JPH10156627A - タングステンの電解鏡面研磨方法 - Google Patents
タングステンの電解鏡面研磨方法Info
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- JPH10156627A JPH10156627A JP34047696A JP34047696A JPH10156627A JP H10156627 A JPH10156627 A JP H10156627A JP 34047696 A JP34047696 A JP 34047696A JP 34047696 A JP34047696 A JP 34047696A JP H10156627 A JPH10156627 A JP H10156627A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タングステンからなるワークＷの表面を短時
間に、且つ簡単な研磨手段で鏡面研磨可能にする。 【解決手段】 電極溝４を残して研磨パッド３を貼り付
けた研磨定盤１に対してタングステンからなるワークＷ
を押し付け、そのワークを研磨定盤１に対して相対移動
させながら、研磨定盤１上に電解液９を供給すると同時
に、ワークと研磨定盤との間に電解電流を流して研磨を
行う。電解液９中には遊離砥粒１０を混入できる。この
研磨方法では、ワークに対して付与される電流密度の増
加に伴ってワークの表面粗さが急激に改善される、とい
う粗さ改善特性を利用する。
間に、且つ簡単な研磨手段で鏡面研磨可能にする。 【解決手段】 電極溝４を残して研磨パッド３を貼り付
けた研磨定盤１に対してタングステンからなるワークＷ
を押し付け、そのワークを研磨定盤１に対して相対移動
させながら、研磨定盤１上に電解液９を供給すると同時
に、ワークと研磨定盤との間に電解電流を流して研磨を
行う。電解液９中には遊離砥粒１０を混入できる。この
研磨方法では、ワークに対して付与される電流密度の増
加に伴ってワークの表面粗さが急激に改善される、とい
う粗さ改善特性を利用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タングステンから
なるワークの表面を鏡面研磨するための電解鏡面研磨方
法に関するものである。
なるワークの表面を鏡面研磨するための電解鏡面研磨方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属鏡としては、従来から種々の材料の
ものが用いられているが、なかでもタングステンは、高
融点、高硬度で、熱膨張が小さいため、高出力レーザー
ミラー等として好適なものである。しかしながら、タン
グステンはダイヤモンド研削ができず、鏡面を得るため
には、研磨に頼らざるを得ない状態にある。例えば、昭
和６１年度精密工学会春季大会学術講演会論文集２８７
〜２８８頁における山下らの「ＣＯ2 レーザ用硬質金属
鏡の研磨」と題する発表では、ＧＣ＃４０００砥粒によ
るラッピング及び３μｍダイヤモンド砥粒によるラッピ
ングによる前加工の後、コロイダルシリカによるフロー
トポリッシングにより仕上げることが開示されている。
ものが用いられているが、なかでもタングステンは、高
融点、高硬度で、熱膨張が小さいため、高出力レーザー
ミラー等として好適なものである。しかしながら、タン
グステンはダイヤモンド研削ができず、鏡面を得るため
には、研磨に頼らざるを得ない状態にある。例えば、昭
和６１年度精密工学会春季大会学術講演会論文集２８７
〜２８８頁における山下らの「ＣＯ2 レーザ用硬質金属
鏡の研磨」と題する発表では、ＧＣ＃４０００砥粒によ
るラッピング及び３μｍダイヤモンド砥粒によるラッピ
ングによる前加工の後、コロイダルシリカによるフロー
トポリッシングにより仕上げることが開示されている。
【０００３】しかしながら、この種の研磨方法では、仕
上げ面粗さを必ずしも短時間に十分に満足できる程度に
改善できるとは限らず、また、鏡面を得るために、ワー
クを複数の研磨装置に順次装着して前加工及び仕上げ研
磨をする必要があって、面倒な作業と比較的長い時間を
要するという問題があり、それらを解消した研磨技術の
開発が望まれていた。
上げ面粗さを必ずしも短時間に十分に満足できる程度に
改善できるとは限らず、また、鏡面を得るために、ワー
クを複数の研磨装置に順次装着して前加工及び仕上げ研
磨をする必要があって、面倒な作業と比較的長い時間を
要するという問題があり、それらを解消した研磨技術の
開発が望まれていた。
【０００４】一方、本発明者らは、本発明に先立ち、金
属鏡として用いられるチタンやステンレス、アルミニウ
ムを鏡面研磨する技術を開発し、例えば、１９９５年度
精密工学会秋季大会学術講演会論文集４１５〜４１６頁
において、「オスカー式研磨機によるステンレス鋼の電
解砥粒研磨」として、更に、１９９６年度精密工学会春
季大会学術講演会論文集９３１〜９３２頁において、
「オスカー式研磨機によるアルミニウム材の電解砥粒研
磨」として報告している。しかるに、上記タングステン
は特に高硬度で、その研磨に際して、ステンレス、アル
ミニウム等の金属材料とは全く異なる挙動を示すため、
それらのステンレス、アルミニウム等に対する研磨技術
またはそれらに近似した研磨技術を適用できるとは考え
られず、むしろ、焼入れされた高速度鋼のように、電解
によるよりも、ワークに対する研磨工具の押付け圧を上
げて砥粒による加工量を増大させるのが有効である可能
性が高いと考えられていた。
属鏡として用いられるチタンやステンレス、アルミニウ
ムを鏡面研磨する技術を開発し、例えば、１９９５年度
精密工学会秋季大会学術講演会論文集４１５〜４１６頁
において、「オスカー式研磨機によるステンレス鋼の電
解砥粒研磨」として、更に、１９９６年度精密工学会春
季大会学術講演会論文集９３１〜９３２頁において、
「オスカー式研磨機によるアルミニウム材の電解砥粒研
磨」として報告している。しかるに、上記タングステン
は特に高硬度で、その研磨に際して、ステンレス、アル
ミニウム等の金属材料とは全く異なる挙動を示すため、
それらのステンレス、アルミニウム等に対する研磨技術
またはそれらに近似した研磨技術を適用できるとは考え
られず、むしろ、焼入れされた高速度鋼のように、電解
によるよりも、ワークに対する研磨工具の押付け圧を上
げて砥粒による加工量を増大させるのが有効である可能
性が高いと考えられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、かかる
状況の下で、タングステンの表面を鏡面に加工するため
に各種の方法を適用し、適切な方法を模索してきたが、
上述したように、タングステンが他の金属鏡として用い
られるチタンやステンレス、アルミニウムとは全く異な
る挙動を示すにもかかわらず、電解電流による研磨が、
後述する実施例からわかるように、極めて有効であるこ
とを見出した。
状況の下で、タングステンの表面を鏡面に加工するため
に各種の方法を適用し、適切な方法を模索してきたが、
上述したように、タングステンが他の金属鏡として用い
られるチタンやステンレス、アルミニウムとは全く異な
る挙動を示すにもかかわらず、電解電流による研磨が、
後述する実施例からわかるように、極めて有効であるこ
とを見出した。
【０００６】また、上記電解電流による研磨において
は、ワークに対して付与される電流密度の増加に伴っ
て、表面層の除去速度が、チタンやステンレス、アルミ
ニウムとは比較にならない程度の大きい増加率で比例的
に増大し、しかも電流密度が小さい範囲内ではワークの
表面粗さが改善されないが、ワークの表面粗さが或るピ
ーク値を超えた後に、電流密度の増加に伴ってそれが急
激に改善される粗さ改善特性があることを確かめた。本
発明は、かかる知見に基づくものであり、その技術的課
題は、上記粗さ改善特性を利用してタングステンの表面
を短時間に、且つ簡単な研磨手段で鏡面研磨可能にする
ことにある。
は、ワークに対して付与される電流密度の増加に伴っ
て、表面層の除去速度が、チタンやステンレス、アルミ
ニウムとは比較にならない程度の大きい増加率で比例的
に増大し、しかも電流密度が小さい範囲内ではワークの
表面粗さが改善されないが、ワークの表面粗さが或るピ
ーク値を超えた後に、電流密度の増加に伴ってそれが急
激に改善される粗さ改善特性があることを確かめた。本
発明は、かかる知見に基づくものであり、その技術的課
題は、上記粗さ改善特性を利用してタングステンの表面
を短時間に、且つ簡単な研磨手段で鏡面研磨可能にする
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のタングステンの電解鏡面研磨方法は、タング
ステンからなるワークの表面を鏡面研磨するための方法
であって、電極溝を残して研磨パッドを貼り付けた研磨
定盤に対し、上記タングステンからなるワークを押し付
け、そのワークを研磨定盤に対して相対移動させなが
ら、研磨定盤上に電解液を供給すると同時に、ワークを
陽極とし、研磨定盤を陰極として電解電流を流し、研磨
を行うことを特徴とするものである。上記電解液中に
は、必要に応じて遊離砥粒を混入させることができる。
の本発明のタングステンの電解鏡面研磨方法は、タング
ステンからなるワークの表面を鏡面研磨するための方法
であって、電極溝を残して研磨パッドを貼り付けた研磨
定盤に対し、上記タングステンからなるワークを押し付
け、そのワークを研磨定盤に対して相対移動させなが
ら、研磨定盤上に電解液を供給すると同時に、ワークを
陽極とし、研磨定盤を陰極として電解電流を流し、研磨
を行うことを特徴とするものである。上記電解液中に
は、必要に応じて遊離砥粒を混入させることができる。
【０００８】また、上記電解鏡面研磨方法においては、
ワークに対して付与される電流密度の増加に伴って、表
面層の除去速度が比例的に大きく増大すると共に、ワー
クの表面粗さが或るピーク値を超えた後に、電流密度の
増加に伴って急激に改善される粗さ改善特性がある、と
いう前記知見に基づき、同特性による粗さの改善領域を
超えた適切な電流密度においてワークの加工を行うのが
有効である。更に、電解液に遊離砥粒を混入させる場合
に比して、その遊離砥粒を混入させない場合の方がより
高品位な鏡面が得られることから、遊離砥粒を混入した
電解液を用いて一次研磨を行った後、遊離砥粒を混入し
ない電解液を用いて仕上げ研磨するのが、高品位鏡面を
得るためにより望ましい。
ワークに対して付与される電流密度の増加に伴って、表
面層の除去速度が比例的に大きく増大すると共に、ワー
クの表面粗さが或るピーク値を超えた後に、電流密度の
増加に伴って急激に改善される粗さ改善特性がある、と
いう前記知見に基づき、同特性による粗さの改善領域を
超えた適切な電流密度においてワークの加工を行うのが
有効である。更に、電解液に遊離砥粒を混入させる場合
に比して、その遊離砥粒を混入させない場合の方がより
高品位な鏡面が得られることから、遊離砥粒を混入した
電解液を用いて一次研磨を行った後、遊離砥粒を混入し
ない電解液を用いて仕上げ研磨するのが、高品位鏡面を
得るためにより望ましい。
【０００９】このような本発明の鏡面研磨方法によれ
ば、タングステンが他の金属鏡として用いられるチタン
やステンレス、アルミニウムとは全く異なる挙動を示す
にもかかわらず、電解電流による研磨により、後述する
実施例からわもかるように、極めて高能率的に短時間で
鏡面研磨することができる。また、遊離砥粒を混入した
電解液を用いて一次研磨を行った後、遊離砥粒を混入し
ない電解液を用いて仕上げ研磨することにより、より高
品位な鏡面を得ることができるが、この場合に、同一の
装置により単に電解液中の砥粒の有無のみを変更すれば
良いので、極めて簡単に研磨することが可能になる。
ば、タングステンが他の金属鏡として用いられるチタン
やステンレス、アルミニウムとは全く異なる挙動を示す
にもかかわらず、電解電流による研磨により、後述する
実施例からわもかるように、極めて高能率的に短時間で
鏡面研磨することができる。また、遊離砥粒を混入した
電解液を用いて一次研磨を行った後、遊離砥粒を混入し
ない電解液を用いて仕上げ研磨することにより、より高
品位な鏡面を得ることができるが、この場合に、同一の
装置により単に電解液中の砥粒の有無のみを変更すれば
良いので、極めて簡単に研磨することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るタングステ
ンの電解鏡面研磨方法を実施するための研磨装置の好ま
しい構成例（オスカー型研磨装置）を模式的に示し、図
２はその電解作用部分を拡大して示している。
ンの電解鏡面研磨方法を実施するための研磨装置の好ま
しい構成例（オスカー型研磨装置）を模式的に示し、図
２はその電解作用部分を拡大して示している。
【００１１】この電解鏡面研磨装置は、鉛直な回転軸２
の上端に研磨定盤１を備え、この研磨定盤１の表面に
は、導通性をもたせるための電極溝４を残して研磨パッ
ド３を貼り付けている。更に具体的に説明すると、例え
ば、後述の実施例において用いている研磨装置では、２
８０ｍｍφのステンレス製の研磨定盤上に、扇形に切り
出したポリエステル系不織布パッド３を、１ｍｍ幅の電
極溝４を介して放射状に貼り付けている。この研磨パッ
ド３は、研磨定盤１の表面のよい平坦度を得ると同時
に、タングステンからなるワークＷの表面に接してそれ
を研磨し、あるいは遊離砥粒の保持のために機能するも
のである。上記研磨パッド３としては、一般的に研磨に
用いられる不織布系、スウェード系、発泡樹脂系のパッ
ドのなかで、不織布タイプで、特に比較的硬質のもの、
例えば、ポリエステル系等のものが望ましい。
の上端に研磨定盤１を備え、この研磨定盤１の表面に
は、導通性をもたせるための電極溝４を残して研磨パッ
ド３を貼り付けている。更に具体的に説明すると、例え
ば、後述の実施例において用いている研磨装置では、２
８０ｍｍφのステンレス製の研磨定盤上に、扇形に切り
出したポリエステル系不織布パッド３を、１ｍｍ幅の電
極溝４を介して放射状に貼り付けている。この研磨パッ
ド３は、研磨定盤１の表面のよい平坦度を得ると同時
に、タングステンからなるワークＷの表面に接してそれ
を研磨し、あるいは遊離砥粒の保持のために機能するも
のである。上記研磨パッド３としては、一般的に研磨に
用いられる不織布系、スウェード系、発泡樹脂系のパッ
ドのなかで、不織布タイプで、特に比較的硬質のもの、
例えば、ポリエステル系等のものが望ましい。
【００１２】一方、ワークＷを保持するホルダー５は、
回転軸６の先端に取り付け、その回転軸６により回転駆
動すると共に、回転軸６自体を研磨定盤１の放射方向に
揺動運動させることにより、ワークＷが研磨定盤１に対
する圧接位置を放射方向に変えるようにしたものであ
る。従って、研磨定盤１が回転しない状態においても、
ワークＷを研磨定盤１に対して相対移動させることがで
きる。しかも、この回転軸６には、ワークＷを研磨定盤
１に押し付けるための押付け力を付与するようにしてい
る。上記研磨定盤１の回転数、ホルダー５の回転数や揺
動速度、あるいは研磨定盤１に対するワークＷの押付け
力は、各種金属表面の電解による研磨に一般的に用いら
れている値と同程度で差し支えない。
回転軸６の先端に取り付け、その回転軸６により回転駆
動すると共に、回転軸６自体を研磨定盤１の放射方向に
揺動運動させることにより、ワークＷが研磨定盤１に対
する圧接位置を放射方向に変えるようにしたものであ
る。従って、研磨定盤１が回転しない状態においても、
ワークＷを研磨定盤１に対して相対移動させることがで
きる。しかも、この回転軸６には、ワークＷを研磨定盤
１に押し付けるための押付け力を付与するようにしてい
る。上記研磨定盤１の回転数、ホルダー５の回転数や揺
動速度、あるいは研磨定盤１に対するワークＷの押付け
力は、各種金属表面の電解による研磨に一般的に用いら
れている値と同程度で差し支えない。
【００１３】また、上記ワークＷを電解により研磨する
ため、研磨定盤１上には電解液９を供給するための供給
管８を開口させている。電解液９は、この供給管８を用
いて研磨定盤１上に自然流下させ、研磨定盤１の下方で
集めて循環使用すればよく、供給する電解液としては、
ＮａＮＯ3 等の水溶液が適しているが、他の電解液も使
用することができる。この電解液９には、必要に応じ
て、図２に示すように遊離砥粒１０を混入させることが
でき、この遊離砥粒１０としては、後述の実施例におい
て用いている粒径０．０５μｍのアルミナが望ましい
が、ジルコニア、コロイダルシリカ、その他一般的に用
いられている各種遊離砥粒で、比較的粒径の小さいもの
を用いることができる。
ため、研磨定盤１上には電解液９を供給するための供給
管８を開口させている。電解液９は、この供給管８を用
いて研磨定盤１上に自然流下させ、研磨定盤１の下方で
集めて循環使用すればよく、供給する電解液としては、
ＮａＮＯ3 等の水溶液が適しているが、他の電解液も使
用することができる。この電解液９には、必要に応じ
て、図２に示すように遊離砥粒１０を混入させることが
でき、この遊離砥粒１０としては、後述の実施例におい
て用いている粒径０．０５μｍのアルミナが望ましい
が、ジルコニア、コロイダルシリカ、その他一般的に用
いられている各種遊離砥粒で、比較的粒径の小さいもの
を用いることができる。
【００１４】ワークＷに電解電流を流すために、ワーク
Ｗが陽極、研磨定盤１が陰極となるように、それらが直
流電源１２に接続される。電解のための電圧、電流、電
流密度等については、次のように設定することにより、
高能率的に鏡面研磨を行うことができる。
Ｗが陽極、研磨定盤１が陰極となるように、それらが直
流電源１２に接続される。電解のための電圧、電流、電
流密度等については、次のように設定することにより、
高能率的に鏡面研磨を行うことができる。
【００１５】即ち、実施例に基づいて後述するが、本発
明者らは、タングステンに対して電解電流による研磨を
適用した場合に、電流密度の増加に伴って表面層の除去
速度が比例的に著しく増大するという特性と共に、タン
グステンに固有の仕上げ面粗さ−電流特性（粗さ改善特
性）があることを見出している。この粗さ改善特性は、
電流密度が小さい範囲内ではワークの表面粗さが改善さ
れないが、ワークの表面粗さが或るピーク値を超えた後
に、電流密度の増加に伴って急激に改善され、それが持
続されるというものである。従って、ワークの加工は、
この粗さ改善領域を超えた電流密度において行うのが有
効である。
明者らは、タングステンに対して電解電流による研磨を
適用した場合に、電流密度の増加に伴って表面層の除去
速度が比例的に著しく増大するという特性と共に、タン
グステンに固有の仕上げ面粗さ−電流特性（粗さ改善特
性）があることを見出している。この粗さ改善特性は、
電流密度が小さい範囲内ではワークの表面粗さが改善さ
れないが、ワークの表面粗さが或るピーク値を超えた後
に、電流密度の増加に伴って急激に改善され、それが持
続されるというものである。従って、ワークの加工は、
この粗さ改善領域を超えた電流密度において行うのが有
効である。
【００１６】このような本発明の鏡面研磨方法によれ
ば、タングステンからなるワークに電解電流による研磨
を適用し、即ち、電極溝４を残して研磨パッド３を貼り
付けた研磨定盤１にタングステンからなるワークＷを押
し付け、そのワークＷをホルダー５の回転揺動により研
磨定盤１に対して相対移動させながら、研磨定盤１上に
供給管８から電解液９を供給すると同時に電源１２から
電解電流を流して研磨を行うことにより、極めて高能率
的に短時間でワークを加工することができる。
ば、タングステンからなるワークに電解電流による研磨
を適用し、即ち、電極溝４を残して研磨パッド３を貼り
付けた研磨定盤１にタングステンからなるワークＷを押
し付け、そのワークＷをホルダー５の回転揺動により研
磨定盤１に対して相対移動させながら、研磨定盤１上に
供給管８から電解液９を供給すると同時に電源１２から
電解電流を流して研磨を行うことにより、極めて高能率
的に短時間でワークを加工することができる。
【００１７】このような電解鏡面研磨においては、研磨
定盤１の表面に、電極溝４を残して研磨パッド３を貼り
付けているので、図２からわかるように、回転する研磨
定盤１上において研磨されるワークＷは、電極溝４に対
面する部分において電解による研磨作用を受け、研磨パ
ッド３に接する部分では、その研磨パッド３自体または
それに保持された遊離砥粒による擦過作用を受け、直接
的な電解作用を受けることはない。そのため、ワークＷ
の電解溝４に対面して電解作用を受ける部分は常に変動
し、その部分の合計面積も常に変動することになる。し
かるに、本発明に関連して本明細書で説明する電流密度
の値は、ワークの表面積で電流値を除した値を用いてい
る。
定盤１の表面に、電極溝４を残して研磨パッド３を貼り
付けているので、図２からわかるように、回転する研磨
定盤１上において研磨されるワークＷは、電極溝４に対
面する部分において電解による研磨作用を受け、研磨パ
ッド３に接する部分では、その研磨パッド３自体または
それに保持された遊離砥粒による擦過作用を受け、直接
的な電解作用を受けることはない。そのため、ワークＷ
の電解溝４に対面して電解作用を受ける部分は常に変動
し、その部分の合計面積も常に変動することになる。し
かるに、本発明に関連して本明細書で説明する電流密度
の値は、ワークの表面積で電流値を除した値を用いてい
る。
【００１８】また、上述した本発明の研磨方法において
は、実施例によって明らかにするように、電解液９に遊
離砥粒１０を混入させる場合に比して、その遊離砥粒を
混入させない場合の方がより鏡面の品位を向上させるこ
とができる。そのため、遊離砥粒１０を混入した電解液
９を用いて一次研磨を行った後、遊離砥粒を混入しない
電解液９を用いて仕上げ研磨するのが望ましい。この場
合、一次研磨及び仕上げ研磨を、同一の装置により単に
電解液中の砥粒の有無のみを変更するだけで実施できる
ので、研磨工程が複雑化することはない。
は、実施例によって明らかにするように、電解液９に遊
離砥粒１０を混入させる場合に比して、その遊離砥粒を
混入させない場合の方がより鏡面の品位を向上させるこ
とができる。そのため、遊離砥粒１０を混入した電解液
９を用いて一次研磨を行った後、遊離砥粒を混入しない
電解液９を用いて仕上げ研磨するのが望ましい。この場
合、一次研磨及び仕上げ研磨を、同一の装置により単に
電解液中の砥粒の有無のみを変更するだけで実施できる
ので、研磨工程が複雑化することはない。
【００１９】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例及び比
較例について説明する。以下に示す実験例では、図１に
示す前記オスカー式研磨装置を用い、電解液としてはＮ
ａＮＯ3 の２０ｗｔ％水溶液を用いて、それを供給管８
から研磨定盤１上に自然流下させた。また、それぞれの
図中に示す実験条件に従って研磨を行った。図３は、上
記電解液に遊離砥粒（コロイダルシリカ）を混入し、研
磨条件を一定にして、タングステンを含む各種金属材料
における電流密度と研磨速度（除去速度）との関係を実
験により調べた結果を示している。
較例について説明する。以下に示す実験例では、図１に
示す前記オスカー式研磨装置を用い、電解液としてはＮ
ａＮＯ3 の２０ｗｔ％水溶液を用いて、それを供給管８
から研磨定盤１上に自然流下させた。また、それぞれの
図中に示す実験条件に従って研磨を行った。図３は、上
記電解液に遊離砥粒（コロイダルシリカ）を混入し、研
磨条件を一定にして、タングステンを含む各種金属材料
における電流密度と研磨速度（除去速度）との関係を実
験により調べた結果を示している。
【００２０】また、図４は、遊離砥粒を０．０５μｍア
ルミナとし、タングステンのみについて、電流密度が小
さい領域でそれと研磨速度との関係を調べた結果を示
し、図５は、タングステンについて、遊離砥粒として各
種砥粒を用いた場合の電流密度と除去速度との関係を比
較して示すものである。更に、図６は、タングステン以
外の金属材料の場合には遊離砥粒としてコロイダルシリ
カを用い、タングステンで遊離砥粒を用いる場合には
０．０５μｍアルミナを用い、それらと、タングステン
で遊離砥粒を用いない場合についての、電流密度と除去
速度との関係を比較して示すものである。
ルミナとし、タングステンのみについて、電流密度が小
さい領域でそれと研磨速度との関係を調べた結果を示
し、図５は、タングステンについて、遊離砥粒として各
種砥粒を用いた場合の電流密度と除去速度との関係を比
較して示すものである。更に、図６は、タングステン以
外の金属材料の場合には遊離砥粒としてコロイダルシリ
カを用い、タングステンで遊離砥粒を用いる場合には
０．０５μｍアルミナを用い、それらと、タングステン
で遊離砥粒を用いない場合についての、電流密度と除去
速度との関係を比較して示すものである。
【００２１】これらの実験結果は本発明の基礎をなすも
のであって、この結果によれば、タングステンについて
は、電流密度の増加に伴って、研磨速度（除去速度）が
他の各金属材料と比較にならない程度の大きい増加率で
比例的に増大すことが明瞭である。このような結果は、
高硬度のタングステンが研磨においてチタンやステンレ
ス、アルミニウムとは全く異なる挙動を示すことから、
予測が困難であったものである。そして、上記タングス
テンの研磨速度が電流密度に応じて比例的に増大すると
いう傾向に対し、使用する遊離砥粒の種類の影響は比較
的小さいものである。また、砥粒を用いない場合には、
それを用いる場合に比して電流密度の増加に伴う研磨速
度の増加率は低いが、他の金属材料に対しては十分に大
きい増加率を示すこともわかる。
のであって、この結果によれば、タングステンについて
は、電流密度の増加に伴って、研磨速度（除去速度）が
他の各金属材料と比較にならない程度の大きい増加率で
比例的に増大すことが明瞭である。このような結果は、
高硬度のタングステンが研磨においてチタンやステンレ
ス、アルミニウムとは全く異なる挙動を示すことから、
予測が困難であったものである。そして、上記タングス
テンの研磨速度が電流密度に応じて比例的に増大すると
いう傾向に対し、使用する遊離砥粒の種類の影響は比較
的小さいものである。また、砥粒を用いない場合には、
それを用いる場合に比して電流密度の増加に伴う研磨速
度の増加率は低いが、他の金属材料に対しては十分に大
きい増加率を示すこともわかる。
【００２２】図７及び図８は、タングステン以外の金属
材料の場合には遊離砥粒としてコロイダルシリカを用
い、タングステンで遊離砥粒を用いる場合には０．０５
μｍアルミナを用い、それらと、タングステンで遊離砥
粒を用いない場合についての、電流密度と表面粗さＲa
及びＲy との関係を示すものである。これらの実験結果
も本発明の基礎をなすもので、電流密度が小さい範囲内
では表面粗さＲa ，Ｒy が改善されないが、表面粗さＲ
a ，Ｒy が或るピーク値を超えた後に、電流密度の増加
に伴ってそれが急激に改善される粗さ改善特性をもつこ
とが明瞭である。このような粗さ改善特性は、図中に示
す他の金属材料では全く見られないものである。
材料の場合には遊離砥粒としてコロイダルシリカを用
い、タングステンで遊離砥粒を用いる場合には０．０５
μｍアルミナを用い、それらと、タングステンで遊離砥
粒を用いない場合についての、電流密度と表面粗さＲa
及びＲy との関係を示すものである。これらの実験結果
も本発明の基礎をなすもので、電流密度が小さい範囲内
では表面粗さＲa ，Ｒy が改善されないが、表面粗さＲ
a ，Ｒy が或るピーク値を超えた後に、電流密度の増加
に伴ってそれが急激に改善される粗さ改善特性をもつこ
とが明瞭である。このような粗さ改善特性は、図中に示
す他の金属材料では全く見られないものである。
【００２３】具体的には、遊離砥粒を用いた場合には、
電流密度が０．０２ A/cm2付近において表面粗さがピー
クに達し、その後、電流密度が増大して０．０５〜０．
１ A/cm2に達するまで表面粗さが急激に改善され（粗さ
改善領域）、それを超えた後は、電流密度が増大しても
表面粗さが改善された状態が維持される。一方、遊離砥
粒を用いない場合には、電流密度が０ A/cm2で表面粗さ
がピークに達し、その後、電流密度が増大し０．０２５
A/cm2 に達するまで表面粗さが急激に改善され（粗さ改
善領域）、それを超えた後は電流密度が増大しても表面
粗さが改善された状態が維持される。従って、上記粗さ
改善領域を超えた適切な電流密度においてワークの加工
を行うのが有効であることがわかる。
電流密度が０．０２ A/cm2付近において表面粗さがピー
クに達し、その後、電流密度が増大して０．０５〜０．
１ A/cm2に達するまで表面粗さが急激に改善され（粗さ
改善領域）、それを超えた後は、電流密度が増大しても
表面粗さが改善された状態が維持される。一方、遊離砥
粒を用いない場合には、電流密度が０ A/cm2で表面粗さ
がピークに達し、その後、電流密度が増大し０．０２５
A/cm2 に達するまで表面粗さが急激に改善され（粗さ改
善領域）、それを超えた後は電流密度が増大しても表面
粗さが改善された状態が維持される。従って、上記粗さ
改善領域を超えた適切な電流密度においてワークの加工
を行うのが有効であることがわかる。
【００２４】図９は、タングステンについての研磨実験
例における印加電圧と電流密度の関係を調べた実験結果
を示すものであり、図１０は、図９と同条件における印
加電圧が研磨速度に及ぼす影響を、図１１は、同印加電
圧が表面粗さＲa に及ぼす影響を調べた結果を示すもの
である。これらの実験結果によれば、本発明の場合に
は、印加電圧が電流密度と対応関係を示し、従って、電
流密度に代えて印加電圧を制御しながら研磨を行うこと
もできる。
例における印加電圧と電流密度の関係を調べた実験結果
を示すものであり、図１０は、図９と同条件における印
加電圧が研磨速度に及ぼす影響を、図１１は、同印加電
圧が表面粗さＲa に及ぼす影響を調べた結果を示すもの
である。これらの実験結果によれば、本発明の場合に
は、印加電圧が電流密度と対応関係を示し、従って、電
流密度に代えて印加電圧を制御しながら研磨を行うこと
もできる。
【００２５】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の電解鏡
面研磨方法によれば、ワークに対して付与される電流密
度の増加に伴って、表面層の除去速度が比例的に大きく
増大すると共に、ワークの表面粗さが電流密度の増加に
伴って急激に改善される粗さ改善特性があるという知見
に基づき、タングステンの表面を、短時間に、簡単な研
磨手段で鏡面研磨することができる。
面研磨方法によれば、ワークに対して付与される電流密
度の増加に伴って、表面層の除去速度が比例的に大きく
増大すると共に、ワークの表面粗さが電流密度の増加に
伴って急激に改善される粗さ改善特性があるという知見
に基づき、タングステンの表面を、短時間に、簡単な研
磨手段で鏡面研磨することができる。
【図１】本発明に係る電解鏡面研磨方法を実施するため
の研磨装置の構成例を模式的に示す斜視図である。
の研磨装置の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の装置における電解作用部分を拡大して示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
【図３】タングステンを含む各種金属材料の電流密度と
研磨速度（除去速度）との関係についての実験結果を示
すグラフである。
研磨速度（除去速度）との関係についての実験結果を示
すグラフである。
【図４】タングステンについて電流密度と研磨速度との
関係を調べた結果を示すグラフである。
関係を調べた結果を示すグラフである。
【図５】タングステンについて各種遊離砥粒を用いた場
合の電流密度と除去速度と関係を比較して示すグラフで
ある。
合の電流密度と除去速度と関係を比較して示すグラフで
ある。
【図６】タングステンで遊離砥粒を用いない場合を含む
電流密度と除去速度との関係を比較して示すグラフであ
る。
電流密度と除去速度との関係を比較して示すグラフであ
る。
【図７】タングステンを含む各種金属材料の電流密度と
表面粗さＲa との関係を示すグラフである。
表面粗さＲa との関係を示すグラフである。
【図８】タングステンを含む各種金属材料の電流密度と
表面粗さＲy との関係を示すグラフである。
表面粗さＲy との関係を示すグラフである。
【図９】タングステンについての研磨実験例における印
加電圧と電流密度の関係を調べた実験結果を示すグラフ
である。
加電圧と電流密度の関係を調べた実験結果を示すグラフ
である。
【図１０】タングステンについて、印加電圧が研磨速度
に及ぼす影響を調べた実験結果を示すグラフである。
に及ぼす影響を調べた実験結果を示すグラフである。
【図１１】同印加電圧が表面粗さＲa に及ぼす影響を調
べた結果を示すグラフである。
べた結果を示すグラフである。
１ 研磨定盤 ３ 研磨パッド ４ 電極溝 ９ 電解液 １０ 遊離砥粒 １２ 直流電源 Ｗ ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿 部 猛 茨城県水海道市内守谷町4382番地４ 日本 エクシード株式会社内 (72)発明者 森 澤 祐 二 茨城県水海道市内守谷町4382番地４ 日本 エクシード株式会社内 (72)発明者 原 口 浩 茨城県水海道市内守谷町4382番地４ 日本 エクシード株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】タングステンからなるワークの表面を鏡面
研磨するための方法であって、 電極溝を残して研磨パッドを貼り付けた研磨定盤に対
し、上記タングステンからなるワークを押し付け、その
ワークを研磨定盤に対して相対移動させながら、研磨定
盤上に電解液を供給すると同時に、ワークを陽極とし、
研磨定盤を陰極として電解電流を流し、研磨を行う、こ
とを特徴とするタングステンの電解鏡面研磨方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の研磨方法において、 電解液中に遊離砥粒を混入させる、ことを特徴とするタ
ングステンの電解鏡面研磨方法。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の研磨方法におい
て、 ワークに対して付与される電流密度の増加に伴ってワー
クの表面粗さが急激に改善される、という粗さ改善特性
による粗さの改善領域を超えた電流密度において、ワー
クの加工を行う、ことを特徴とするタングステンの電解
鏡面研磨方法。 - 【請求項４】請求項２に記載の研磨方法により一次研磨
を行った後、遊離砥粒を混入しない電解液を用いて請求
項１に記載の研磨方法により仕上げ研磨する、ことを特
徴とするタングステンの電解鏡面研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34047696A JP3125049B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | タングステンの電解鏡面研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34047696A JP3125049B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | タングステンの電解鏡面研磨方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10156627A true JPH10156627A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3125049B2 JP3125049B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=18337334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34047696A Expired - Fee Related JP3125049B2 (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | タングステンの電解鏡面研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3125049B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001322036A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-11-20 | Sony Corp | 研磨装置 |
| JP2004299029A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-28 | Misuzu Kogyo:Kk | ３次元自由曲面の電解砥粒研磨装置 |
| CN107891203A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-10 | 常州工学院 | 一种回转体活钝交替电化学机械高效抛光加工方法及装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6294224A (ja) * | 1985-10-17 | 1987-04-30 | Kobe Steel Ltd | アルミニウムの表面加工方法 |
-
1996
- 1996-12-05 JP JP34047696A patent/JP3125049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6294224A (ja) * | 1985-10-17 | 1987-04-30 | Kobe Steel Ltd | アルミニウムの表面加工方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001322036A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-11-20 | Sony Corp | 研磨装置 |
| JP4644954B2 (ja) * | 2000-03-09 | 2011-03-09 | ソニー株式会社 | 研磨装置 |
| JP2004299029A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-28 | Misuzu Kogyo:Kk | ３次元自由曲面の電解砥粒研磨装置 |
| CN107891203A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-04-10 | 常州工学院 | 一种回转体活钝交替电化学机械高效抛光加工方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3125049B2 (ja) | 2001-01-15 |
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|---|---|---|---|
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