JPH05138537A - 電着砥石およびその製造方法 - Google Patents

電着砥石およびその製造方法

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JPH05138537A
JPH05138537A JP3297490A JP29749091A JPH05138537A JP H05138537 A JPH05138537 A JP H05138537A JP 3297490 A JP3297490 A JP 3297490A JP 29749091 A JP29749091 A JP 29749091A JP H05138537 A JPH05138537 A JP H05138537A
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plating phase
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超砥粒を保持する金属めっき相の表面にチッ
プポケットを形成し、切粉排出性を高める。 【構成】 台金1の砥粒層形成面に超砥粒2を金属めっ
き相10,11を介して単層状に固着させた電着砥石で
あって、金属めっき相10,11は、砥粒層形成面と直
交する方向から見た個々の超砥粒2の周縁部で超砥粒2
の平均粒径の50〜90%の平均肉厚D3を有し、かつ
隣接しあう超砥粒2の中間部分の平均肉厚D2は、好ま
しくは平均粒径の10%以上になる範囲において、周縁
部での平均肉厚D3よりも平均粒径の30%以上小さく
設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、台金に超砥粒を金属め
っき相で固定した電着砥石およびその製造方法に係わ
り、特に、金属めっき相の表面にチップポケットを形成
し、切粉排出性を高めるための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の電着砥石の一例を示す砥
粒層の断面拡大図である。図中符号1は各種形状の台金
であり、この台金1の砥粒層形成面1Aには、金属めっ
き相3を介して単層状に多数の超砥粒2が固着されてい
る。
【0003】金属めっき相3を形成するには、電解めっ
き法または無電解めっき法が使用される。電解めっき法
による場合には、砥粒層形成面1Aを除いてマスキング
を施した台金1を電解めっき液内に浸漬し、砥粒層形成
面1Aの少なくとも一部を上向きかつ水平に配置する。
そして、この水平面に超砥粒2を撒き、台金1を電源陰
極に接続するとともに、前記水平面と対向配置された陽
極との間で通電し、金属めっき相3を析出させて超砥粒
2を固定する。
【0004】この操作を、台金1を動かしながら砥粒層
形成面1Aの全周に亙って繰り返し、単層状の砥粒層を
均一に形成する。無電解めっきを使用する場合にも、め
っき液として無電解めっき液を使用し、陽極は使用しな
い点を除き、上記同様の操作を行なう。
【0005】なお、いずれの場合にも、金属めっき相3
の肉厚は通常、超砥粒2の平均粒径の30〜75%程度
に設定される。この肉厚が30%未満では十分な砥粒保
持力が得られず、超砥粒2が研削中に無駄に脱落して超
砥粒の使用効率が低下する。また75%より大では、金
属めっき相3からの超砥粒2の突出量が小さすぎ、被削
材への超砥粒2の食い込み量が不足して切れ味が著しく
低下するという問題が生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
電着砥石では、金属めっき相3の表面3Aが緻密かつ平
坦であるため、研削中に生じた切粉を、砥石の運動につ
れて研削部分から排出する効果(切粉排出性)が小さ
い。特に、超砥粒2が摩耗して金属めっき相3からの突
出量が小さくなると、超砥粒2が目詰まりして切れ味が
極端に低下して、研削抵抗が急激に増大し、その分、砥
石の使用寿命も短いという欠点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、まず本発明に係わる電着砥
石は、台金の砥粒層形成面に超砥粒を金属めっき相を介
して単層状に固着させ、前記金属めっき相は、前記砥粒
層形成面と直交する方向から見た個々の超砥粒の周縁部
で超砥粒の平均粒径の50〜90%の平均肉厚を有し、
かつ隣接しあう超砥粒の中間部分の平均肉厚は、前記周
縁部での平均肉厚よりも前記平均粒径の30%以上小さ
いことを特徴としている。
【0008】また、本発明の製造方法は、台金の砥粒層
形成面に多数の超砥粒を分散させるとともに、この砥粒
層形成面に、電解めっき法または無電解めっき法により
超砥粒の平均粒径の0.3〜20%の肉厚を有する下地
金属めっき相を形成して超砥粒を単層状に固着させ、さ
らにこの下地金属めっき相の表面および超砥粒の露出面
に表面触媒化処理を施した後、無電解めっき法を用いて
下地金属めっき相および超砥粒の表面に上地金属めっき
相を形成することを特徴としている。
【0009】
【作用】この電着砥石およびその製造方法によれば、隣
接する超砥粒の間で金属めっき相の表面に凹部が形成さ
れているため、この部分がチップポケットとなって砥石
の運動とともに切粉を研削部から排出し、高い切粉排出
性が得られる。したがって砥粒層が目詰まりしにくく、
砥石の稼動率および砥石寿命を延長することが可能であ
る。
【0010】また、砥粒層形成面と直交する方向から見
た個々の超砥粒の周縁部において金属めっき相が盛り上
がり、超砥粒を包み込んでいるため、金属めっき相の実
質的な肉厚が小さくても砥粒保持力が大きく、研削中の
砥粒破砕および砥粒脱落が少ない。さらに、超砥粒の研
削に直接関与する刃先以外の部分は全て上地金属めっき
相に包まれているので、刃先で発生した熱は、上地金属
めっき相を通じて速やかに台金に逃され、乾式研削等に
使用した場合にも超砥粒の過熱が防止でき、冷却性が良
好である。
【0011】
【実施例】図1ないし図3は、本発明に係わる電着砥石
の製造方法を示し、図中符号1は台金、2は超砥粒であ
る。
【0012】この方法ではまず、図1に示すように、砥
粒層形成面1Aを除く部分にマスキングを施した台金1
をめっき槽内にセットし、砥粒層形成面1Aに多数の超
砥粒2を分散させる。そして、この面1Aに、前述した
従来法と同様に、電解めっき法または無電解めっき法に
より下地金属めっき相10を析出させて、超砥粒2を単
層状に仮固定する。
【0013】下地金属めっき相10の材質としては、N
i,Co,Cu,Znなどが使用可能で、その肉厚D1は超砥
粒2の平均粒径の0.3〜20%、より好ましくは5〜
10%とされる。本発明者らの実験によれば、肉厚D1
が0.3%より薄いと超砥粒2を仮固定することができ
ない。また、20%より厚いと後述するチップポケット
の形成が不十分になり、目詰まり防止効果が低下する。
【0014】なお、隣接しあう超砥粒2同士の平均間隔
Wは、超砥粒2を台金1上に撒いて電着する方法を採っ
た場合、超砥粒2の平均粒径の0.7〜1.5倍程度の
範囲に収まる。
【0015】次に、下地金属めっき相10の表面10A
および超砥粒2の露出面に、次工程の無電解めっきによ
り金属の析出を促進するための表面触媒化処理を施す。
これは、Au,Pt,Pd,Ag 等の貴金属触媒核を付与する
ための処理で、例えばPdCl2等のような前記貴金属の塩
溶液に、マスキングを施したままの台金1を浸漬し、水
洗する。その際の処理溶液の濃度、温度、処理時間など
の条件は、従来無電解めっきを行なっていた場合と同様
でよい。
【0016】次いで、この台金1をNi,Cu 等の無電解
めっき液に浸漬し、表面触媒化処理を施した下地金属め
っき相10および超砥粒2の表面に、上地金属めっき相
11を析出させる。すると、この上地金属めっき相11
は、各超砥粒2と下地金属めっき相10との間の凹面と
なる部分で相対的に成長速度が大きいため、図2に示す
ように、裾野がなだらかな山形状に超砥粒2を包み込
み、各超砥粒2の中間の部分には凹部11Aが形成され
る。
【0017】個々の超砥粒2の周縁部において、上地金
属めっき相11と下地金属めっき相10を合わせた平均
肉厚D3は、超砥粒2の平均粒径の50〜90%、望ま
しくは60〜80%とされる。50%未満では十分な砥
粒保持力が得られず、90%より大では使用時に十分な
チップポケットの深さが確保できない。
【0018】また、超砥粒2の中間部分(凹部11A)
において、上地金属めっき相11と下地金属めっき相1
0とを合わせた肉厚D2は、好ましくは平均粒径の10
%以上になる範囲において、前記周縁部での平均肉厚D
3よりも平均粒径の30以上小さく設定されている。周
縁部での平均肉厚D3より30%以上小さくないと十分
なチップポケット形成効果が得られない。また、肉厚D
2が平均粒径の10%未満になると、砥粒保持力が小さ
く、使用に堪えないおそれを有する。
【0019】無電解めっきが終了したら、台金1をめっ
き槽から取り出して水洗し、マスキングを除去した後、
必要に応じて一般砥石等によるドレッシングを施し、図
3に示すように超砥粒2の頂点部分2Aの上地金属めっ
き相11を除去して使用に供する。
【0020】上記の製造方法で得られる電着砥石によれ
ば、隣接する超砥粒2の中間に凹部11Aがそれぞれ形
成されているから、これら凹部11Aがチップポケット
として作用し、研削によって生じた切粉を砥石の運動と
ともに排出し、切粉排出性を高めて砥粒層の目詰まりが
生じにくい。したがって、ドレッシングの回数が少なく
て済み、砥石寿命を延長することができる。
【0021】また、砥粒層形成面と直交する方向から見
た個々の超砥粒2の周縁部において上地金属めっき相1
1が盛り上がり、超砥粒2を包み込んでいるため、全体
としての金属めっき相(10+11)の肉厚が小さくて
も砥粒保持力が大きく、砥粒脱落が少ない。また、研削
時には超砥粒2の刃先2Aのみが露出し、それ以外の部
分は全て上地金属めっき相11に包まれているので、刃
先2Aで発生した熱は速やかに上地金属めっき相11を
通じて台金1に逃され、熱の放散性が良好である。した
がって、例えば乾式研削に使用した場合にも超砥粒2の
過熱が防止でき、より厳しい研削条件を採用することが
可能である。
【0022】さらに、超砥粒2の表面にも表面触媒化処
理を施した後、無電解めっきを行なうので、上地金属め
っき相11と超砥粒2との単位面積当たりの接合強度が
電解めっき法で超砥粒を直接固定した場合よりも高く、
この点からも砥粒保持力の向上が図れる。
【0023】なお、本発明に使用する台金は、ホイール
型、カップ型、ブロック型、総型砥石用など、いかなる
形状のものでもよいし、超砥粒の平均砥粒等も限定され
ない。
【0024】
【実験例】次に、実験例を挙げて本発明の効果を実証す
る。直径150mm、外周面幅6mmのホイール型台金
の外周面に、前述のように各種粒径のダイヤモンド砥粒
を電解めっき法を用いて下地金属めっき相で固着した。
【0025】次に、この台金を濃度200mg/l、温
度30℃の塩化パラジウム水溶液に浸漬し、その表面に
触媒化処理を施した。これを水洗した後、台金をNi無
電解めっき液に浸漬し、上地金属めっき相を形成した。
【0026】一方、比較例として、前記と全く同じ台金
に電解めっき法により各実施例と同じダイヤモンド砥粒
を固着してそれぞれ電着砥石を製造したもの(比較例
1,2−1,3−1,4−1)、および各実施例と製造
方法が同じであるがD2とD3の差が20%であるもの
(比較例2−2,3−2,4−2)を作成した。
【0027】次いで、上記各砥石を平面研削盤にセット
し、FRP試験片の乾式研削試験を行なった。試験片と
しては長さ100mm×幅30mmのグラスファイバ複
合エポキシ樹脂を用い、切り込み量は超砥粒の平均粒径
に応じて変更した。送り速度は全て20m/分に統一し
た。
【0028】そして、研削抵抗が増して平面研削盤の主
軸駆動に要する電流量が10Aに達するまで上記研削を
繰り返し、本発明品および比較例の砥石による研削全長
の比を求めた。
【0029】各砥石の肉厚D1,D2,D3および研削
結果を表1に示す。D1〜D3は使用した超砥粒の平均
粒径に対する百分率で示した。また、「研削長比」とあ
るのは、各実施例による研削長と、その実施例に対応す
る各比較例による研削長との比を示している。
【0030】
【表1】
【0031】表1から明らかなように、本発明品では良
好な目詰まり防止効果が得られ、比較例に比して格段に
長い寿命を有していた。また、本発明の目詰まり防止効
果は特に超砥粒の粒径が大きい場合に顕著であり、それ
に対して比較例はいずれも目詰まりが激しかった。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる電
着砥石およびその製造方法によれば、隣接する超砥粒の
間で金属めっき相の表面に凹部が形成されるため、この
部分がチップポケットとなって砥石の運動とともに切粉
を研削部から排出し、高い切粉排出性が得られる。した
がって砥粒層が目詰まりしにくく、ドレッシング頻度を
低減して、砥石の稼動率および砥石寿命を延長すること
が可能である。
【0033】また、砥粒層形成面と直交する方向から見
た個々の超砥粒の周縁部において金属めっき相が盛り上
がり、超砥粒を包み込んでいるため、金属めっき相の実
質的な肉厚が小さくても砥粒保持力が大きく、研削中の
砥粒脱落が少ない。さらに、超砥粒の研削に直接関与す
る刃先以外の部分は全て上地金属めっき相に包まれてい
るので、刃先で発生した熱は、上地金属めっき相を通じ
て速やかに台金に逃され、乾式研削等に使用した場合に
も超砥粒の過熱が生じにくいという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる電着砥石の製造方法を示す砥粒
層の断面拡大図である。
【図2】本発明に係わる電着砥石の製造方法を示す砥粒
層の断面拡大図である。
【図3】本発明に係わる電着砥石の製造方法を示す砥粒
層の断面拡大図である。
【図4】従来の電着砥石の砥粒層の断面拡大図である。
【符号の説明】
1 台金 1A 砥粒層形成面 2 超砥粒 10 下地金属めっき相 11 上地金属めっき相 D1 下地金属めっき相の肉厚 D2 超砥粒同士の中間部での金属めっき相全体の肉厚 D3 超砥粒の周縁部での金属めっき相全体の肉厚

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 台金の砥粒層形成面に超砥粒を金属めっ
    き相を介して単層状に固着させた電着砥石であって、前
    記金属めっき相は、前記砥粒層形成面と直交する方向か
    ら見た個々の超砥粒の周縁部で超砥粒の平均粒径の50
    〜90%の平均肉厚を有し、かつ隣接しあう超砥粒の中
    間部分の平均肉厚は、前記周縁部での平均肉厚より前記
    平均粒径の30%以上小さいことを特徴とする電着砥
    石。
  2. 【請求項2】 台金の砥粒層形成面に多数の超砥粒を分
    散させるとともに、この砥粒層形成面に、電解めっき法
    または無電解めっき法により超砥粒の平均粒径の0.3
    〜20%の肉厚を有する下地金属めっき相を形成して超
    砥粒を単層状に固着させ、さらにこの下地金属めっき相
    の表面および超砥粒の露出面に表面触媒化処理を施した
    後、無電解めっき法を用いて下地金属めっき相および超
    砥粒の表面に上地金属めっき相を形成することを特徴と
    する電着砥石の製造方法。
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