthermore, since the wettability between the Ti layer 15 and the metal bond 12 is good, the abrasive grain retention is also high. Therefore, the grindstone of this example can have a volumetric porosity of 30% or more, and grinding can be performed without dressing.
【００１９】なお、砥粒としてダイヤモンドを用いる場
合、まず、ＴｉＣ層を１μｍコーティングし、さらにＴ
ｉを１μｍコーティングすれば、上述した実施例と同様
な効果が得られる。Note that when using diamond as the abrasive grain, first coat a TiC layer of 1 μm, and then apply a TiC layer of 1 μm.
By coating i with a thickness of 1 μm, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
【００２０】（実施例２）図２には本実施例に係るメタ
ルボンド超砥粒砥石を概念的に示す。同図に示すように
、本実施例のメタルボンド超砥粒砥石は、ＣＢＮからな
る砥粒２１が実施例１と同様にＡｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｆｅ
あるいはＷなどのメタルボンド２２で固定され、気孔２
３を有するものであり、砥粒２１の表面にはＣＤＶある
いはＰＶＤ法による厚さ２μｍのコーティング層２４が
施されている。このコーティング層２４は砥粒２１表面
側はＴｉＮの組成であるが、コーティング層２４表面に
いくにしたがってＮが徐々に減少し、最後にはＴｉとな
る傾斜組成を有する。この場合、実施例１のようにコー
ティング層２３内に境界がないため、実施例１より強固
なコーティング層となる。したがって、本実施例の場合
、気孔率３５％以上が可能となる。(Embodiment 2) FIG. 2 conceptually shows a metal bond superabrasive grindstone according to this embodiment. As shown in the figure, in the metal bond superabrasive grinding wheel of this example, the abrasive grains 21 made of CBN are made of Ag, Cu, Ni, Fe, as in Example 1.
Alternatively, it is fixed with a metal bond 22 such as W, and the pores 2
3, and a coating layer 24 with a thickness of 2 μm is applied to the surface of the abrasive grains 21 by the CDV or PVD method. This coating layer 24 has a composition of TiN on the surface side of the abrasive grains 21, but has a gradient composition in which N gradually decreases toward the surface of the coating layer 24 and finally becomes Ti. In this case, since there is no boundary within the coating layer 23 as in Example 1, the coating layer becomes stronger than in Example 1. Therefore, in the case of this example, a porosity of 35% or more is possible.
【００２１】実施例２において、砥粒がダイヤモンドの
場合には、コーティング層２４の代りにＴｉＣをスター
トして徐々にＣを減少し、最後にはＴｉとなる傾斜組成
を有するコーティング層とするば、同様な効果が得られ
る。In Example 2, when the abrasive grains are diamond, the coating layer 24 may be replaced with TiC, gradually decreasing C, and finally forming a coating layer having a gradient composition of Ti. , a similar effect can be obtained.
【００２２】なお、実施例１，２において、ＣＶＤある
いはＰＶＤ法により砥粒にコーティングを施すには、処
理室内で砥粒を入れた受け皿を動かして砥粒を流動させ
ながらコーティングを行えばよいが、ＣＶＤ法の場合は
必ずしも砥粒を流動させなくてもガスが砥粒間に入り込
むので、ほぼ良好にコーティングされる。[0022] In Examples 1 and 2, in order to coat the abrasive grains by CVD or PVD, the coating may be carried out by moving the tray containing the abrasive grains in the processing chamber to make the abrasive grains flow. In the case of the CVD method, the gas enters between the abrasive grains without necessarily causing the abrasive grains to flow, so that a substantially good coating is achieved.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のメタルボ
ンド超砥粒砥石は、砥粒の保持力が高く、砥石内に気孔
を設けることができるので、ドレッシングなしで使用で
き、研削能率の向上及び自動化を実現できる。また、本
発明のメタルボンド超砥粒砥石は、製造の際の焼成中に
砥粒の目減りがなく、砥粒を無駄なく使用できるので、
従来より実質的に寿命が長くなり、砥石消耗費が低減す
るという効果も奏する。[Effects of the Invention] As explained above, the metal bonded superabrasive grinding wheel of the present invention has a high abrasive grain retention ability, and pores can be provided in the grinding wheel, so it can be used without dressing and improves grinding efficiency. Improvement and automation can be realized. In addition, the metal bond superabrasive grindstone of the present invention does not wear out the abrasive grains during firing during manufacturing, and the abrasive grains can be used without wasting them.
The service life is substantially longer than before, and the grindstone consumption cost is also reduced.
【図１】一実施例に係るメタルボンド超砥粒砥石の概念
図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a metal bond superabrasive grindstone according to one embodiment.
【図２】他の実施例に係るメタルボンド超砥粒砥石の概
念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a metal bond superabrasive grindstone according to another embodiment.
【図３】従来技術に係るメタルボンド超砥粒砥石を示す
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a metal bond superabrasive grindstone according to the prior art.
【図４】従来技術に係るメタルボンド超砥粒砥石を示す
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a metal bond superabrasive grindstone according to the prior art.
１１，１２ 砥粒 １２，２２ メタルボンド １３，２３ 気孔 １４ ＴｉＮ層 １５ Ｔｉ層 ２４ コーティング層 11,12 Abrasive grain 12, 22 Metal bond 13,23 Stomata 14 TiN layer 15 Ti layer 24 Coating layer
Claims (3)
超砥粒をメタルベースのボンドで固めたメタルボンド超
砥粒砥石であって、上記超砥粒にセラミックスからなる
コーティング層が施されていることを特徴とするメタル
ボンド超砥粒砥石。[Claim 1] A metal-bonded superabrasive grinding wheel in which superabrasive grains made of CBN or diamond are hardened with a metal-based bond, characterized in that the superabrasive grains are coated with a coating layer made of ceramics. Metal bond super abrasive grinding wheel.
超砥粒をメタルベースのボンドで固めたメタルボンド超
砥粒砥石であって、上記超砥粒に少なくとも最内層がセ
ラミックスからなるコーティング層が施されていること
を特徴とするメタルボンド超砥粒砥石。[Claim 2] A metal bonded superabrasive grinding wheel in which superabrasive grains made of CBN or diamond are solidified with a metal-based bond, wherein at least the innermost layer of the superabrasive grains is coated with a coating layer made of ceramics. A metal bond super abrasive grindstone characterized by:
スが窒化物又はほう化物であることを特徴とする超砥粒
砥石。3. The superabrasive grindstone according to claim 1 or 2, wherein the ceramic is a nitride or a boride.
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|---|---|---|---|
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| JPH04304968A true JPH04304968A (en) | 1992-10-28 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3051486B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110216596A (en) * | 2019-05-31 | 2019-09-10 | 郑州中岳机电设备有限公司 | A kind of sintered carbide tools for intermetallic composite coating |
| CN114290251A (en) * | 2022-01-25 | 2022-04-08 | 长沙市萨普新材料有限公司 | Fe-based cBN grinding wheel and preparation method thereof |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP3069904A patent/JP3051486B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110216596A (en) * | 2019-05-31 | 2019-09-10 | 郑州中岳机电设备有限公司 | A kind of sintered carbide tools for intermetallic composite coating |
| CN110216596B (en) * | 2019-05-31 | 2021-09-24 | 郑州中岳机电设备有限公司 | Superhard tool for metal processing |
| CN114290251A (en) * | 2022-01-25 | 2022-04-08 | 长沙市萨普新材料有限公司 | Fe-based cBN grinding wheel and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3051486B2 (en) | 2000-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000229 |