JPS6311280A

JPS6311280A - 電着薄刃砥石およびその製造方法

Info

Publication number: JPS6311280A
Application number: JP15329686A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takahashi; 務高橋; Naoto Oikawa; 及川　尚登; Takeshi Katayama; 武志片山
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-01-18
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0649274B2

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ｆｌｌ用分野」本発明は、特にシリコンやフェライト等の被削材におけ
る高精度の切断加工や溝入れ加工に用いられる電着薄刃
砥石およびその製造方法に関する。

「従来の技術」この種の超精密加工用砥石としては、従来から第４図に
示すような電鋳薄刃砥石が使用されている。

図において符号ｌは、ＮｉやＣＯあるいはそれらの合金
等からなる金属メッキ柑内に、ダイヤモンドやＣｌ５Ｎ
等の超砥粒を分散さ仕ることによって形成された、厚さ
数十μｍ〜数百μｍの輪環薄板状の電鋳薄刃砥石である
。そして、この電鋳薄刃砥石Ｉは、両側面に配設された
一対の取付用フランジ２．２間に挾まれたうえ、軸線ま
わりに回転される砥石軸４にナツト３によって締め付は
固定され、使用に供される。

「本発明が解決しようとする問題点」ところが、このような電鋳薄刃砥石１では、ち密な金属
メッキ相により超砥粒が強固に保持されているため、超
砥粒が脱落しにくく、新たに切削に関与すべき超砥粒の
突出が遅く、いわゆる超砥粒の自生全刃作用が不十分で
あるという問題があった。また、砥石面にチップポケッ
トが形成されにくく、切り屑の排出性および冷却性が悪
いという問題らあった。

そこで、電鋳薄刃砥石全体を多孔質化し、超砥粒の保持
力を適当に弱めることによって、超砥粒の自生全刃作用
を高めるととらに、チップボｒ−ｔトの形成を容易にす
ることが考えられるが、この場合には砥石全体の強度が
低下してしまい、使用に耐えなくなる。

また、この種の電鋳薄刃砥石は、切削に係わらない砥石
の中央部にも超砥粒を含むしのであるから、超砥粒がそ
の分無駄になり、歩留まりが悪いといった問題もある。

一方、この超砥粒の歩留まりの悪さを改善するため、一
般の電着砥石のように、機械的に打ち抜き成型した合金
の周縁に、超砥粒を分散させたメッキ層を形成した薄刃
砥石も考えられるが、１０〜３００μ肩という極めて肉
薄な、しかも平面精度の高い合金を得ることは現在のと
ころ困難であり、満足のいく切削精度が得られなかった
。また、単なる金属板でこのような肉薄の合金を構成し
たのでは、変形しやすく、砥石として十分な強度が得ら
れない。

「本発明の目的」本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、１０〜３０
０μ肩という肉薄のものでありながら強度が高く、超砥
粒の自生全刃作用、切り屑の排出性および冷却性に優れ
、しかも製造時における超砥粒の歩留まりが良い電着薄
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
。

「問題点を解決するための手段Ｊ本発明の電着薄刃砥石は、Ｎｉ、、Ｃｏおよびこれらの
合金から選ばれた金属メッキ相中に硬質粒子または硬質
Ｉａ椎を２０〜６０ｖｏｌ％分散してなる薄板状の合金
と、この合金の外周縁に形成され、Ｎｉ、Ｃｏおよびこ
れらの合金から選ばれた金属相中に超砥粒および１０〜
６０ｖｏｌ％の気孔を分散さ什てなる多孔質砥粒層とか
らなることを特徴とする。

「実施例」以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の電着薄刃砥石を示し、符号
１０は台金、１１は台金１０の外周縁に形成された砥粒
層である。

前記合金１０は、Ｎｉ、Ｃｏおよびこれらの合金から選
ばれた金属メッキ相中に、硬質粒子または硬質繊維を２
０〜６０ｖｏｌ％分散してなる薄板状のらのである。前
記硬質粒子（硬質繊維）は、アルミナ等の酸化物、炭化
ケイ素等の炭化物、窒化チタン等の窒化物、Ｂ　、Ｃ等
のホウ化物などから適宜選択され、一種あるいは複数種
を組み合わせて使用される。この硬質粒子（硬質繊維）
の割合が２０ｖ。

１％未満であると、台金１０の強度が不十分となり、一
方、６０ｖｏｌ％より大きいと、台金１０の脆性が大き
くなる。また、台金１０の肉厚が１０μ肩未ｌ＋：？＜
であると、薄すぎて強度か足らず砥石として使用困難と
なり、反対に３００μ屑より厚いと、台金１０をメッキ
によって形成するメリットが無くなる。

他方、前記砥粒層１１は、Ｎｉ、Ｃｏおよびこれらの合
金から選ばれた金属相中に、ダイヤモンドまたはＣＩ３
　Ｎ等の超砥粒を分散させると同時に、１０〜６０ｖｏ
ｌ％の気孔を分散させてなるものであり、多孔質構造と
なっている。この気孔の割合がｌｏｖｏｌ％未ｉｆ：４
であると、金属メッキ相が超砥粒を保持する力が強く、
超砥粒が脱落しにくく、十分な超砥粒の自生全力作用が
得られない。また、気孔率が６０ｖｏｌ％より大きいと
、超砥粒を保持する力が小さくなりすぎ、砥粒層の摩滅
が著しくなる。なお、砥粒１？５１１の厚さく図中ｔ）
は、２０μｍ以上であることが望ましい。２０μＷ未満
では、砥石の寿命が短く、実用的でない。

次に、上記電着薄刃砥石の製造方法を第２図および第３
図を用いて説明する。

まず始めに、第２図に示す装置を用いて、台金１０の製
造を行なう。図中符号２０はメッキ槽であり、このメッ
キ槽２０内には、Ｎｉ、Ｃｏ等の金属イオンを含むメッ
キ液Ｍが満たされている。また、このメッキ槽２０には
、図示しない超音波撹拌機等の撹拌機が配設されており
、メッキ液Ｍの撹拌がなされるようになっている。

上記メッキ槽２０内には、非導電性の台座２１が水平に
配置されており、この台座２１上には、ステンレス製の
平面基板２２が載置されている。

この平面基板２２の上面には、製造すべき砥石の原型形
状をなす部分を残してマスキングか施されている。また
、平面基板２２の上方には、平面基板２２と平行に陽極
板２３が配置され、図示しない７１１Ｘ源の陽極に接続
されている。

台金１０を製造する際には、まず、メッキ槽２０内のメ
ッキ液Ｍに、所定量の硬質粒子（硬質繊維）を添加し、
撹拌機によって硬質粒子（硬質？ａ椎）をメッキ液Ｍ中
に均一に分散する。次いで平面基板２２を電源の陰極に
接続し、陽極板２３との間に通電し、平面基板２２の表
面に金属メッキ層２４を形成しつつ、この金属メッキ層
２４内に硬質粒子（硬質繊維）を均一に分散させる。や
がて、金属メッキ層２４が所定の肉厚に達したら、通電
を停止し、平面基板２２をメッキ槽２０から取り出して
水洗する。そして、この平面基板２２から金属メッキ層
２４を剥がし、台金１０とする。なお、金属メッキ層２
４を所望の形状より大きめに成形したのち、台金１０の
形状に打ち抜いてもよい。

次に、こうして得られた台金１０を、第３図の装置にセ
ットし、この台金１０の外周に砥粒層ｌｌを電着する。

第３図の装置の構成を説明すると、符号３０は軸線方向
を水平に向けて配置された有底円筒形のケースであり、
このケース３０内には、ケース底部に形成された孔を貫
通して金属製のシャフト３１の一端が挿入されている。

このシャフト３１の他端はモータ３２に連結されており
、シャフト３Ｉが回転駆動されるようになっている。ま
た、シャフト３１のケース３０内に位置する一端には、
フランジ部３１Ａが一体成型されており、このフランツ
部３１Ａには、フランジ部３１Ａの端面が露出するよう
に樹脂製の円盤３３が取り付けられている。また、この
フランジ部３１Ａ端而の中央には雌ネジ孔３４が形成さ
れており、この雌ネジ孔３４には、円盤３３と同径樹脂
製の合金固定用円盤３５が、その中央に形成された雄ネ
ジ３５Δをねじ込まれて固定されている。これら円盤３
３゜３５の外周には、メッキ液撹拌用の羽根３６．３７
が放射状に多数形成されている。

一方、ケース３０の内部には、円筒状のＮｉ（またはＧ
ｏ）製の陽極３８が、ケース３０と同軸に取り付けられ
ており、７ｔｆ極の陽極に接続されている。

そして、ケース３０の開口部には、蓋３９が着脱自在に
螺合されており、これによりケース３０内が液密に封止
されている。

さて、この装置を用いて台金１０に砥粒層１１を形成す
るには、まず合金固定用円盤３５と、円盤３３との間に
・台金１０（図では肉厚が誇張されている）をセットし
、円盤３５の雄ネジ３６を円盤３３の雌ネジ孔３４に締
め込んで台金１０を固定する。この状態でシャフト３Ｉ
のフランツ３１Δは台金１０に接触し、シャフト３１と
台金１０とが導通状態となる。

次いで、ケース３０内部に、ダイヤモンドまたはＣｒ３
　Ｎ等の超砥粒を分散させたメッキ液を満たし、蓋３９
を締め付けて封止する。ここで、上記超砥粒には、その
少なくとも一部に無電解メッキ法等によりＮｉ、Ｇｏ等
の金属波膜を形成しておく。

次いで、モータ３２を始動するとと乙に、シャフト３１
を電源の陰極に接続して通電し、メゾキを行なう。する
と、円盤３３．３５の回転により、円盤の外周に形成さ
れた羽根３６．３７がケース３０内のメッキ液を撹拌し
、超砥粒を均一に分散さ仕る。同時に、メッキ液中の金
属イオンは、超砥粒を取り込みつつ台金１０の外周縁に
析出する。

その際、金属メッキ用に付着した超砥粒の表面に形成さ
れている金属被膜上に乙、金属メッキ相が形成されてい
くので、超砥粒と超砥粒の間の空隙は十分に充たされぬ
まま気孔となって残り、多孔質構造が形成される。ここ
で、この気孔の生成割合は、■金属被膜を備えた超砥粒
が全超砥粒中に占める割合、■メッキ液中での超砥粒の
分散密度、■メッキ速度等を適宜設定することによって
、１０〜６０ｖｏｌ％となるように調整する。

やがて、砥粒層１１が所定肉厚に達したら、通電を停止
し、台金１０を取り出して洗浄し、次いて所定形状に整
形して電着薄刃砥石を得る。

このような構成からなる電着薄刃砥石およびその製造方
法によれば、砥粒層Ｉｔ中に１０〜６０ｖｏｌ％の気孔
を分散し、砥粒層１１を多孔質構造としたので、砥粒層
ＩＩ中の超砥粒の保持ツノを適度に弱めて、超砥粒の自
生全回作用を促すことができ、従来から同様の用途に使
用されている電鋳薄刃砥石と比較して、砥石の切削抵抗
を格段に低減でき、波切削材に生じる加工損傷を大きく
低減することが可能である。また同時に、チップポケッ
トの形成が容易になるので、切り屑のυト出性向上が図
れるとともに、砥粒層１１表面での冷却水保持効果を高
め、砥石の冷却効率向上が図れる。

また、砥石の台金１０を、硬質粒子あるいは硬質繊維を
分散させた金属メッキ層によって構成したので、砥石全
体を多孔質とした電鋳薄刃砥石および機械的に成形した
金属台金板を用いた電着砥石と比較して、１０〜３００
μｌという肉薄にかかわらず、砥石強度を著しく高めろ
ことができる。

また同時に、メッキ法を用いて形成するので、肉厚の制
御が容易で、平面精度を格段に向上でき、ひいては砥石
の切削精度を高めることが可能である。

また、切削に関与する砥粒層１１にのみ、高価な超砥粒
を含み、切削に関与しない台金１０には超砥粒を含まな
い構成なので、砥石全体に超砥粒を含む電鋳薄刃砥石と
比較して、超砥粒の歩留まり向上が図れ、ひいては砥石
製造コスト低下を図ることができる。

なお、上記実施例の砥石製造方法では、超砥粒に金属被
膜を形成しておくことによって、砥粒層を多孔質として
いたが、本発明はこの方法に限られるしのではない。例
えば、合金のメッキすべき周縁に極く薄い油膜を形成す
るとともに、メッキ液中に過酸化水素水等の発泡性物質
を入れておくことにより、メッキ時に前記周縁に微細な
泡を付着させ、この泡の部分を気孔として残し、砥粒層
を多孔質構造とすることら可能である。

「発明の効果」本発明の電着薄刃砥石およびその製造方法によれば、以
下の効果が得られろ。

■砥粒層中に１０〜５０ｖｏｌ％の気孔を分散し、砥粒
層を多孔質構造としたので、砥粒層中の超砥粒の保持力
を適度に弱めて、超砥粒の自生全回作用を促すことがで
きる。したがって、従来から同様の用途に使用されてい
る電鋳薄刃砥石と比較して、砥石の切削抵抗を格段に低
減でき、切れ味に優れるので、波切削材に生じる加工損
傷を大きく低減できろ。また同時に、チップポケットの
形成が容易になるので、切り屑の排出性向上が図れると
ともに、砥拉偕表面での冷却水保持効果を高め、砥石の
冷却効率向上が図れる。

■砥石の合金を、硬質粒子あるいは硬質繊維を分散さけ
た金属メッキ層によって構成したので、砥石全体を多孔
質とした電鋳薄刃砥石および機械的に成形した金属台金
板を用いた電着砥石と比較して、砥石強度を著しく高め
ろことができ、１０〜３００μＩという肉薄の場合にも
砥石として十分な強度が得られる。また同時に、メッキ
法を用いて合金を形成するため、肉厚の制御が容易で、
平面精度を向上でき、ひいては砥石の切削精度を高める
ことが可能である。

■切削に関与する砥粒層にのみ、高価な超砥粒を含み、
切削に関与しない砥石台金には超砥粒を含まない構成な
ので、砥石全体に超砥粒を含む電鋳薄刃砥石と比較して
、超砥粒の歩留まり向上が図れ、ひいては砥石製造コス
ト低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の７１７　Ｒ１薄刃砥石の断
面図、第２図は同砥石の台金製造に使用する製造装置の
縦断面図、第３図は同台金に砥粒層を形成するための装
置の縦断面図、第４図は従来の電鋳薄刃砥石を砥石軸に
固定した状態を示す縦断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｎｉ、Ｃｏおよびこれらの合金から選ばれた金属
メッキ相中に硬質粒子または硬質繊維を２０〜６０ｖｏ
ｌ％分散してなる円環薄板状の台金と、この台金の外周
縁に形成され、Ｎｉ、Ｃｏおよびこれらの合金から選ば
れた金属相中に超砥粒および１０〜６０ｖｏｌ％の気孔
を分散させてなる多孔質砥粒層とからなることを特徴と
する電着薄刃砥石。
（２）前記硬質粒子あるいは硬質繊維は、酸化物、炭化
物、窒化物、ホウ化物およびこれらの混合物から選択さ
れたものからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の電着薄刃砥石。
（３）前記台金の肉厚は１０〜３００μｍ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項記載の電
着薄刃砥石。
（４）平面基板上に、Ｎｉ、Ｃｏおよびこれらの合金か
ら選ばれてなる金属メッキ相を形成しつつこのメッキ相
内に２０〜６０ｖｏｌ％の硬質粒子もしくは硬質繊維を
分散して円環状の台金層を形成し、次いで上記平面基板
を取り除いて薄肉板状の台金としたのち、この台金の外
周縁にＮｉ、Ｃｏおよびこ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、この金属メッキ相中に超砥
粒および１０〜６０ｖｏｌ％の気孔を分散させて多孔質
砥粒層を形成することを特徴とする電着薄刃砥石の製造
方法。