JPS6311279A - 電鋳薄刃砥石およびその製造方法 - 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、特にシリコンやフェライト等の被削材にお
けろ高精度の切断加工や溝入れ加工に用いて好適な電鋳
薄刃砥石およびその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、シリコン、Ｇ　ａＡ　ｓｓフェライト等からなる
被削けに、高い精度による切断加工や溝加工を施す場合
には、金属メッキ相内に超砥粒を分散さ仕てなる電鋳薄
刃砥石と呼ばれる薄刃砥石が用いられつつある。

図は、従来のこの種の電鋳薄刃砥石を示す乙のである。

この電鋳薄刃砥石ｌは、Ｎｉ、Ｃｏおよびそれらの合金
から選ばれてなる金属メッキ相内にダイヤモンドやＣＢ
Ｎ等の超砥粒を分散させることによって形成された厚さ
数十μｍ〜敗百μｍの輪環板状のもので、両側面に配設
された一対の取付用フランツ２．２間に挾まれたうえ、
ナツト３により軸線回りに回転する砥石軸４に締付は固
定されて使用に供される。

ところで、このような従来の電鋳薄刃砥石の製造は、先
ずステンレス鋼製の基板の表面に、ダイヤモンド等の超
砥粒を分散させたＮｉイオン、Ｃｏイオンあるいはそれ
らの合金基等を含む電気メッキ液を用いて電気メッキを
施して、上記Ｎｉ等からなる金属メッキ相内に上記超砥
粒を分散させた砥石層を形成し、ついでこの基板から上
記砥石層を剥離した後得られた砥石層をパンチング加工
等により円形の砥石形状に成形することにより上記電鋳
薄刃砥石ｌを得る方法が採られている。

ここで、上記従来の製造方法においては、形成されるＮ
ｉ等からなる金属メッキ相内の内部応力を小さく抑える
ことが重要であるため、通常上記電気メッキ液にサッカ
リンＮａ等のイオウを含む化合物からなる一次光沢剤等
を添加している。この場合において、この電気メッキ液
に添加した一次光沢剤は、電気メッキ時にその内に含ま
れているイオウが分解生成されて上記金属メッキ相内に
共析する。そしてこの電鋳薄刃砥石１では、主にこの共
析した０、０Ｉ〜０．３ｗｔ％程度の量のイオウの影響
により、上記金属メッキ相の硬度がｌ１ｖ＝５５０〜６
５０にまで増加するため、その機械的強度および剛性が
高められ、よって非常に薄肉なものであっても実用に供
し得るといった利点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の電鋳薄刃砥石にあっては、イ
オウ等を含む光沢剤の影響によりその金属メッキ相が硬
質化した結果、切削に関与する超砥粒が摩滅しても上記
金属メッキ相の摩耗速度が遅く、よって新たに切削に関
与すべき超砥粒の突出が遅くなってしまう。すなわち、
いわゆる自生作用が円滑におこなわれないため経時的に
その切れ味が低下してしまい、甚だしい場合には切削抵
抗が増加して電鋳薄刃砥石自体に曲がりを生じてしまう
という恐れがあった。

そこで、本願発明者等は、上記従来の電鋳薄刃砥石が有
する欠点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の知
見を得るに至った。

（イ）電気メッキによって形成されたままの上記Ｎｉ等
からなる金属メッキ相を２００℃以上に加熱すると、こ
の金属メッキ相が軟質化してその自生作用が向上する。

（ロ）またこれと同時に、上記金属メッキ相がその結晶
粒界にＮｒ　　Ｓ等の金属間化合物が形成されることに
よって脆化し、これにより繰返し荷重に対する耐疲労強
度が低下するため、長期に亙って使用した場合に、その
切刃の切れ味が低下する以萌に上記取付用フランジ２．
２の外周縁部との当接部に繰り返し荷重に起因すると考
えられる円弧状の割れを生てしまい、この結果工具寿命
の短縮化を招いてしまう。

（ハ）　ところが、上記金属メッキ相を形成する際に、
予めこれに微量のＭｎを含ａさ仕ておくと、この金属メ
ッキ相を同様にして２００℃以上に加熱した場合に、こ
れが軟質化してその自生作用が向上する一方で、さらに
上記ＭｎによりイオウとＮｉあるいはＣｏとの金属間化
合物の形成が妨げられるため、結局上記金属間化合物に
起因するこの金属メッキ相の脆化が阻止される。

［発明の目的コ この発明は上記知見に基づいてなされたもので、自生作
用が円滑におこなわれてその切れ味に優れるとと乙に、
その使用寿命が長い電鋳薄刃砥石およびその製造方法を
提供することを目的とする乙のである。

［問題点を解決するための手段］ この発明の電鋳薄刃砥石およびその製造方法は、超砥粒
が分散された微量のイオウを含むＮｉ、Ｃｏおよびそれ
らの合金から選ばれてなる金属メッキ相内に微量のＭｎ
を含有せしめ、かつ上記金属メッキ相の少なくと乙その
外周部分に２００°Ｃ以上の温度で熱処理を施すことに
より、当該部分の金属メッキ相を再結晶組織としたしの
である。

［作用コ 上記構成の電鋳薄刃砥石にあっては、微量のイオウおよ
びＭｎを含み、超砥粒が分散されたＮｉ、Ｃｏおよびそ
れらの合金から選ばれてなる金属メッキ相を２００℃以
上に加熱ずろことにより、先ず内部に含まれている吸蔵
水素の放出等によりこの金属メッキ相が軟質化するため
、この結果切削時における上記金属メッキ相の摩耗が促
進されてその自生作用が向上する。またこれとともに、
上記金属メッキ相内に加えた微量のＭｎにより上記イオ
ウとＮｉあるいはＣＯとの金属間化合物の結晶粒界での
形成が妨げられるので、これに起因する金属メッキ相の
脆化が防止される。

［実施例］ 以下、この発明の電鋳薄刃砥石およびその製造方法の一
実施例を具体的に説明する。

この例の電鋳薄刃砥石においては、ダイヤモンドやＣＢ
Ｎ等の超砥粒が分散され、かつ微量のイオウを含むＮ　
ｉｓ　Ｃｏおよびそれらの合金から選ばれてなる金属メ
ッキ相内に、さらに微量のＭｎが加えられるととしに、
その刃先部である外周部分の０．０５〜３．０ｍｍの範
囲がこの金属メッキ相の再結晶組織によって形成されて
いる。

以下、上記電鋳薄刃砥石の製造方法を具体的に説明する
。

先ず、メッキされろ金属に対して剥離性を有する処理が
なされたステンレス製の基板の表面に、砥石の原型形状
をなす部分を残してマスキングを施した後、脱脂等の清
浄化処理を施す。次に、この基板の表面に、ダイヤモン
ド等の超砥粒を分散させるとともにさらに少量のＭｎイ
オンを加えたＮｉイオンおよびＣｏイオンを含む電気メ
ッキ液に、イオウを含む有機化合物からなる光沢剤を添
加したものを用いて、微量のＭｎを含むＮ１−Ｃｏ合金
メッキ相内に上記超砥粒を分散させた厚さ寸法が数十μ
ｍ〜数百μｍの砥石層を形成する。

ここで、上記合金メッキ相内のＭｎの含有量としては、
この合金メッキ相内における上記イオウの含有ｆｆ１（
０，０１〜０．３　ｗｔ％）よりｌＯ％程度多くなるよ
うにするのが好ましい。すなわち、上記Ｍｎの含有量が
イオウの含有量以下であると、イ才つとＮｉあるいはＣ
，ｏとの金属間化合物の形成を抑制する効果が充分に発
揮されず、また上記イオウの含有量の１０％を超えるｍ
のＭｎを加えたとしても、もはやそれに応じた顕著な効
果が得られないからである。

次いで、このようにして砥石層を形成したｉｔにブラッ
シング等を含む水洗処理を施した後、この基板から上記
砥石層を剥離する。次いで、得られた砥石層をパンチン
グ加工等により円形の砥石形状に成型しさらに真円に加
工する。そして、このようにして得られた薄肉円板状の
電鋳砥石の、切刃部である外周から０，０５〜３．０Ｉ
ＩＩＩ１１の部分に放電加工機によって熱処理を施し、
その組織を再結晶化させて上記電鋳薄刃砥石を得る。

ここで、上記熱処理の温度は２００℃以上の温度に設定
する必要がある。すなわち、この熱処理温度が２００’
Ｃ１こ満たないと上記金属メッキ相の再結晶化が充分に
おこなわれず、必要とされる上記金属メッキ相の軟質化
効果を得ることができないからである。

しかして、この上うな電鋳薄刃砥石によれば、切刃部で
ある外周部分を再結晶組織とされた金属メッキ相によっ
て形成したのでこの部分の上記金属メッキ相が軟質化し
、これにより切削に際して上記金属メッキ相の摩耗除去
が促進されて新たな超砥粒の突出が円滑におこなわれる
。この結果、その自生作用を向上させることができため
経時的に切れ味が劣化することかなく、よって優れた切
削性能を得ることができろ。

また、これと同時に、上記金属メッキ相内に加えた微量
のＭｎにより上記イ才つの金属間化合物の形成が妨げら
れるので、これに起因する金属メッキ相の脆化が防止さ
れる。したがって、上記金属メッキ相の脆化に起因する
耐疲労強度の低下を招くことがないため繰り返し荷重に
よる割れ等の発生を防止することができ、この結果その
工具寿命を大Ｉｌｌに延ばすことができる。

しかも、上記電鋳ｌ−シ刃砥石にあっては、切削に関与
する刃先部の金属メッキ相のみを再結晶化して軟質化さ
せたので浸れた切れ味を得ることができるうえ、さらに
切削に関与しない本体部分はそのまま高い剛性を保持し
ておくことができる。このため、特に深切り込みや高速
送り切削等の厳しい切削条件が要求されろ加工にも充分
用いることが可能になる。

加えて、上記金属メッキ相の熱処理に放電加工を用いた
ので、池の部分に影響を与えることなく局部的に熱処理
を施すことができる。したがって、例えば小径薄刃ホイ
ールの外周部分に０　、１　ｍｍ幅の範囲内で熱処理を
施す場合等、それぞれの用途に応じた所要範囲の上記金
属メッキ相を再結晶組織化することができる。

なお、上記実施例の説明においては、切刃とされる外周
部分の０．００５〜３．０ｍｍの範囲内の金属メッキ相
に熱処理を施して再結晶組織としたがこれに限るもので
はなく、軟質材の切削に用いるものや外径が小径である
もの等においては、その金属メッキ相の全体に熱処理を
施して再結晶化させてもよい。

［実験例］ 微量のイオウ（含育量：０．Ｉｗｔ％）とＭｎ（含有ｍ
：ｏ、ｌ３ｖｔ％）を含むＮｉからなる金属メッキ相内
に超砥粒としてダイヤモンド（粒径；２０〜３０μｍ）
を分散させた電鋳薄刃砥石（外径＋７６．２φ、内径：
４０．Ｏφ、厚さ：０．２０ｍｍ）をｍ数枚亭備した。

そして、これらの電鋳薄刃砥石から、 ■刃先部となる外周部分の２ｍｍの範囲内のみに不活性
ガス雰囲気中において３００℃で２時間熱処理を施した
この発明に係る電鋳薄刃砥石Ａ、■刃先部となる外周部
分の０．２＋ｎ＋ｎの範囲内のみに放電加工により熱処
理を施したこの発明に係る電鋳薄刃砥石Ｂ、 ■全く熱処理を施さない従来の電鋳薄刃砥石、の以上の
３Ｍ類の電鋳薄刃砥石を製作した。

そして、これら３種類の電鋳薄刃砥石により、以下の切
削条件の下で単結晶フェライトの湿式による切断加工を
おこなった。

周速：　　ｌ　５００　ｍｍ／ｍｉｎ、　　切込み：２
．Ｏｎ＋ｎ＋送りｆｆｉ　：　　５０　ｍｏｂ／　ｗｉ
ｎ。

上記の切断加工の結果、従来の電鋳薄刃砥石に比べてこ
の発明に係る電鋳薄刃砥石Ａ、Ｂでは、それぞれ切断開
始時の切削抵抗において２５％、また切削抵抗の経時的
な増加量においてそれぞれ５５％（電鋳薄刃砥石Ａ）、
６０％（同、Ｂ）低下することが確認された。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の電鋳薄刃砥石およびその
製造方法は、超砥粒が分散された微量のイオウを含むＮ
ｉ、Ｇｏおよびそれらの合金から選ばれてなる金属メッ
キ相内に、微量のＭｎを含有せしめるとと乙に、少なく
ともその外周部分に２００℃以上の温度で熱処理を施す
ことによりその部分の上記金属メッキ相を再結晶組織と
したらのである。

よって、この発明の電鋳薄刃砥石にあっては、熱処理を
施した当該部分の金属メッキ相を軟質化さ仕ることがで
き、これにより自生作用が円ｍにおこなわれるため優れ
た切れ味を長期間に亙って得ることができろとともに、
−上記熱処理に際してＭｎがイオウの金属間化合物の形
成を妨げてこれに起因する金属メッキ相の脆化を防止す
ため、上記金属メッキ相の脆化に起因する耐疲労強度の
低下を招・くことがなく、よってその工具寿命を大巾に
延ばすこともできる。

【図面の簡単な説明】

図は、砥石軸に固定された従来の電鋳薄刃砥石を示す概
略側断面図である。 ｌ・・・・・・電鋳薄刃砥石。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）微量のイオウを含むＮｉ、Ｃｏおよびそれらの合
   金から選ばれてなる金属メッキ相内に超砥粒を分散させ
   てなる薄肉板状の電鋳薄刃砥石において、上記金属メッ
   キ相内に微量のＭｎを含有せしめるとともに、上記金属
   メッキ相の少なくとも外周部分を再結晶組織としたこと
   を特徴とする電鋳薄刃砥石。
2. （２）イオウを含む有機化合物とＭｎイオンとを含む電
   気メッキ液中において、基板上にＮｉ、Ｃｏおよびそれ
   らの合金から選ばれてなる金属メッキ相を形成しつつこ
   の金属メッキ相内に超砥粒を分散して砥石層を形成し、
   次いで上記基板を取り除いて薄肉板状の砥石とした後、
   この砥石の少なくとも外周部分に２００℃以上の温度で
   熱処理を施してなることを特徴とする電鋳薄刃砥石の製
   造方法。
3. （３）上記熱処理は、放電加工またはレーザ加工である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電鋳薄刃
   砥石の製造方法。