TW201328802A - 硬質合金為底質之外周刀刃切割輪及彼之製造方法 - Google Patents

硬質合金為底質之外周刀刃切割輪及彼之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201328802A
TW201328802A TW101123892A TW101123892A TW201328802A TW 201328802 A TW201328802 A TW 201328802A TW 101123892 A TW101123892 A TW 101123892A TW 101123892 A TW101123892 A TW 101123892A TW 201328802 A TW201328802 A TW 201328802A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
blade segment
abrasive particles
thickness
base
susceptor
Prior art date
Application number
TW101123892A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Kasashima
Takehisa Minowa
Harukazu Maegawa
Yoshifumi Nagasaki
Original Assignee
Shinetsu Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinetsu Chemical Co filed Critical Shinetsu Chemical Co
Publication of TW201328802A publication Critical patent/TW201328802A/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/02—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills
    • B28D5/022—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills by cutting with discs or wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/28—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools
    • B23P15/40—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools shearing tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical 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
    • B24D3/04—Physical 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
    • B24D3/06—Physical 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 metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical 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
    • B24D3/20—Physical 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 organic
    • B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/12—Cut-off wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

本發明提供一種外周刀刃切割輪，其包含硬質合金之環形薄碟基座及在該基座之外周上的結合金屬或合金之研磨粒的刀刃段。該研磨粒是具有45至310 μm之平均粒徑及至少150之TI的鑽石及/或cBN微粒。該刀刃段包括具有0.001 mm至0.1×T2max mm之厚度公差(T3max-T3min)的覆疊件。該刀刃段具有0.001 mm至0.01×ODmax mm之圓度(ODmax/2-ODmin/2)。

Description

硬質合金為底質之外周刀刃切割輪及彼之製造方法
本發明關於一種適用於鋸切稀土燒結磁鐵塊之硬質合金為底質的外周刀刃切割輪及彼之製造方法。
在此技術中已知包含硬質合金底質的OD(外徑)刀刃切割輪，以酚樹脂或金屬鍍層使鑽石及/或cBN研磨粒與該硬質合金底質之外周結合。由於許多優點，包括切割機具之低價、相當小之切割容許度、切割片之良好尺寸準確度及相當高之切削加工速度，所以在工業中將使用此切割輪之鋸切法看得非常有用。因為此切割輪最適用於鋸切又硬又脆之稀土燒結磁鐵塊(或永久磁鐵塊)，所以在此技術中被廣為使用。
引證清單
專利文件1：JP-A H09-174441
專利文件2：JP-A H10-175171
專利文件3：JP-A H10-175172
專利文件4：JP-A 2005-193358
專利文件5：JP-A H07-207254
專利文件6：JP 2942989
專利文件7：JP-A 2005-219169
專利文件8：WO 96/23630
專利文件9：JP-A 2009-172751
(US 20090165768,EP 2075092)
專利文件10：JP-A 2010-260124
(US 20100275522,EP 2260963)
發明人於專利文件9和10中提出一種外周刀刃切割輪及其製造方法，該切割輪包含環形碟基座及設置於該基座之外周上的刀刃段並包含藉由電鍍或無電鍍敷與該基座結合之經塗佈磁性材料的鑽石及/或cBN研磨粒，該輪能於高準確度及減小之尺寸公差將磁鐵塊切割為片。
此OD刀刃切割輪適用於高準確度切割作業部分是因為藉由酚樹脂使鑽石及/或cBN研磨粒與該基座結合之刀刃段具有高剛性。已發現若研磨粒之選擇與選用於該刀刃段之尺寸公差較不相容，為了保持高準確度之切片或稀土燒結磁鐵片的尺寸公差，該刀刃段必須加以修整以使其切割邊緣再形成。
當該刀刃段不再保持切割作業之高準確度時，可觀察到研磨粒脫落，研磨粒破裂而在該保粒基質(結合劑)表面下形成空穴，及/或把研磨粒之尖端弄平而變成與該保粒基質之表面佔同一表面。咸信因為研磨粒對著工件重擊以磨掉該工件，所以研磨粒之脫落及破裂係由切割時的衝擊造成。把研磨粒之尖端弄平而變成與該保粒基質之表面佔同一表面不僅由切割時的衝擊造成，還有局部產生高熱藉以使粒子磨損或耗掉。當該工件是含有於高溫具有高反應 性之金屬元素的稀土燒結磁鐵時鑽石研磨粒確有此現象。作業時產生之熱導致該工件中之金屬元素和粒子(鑽石)之間發生化學反應，結果，使粒子磨損或耗掉。
切割操作時，一般將冷卻劑供至正在切割之部位以達成冷卻該部位之目的。因此迄今仍不相信切割之熱對於研磨粒，尤其是鑽石粒的磨損有實質衝擊。
關於依厚度方向超出該基座凸出之刀刃段覆疊件，當該覆疊件之厚度具有實質尺寸公差，也就是說，整個刀刃段周圍之覆疊件厚度的最大值和最小值之間的實質差值時，且當該刀刃段外周具有低圓度時，切去該工件之刀片無法平穩釋出且在切割凹槽中不靈活(clog)而改變輪子路徑，造成該工件振動及響亮之衝擊聲響，並提供不連續或不足之冷卻劑供應給該切割部位，導致切割缺陷。若此現象發生，切片大小變得不準確，或切割面承受顯著擦痕。由於這些外觀缺陷，使產物生產量降低。
若該刀刃段變得有缺陷或變鈍，以研磨機具磨掉該保粒基質直到新粒子暴露出來的修整步驟必須使該新粒子有助於切割作業。然而，該OD刀刃切割輪之刀刃段的修整因為該切割程序被中斷而降低生產效率。該刀刃段之刮傷也降低該切割輪之壽命。因此若有可能較佳是避免修整。
本發明之目的在於提供能長時使用而不需修整並適於於高尺寸準確度將工件，通常是稀土燒結磁鐵塊，切割成數片之硬質合金為底質之外周刀刃切割輪，及其製造方法。
本發明關於一種外周刀刃切割輪，其包含呈環形薄碟形式之基座及於該基座之外周上之刀刃段，該刀刃段包含研磨粒及金屬或合金結合劑，該金屬或合金結合劑係藉由電鍍或無電鍍敷沉積於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合。發明人發現當使用具有45至310 μm之平均粒徑及至少150之韌性指數TI的鑽石及/或cBN研磨粒作為該研磨粒時能獲得較佳結果，並使該刀刃段成形以便符合特定幾何形狀及形貌條件。即使是使用具有耐熱性和耐衝擊性及至少150之韌性指數TI的研磨粒，該外周刀刃切割輪也能連續長時期連續不斷進行切割作業，同時由於該外周刀刃切割輪暴露於嚴苛衝擊之切割操作時使研磨粒破裂，脫落或熱消耗之風險最小化而保持高切割準確度。
於一方面中，本發明提供一種外周刀刃切割輪，其包含呈硬質合金之環形薄碟形式的基座及設置於該基座之外周上且具有比該基座大之厚度的刀刃段，該基座具有450至700 GPa之楊氏模數，具有界定外周之80至200 mm的外徑，30至80 mm之內徑和0.1至1.0 mm之厚度，該刀刃段包含研磨粒及金屬或合金結合劑，該金屬或合金結合劑係藉由電鍍或無電鍍敷沉積於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合。該研磨粒是具有45至310 μm之平均粒徑及至少150之韌性指數TI的鑽石及/或cBN研磨粒。該刀刃段包括多個覆疊件，各個覆疊件超過該基座厚度向外凸出，該刀刃段之覆疊件的厚度符合 下述範圍(1)之公差[(T3max-T3min)mm]： 其中T3max及T3min是貫穿該刀刃段圓周之覆疊件的厚度之最大值和最小值，T2max是貫穿該刀刃段圓周之刀刃段的厚度之最大值。該刀刃段符合下述範圍(2)之圓度[(ODmax/2-ODmin/2)mm]： 其中ODmax及ODmin是該刀刃段外徑之最大值和最小值。
在較佳具體實施例中，該刀刃段另包含熔點高至350℃之金屬或合金黏合劑。於該金屬或合金結合劑藉由鍍敷沉積於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合之後，該金屬或合金黏合劑係滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間。
在另一較佳具體實施例中，該刀刃段另包含具熔點高至350℃之熱塑性樹脂或固化溫度高至350℃之熱固性樹脂。於該金屬或合金結合劑藉由鍍敷沉積於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合之後，該熱塑性樹脂係滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間，或液體熱固性樹脂組合物係滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間並於彼等之間固化。
在另一方面中，本發明提供一種用於製造外周刀刃切割輪之方法，其包含下述步驟：提供呈硬質合金之環形薄碟形式的基座，該基座具有450至700 GPa之楊氏模數，具有界定外周之80至200 mm的外徑，30至80 mm之內徑和0.1至1.0 mm之厚度；提供研磨粒；及將金屬或合金電鍍或無電鍍敷於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合以使該研磨粒與該基座外周固定地結合以形成具有比該基座大之厚度的刀刃段。該方法另包含下述步驟：使用具有45至310 μm之平均粒徑及至少150之韌性指數TI的鑽石及/或cBN研磨粒作為該研磨粒；及使該刀刃段成形，使得該刀刃段包括多個覆疊件，各個覆疊件超過該基座厚度向外凸出，該刀刃段之覆疊件的厚度具有下述範圍(1)之公差[(T3max-T3min)mm]： 其中T3max及T3min是貫穿該刀刃段圓周之覆疊件的厚度之最大值和最小值，T2max是貫穿該刀刃段圓周之刀刃件的厚度之最大值，且該刀刃段具有下述範圍(2)之圓度[(ODmax/2-ODmin/2)mm]： 其中ODmax及ODmin是該刀刃段外徑之最大值和最小值。
該方法可另包含在該將金屬或合金鍍敷於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合之步驟之後，使熔點高至350℃之金屬或合金黏合劑滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間的任何空隙以形成該刀刃段之步驟。
該方法也可另包含在該將金屬或合金鍍敷於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合之步驟之後，使熔點高至350℃之熱塑性樹脂滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間的任何空隙以形成該刀刃段或使固化溫度高至350℃之液體熱固性樹脂組合物滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間的任何空隙並於彼等之間固化以形成該刀刃段之步驟。
本發明之有益效果
使用該硬質合金為底質之外周刀刃切割輪，能於高尺寸準確度將物件，通常是稀土燒結磁鐵塊，切割成數片。因為該切割輪可長時期使用而不需修整，在將物件切割成高準確尺寸之片時，能實質省下不那樣的話保持高準確度切割作業需要之額外步驟。在極端案例中，檢視切割片之尺寸的步驟可以簡化。於低成本獲得具有高尺寸準確度之稀土磁鐵片。
參照第1圖，本發明之一具體實施例中的外周刀刃切割輪係例示為包含呈硬質合金之環形薄碟形式的基座10 及設置於該基座10之外周上的刀刃段20。該刀刃段20包含藉由電鍍或無電鍍敷與金屬或合金結合劑結合之研磨粒。
該基座10係呈環形薄碟，也就是說，具有中心孔12之圈餅形薄板形式，該基座10具有界定外周之80至200 mm的外徑(較佳是100至180 mm)，界定該孔12之30至80 mm的內徑(較佳是40至70 mm)和0.1至1.0 mm之厚度(較佳是0.2至0.8 mm)。
注意該碟具有第1圖所示之中心孔和外周。因此，該措辭“徑向”和“軸向”係相對於該碟之中心使用，所以，厚度是軸向尺寸，且長度(或高度)是徑向尺寸。同樣地該措辭“內側”和“外側”有時候係相對於該碟之中心或該切割輪之轉軸使用。
該基座具有在0.1至1.0 mm範圍中之厚度及在不大於200 mm範圍中之外徑，因為此尺寸之基座可於高準確度製造並確保長時間於高尺寸準確度一致地切割加工工件，通常是稀土燒結磁鐵塊。小於0.1 mm之厚度導致無關於外徑的顯著翹曲之可能性並使得於高準確度製造基座有困難。超過1.0 mm之厚度表示提高的切割裕量。就可由製造及加工硬質合金之現有技術製造的尺寸之觀點來看外徑高至200 mm。該孔之直徑係調定於30至80 mm之範圍以便接於該切割加工機具之軸上。
製造該基座硬質合金之實例包括週期表4、5及6族之金屬的碳化物粉末例如WC、TiC、MoC、NbC、TaC和 Cr3C2藉由燒結黏接於Fe、Co、Ni、Mo、Cu、Pb、Sn或其金屬合金之黏合劑基質中者。在這些當中，較佳為典型之WC-Co、WC-Ti、C-Co及WC-TiC-TaC-Co系統。彼等理應具有450至700 GPa之楊氏模數。同樣地，較佳為那些具有易受鍍敷影響之導電度或能利用鈀觸媒等供給此導電度的硬質合金。對於藉由鈀觸媒等提供具有導電度之硬質合金，可使用眾所周知之試劑如ABS樹脂金屬化時使用之金屬化試劑。
為了增進該基座和藉由結合研磨粒與金屬結合劑形成於該基座上之刀刃段之間的結合強度可有益地倒角(斜截或倒圓角)該基座之外周。即使是當為了刀刃厚度調節目的而研磨時該刀刃錯誤地過度研磨超過該基座和該研磨層之間的邊緣時該基座外周之倒角也有助益，該邊緣處留下該金屬結合劑能防止該刀刃段分離。倒角之角度和量可依據該基座厚度和該研磨粒平均粒徑求得，因為能倒角之範圍取決於該基座厚度。
關於該基座之磁性，較佳是較高飽和磁化強度以便藉由磁性吸引把研磨粒保持於該基座。然而，即使是該基座具有較低飽和磁化強度，也能藉由控制永久磁鐵位置和磁場強度以磁力把經塗佈磁性材料之研磨粒吸向該基座。為此原因，具有至少40 kA/m(0.05 T)之飽和磁化強度的基座即符合要求。
基座之飽和磁化強度係藉由下述步驟求得：從具有指定厚度之基座切割出5 mm見方之樣品，並藉由振動樣品 磁強計(VSM)測量該樣品之磁化強度曲線(4πI-H)於24至25℃之溫度測量。將該第一象限中之磁化強度值上限指定為飽和磁化強度。
該刀刃段中使用之研磨粒是鑽石粒及/或立方晶系氮化硼(cBN)粒。依據切割作業條件，該刀刃段中較佳使用具有45至310 μm之平均粒徑的研磨粒。該“平均粒徑”表示藉由利用雷射光繞射和散射之粒徑分佈測量系統測得的50%直徑或中位直徑。若該平均粒徑小於45 μm，研磨粒之間可能留下更小之空隙，讓該切割作業時發生像是起釉及負載之問題並喪失切割能力。若該平均粒徑大於310 μm，可能引起多個問題，例如，磁鐵片切割從而可能具有粗糙表面。將切割效率及壽命納入考慮，於此範圍內之一定大小的研磨粒可單獨或呈不同大小粒子之混合物使用。
用於該刀刃段中之研磨粒應該具有至少150之韌性指數TI。在一實驗中，藉由外周刀刃切割輪把稀土燒結磁鐵塊切成片，其中該刀刃段係藉由結合鑽石和具有45至310 μm之平均粒徑和不同TI值的cBN研磨粒而形成。接著求出從那裡切下來之磁鐵片的尺寸和公差。發現到那些使用具有至少150之TI值的研磨粒之切割輪能長時期保持高切割準確度。該TI值被視為用於實際評估研磨粒對抗伴隨熱生成之衝擊的耐久性之指標。
該韌性指數TI係藉由下述之易碎性試驗求出，把一個金屬球和預定重量之研磨粒放在圓柱形合金容器中，密 封該容器，於預定頻率和室溫(例如，15至25℃)越過一定行程搖晃該容器，並求出經過之研磨時間(sec)直到被研磨至尺寸低於一定水平之研磨粒達到初始重量(即，試驗之前的研磨粒總重量)的50%為止。
明確地說，適用依據ANSI(美國國家標準局)B74.23-2002之方法。如第5圖所示，例如，合金容器71界定一個間隔，該間隔由直徑為12.70±0.02 mm和高度為19.10±0.01 mm之側壁、直徑為12.70±0.02 mm之一端平坦表面及半徑為7.14 mm且深度為3.84±0.06 mm之另一端半球面圍出輪廓。給該容器填充一個鉻合金鋼球72及穿過預定篩網過篩之預定重量的研磨粒26，該球72具有7.94±0.02 mm之直徑和2.040±0.005 g之重量。關閉該容器並越過8.1±1.5 mm之行程於2,400±3 cycles/min之頻率和室溫搖晃。
製造該容器側壁之合金是組成X100CrMoV51(AISI Type A2)之合金或具有Rockwell C(Rc)硬度58至60之合金。製造該平坦面和半球面之合金是組成X100Cr6(AISI 52100)之合金或具有Rc硬度58至60之合金。
對於待測驗之研磨粒樣品，依據鑽石或cBN研磨粒之標準粒徑應用列於表1之預定篩網及樣品量，表1涵蓋相當於研磨粒平均粒徑之45 μm至310 μm之範圍。例如，引用標準粒徑(美規篩孔大小)為80/100(相當於FEPA(歐洲研磨料製造商聯盟)磨料粒度規格D/B 181)之鑽石研磨粒。該研磨粒先使用洞孔大小為197 μm之上篩 網(表1中之篩網A)及洞孔大小為151 μm之下篩網(表1中之篩網B)過篩。接著把6 g殘留於該上篩網和下篩網之間的那些研磨粒置於該合金容器中，搖晃該容器。使剛研磨好之研磨粒穿過洞孔大小為127 μm之粗軋後(post-breakdown)篩網(表1中之篩網C)過篩。把直到過細研磨粒重量為初始研磨粒總重量(即，6 g)之50%(即，3 g)花掉的研磨時間(以秒表示)記為韌性指數(TI)。如表1所見，篩網和待測試之研磨粒的重量依據研磨粒大小而有所不同。
至少150之TI值表示研磨粒較不易碎，很少被拔出或磨耗以致於研磨粒與該金屬結合劑之間，且進一步研磨粒與金屬、合金或滲入研磨粒之間和研磨粒與該基座之間的空隙之樹脂之間保持著磨耗差異(磨耗比)。於是能長時期保持高準確度鋸切直到研磨粒縮小至尺寸太小而無法保留。另一方面，低於150之TI值表示研磨粒易碎且容易被拔出及磨耗，研磨粒與該金屬結合劑之間沒達成交互作用的結果且無法高準確鋸切。
使用鑽石作為該研磨粒。鑽石可藉由下述方法製造：使用金屬如Fe、Ni、Co、Mn或Cr或其合金作為溶劑將石墨轉化為鑽石，在該金屬或合金及觸媒同時存在之情形下使石墨維持於鑽石穩定壓力及溫度之溶解度差異法，或涉及把碳源置於較熱部分並以微細鑽石種晶作為較冷部分之生長核心，經由金屬溶劑將該碳源與該種晶之間的溫度梯度保持於指定範圍，施以高溫高壓使鑽石長在該種晶上之溫度梯度法。
也使用立方晶系氮化硼(cBN)作為該研磨粒。cBN可藉由下述方法製造：使用鹼金屬如Li、週期表2族元素如Mg或Ca或其氮化物或硼化物之溶液作為觸媒將六方氮化硼(hBN)轉化為cBN的方法，或涉及將hBN置於高強度鐵砧中，並施以高溫高壓使該hBN轉化為cBN的方法。
在如此製造之研磨粒中，反應容器或溶劑中所含之氮成為雜質被挾帶進來。使該氮含量最小化之有效手段是將 對氮具有高親和力之吸氣金屬如Al、Ti或Zr添加於溶劑。然而，在此案例中必須小心控制，因為這些添加物會讓碳化物引進鑽石中或變成抑制晶體生長而負面影響耐衝擊性及耐熱性。有益的是使用在高壓下之溫差法以製造較少雜質之晶體。
依據製造方法及條件，如此製造之研磨粒改變粒子外形並具有數個晶體取向而給予不同硬度或耐磨耗性。
關於鑽石，例如，如赫茲(Hertz)壓碎試驗中見到的[111]面比[100]和[110]面更容易龜裂及裂開。關於耐磨耗性，[110]面容易磨耗且[111]面能耐磨耗。於是有效的是能藉由適當調節該溶劑金屬、溫度和壓力製造用於特定用途之具有相當多指定取向的生長面之研磨粒，或能使研磨粒保持或結合於基質中使其相關面可參與有效切割作業。
在較佳具體實施例中，以磁性材料塗佈研磨粒使經塗佈之研磨粒可受磁力吸向硬質合金之基座。此外，將金屬如Fe、Co或Cr濺鍍於研磨粒表面達到約1 μm之厚度能有效增進對於待後續塗佈之磁性材料的結合強度。
該磁性材料經常為至少一種選自Ni、Fe和Co之金屬、二或多種此類金屬之合金、或一種此金屬之合金或與至少一種選自P和Mn之金屬的合金。該研磨粒係藉由任何眾所周知之技術如濺鍍、電鍍或無電鍍敷以磁性材料塗佈直到該塗層厚度達到研磨粒直徑之0.5至100%，較佳是2至80%。
磁性材料塗層之厚度應該落於適當範圍，因為該塗層 厚度會影響形成該刀刃段時於研磨粒之間產生之空隙大小。該塗層之最小厚度較佳為至少1.5 μm，其係整體研磨粒能藉由鍍敷塗佈之厚度，更佳為至少2.5 μm。例如，關於具有310 μm之平均粒徑的研磨粒，其係較佳平均粒徑範圍之最大值，只要該塗層厚度是平均粒徑之至少0.5%，該塗層厚度可為至少1.5 μm。該塗層最大厚度較佳為高至45 μm。例如，關於平均粒徑為較佳平均粒徑範圍之最小值45 μm的研磨粒，該塗層厚度可高至平均粒徑之100%，因為要不然切割作業時不能有效起作用之研磨粒部分將增加或防止研磨粒自我成形之研磨粒部分將增加而降低切削加工能力。在此案例中，只要該塗層厚度高至平均粒徑之100%，該塗佈厚度可高至45 μm。
只要該磁性材料塗層具有此範圍之厚度，當切割作業使用該外周刀刃切割輪時此厚度將提供能減少研磨粒脫落之保持力。只要塗佈選用適當類型之磁性材料，於鍍敷步驟時研磨粒將被吸引並被磁場保持於或接近該基座外周而不會脫落。
該金屬結合劑是藉由鍍敷沉積之金屬或合金。文中使用之金屬結合劑是至少一種選自由Ni、Fe、Co、Cu和Sn所組成的群組之金屬、由至少兩種前述金屬所組成之合金、或由至少一種前述金屬所組成之合金或與磷(P)和錳(Mn)中的一或二者之合金。該金屬或合金係藉由鍍敷沉積以便於研磨粒之間及研磨粒與該基座之間形成互連件。
藉由鍍敷沉積此金屬結合劑之方法一般歸類為二，電 鍍法及無電鍍敷法。在實行本發明時，該電鍍法容控制殘留於該金屬結合劑中之內應力且製造成本低，且只要是該鍍敷溶液滲透到那裡就能確保金屬結合劑之相當均勻沉積的無電(或化學)鍍敷法可單獨或聯合使用，以致於該刀刃段的研磨粒之間可能含有於後述適當範圍之空隙。
該鍍敷膜中之應力可藉由適當手段加以控制。例如，於單一金屬電鍍如銅或鎳鍍敷時，典型地磺胺酸鎳鍍敷，該應力可藉由下述步驟加以控制：選擇活性成分或磺胺酸鎳之濃度、鍍敷時之電流密度及於適當範圍之鍍敷浴溫度；及添加有機添加物(如鄰-苯磺醯亞胺或對甲苯磺醯亞胺)或元素(如Zn、S或Mn)。除此之外，在合金鍍敷如Ni-Fe合金、Ni-Mn合金、Ni-P合金、Ni-Co合金或Ni-Sn合金時，該應力可藉由將合金中之Fe、Mn、P、Co或Sn含量、鍍敷浴溫度及其他參數選擇於適當範圍中加以控制。在合金鍍敷之案例中，添加有機添加物當然可有效控制應力。
鍍敷可以標準方式藉由選擇任一種眾所周知之鍍敷浴以沉積單一金屬或合金並使用該浴常見之鍍敷條件進行。
較佳電鍍浴之實例包括磺胺酸瓦特(Watts)鎳電鍍浴，其含有250至600 g/L之磺胺酸鎳、50至200 g/L之硫酸鎳、5至70g/L之氯化鎳、20至40g/L之硼酸及某個量之鄰-苯磺醯亞胺；及焦磷酸銅電鍍浴，其含有30至150 g/L之焦磷酸銅、100至450 g/L之焦磷酸鉀、1至20 mL/L之25%氨水及5至20 g/L之硝酸鉀。典型無電鍍敷 浴是含有10至50 g/L之硫酸鎳、10至50 g/L之次磷酸鈉、10至30 g/L之醋酸鈉、5至30 g/L之檸檬酸鈉及某個量之硫脲的鎳-磷合金無電鍍敷浴。
當刀刃段係經由磁性吸引使研磨粒保持於該基座上而形成時，永久磁鐵必須設置於該基座外周附近以產生磁場。例如，把二或多種殘磁性(或剩餘磁通密度)為至少0.3 T之永久磁鐵設置於位於該基座外周內側之基座側表面上或經設置於該基座外周內側並與該基座側表面間隔不大於20 mm之距離的間隔以內，從而於自該基座外周外延10 mm或更小之距離的間隔中產生至少8 kA/m之磁場。該磁場作用於預先塗佈磁性材料之鑽石及/或cBN研磨粒，以產生磁吸引力。藉由此磁吸引力，使該研磨粒被磁力吸引並固定地保持於或接近該基座外周。利用該經固定保持之研磨粒，於該基座外周進行金屬或合金之電鍍或無電鍍敷，從而使該研磨粒與該基座外周結合。
此方法中使用之夾具包含一對固持器，其各自包含外徑比該基座外徑大的絕緣材料蓋部及經設置於並固定鎖於該基座外周內側之蓋部的永久磁鐵。鍍敷可在該基座保持於該固持器之間時進行。
參照第2和3圖，顯示用於該鍍敷法之一示範夾具。該夾具包含一對固持器50,50，其各自包含絕緣材料蓋部52及經安裝於該蓋部52上之永久磁鐵54。使基座1夾於該夾持器50和50之間。永久磁鐵54較佳是埋於該蓋部52中。也可以，把該永久磁鐵54安裝於該蓋部52上以 致於當裝配時該磁鐵54可鄰接該基座1。
該經組合於該夾具中之永久磁鐵應該在沉積金屬結合劑使研磨粒結合之鍍敷過程中具有足以使研磨粒被吸引於該基座之磁力。儘管必須之磁力取決於該基座外周與該磁鐵之間的距離及經塗佈於研磨粒上之磁性材料的磁化強度，但是希望之磁力可由殘磁性為至少0.3 T且矯頑力為至少0.2 MA/m之永久磁鐵獲得。
永久磁鐵具有越大之殘磁性，所產生之磁場從而具有越大之梯度。因此當吾人所欲為局部吸引研磨粒時殘磁性值較大之永久磁鐵很方便。在此觀念中，為了防止在該鍍敷過程中攪動鍍敷溶液及該基座固持夾具搖動之振動使研磨粒自該基座脫離而較佳使用殘磁性為至少0.3 T之永久磁鐵。
當該矯頑力越大時，該磁鐵能長時期提供研磨粒向該基座的磁性吸引越強，即使當暴露於高溫鍍敷溶液時亦同。於是關於磁鐵之位置、外形及大小的選擇自由度提高，促成該夾具之製造。自那些符合必須殘磁性之磁鐵選用具有較高矯頑力之磁鐵。
有鑑於該磁鐵與鍍敷溶液之潛在接觸性，該永久磁鐵較佳係經塗佈使該磁鐵可更耐腐蝕。該塗佈材料係在這樣之條件下選擇以便使該塗佈材料溶於該鍍敷溶液中並取代該鍍敷溶液中之金屬物種之情形降至最低限度。在由鎳鍍敷浴沉積金屬結合劑之具體實施例中，該磁鐵之較佳塗佈材料是金屬如Cu、Sn或Ni或樹脂如環氧樹脂或丙烯酸 系樹脂。
經組合於該夾具中之永久磁鐵的外形、大小及數目取決於該硬質合金基座之大小及希望磁場之位置、方向和強度。例如，當吾人所欲為使研磨粒與該基座外周均勻結合時，對應該基座外徑之磁鐵環可沿著該基座外周設置，或對應該基座外周之弧形磁鐵片段或一側邊長數毫米之矩形平行六面體(rectangular parallelpiped)磁鐵片段可連續且緊密地沿著該基座外周佈置。為達降低磁鐵成本之目的，磁鐵片段可間隔開以縮減磁鐵片段之數目。
磁鐵片段之間的間隔可以增大，但是取決於所用之磁鐵片段的殘磁性。藉由將磁鐵片段間隔開，把經塗佈磁性材性之研磨粒分成一組被吸引之粒子和另一組沒被吸引之粒子。接著使研磨粒與一些區交錯結合，但是不與該基座外周之其他區結合。形成由經間隔開之片段組成的刀刃段。
關於該基座外周附近產生之磁場，可藉由改變經安裝於夾著該基座之二夾持器的永久磁鐵之位置和磁化方向的組合而產生多變之磁場。藉由重複進行磁場分析及實驗，決定磁鐵之佈置以便於自該基座外周外延10 mm或更小之距離的間隔以內產生至少8 kA/m之磁場。當該磁場強度小於8 kA/m時，其用短磁力吸引經塗佈磁性材性之研磨粒，且若於此狀態下進行鍍敷，研磨粒可能於鍍敷過程中被移走，結果，使刀刃段形成許多空隙，或研磨粒依樹狀方式結合，造成具有比希望之尺寸大的刀刃段。後續修 整可能造成該刀刃段分離或花較長時間。這些利害關係可能提高製造成本。
較佳是該永久磁鐵放得更接近研磨粒被吸引之部位。一般而言，該永久磁鐵係置於其外周內側之基座側面上或位於該基座外周內側並自該基座側面外延不大於20 mm之距離的間隔以內且較佳位於該外周內側並自該基座側面外延不大於10 mm之距離的間隔以內。至少兩個具有至少0.3 T之殘磁性的永久磁鐵(明確地說每個固持器至少一個磁鐵)係置於該間隔以內之指定部位使該磁鐵完全或部分位於該間隔以內，藉以使自該基座外周外延不大於10 mm之距離的間隔以內能產生強度為至少8 kA/m之磁場。於是，即使是該基座係由具有低飽和磁化強度及較不可能引發磁力之材料如硬質合金製造，該基座外周附近也能產生具有適當磁力之磁場。當經塗佈磁材料之研磨粒係供於該磁場中時，該塗層被磁化且結果，該研磨粒被吸引並保持於或接近該基座外周。
關於該磁鐵相對於該基座外周之位置，若該磁鐵沒置於上述界定之間隔以內，明確地說若該磁鐵置於該基座外周外側，儘管接近彼，例如，於該基座外周向外0.5 mm之距離處，則接近該基座外周之磁場強度高，但是可能存在磁場梯度反轉之區域。接著研磨粒傾向顯示自該基座向上露出並脫落之性質。若該磁鐵之位置係於該基座外周內側，但是離該基座外周大於20 mm之距離，則自該基座外周外延不大於10 mm之距離的間隔中之磁場傾向具有 低於8 kA/m之強度，這得冒著磁性吸引研磨粒之作用力變短的風險。在此案例中，該磁場強度可由放大該磁鐵尺寸而提高。然而，大尺寸磁鐵不是那麼實用，因為組合此磁鐵之夾具也得變大。
該夾具(固持器)之外形與該基座外形一致。該夾具(固持器)之尺寸使該基座夾於固持器之間時，該固持器中之永久磁鐵可於相對於該基座之希望位置。關於具有125 mm之外徑和0.26 mm之厚度及2.5 mm長乘2 mm寬乘1.5 mm厚之永久磁鐵片段陣列的基座，例如，使用外徑為至少125 mm且厚度為約20 mm之碟作為該固持器。
明確地說，該夾具或固持器之外徑係選用等於或大於{該基座外徑加(刀刃段高度)乘以2}，以便確保該刀刃段之高度或徑向凸出(第1C圖中之H2)，且該夾具或固持器之厚度係經選擇以便提供足以防止移入移出熱鍍敷浴之急遽溫度變化所引起之翹曲的強度。與研磨粒接觸之固持器外側部分的厚度可縮減成比其餘部分小以便形成該刀刃段之覆疊件(第1C圖中之T3乘H1)，該覆疊件依厚度方向凸出超過該基座。若吾人所欲為提高該夾具之尺寸準確度及降低加工成本，只要把厚度等於該覆疊件之遮蔽膠帶或間隔件接附於其餘部分，該外側部分之厚度便可等於其餘部分之厚度。
製造該夾具或固持器之材料較佳為無鍍敷沉積物之絕緣材料，因為把該基座夾於該固持器之間的整個夾具係浸於熱鍍敷浴中使金屬結合劑沉積於該基座上。更希望的是 該絕緣材料應該具有耐化學藥品性、高至約90℃之耐熱性及即使是在移入移出該鍍敷浴時暴露於重複進行之快速熱循環也足以使尺寸保持不變之耐熱衝擊性。同樣希望的是該絕緣材料應該具有足以防止該固持器受內應力(於模鑄及工作期間所累積)翹曲而在浸於熱鍍敷浴時使該固持器與該基座之間產生間隙之尺寸安定性。當然，該絕緣材料應該可加工成使供接受任意部位之永久磁鐵用的凹槽可於高準確度切削加工而沒有裂縫或碎屑。
明確地說，該固持器可由工程塑膠如PPS、PEEK、POM、PAR、PSF和PES及陶瓷如氧化鋁製成。固持器係藉由下述步驟製造：選擇適合材料，考量機械強度決定厚度和其他尺寸，將該材料模鑄成該尺寸，及切削加工用於接收永久磁鐵之凹槽和用於接受當進行電鍍時所需的供電電極之凹部。把一對如此製造之固持器組裝起來以便將該基座夾於彼等之間。當該固持器搭配用於供電給該基座以便能電鍍之電極組裝在一起時，此組裝程序同時給予電力供應及機械性扣緊並導致整體看來緊密之組合件。當然，較佳為多數夾具依第2圖所示的方式連接使多數基座可同時鍍敷，因為製程變得更有效率。
明確地說，如第2圖所示，用於電鍍並作為基座保持器之陰極56係裝於該蓋部52之中央凹部。夾具係藉由下述步驟組裝：結合一對夾持器50與基座1，把導電性支撐軸58插入該固持器和基座之孔中，並把彼等扣在一起。在此組裝狀態下，該陰極56與該軸58接觸，使電力 能自該軸58供應至該陰極56。在第2圖中，使用間隔件60和端蓋62於適合間隔把兩個各自由一對固持器50,50組成之夾具安裝於該軸58上。第2圖所示之夾具理所當然預期用於電鍍。在無電鍍敷之案例中，該陰極不需要，取而代之可使用非導電性保持器，且該支撐軸不一定必定為導電性。
使用此夾具，依照下述方式進行鍍敷。該夾具係藉由將該基座1夾於該經組合永久磁鐵之夾持器50,50之間組裝起來。在此狀態下，如第3圖所示，間隔64係由夾持器50,50之蓋件52,52的周圍部分52a,52a(超出該基座外延)及該基座1之外周界定。以磁性材料預塗佈之適合量研磨粒係藉由天平稱重且供入該研磨粒被磁力吸引並保持之間隔64中。注意當該硬質合金為底質之外周有被倒角時，該間隔64係調設成使研磨粒可進入該倒角部位與該夾具固持器之間。此區域中沒有足夠之研磨粒，鍍敷產生之刀刃段可能於此區域中保持浮動。
保持於該間隔中之研磨粒的量取決於該基座之外徑和厚度、研磨粒之大小及欲形成之刀刃段的希望高度和寬度。同樣地保持研磨粒並引發鍍敷之方法較佳為重複進行數次使每單位體積之研磨粒量可均勻分佈於該基座外周之任何部位上且研磨粒可藉由該鍍敷技術持久地結合。
依此方式，形成刀刃段。該刀刃段較佳含有10至80體積%，且更佳30至75體積%之體積比例的研磨粒。小於10體積%之比例意指較少研磨粒有助於切割，導致切 割作業時阻力提高。超過80體積%之比例意指切割作業時切割邊緣之變形量減少，於切割面上留下切痕並使切割片之尺寸準確度和外觀惡化。因為這些理由，切割速度必須慢下來。因此較佳為藉由改變研磨粒上之磁性材料塗層厚度以改變粒徑而為特定應用調節研磨粒之體積比例。
如第1C圖所示，該刀刃段20由一對覆疊件(或夾子支腳)22a,22b及本體(20)組成，該對覆疊件依軸向把該基座10之外緣夾於彼等之間，該本體超出該基座10之外緣(周圍)向外徑向延伸。注意此片段係為求方便描述，因為該夾子支腳和本體合而為一形成該刀刃段。該刀刃段20的厚度(第1C圖之T2)大於該基座10的厚度(第1C圖之T1)。為了形成此設計之刀刃段，較佳如第3圖所示建造該間隔64。
更明確地說，將該基座10之外緣夾於彼等之間的刀刃段20之夾子支腳22a,22b較佳各自具有0.1至10 mm，且更佳為0.5至5 mm之長度H1。該支腳22a,22b較佳各自具有至少5 μm(=0.005 mm)，更佳5至2,000 μm，且又更佳10至1,000 μm之厚度T3。接著該夾子支腳22a,22b之總厚度較佳為至少0.01 mm，更佳為0.01至4 mm，且又更佳為0.02至2 mm。依據此總厚度該刀刃段20比該基座10厚。若該夾子支腳22a,22b之長度H1小於0.1 mm，其仍能有效預防該硬質合金為底質之邊緣被削到或龜裂，但是用於補強該基座較沒有效且有時候無法藉由耐切割性防止該基座變形。若該長度H1超過10 mm，得花錢補強該基座。若該夾子支腳之厚度T3小於5 μm，此細支腳可能無法增進該基座之機械強度或有效排放切屑污物。
如第4A至4D圖所示，該夾子支腳22a,22b可由金屬結合劑24和研磨粒26組成(第4A圖)，由金屬結合劑24組成(第4B圖)，或包括由覆蓋該基座10之金屬結合劑24組成的下方層及由金屬結合劑24和研磨粒26組成的覆疊層(第4C圖)。尤其該刀刃段之強度可藉由將金屬結合劑沉積於第4C圖之結構上以便如第4D圖所示環繞整個外表面而增加。
在第4B至4D圖所示之具體實施例中，與該基座10接觸之夾子支腳內部單由金屬結合劑24形成。最後，該基座係經掩蔽以致於只露出形成該夾子支腳之基座部位，且於沒被掩蔽之基座部位上進行鍍敷。這之後可接著將該基座安裝於該夾具中，以研磨粒26填充該間隔64，並引發鍍敷。於電鍍該研磨粒之後，該基座10可以另一對具有較小外徑之固持器50,50掩蔽使該經電鍍之部位暴露出來，且再進行鍍敷，如第4D圖所示形成由金屬結合劑24組成之層作為該刀刃段最外層。
回來參照第1C圖，超過該基座10之外周徑向向外延伸的刀刃段20本體具有長度H2，該長度H2較佳為0.1至10 mm，且更佳為0.3至8 mm，但是可隨彼內結合之研磨粒的大小變化。若該本體長度H2小於0.1 mm，該刀刃段20可能在切割作業時受衝擊和磨耗而於短時間內消 耗掉，其表示切割輪具有短的壽命。若該本體長度H2超過10 mm，儘管與該刀刃厚度(第1C圖之T2)有關，但是該刀刃段可能變得易受變形影響，造成切下來之磁鐵片具有波狀切割面且從而，惡化之尺寸準確度。
藉由該鍍敷法，將可能是鑽石研磨粒及/或cBN研磨粒之研磨粒結合在一起並與該基座外周結合以於高準確度形成尺寸接近最終外形之刀刃段。
在藉由電鍍或無電鍍敷使研磨粒與該基座結合形成具有該刀刃段之外周刀刃切割輪中，因為使用之研磨粒具有某一粒徑，所以剛結合之研磨粒於研磨粒之間和於研磨粒與該基座之間僅部分接觸而在那裡留下空隙，該空隙不會完全被鍍敷埋藏。該刀刃段因此即使於鍍敷之後也含有空隙，即，與該刀刃段表面連通之細孔。
只要在切割作業時施於該外周刀刃切割輪之負載低，即可能做到高準確度切割，即使是在這樣之空隙存在的情況下亦同，因為該刀刃段不會受到切割時施加之作用力而進行實質變形。然而，在這樣高負載之下進行切割而造成該硬質合金基座變形之處，該刀刃邊緣會部分變形或脫落。用於預防該刀刃邊緣變形或脫落之有效方法是增進該刀刃邊緣之強度。然而，該刀刃段也應該具有足以容許該刀刃段撓曲之彈性使切下來之表面片段能平坦合併。
在另一較佳具體實施例中，使熔點為高至350℃之金屬及/或合金黏合劑滲入研磨粒之間和研磨粒與該刀刃段的基座之間的空隙。在另一較佳具體實施例中，使熔點為 高至350℃，較佳高至300℃，且更佳高至250℃之熱塑性樹脂滲入該空隙，或使熔點為高至350℃，較佳高至300℃，且更佳高至250℃之液體熱固性樹脂組合物滲入該空隙並在那裡固化。因此，在此具體實施例中之外周刀刃切割輪的特徵為金屬、合金或樹脂係存於貫穿該刀刃段之表面至內部的研磨粒之間及研磨粒與該基座之間。
適合之黏合劑或滲入劑包括金屬類如Sn和Pb，及合金如Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Zn合金及Sn-Pb合金，其可單獨或以含有前述至少二者之混合物的形式使用。
該金屬或合金可能，例如，藉由下述步驟滲入該刀刃段：將該金屬或合金加工成直徑為0.1至2.0 mm，較佳為0.8至1.5 mm之線、粒子或與厚度為0.05至1.5 mm之刀刃段的外形和大小相同之薄膜環，把該線、粒子或環擺於該刀刃段上，於加熱器如加熱板上或於烘箱中加熱該刀刃段至高於熔點之溫度，保持此溫度以讓熔融金屬或合金滲入該刀刃段，及其後緩慢冷卻至室溫。也可以，藉由下述步驟進行滲入：把該外周刀刃切割輪置於下半鑄模中且該刀刃段附近有一個間隙，以稱好量之金屬或合金填入該半部鑄模，接合上半鑄模與該下半鑄模，加熱已接合之鑄模同時越過該鑄模施加一定壓力，使該熔融金屬或合金滲入該刀刃段。其後使該鑄模冷卻，壓力接著釋放，並自該鑄模取出該輪。接在加熱之後的冷卻步驟應該緩慢以便避免任何殘餘應變。
在該金屬或合金擺於該刀刃段上之前，可將用於使該金屬或合金保持於該刀刃段或改善該刀刃段之可濕性的試劑，例如，市售可得之含氯或氟的助焊劑施於該刀刃段。
當使用具有相當好之可濕性的低熔點金屬或合金時，滲入可藉由下述步驟進行：將該基座夾於不銹鋼、鐵或銅製之金屬組件之間，傳導電流給該金屬組件，造成該金屬組件產生熱，藉以加熱該基座和該刀刃段，並使該經加熱之刀刃段與熔融之低熔點金屬接觸。
適合之滲入樹脂包括熱塑性樹脂和熱固性樹脂，通常為丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂及前述之改質樹脂，其可單獨或以混合物使用。
該熱塑性或熱固性樹脂可，例如，藉以下述步驟滲入該刀刃段：把該熱塑性樹脂加入至直徑為0.1至2.0 mm，較佳為0.8至1.5 mm之線、粒子或與厚度為0.05至1.5 mm之刀刃段的外形和大小相同之薄膜環中，把該線、粒子或環擺於該刀刃段上，於加熱器如加熱板上或於烘箱中加熱該刀刃段至高於熔點之溫度，保持此溫度以讓熔融樹脂滲入該刀刃段，及其後緩慢冷卻至室溫。熱固性樹脂可藉由下述步驟滲入：摻混該樹脂與有機溶劑及固化劑等以形成液體熱固性樹脂組合物，鑄造於該刀刃段上之組合物，使該組合物滲入該刀刃段，於或高於固化溫度加熱藉以固化，及其後緩慢冷卻至室溫。也可以，藉由下述步驟進行滲入：把該外周刀刃切割輪置於下半鑄模中且該刀刃段附近有一個間隙，以稱好量之樹脂或樹脂組合物填入該 半部鑄模，接合上半鑄模與該下半鑄模，加熱已接合之鑄模同時越過該鑄模施加一定壓力，使該樹脂或樹脂組合物滲入該刀刃段。其後使該鑄模冷卻，壓力接著釋放，並自該鑄模取出該輪。接在加熱之後的冷卻步驟應該緩慢以便避免任何殘餘應變。
當使用具有相當好之可濕性的樹脂時，滲入可藉由下述步驟進行：將該基座夾於不銹鋼、鐵或銅製之金屬組件之間，傳導電流給該金屬組件，造成該金屬組件產生熱，藉以加熱該基座和該刀刃段，並使該經加熱之刀刃段與熔融之樹脂或液體樹脂組合物接觸。
滲入該刀刃段之金屬、合金或樹脂較佳應該具有下述物性。熔點較佳不高於350℃。在樹脂之案例中，該熔點不高於350℃，較佳不高於300℃，以達到下述目的：預防該硬質合金基座扭曲而使尺寸準確度惡化或改變機械強度，及預防該硬質合金基座與該刀刃段之間的熱膨脹顯著差異引起該刀刃段產生變形或應變。經常使用的是熔點不高於250℃之樹脂。在熱固性樹脂之案例中，熔融溫度較佳為至少10℃，因為其足以使熱固性樹脂組合物具有足以於室溫滲入之流動性。
該金屬、合金或樹脂可具有某個硬度，當研磨粒在切割作業時磨耗，破裂或脫落時該硬度並不高到足以防止研磨粒自磨(使新研磨粒露出之現象，有助於切割作業)，且該硬度比用於使研磨粒與塗佈於其上之磁性材料結合的金屬結合劑之硬度低。同樣較佳地，即使是暴露於切削過程 中使用之切削加工流體或冷卻劑，該金屬、合金或樹脂也應當不會進行強度變化或腐蝕。
在所得之刀刃段中，該研磨粒、覆蓋該研磨粒之磁性材料、該金屬結合劑及滲入空隙之金屬、合金或樹脂被適當設置。
如上所述，該刀刃段包括多個覆疊件，各個覆疊件超過該基座厚度向外軸向凸出。使該刀刃段成形以確保該刀刃段之覆疊件的厚度(第1C圖中之T3)具有下述範圍(1)之公差[(T3max-T3min)mm]： 其中T3max及T3min是貫穿該刀刃段圓周之覆疊件的厚度(第1C圖中之T3)之最大值和最小值，T2max是貫穿該刀刃段圓周之刀刃段的厚度(第1C圖中之T2)之最大值。該刀刃段軸向凸出超過該基座厚度之距離相當於放在該基座側面之夾子支腳(第4圖之24)的厚度且描繪於第1C圖之厚度T3。因為此厚度係於該基座之前側和後側，所以使該刀刃段成形以便符合各側之公差範圍。
該刀刃段也經成形以確保該刀刃段具有下述範圍(2)之圓度[(ODmax/2-ODmin/2)mm]： 其中ODmax及ODmin是該刀刃段外徑之最大值和最小值。
現在該刀刃段係經成形以便符合以上界定之尺寸範圍，該切割輪可長時間用以將磁鐵塊鋸切成片同時使該片保持於可接受之尺寸公差或高準確度。該刀刃段通常可藉由以氧化鋁、碳化矽或鑽石為底質之研磨輪研磨，或藉由放電切削加工而獲得校正，以便符合該尺寸範圍。
在此校正步驟中，該刀刃段之邊緣可被倒角(斜截或倒圓角)至至少C0.1或R0.1之程度，但是取決於該刀刃段之厚度，因為此倒角能有效減少切割表面上之切痕或減輕磁鐵片之碎屑。在該刀刃段被倒角之處，能滿足該刀刃段覆疊件之厚度公差及除倒角部位以外之刀刃段圓度符合文中界定之尺寸範圍。
為了使切割作業之準確度保持於高處，較佳把該公差和圓度控制於儘可能窄之範圍。因為使用具有高韌性指數TI之研磨粒，該刀刃段本身具有高耐久性，意味著該刀刃段本身很難校正及顯著校正成本。為了降低該校正成本且最終，該外周刀刃切割輪之價錢，必須做準備以便使該校正步驟減至最少。
當藉由研磨粒具有至少150之韌性指數TI的外周刀刃切割輪把磁鐵塊鋸切成片時，該刀刃段覆疊件之厚度具有高至(0.1×T2max)mm的公差，且該刀刃段具有高至(0.01×ODmax)mm的圓度，藉以切出來之磁鐵片的尺寸公差能長時期保持於高切割準確度。即使是使用具有高耐久性和校正難度及通常至少150之韌性指數TI的研磨粒， 能高準確度切割之刀刃段的校正也能比先前技術更便於進行。於是能降低該外周刀刃切割輪本身之製造成本。
若該覆疊件之厚度具有大於(0.1×T2max)mm的公差，該刀刃段相對於該基座是顯著之波狀。若該刀刃段具有大於(0.01×ODmax)mm的圓度，該刀刃段與該工件不連續接觸，其於高速旋轉之案例中引發切割作業時的實質振動，造成該工件之碎屑，且在極端案例中，該工作之破損。另一方面，若該覆疊件之厚度具有小於0.001 mm之公差，或著該刀刃段具有小於0.001 mm之圓度，研磨粒較少露出，導致較低切割效率，且使該刀刃段與該工件之間的間隙縮小，提供該切割部位短暫冷卻劑供給且從而，不足之冷卻，使該切割準確度惡化。這些缺陷隨著切割條件及該刀刃段之徑向凸出(或高度)和軸向凸出(或厚度)變化，且在最壞之案例中，於該刀刃段與該工件之間發生滯塞。使該公差和圓度減至比必需低之程度不僅提高該外周刀刃切割輪之加工成本，而且也使該片之尺寸準確度降低並造成切割作業時之麻煩。因為上述理由，該覆疊件之厚度較佳具有至少0.001 mm和高至(0.1×T2max)mm的公差，更佳為至少0.005 mm和高至(0.05×T2max)mm。同樣地，該刀刃段較佳具有至少0.001 mm和高至(0.01×ODmax)mm的圓度，更佳為至少0.005 mm和高至(0.005×ODmax)mm。
該刀刃段覆疊件之厚度可，例如，如第6圖之示意圖所示般測得。如第6A圖所示，外徑比該刀刃段20之外徑小的夾具82係擺在旋轉平台81上。該外周刀刃切割輪 2係擺在該夾具82上。該刀刃段20覆疊件之厚度係藉由比測儀83使用該基座10之側面高度作為基準測量。第6圖所示之刀刃段20相當於包含金屬結合劑24和研磨粒26之第4C圖所示的具體實施例之刀刃段20。如第6B圖所示，當該比測儀83之探針與該刀刃段20之表面保持接觸時，以該比測儀掃描表面。接著把該刀刃段20之表面上的起伏測量為形貌或高度數據。儘管吾人所欲為該夾具具有較高平坦度，但是平坦度之影響可藉由自測量結果扣除預測得之平坦度的抵銷技術避免。在薄基座之案例中，測量程序必須小心控制使測量時該比測儀施加之負載可以不過大，否則當該比測儀推動該基座或刀刃段時會使該外周刀刃偏移而引起外觀高度之變化。
該刀刃段之圓度可，例如，藉由下述程序測量。外徑比該刀刃段20之外徑小的夾具係擺在玻璃台上。該外周刀刃切割輪係擺在該夾具上。光自該玻璃台下方照射而投射出如第7A圖所示之影像。從這個影像，把在該刀刃段陰影之外徑上的位置當作座標數據。從這些座標，如第7B圖之示意圖所見，根據JIS B-0621之最小區中心(MZC)方法，用電腦計算，當兩個圍繞藉由連接測量點所描成之影像的同心圓之半徑差值變最小時，該刀刃段20外徑之最大值(ODmax)的1/2與該刀刃段20外徑之最小值(ODmin)的1/2之間的差值。這種分析用於測量之明亮和黑暗資料數據的非接觸式測量儀器非常有用，因為即使是包括露出之研磨粒的不規則也能測量。
靠著使用本發明之外周刀刃切割輪，藉此可切割多種不同工件。典型工件包括R-Co稀土燒結磁鐵及R-Fe-B稀土燒結磁鐵，其中R是包括釔之稀土元素之至少其一。這些磁鐵依照下述方式製造。
R-Co稀土燒結磁鐵包括RCo5和R2Co17系統。這些當中，該R2Co17磁鐵具有包含20至28% R、5至30% Fe、3至10% Cu、1至5% Zr及剩餘部分之Co的組成(以重量%表示)。其係藉由下述步驟製造：依此配方稱取來源材料，將其熔融，鑄造該熔融物，及將合金微細地粉碎至1至20 μm之平均粒徑，產生R2Co17磁鐵粉末。接著於磁場中壓縮該粉末並於1,100至1,250℃燒結0.5至5小時。對該燒結體進行於比燒結溫度低0至50℃之溫度經歷0.5至5小時之溶液處理，及保持於700至950℃經歷一定時間之老化處理和後續冷卻。
R-Fe-B稀土燒結磁鐵具有包含5至40% R、50至90% Fe及0.2至8% B的組成(以重量%表示)。外加元素可加於該磁鐵以改善磁性及耐腐蝕性，該外加元素係選自C、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、Sn、Hf、Ta、W等等。外加元素之量係為關於Co高至30重量%，且關於其他元素高至8重量%。該磁鐵係藉由下述步驟製造：依此配方稱取來源材料，將其熔融，鑄造該熔融物，及將合金微細地粉碎至1至20 μm之平均粒徑，產生R-Fe-B磁鐵粉末。接著於磁場中壓縮該粉末並於1,000至1,200℃燒結0.5至5小 時，接著保持於400至1,000℃經歷一定時間之老化處理和後續冷卻。
實施例
下文藉由例示方式且非限定方式提供實施例。
實施例1
將由90重量% WC和10重量% Co組成之硬質合金切削加工成具有125 mm之外徑、40 mm之內徑和0.3 mm之厚度的環形薄碟，用該環形薄碟作為基座。該基座具有600 GPa之楊氏係數和127 kA/m(0.16 T)之飽和磁化強度。
將該硬質合金基座夾於具有123 mm之外徑和10 mm之厚度的聚苯硫醚(PPS)樹脂碟之間以致於僅露出自該外周向內延伸1.0 mm之基座表面圓周區域。將該基座浸於於40℃之市售可得的鹼性水溶液中10分鐘使其脫脂，以水清洗，並浸於50℃之30至80 g/L焦磷酸鈉水溶液，其中電解係於2至8 A/dm2之電流密度引發。使該基座於去離子水中以超音波清洗並浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中底塗層係於5至20 A/dm2之電流密度鍍敷。其後，以水清洗該基座。
在具有130 mm之外徑及10 mm之厚度的PPS碟之一個側面上切削加工以形成具有123 mm之外徑、119 mm之內徑和1.5 mm之深度的凹槽。在該碟之凹槽中，於相 等間隔佈置75個2.5 mm長乘2 mm寬乘1.5 mm厚之永久磁鐵片段(由Shin-Etsu Rare Earth Magnets Co.,Ltd.提供之N39UH，Br=1.25 T)，且該片段之厚度方向對準該凹槽之深度方向。以環氧樹脂填充該凹槽以將該磁鐵片段固定鎖於該凹槽中，完成經組合磁鐵之固持器。該基座係夾於一對這樣的固持器之間以建造夾具，且該固持器之磁鐵側面向內部。在此夾入狀態下，該磁鐵係沿著該基座表面自該基座外周向內間隔1 mm之距離。該磁鐵在該基座外周產生磁場，經分析於自該基座外周延伸10 mm之距離的間隔以內具有至少8 kA/m(0.01 T)之強度。
平均粒徑為103 μm(標準粒徑140/170)且TI為500之鑽石研磨粒先鍍上NiP以形成經塗佈之鑽石研磨粒。在該固持器和該基座界定之凹部中，供入0.4 g的經塗佈之鑽石研磨粒藉以使該研磨粒被磁力吸引至並均勻分佈於整個基座外周。把吸引研磨粒之夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電鍍係於5至20 A/dm2之電流密度引發。取出該夾具並以水清洗。重複進行用磁力吸引0.4 g的經塗佈之鑽石研磨粒、電鍍及水洗之程序。
藉由外徑為123 mm且厚度為10 mm之PPS樹脂碟固持器替代該夾具之固持器。將該基座夾於該固持器之間使該研磨粒層之側表面(刀刃段)露出來。把該夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電流係於5至20 A/dm2之電流密度傳導使鍍層沉積於整個刀刃段上。取出該夾具並以水清洗，其後拆下該基座並乾燥，獲得外周刀刃切割 輪。
使用表面研磨機器，將該輪磨細以定做該刀刃段之覆疊件或厚度使該刀刃段之各表面超過該硬質合金凸出50 μm之距離(T3)。外徑係藉由線放電加工(wire-EDM)定做。修整該輪，產生硬質合金基座外周刀刃切割輪，其包括覆疊件設計厚度為0.05 mm，T2max為0.43 mm，覆疊件厚度公差為0.02 mm，倒角為C0.1，設計外徑為127 mm，ODmax為127.3 mm且圓度為0.6 mm之刀刃段。
實施例2
將由90重量% WC和10重量% Co組成之硬質合金切削加工成具有125 mm之外徑、40 mm之內徑和0.3 mm之厚度的環形薄碟，用該環形薄碟作為基座。
將該硬質合金基座夾於具有123 mm之外徑和10 mm之厚度的PPS樹脂碟之間以致於僅露出自該外周向內延伸1.0 mm之基座表面圓周區域。將該基座浸於於40℃之市售可得的鹼性水溶液中10分鐘使其脫脂，以水清洗，並浸於50℃之30至80 g/L焦磷酸鈉水溶液，其中電解係於2至8 A/dm2之電流密度引發。使該基座於去離子水中以超音波清洗並浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中底塗層係於5至20 A/dm2之電流密度鍍敷。其後，以水清洗該基座。
在具有130 mm之外徑及10 mm之厚度的陶瓷碟之一個側面上切削加工以形成具有123 mm之外徑、119 mm 之內徑和1.5 mm之深度的凹槽。在該碟之凹槽中，於相等間隔佈置75個2.5 mm長乘2 mm寬乘1.5 mm厚之永久磁鐵片段(由Shin-Etsu Rare Earth Magnets Co.,Ltd.提供之N39UH，Br=1.25 T)，且該片段之厚度方向對準該凹槽之深度方向。以環氧樹脂填充該凹槽以將該磁鐵片段固定鎖於該凹槽中，完成經組合磁鐵之固持器。該基座係夾於一對這樣的固持器之間以建造夾具，且該固持器之磁鐵側面向內部。在此夾入狀態下，該磁鐵係沿著該基座表面自該基座外周向內間隔1 mm之距離。該磁鐵在該基座外周產生磁場，經分析於自該基座外周延伸10 mm之距離的間隔以內具有至少8 kA/m(0.01 T)之強度。
平均粒徑為103 μm(標準粒徑140/170)且TI為1,000之鑽石研磨粒先鍍上NiP以形成經塗佈之鑽石研磨粒。在該固持器和該基座界定之凹部中，供入0.4 g的經塗佈之鑽石研磨粒藉以使該研磨粒被磁力吸引至並均勻分佈於整個基座外周。把吸引研磨粒之夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電鍍係於5至20 A/dm2之電流密度引發。取出該夾具並以水清洗。重複進行用磁力吸引0.4 g的經塗佈之鑽石研磨粒、電鍍及水洗之程序。
藉由外徑為123 mm且厚度為10 mm之PPS樹脂碟固持器替代該夾具之固持器。將該基座夾於該固持器之間使該研磨粒層之側表面露出來。把該夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電流係於5至20 A/dm2之電流密度傳導使鍍層沉積於整個刀刃段上。取出該夾具並以水清 洗，其後拆下該基座並乾燥，獲得外周刀刃切割輪。
1.0 mm直徑之線係由Sn-3Ag-0.5Cu合金(熔點220℃)製造。將該線之環擺在該外周刀刃切割輪之刀刃段側面上，把其置於烘箱中。將該烘箱加熱至200℃，且等到確認達到200℃之內部溫度之後，再加熱至250℃，保持於250℃約5分鐘，並接著關掉。使該輪於該烘箱中冷卻下來。
使用表面研磨機器，將該輪磨細以定做該刀刃段之覆疊件或厚度使該刀刃段之各表面超過該硬質合金凸出50 μm之距離(T3)。外徑係藉由線放電加工(wire-EDM)定做。修整該輪，產生硬質合金基座外周刀刃切割輪，其包括覆疊件設計厚度為0.05 mm，T2max為0.41 mm，覆疊件厚度公差為0.018 mm，倒角為C0.2，設計外徑為127 mm，ODmax為127.1 mm且圓度為0.7 mm之刀刃段。
實施例3
將由90重量% WC和10重量% Co組成之硬質合金切削加工成具有125 mm之外徑、40 mm之內徑和0.3 mm之厚度的環形薄碟，用該環形薄碟作為基座。
將該硬質合金基座夾於具有123 mm之外徑和10 mm之厚度的PPS樹脂碟之間以致於僅露出自該外周向內延伸1.0 mm之基座表面圓周區域。將該基座浸於於40℃之市售可得的鹼性水溶液中10分鐘使其脫脂，以水清洗，並浸於50℃之30至80 g/L焦磷酸鈉水溶液，其中電解係於 2至8 A/dm2之電流密度引發。使該基座於去離子水中以超音波清洗並浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中底塗層係於5至20 A/dm2之電流密度鍍敷。其後，以水清洗該基座。
平均粒徑為86 μm(標準粒徑170/200)且TI為160之cBN研磨粒先鍍上NiP以形成經塗佈之cBN研磨粒。等該基座夾於如實施例1之夾具的固持器之間以後，將0.4 g的經塗佈之cBN研磨粒供入由該固持器和該基座界定之凹部中，藉以使該研磨粒被磁力吸引至並均勻分佈於整個基座外周。把吸引研磨粒之夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電鍍係於5至20 A/dm2之電流密度引發。取出該夾具並以水清洗。重複進行用磁力吸引0.4 g的經塗佈之cBN研磨粒、電鍍及水洗之程序。
藉由外徑為123 mm且厚度為10 mm之PPS樹脂碟固持器替代該夾具之固持器。將該基座夾於該固持器之間使該研磨粒層之側表面露出來。把該夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電流係於5至20 A/dm2之電流密度傳導使鍍層沉積於整個刀刃段上。取出該夾具並以水清洗，其後拆下該基座並乾燥，獲得外周刀刃切割輪。
將藉由使雙酚A二縮水甘油醚和二氰二胺作為主要樹脂形成組分溶於有機溶劑中製得之液體環氧樹脂組合物塗於該外周刀刃切割輪之刀刃段側表面上並保持3分鐘。把該輪置於180℃之烘箱中，將其保持於其中約120分鐘。然後關掉該烘箱使該輪於該烘箱中冷卻下來。
使用表面研磨機器，將該輪磨細以定做該刀刃段之覆疊件或厚度使該刀刃段之各表面超過該硬質合金凸出50 μm之距離(T3)。外徑係藉由線放電加工(wire-EDM)定做。修整該輪，產生硬質合金基座外周刀刃切割輪，其包括覆疊件設計厚度為0.05 mm，T2max為0.405 mm，覆疊件厚度公差為0.01 mm，倒角為C0.1，設計外徑為127 mm，ODmax為127.05 mm且圓度為0.4 mm之刀刃段。
實施例4
將由95重量% WC和5重量% Co組成之硬質合金切削加工成具有125 mm之外徑、40 mm之內徑和0.3 mm之厚度的環形薄碟，用該環形薄碟作為基座。該基座具有580 GPa之楊氏係數和40 kA/m(0.05 T)之飽和磁化強度。
將該硬質合金基座夾於具有123 mm之外徑和10 mm之厚度的PPS樹脂碟之間以致於僅露出自該外周向內延伸1.0 mm之基座表面圓周區域。將該基座浸於於40℃之市售可得的鹼性水溶液中10分鐘使其脫脂，以水清洗，並浸於50℃之30至80 g/L焦磷酸鈉水溶液，其中電解係於2至8 A/dm2之電流密度引發。使該基座於去離子水中以超音波清洗並浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中底塗層係於5至20 A/dm2之電流密度鍍敷。其後，以水清洗該基座。
平均粒徑為86 μm(標準粒徑170/200)且TI為250之 鑽石研磨粒先鍍上NiP以形成經塗佈之鑽石研磨粒。等該基座夾於如實施例1之夾具的固持器之間以後，將0.3 g的經塗佈之鑽石研磨粒供入由該固持器和該基座界定之凹部中，藉以使該研磨粒被磁力吸引至並均勻分佈於整個基座外周。把吸引研磨粒之夾具浸於80℃之無電鎳-磷合金鍍敷浴，於其中引發無電鍍敷。取出該夾具並以水清洗。重複進行用磁力吸引0.3 g的經塗佈之鑽石研磨粒、電鍍及水洗之程序。自該夾具拆下該輪並乾燥。
1.0 mm直徑之線係由Sn-3Ag-0.5Cu合金(熔點220℃)製造。將該線之環擺在該外周刀刃切割輪之刀刃段側面上，把其置於烘箱中。將該烘箱加熱至200℃，且等到確認達到200℃之內部溫度之後，再加熱至250℃，保持於250℃約5分鐘，並接著關掉。使該輪於該烘箱中冷卻下來。
使用表面研磨機器，將該輪磨細以定做該刀刃段之覆疊件或厚度使該刀刃段之各表面超過該硬質合金凸出50 μm之距離(T3)。外徑係藉由線放電加工(wire-EDM)定做。修整該輪，產生硬質合金基座外周刀刃切割輪，其包括覆疊件設計厚度為0.05 mm，T2max為0.398 mm，覆疊件厚度公差為0.02 mm，倒角為C0.1，設計外徑為127 mm，ODmax為127.1 mm且圓度為0.5 mm之刀刃段。
比較例1
將由90重量% WC和10重量% Co組成之硬質合金 切削加工成具有125 mm之外徑、40 mm之內徑和0.3 mm之厚度的環形薄碟，用該環形薄碟作為基座。
將該硬質合金基座夾於具有123 mm之外徑和10 mm之厚度的PPS樹脂碟之間以致於僅露出自該外周向內延伸1.0 mm之基座表面圓周區域。將該基座浸於於40℃之市售可得的鹼性水溶液中10分鐘使其脫脂，以水清洗，並浸於50℃之30至80 g/L焦磷酸鈉水溶液，其中電解係於2至8 A/dm2之電流密度引發。使該基座於去離子水中以超音波清洗並浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中底塗層係於5至20 A/dm2之電流密度鍍敷。其後，以水清洗該基座。
平均粒徑為103 μm(標準粒徑140/170)且TI為200之鑽石研磨粒先鍍上NiP以形成經塗佈之鑽石研磨粒。等該基座夾於如實施例1之夾具的固持器之間以後，將0.4 g的經塗佈之鑽石研磨粒供入由該固持器和該基座界定之凹部中，藉以使該研磨粒被磁力吸引至並均勻分佈於整個基座外周。把吸引研磨粒之夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電鍍係於5至20 A/dm2之電流密度引發。取出該夾具並以水清洗。重複進行用磁力吸引0.4 g的經塗佈之鑽石研磨粒、電鍍及水洗之程序。
藉由外徑為123 mm且厚度為10 mm之PPS樹脂碟固持器替代該夾具之固持器。將該基座夾於該固持器之間使該研磨粒層之側表面露出來。把該夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電流係於5至20 A/dm2之電流密 度傳導使鍍層沉積於整個刀刃段上。取出該夾具並以水清洗，其後拆下該基座並乾燥，獲得外周刀刃切割輪。
1.0 mm直徑之線係由Sn-3Ag-0.5Cu合金(熔點220℃)製造。將該線之環擺在該外周刀刃切割輪之刀刃段側面上，把其置於烘箱中。將該烘箱加熱至200℃，且等到確認達到200℃之內部溫度之後，再加熱至250℃，保持於250℃約5分鐘，並接著關掉。使該輪於該烘箱中冷卻下來。
使用表面研磨機器，將該輪磨細以定做該刀刃段之覆疊件或厚度使該刀刃段之各表面超過該硬質合金凸出50 μm之距離(T3)。外徑係藉由線放電加工(wire-EDM)定做。修整該輪，產生硬質合金基座外周刀刃切割輪，其包括覆疊件設計厚度為0.05 mm，T2max為0.41 mm，覆疊件厚度公差為0.044 mm，設計外徑為127 mm，ODmax為127.1 mm且圓度為1.29 mm之刀刃段。
比較例2
將由90重量% WC和10重量% Co組成之硬質合金切削加工成具有125 mm之外徑、40 mm之內徑和0.3 mm之厚度的環形薄碟，用該環形薄碟作為基座。
將該硬質合金基座夾於具有123 mm之外徑和10 mm之厚度的PPS樹脂碟之間以致於僅露出自該外周向內延伸1.0 mm之基座表面圓周區域。將該基座浸於於40℃之市售可得的鹼性水溶液中10分鐘使其脫脂，以水清洗，並 浸於50℃之30至80 g/L焦磷酸鈉水溶液，其中電解係於2至8 A/dm2之電流密度引發。使該基座於去離子水中以超音波清洗並浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中底塗層係於5至20 A/dm2之電流密度鍍敷。其後，以水清洗該基座。
平均粒徑為103 μm(標準粒徑140/170)且TI為140之cBN研磨粒先鍍上NiP以形成經塗佈之cBN研磨粒。等該基座夾於如實施例1之夾具的固持器之間以後，將0.4 g的經塗佈之cBN研磨粒供入由該固持器和該基座界定之凹部中，藉以使該研磨粒被磁力吸引至並均勻分佈於整個基座外周。把吸引研磨粒之夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電鍍係於5至20 A/dm2之電流密度引發。取出該夾具並以水清洗。重複進行用磁力吸引0.4 g的經塗佈之cBN研磨粒、電鍍及水洗之程序。
藉由外徑為123 mm且厚度為10 mm之PPS樹脂碟固持器替代該夾具之固持器。將該基座夾於該固持器之間使該研磨粒層之側表面露出來。把該夾具浸於50℃之磺胺酸瓦特鎳鍍敷浴，其中電流係於5至20 A/dm2之電流密度傳導使鍍層沉積於整個刀刃段上。取出該夾具並以水清洗，其後拆下該基座並乾燥，獲得外周刀刃切割輪。
1.0 mm直徑之線係由Sn-3Ag-0.5Cu合金(熔點220℃)製造。將該線之環擺在該外周刀刃切割輪之刀刃段側面上，把其置於烘箱中。將該烘箱加熱至200℃，且等到確認達到200℃之內部溫度之後，再加熱至250℃，保持於 250℃約5分鐘，並接著關掉。使該輪於該烘箱中冷卻下來。
使用表面研磨機器，將該輪磨細以定做該刀刃段之覆疊件或厚度使該刀刃段之各表面超過該硬質合金凸出50 μm之距離(T3)。外徑係藉由線放電加工(wire-EDM)定做。修整該輪，產生硬質合金基座外周刀刃切割輪，其包括覆疊件設計厚度為0.05 mm，T2max為0.42 mm，覆疊件厚度公差為0.048 mm，設計外徑為127 mm，ODmax為127.2 mm且圓度為1.32 mm之刀刃段。
使用該硬質合金外周刀刃切割輪，把稀土燒結磁鐵塊鋸切成磁鐵片。將磁鐵片之鋸切準確度描繪於第8圖之圖式中。
該鋸切準確度係藉由提供實施例1至4和比較例1和2之外周刀刃切割輪評估，每個實施例兩個輪，總共12個輪。多重輪組合係藉由下述步驟建造：於1.0 mm之間隔佈置12個切割輪，將轉軸插入該基座之孔中，及將彼等繫在一起。藉由於4,500 rpm和35 mm/min之供入速度操作該多重輪組合，把40 mm寬乘120 mm長乘20 mm高之Nd-Fe-B稀土燒結磁鐵塊鋸切成40 mm寬乘1.0 mm長(=厚度(t))乘20 mm高之磁鐵片。重複進行該鋸切操作直到同一實施例的一對切割輪切下來之磁鐵片數目合計2,005個。這些當中，選用於同一實施例的一對切割輪之間切下來之磁鐵片做檢查。每一個尺寸測量循環包括#1至#100片，表示總共20個循環。抽出各循環中開始的5 片做為樣品(即，第一個循環之#1至#5，第二個循環之#101至#105，諸如此類，及最後循環之#2,001至#2,005)。注意在此試驗中，當該切割準確度超過50 μm時，表示不可接受之準確度，唯有再修整對應之輪。
關於各個循環的5片，藉由測微計於中心和4個角落(總共5點)測量各片之厚度(t)。5個測值之間最大值和最小值之間的差值係為該切割準確度(μm)。用電腦計算5片之切割準確度的平均值。將每一個尺寸測量循環之平均值描繪於第8圖之圖式中。
在比較例1和2中，經過7個尺寸測量循環之後(從#601切下來之磁鐵片及以下等等)該切割準確度就變差且必須再修整以繼續可接受之切割準確度。在實施例1至4中，儘管有些變化，但是直到第20個循環(直到#2,005切下來之磁鐵片)均不需修整，且長時期保持令人滿意之切割準確度而沒下滑。
已證實本發明之外周刀刃切割輪能長時期於高尺寸準確度切削加工工件，通常是稀土燒結磁鐵塊。
H1‧‧‧覆疊件之長度
H2‧‧‧刀刃段之長度
ODmax‧‧‧刀刃段外徑之最大值
ODmin‧‧‧刀刃段外徑之最小值
T1‧‧‧基座之厚度
T2‧‧‧刀刃段之厚度
T3‧‧‧覆疊件之厚度
1‧‧‧基座
2‧‧‧外周刀刃切割輪
10‧‧‧基座
12‧‧‧中心孔
20‧‧‧刀刃段
22a‧‧‧覆疊件
22b‧‧‧覆疊件
24‧‧‧金屬結合劑
26‧‧‧研磨粒
50‧‧‧固持器
52a‧‧‧周圍部分
52‧‧‧蓋部
54‧‧‧永久磁鐵
56‧‧‧陰極
58‧‧‧導電性支撐軸
60‧‧‧間隔件
62‧‧‧端蓋
64‧‧‧空間
64‧‧‧間隔
71‧‧‧合金容器
72‧‧‧鉻合金鋼球
81‧‧‧旋轉平台
82‧‧‧夾具
83‧‧‧比測儀
第1圖概略例示本發明之一具體實施例的外周刀刃切割輪，第1A圖是平面圖，第1B圖是沿第1A圖之線B-B取得的截面圖，且第1C圖是第1B圖之圓C(刀刃段)的放大圖。
第2圖是該方法中使用之一示範夾具的透視分解圖。
第3圖是夾住第2圖中之基座的固持器的外側部分之放大截面圖。
第4A至4D圖是形成於該基座上之刀刃段的不同具體實施例之截面圖。
第5圖概略例示如何使用合金容器和球測量韌性指數TI。
第6圖概略例示如何測量該刀刃段之覆疊件的厚度公差，第6A圖是測量系統之示意圖，且第6B圖是具有與該刀刃段接觸之探針的比測儀之視圖。
第7圖概略例示如何測量該刀刃段之圓度。第7A圖是該刀刃段之示範投影影像且第7B圖例示使用該影像計算該圓度。
第8圖是顯示切割準確度對比於使用實施例1至4和比較例1、2之外周刀刃切割輪自稀土燒結磁鐵塊切下來的片數之圖式。
H1‧‧‧覆疊件之長度
H2‧‧‧刀刃段之長度
T1‧‧‧基座之厚度
T2‧‧‧刀刃段之厚度
T3‧‧‧覆疊件之厚度
10‧‧‧基座
12‧‧‧中心孔
20‧‧‧刀刃段
22a‧‧‧覆疊件
22b‧‧‧覆疊件
B‧‧‧線
C‧‧‧圓

Claims (6)

  1. 一種外周刀刃切割輪，其包含呈硬質合金之環形薄碟形式的基座及設置於該基座之外周上且具有比該基座大之厚度的刀刃段，該基座具有450至700 GPa之楊氏模數，具有界定外周之80至200 mm的外徑，30至80 mm之內徑和0.1至1.0 mm之厚度，該刀刃段包含研磨粒及金屬或合金結合劑，該金屬或合金結合劑係藉由電鍍或無電鍍敷沉積於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合，其中該研磨粒是具有45至310 μm之平均粒徑及至少150之韌性指數TI的鑽石及/或cBN研磨粒，該刀刃段包括多個覆疊件，各個覆疊件超過該基座厚度向外凸出，該刀刃段之覆疊件的厚度具有下述範圍(1)之公差[(T3max-T3min)mm]： 其中T3max及T3min是貫穿該刀刃段圓周之覆疊件的厚度之最大值和最小值，T2max是貫穿該刀刃段圓周之刀刃段的厚度之最大值，且該刀刃段具有下述範圍(2)之圓度[(ODmax/2-ODmin/2)mm]： 其中ODmax及ODmin是該刀刃段外徑之最大值和最小值。
  2. 如申請專利範圍第1項之切割輪，其中該刀刃段另包含熔點高至350℃之金屬或合金黏合劑，且於該金屬或合金結合劑藉由鍍敷沉積於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合之後，該金屬或合金黏合劑係滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間。
  3. 如申請專利範圍第1項之切割輪，其中該刀刃段另包含熔點高至350℃之熱塑性樹脂或固化溫度高至350℃之熱固性樹脂，且於該金屬或合金結合劑藉由鍍敷沉積於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合之後，該熱塑性樹脂係滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間，或液體熱固性樹脂組合物係滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間並於彼等之間固化。
  4. 一種用於製造外周刀刃切割輪之方法，其包含下述步驟：提供呈硬質合金之環形薄碟形式的基座，該基座具有450至700 GPa之楊氏模數，具有界定外周之80至200 mm的外徑，30至80 mm之內徑和0.1至1.0 mm之厚度，提供研磨粒，及將金屬或合金電鍍或無電鍍敷於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合以使該研磨粒與該基座外周固定地結合以形成具有比該基座大之厚度的刀刃段， 該方法另包含下述步驟：使用具有45至310 μm之平均粒徑及至少150之韌性指數TI的鑽石及/或cBN研磨粒作為該研磨粒，及使該刀刃段成形，使得該刀刃段包括多個覆疊件，各個覆疊件超過該基座厚度向外凸出，該刀刃段之覆疊件的厚度具有下述範圍(1)之公差[(T3max-T3min)mm]： 其中T3max及T3min是貫穿該刀刃段圓周之覆疊件的厚度之最大值和最小值，T2max是貫穿該刀刃段圓周之刀刃段的厚度之最大值，且該刀刃段具有下述範圍(2)之圓度[(ODmax/2-ODmin/2)mm]： 其中ODmax及ODmin是該刀刃段外徑之最大值和最小值。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其另包含在該將金屬或合金鍍敷於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並與該基座結合之步驟之後，使熔點高至350℃之金屬或合金黏合劑滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間的任何空隙以形成該刀刃段之步驟。
  6. 如申請專利範圍第4項之方法，其另包含在該將金屬或合金鍍敷於該基座外周上以使研磨粒結合在一起並 與該基座結合之步驟之後，使熔點高至350℃之熱塑性樹脂滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間的任何空隙以形成該刀刃段或使固化溫度高至350℃之液體熱固性樹脂組合物滲入研磨粒之間及研磨粒與基座之間的任何空隙並於彼等之間固化以形成該刀刃段之步驟。
TW101123892A 2011-07-04 2012-07-03 硬質合金為底質之外周刀刃切割輪及彼之製造方法 TW201328802A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011148045A JP5630389B2 (ja) 2011-07-04 2011-07-04 超硬合金台板外周切断刃及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201328802A true TW201328802A (zh) 2013-07-16

Family

ID=46458226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101123892A TW201328802A (zh) 2011-07-04 2012-07-03 硬質合金為底質之外周刀刃切割輪及彼之製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9016269B2 (zh)
EP (1) EP2543478B1 (zh)
JP (1) JP5630389B2 (zh)
KR (1) KR101720228B1 (zh)
CN (1) CN102862129B (zh)
MY (1) MY157511A (zh)
SG (1) SG186587A1 (zh)
TW (1) TW201328802A (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140239764A1 (en) 2013-02-27 2014-08-28 Regal Beloit America, Inc. Laminated rotor with improved magnet adhesion and method of fabricating
JPWO2017145455A1 (ja) * 2016-02-23 2018-03-01 株式会社アライドマテリアル 超砥粒ホイール
CN106002131B (zh) * 2016-05-30 2019-10-18 马鞍山市恒利达机械刀片有限公司 一种镶嵌合金高性能剪切圆刀及其加工方法
CN106042200B (zh) * 2016-07-21 2018-07-06 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 金刚石内圆切割刀片及其制备方法
CN106392785B (zh) * 2016-09-29 2018-10-23 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种用于切割GaAs基LED芯片的刀片的磨刀方法
US11253972B2 (en) * 2016-10-25 2022-02-22 3M Innovative Properties Company Structured abrasive articles and methods of making the same
JP6844430B2 (ja) 2017-06-09 2021-03-17 信越化学工業株式会社 外周切断刃及びその製造方法
JP7087284B2 (ja) * 2017-06-09 2022-06-21 信越化学工業株式会社 外周切断刃の製造方法
CN110153909A (zh) * 2019-05-29 2019-08-23 郑州中岳机电设备有限公司 一种钢板底层金属结合剂超硬砂轮

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04111776A (ja) * 1990-08-31 1992-04-13 Mitsubishi Materials Corp 多孔性多層電着砥石およびその製造方法
JPH07207254A (ja) 1993-02-03 1995-08-08 Hiroshi Iwata 砥粒の電着式切断刃物
JP2923440B2 (ja) * 1994-11-30 1999-07-26 アルファーダイヤモンド工業株式会社 可撓性ダイヤモンド塗装研磨物体
JP3782108B2 (ja) 1995-02-01 2006-06-07 博 石塚 超砥粒電着切れ刃およびその製法
JP2868180B2 (ja) 1995-12-26 1999-03-10 信越化学工業株式会社 希土類磁石切断用ダイヤモンド砥石外周刃とそれを用いた希土類磁石の切断方法
JPH10175171A (ja) 1996-12-16 1998-06-30 Shin Etsu Chem Co Ltd 希土類磁石切断用マルチダイヤモンド砥石
JPH10175172A (ja) 1996-12-16 1998-06-30 Shin Etsu Chem Co Ltd 希土類磁石切断用マルチダイヤモンド砥石
US6012977A (en) * 1997-12-22 2000-01-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Abrasive-bladed cutting wheel
US6517427B1 (en) * 1998-02-23 2003-02-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Abrasive-bladed multiple cutting wheel assembly
JP2942989B1 (ja) 1998-08-10 1999-08-30 株式会社ミクロ精機 円盤状ブレードの製作方法及びマルチブレード装置
JP3791254B2 (ja) * 1998-09-25 2006-06-28 三菱マテリアル株式会社 複合ボンド砥石
JP2001138244A (ja) * 1999-08-17 2001-05-22 Mitsubishi Materials Corp レジンボンド砥石
TWI241939B (en) * 2002-10-25 2005-10-21 Alex C Long Producing method and structure of cutting and polishing plate
EP1597036A4 (en) * 2003-01-24 2010-09-08 Jesse G Cogswell SHEET FOR A RING SAW
JP2005193358A (ja) 2004-01-09 2005-07-21 Noritake Super Abrasive:Kk 砥粒配列方法及び研削工具
JP2005219169A (ja) 2004-02-06 2005-08-18 Sony Corp 砥石及びその製造方法
KR100572669B1 (ko) * 2004-02-09 2006-04-24 신한다이아몬드공업 주식회사 복수의 지립층이 형성된 절삭 공구 및 그 제조 방법
WO2006113447A2 (en) * 2005-04-14 2006-10-26 Ted Johnson Superabrasive coatings
US20070023026A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 Broyles Michelle Dicing blade
WO2007121052A2 (en) * 2006-04-13 2007-10-25 3M Innovative Properties Company Metal-coated superabrasive material and methods of making the same
JP5527926B2 (ja) * 2007-08-10 2014-06-25 エヌシーダイヤモンド株式会社 鉄鋼加工用工具
MY151755A (en) 2007-12-28 2014-06-30 Shinetsu Chemical Co Outer blade cutting wheel and making method
JP2010179438A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Mitsubishi Materials Corp 切断ブレード及びその製造方法並びに中間体
JP5051399B2 (ja) * 2009-05-01 2012-10-17 信越化学工業株式会社 外周切断刃の製造方法及び外周切断刃製造用治具

Also Published As

Publication number Publication date
EP2543478A3 (en) 2015-09-02
JP5630389B2 (ja) 2014-11-26
KR20130004886A (ko) 2013-01-14
SG186587A1 (en) 2013-01-30
EP2543478A2 (en) 2013-01-09
KR101720228B1 (ko) 2017-04-10
US9016269B2 (en) 2015-04-28
JP2013013966A (ja) 2013-01-24
EP2543478B1 (en) 2016-09-14
US20130008422A1 (en) 2013-01-10
MY157511A (en) 2016-06-15
CN102862129B (zh) 2016-06-15
CN102862129A (zh) 2013-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201328802A (zh) 硬質合金為底質之外周刀刃切割輪及彼之製造方法
US8753412B2 (en) Method and jig assembly for manufacturing outer blade cutting wheel
EP2647470B1 (en) Cemented carbide base outer-diameter blade cutting wheel and manufacturing method thereof
EP2647469B1 (en) Super hard alloy baseplate outer circumference cutting blade and manufacturing method thereof
JP5975138B2 (ja) 超硬合金台板外周切断刃の製造方法
JP5776515B2 (ja) 超硬合金台板外周切断刃の製造方法
JP5776514B2 (ja) 超硬合金台板外周切断刃
JP5880652B2 (ja) 超硬合金台板外周切断刃及びその製造方法
JP5975137B2 (ja) 超硬合金台板外周切断刃