JPS6257871A - メタルボンド砥石の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、超硬合金あるいはセラミックス等の難削材
の研削または切断に使用して好適なメタルボンド砥石に
係り、特に超砥粒の集中度を高めたメタルボンド砥石に
関する。

［従来の技術］ 周知の通り、セラミックス、フェライト等の硬脆材料の
研削にはダイアモンド砥石、ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）
砥石などの砥石か賞用されている。

この種の砥石は、ダイアモンド砥粒やＣＢＮ砥粒などの
硬質砥粒をレノ７ノイドホンド、メタルボンド、ビトリ
ファイドボンドなどの結合剤と混合して型込めした後、
焼結したものである。そして、メタルボンドを結合剤と
するものは、砥粒保持力、耐磨耗性が高いので、半導体
、セラミックなどの精密切断や、石材の切断、超硬工具
の研削なとに用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述した従来の混合法によるメタルボンド砥
石には次のような欠点があった。、（＋）混合法では、
砥粒径の違いや比重差によって均一な混合ができず、砥
石中の硬質砥粒の分布が不均一になってしまう。

（２）また、焼結性が悪く、高集中度へ砥石の製治が難
しい。ここで、集中度とは、砥粒と結合剤とからなる砥
粒層中に占める砥粒の割合を示すもので、砥粒率２５Ｖ
ｏｌ％を集中度ｌＯＯと規定している。

（３）焼結性が當く、かつ結合剤の成分分布が不均一と
なり、硬質砥粒の保持力およびボンド相の強度の高いも
のを得るのが難しい。

この発明は、このような背景の下になされたもので、硬
質砥粒の分布が均一で、かつ高集中度のメタルボンド砥
石を提供６−ることを目的とする。

Ｌ問題点を解決するための手段］ 」二足問題点を解決するためにこの発明は、硬質砥粒に
２層以上の金属被膜を被覆した複合砥粒を焼結してメタ
ルボンド砥石を作製したことを要旨とする。

また、前記２層以上の金属被膜は、最外層の被膜金属の
融点が内層の被膜金属の融点よりも低融報であることを
特徴とする。

更に、前記金属被膜の全被覆量が、３０〜９５Ｖｏｌ％
であることを特徴と一６ｔ−る。

［作用　］ 上記手段によれば、硬質砥粒の表面に施された金属被覆
が結合剤として作用するため、混合を必要とせず、型込
めの後、直ちに焼結することか可能である。この焼結の
際、上記金属被膜は変形可能なため、焼結性が良く、砥
石強度、砥粒保持力が高く、均一にして高集中度の砥石
を容易に製造することができる。

硬質砥粒上に形成される２層以上の金属被覆は、第１層
目に相対的に融点の高い金属被覆を行い、最外層に他の
層に比べて融点の低い金属被覆を行うことが好ましい。

この理由は次の通りである。

（１，）第１層目は、硬質砥粒の保持に最も寄与″Ａ′
る層であるとともに、研削時に砥石刃先部が発熱し、結
合剤の強度低下が起こるため、高温における強度が高い
金属、すなわち、高融点金属が好ましい。

（２）最外層の金属被覆層は、砥石化に際して融着層と
して機能するため、焼結をより容易にするためには、比
較的低融点であることが好ましい。

また、硬質砥粒表面に形成される金属彼覆爪は、３０〜
９５Ｖｏｌ％が好ましい。これ以下では、砥石化１７た
場合の砥粒保持力が低く、砥石強度が低下する。また、
これ以上では、得られた砥石中における砥粒含有率が低
く、研削効果が低下してしまう。

［発明の付帯的事項］ （１）硬質砥粒に第１層目の金属被覆を施す方法として
、Ｉ）　Ｖ　Ｄ　、　ＣＶ　Ｄ等の気相めっきと無電解
めっきとが可能であるが、成膜速度、コスト等の点から
無電解めっき法が好ましい。第２層目以降の金属被覆を
施す方法としては、前記の他に電気めっき法が適用でき
る。

（２）複合砥粒を用いての砥石の製造方法においては、
砥石成分が複合砥粒に全て含まれているわけであるから
、混合等は必要なく、そのまま成型すればよい。この場
合、異種粉末の混合のように振動によって分離すること
がないので、型込め時に振動を加えて複合砥粒の充填密
度を上げることら可能である。なお、焼結方法としては
、従来知られている方法が適用できろ。

（３）複合砥粒のみによらず、金属粉を加えて混合し、
その後焼結する方法を用いても、硬質砥粒と金属粉とを
混合し、その後焼結するという従来の方法に比べて、良
好な焼結性を得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

［実施例１〕 第１図のダイアモンド砥粒１　（＃　１４０／１７０）
の表面に、まず、Ｎｉ−１０ｗｔ％Ｗにツブルータング
ステ２合金）成膜２を無電解めっきによって形成して第
１層とし、こ゛のＮ１−Ｗ成膜２の上にＣｕ（銅）成膜
３を、無電解めっきによって形成して第２層とした。こ
うして、ダイアモンド砥粒ｌは２層の金属被膜２．３に
よって被覆され、複合砥粒４となる。ここで、得られた
複合砥粒４の組成は、ダイヤモンド５５Ｖｏｌ％、Ｎ１
−ＷＩＯＶｏｌ％、Ｃｕ３５Ｖｏｌ％であった。

次に、上記複合砥粒４に振動を加えつつ型込めした後、
コールドブレス（５ｔｏｎ／　ｃｍ”）を行ってダイア
モンド砥粒１の充填密度を高め、ホットブレス（８００
°Ｃ１５００ｋｇ／　ｃｍ’、５分）を施して焼結し、
メタルボンド砥石を作製した。

作成１−たメタルボンド砥石は、鋼製の芯金の外周に、
幅６ｍｍ、厚さ３ｍｍの砥石層が形成されたもので、集
中度は２２０であった。

この実施例１によるメタルボンド砥石と従来の手法によ
るメタルボンド砥石とを研削試験により比較した。ここ
で比較量は、この実施例１と同一の組成になるようにダ
イヤモンド砥粒と金属粉末とを混合した後、型込めし、
コールドプレス、ホットプレスを行って、実施例１と同
一形状の砥石を製作した。研削試験はガラスを被削材と
し、研削条件としては、砥石車の周速１５００　ｍ／　
ｍｉｎ、切り込み０．７ｍｍ５テーブル送り１０ｍ／ｍ
ｉｎ、テーブルクロス送り２　ｍｍ／　ｐａｓｓ、　ｍ
式とした。

研削試験の結果、実施例１によるダイアモンド砥石の研
削比は１５．０００で、比較量に比べて、研削比が５倍
高かった。また、比較量のダイヤモンド砥石は、結合剤
のダイヤ保持力がまったくなく、砥石強度も小さく、指
でこするとダイヤ粒が脱落（また。

なお、上記金属被覆２のＮｉＷを、Ｃｏ−Ｗ（：］バル
トータングステン合金）に置き換えた場合らほぼ同様の
結果であった。

［実施例２］ 第２図のダイアモンド砥粒１　（＃　１４０／１７０）
の表面に、無電解めっきによって、Ｃｕ被膜（銅被膜）
５を形成した後、Ｃｕ被膜５の表面に、置換めっきによ
って、Ｓｎ被膜（錫被膜）６を形成し、複合砥粒７を作
成した。この複合砥粒７の組成は、ダイヤモンド６３Ｖ
ｏｌ％、Ｃｕ３０Ｖｏｌ％、５ｎ７Ｖｏｆ％で、これを
用いて実施例１と同様の工程（コールドプレス５　ｔｏ
ｎ／　ａｍ’、ポソトブｌ／スフ００°Ｃ１３００ｋｇ
／　ａｍ”、５分）で焼結し、高集中度メタルボンド砥
石を作製した。こうして作製した高集中度メタルボンド
砥石の形状は、実施例１と同一であり、集中度は２５０
であった。

次に、実施例１と同一組成、同一集中度、同一形状のダ
イヤモンド砥石を従来法、すなわち、所定量のダイヤモ
ンド扮、Ｃｕ扮、Ｓｎ粉とを混合し、型込めした後、実
施例２と同様な焼結条件で焼結（７たところ、得られた
ダイヤモンド砥石は、型バラ７時に砥石層が芯金から脱
落し、目的とする砥石形状を得ることができなかった。

実施例２のダイヤモンド砥石を用いて、実施例１と同様
な条件下で平面研削を実施したところ、研削比は１３．
５００で非常に優れていた。

［実施例３］ 次に、実施例２と同様にして、ダイアモンド砥粒ｌ（８
〜１６μｍ）の表面に、Ｃｕ−９ｎの２層被膜５．６を
形成し、複合砥粒７（ダイヤモンド６２゜５Ｖｏｌ％、
Ｃｕ３０Ｖｏｌ％、Ｓｎ７．５Ｖｏｌ％）を作成した。

この複合砥粒７をホットプレス（６００℃、３００　ｋ
ｇ／　ａｍ’、５分）で焼結してＩＡ８タイプ（台金な
し）の高集中度（集中度２４９）カッティングブレード
（５５０φｘｏ、５ｔ）を作製し、これを従来法による
メタルカッティングブレードと比較した。ただし、従来
法では、実施例３と同一組成、同一集中度のカッティン
グブレードを製作−＋ｚｒ″Ｊ−Ａ＜ア缶む＃％　、　
す−ので−冴央淀で眼界の＄中度１５０のカッティング
ブレード（結合剤中の金属成分の組成比は実施例３と同
一）を製作し、実施例３との切断比較試験を実施した。

切断試験の条件としては、０．５ｍｍ厚のブレードを使
用し、９２％ＡＱｖＯ３を、周速１８００ｍ／ｍｉｎ、
テーブル送り３０ｍｍ／ｍｉｎ、湿式でフルカットした
。この切断試験の結果、本実施例による高集中度カッテ
ィングブレードでは、比較量に比べて切断抵抗が約２０
％低丁し、砥石の摩耗も６０％少なかった。

なお、上記実施例においては、複合砥粒４，７をそのま
ま焼結したが、結合剤、すなわち、金属粉あるいはフィ
ラーを添加して焼結するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明で情、硬質砥粒に２層以
上の金属波膜を被覆ｌまた複合砥粒を焼結してメタルボ
ンド砥石を製造するため、焼結性がよく、硬質砥粒の集
中度を飛躍的に高めることができる。また、型込め時に
振動充填法が使用で、きるから、焼結体の密度を上げる
ことが可能である。

更に、硬質砥粒の近傍に高融点金属層か存在するため、
砥粒の保持力が高い。土た、砥粒の最外層には、比較的
低融点の金属被膜が形成されているため、複合砥粒間の
溶着が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例による複合砥粒の構成を
示す断面略図、第２図はこの発明第２実施例による複合
砥粒の構成を示す断面図略図であ１　・・ダイアモンド
砥粒（硬質砥粒）、２．３．５　。 ６　　金属被膜、４．７・・・・複合砥粒。 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）硬質砥粒に２層以上の金属被膜を被覆した複合砥
   粒を焼結して作製することを特徴とするメタルボンド砥
   石の製造方法。
2. （２）前記２層以上の金属被膜は、最外層の被膜金属の
   融点が内層の被膜金属の融点よりも低融点であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のメタルボンド砥
   石の製造方法。
3. （３）前記金属被膜の全被覆量が３０〜９５Ｖｏｌ％で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載のメタルボンド砥石の製造方法。