JPS6334071A

JPS6334071A - 砥石の製造方法

Info

Publication number: JPS6334071A
Application number: JP17855286A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takahashi; 務高橋; Kazuyoshi Adachi; 足立　数義; Masakatsu Inaba; 稲葉　正勝
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-13
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JP2504418B2

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」本発明は、電着砥石や電鋳砥石、ダイヤモンド工具等の
製造に使用される砥石の製造方法に関する。

「従来の技術」従来、例えば、電着砥石の製造は次のようにして行なわ
れている。

まず、メッキ槽内のメッキ液に、ダイヤモンド。

ＣＢＮ等の超砥粒を所定量添加し、撹拌機によってメッ
キ液を撹拌して超砥粒を均一に分散させる。

次いで、メッキ液中に浸漬した砥石台金（被メッキ体）
を電源の陰極に接続し、陽極板との間で通電し、砥石台
金上に金属メッキ相を析出させつつ、この金属メッキ相
内に超砥粒を取り込ませて砥粒層を形成する。

そして、砥粒層が所定の肉厚になったら通電を停止し、
砥石台金を取り出して整形およびドレッシングを行ない
、電着砥石を得る。

［発明が解決しようとする問題点Ｊところで、このような砥石の製造方法によって、−膜内
な円板状ではなく複雑な形状の電着砥石を製造しようと
すると、砥石台金の砥粒層を形成すべき部分のうち、略
垂直になった面や下方を向いた面などには、重力の影響
で超砥粒が付着しにくく、金属メッキ相内に超砥粒が取
り込まれにくい。

その反面、上方を向いた面などでは、重力がかかること
により超砥粒が付着しやすく、金属メッキ相内に取り込
まれる超砥粒が多い。金属メッキ相の析出量は、どの面
でも略同じであるために、前記台金面の垂直部分および
下方を向いた部分では、砥粒層中の超砥粒の分散密度が
低下し、研削時の超砥粒露出密度が低下する結果となり
、この製造方法では、砥粒層の肉厚が不均一で切れ味に
部分的なムラかある電着砥石が製造されてしまう欠点が
あった。

「本発明の目的Ｊ本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、被メッキ体
上のいかなる方向を向いた面においても超砥粒の密度が
均一な砥粒層を形成することができる砥石の製造方法を
提供することを目的とする。

［問題点を改善するための手段」本発明の砥石の製造方法は、超砥粒に強磁性を有する金
属を被覆するとともに、前記被メッキ体の少なくとも一
部を強磁性体で構成し、さらに被メッキ体および超砥粒
の少なくとも一方を着磁して、超砥粒と被メッキ体との
間に磁気吸引力を生じさせつつメッキを行なうことを特
徴とする。

「実施例」以下、本発明の砥石の製造方法を、電着砥石の製造方法
に適用した例を挙げて説明する。

始めに、無電解メッキ法を用いて、超砥粒の表面に強磁
性を有する金属被覆を形成する。そのためにはまず、ダ
イヤモンド、ＣＢＮ等の超砥粒をパラジウム塩水溶液等
の触媒溶液に浸し、超砥粒の表面に触媒活性を付与する
。次に、この超砥粒粉末を取り出し、Ｎ　ｉ、　Ｃｏ、
　Ｆ　ｅ等の強磁性（硬質磁性）金属のイオンを含む無
電解メッキ液中に添加する。そして、超砥粒表面におい
て強磁性金属を析出させ、超砥粒の平均粒径のＩ／２０
〜１／２の肉厚を有する金属被覆層を形成する。この金
属被覆層の肉厚が超砥粒粒径の１７２０未満であると着
磁後の残留磁気が弱く、被メッキ体との磁気吸引力が弱
く、被メッキ体上に超砥粒を均一に分散させることが困
難になる。また、金属被覆層が超砥粒粒径の１／２より
厚いと、被研削材への超砥粒の食い込みを悪化させるお
それがある。

次いで、前記金属被覆した超砥粒を取り出し、プラスチ
ック容器等に封入して着磁装置にセットし、前記金属被
覆に十分な残留磁気を付与することができる強さの磁場
中にさらして着磁する。

一方、Ｎ　ｉ、　Ｃｏ、　Ｆ　ｅ、強磁性ステンレス等
のように強磁性を有する材質から作られた砥石台金の表
面に、砥粒層を形成すべき部分を除いてマスキングを施
した後、この砥石台金を、Ｎｉ、Ｃｏ等のイオンを溶解
したメッキ液中に配置する。そして、前記着磁した超砥
粒を、このメッキ液中に所定量添加し、超音波撹拌機等
の撹拌機によって撹拌しつつ、砥石台金を電源の陰極に
接続し、メッキ液内の陽極との間に通電する。

この時、メッキ液中に分散している超砥粒は、表面に形
成された金属被覆によって周囲に磁場を形成しているの
で、この超砥粒が撹拌によって砥石台金に衝突したりそ
の近傍を通った際には、超砥粒と砥石台金との間に微弱
な磁気吸引力が発生する。このため、超砥粒は、砥石台
金の表面に引き寄けられ、撹拌によって引き剥がされる
までの間、その表面に吸着して滞留する。一方、この滞
留時間内にも、砥石台金の表面には順次金属メッキ相が
析出してくるので、超砥粒はこの金属メッキ相内に捕ら
えられ、次第に埋もれていく。また、金属メッキ相内に
捕らえられた超砥粒上にも、次々と超砥粒が付着し、こ
れら超砥粒の金属被覆上に順次金属メッキ相が析出して
いくため、これら超砥粒と超砥粒との間の空隙は、部分
的に充たされぬまま残り、金属メッキ相内に多数の気孔
が形成される結果となる。

このような金属メッキ相内の気孔は、砥石使用時にチッ
プポケットとして切り屑の排出性を高める効果を奏する
ものであり、超砥粒金属被覆の磁力、メッキ液中におけ
る超砥粒の分散密度、メッキ電流等を調整することによ
り、気孔の砥粒層中に占める割合が、５〜６０ｖｏ１％
とされることが望ましい。前記気孔の割合が５ｖｏ１％
未満であるとチップポケット形成効果が不十分となり、
反対に６０ｖｏ１％よりも大きいと、金属メッキ泪によ
り超砥粒を保持する力が弱くなる。

やがて、砥粒層が所定の肉厚となったら、通電を停止し
、砥石台金を取り出して整形およびドレッシングを施し
、電着砥石を得る。

このような構成からなる電着砥石の製造方法にあっては
、超砥粒と砥石台金との間に磁気吸引力を生じさせ、こ
の力によって砥石台金表面に超砥粒を付着させてメッキ
を行なうので、いかなる方向を向いた被メッキ面におい
ても重力の影響を受けることなく、超砥粒を満遍無く取
り込ませることができる。したがって、本方法によれば
、超砥粒の分散密度が均一な砥粒層を形成することがで
き、砥粒層の肉厚が均一で、切れ味にムラのない電着砥
石を製造することができる。

また、本方法では、切り屑の排出性を高め、冷却水を保
持する作用を持つ多数の気孔を、砥粒層中に容易に形成
できるので、切れ味が良く、冷却効率の高い電着砥石を
製造することが可能である。

なお、前記実施例では、本発明を電着砥石の製造方法に
適用した例を示したが、本発明はこれに限られず、同様
の砥粒層を有する電鋳砥石、ダイャモント工具等の製造
方法としても利用することができる。

また、金属被覆の形成方法は、無電解メッキ法に限らず
、スパッタ法等の薄膜形成法によっても行なうことがで
きる。

さらに、前記実施例では超砥粒の金属被覆を着磁した構
成としていたが、本発明はこれに限みれず、■超砥粒金
属被覆は着磁仕ずに砥石台金を着磁する方法（後で加熱
して磁力を消す）、■金属被覆および砥石台金の両者を
着磁する方法、なども実施可能である。

さらにまた、前記実施例では金属被覆した超砥粒のみを
金属メッキ相に分散させる方法であったが、本発明はこ
れに限られず、超砥粒の他にも、六方品窒化硼素等の潤
滑性粒子、炭化ケイ素等の硬質粒子などに金属被覆を形
成し、この金属被覆に着磁し、超砥粒とともに分散させ
ても良く、その場合には金属被覆超砥粒のみの場合に比
べ、研削抵抗の低下および研削比の向上が図れる。また
、場合によっては、超砥粒の全てに着磁しなくても良い
。

「実験例」次に、実験例を挙げて本発明の効果を実証する。

（実験例１）ダイヤモンド超砥粒粉末（平均粒径５０μＩ）をパラノ
ウム塩水溶液に浸し、超砥粒の表面に触媒活性を付与し
た。

この超砥粒粉末を、無電解Ｎｉメッキ液（日本カニゼン
株式会社製５Ｂ−５５、液温６５℃）中に分散し、超砥
粒表面に約５μ度のコバルト被覆層を形成した。そして
、このコバルト被覆した超砥粒粉末を、プラスチック瓶
に封入し、１０キロエルステツドの磁場中にさらして着
磁した。

次いで、第１図の装置を用い、この着磁した超砥粒を砥
石台金上に電着した。図中符号１は下部がすり林状に形
成されたメッキ槽、２はこのメッキｔｅｌの上部側面か
ら下端部に連通ずるパイプ、３はパイプ２の途中に配設
された循環ポンプであり、メッキ槽１内に満たされたメ
ッキ液は前記循環ポンプ３によりメッキ槽１の上部より
吸引され、メッキ槽の下端部からメッキ槽内に戻るよう
に構成されている。これにより、メッキ液中の超砥粒が
均一に撹拌されるようになっている。

また、メッキ槽ｌ内には、モータで回転操作され電源の
陰極に接続された砥石軸４が水平に設けられており、こ
の砥石軸４には、被メッキ部を除いてマスキングが施さ
れた円板状の砥石台金５が取り付けられている。そして
、この砥石台金５の両側方には、それぞれ電源の陽極に
接続されたＮｉ陽極板６．６が配設されている。

このような装置を用い、以下のメッキ条件で、外径１０
（ｌｕｙφ、厚さ１Ｏｚｘのスケール台金の外周にＮｉ
メッキ相を形成しつつこのメッキ相中に超砥粒を分散さ
せて、厚さ５００μ肩の砥粒層を形成した。

Ｎｉメッキ液　スルファミン酸Ｎｉ　　４５０９ｚＱ’
塩化Ｎｉ　　　１０９／Ｃ硼酸　　３０９／Ｑピット防止剤　　少量光沢剤　　少量ｐＨ４，０ダイヤ超砥粒添加量　　５０ｇ／ρ 超砥粒平超低径　　５０．ｃｚ！Ｉ超砥粒へのＮｉ被覆厚さ　　５μｌ砥石台金５の回転速度　　５　ｒｐｍ陰極電流密度　　３Ａ／ｄｌ’ メッキ液温度　　５０°Ｃ次いで、得られた電着砥石を整形し、ドレッシングを施
して外径１００．８ｉｚφの電着砥石を得た。

第２図はこの電着砥石の拡大断面図であり、５は砥石台
金、７はＮｉメッキ相、８は超砥粒、９は超砥粒に形成
された金属被覆、１０はメッキ相内に形成された気孔で
ある。この砥石の場合、超砥粒含有率は２０ｖｏ１％、
気孔率は４０ｖｏ１％であった。

次に、この実験例の砥石、および従来の製造方法を用い
て作成した同形の電着砥石（比較例）を用い、９６％の
アルミナ材を研削した。その結果、実験例の砥石では、
比較例の砥石の２／３の研削抵抗を示し、長期間に亙っ
て目詰まりすることなく、良好な切れ味を示した。

（実験例２）上記と同様に、被メッキ部分を除いてマスキングか施さ
れた円板状の平面基板（１３ｃｒステンレス鋼）を陰極
としてメッキを行ない、平面基板上に所定厚さのメッキ
相を形成しつつこのメッキ相内に超砥粒を分散させて、
砥粒層を形成した。次いで、この平面基板を取り出し、
砥粒層を平面基板から剥がし、ラッピング、整形、およ
びトレッシングを施して電鋳薄刃砥石を得た。

このようにして得られた電鋳薄刃砥石では、従来の電鋳
薄刃砥石と比較して、超砥粒および気孔が極めて均一に
分散されており、良好な切れ味を示した。

「発明の効果」本発明の砥石の製造方法によれば、次のような優れた効
果が得られる。

■超砥粒と被メッキ体との間に磁気吸引力を生じさせ、
この力によって被メッキ体表面に超砥粒を付着させつつ
メッキを行なうので、被メッキ面の向き（すなわち重力
の向き）にかかわらす超砥粒を被メッキ面に満遍無く付
着させることができ、超砥粒の分散密度が均一なメッキ
層を形成することができる。したがって、例えば本方法
を砥石の製造等に使用した場合には、砥粒層中の超砥粒
密度および砥粒層の肉厚が均一で、切れ味にムラのない
砥石を製造することができる。

■超砥粒の金属被覆の磁力、メッキ液中における超砥粒
の分散密度、メッキ電流等を調整することにより、任意
の気孔量を有する多孔質メッキ層を容易に形成すること
ができる。したがって、例えば、本発明を砥石の製造に
適用した場合には、前記気孔によって砥石の切り屑の排
出性を高め、冷却水を保持する作用を高めることができ
、切れ味が良く、冷却効率の高い砥石を製造することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実験例の電着砥石を製造するために使
用される製造装置の縦断面図、第２図は同装置によって
製造された電着砥石の拡大断面図である。５・・・砥石台金（被メッキ体）、７・・金属メッキ相
、８・・・超砥粒、９・・・金属被覆、ＩＯ・・・気孔
出顕大　三菱金属株式会社

Claims

【特許請求の範囲】被メッキ体上に金属メッキ相を析出させつつ、この金属
メッキ相中に超砥粒を分散させる砥石の製造方法におい
て、メッキを行なうに際し、前記超砥粒に強磁性を有する金
属を被覆するとともに、前記被メッキ体の少なくとも一
部を強磁性体で構成し、さらに被メッキ体および超砥粒
の金属被覆の少なくとも一方を着磁させることを特徴と
する砥石の製造方法。