KR20070022028A - Porous vitrified grinding wheel and method for production thereof - Google Patents

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KR20070022028A
KR20070022028A KR1020067020870A KR20067020870A KR20070022028A KR 20070022028 A KR20070022028 A KR 20070022028A KR 1020067020870 A KR1020067020870 A KR 1020067020870A KR 20067020870 A KR20067020870 A KR 20067020870A KR 20070022028 A KR20070022028 A KR 20070022028A
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가즈유키 이시오카
다케노리 간다
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구레-노튼 가부시키가이샤
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    • B24D3/18Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings for porous or cellular structure

Abstract

본 발명은, 무기접착제와 발포성 기공형성제를 사용하여 제조되는 다공질의 비트리파이드 숫돌, 특히 기공율 60 체적% 이상 또한/또는 숫돌입자름 100 ㎛ 미만과 같은 미세한 숫돌에서도 균일한 숫돌조직을 가지고, 커팅감이 좋고 또한 충분한 내구성과 강도가 있는 숫돌 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명은 숫돌입자, 결합제 및 기공으로 이루어지는 조직을 가지는 숫돌로서, 무기접착제와 유리프릿에 의하여 형성된 결합제 및 자연기공과 기공형성제에 의하여 형성된 기공을 가지는 것을 특징으로 하는 다공질의 비트리파이드 숫돌에 관한 것이다. The present invention is a porous grinding wheel prepared using an inorganic adhesive and an effervescent pore forming agent, in particular having a grinding wheel structure even in fine grinding wheels such as porosity of 60% by volume or more and / or grinding wheel diameter of less than 100 µm, The present invention provides a whetstone having a good cutting feeling and sufficient durability and strength, and a method of manufacturing the same. The present invention is a whetstone having a structure consisting of whetstone particles, binders and pores, characterized in that it has a binder formed by an inorganic adhesive and a glass frit and pores formed by natural pores and pore formers. It is about.

Description

다공질의 비트리파이드 숫돌 및 그 제조방법{POROUS VITRIFIED GRINDING WHEEL AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}Porous vitrified grinding wheel and its manufacturing method {POROUS VITRIFIED GRINDING WHEEL AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 다공질의 비트리파이드 숫돌 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a porous bituminous grindstone and a method for producing the same.

연삭 및 연마용 숫돌의 주된 종류로서 결합제별로 열거하면 비트리파이드 숫돌, 레지노이드 숫돌, 메탈 숫돌 및 전착숫돌을 들 수 있다. 그 중에서도 비트리파이드 숫돌은 커팅감이 좋고, 내구성이 높으며 또한 드레스성이 좋기 때문 널리 이용되고 있다. The main types of grinding and polishing grindstones listed by binders include vitrified grindstones, resinoid grindstones, metal grindstones and electrodeposited grindstones. Among them, non-refined grinding wheels are widely used because they have good cutting feeling, high durability, and good dressing property.

일반적으로 비트리파이드 숫돌은, 숫돌재와 비트리파이드 결합제의 원재료로서 점토, 장석, 유리프릿 등의 무기질 분체를 1종류 이상 선택하여 1차 결합제와 함께 혼합하고, 그 혼합물을 금형에 충전하여 성형한다. 건조공정을 거친 후 600∼1300℃의 고온에서 소성하여 제조된다. In general, non-refined grindstone is a raw material of a grinding stone and a non-refining binder, and at least one type of inorganic powder such as clay, feldspar, and glass frit is selected and mixed with the primary binder, and the mixture is filled into a mold to be molded. do. After the drying process, it is produced by firing at a high temperature of 600 ~ 1300 ℃.

한편, 상기한 소성온도보다 낮은 온도에서 경화되는 무기접착제를 사용하여 숫돌을 제조하는 기술이 개시되어 있다(특허문헌 1). 구체적으로는 단락 [0005]에 소결온도가 150∼300℃ 전후의 저온에서 숫돌입자층을 숫돌대금에 직접 용착하여 형성할 수 있다고 기재되어 있다. On the other hand, the technique of manufacturing a grindstone using the inorganic adhesive hardened | cured at temperature lower than the said baking temperature is disclosed (patent document 1). Specifically, it is described in the paragraph that the grinding stone layer can be formed by directly welding the grinding stone at a low temperature around 150 to 300 ° C. in the sintering temperature.

또, 탄화붕소 50∼30 중량부와 세라믹재 50∼10 중량부에 대하여 물유리 수 용액 1∼10 중량부% 첨가 혼합하고, 건조후 800∼1200℃에서 소성하는 기술도 개시되어 있다(특허문헌 2). Moreover, the technique which adds and mixes 1-10 weight part of water glass aqueous solutions with respect to 50-30 weight part of boron carbide, and 50-10 weight part of ceramic materials, and bakes at 800-1200 degreeC after drying is also disclosed (patent document 2). ).

[특허문헌 1][Patent Document 1]

일본국 특개2001-71268호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-71268

[특허문헌 2][Patent Document 2]

일본국 특개소52-26094호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-26094

일본국 특개2001-71268호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 무기접착제를 사용하여 저온에서 소결한 숫돌은 굽힘강도가 일반적인 방법으로 제조된 비트리파이드 숫돌과 비교하여 낮기 때문에 숫돌입자 유지력이 부족하여 숫돌 수명에 문제가 있다. 또 일본국 특개소52-26094호 공보에 기재된 제조법에서는 첨가되는 무기물질의 양이 적기 때문에 그것은 고온 소결에서 작용하는 주된 비트리파이드 결합제가 아니라고 생각되기 때문에 충분한 강도 등을 기대할 수 없다.As described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-71268, grindstones sintered at low temperatures using an inorganic adhesive have a low grinding force due to their lack of retention of grindstone particles because their bending strength is lower than that of non-refined grindstones prepared by the conventional method. There is a problem. Moreover, since the amount of the inorganic substance added is small in the manufacturing method of Unexamined-Japanese-Patent No. 52-26094, since it is considered that it is not the main vitrified binder which acts at high temperature sintering, sufficient strength etc. cannot be expected.

상기와 같은 무기질 숫돌의 제조는 여러가지의 면에서 검토되고 있으나, 요구되는 숫돌 특성을 끌어 내기 위하여 무기질 결합제 등의 이용법이나 제조 조건에 관하여 검토해야 할 사항이 많이 남겨져 있다. Although the preparation of the above-mentioned inorganic whetstone has been examined in various aspects, there are many matters to be examined regarding the usage method and manufacturing conditions of the inorganic binder and the like in order to derive the required whetstone properties.

특히 다공질의 비트리파이드 숫돌을 제조하는 경우, 커팅감이 좋고, 내구성의 높음에 더하여 숫돌조직의 균일성이나 숫돌의 강도를 고려하지 않으면 안된다. 종래의 비트리파이드 제조공정에서 유기질의 기공형성제를 사용하면 소성중 형상유지가 유지되지 않는, 또 소성 수축률이 큰 등의 문제가 있기 때문에, 기공율이 큰 숫돌, 특히 기공율 60 체적% 이상의 숫돌의 제조가 제한되고 있다. 또 무기질 중 공체를 사용하여 다공질의 숫돌을 제조하는 것도 생각할 수 있으나, 소성후도 숫돌 중에 무기질 중공체의 막벽이 잔존하기 때문에, 이 작용에 의하여 연삭시의 연삭저항이 증대한다는 문제가 있다. In particular, in the case of manufacturing a porous bituminous grindstone, the feeling of cutting is good, and in addition to the high durability, the uniformity of the grindstone structure and the strength of the grindstone must be considered. In the conventional vitrified manufacturing process, organic pore-forming agents do not maintain shape during firing and have a high plastic shrinkage rate. Therefore, grindstones having a high porosity, in particular, grindstones having a porosity of 60 vol% or more Manufacturing is limited. It is also conceivable to manufacture porous grindstones using pores in inorganic materials. However, since the membrane walls of the inorganic hollow bodies remain in the grindstones after firing, there is a problem that the grinding resistance during grinding increases due to this action.

한편, 종래의 비트리파이드 숫돌의 제조에서는 숫돌 조직이 균일화하기 어렵다는 문제도 있다. 특히 숫돌입자 입자지름 100 ㎛ 미만의 미세한 숫돌에서는 기공의 분산이 비균일해지기 쉽다. On the other hand, in the manufacture of conventional non-refined grinding wheels, there is also a problem that the grinding wheel structure is difficult to uniformize. In particular, fine grinding wheels having a particle diameter of less than 100 µm tend to be non-uniform in pore dispersion.

상기한 각 문제점을 감안하여 본 발명은 무기접착제와 발포성 기공형성제를 사용하여 제조되는 다공질의 비트리파이드 숫돌, 특히 기공율 60 체적% 이상 또한/또는 숫돌입자 입자지름 100 ㎛ 미만과 같은 미세한 숫돌에서도 균일한 숫돌조직을 가지고, 커팅감이 좋고 또한 충분한 내구성과 강도가 있는 숫돌 및 그 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다. In view of each of the above problems, the present invention is a porous bituminous grindstone prepared using an inorganic adhesive and a foamable pore-forming agent, in particular even in fine grindstones such as porosity of 60 vol% or more and / or grindstone particle diameter of less than 100 μm. An object of the present invention is to provide a whetstone having a uniform grindstone structure, good cutting feeling, and sufficient durability and strength, and a method of manufacturing the same.

상기한 과제를 해결하는 본 발명의 다공질이고 무기질의 비트리파이드 숫돌은, 숫돌입자, 결합제 및 기공으로 이루어지는 조직을 가지는 숫돌로서, 무기접착제와 유리프릿에 의하여 형성된 결합제 및 자연기공과 기공형성제에 의하여 형성된 기공을 가지는 것을 특징으로 한다. The porous and inorganic non-fine grinding wheel of the present invention which solves the above problems is a grinding wheel having a structure consisting of whetstone particles, a binder and pores, and is formed by a binder formed by an inorganic adhesive and a glass frit, and natural pores and pore-forming agents. It is characterized by having the pores formed by.

본 발명의 다공질의 비트리파이드 숫돌은, 상기 유리프릿의 연화점이 300∼900℃, 바람직하게는 400∼900℃이면 좋다. The porous bituminous grindstone of the present invention has a softening point of 300 to 900 占 폚, preferably 400 to 900 占 폚 for the glass frit.

또 본 발명의 숫돌은, 용융 알루미나계 숫돌입자, 졸겔 알루미나질 숫돌입자, 탄화규소계 숫돌입자, 알루미나-지르코니아계 숫돌입자, 산화세륨계 숫돌입자, 실리카계 숫돌입자, CBN계 숫돌입자 및 다이아몬드계 숫돌입자로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 숫돌입자를 가지면 좋다. Further, the grinding wheel of the present invention includes molten alumina grinding wheel particles, sol-gel alumina grinding wheel particles, silicon carbide grinding wheel particles, alumina-zirconia grinding wheel particles, cerium oxide grinding wheel particles, silica grinding wheel particles, CBN grinding wheel particles and diamond type It is good to have a grindstone particle selected from the group which consists of grindstone particles.

본 발명에 의한 다공질의 비트리파이드 숫돌의 제조방법은, 숫돌재, 무기접착제, 유리프릿 및 기공형성제를 물에 용해하여 얻어지는 액상 혼합물을 형에 흘려 넣고, 그 형 내의 혼합물을 상온∼300℃에서 건조 고화시킴과 동시에 상기 기공형성제를 발포시켜 건조 고화한 혼합물을 다시 600∼1000℃에서 소성하여 비트리파이드 숫돌을 얻는 것을 특징으로 한다. In the method for producing a porous bituminous grindstone according to the present invention, a liquid mixture obtained by dissolving a grindstone material, an inorganic adhesive, a glass frit, and a pore former in water is poured into a mold, and the mixture in the mold is subjected to normal temperature to 300 ° C. Drying solidification at the same time and the pore-forming agent is foamed to dry the solidified mixture is further characterized in that it is calcined at 600 ~ 1000 ℃ to obtain a bit grinding grinding stone.

본 발명의 제조방법에서는 상기 기공형성제로서 액상의 발포성 기공형성제를 사용하여도 좋고, 고형의 발포성 기공형성제를 사용하여도 좋다. 또 연화점이 300∼900℃, 바람직하게는 400∼900℃인 유리프릿을 사용하면 좋다. 또 사용되는 숫돌입자는 용융 알루미나계 숫돌입자, 졸겔 알루미나질 숫돌입자, 탄화규소계 숫돌입자, 알루미나-지르코니아계 숫돌입자, 산화세륨계 숫돌입자, 실리카계 숫돌입자, CBN계 숫돌입자 및 다이아몬드계 숫돌입자로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택할 수있다. In the production method of the present invention, a liquid foamable pore-forming agent may be used as the pore-forming agent, or a solid foamable pore-forming agent may be used. Moreover, it is good to use the glass frit whose softening point is 300-900 degreeC, Preferably 400-900 degreeC. The grindstone particles used are molten alumina grindstone, sol-gel alumina grindstone, silicon carbide grindstone, alumina-zirconia grindstone, cerium oxide grindstone, silica grindstone, CBN grindstone and diamond grindstone. One or more types can be selected from the group which consists of particle | grains.

본 발명은 무기접착제와 유리프릿에 의하여 형성된 결합제 및 자연기공과 기공형성제에 의하여 형성된 대략 균일한 기공을 가지는 다공질의 비트리파이드 숫돌을 제공할 수 있고, 특히 기공율 60 체적% 이상 또한/또는 숫돌입자 입자지름 100 ㎛ 미만의 미세한 숫돌에 있어서, 균일한 숫돌조직을 가지고, 커팅감이 좋으며, 또한 내구성 및 강도가 높은 숫돌 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. The present invention can provide a porous bituminous grindstone having a binder formed by an inorganic adhesive and a glass frit, and roughly uniform pores formed by natural pores and a pore-forming agent, in particular porosity of 60 vol% or more and / or whetstone Particles For fine grinding wheels having a particle diameter of less than 100 µm, a grinding wheel having a uniform grinding structure, good cutting feeling, high durability and strength, and a method of manufacturing the same can be provided.

도 1은 실시예 1에서 제작한 테스트 숫돌의 숫돌조직의 전자현미경사진,1 is an electron micrograph of the whetstone structure of the test whetstone prepared in Example 1,

도 2는 실시예 3, 4의 컵형 숫돌의 개략 구성을 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a cup grinding wheel of Examples 3 and 4;

도 3은 실시예 3, 4에서 제작한 컵형 숫돌을 정면에서 촬영한 사진,3 is a photograph taken from the front of the cup-shaped grindstone produced in Examples 3 and 4,

도 4는 도 3의 컵형 숫돌의 숫돌편 주변을 측면에서 촬영한 확대사진이다. 4 is an enlarged photograph taken from the side of a whetstone piece of the cup-shaped grindstone of FIG. 3.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1 : 숫돌편 2 : 컵형 금속대금 1: Whetstone 2: Cup type metal price

3 : 숫돌 연마면 3: grinding wheel polishing surface

본 발명의 숫돌은, 숫돌재, 무기접착제, 유리프릿 및 기공형성제를 포함하여 이루어지는 혼합물을 흘려 넣어 성형함으로써 제조되는 다공질의 비트리파이드 숫돌이다. The grindstone of the present invention is a porous bituminous grindstone manufactured by pouring a mixture comprising a grinding stone, an inorganic adhesive, a glass frit, and a pore forming agent.

본원 명세서에 말하는 「다공질의 비트리파이드 숫돌」이란, 유기계의 1차 결합제를 함유하지 않고, 실질적인 1차 결합제로서 무기접착제를 사용하고, 또한 무기접착제와 함께 유리프릿을 사용하여 소결되고, 발포제에 의하여 형성된 기공과 자연기공을 포함한 숫돌을 의미한다. 본 발명에 의하면 숫돌원료 혼합물의 건조 고화시에 양호한 기공형성이 행하여지고, 그후 유리프릿을 거친 비트리파이드화가 진행되기 때문에 균일한 숫돌조직, 특히 미세하고 또한 균일한 기공조직을 가지고, 또한 충분한 강도를 가지는 다공질 비트리파이드 숫돌을 제조할 수 있다. As used herein, the term "porous bituminous grinding stone" does not contain an organic primary binder and is sintered using an inorganic adhesive as a substantially primary binder and using a glass frit together with an inorganic adhesive, It means a grindstone containing pores and natural pores formed by. According to the present invention, good pore formation is carried out at the time of dry solidification of the whetstone raw material mixture, and then, after vitrification through the glass frit, a uniform whetstone structure, in particular, a fine and uniform pore structure, and also sufficient strength Porous refined grinding wheel having can be prepared.

먼저 본 발명의 숫돌의 제조에 사용되는 각 재료에 대하여 설명한다. First, each material used for manufacture of the whetstone of this invention is demonstrated.

무기접착제는, 비교적 저온에서 경화하고, 주로 성형에서 소성까지 숫돌형상 을 유지하는 데 도움이 되는 무기물질이다. 이와 같은 무기접착제는, 실리카·알루미나, 알루미나, 실리카, 지르코니아·실리카, 지르코니아, 규산소다, 인산알루미늄, 인산마그네슘 등 중 1종 또는 2종 이상을 주성분으로 하여, 물유리, 실리카졸, 인산알루미늄, 인산마그네슘 등의 바인더, 규산이온 등을 경화제로 하기 때문에 적절하게 선택할 수 있다. 규산알칼리계, 예를 들면 물유리를 바인더로 하는 것은 가열탈수에 의하여 규산 이온이 중합하여 경화된다. 바람직한 무기접착제는 규산소다를 주성분으로 하여 규산 알칼리계를 바인더로서 사용한 것이다. Inorganic adhesives are inorganic materials that cure at relatively low temperatures and are primarily helpful in maintaining whetstone shape from molding to firing. Such an inorganic adhesive includes water glass, silica sol, aluminum phosphate, phosphoric acid based on one or two or more of silica alumina, alumina, silica, zirconia, silica, zirconia, sodium silicate, aluminum phosphate and magnesium phosphate as main components. Since binders, such as magnesium, and silicate ions are used as a hardening | curing agent, it can select suitably. The alkali silicate system, for example, water glass as a binder is cured by polymerization of silicate ions by heating dehydration. Preferred inorganic adhesives are those in which alkali silicate is used as a binder, with sodium silicate as a main component.

기공형성제에는 유기성 기공형성제 및 무기중공체 등의 무기성 기공형성제의 어느 것을 사용하고 있어도 좋고, 그것들을 함께 사용하여도 좋다. 특히 발포성의 기공형성제가 바람직하고, 예를 들면 구형상의 발포스티롤등이 적합하게 사용된다. 또 본 발명에 사용되는 발포성 기공형성제는, 고형발포제 또는 액상 발포제의 어느 것을 사용하여도 좋고, 양쪽을 적절한 비율로 사용하여도 좋다. 바람직하게는 액상 발포제를 사용한다. As the pore-forming agent, any of an organic pore-forming agent such as an organic pore-forming agent and an inorganic hollow body may be used, or they may be used together. In particular, a foamable pore-forming agent is preferable, and for example, spherical foamed styrol and the like are suitably used. The foamable pore-forming agent used in the present invention may be either a solid foaming agent or a liquid foaming agent, or both may be used in an appropriate ratio. Preferably a liquid blowing agent is used.

바람직한 액상 발포제는, 일반식 ROOC-N= N-COOR(이 식 중, 각각의 R은 직쇄이어도, 분기이어도 좋은 1∼4의 저속 알킬기를 나타낸다)로 나타내는 디알킬아조디카르복실레이트이다. 더욱 바람직한 디알킬아조디카르복실레이트는, 디이소프로필아조디카르복실레이트이다. 또 본 발명에 사용할 수 있는 다른 디알킬아조디카르복실레이트에는 디메틸아조디카르복실레이트, 디에틸아조디카르복실레이트, 디프로필아조디카르복실레이트, 디테트라-부틸아조디카르복실레이트 및 그것들의 혼합물이 함유된다. 이들 디알킬아조디카르복실레이트는 가열에 의하여 열분해되어 발포하여 숫돌조직 내에 많은 발포기공을 형성한다. 전형적으로는 그 열분해 온도가 250℃ 전후이고, 또 상온에서 휘발성은 없어 안전하다. 그 발포는 50℃ 부근에서 시작되나, 바람직한 기공을 얻기 위해서는, 60∼200℃까지 가열하는 것이 좋다. 상기한 디알킬아조디카르복실레이트로 대표되는 액상 발포제는 산성용액하, 알카리성 용액하, 또는 페놀수지, 술폰산, 염화비닐, 및 지방산금속염을 첨가한 경우는 상온에서 발포가 일어난다. 본 발명에 사용되는 무기접착제 용액은 알카리성 용액이기 때문에 상온에서도 발포가 일어나고, 또 유입 성형물의 수분은 그때의 열로 증발하여 성형물이 고화된다. Preferred liquid blowing agents are dialkyl azodicarboxylates represented by the general formula ROOC-N = N-COOR (wherein each R represents a 1-4 low-speed alkyl group which may be linear or branched). More preferable dialkyl azo dicarboxylate is diisopropyl azo dicarboxylate. In addition, other dialkyl azo dicarboxylates that can be used in the present invention include dimethyl azo dicarboxylate, diethyl azo dicarboxylate, dipropyl azo dicarboxylate, ditetra-butyl azo dicarboxylate and those Contains a mixture of. These dialkyl azodicarboxylates are thermally decomposed by heating to foam to form many foamed pores in the grindstone structure. Typically, the pyrolysis temperature is around 250 ° C., and there is no volatility at room temperature, so it is safe. The foaming starts around 50 ° C., but heating to 60-200 ° C. is preferred to obtain desirable pores. The liquid blowing agent typified by the dialkyl azodicarboxylate is foamed at room temperature under acidic solution, alkaline solution, or when phenol resin, sulfonic acid, vinyl chloride, and fatty acid metal salt are added. Since the inorganic adhesive solution used in the present invention is an alkaline solution, foaming occurs even at room temperature, and the moisture of the inflow molding product evaporates by the heat at that time to solidify the molding.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 가열이나 냉각처리를 실시하지 않고 상온하에서 액상 발포제의 발포 및 무기접착제의 고화를 개시할 수 있다. 본원 명세서에 서 사용되는 상온이라는 용어는, 숫돌 원재료의 가열이나 냉각처리를 행하지 않아도 액상 발포제의 발포 및 무기접착제의 고화를 진행할 수 있는 주위 온도를 의미하며, 구체적으로는 0∼30℃라고 정의할 수 있다. As mentioned above, in this invention, foaming of a liquid foaming agent and solidification of an inorganic adhesive agent can be started at normal temperature, without performing a heating or cooling process. As used herein, the term room temperature refers to an ambient temperature at which foaming of a liquid blowing agent and solidification of an inorganic adhesive may proceed without heating or cooling a raw material of a grindstone, specifically, 0 to 30 ° C. Can be.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 알카리성 용액인 무기접착제를 사용함으로써 상온에서의 발포에 의한 기공형성과 숫돌 고화가 일어나기 때문에 바람직하다. As described above, in the present invention, the use of an inorganic adhesive which is an alkaline solution is preferable because pore formation and grinding of the grindstone due to foaming at room temperature occur.

유리프릿은 숫돌조직을 비트리파이드화하여 숫돌을 소결시키는 데 필요한 무기결합제이고, 전형적으로는 그 화학성분이 주로 붕규산 유리인 것을 사용할 수 있다. 그외 소다 석탄 유리, 각종 결정화 유리 등을 사용하여도 좋으나, 이들에 한정되지 않는다. The glass frit is an inorganic binder required to sinter the whetstone by vitrifying the whetstone structure, and typically, the chemical component thereof is mainly borosilicate glass. In addition, although soda coal glass, various crystallized glass, etc. may be used, it is not limited to these.

유리프릿과 무기접착제 고형분과의 비율은 3:1 ∼ 1:7의 범위에서 적절하게 변화시킬 수 있으나, 2.5:1 ∼ 1:6이 바람직하다. 유리프릿의 연화점은 소성시에 유리프릿이 충분히 연화 용융하도록 소정의 소성 온도보다 낮은 온도에서 용융을 개시하는 온도가 바람직하고, 예를 들면 소성온도보다 100℃정도 낮은 것이 바람직하다. 단, 소성온도와 연화점의 온도차가 지나치게 크면 숫돌제조 중에 균열 등의 불량이 발생하기 때문에, 그 온도차는 300℃ 이하인 것이 바람직하다. Although the ratio of glass frit and inorganic adhesive solid content can be suitably changed in the range of 3: 1-1: 7, 2.5: 1-1: 6 are preferable. The softening point of the glass frit is preferably a temperature at which melting starts at a temperature lower than the predetermined firing temperature so that the glass frit is sufficiently softened and melted at the time of firing, for example, it is preferably about 100 ° C lower than the firing temperature. However, if the temperature difference between the firing temperature and the softening point is too large, defects such as cracking occur during grinding, so the temperature difference is preferably 300 ° C or lower.

숫돌입자에는 용융 알루미나계 숫돌입자, 졸겔 알루미나질 숫돌입자, 탄화규소계 숫돌입자, 알루미나-지르코니아계 숫돌입자, 산화세륨계 숫돌입자, 실리카계 숫돌입자 및 CBN 또는 다이아몬드계 숫돌입자 등의 초숫돌입자 등을 적합하게 사용할 수 있다. 사용해야 할 숫돌입자는 연삭조건에 따라 상기한 것에서 1종류 이상이 선택된다. The grindstone particles include molten alumina grindstone particles, sol-gel alumina grindstone particles, silicon carbide grindstone particles, alumina-zirconia grindstone particles, cerium oxide grindstone particles, silica grindstone particles and CBN or diamond grindstone particles. Etc. can be used suitably. The grindstone to be used is selected from one or more of the above according to the grinding conditions.

숫돌입자 입도는, F4(「JIS R6001 연삭숫돌용 연마재의 입도」에 기재되어 있는 「조립의 종류」에 나타낸 입도표시에 따른다) ∼ 평균 입자지름 0.1 ㎛까지 사용할 수 있다. 적합하게는 F4(「JIS R6001 연삭숫돌용 연마재의 입도」에 기재되어 있는 「조립의 종류」에 나타낸 입도표시에 따른다) ∼ 평균 입자지름 0.2 ㎛로 사용할 수 있다. 특히 적합하게는 #1000(「JIS R6001 연삭숫돌용 연마재의 입도」에 기재되어 있는 입도표시로서「정밀연마용 미분의 종류」중의「전기저항시험방법」에 의하여 나타낸 입도표시에 따라 누적 높이 50%, 점의 입도 분포 11.5 ± 1.0㎛) ∼ 평균 입자지름 0.5 ㎛로 사용할 수 있다. The grindstone particle size can be used from F4 (according to the particle size indication shown in "Types of Assembly" described in "Risk Size of Abrasive Grain for JIS R6001") to an average particle diameter of 0.1 µm. Preferably, it can be used from F4 (according to the particle size indication shown in "Type of granulation" described in "Risk particle size of JIS R6001 grinding wheel abrasive") to an average particle diameter of 0.2 µm. Particularly suitably, it is a particle size indication described in # 1000 (the particle size of the abrasive for grinding grinding stone of JIS R6001), and the cumulative height is 50% according to the particle size indication according to the electrical resistance test method in the kind of fine grinding fine powder. , Particle size distribution of points 11.5 ± 1.0 µm) to an average particle diameter of 0.5 µm.

다음에 본 발명의 숫돌의 제조방법을 설명한다. Next, the manufacturing method of the whetstone of this invention is demonstrated.

본 발명의 숫돌의 제조공정은, 상기한 숫돌 원재료를 수용액 중에 혼합 분산 하여 이것을 숫돌성형용 형 내에 흘려 넣는 공정, 흘려 넣은 액상 혼합물을 상온(0∼30℃)∼300℃에서 건조 고화시킴과 동시에 발포시키는 공정 및 그 건조 고화물을 유리프릿의 용융 온도 이상, 구체적으로는 600∼1000℃에서 소성하는 공정을 포함한다. 본 법에서 유입성형을 행하는 것은 혼합되는 각 원재료의 분산성을 높여 좋은 균일한 숫돌조직을 형성하는 목적이 있다. In the manufacturing process of the whetstone of the present invention, a step of mixing and dispersing the above-mentioned whetstone raw material in an aqueous solution and pouring it into a mold for grinding stone, drying and solidifying the poured liquid mixture at room temperature (0-30 ° C) to 300 ° C The process of foaming and the dried solidified substance are baked at the melting temperature or more of glass frit, specifically, 600-1000 degreeC. Inflow molding in this method has the purpose of forming a good uniform grindstone structure by increasing the dispersibility of each raw material to be mixed.

상기한 원재료를 사용하는 본 발명의 제조방법에서는 건조 고화공정에서 흘려넣은 후에 상온∼300℃에서 무기접착제가 경화되나, 이것과 동시에 발포성 기공형성제가 발포하여 인공기공이 형성된다. 이 장점으로서 유입성형되는 숫돌의 제조상의 불량을 방지하는 기능이 있다. 즉, 경화시 혼합물에 함유되는 수분이 증발하여 성형물이 건조되어 가나, 이 건조시에 성형물 위에 잔균열이 발생하는 것이 있다. 본 발명의 제법에 의하면 고화가 진행될 때에 액상 혼합물에 기공형성제의 발포작용에 의하여 기공이 형성되기때문에 액상 혼합물 내의 수분을 외부로 배출하기 위한 공동을 형성하게 된다. 이와 같이 하여 기공형성제는 액상 혼합물 내에서 균일한 기공을 형성함과 동시에 제조시에는 잔균열의 발생을 방지하는 기능도 한다. 이 효과는 고형 발포제보다 분산성이 큰 액상 발포제를 사용하는 방법에서 특히 유리하다. In the production method of the present invention using the above raw materials, the inorganic adhesive is cured at room temperature to 300 ° C after flowing in a dry solidification step, but at the same time, the foaming pore former is foamed to form artificial pores. As an advantage, there is a function of preventing the manufacturing defects of the grinding wheel to be introduced. That is, the moisture contained in the mixture at the time of hardening evaporates and the molded article dries, but there may be residual cracks on the molded article during this drying. According to the manufacturing method of the present invention, since the pores are formed by the foaming action of the pore-forming agent in the liquid mixture when the solidification proceeds, it forms a cavity for discharging the moisture in the liquid mixture to the outside. In this way, the pore-forming agent forms uniform pores in the liquid mixture and also functions to prevent the occurrence of residual cracks during manufacture. This effect is particularly advantageous in the method of using a liquid blowing agent which is more dispersible than a solid blowing agent.

본 발명에 따라 유입성형으로 제조되는 숫돌의 내부에는, 액상의 원료를 조제할 때에 혼입한 기포 및 물이 빠진 흔적이라고 생각되는 부분에 유래하는 자연기공과 첨가한 발포제에 유래하는 인공기공이 형성되고, 발포제에 의한 기공은 자연기공과 비교하여 큰 기공이 된다. 이들 양쪽의 기공을 숫돌 내부에 균일하게 분산 할 수 있기 때문에, 제조되는 숫돌은 높은 기공율을 가지는 균일한 숫돌조직을 가질 수 있다. In the grindstone produced by the inflow molding according to the present invention, the natural pores derived from the air bubbles and the parts considered to be traces of water missing when preparing the liquid raw material and artificial pores derived from the added blowing agent are formed. , The pores due to the blowing agent are larger pores than natural pores. Since pores of both can be uniformly dispersed in the grindstone, the grindstone produced can have a uniform grindstone structure having a high porosity.

또, 상기한 바와 같이 먼저 저온에서 건조 고화처리함으로써 그후의 고온 소성시에 생길 염려가 있는 숫돌 소성물의 균열 또는 변형을 방지하는 효과도 있다. 또 원료에 유기계의 1차 결합제가 함유되어 있지 않기 때문에, 소성 중의 이상한 냄새 및 1차 결합제가 원인이 되는 균열 등이 방지되고, 또한 숫돌 중의 수분이 완전하게 건조되기 때문에 잔류수분에 의한 소성 중의 단점도 방지된다. In addition, as described above, by drying and drying at a low temperature, there is also an effect of preventing cracking or deformation of the whetstone calcined product which may be generated during subsequent high temperature firing. In addition, since the raw material does not contain an organic primary binder, abnormal odors during firing and cracks caused by the primary binder are prevented, and moisture in the grindstone is completely dried. Is also prevented.

상기한 고화공정에 계속해서 혼합 성형물은 600∼1000℃에서 소성된다. 여기서 유리프릿이 무기접착제와 화학반응을 일으켜 강도가 향상된다. 즉, 본 발명에 따라 유리프릿을 사용하는 숫돌제조에 의하면 무기접착제의 경화후, 또한 600∼1000℃에서 소성되어 유리프릿이 연화 용융되기 때문에, 유리프릿은 숫돌입자와의 결합력이 향상함과 동시에 무기접착제와도 화학반응을 일으켜 비트리파이드화할 수 있다. 이것에 대하여 무기접착제만을 사용하는 종래의 방법으로 제조된 비트리파이드 숫돌은, 본 발명과 비교하여 굽힘강도가 낮기 때문에, 숫돌입자 유지력이 부족되어 숫돌수명이 짧아진다. Subsequent to the above solidification step, the mixed molding is fired at 600 to 1000 ° C. Here, the glass frit chemically reacts with the inorganic adhesive to improve the strength. In other words, according to the present invention, in the manufacture of whetstone using glass frit, since the glass frit is softened and melted after curing of the inorganic adhesive and then fired at 600 to 1000 ° C., the glass frit improves the binding force with the whetstone particles. Inorganic adhesives can also be chemically reacted and vitrified. On the other hand, the non-refined grindstone manufactured by the conventional method using only an inorganic adhesive has a low bending strength compared with the present invention, so that the grindstone holding force is insufficient and the grindstone life is shortened.

상기한 바와 같이 본 법은 무기접착제, 유리프릿 및 기포형성제의 각 특성이 충분히 활용되도록 건조 고화(경화)와 소성의 각 공정을 차례로 나누어 행함으로써 바람직한 다공질의 비트리파이드 숫돌의 제조를 가능하게 한 것이다. As described above, this method enables the production of a preferable porous bituminous grindstone by sequentially performing each step of dry solidification (curing) and firing so as to make full use of the characteristics of the inorganic adhesive, the glass frit and the bubble forming agent. It is.

숫돌조성으로서는, 숫돌 입자율은 5∼50 체적%, 기공율은 30∼90 체적%의 범위에서 제조를 행할 수 있다. 특히 본 발명에 의하면 일반적으로는 제조가 어렵다 는 기공율 60∼90 체적%의 비트리파이드 숫돌을 용이하게 제조할 수 있다. 또 결합제율, 즉 무기접착제 + 유리프릿의 체적율은 100 %에서 숫돌 입자율 및 기공율을 뺀 값이다.As a grindstone composition, it can manufacture in the range of 5-50 volume% of grindstone particle sizes, and 30-90 volume% of porosities. In particular, according to the present invention, it is possible to easily produce a bituminous grinding stone having a porosity of 60 to 90% by volume, which is generally difficult to manufacture. In addition, the binder ratio, that is, the volume ratio of the inorganic adhesive + glass frit, is 100% minus the grindstone and porosity.

본 발명은 낮은 연삭저항과 양호한 마무리면 거칠기의 특성을 가지는 다공질 비트리파이드 숫돌을 제공할 수 있다. 본 발명의 숫돌은, 일반적인 연삭조건, 원통연삭, 평면연삭, 내면연삭, 총형연삭 등에서 양호하게 사용할 수 있다. 특히 본 발명의 숫돌은, 철계 재료를 피삭재로 하는 연삭·연마에 양호하게 사용할 수 있고, 또한 비철계 재료인 실리콘 웨이퍼, 초경, 알루미나, 사파이어, 석영, 탄화물재료, 질화물재료, 각종 유리, 세라믹재료 등의 경취성재료의 연삭·연마에도 양호하게 사용할 수 있다. The present invention can provide a porous bituminous grindstone having characteristics of low grinding resistance and good finish surface roughness. The grindstone of the present invention can be favorably used in general grinding conditions, cylindrical grinding, planar grinding, internal grinding, gross grinding, and the like. In particular, the grinding wheel of the present invention can be used well for grinding and polishing using iron-based materials as workpieces, and also silicon wafers, cemented carbide, alumina, sapphire, quartz, carbide materials, nitride materials, various glass and ceramic materials, which are nonferrous materials. It can be used satisfactorily for grinding and polishing of hard brittle materials, such as these.

이하, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 설명하나, 이들은 본 발명의 실시가능성 및 유용성을 예증하는 것으로, 본 발명의 구성을 조금도 한정할 의도는 없다. Hereinafter, although the Example of this invention is described with a comparative example, these illustrate the feasibility and usefulness of this invention, and there is no intention of limiting the structure of this invention at all.

(실시예) (Example)

[굽힘강도 테스트] [Bending Strength Test]

본 발명을 적용한 숫돌(실시예 1)과, 무기접착제만을 결합제로서 사용한 숫돌(비교예 1)에 대한 굽힘강도를 비교하였다. The bending strengths of the whetstone (Example 1) to which the present invention is applied and the whetstone (Comparative Example 1) using only an inorganic adhesive as a binder were compared.

표 1 및 표 2에 각 테스트 숫돌의 원재료와 혼합비를 나타낸다. Table 1 and Table 2 show the raw materials and the mixing ratio of each test whetstone.

실시예 1의 원료 혼합비Raw material mixing ratio of Example 1 숫돌입자 : WA# 1500 37.3 wt% 무기접착제 : FJ-521 30.1 wt% (토키와 전기주식회사제) 유리프릿(연화점 650℃) 2.9 wt% (화학조성 : SiO2 37 wt% Al2O 8 wt% CaO 3 wt% Na2O 14 wt% B2O3 38 wt%) 발포제 : 디이소프로필아조디카르복실레이트 2.3 wt% 용매 : 물 27.4 wt%Grindstone: WA # 1500 37.3 wt% Inorganic adhesive: FJ-521 30.1 wt% (Tokiwa Electric Co., Ltd.) Glass frit (softening point 650 ℃) 2.9 wt% (Chemical composition: SiO 2 37 wt% Al 2 O 8 wt% CaO 3 wt% Na 2 O 14 wt% B 2 O 3 38 wt%) Foaming agent: Diisopropylazodicarboxylate 2.3 wt% Solvent: Water 27.4 wt%

비교예 1의 원료 혼합비Raw material mixing ratio of Comparative Example 1 숫돌입자 : WA# 1500 38.4 wt% 무기접착제 : FJ-521 31.0 wt% (토키와 전기주식회사제) 발포제 : 디이소프로필아조디카르복실레이트 2.3 wt% 용매 : 물 28.3 wt%Grindstone: WA # 1500 38.4 wt% Inorganic adhesive: FJ-521 31.0 wt% (Tokiwa Electric Co., Ltd.) Foaming agent: Diisopropylazodicarboxylate 2.3 wt% Solvent: Water 28.3 wt%

(실시예 1)(Example 1)

실시예Example 1의 테스트 숫돌의 제작순서 ; Production procedure of the test whetstone of 1;

1. 상기에 기재한 원료를 균일하게 혼합하였다. 1. The raw materials described above were uniformly mixed.

2. 슬러리형상의 혼합물을 120 × 30 mm의 금형에 흘려 넣었다. 2. The slurry mixture was poured into a 120 x 30 mm mold.

3. 60℃에서 72시간 가열하였다. 3. Heated at 60 ° C. for 72 hours.

4. 가열하여 얻어진 고형물을 형으로부터 인출하였다. 4. The solid obtained by heating was taken out from the mold.

5. 900℃에서 7시간으로 소성하였다. 5. It baked at 900 degreeC for 7 hours.

6. 소성후, 두께방향을 깎아 120 × 30 × 40 mm의 직육면체의 각형 숫돌을 제작하였다.6. After baking, the thickness direction was cut, and the square grindstone of 120x30x40 mm was produced.

(비교예1) (Comparative Example 1)

비교예 1의 테스트 숫돌의 제작순서 ;Production procedure of the test whetstone of Comparative Example 1;

1. 상기에 기재한 원료를 균일하게 혼합하였다. 1. The raw materials described above were uniformly mixed.

2. 슬러리형상의 혼합물을 120 × 30 mm의 금형에 흘려 넣는다.2. The slurry mixture is poured into a 120 x 30 mm mold.

3. 60℃에서 72시간 가열하였다. 3. Heated at 60 ° C. for 72 hours.

4. 가열후, 두께방향을 깎아 120 × 30 × 40 mm의 직육면체의 각형 숫돌을 제작하였다.4. After heating, the direction of thickness was cut, and a square whetstone of 120 × 30 × 40 mm was produced.

평가순서 ;Evaluation order;

JIS 규격(파인세라믹스의 굽힘강도 시험방법 R1601, 2004)에 따라 각 테스트 숫돌을 스팬간 거리 100 mm, 하중 강하속도 1.0 mm/min으로 3점 굽힘강도를 행하였다. 테스트 숫돌은 각 3개 제조하여 3개의 평균값을 비교 데이터로 하였다. According to the JIS standard (Test method for bending strength of fine ceramics R1601, 2004), each test grindstone was subjected to three-point bending strength at a span distance of 100 mm and a load drop speed of 1.0 mm / min. Three test grindstones were prepared for each of three average values as comparison data.

표 3에 굽힘강도시험의 결과를 나타낸다.Table 3 shows the results of the bending strength test.

강도값(MPa)Strength value (MPa) 실시예 1Example 1 3030 비교예 1Comparative Example 1 1010

표 3에 나타내는 바와 같이 실시예 1의 테스트 숫돌은 비교예 1의 것과 비교하여 3배의 굽힘강도가 있었다. 본 발명에 따라 유리프릿을 첨가하여 900℃의 고온에서 소성한 효과이다. As shown in Table 3, the test grindstone of Example 1 had a bending strength three times as compared with that of Comparative Example 1. According to the present invention, the glass frit is added and fired at a high temperature of 900 ° C.

도 1은 실시예 1에서 제작한 테스트 숫돌의 전자현미경사진이다. 그 조직상태를 보면 미세한 자연기공과 함께 액상 발포제에 의하여 기공지름의 균일한 기공이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 1 is an electron micrograph of the test whetstone prepared in Example 1. FIG. Looking at the texture state, it can be seen that uniform pores of pore diameter are formed by the liquid blowing agent together with the fine natural pores.

[연삭 테스트 1] [Grinding test 1]

본 발명을 적용한 테스트 숫돌(실시예 2)을 사용하여 연삭 테스트를 행하여, 마무리면 거칠기(Ra, Rz)를 측정하였다.The grinding test was performed using the test grindstone (Example 2) which applied this invention, and the finish surface roughness Ra and Rz were measured.

(실시예 2) (Example 2)

실시예 2의 테스트 숫돌의 제작순서 ;Production procedure of the test whetstone of Example 2;

1. 실시예 1에 기재한 것과 동일한 원료를 균일하게 혼합하였다. 1. The same raw materials as described in Example 1 were mixed uniformly.

2. 슬러리형상의 혼합물을 외주 205 mm, 구멍지름 50 mm의 금형에 흘려 넣었다. 2. The slurry mixture was poured into a mold having a circumference of 205 mm and a hole diameter of 50 mm.

3. 60℃에서 72시간 가열하였다. 3. Heated at 60 ° C. for 72 hours.

4. 가열하여 얻어진 고형물을 형으로부터 인출하였다. 4. The solid obtained by heating was taken out from the mold.

5. 900℃에서 7시간으로 소성하였다. 5. It baked at 900 degreeC for 7 hours.

6. 소성후 마무리가공을 행하여, Φ205 × t10 × h50 mm의 1A 숫돌을 제작하였다. 6. After firing, finishing was performed to prepare 1A whetstone of φ205 × t10 × h50 mm.

표 4에 연삭 테스트 조건을 나타낸다.Table 4 shows the grinding test conditions.

연삭 테스트 조건Grinding test condition 숫돌치수 : Φ205 × t10 × h50.8 1A 숫돌 피삭재 재질 : S55C(용착재 58HRC) 치수 : 100 mm(길이) × 5 mm(폭) 연삭액 명칭 : 크리컷 NS201 농도 : 2% 유량 : 15 리터/분 연삭반 종류 : 오카키공작제작소제 횡축 평면 연삭반 형식 : CNC - 52B(7.5kw) 드레싱조건 : 드레서 : 닙드레서 숫돌 주속도 : 33 m/s 드레스리드 : 0.05 mm/rev 드레스 절삭 : 0.001 mm/pass ×10 pass 연삭방법 : 평면 트래버스 연삭 숫돌 주속도 : 33 m/s 테이블속도 : 167 m/s 크로스피드 : 2 mm/pass(왕복) 연삭 절삭 : 0.001 mm/pass 취득값 : 0.02 mm 스파크아웃 : 1 pass Grinding wheel size: Φ205 × t10 × h50.8 1A Grinding material Material: S55C (Welding material 58HRC) Dimension: 100 mm (Length) × 5 mm (Width) Grinding liquid Name: Cricut NS201 Concentration: 2% Flow rate: 15 liter / Min. Grinding Machine Type: Okaki Manufacturing Co., Ltd. Horizontal Shaft Grinding Machine Type: CNC-52B (7.5kw) Dressing Condition: Dresser: Nip Dresser Grinding Wheel Spinning Speed: 33 m / s Dress Lead: 0.05 mm / rev Dress Cutting: 0.001 mm / pass × 10 pass Grinding method: Plane traverse grinding wheel Main speed: 33 m / s Table speed: 167 m / s Cross feed: 2 mm / pass (round trip) Grinding cutting: 0.001 mm / pass Acquisition value: 0.02 mm Sparkout : 1 pass

마무리면 거칠기(Ra, Rz) 산출순서 ;Finish surface roughness (Ra, Rz) calculation order;

[Ra] [Ra]

중심선 평균 거칠기(Ra)는, 거칠기의 곡선으로부터 그 중심선의 방향으로 측정길이(1)의 부분을 빼내고, 이 빼냄부분의 중심선을 X축, 종배율의 방향을 Y축, 거칠기 곡선 y = f(x)로 나타내었을 때, 다음의 식에 의하여 구해지는 값을 마이크로미터(㎛)로 나타낸 것을 말한다.The center line average roughness Ra extracts a portion of the measurement length 1 from the curve of roughness in the direction of the center line, the center line of the pulled out portion is the X axis, the direction of the vertical magnification is the Y axis, and the roughness curve y = f ( When represented by x), what is calculated | required by the following formula means what was shown by the micrometer (micrometer).

Figure 112006072571978-PCT00001
Figure 112006072571978-PCT00001

[Rz] [Rz]

테스트하는 숫돌의 마무리면에서의 면 거칠기는 10점 평균 거칠기(Rz)로서 측정된다. 10점 평균 거칠기(Rz)는, 거칠기 곡선으로부터 그 평균선의 방향으로 기준길이만큼 빼내고, 이 빼냄부분의 평균선으로부터 종배율방향으로 측정하여, 가장 높은 산정점에서 5번째까지의 산정점의 표고(Yp)의 절대값의 평균값과, 가장 낮은 골바닥에서 5번째까지의 골바닥의 표고(Yv)의 절대값의 평균값과의 합으로서 구해진다. 본 실시예에서는 Rz가 0.50 ㎛ 이상 10.0 ㎛ 이하이고, 기준길이 0.8 mm 및 평가 길이 4 mm의 구분에 따랐다. The surface roughness at the finish surface of the grindstone to be tested is measured as a 10 point average roughness Rz. The 10-point average roughness Rz is extracted from the roughness curve by the reference length in the direction of the average line, measured in the vertical magnification direction from the average line of the subtracted portion, and the elevation of the fifth peak from the highest calculated point (Yp). It is calculated as the sum of the average value of the absolute value of) and the average value of the absolute value of the elevation Yv of the bone floor from the lowest bone floor to the fifth. In the present Example, Rz was 0.50 micrometer or more and 10.0 micrometers or less, and it followed the division of the reference length 0.8 mm and the evaluation length 4 mm.

연삭 테스트 결과Grinding test results

본 실시예의 테스트 숫돌의 마무리면 거칠기(Ra, Rz)는 하기와 같았다.Finish surface roughness (Ra, Rz) of the test whetstone of this Example was as follows.

Ra 0.014 ㎛Ra 0.014 μm

Rz 0.102 ㎛ Rz 0.102 μm

연삭 테스트 결과에서 나타내는 바와 같이 본 실시예의 테스트 숫돌은 양호한 면조도가 되었다. 이것은 본 발명에 따라 제조된 숫돌은 피삭재의 표면조도에 따라요구되는 가공에 대하여, 양호한 연삭이 가능한 것을 나타낸다.As shown by the grinding test results, the test whetstone of this example had good surface roughness. This indicates that the grindstone produced according to the present invention is capable of good grinding for the processing required according to the surface roughness of the workpiece.

[연삭 테스트 2] [Grinding test 2]

본 발명을 적용한 테스트 숫돌을 사용하여, 실리콘 웨이퍼를 피삭재로 하는 연삭 테스트를 행하여, 마무리면 거칠기, 연삭동력, 숫돌소모, 피삭재 제거량에 대하여 평가하였다. Using a test whetstone to which the present invention was applied, a grinding test using a silicon wafer as a work material was performed to evaluate the finish surface roughness, the grinding power, the grinding wheel consumption, and the amount of workpiece removal.

표 5 및 표 6에 실시예 3 및 4의 각 테스트 숫돌의 원재료와 혼합비를 나타낸다. Table 5 and Table 6 show the raw materials and the mixing ratios of the respective test whetstones of Examples 3 and 4.

실시예 3의 원료 혼합비Raw material mixing ratio of Example 3 숫돌입자 : DIA # 3000(3 ~ 6 ㎛) 36.12 wt% 무기접착제 : FJ-521 18.78 wt% (토키와 전기주식회사제) 유리프릿(연화점 650℃) 14.69 wt% (화학조성 : SiO2 37 wt% Al2O 8 wt% CaO 3 wt% Na2O 14 wt% B2O3 38 wt%) 발포제 : 디이소프로필아조디카르복실레이트 1.41 wt% 용매 : 물 28.50 wt%Grindstone: DIA # 3000 (3 ~ 6 ㎛) 36.12 wt% Inorganic adhesive: FJ-521 18.78 wt% (Tokiwa Electric Co., Ltd.) Glass frit (softening point 650 ℃) 14.69 wt% (Chemical composition: SiO 2 37 wt% Al 2 O 8 wt% CaO 3 wt% Na 2 O 14 wt% B 2 O 3 38 wt%) Foaming agent: Diisopropylazodicarboxylate 1.41 wt% Solvent: Water 28.50 wt%

실시예 4의 원료 혼합비Raw material mixing ratio of Example 4 숫돌입자 : DIA # 3000 39.91 wt% 무기접착제 : FJ-521 17.99 wt% (토키와 전기주식회사제) 유리프릿(연화점 650℃) 9.05 wt% (화학조성 : SiO2 37 wt% Al2O 8 wt% CaO 3 wt% Na2O 14 wt% B2O3 38 wt%) 발포제 : 디이소프로필아조디카르복실레이트 1.35 wt% 용매 : 물 31.21 wt%Grindstone: DIA # 3000 39.91 wt% Inorganic adhesive: FJ-521 17.99 wt% (Tokiwa Electric Co., Ltd.) Glass frit (softening point 650 ℃) 9.05 wt% (Chemical composition: SiO 2 37 wt% Al 2 O 8 wt% CaO 3 wt% Na 2 O 14 wt% B 2 O 3 38 wt%) Foaming agent: Diisopropylazodicarboxylate 1.35 wt% Solvent: Water 31.21 wt%

(실시예 3 및 4)(Examples 3 and 4)

실시예 3 및 4의 테스트 숫돌의 제작순서 ;Production procedure of test grindstones of Examples 3 and 4;

1. 상기에 기재한 원료를 균일하게 혼합하여 슬러리형상으로 하였다. 1. The raw materials described above were uniformly mixed to form a slurry.

2. 슬러리형상의 혼합물을 세로 90 mm, 가로 70 mm의 금형에 흘려 넣었다. 2. The slurry mixture was poured into a mold having a length of 90 mm and a width of 70 mm.

3. 60℃에서 24시간 가열하였다. 3. Heated at 60 ° C. for 24 hours.

4. 상기까지로 제작한 고형물을 형으로부터 인출하였다. 4. The solid produced to the above was taken out from the mold.

5. 공기분위기 중, 850℃에서 7시간으로 소성하였다.5. It was calcined at 850 ° C. for 7 hours in an air atmosphere.

6. 소성후의 숫돌조성은, 실시예 3의 숫돌로, 숫돌입자 체적율 20.3%, 결합제 체적율 18.9%, 기공율 60.8%가 되었다. 실시예 4의 숫돌로, 숫돌입자 체적율 18.6%, 결합제 체적율 11.3%, 기공율 70.1%가 되었다. 6. Grinding stone composition after baking was the grindstone of Example 3, and became the grindstone volume fraction 20.3%, the binder volume ratio 18.9%, and the porosity 60.8%. In the grinding wheel of Example 4, the grindstone particles had a volume fraction of 18.6%, a binder volume of 11.3%, and a porosity of 70.1%.

7. 도 2에 나타내는 형상의 컵형 숫돌을 제작하기 위하여 상기한 제작순서에 따라 길이 20 mm, 폭 3 mm, 높이 5 mm의 세그먼트 숫돌편을 각 28개 제작하였다. 각 숫돌편(1)을 경화후, 컵형 대금(2)의 링형상 둘레 가장자리부의 위에 등간격으로 부착하고, 마무리가공을 행하여 Φ200 × t35 × h40mm의 컵형 숫돌을 제작하였다(도 3, 4의 사진을 참조). 7. In order to produce the cup-shaped grindstone of the shape shown in FIG. 2, 28 segment grindstone pieces of 20 mm in length, 3 mm in width, and 5 mm in height were produced. After the respective grinding wheel pieces 1 were cured, they were attached at equal intervals on the ring-shaped peripheral edge of the cup-shaped billet 2, and finished to produce cup-shaped grindstones of φ200 × t35 × h40mm (pictures of Figs. 3 and 4). See).

연삭 테스트 조건 ;Grinding test condition; 숫돌치수 : Φ200 × t35 × h40 컵형 숫돌 피삭재 재질 : 실리콘 웨이퍼 치수 : 200 mm(직경) × 0.95 mm(두께) 연삭액 명칭 : 증류수 유량 : 12 리터/min 연삭반 종류 : 도시바기계사제 종축 평면 연삭반 형식 : UVG - 380B 드레싱조건 : 드레서 : WA# 3000 숫돌 주속도 : 1910 min-1 테이블 회전수 : 50 min-1 드레스 절삭 : 20 ㎛/min ×10 pass 스파크아웃 : 30 sec 연삭방법 : 연삭방식 : 습식 인피드 연삭 숫돌 주속도 : 1910 min-1 테이블회전 주속도 : 50 min-1 숫돌 절삭 : 20 ㎛/min 취득값 : 40 ㎛ 스파크아웃 : 10 sec 연삭매수 : 10매Grinding wheel size: Φ200 × t35 × h40 Cup grinding wheel Material: Silicon wafer Dimension: 200 mm (diameter) × 0.95 mm (thickness) Grinding fluid Name: Distilled water Flow rate: 12 liter / min Grinding machine type: Longitudinal flat grinding machine manufactured by Toshiba Type: UVG-380B Dressing condition: Dresser: WA # 3000 Grinding wheel Main speed: 1910 min-1 Table rotation speed: 50 min-1 Dress cutting: 20 ㎛ / min × 10 pass Sparking out: 30 sec Grinding method: Grinding method: Wet Infeed Grinding Wheel Spinning Speed: 1910 min-1 Table Spinning Spinning Speed: 50 min-1 Grinding Wheel Cutting: 20 μm / min Acquired Value: 40 μm Sparkout: 10 sec Grinding Number: 10

각 평가항목의 구하는 법은 이하와 같다.The method of obtaining each evaluation item is as follows.

마무리면 거칠기(Ra)(㎛) 산출순서 ;Finish surface roughness Ra (micrometer) calculation order;

마무리면 거칠기(Ra)는, 상기한 연삭 테스트 1과 동일한 산출순서에 의하여 구하였다. The finish surface roughness Ra was calculated | required by the calculation procedure similar to the grinding test 1 mentioned above.

연삭동력(kW) ;Grinding power (kW);

숫돌축 모터의 소비전력을 W라 하고, 식 : 612 × W/주속(60/100)에 의하여 구해진다. 또한 주속으로서 상기 숫돌 주속도를 사용하였다. The power consumption of the whetstone shaft motor is W, and is calculated by the equation: 612 × W / peripheral speed (60/100). The grinding wheel speed was also used as the speed.

연삭소모(㎛);Grinding consumption (µm);

연삭반의 연삭치수 자동측정기능을 사용하여 구하였다. It was calculated using the automatic measurement of the grinding dimensions of the grinding wheel.

피삭재 제거량(㎛);Workpiece removal amount (mu m);

연삭반의 연삭치수 자동측정기능을 사용하여 구하였다.It was calculated using the automatic measurement of the grinding dimensions of the grinding wheel.

테스트 결과Test results

웨이퍼 연삭매수 Wafer Grinding Count Ra(㎛)Ra (μm) 연삭동력(kw)Grinding power (kw) 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 1One 2828 3232 2.42.4 2.32.3 22 2929 2929 2.72.7 2.52.5 55 2525 2424 3.03.0 3.33.3 1010 2323 2323 3.43.4 3.63.6

웨이퍼 연삭매수 Wafer Grinding Count 숫돌 소모량(㎛)Whetstone Consumption (㎛) 웨이퍼 제거량(㎛)Wafer removal amount (㎛) 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 1One 0.40.4 0.40.4 3939 4040 22 0.60.6 0.40.4 3737 4040 55 0.70.7 0.90.9 3636 3939 1010 1.31.3 1.21.2 3737 3838

실시예 3 및 실시예 4의 양쪽 모두 웨이퍼 제거량에 대해서는 목표 제거량 40 ㎛에 가까운 제거량을 나타내었다. 숫돌 소모에 대해서는 이상한 소모 및 소모량의 정체가 확인되지 않고, 웨이퍼 제거가 정상으로 행하여져 순조롭게 연삭작업이 행하여지고 있는 것을 나타낸다. 마무리면 거칠기(Ra) 및 연삭동력(Ft)의 각 특성에 있어서도 이상값은 확인되지 않았다. 이상의 결과에서 실시예의 숫돌은 실리콘 웨이퍼를 대상으로 하는 연삭작업에서도 적정하고 또한 양호한 연삭이 가능한 것이 나타났다.Both Example 3 and Example 4 showed a removal amount close to the target removal amount of 40 µm with respect to the wafer removal amount. As for the grinding wheel consumption, abnormal consumption and stagnant consumption are not confirmed, and wafer removal is performed normally, indicating that grinding operation is performed smoothly. The abnormal value was not confirmed also in each characteristic of finish surface roughness Ra and grinding power Ft. The above results show that the grinding wheel of the Example can be appropriately and satisfactorily grinding even in the grinding operation | work which targets a silicon wafer.

Claims (10)

숫돌입자, 결합제 및 기공으로 이루어지는 조직을 가지는 숫돌에 있어서, In a whetstone having a structure consisting of whetstone particles, a binder and pores, 무기접착제와 유리프릿에 의하여 형성된 결합제 및 자연기공과 기공형성제에 의하여 형성된 기공을 가지는 것을 특징으로 하는 다공질의 비트리파이드 숫돌. A porous bituminous grindstone characterized by having a binder formed by an inorganic adhesive and a glass frit, and pores formed by natural pores and a pore-forming agent. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유리프릿의 연화점이 300∼900℃인 것을 특징으로 하는 다공질의 비트리파이드 숫돌.A porous bituminous grindstone, wherein the softening point of the glass frit is 300 to 900 ° C. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 유리프릿의 연화점이 400∼900℃인 것을 특징으로 하는 다공질의 비트리파이드 숫돌. A porous bituminous grindstone, wherein the softening point of the glass frit is 400 to 900 ° C. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 숫돌입자가, 용융 알루미나계 숫돌입자, 졸겔 알루미나질 숫돌입자, 탄화규소계 숫돌입자, 알루미나-지르코니아계 숫돌입자, 산화세륨계 숫돌입자, 실리카계 숫돌입자, CBN계 숫돌입자 및 다이아몬드계 숫돌입자로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 다공질의 비트리파이드 숫돌. The grindstone particles include molten alumina grindstone particles, sol-gel alumina grindstone particles, silicon carbide grindstone particles, alumina-zirconia grindstone particles, cerium oxide grindstone particles, silica grindstone particles, CBN grindstone particles and diamond grindstone particles. A porous bituminous grindstone, characterized in that at least one selected from the group consisting of: 숫돌재, 무기접착제, 유리프릿 및 기공형성제를 물에 분산하여 얻어지는 액상 혼합물을 형에 흘려 넣고, 상기 형 내의 혼합물을 상온∼300℃에서 건조 고화시킴과 동시에 상기 기공형성제를 발포시켜 건조 고화한 것을 다시 600∼1000℃에서 소성하여 비트리파이드 숫돌을 얻는 것을 특징으로 하는 다공질의 비트리파이드 숫돌의 제조방법. A liquid mixture obtained by dispersing a grindstone, an inorganic adhesive, a glass frit, and a pore forming agent in water is poured into a mold, and the mixture in the mold is dried and solidified at room temperature to 300 ° C., and the pore forming agent is foamed to dry and solidify. A method for producing a porous bituminous grindstone, which is further calcined at 600 to 1000 ° C to obtain a bituminous grinding wheel. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기공형성제로서, 액상의 발포성 기공형성제를 사용하는 것을 특징으로 하는 다공질 비트리파이드 숫돌의 제조방법. A method for producing a porous bituminous grindstone, characterized in that a liquid foamable pore-forming agent is used as the pore-forming agent. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 기공형성제로서, 고형의 발포성 기공형성제를 사용하는 것을 특징으로 하는 다공질 비트리파이드 숫돌의 제조방법.A method for producing a porous bituminous grindstone, characterized in that a solid foamable pore-forming agent is used as the pore-forming agent. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 연화점이 300∼900℃인 유리프릿을 사용하는 것을 특징으로 하는 다공질 비트리파이드 숫돌의 제조방법.A method for producing a porous bituminous grindstone characterized by using a glass frit having a softening point of 300 to 900 占 폚. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 연화점이 400∼900℃인 유리프릿을 사용하는 것을 특징으로 하는 다공질 비 트리파이드 숫돌의 제조방법.A method for producing a porous non-trifed whetstone, comprising a glass frit having a softening point of 400 to 900 ° C. 제 5항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 9, 사용되는 숫돌입자가, 용융 알루미나계 숫돌입자, 졸겔 알루미나질 숫돌입자, 탄화규소계 숫돌입자, 알루미나-지르코니아계 숫돌입자, 산화세륨계 숫돌입자, 실리카계 숫돌입자, CBN계 숫돌입자 및 다이아몬드계 숫돌입자로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 다공질 비트리파이드 숫돌의 제조방법.The grindstone particles used are molten alumina grindstone, sol-gel alumina grindstone, silicon carbide grindstone, alumina-zirconia grindstone, cerium oxide grindstone, silica grindstone, CBN grindstone and diamond grindstone. A method for producing a porous grinding wheel, characterized in that at least one selected from the group consisting of particles.
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