JPH06304870A - 研削材及び該研削材を用いた機械加工方法 - Google Patents
研削材及び該研削材を用いた機械加工方法Info
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- JPH06304870A JPH06304870A JP2511494A JP2511494A JPH06304870A JP H06304870 A JPH06304870 A JP H06304870A JP 2511494 A JP2511494 A JP 2511494A JP 2511494 A JP2511494 A JP 2511494A JP H06304870 A JPH06304870 A JP H06304870A
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- film
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易に製造でき、かつ従来の砥石よりも優れ
た特性を有する研削材を提供することを目的とする。
又、該研削材を用いて連続して長期間研削し続けること
ができる機械加工方法を提供することを目的とする。 【構成】 微細な粒子の集合体からなり、気孔を有する
セラミックス皮膜を金属基材上に形成したことを特徴と
する研削材、及び金属基材上に微細な粒子の集合体から
なり、気孔を有するセラミックス皮膜が形成されている
研削材を用いた機械加工方法において、該機械加工中に
金属基材から脱落したセラミックス皮膜を、火花放電処
理により該金属基材上に補修しながら研削加工すること
を特徴とする機械加工方法。
た特性を有する研削材を提供することを目的とする。
又、該研削材を用いて連続して長期間研削し続けること
ができる機械加工方法を提供することを目的とする。 【構成】 微細な粒子の集合体からなり、気孔を有する
セラミックス皮膜を金属基材上に形成したことを特徴と
する研削材、及び金属基材上に微細な粒子の集合体から
なり、気孔を有するセラミックス皮膜が形成されている
研削材を用いた機械加工方法において、該機械加工中に
金属基材から脱落したセラミックス皮膜を、火花放電処
理により該金属基材上に補修しながら研削加工すること
を特徴とする機械加工方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属、ガラス、セラミ
ックス、半導体等の研削や切断等（本発明では、これら
を研削と指称する）に利用する研削砥材及び該研削材を
用いた機械加工方法に関するものである。
ックス、半導体等の研削や切断等（本発明では、これら
を研削と指称する）に利用する研削砥材及び該研削材を
用いた機械加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から使用されている砥石としては、
アルミナ、炭化ケイ素等の砥粒と砥粒を結合剤で結びつ
けたものが大勢を占めている。このうち、例えば、ビト
リファイド結合剤を用いる砥石では、長石や粘土のよう
な無機物を砥粒と混合成形し、１３００℃ぐらいの高温
で焼き固めて製造されている。その他に、結合剤とし
て、低温（６００〜１０００℃）で焼成可能なケイ酸ソ
ーダや樹脂を使用したもの、銅やニッケルといった金属
を用いたもの（メタルボンド砥石）等がある。このよう
に有機や無機の結合剤で砥粒を焼き固めて固定する一般
的砥石（従来の砥石）のうち、無機結合剤を用いたもの
では５００℃以上の高温が必要であり、有機結合剤を用
いたものでは結合力が弱く、高速の研削は困難といった
問題点がある。さらに、この種の砥石では、微細な砥粒
の固定は困難であり、結合剤と砥粒との均質な混合が困
難で、しかも、砥粒間からの脱気が充分に行なえないた
めに均質な微粒砥石の作成は困難であった。又、メタル
ボンド砥石では、従来の砥石と同様な問題に加えて、結
合が強すぎることや基材との密着力が不充分である等の
問題があった。一方、電解により砥石を作成する方法と
しては、めっきにより析出した金属を結合材とする電着
法や電気泳動により形成する方法等が知られている。こ
のうち、近頃、電気泳動により砥粒を固定する方法が試
みられているが、この方法により得られた砥石は微細な
粒子から成り立ち、精密微細な研削には適しているもの
の強度が弱く、高速な研削は困難であるとの問題があ
り、さらに、大型の砥石を形成しにくく、製造に時間を
要する等の問題もあり実用化には至っていないのが現状
である。
アルミナ、炭化ケイ素等の砥粒と砥粒を結合剤で結びつ
けたものが大勢を占めている。このうち、例えば、ビト
リファイド結合剤を用いる砥石では、長石や粘土のよう
な無機物を砥粒と混合成形し、１３００℃ぐらいの高温
で焼き固めて製造されている。その他に、結合剤とし
て、低温（６００〜１０００℃）で焼成可能なケイ酸ソ
ーダや樹脂を使用したもの、銅やニッケルといった金属
を用いたもの（メタルボンド砥石）等がある。このよう
に有機や無機の結合剤で砥粒を焼き固めて固定する一般
的砥石（従来の砥石）のうち、無機結合剤を用いたもの
では５００℃以上の高温が必要であり、有機結合剤を用
いたものでは結合力が弱く、高速の研削は困難といった
問題点がある。さらに、この種の砥石では、微細な砥粒
の固定は困難であり、結合剤と砥粒との均質な混合が困
難で、しかも、砥粒間からの脱気が充分に行なえないた
めに均質な微粒砥石の作成は困難であった。又、メタル
ボンド砥石では、従来の砥石と同様な問題に加えて、結
合が強すぎることや基材との密着力が不充分である等の
問題があった。一方、電解により砥石を作成する方法と
しては、めっきにより析出した金属を結合材とする電着
法や電気泳動により形成する方法等が知られている。こ
のうち、近頃、電気泳動により砥粒を固定する方法が試
みられているが、この方法により得られた砥石は微細な
粒子から成り立ち、精密微細な研削には適しているもの
の強度が弱く、高速な研削は困難であるとの問題があ
り、さらに、大型の砥石を形成しにくく、製造に時間を
要する等の問題もあり実用化には至っていないのが現状
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡易に製造
でき、かつ従来の砥石よりも優れた特性を有する研削材
を提供することを目的とする。本発明は、又、該研削材
を用いて連続して長期間研削し続けることができる機械
加工方法を提供することを目的とする。
でき、かつ従来の砥石よりも優れた特性を有する研削材
を提供することを目的とする。本発明は、又、該研削材
を用いて連続して長期間研削し続けることができる機械
加工方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、微細な粒子の
集合体からなり、気孔を有するセラミックス皮膜を金属
基体上に形成すれば上記課題を効率よく解決でき、かつ
該セラミックス皮膜を陽極火花放電法により形成すると
機械加工中に金属基材から脱落したセラミックス皮膜を
補填しながら機械加工を行うことができるとの知見に基
づいてなされたものである。すなわち、本発明は、微細
な粒子の集合体からなり、気孔を有するセラミックス皮
膜を金属基材上に形成したことを特徴とする研削材を提
供する。本発明は、又、金属基材上に微細な粒子の集合
体からなり、気孔を有するセラミックス皮膜が形成され
ている研削材を用いた機械加工方法において、該機械加
工中に金属基材から脱落したセラミックス皮膜を、火花
放電処理により該金属基材上に補修しながら研削加工す
ることを特徴とする機械加工方法を提供する。
集合体からなり、気孔を有するセラミックス皮膜を金属
基体上に形成すれば上記課題を効率よく解決でき、かつ
該セラミックス皮膜を陽極火花放電法により形成すると
機械加工中に金属基材から脱落したセラミックス皮膜を
補填しながら機械加工を行うことができるとの知見に基
づいてなされたものである。すなわち、本発明は、微細
な粒子の集合体からなり、気孔を有するセラミックス皮
膜を金属基材上に形成したことを特徴とする研削材を提
供する。本発明は、又、金属基材上に微細な粒子の集合
体からなり、気孔を有するセラミックス皮膜が形成され
ている研削材を用いた機械加工方法において、該機械加
工中に金属基材から脱落したセラミックス皮膜を、火花
放電処理により該金属基材上に補修しながら研削加工す
ることを特徴とする機械加工方法を提供する。
【０００５】本発明において、セラミックス皮膜を形成
する金属基材としては、アルミニウム、チタン、ジルコ
ニウム、マグネシウムとその合金などが使用できる。さ
らに、これら金属をステンレス、鋼等の表面にめっきや
クラッド等により形成した材料を用いてもよい。金属基
材の形状は板状（フィルム状を含む）、ブロック状等任
意の形とすることができる。このうち、板状とする場合
には、金属基材の厚みは任意であるが、0.03〜５mm程度
のものがよい。このような金属基材上に、種々の陽極酸
化法、溶射法等により微細な粒子の集合体からなり、気
孔を有するセラミックス皮膜を形成することができる。
セラミックス皮膜の厚みは使用目的に応じて適宜決定で
きるが、0.5 〜100 μm 程度とするのがよい。又、セラ
ミックス皮膜中の気孔の大きさは、砥粒間からの脱気が
充分に行なえる程度の大きさであればよく、直径 0.1〜
20 μm の大きさが例示さる。本発明のセラミックス皮
膜を形成する方法としては、上記方法中、特に陽極火花
放電法が好ましく、この方法によれば、微細な粒子の集
合体からなり適度な気孔と粗度を持つセラミックス皮膜
を金属上に高い密着力で形成できる。金属基材上に形成
した火花放電皮膜は可とう性に富むため、金属の延展性
とあいまって被削材とのなじみ性が良好になり、より微
細な砥削が可能となる一方、適度な気孔や粗度を持つ皮
膜が形成されるため被削材のキリコによる目づまりが少
なく、研削に使用するセラミックス膜の脱落による二次
砥粒が微細になるため均一、均質に平滑化可能な砥削を
行なうことができる。
する金属基材としては、アルミニウム、チタン、ジルコ
ニウム、マグネシウムとその合金などが使用できる。さ
らに、これら金属をステンレス、鋼等の表面にめっきや
クラッド等により形成した材料を用いてもよい。金属基
材の形状は板状（フィルム状を含む）、ブロック状等任
意の形とすることができる。このうち、板状とする場合
には、金属基材の厚みは任意であるが、0.03〜５mm程度
のものがよい。このような金属基材上に、種々の陽極酸
化法、溶射法等により微細な粒子の集合体からなり、気
孔を有するセラミックス皮膜を形成することができる。
セラミックス皮膜の厚みは使用目的に応じて適宜決定で
きるが、0.5 〜100 μm 程度とするのがよい。又、セラ
ミックス皮膜中の気孔の大きさは、砥粒間からの脱気が
充分に行なえる程度の大きさであればよく、直径 0.1〜
20 μm の大きさが例示さる。本発明のセラミックス皮
膜を形成する方法としては、上記方法中、特に陽極火花
放電法が好ましく、この方法によれば、微細な粒子の集
合体からなり適度な気孔と粗度を持つセラミックス皮膜
を金属上に高い密着力で形成できる。金属基材上に形成
した火花放電皮膜は可とう性に富むため、金属の延展性
とあいまって被削材とのなじみ性が良好になり、より微
細な砥削が可能となる一方、適度な気孔や粗度を持つ皮
膜が形成されるため被削材のキリコによる目づまりが少
なく、研削に使用するセラミックス膜の脱落による二次
砥粒が微細になるため均一、均質に平滑化可能な砥削を
行なうことができる。
【０００６】この陽極火花放電法によるセラミックス皮
膜の形成方法及び組成は、例えば特公昭58−17298 号公
報及び特開平３−94077 号公報に記載のものを用いるこ
とができる。より具体的には、セラミックス皮膜を形成
させる陽極火花放電法としては、水溶性若しくはコロイ
ド状ケイ酸塩及び／又は酸素酸塩を含有する水溶液ない
し、それらにセラミックス微粒子を懸濁させた電解浴中
にアルミニウム箔などの金属基材を浸して陽極火花放電
を行なう方法が好ましい。ここで、ケイ酸塩としては、
一般式 M2O・nSiO2 （Ｍはアルカリ金属を示しｎは0.５
乃至１００の整数を示す）で表わされる種々の水溶性の
もの、例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケ
イ酸リチウムと、水分散性のものとしてはコロイダルシ
リカ等を挙げることができる。又、酸素酸塩としては、
タングステン酸、錫酸塩、モリブデン酸、ホウ酸塩、ア
ルミン酸塩、リン酸塩等などの一種又は二種以上の混合
物があげられる。本発明では、上記ケイ酸塩又は酸素酸
塩単独で、若しくは２種以上の混合物として、又は両者
の混合物として用いることができる。
膜の形成方法及び組成は、例えば特公昭58−17298 号公
報及び特開平３−94077 号公報に記載のものを用いるこ
とができる。より具体的には、セラミックス皮膜を形成
させる陽極火花放電法としては、水溶性若しくはコロイ
ド状ケイ酸塩及び／又は酸素酸塩を含有する水溶液ない
し、それらにセラミックス微粒子を懸濁させた電解浴中
にアルミニウム箔などの金属基材を浸して陽極火花放電
を行なう方法が好ましい。ここで、ケイ酸塩としては、
一般式 M2O・nSiO2 （Ｍはアルカリ金属を示しｎは0.５
乃至１００の整数を示す）で表わされる種々の水溶性の
もの、例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケ
イ酸リチウムと、水分散性のものとしてはコロイダルシ
リカ等を挙げることができる。又、酸素酸塩としては、
タングステン酸、錫酸塩、モリブデン酸、ホウ酸塩、ア
ルミン酸塩、リン酸塩等などの一種又は二種以上の混合
物があげられる。本発明では、上記ケイ酸塩又は酸素酸
塩単独で、若しくは２種以上の混合物として、又は両者
の混合物として用いることができる。
【０００７】さらに、電解浴に不溶性で分散可能な種々
のセラミックス微粒子を懸濁させてもよい。例えば、Al
2O3 、Al(OH)3 、SiO2、3Al2O3・2SiO2 、TiO2 安定化したジルコニア、安定化ジルコニア、Cr2O3 等の
酸化物系セラミックスSiC、TiC 、TiN 、TiB 、ZrB 、B
N、WC、WSi2、MoSi2 等の非酸化物系セラミクスをあげ
ることが出来る。尚、これらは単独で、又は２種以上の
混合物を用いることができる（特願平１−228639号及び
同２−54827 号）。これらのうち、特に、浴種として
は、ケイ酸塩を含むものや、さらにセラミックス微粒子
を懸濁させたもの、又は酸素酸塩にセラミックス微粒子
を懸濁させたものを用いるのがよい。電解浴に用いる水
溶液中の水溶性若しくはコロイド状ケイ酸塩及び／又は
酸素酸塩の濃度は５ｇ／ｌ以上が好ましく、２５〜２０
０ｇ／ｌが好適である。特に酸素酸塩では飽和に近い濃
度とすると皮膜形成速度が最も上昇するが、濃度上昇と
ともに形成された皮膜が不均一となる現象も発生しやす
くなるので上記濃度とするのがよい。尚、水溶液のpHは
任意であるが、３〜１3.５とするのがよい。通常これら
の金属基材に火花放電皮膜を形成する場合、特に前処理
を行なわなくともよいが、脱脂、エッチング、酸洗等に
より充分に清浄化しておくのが望ましい。陽極には、
鉄、ステンレス、ニッケル等不溶性電極を用いる。火花
放電を行う際の浴温は、５〜９０℃とするのが好まし
く、１５〜６０℃がより好ましい。低温では火花放電に
よる皮膜の形成速度がおそくなり、一方高温では、形成
された皮膜が不均一となりやすいからである。電流密度
は0.２〜２０Ａ／dm2 で行なうのがよく、好ましくは１
〜５Ａ／dm2 である。
のセラミックス微粒子を懸濁させてもよい。例えば、Al
2O3 、Al(OH)3 、SiO2、3Al2O3・2SiO2 、TiO2 安定化したジルコニア、安定化ジルコニア、Cr2O3 等の
酸化物系セラミックスSiC、TiC 、TiN 、TiB 、ZrB 、B
N、WC、WSi2、MoSi2 等の非酸化物系セラミクスをあげ
ることが出来る。尚、これらは単独で、又は２種以上の
混合物を用いることができる（特願平１−228639号及び
同２−54827 号）。これらのうち、特に、浴種として
は、ケイ酸塩を含むものや、さらにセラミックス微粒子
を懸濁させたもの、又は酸素酸塩にセラミックス微粒子
を懸濁させたものを用いるのがよい。電解浴に用いる水
溶液中の水溶性若しくはコロイド状ケイ酸塩及び／又は
酸素酸塩の濃度は５ｇ／ｌ以上が好ましく、２５〜２０
０ｇ／ｌが好適である。特に酸素酸塩では飽和に近い濃
度とすると皮膜形成速度が最も上昇するが、濃度上昇と
ともに形成された皮膜が不均一となる現象も発生しやす
くなるので上記濃度とするのがよい。尚、水溶液のpHは
任意であるが、３〜１3.５とするのがよい。通常これら
の金属基材に火花放電皮膜を形成する場合、特に前処理
を行なわなくともよいが、脱脂、エッチング、酸洗等に
より充分に清浄化しておくのが望ましい。陽極には、
鉄、ステンレス、ニッケル等不溶性電極を用いる。火花
放電を行う際の浴温は、５〜９０℃とするのが好まし
く、１５〜６０℃がより好ましい。低温では火花放電に
よる皮膜の形成速度がおそくなり、一方高温では、形成
された皮膜が不均一となりやすいからである。電流密度
は0.２〜２０Ａ／dm2 で行なうのがよく、好ましくは１
〜５Ａ／dm2 である。
【０００８】本発明により金属基材上に、微細な粒子の
集合体からなり、気孔を有するセラミックス皮膜を形成
した研削材は、金属やガラス等を高速で研削可能でしか
も平滑化可能な研削材料である。本発明の研削材料を用
いる研削方法としては、潤滑材を用いない乾式法と、潤
滑材として油や水等を用いる湿式法があるが、湿式法が
より好適である。研削圧力としては、５〜２００ｋＰａ
がよく、研削スピード（非削材と研削材の相対スピー
ド）としては、0.２〜８ｍ／ｓがよく、研削時間は５秒
〜６０分がよい。本発明では、金属基材上に形成したセ
ラミックス皮膜上にさらに硬質のセラミックスないし金
属の研削特性を有する皮膜を形成することができ、これ
によればさらに研削速度が向上する。これらの皮膜を形
成する方法としては、気相を用いる方法では、ＰＶＤ(P
hysical Vaper Deposition) 法やＣＶＤ（Chemical Vap
er Deposition)法をあげることができ、液相を用いる方
法では無電解めっき法をあげることができる。特に粗面
内部凹部や気孔内にも均一に硬質なセラミックや金属の
皮膜を形成できるＣＶＤ法が好適である。特に硬度の高
い均一なダイヤモンド、BN、SiC 、TiC 、TiN 、Si3N4
等の薄を形成できる特願平４−239578号公報に記載され
ているようなＣＶＤ法によるセラミックス膜が好まし
い。このような硬質の皮膜は、任意の厚みとすることが
できるが、0.1 〜５μ程度とするのがよい。本発明にお
いて、微細な粒子の集合体からなり、気孔を有するセラ
ミックス皮膜を金属基材上に形成するのに陽極火花放電
法を用いると、砥削作業により脱落する皮膜を該砥削作
業中にも火花放電処理を行なって皮膜を常に補修（補
足）する連続的な作業が可能となる。
集合体からなり、気孔を有するセラミックス皮膜を形成
した研削材は、金属やガラス等を高速で研削可能でしか
も平滑化可能な研削材料である。本発明の研削材料を用
いる研削方法としては、潤滑材を用いない乾式法と、潤
滑材として油や水等を用いる湿式法があるが、湿式法が
より好適である。研削圧力としては、５〜２００ｋＰａ
がよく、研削スピード（非削材と研削材の相対スピー
ド）としては、0.２〜８ｍ／ｓがよく、研削時間は５秒
〜６０分がよい。本発明では、金属基材上に形成したセ
ラミックス皮膜上にさらに硬質のセラミックスないし金
属の研削特性を有する皮膜を形成することができ、これ
によればさらに研削速度が向上する。これらの皮膜を形
成する方法としては、気相を用いる方法では、ＰＶＤ(P
hysical Vaper Deposition) 法やＣＶＤ（Chemical Vap
er Deposition)法をあげることができ、液相を用いる方
法では無電解めっき法をあげることができる。特に粗面
内部凹部や気孔内にも均一に硬質なセラミックや金属の
皮膜を形成できるＣＶＤ法が好適である。特に硬度の高
い均一なダイヤモンド、BN、SiC 、TiC 、TiN 、Si3N4
等の薄を形成できる特願平４−239578号公報に記載され
ているようなＣＶＤ法によるセラミックス膜が好まし
い。このような硬質の皮膜は、任意の厚みとすることが
できるが、0.1 〜５μ程度とするのがよい。本発明にお
いて、微細な粒子の集合体からなり、気孔を有するセラ
ミックス皮膜を金属基材上に形成するのに陽極火花放電
法を用いると、砥削作業により脱落する皮膜を該砥削作
業中にも火花放電処理を行なって皮膜を常に補修（補
足）する連続的な作業が可能となる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、高速で研削でき、しか
も従来の砥石よりも優れた特性を有する研削材を提供す
ることができる。又、該研削材を用いて連続して長期間
研削し続けることができる機械加工方法を提供すること
ができる。つまり、本発明によりセラミックス皮膜を柔
軟性に富む金属の箔やテープ上に形成すれば、自由に変
形や接着できる砥削箔やテープとすることができる。
又、ＪＩＳ Ｒ６２１１“研削といしの形状及び寸法”
に規定されるような様々な形状の金属基材にセラミック
ス皮膜を形成し、研削砥石として使用することもでき、
従来の砥石よりも幅広い応用が期待される。次に、本発
明を実施例により説明する。
も従来の砥石よりも優れた特性を有する研削材を提供す
ることができる。又、該研削材を用いて連続して長期間
研削し続けることができる機械加工方法を提供すること
ができる。つまり、本発明によりセラミックス皮膜を柔
軟性に富む金属の箔やテープ上に形成すれば、自由に変
形や接着できる砥削箔やテープとすることができる。
又、ＪＩＳ Ｒ６２１１“研削といしの形状及び寸法”
に規定されるような様々な形状の金属基材にセラミック
ス皮膜を形成し、研削砥石として使用することもでき、
従来の砥石よりも幅広い応用が期待される。次に、本発
明を実施例により説明する。
【００１０】
実施例１ K2O ・nSiO2 ２００ｇ／ｌを含有する電解質溶液中で、
常法により脱脂、エチング、活性化した幅１０mm、厚さ
５０μm のアルミテープ上を陽極とし、ステンレス板を
陰極として、１Ａ／dm2 、８分間火花放電を行ない、１
５μm のセラミックス皮膜が形成されたアルミ研削テー
プを作成した。このテープを図１に示す装置を用いて評
価した。すなわち、両面粘着テープを用いて研削テープ
を下部金属ホイールに接着し、下側から試料（被削材）
の基板に所定の圧力で押し付け、この基板を左右に運動
させ、しかも、一往復毎にホイールを0.9 度回転させ基
板の研削量、研削部の表面状態等を評価した。鋼板ＳＰ
ＣＣ材の基板を下記のような条件で研削したところ高速
で研削でき、表面の平滑性も向上した。結果を表１に示
す。研削条件 荷重 ２Ｋｇ重 研削速度 ４０ds/min. 往復運動平均速度 ４０mm/sec. 往復運動回数 ４００回
常法により脱脂、エチング、活性化した幅１０mm、厚さ
５０μm のアルミテープ上を陽極とし、ステンレス板を
陰極として、１Ａ／dm2 、８分間火花放電を行ない、１
５μm のセラミックス皮膜が形成されたアルミ研削テー
プを作成した。このテープを図１に示す装置を用いて評
価した。すなわち、両面粘着テープを用いて研削テープ
を下部金属ホイールに接着し、下側から試料（被削材）
の基板に所定の圧力で押し付け、この基板を左右に運動
させ、しかも、一往復毎にホイールを0.9 度回転させ基
板の研削量、研削部の表面状態等を評価した。鋼板ＳＰ
ＣＣ材の基板を下記のような条件で研削したところ高速
で研削でき、表面の平滑性も向上した。結果を表１に示
す。研削条件 荷重 ２Ｋｇ重 研削速度 ４０ds/min. 往復運動平均速度 ４０mm/sec. 往復運動回数 ４００回
【００１１】実施例２ 実施例１と同様な方法でセラミックス膜を形成したアル
ミ研削テープを用い、被削材をガラスとして実施例１と
同様な方法及び条件で研削を行なった。 実施例３ 実施例１と同様な方法でセラミックス膜を形成したアル
ミ研削テープを用い、被削材をケイ素基板として実施例
１と同様な方法及び条件で研削を行なった。 実施例４ 実施例１と同様に清浄化したアルミテープを陽極とし、
ステンレスを陰極として、Na4P2O7 ・10H2O ７０ｇ／ｌ
の水溶液にAl2O3 微粒子（昭和電工（商品名、低ソーダ
アルミナＡＬ−４５Ａ、平均粒子径1.1 μm ）２０ｇ／
ｌを懸濁させた液温５０℃の溶液中で３Ａ／dm2 の電流
密度で２０分間通電し、２３μm のセラミックス皮膜を
形成した。このテープを用い、実施例１と同様な方法及
び条件で研削を行なった。
ミ研削テープを用い、被削材をガラスとして実施例１と
同様な方法及び条件で研削を行なった。 実施例３ 実施例１と同様な方法でセラミックス膜を形成したアル
ミ研削テープを用い、被削材をケイ素基板として実施例
１と同様な方法及び条件で研削を行なった。 実施例４ 実施例１と同様に清浄化したアルミテープを陽極とし、
ステンレスを陰極として、Na4P2O7 ・10H2O ７０ｇ／ｌ
の水溶液にAl2O3 微粒子（昭和電工（商品名、低ソーダ
アルミナＡＬ−４５Ａ、平均粒子径1.1 μm ）２０ｇ／
ｌを懸濁させた液温５０℃の溶液中で３Ａ／dm2 の電流
密度で２０分間通電し、２３μm のセラミックス皮膜を
形成した。このテープを用い、実施例１と同様な方法及
び条件で研削を行なった。
【００１２】実施例５ 実施例１でセラミックス皮膜を形成したテープを用い、
陰極としての圧力勾配型プラズマ発生装置とケイ素を置
いた陽極およびプラズマを任意の形状に変形できる磁場
手段を有する図２に示したアーク放電プラズマＣＶＤ装
置により以下のように窒化ケイ素膜を形成した。先ず、
真空槽６を１×１０-6Torrまで減圧し、その後、複合電
極にArガスを３０sccmの流量で導入し、プラズマ発生複
合陰極と陽極間に５０Ｖで５０Ａ通電してプラズマを生
起させた。その後、皮膜形成用ガスとしてシランガス
を、反応ガスとして窒素を用い、シランガスは２０scc
m、窒素は２００sccmの流量でＣＶＤ装置に導入した。
基体は上部の回転機構により水平に回転させた。１時間
連続して形成し、1.８μm の窒化ケイ素膜を上層として
火花放電膜を下層とする研削テープを完成させた。この
テープを用い、実施例１と同様な方法及び条件で研削を
行なった。上記実施例１〜５の結果を表１に示すが、高
速で研削でき、しかも研削後のＲa 値も減少しており、
ここに述べたアルミ上のセラミックス皮膜は充分な使用
可能な研削用砥材であることがわかる。
陰極としての圧力勾配型プラズマ発生装置とケイ素を置
いた陽極およびプラズマを任意の形状に変形できる磁場
手段を有する図２に示したアーク放電プラズマＣＶＤ装
置により以下のように窒化ケイ素膜を形成した。先ず、
真空槽６を１×１０-6Torrまで減圧し、その後、複合電
極にArガスを３０sccmの流量で導入し、プラズマ発生複
合陰極と陽極間に５０Ｖで５０Ａ通電してプラズマを生
起させた。その後、皮膜形成用ガスとしてシランガス
を、反応ガスとして窒素を用い、シランガスは２０scc
m、窒素は２００sccmの流量でＣＶＤ装置に導入した。
基体は上部の回転機構により水平に回転させた。１時間
連続して形成し、1.８μm の窒化ケイ素膜を上層として
火花放電膜を下層とする研削テープを完成させた。この
テープを用い、実施例１と同様な方法及び条件で研削を
行なった。上記実施例１〜５の結果を表１に示すが、高
速で研削でき、しかも研削後のＲa 値も減少しており、
ここに述べたアルミ上のセラミックス皮膜は充分な使用
可能な研削用砥材であることがわかる。
【００１３】
【表１】 表 １ 電解質と濃度 分散微 上層 被削材 研削量 表面粗さRa（μm) 粒子 硬質膜 (mg) 研削前 研削後 実施例１ K2O ・nSiO2 − − SPCC 26.0 1.30 0.66 200 g/l 鋼板 実施例２ K2O ・nSiO2 − − ガラス 0.8 0.96 0.70 200 g/l 実施例３ K2O ・nSiO2 − − ケイ素 0.5 0.97 0.78 200 g/l 基板 実施例４ ピロリン酸Na. Al2O3. − ガラス 5.3 0.93 0.6 70 g/l 20g/l 実施例５ K2O ・nSiO2 − Si3N4 ガラス 11.9 0.91 0.4 200 g/l
【００１４】実施例６ 図１に示した金属ホイールをアルミニウム製とし、あら
かじめ実施例１と同様なセラミック皮膜を形成した。そ
の下部を実施例１に用いたと同様な液に浸漬し、陰極に
ステンレスを用い、金属ホイールを陽極とし電解を行な
いながら、実施例１と同様に研削を行なった。電解を行
なわずに研削を行なった場合には、往復回数８００回以
上で研削量が減少したが、電解を継続しながら研削した
場合には１２００回を超えても研削量に変化は見られな
かった。
かじめ実施例１と同様なセラミック皮膜を形成した。そ
の下部を実施例１に用いたと同様な液に浸漬し、陰極に
ステンレスを用い、金属ホイールを陽極とし電解を行な
いながら、実施例１と同様に研削を行なった。電解を行
なわずに研削を行なった場合には、往復回数８００回以
上で研削量が減少したが、電解を継続しながら研削した
場合には１２００回を超えても研削量に変化は見られな
かった。
【００１５】実施例７ K2O ・nSiO2 を２００g/l 含有する電解質溶液中で、常
法により脱脂、エッチング、活性化した厚さ100 μm の
アルミ箔を陽極とし、ステンレス板を陰極として、１Ａ
／dm2 で定電流電解し、15μm のセラミックス皮膜をア
ルミ箔上に形成した研削用箔を作成した。その後３００
mmφの円形に切り出し、この研削用箔２８を図３のよう
な構成のラップ研削装置（商品名「アブラミン」シュト
ラウス社製）のラップ定盤に取り付け、樹脂に埋め込ん
だ金属珪素２９を図４に示す試料治具３０に取り付け、
研削圧力５０ｋＰａ、ラップ盤回転数３００rpm 、試料
治具回転数１５０rpm とし、潤滑材として膜が途切れな
い程度に水道水を補給しつつ５分間研削した。研削前に
はＲａ＝0.１０２μm だった試料表面粗さが研削により
Ｒａ＝0.００４μm となった。
法により脱脂、エッチング、活性化した厚さ100 μm の
アルミ箔を陽極とし、ステンレス板を陰極として、１Ａ
／dm2 で定電流電解し、15μm のセラミックス皮膜をア
ルミ箔上に形成した研削用箔を作成した。その後３００
mmφの円形に切り出し、この研削用箔２８を図３のよう
な構成のラップ研削装置（商品名「アブラミン」シュト
ラウス社製）のラップ定盤に取り付け、樹脂に埋め込ん
だ金属珪素２９を図４に示す試料治具３０に取り付け、
研削圧力５０ｋＰａ、ラップ盤回転数３００rpm 、試料
治具回転数１５０rpm とし、潤滑材として膜が途切れな
い程度に水道水を補給しつつ５分間研削した。研削前に
はＲａ＝0.１０２μm だった試料表面粗さが研削により
Ｒａ＝0.００４μm となった。
【００１６】実施例８ 実施例７と同様な方法により２５μm のセラミックス膜
を形成した研削用箔を用い、同様な装置により高さ１５
mm、直径２５mmの円筒アルミ試料を実施例７の樹脂試料
と同様、試料の円形端面を研削圧力１４ｋＰａ、ラップ
盤回転数１５０rpm 、試料治具回転数１５０rpm とし、
実施例７と同様に潤滑剤として水を用い１分間研削し
た。研削前には0.１２７μm だった試料表面粗さが研削
によりＲａ＝0.０２６μm となった。 実施例９ 実施例７と同様に清浄化した同様な厚さのアルミ箔を陽
極とし、実施例４と同様なAl2O3 微粒子を懸濁させた N
a4P2O7・10H2O 水溶液中でステンレスを陰極として液温
５０℃、３Ａ／dm2 の電流密度で電解し１５μm のセラ
ミックス皮膜を形成した研削用箔を作成した。この研削
用箔を用い、実施例７と同様な試料を、同様な装置、条
件により研削した。研削前には0.３７μm だった試料表
面粗さが研削によりＲａ＝0.００５μm となった。
を形成した研削用箔を用い、同様な装置により高さ１５
mm、直径２５mmの円筒アルミ試料を実施例７の樹脂試料
と同様、試料の円形端面を研削圧力１４ｋＰａ、ラップ
盤回転数１５０rpm 、試料治具回転数１５０rpm とし、
実施例７と同様に潤滑剤として水を用い１分間研削し
た。研削前には0.１２７μm だった試料表面粗さが研削
によりＲａ＝0.０２６μm となった。 実施例９ 実施例７と同様に清浄化した同様な厚さのアルミ箔を陽
極とし、実施例４と同様なAl2O3 微粒子を懸濁させた N
a4P2O7・10H2O 水溶液中でステンレスを陰極として液温
５０℃、３Ａ／dm2 の電流密度で電解し１５μm のセラ
ミックス皮膜を形成した研削用箔を作成した。この研削
用箔を用い、実施例７と同様な試料を、同様な装置、条
件により研削した。研削前には0.３７μm だった試料表
面粗さが研削によりＲａ＝0.００５μm となった。
【００１７】
【図１】 研削特性測定装置の概略図である。
【図２】 セラミックス皮膜形成用ＣＶＤ装置の概略図
を示す。
を示す。
【図３】 ラップ研削装置の概略図を示す。
【図４】 図３のラップ研削装置に取り付ける試料治具
の概略図を示す。図中、 １、３試料取付台 ２ 案内定規 ４ 金属ホイール ５ パルスモーター ６ 試料板往復運動用モーター ７ ギィヤボックス ８ 荷重つまみ ９ 荷重おもり １０荷重目盛 １１プラズマガス供給孔 １２陰極 １６真空槽 １７陽極 １８磁場手段 １９原料ガス導入口 ２０反応ガス導入口 ２１陽極上に置かれた標準電極電位がプラスである金属 ２３プラズマ流 ２５基体 ２７プラズマ発生源 ２８研削用箔 ２９金属珪素 ３０試料治具
の概略図を示す。図中、 １、３試料取付台 ２ 案内定規 ４ 金属ホイール ５ パルスモーター ６ 試料板往復運動用モーター ７ ギィヤボックス ８ 荷重つまみ ９ 荷重おもり １０荷重目盛 １１プラズマガス供給孔 １２陰極 １６真空槽 １７陽極 １８磁場手段 １９原料ガス導入口 ２０反応ガス導入口 ２１陽極上に置かれた標準電極電位がプラスである金属 ２３プラズマ流 ２５基体 ２７プラズマ発生源 ２８研削用箔 ２９金属珪素 ３０試料治具
Claims (5)
- 【請求項１】 微細な粒子の集合体からなり、気孔を有
するセラミックス皮膜を金属基材上に形成したことを特
徴とする研削材。 - 【請求項２】 該セラミックス皮膜が陽極火花放電法に
より形成されている請求項１記載の研削材。 - 【請求項３】 金属基材がアルミニウムである請求項１
記載の研削材。 - 【請求項４】 セラミックス皮膜上に、さらに硬質膜が
形成されている請求項１記載の研削材。 - 【請求項５】 金属基材上に微細な粒子の集合体からな
り、気孔を有するセラミックス皮膜が形成されている研
削材を用いた機械加工方法において、該機械加工中に金
属基材から脱落したセラミックス皮膜を、火花放電処理
により該金属基材上に補修しながら研削加工することを
特徴とする機械加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2511494A JPH06304870A (ja) | 1993-02-23 | 1994-02-23 | 研削材及び該研削材を用いた機械加工方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352293 | 1993-02-23 | ||
| JP5-33522 | 1993-02-23 | ||
| JP2511494A JPH06304870A (ja) | 1993-02-23 | 1994-02-23 | 研削材及び該研削材を用いた機械加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304870A true JPH06304870A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=26362710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2511494A Pending JPH06304870A (ja) | 1993-02-23 | 1994-02-23 | 研削材及び該研削材を用いた機械加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06304870A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003159653A (ja) * | 2001-11-20 | 2003-06-03 | Dipsol Chem Co Ltd | アモルファス表面層を有する研削材及びその製造方法 |
| JP2011195420A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 金属酸化物微粒子の製造方法 |
-
1994
- 1994-02-23 JP JP2511494A patent/JPH06304870A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003159653A (ja) * | 2001-11-20 | 2003-06-03 | Dipsol Chem Co Ltd | アモルファス表面層を有する研削材及びその製造方法 |
| JP2011195420A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 金属酸化物微粒子の製造方法 |
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