TWI531447B - Ultra - hard alloy platen outer cutting edge and its manufacturing method - Google Patents

Ultra - hard alloy platen outer cutting edge and its manufacturing method Download PDF

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TWI531447B
TWI531447B TW100143754A TW100143754A TWI531447B TW I531447 B TWI531447 B TW I531447B TW 100143754 A TW100143754 A TW 100143754A TW 100143754 A TW100143754 A TW 100143754A TW I531447 B TWI531447 B TW I531447B
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Description

超硬合金台板外周切斷刃及其製造方法
本發明是關於適合用於稀土類燒結磁鐵的切斷之超硬合金台板外周切斷刃及其製造方法。
在稀土類永久磁鐵(燒結磁鐵)的切斷加工，實施了內周切斷或鏈式切割等的各種方法。其中利用外周刃所進行的切斷加工是最廣泛使用的切斷方法。該方法的特徵為，切斷機的價格便宜；使用超硬刃的話切割量沒有比該方式更大的；被加工物的尺寸精度好；加工速度也比較快等等；作為量產性優異的加工方法，廣泛利用於稀土類燒結磁鐵的切斷。
作為用於稀土類永久磁鐵的切斷之外周刃，在日本特開平9-174441號公報、日本特開平10-175171號公報、日本特開平10-175172號公報等，揭示有：在超硬合金台板的外周部，以苯酚樹脂、鍍Ni等來固定鑽石磨粒或cBN磨粒等的技術。藉由在台板使用超硬合金，與習知的合金工具鋼或高速度鋼相比，讓台板的機械強度提升，結果可讓加工切斷精度提升、利用以使用薄刃的切割量減少讓被加工物的良率提升、利用高速加工而減少加工成本。
以該方式使用超硬合金台板的外周刃，雖然顯示了較習知的外周刃更優異的切斷及加工性能，可是來自市場方面的減少成本的需求沒有止境，希望開發出能達到更高精 度且更高速的加工的高性能切斷磨石。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平9-174441號公報[專利文獻2]日本特開平10-175171號公報[專利文獻3]日本特開平10-175172號公報[專利文獻4]日本特開2005-193358號公報[專利文獻5]日本特開平7-207254號公報[專利文獻6]日本特許第2942989號公報[專利文獻7]日本特開2005-219169號公報[專利文獻8]國際公開96/23630號刊物[專利文獻9]日本特開2009-172751號公報
本申請人曾提出：在環狀的超硬合金台板的外周部以苯酚樹脂等的樹脂來固定鑽石磨粒的技術、或在超硬合金台板的外周部，以具有適當楊氏模量的金屬結合材，來固定鑽石磨粒或cBN磨粒等的技術(日本特開2009-172751號公報)。
用於切斷稀土類燒結磁鐵的外周切斷刃，是由切割刃部與台板的兩個部分所構成。藉由將佔了該外周切斷刃的大半部分的台板，替換成高剛性的超硬合金，讓機械強度 提升，與之前將合金工具鋼或高速度鋼作為台板的外周切斷刃相比，更提升了切斷加工的精度。除了該超硬合金台板之外，藉由將結合材替換成具有適當楊氏模量的金屬，使外周切斷刃全體的機械強度提升，與之前將苯酚樹脂或聚醯亞胺樹脂作為磨粒結合材的樹脂結合劑的外周切斷刃相比，更提升加工精度，且薄刃化導致材料良率提升，切斷速度的高速化導致加工成本的減低，可達到這樣三種高性能化。
並且關於超硬合金外周切斷刃的製造，是在台板的外周緣部附近形成磁場，該磁場，作用於預先以磁性體塗層的磨粒皮膜而使皮膜磁化，藉此使磨粒吸引於台板外周部，藉由在該狀態進行電鍍來固定磨粒之外周切斷刃的製造方法，藉此則可減少超硬合金外周切斷刃的製造成本。
藉由上述技術所提供的超硬合金台板外周切斷刃，雖然是顯示高性能的外周切斷刃，而在稀土類燒結磁鐵的切斷加工，會有因為傾斜地切斷磁鐵或在磁鐵的切斷面留下外周切斷刃的切割痕跡等而讓尺寸精度惡化的情況。具體來說，使用：外徑80~200mm、厚度0.1~1.0mm、內孔的直徑30~80mm的超硬合金台板外周切斷刃，進行每單位時間的切削體積為200mm3/min以上的高速、高負荷切斷加工時，會有尺寸公差在50μm以上的情況。在尺寸精度惡化的情況，則需要增加在磁鐵將切斷面精密研磨的拋光加工等的步驟，而需要在外周切斷刃實施使用磨石的修整處理或變更切斷條件。
這種情形，例如對於軛部或磁鐵的餘隙要求嚴密管理的線性馬達或硬碟VCM(音頻線圈馬達)等，在所加工的磁鐵需要同時達到：包含切斷面的平面度的高尺寸精度與減低生產成本的情況，會成為妨礙。
本發明鑑於上述情形，其目的為提供超硬合金台板外周切斷刃，能加工：具有高尺寸精度的稀土類燒結磁鐵，並且提供能以低成本來製造超硬合金台板外周切斷刃的方法。
將稀土類燒結磁鐵傾斜切斷的現象，認為是因為外周切斷刃的刀鋒形狀沒有左右對稱，刃部朝容易切削的方向切進、或當將外周切斷刃安裝於加工機時刃部裝反所導致。而在磁鐵留下切割痕跡的現象，是藉由上述原因而傾斜切斷磁鐵的外周切斷刃，因為在切斷途中急遽改變行進方向，之前的切斷面與新產生的切斷面的接合處不順暢地連接，藉由成為落差而產生的情形。
在切斷中外周切斷刃的行進方向急遽改變的情形，例如刀鋒的局部因為任何原因產生變形或脫落的情況，切割刃部的前端形狀急遽改變的情況，為了讓外周切斷刃的進給速度較在切割刃部的研磨速度更快，外周切斷刃的刀鋒變形，因為該變形而在外周切斷刃產生的內力，變得較外周切斷刃從被加工物受到的力(外力)更大，在對刀鋒施加變形的力解除的情況，在切斷中產生的漿液或來自系統外 的異物堵塞於切割槽，藉此妨礙外周切斷刃的行進的情況等所產生。於是，為了消除在這種狀況產生的切割痕跡，讓切割刃部的前端形狀不劇烈改變，且即使在切斷中有讓刀鋒的行進方向改變的力量施加的情況，也讓切割刃部某程度變形而讓切斷面滑順地連接的方式很有效。
在藉由電鍍或無電解電鍍將磨粒固定於台板而形成切割刃部的外周切斷刃，是使用有某程度的粒徑的粒子作為磨粒，所以所固定的磨粒，在磨粒與磨粒之間，以及在磨粒與台板之間，只有一部分接觸，以電鍍並未將其之間的間隙完全埋住。因此，在切割刃部，即使在電鍍後，也存在有間隙，也就是與切割刃部表面連通的空隙。
對切斷中的外周切斷刃的負荷較少的情況，即使有這些間隙，藉由切削中所受到的力也不會產生很大的變形，仍能進行高精度的切斷，可是在進行讓超硬合金台板變形的高負荷切斷的狀況，就可能讓局部刀鋒變形或脫落。為了防止刀鋒的變形或脫落，提高刀鋒強度的方法很有效，而在切割刃部，如後述，能變形將切斷面滑順地連接的彈性也是必要的，不易變形而只是高強度則無法因應。
因此，本發明者們，為了達成上述目的而仔細研究，針對同時達到高強度與彈性的切割刃部的構造、與切割刃部的機械性質加以研究，發現利用在上述磨粒與磨粒之間、磨粒與台板之間存在的間隙，在該間隙含浸金屬及/或合金的切割刃部很有效，形成有這種切割刃部的超硬合金台板外周切斷刃，對於切斷加工的磁鐵的尺寸精度的提升 很有效，而金屬及/或合金的含浸這樣的方法，對於外周切斷刃的高精度且廉價製造很有效，而達成本發明。
本發明，第一要提供一種超硬合金台板外周切斷刃，在以楊氏模量450~700GPa的超硬合金形成，外徑80~200mm、內徑30~80mm、厚度0.1~1.0mm的圓形環狀薄板的台板的外周緣部上，具有切割刃部； 上述切割刃部，包含有：預先塗層磁性體而成的鑽石磨粒及/或cBN磨粒、將上述磨粒間及上述磨粒與台板之間連結的藉由電鍍或無電解電鍍所形成的金屬或合金、以及含浸於上述磨粒間及上述磨粒與台板之間的熔點為350℃以下的金屬及/或合金。
而且作為所提供的上述外周切斷刃的較佳型態，供上述含浸的金屬為由Sn及Pb所選出的一種以上，供上述含浸的合金為由Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Zn合金及Sn-Pb合金所選出的一種以上，以及提供上述含浸的金屬及合金的帕松比(Poisson ratio)為0.3~0.48。
作為所提供的上述外周切斷刃的較佳型態，上述台板的飽和磁化量為40kA/m(0.05T)以上。
作為所提供的上述外周切斷刃的較佳型態，上述磨粒的平均粒徑為10~300μm，且上述磨粒的質量磁化率χ g為0.2以上。
本發明，第二要提供一種超硬合金台板外周切斷刃的製造方法，接近於：以楊氏模量450~700GPa的超硬合 金形成，外徑80~200mm、內徑30~80mm、厚度0.1~1.0mm的圓形環狀薄板的台板的外周緣部，來配設永久磁鐵， 藉由該永久磁鐵形成的磁場，將預先塗層有磁性體而成的鑽石磨粒及/或cBN磨粒，磁性吸引固定於上述台板的外周緣部附近， 在保持該吸引固定的狀態，藉由電鍍或無電解電鍍，將上述磨粒間及上述磨粒與台板之間連結，使磨粒固定於上述台板外周端部，而形成切割刃部， 將熔點為350℃以下的金屬及/或合金含浸於上述磨粒間及上述磨粒與台板之間存在的空隙。
作為所提供的上述製造方法的較佳型態，提供上述含浸的金屬為由Sn及Pb所選出的一種以上，提供上述含浸的合金為由Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Zn合金及Sn-Pb合金所選出的一種以上，以及提供上述含浸的金屬及合金的帕松比(Poisson ratio)為0.3~0.48。
作為所提供的上述製造方法的較佳型態，上述台板的飽和磁化量為40kA/m(0.05T)以上。
作為所提供的上述製造方法的較佳型態，上述磨粒的平均粒徑為10~300μm，且上述磨粒的質量磁化率χ g為0.2以上。
作為所提供的上述製造方法的較佳型態，藉由上述永久磁鐵，在從台板的外周端起算10mm以內的空間，形成 8kA/m以上的磁場。
藉由採用本發明的超硬合金台板外周切斷刃，僅以切斷操作將被加工物的尺寸高精度地完成，能省略切斷後的後處理步驟，所以能廉價地提供具有高尺寸精度的稀土類磁鐵。
本發明的製造方法，能具有優異的成本績效(cost performance)來製造該超硬合金台板外周切斷刃。
本發明的外周切斷刃，例如，如第1圖所示，在圓形薄板的台板10的外周緣部上，形成有切割刃部20，該切割刃部20，以藉由電鍍或無電解電鍍所形成的金屬或合金(金屬結合材)結合著鑽石磨粒及/或cBN磨粒。
上述台板10是圓形薄板(在中央部形成有內孔12的環狀的薄板)，其所具有的尺寸為：厚度為0.1~1.0mm，較佳為0.2~0.8mm，外徑為80~200mm，較佳為100~180mm，內孔的直徑(內徑)為30~80mm，較佳為40~70mm。
上述台板10的圓形薄板，如第1圖，具備有中央的內孔與外側的圓周部。本發明，在說明外周切斷刃的尺寸時所使用的「徑方向」及「軸方向」，是相對於該圓形薄板的中心來使用，所謂厚度為軸方向尺寸，長度(高度)為 徑方向尺寸。同樣地，「內側」或「內方」或者「外側」或「外方」也是相對於圓形薄板的中心或外周切斷刃的旋轉軸來使用。
作成在厚度0.1~1.0mm且外徑200mm以下的範圍，是因為可製作精度較佳的台板、以及能尺寸精度優異地長時間將稀土類燒結磁鐵等的被加工物(工件)切斷。厚度小於0.1mm的話，不管外徑如何，容易產生較大的翹曲，所以不易製作精度較佳的台板，而超過1.0mm的話，切斷加工量會變大。而將外徑作為 200mm以下，是在現行的超硬合金的製造技術及加工技術可製作的尺寸的緣故。針對內孔的直徑，是配合加工機的切斷刃安裝軸的粗細度，為 30~ 80mm。
台板的材質為超硬合金，例如將WC、TiC、MoC、NbC、TaC、Cr3C2等的屬於週期表IVB、VB、VIB族的金屬的碳化物粉末，使用Fe、Co、Ni、Mo、Cu、Pb、Sn或其合金，進行燒結結合的合金較佳；其中尤其代表性的使用WC-Co類、WC-Ti類、C-Co類、WC-TiC-TaC-Co類，使用楊氏模量為450~700GPa者。在這些超硬合金，要具有能進行電鍍的程度的電傳導性、或能藉由鈀觸媒等賦予電傳導性者較佳。針對利用鈀觸媒等賦予電傳導性，能利用例如在對ABS樹脂電鍍時所使用的導電化處理劑等的習知的技術。
台板的磁性特性，雖然為了藉由磁性吸引將磨粒固定於台板，飽和磁化量越大越好，可是假設即使飽和磁化量 較小，如後述藉由控制磁鐵位置或磁場的強度，就能將預先以磁性體塗層的磨粒磁性吸引於台板，所以只要40kA/m(0.05T)以上即可。
台板的飽和磁化量，是從預定厚度的台板切出5mm見方的測試試料，使用振動樣品測磁儀(Vibrating Sample Magnetometer(VSM))，在24~25℃之間測定磁化曲線(4πI-H)，能將第一象限的磁化值的上限作為台板的飽和磁化量。
台板外周部，為了提高與以金屬結合材固定磨粒所形成的切割刃部的結合強度，藉由實施倒45度角(倒C角)或倒圓角(倒R角)也有效。藉由實施這些倒角處理，即使在當調整刃厚時誤將台板與磨粒層的交界研磨過頭的情況，藉由讓金屬結合材留在交界處，仍可防止切割刃部脫落。倒角的角度或量，能加工的範圍取決於台板的厚度，所以因應於所使用的台板的厚度與固定的磨粒的平均粒徑來決定。
作為形成切割刃部的磨粒，雖然是使用鑽石磨粒及/或cBN磨粒，而這些磨粒需要預先藉由磁性體塗層。藉由磁性體所塗層的磨粒的大小或硬度，是因應目的來決定。
例如，也可分別單獨使用鑽石(天然鑽石、工業用合成鑽石)磨粒、cBN(立方晶氮化硼)磨粒，也可使用鑽石磨粒與cBN磨粒的混合磨粒。而也可因應於被加工物，將各磨粒從單結晶或多結晶中，分別單獨或混合使用等，來 調節劈裂容易度(解理(Cleavage)傾向)。並且在這些磨粒表面，噴濺1μm程度的Fe、Co、Cr等的金屬，作為提高與後述的塗層磁性體的結合強度的方法也很有效。
磨粒的大小，雖然也根據台板的厚度，而平均粒徑為10~300μm較佳。平均粒徑小於10μm的話，磨粒與磨粒的間隙變小，所以切斷中容易產生堵塞，切斷能力會降低，平均粒徑超過300μm的話，可能會產生讓磁鐵的切斷面變粗糙等的缺點。在該範圍，考慮切斷加工性或使用壽命等，使用單獨或幾個特定大小的磨粒組合也可以。
用來塗層磨粒的磁性體，例如為了即使在飽和磁化量較低的超硬合金等的台板也能在短時間磁性吸引，且以電鍍法固定時不會脫落，讓其磨粒的質量磁化率χ g為0.2以上，最好為0.39以上，將從Ni、Fe及Co選出的一種金屬，從這些金屬選出的兩種以上所構成的合金、或從這些金屬或合金的一種以及從P及Mn所選出的一種或兩種的合金，藉由噴濺、電鍍、無電解電鍍等的習知的方法，塗層成讓皮膜的厚度為磨粒徑的0.5~100%，最好為2~80%。
磨粒的磁化率是取決於塗層的磁化體的磁化率與塗層時的厚度，所以為了藉由磨粒的大小而得到所需要的吸引力，則需要針對磁性體的種類加以考慮，例如以無電解鎳磷電鍍方式提高磷含有率而磁化率較小者，藉由實施熱處理，也可提高某程度磁化率，以在磁化率較小的塗層上實施磁化率較大的塗層的方式，也能以不同磁化率的塗層複 層化，所以配合狀況在適度的範圍內進行調節。
磨粒的質量磁化率χ g為0.2以上，最好為0.39以上的話，藉由接近後述的台板外周緣部所形成的磁場，迅速地將磨粒磁化，所以以台板與永久磁鐵保持具(夾具主體)所形成的後述的第3圖的間隙64的全部部分，大致均等地將磨粒磁性吸引。如果磨粒的質量磁化率χ g小於0.2的話，磨粒不會被上述間隙順利地吸引，在電鍍中磨粒會脫落等而無法形成磨粒層(切割刃部)，或者在磨粒層產生孔部等，結果可能會減弱磨粒層的機械強度。
磨粒的質量強化率，能用以下的方法測定。首先，在外徑 8mm、高度5mm左右，內徑 6mm的樹脂製容器內，讓磨粒儘可能薄且均勻地廣佈成1~2層左右，然後從容器取出，測定磨粒的重量，將其再次回到容器，在其上面覆蓋熔點50℃左右的石蠟，將全體放入60℃的烤爐加熱。接著，在石蠟熔化的狀態蓋住容器將其冷卻。接著，該試料在溫度24~25℃，用VSM(振動樣品測磁儀：Vibrating Sample Magnetometer)，來測定初磁化曲線(4πI-H)。從曲線的反曲點的傾斜度求出該初磁化曲線的微分磁化率，除以試料重量則成為磨粒的質量磁化率χ g。磁場以Ni標準試料來校正，磨粒的密度使用振實體積密度來測定。
所塗層的磁性體的厚度，在作成切割刃部時所作的間隙的大小也會有影響，所以特別需要適當的範圍。最小厚度，在以電鍍方式塗層的情況也能幾乎無間隙地將磨粒全 體塗層的厚度也就是2.5μm以上較佳。例如，上述磨粒的較佳平均粒徑範圍的最大值300μm的情況，只要0.5%以上，尤其為0.8%以上即可。藉由將塗層的厚度作成該方式，則當作為外周切斷刃切斷加工時，也能獲得保持力能減少磨粒的脫落，而藉由適當選擇所塗層的磁性體的種類，則在電鍍步驟中不會脫落，藉由磁場將磨粒吸引到台板外周緣部上或附近。
最大厚度，例如在上述磨粒的較佳平均粒徑範圍的最小值10μm的情況，在切斷加工沒有有效功能的部分、或妨礙磨粒的自生作用的部分增加，加工能力會降低，所以相對於磨粒的平均粒徑作至100%較佳。
將磨粒結合的金屬結合材，是後述的電鍍金屬(合金)。在切割刃部的形成，需要將永久磁鐵配設成接近台板的外周緣部，例如可採用，在較台板的外周端更內側的台板面上，或在較外周端更內側而從台板側面起算的距離在20mm以內的空間內，藉由配置殘留磁通密度為0.3T以上的兩個以上的永久磁鐵，在從台板的至少外周端起算10mm以內的空間形成8kA/m以上的磁場，並且在預先塗層磁性體而成的鑽石磨粒及/或cBN磨粒，使該磁場作用而產生磁性吸引力，藉由其吸引力將該磨粒磁性吸引固定於台板外周緣部上或附近，保持該狀態在台板外周緣部上實施電鍍或無電解電鍍，而將其固定於台板外周緣部上的方法。
作為此時所用的夾具，可以使用一對夾具主體，該夾 具主體具有：由具有較台板的外徑更大的外徑的絕緣體所構成的外殼、以及在該外殼配置固定成較台板的外周端更內側的永久磁鐵。電鍍能將台板保持於該夾具主體之間來進行。
第2圖、第3圖，是顯示當該電鍍時所用的夾具的一個例子，50、50是一對夾具主體，該夾具主體50、50，分別具有：為絕緣體製的外殼52、52、以及安裝於該外殼52、52的永久磁鐵54、54；在夾具主體50、50之間保持著台板1。將永久磁鐵54、54埋設於外殼52、52內的方式較佳，而也可將其設置成與台板1抵接。
在內建於夾具的永久磁鐵，在以電鍍法析出金屬結合材固定磨粒期間，需要持續將磨粒吸引於台板的磁力。所需要的磁力，雖然根據台板外周緣部與磁鐵的距離、或預先將磨粒塗層的磁性體的磁化量或磁化率，而是藉由使用永久磁鐵所得到，該永久磁鐵其殘留磁通密度為0.3T以上，保磁力為0.2MA/m以上，較佳為殘留磁通密度為0.6T以上，保磁力為0.8MA/m以上，更好為殘留磁通密度為1.0T以上，保磁力為1.0MA/m以上。
永久磁鐵的殘留磁通密度，其值越大，則所形成的磁場的梯度會越大，所以在想要局部吸引磨粒的情況很適合。因此，為了防止：在電鍍中所產生的電鍍液的攪拌或台板與夾具的擺動導致的振動，讓磨粒從台板脫離的情形，使用0.3T以上的殘留磁通密度的永久磁鐵較佳。
保磁力其值越大，則即使暴露於高溫的電鍍液也能長 時間將磨粒強力磁性吸引於台板，針對所用的磁鐵的位置、形狀、大小的自由度變大，而夾具製作變得容易，所以從符合所需要的殘留磁通密度中選擇即可。
永久磁鐵的塗層，也考慮在磁鐵接觸電鍍液的情況，以儘可能減少塗層材對電鍍液的溶出或與電鍍液中的金屬種置換的條件來選擇，來提高永久磁鐵的耐蝕性。例如，使用Ni電鍍液析出金屬結合材的話，Cu、Sn、Ni的金屬、或環氧樹脂或丙烯酸樹脂的塗層較適合。
內建於夾具之永久磁鐵的形狀與尺寸及數量，是根據台板的超硬合金的大小、所需要的磁場的位置與方向與強度。例如，想均勻地將磨粒固定於台板外周緣部的情況，則將配合台板的外徑的環狀或圓弧狀的磁鐵、或其中一邊的長度為數mm左右的長方體狀磁鐵，沿著台板外周無間隙地連續配置。而也能以減少磁鐵花費的成本的目的，在該磁鐵之間設置均等的空間而減少其數量來配置。
雖然也根據所用的磁鐵的殘留磁通密度，而藉由將磁鐵間隔加大，設置：將預先藉由磁性體塗層的磨粒予以吸引的部分以及不吸引的部分，作出有固定磨粒的部分以及沒有磨粒的部分，而作成矩形的切割刃部也可以。
使台板外周緣部產生的磁場，能藉由在夾著台板的兩個夾具主體處固定的永久磁鐵的位置與磁化方向的組合，而能作出各方式，反覆磁場解析與實証來決定成在從台板的至少外周端起算10mm以內的空間形成8kA/m以上，較佳為40 kA/m以上的磁場。磁場的強度小於8kA/m的話 ，預先藉由磁性體塗層的磨粒的吸引力不夠，在該狀態電鍍的話，在電鍍中磨粒會移動，而可能形成間隙較多的切割刃部、或將磨粒固定成樹枝狀而切刃部的尺寸大於所需要的尺寸。結果，在整形加工中切刃部會脫落、或讓整形加工花費的時間變長，往往會讓製造成本增加。
永久磁鐵的位置，雖然儘可能接近想吸引磨粒的部分越好，大致來說，在較台板的外周端更內側的台板面上、或較外周端更內側且從台板面起算的距離為20mm以內的空間內，在距離10mm以內的空間內更好。在該範圍的特定位置將具有0.3T以上的殘留磁通密度的永久磁鐵，以包含其全部或局部的方式配置兩個以上(每一個夾具主體一個以上)，則能在台板的至少外周端起算10mm以內的空間內形成8 kA/m以上的磁場，所以像合金工具鋼或高速度鋼的飽和磁化量較大容易感應磁力的材質當然較理想，而即使像超硬合金的飽和磁化量較低而磁力的感應較小的材質，也能在台板外周緣部讓磁力形成適當的磁場。藉由將預先以磁性體塗層的磨粒進入該磁場內，則將塗層皮膜磁化，所以結果可將磨粒吸引保持於所需要的台板外周緣部上或附近。
從台板外周端起算的磁鐵的位置，例如，從外周端起算0.5mm外側(作為外周切斷刃時的與旋轉軸分離側)的情況，即使是在非常接近台板外周端的位置，在不包含上述範圍的情況，台板外周端附近的磁場強度雖然變強，可是容易產生磁場梯度反轉的區域，所以表示磨粒從台板浮起 這樣的動作，磨粒容易脫落。即使在較台板外周端更內側，從外周端起算的距離超過20mm的情況，在從台板的外周端起算10mm以內的空間形成的磁場的強度容易小於8 kA/m，所以磁性吸引磨粒的力量可能會不夠。在該情況，將磁場的強度上升，雖然也有將磁鐵加大的方法，而在該方法會將想吸引磨粒的部位附近的磁場強度全體提升，而容易讓磨粒附著在不想吸引磨粒的位置而較不適當。而且將該磁鐵加大的方法，用來保持磁鐵的夾具也會變大，所以實際並不適當。
夾具的形狀，是配合所使用的台板的形狀。其尺寸是用當以夾具夾住台板時對於台板能將永久磁鐵固定在所需要的位置的尺寸。例如，台板的大小為外徑 125mm、厚度0.26mm，永久磁鐵的大小為L2.5mm×W2mm×t1.5mm的情況，可以使用外徑125mm以上，厚度20mm左右的圓板。
更具體來說，夾具的外徑，為了能確保所需要的磨粒層的高度(朝徑方向的突出量)(第1圖(C)的H2)，為台板的外徑+(磨粒層的高度×2)以上，其厚度，雖然根據材質，而是要能確保在藉由出入高溫的電鍍液時的劇烈溫度變化等而不會產生翹曲等的程度的強度的厚度。與磨粒相接的部分的夾具厚度，也可作薄成讓磨粒層可得到朝台板的厚度方向突出的量(第1圖(C)的T3)，使用與突出量同等的厚度的遮蔽膠帶，作成與其他部分相同厚度也可以。
夾具的材質，由於將夾著台板的夾具全體含浸於高溫 的電鍍液使金屬結合材析出，所以用電鍍不會析出的絕緣體較佳，其中希望能具有：耐藥性、至90℃程度的耐熱性、即使反覆受到出入電鍍液時所產生的急遽溫度變化也能保有穩定尺寸的耐熱衝擊性。並且也需要尺寸穩定性，即使當含浸於高溫的電鍍液時，不會因為成形時或加工時所累積的內部應力等產生翹曲而在其與台板之間產生間隙的情形。當然也需要加工性，能在任意位置以沒有裂紋或缺口的高精度來加工出用來內建永久磁鐵的溝部。
具體來說，可以使用PPS、PEEK、POM、PAR、PSF、PES等的工程塑膠或氧化鋁等的陶瓷。使用這種材質，也考慮機械強度決定厚度等的尺寸，設置：用來保持永久磁鐵的溝部、或當使用電鍍法的情況收容所需要的供電電極等的溝部。將以該方式製作的一對的兩個夾具主體與一片台板一體化。當一體化時，以能進行電鍍的方式使用用來通電於台板之電極等來緊固的話，就能同時達到確保供電部與緊固，也能將全體小型化。當然，作成一次能對複數台板電鍍，例如，如第2圖所示，作成能將夾具連結的構造的話，可更有效率的生產。
也就是說在第2圖，56、56是分別在外殼52、52的中央部安裝的兼作台板緊壓件的電鍍用陰極體，該陰極體56、56，接觸於：用來將一對夾具主體50、50支承、固定的導電性的支承棒58，可從該支承棒58通電。第2圖的夾具，是將兩組的一對夾具主體50、50分離預定間隔而安裝於支承棒58。在第2圖中，60是接頭，62是端蓋 。該第2圖的夾具為電鍍用，在無電解電鍍用的情況，則不需要陰極棒，取而代之設置非導電性的緊壓件也可以，支承棒也不一定需要導電性。
在使用這種夾具進行電鍍的情況，將塗層有磁性體的磨粒根據需要用天秤等量取任意的質量，當以保持著永久磁鐵的一對夾具主體夾住台板時，被吸引保持於藉由台板外周部與夾具所形成的間隙。第3圖說明該間隙，在從一對夾具主體50、50(外殼52、52)的台板1朝前側突出的突出部52a、52a與台板1的前端部之間形成間隙64，將磨粒磁性吸引於該間隙64。
所保持的磨粒的量，取決於：所使用的台板的外徑與厚度、磨粒的大小及所需要的切割刃部的高度或寬度。將用來保持磨粒的電鍍反覆進行數次，讓在台板外周的全部位置每單位體積的磨粒的量成為均等，且以電鍍法堅固地固定磨粒。
以該方式形成切割刃部，而切割刃部的磨粒的體積率，為10~80體積%，尤其為30~75體積%的範圍較佳。小於10體積%，有助於切斷的磨粒的比率較少，切斷時的阻力增加。超過80體積%的話，切斷中的刀鋒變形量較少，所以在切斷面會殘留切割痕跡而被加工物的尺寸精度或外觀較差。根據這些理由，所以不得不降低切斷速度，所以因應目的藉由將塗層於磨粒的磁性體的厚度改變，來改變粒徑調整體積率較佳。
如第1圖(C)所示，切割刃部20是以夾持部22a、22b 與主體(20)所構成，以夾持部22a、22b夾持台板的外周緣部，主體(20)較台板10的外周部更朝前方突出形成。這裡主體與夾持部的說明是為了方便，這些構造是一體地形成切割刃部。該切割刃部20的厚度形成為較台板10的厚度更厚的方式很有效，以該方式形成第3圖所示的間隙64較佳。
在該情況，在第1圖(C)，將切割刃部的台板外周部夾持的一對夾持部22a、22b的長度H1，分別為0.1~10mm，尤其為0.5~5mm較佳。該一對的夾持部22a、22b的厚度T3，分別為5μm(0.005mm)以上，較佳為5~2000μm，更好為10~1000μm，於是，該一對夾持部22a、22b的合計厚度(也就是切割刃部較台板更厚的部分的厚度)為0.01mm以上較佳，更好為0.01~4mm，最好為0.02~2mm。夾持部22a、22b的長度H1小於0.1mm的話，雖然有防止台板外周緣部的缺口或裂紋的效果，可是會有台板的補強效果較少，無法防止因為切斷時的阻力導致台板變形的情況。H1超過10mm的情況，可能會讓相對於補強台板的成本績效(cost performance)降低。另一方面，T3小於5μm的話，無法提高台板的機械強度，而無法將切割漿液有效地排出。
如第4圖(A)~(D)所示，夾持部22a、22b，也可由金屬結合材24與磨粒26所形成(第4圖(A))，也可僅藉由金屬結合材形成(第4圖(B))，僅藉由金屬結合材將台板10覆蓋，也可再將其覆蓋形成金屬結合材與磨粒的層(第 4圖(C))。在第4圖(C)的外側以覆蓋全體的方式使金屬結合材析出成為(第4圖(D))的話，可以更提升切割刃部的強度。
並且如第4圖(B)~(D)，作為僅藉由金屬結合材24來形成與夾持部的台板10相接的部分的方法，例如採用：僅使要形成台板的夾持部的部分露出，將其他部分遮蔽，在該狀態進行電鍍之後，安裝上述夾具，將磨粒26充填於間隙64來進行電鍍的方法，在將磨粒26電沉積之後，例如，在電沉積部分露出的外徑的第2圖的外殼52、52，將台板10遮蔽，進一步進行電鍍，藉此如第4圖(D)，則能形成：作為切割刃部最外層的僅由金屬結合材24構成的層部。
切割刃部20的較台板10更朝前側突出的突出部的突出長度(第1圖(C)的H2)，雖然是根據所固定的磨粒的大小，而0.1~10mm，尤其為0.3~8mm較佳。突出長度小於0.1mm的話，藉由切斷時的衝擊或磨耗讓切割刃部消失為止的時間較短，結果會讓刃部的使用壽命變短，超過10mm的話，雖然也根據刃厚(第1圖的T2)，而可能會讓切割刃部容易變形，切斷面彎曲而切斷的磁鐵的尺寸精度變差。切割刃部，是由：金屬結合材24及磨粒26與後述的含浸金屬及/或含浸合金所形成。
金屬結合材，是藉由電鍍所形成的金屬或合金，從Ni、Fe、Co、Cu及Sn所選出的一種金屬、由從這些金屬所選出的兩種以上所構成的合金、或這些金屬或合金的一 種與由P及Mn所選出的一種或兩種的合金較佳，將其藉由電鍍析出成將磨粒間以及磨粒與台板之間予以連結。
在以電鍍形成金屬結合材的方法，雖然大致分為電沉積法(電鍍法)與無電解電鍍法兩種，而在本發明，是將容易控制在結合材殘留的內部應力且生產成本較便宜的電沉積法、與只要電鍍液進入的話就能較均勻地析出金屬結合材的無電解電鍍法，以讓在切割刃部所包含的間隙成為後述適當的範圍的方式，分別單獨或組合來使用。
鍍Ni或鍍Cu等的單一金屬，例如在使用電鍍法是用磺胺酸Ni電鍍液的情況，主成分的磺胺酸鎳的濃度，電鍍時的電流密度，電鍍液的溫度為適當的範圍，且也可實施鄰苯磺醯亞胺或對甲基苯磺醯胺等的有機添加物的添加、或加上Zn、S、Mn等的元素，調整皮膜的應力等。其他在Ni-Fe合金、Ni-Mn合金、Ni-P合金、Ni-Co合金、Ni-Sn合金等的電鍍合金的情況，將合金中的Fe、Mn、P、Co、Sn的含有量、電鍍液的溫度等調整成適當的範圍等，來調整皮膜的應力。當然在這些合金電鍍的情況，能調整應力的有機添加物的併用也很有效。
電鍍能使用使單一金屬或合金析出的以往習知的電鍍液，採用該電鍍液的平常的電鍍條件，用習知的方法來進行。
作為適當的電鍍液，例如磺胺酸鎳為250~600g/L、硫酸鎳為50~200g/L、氯化鎳為5~70g/L、硼酸為20~40g/L、鄰苯磺醯亞胺為適量的磺胺酸瓦特鎳電鍍液、焦 磷酸銅為30~150g/L、焦磷酸鉀為100~450g/L、25%氨水為1~20mL/L、硝酸鉀為5~20g/L的焦磷酸銅電鍍液等。而作為無電解電鍍液，例如硫酸鎳為10~50g/L、次亞磷酸鈉為10~50g/L、醋酸鈉為10~30g/L、檸檬酸鈉為5~30g/L、硫尿為適量的無電解鎳磷合金電鍍液等。
藉由這種方法，在台板的外周部以接近最終形狀的尺寸，高精度地形成：鑽石磨粒、cBN磨粒或鑽石磨粒與cBN磨粒的混合磨粒。
在本發明，在以上述方法所得到的，切割刃部的磨粒間以及磨粒與台板之間存在的空隙，含浸熔點為350℃以下的金屬及/或合金。藉此，在本發明的超硬合金台板外周切斷刃，在切割刃部的內部及表面的，磨粒間以及磨粒與台板之間，包含有熔點350℃以下的金屬及/或合金。
作為該含浸的金屬，例如Sn、Pb，而作為含浸的合金，例如Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Zn合金、Sn-Pb合金，可使用從這些之中選出的一種以上。
作為將金屬或合金含浸於切割刃部的方法，具體來說，例如將加工成 0.1~2.0mm、較佳為 0.8~1.5mm的線狀、粉狀、或與切割刃部的形狀尺寸相同且厚度為0.05~1.5mm的環狀的薄膜狀的金屬或合金，放置於切割刃部，在加熱板這樣的加熱器上、烤爐中等，將升溫到熔點以上且熔融的金屬或合金，含浸於切割刃部，然後漸漸冷卻回到室溫的方法。其他，在於切割刃部的附近有些許餘隙的下模具，在將含浸前的外周切斷刃放入之後，將預先量 取的金屬或合金充填，嵌合上模具，將上下適度加壓同時加熱，將金屬或合金含浸於切割刃部，冷卻然後解除壓力，將其從模具取出。加熱之後，為了不殘留應變，將其漸漸冷卻。
當將金屬或合金放置於切割刃部時，以將金屬或合金固定於切割刃部的目的，或使切割刃部的濕潤性較佳的目的，預先例如將含有氯或氟的市面販賣的助焊劑進行塗佈也很有效。
在將濕潤性較高的低熔點金屬或合金進行含浸的情況，將台板以不鏽鋼、鐵、銅等的金屬夾住然後通電，藉由使該金屬發熱，來將台板及切割刃部加熱，使發熱的切割刃部接觸到低熔點金屬熔化的金屬熔液，而進行含浸。
以該方式所得到的切割刃部，讓磨粒、將塗層於磨粒的磁性體、金屬結合材、含浸於間隙的金屬、合金成為適度分散的狀態。
含浸於該切割刃部的金屬、合金的物性，適合為以下所示。為了防止：在超硬合金台板產生應變而尺寸精度惡化、機械強度變化、超硬合金台板與切割刃部的熱膨脹差明顯而讓切割刃部變形、或殘留有應變；而熔點為350℃以下，較佳為300℃以下。
金屬、合金的彈性，帕松比(Poisson ratio)為0.3~0.48，較佳為0.33~0.44者較適合。帕松比(Poisson ratio)低於0.3的情況，缺乏柔軟性，很難讓切斷面滑順地連接。帕松比(Poisson ratio)高於0.48的情況，硬度等 其他物性不夠，刀鋒的變形會過大。帕松比(Poisson ratio)，是使用供含浸的金屬及合金的15×15×15mm的試料，藉由脈衝超音波法所測定。
金屬、合金的硬度，只要其程度為不會妨礙：即使在切斷中磨粒磨掉、破壞、脫落等，下個磨粒也會露出而有助於切斷的作用(磨粒的自生作用)即可，其硬度低於：覆蓋磨粒的磁性體或固定磨粒的金屬結合材較佳。而且必須即使暴露於在切削加工時所用的加工油或冷卻液，也不會產生強度變化或腐蝕。
用來含浸金屬、合金的切割刃部，因應需要，可使用利用氧化鋁、碳化矽、鑽石等的磨石所進行的研磨加工、或放電加工等調整成所需要的尺寸。此時，雖然根據刃厚，而在刀鋒實施C0.1以上或R0.1以上的倒角的方式，除了能減少切斷面的切割痕跡，且能有效減低磁鐵端面的缺口。
適用本發明的外周切斷刃的切斷，作為其被加工物(被切斷物)，對於R-Co類稀土類燒結磁鐵，R-Fe-B類稀土類燒結磁鐵(R是包含Y的稀土類元素的至少一種)的切斷很有效。這些磁鐵，例如以下述方式所製造。
R-Co類稀土類燒結磁鐵，具有：RCo5類、R2Co17類等。其中，例如，在R2Co17類，是由：質量百分率20~28%的R、5~30%的Fe、3~10%的Cu、1~5%的Zr、及剩餘部Co所構成。以該成分比秤量原料來進行溶解、鑄造，將所得到的合金微粉碎至平均粒徑1~20μm，而得到 R2Co17類磁鐵石粉末。然後在磁場中成形，並且以1100~1250℃燒結0.5~5小時，接著以較燒結溫度更低0~50℃的温度，進行溶體化0.5~5小時，最後以700~950℃保持一定時間後，實施冷卻的時效處理。
R-Fe-B類稀土類燒結磁鐵，是由：質量百分率5~40%的R、50~90%的Fe、0.2~8%的B所構成；為了改善磁性特性或耐蝕性，添加：C、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、Sn、Hf、Ta、W等的添加元素。這些添加元素添加量，在Co的情況，質量百分率為30%以下，其他元素的情況則質量百分率為8%以下。以該成分比秤量原料來進行溶解、鑄造，將所得到的合金微粉碎至平均粒径1~20μm，而得到R-Fe-B類磁鐵粉末。然後在磁場中成形，並且以1000~1200℃燒結0.5~5小時，在400~1000℃保持一定時間後，實施冷卻的時效處理。
本發明的外周切斷刃，尤其讓刀鋒的壓縮剪斷應力在預定的範圍的話，則能有效讓在切斷面不會殘留切割痕跡，能以高尺寸精度切出稀土類磁鐵。例如，在外周切斷刃，調整為：切割刃部的厚度為0.1~1.0mm，外徑為80~200mm，刀鋒的倒角以R或C為0.1以上之後，讓外周切斷刃成為水平，使用：以只有切割刃部露出的厚度5mm的圓形鐵板上下夾住外周切斷刃之支承夾具，按壓時保持成讓台板部分不會翹曲，在從超硬合金台板的外周朝外側離開0.3mm的位置，將切割刃部，以接觸部的長度(切割 刃部的突出量-0.3mm)、寬度為10mm的壓頭，在外周切斷刃的旋轉軸方向(切割刃部的厚度方向)以線速1mm/min按壓，將該動作持續至切割刃部斷裂，來測定相對於壓頭的移動量之應力。在該情況壓頭的移動量變大的話，確認為曲線圖顯示直線性的區域，也就是壓頭的移動量與應力成比例的區域。計算出該變形量與應力的比例區域的傾斜度的話，在100~10000N/mm的範圍，能有效於在切斷面不會殘留切割痕跡，且能切出高尺寸精度的磁鐵。
[實施例]
以下顯示實施例及比較例，具體說明本發明，而本發明並不限於下述實施例。
[實施例1]
將質量百分率WC為90%，Co為10%的超硬合金，加工成外徑 125mm×內徑 40mm×厚度0.3mm的環狀具有孔的圓板，成為台板。該台板的楊氏模量為600GPa，飽和磁化量為127kA/m(0.16T)。
將該台板以黏貼帶遮蔽成僅讓從外周端起朝內側1.0mm的部分露出，在市面販賣的脫脂鹼水溶液以40℃含浸10分鐘後，進行水洗，在50℃的焦磷酸鈉30~80g/L的水溶液以2~8A/dm2通電同時進行電解。接著，將超硬合金台板在純水中進行超音波洗淨之後，將其含浸於50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，以5~20A/dm2通電進行基體電鍍之後，將遮蔽帶剝落進行水洗。
接著在外徑 130mm，厚度10mm的PPS樹脂製圓盤 的一側面，形成外徑 123mm，內徑 119mm，深度1.5mm的溝部，於該溝部，將長度2.5mm×寬度2mm×厚度1.5mm的永久磁鐵(shinetsu-rare-earth-magnet製的N39UH，Br=1.25T)，將厚度方向作為圓盤的深度方向，以均等間隔每一個圓盤排列75個之後，製作以環氧樹脂埋住溝部將磁鐵固定的外殼，以由該兩片外殼所構成的夾具主體，將磁鐵側作為內側來夾持台板。此時，磁鐵是與台板外周端朝台板側面內側方向相距1mm。針對從台板外周端到10mm為止的空間內所形成的磁場進行磁場解析，磁場強度為8kA/m(0.01T)以上。
將預先以NiP電鍍而質量磁化率χ g為0.588，平均粒徑為135μm的鑽石磨粒0.4g，全周均等地磁性吸引到以夾具與台板作出的凹部。接著在磁性吸引著磨粒的狀態，將每個夾具含浸於50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，在5~20A/dm2的範圍通電進行電鍍，然後進行水洗。然後磁性吸引0.4g的鑽石磨粒，再次反覆與上述同樣的電鍍而進行水洗的操作。
為了讓所得到的磨粒層兩側面露出，將夾具主體交換成外徑 123mm，厚度10mm的PPS樹脂製圓盤，含浸在50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，在5~20A/dm2的範圍通電，電鍍析出成覆蓋切割刃部全體，進行水洗，從夾具卸下而進行乾燥。
接著，將加工成 1.0mm的纜線狀的Sn-3Ag-0.5Cu合金，環狀地放置於外周切斷刃的切割刃部的側面，保持 其狀態放入200℃的烤爐之後，確認烤爐內部的溫度到達200℃，升溫到250℃，在250℃保持約5分鐘之後，切斷加熱而在烤爐內自然冷卻。Sn-3Ag-0.5Cu合金的熔點為220℃，帕松比(Poisson ratio)為0.35。
然後使用平面研磨盤，以讓磨粒層從超硬合金台板的突出為朝單側為50μm的方式，以磨石研磨來調整磨粒層的突出與厚度之後，進行線(wire)放電加工調整外徑，進行修整，而得到形成有厚度0.4mm，外徑127mm的磨粒層(切割刃部)的超硬合金台板外周切斷刃。在第5圖顯示切割刃部的刀鋒側面的顯微鏡照片。
[實施例2]
將質量百分率WC為90%，Co為10%的超硬合金，加工成外徑 125mm×內徑 40mm×厚度0.3mm的環狀具有孔的圓板，成為台板。
將該台板以黏貼帶遮蔽成僅讓從外周端起朝內側1.5mm的部分露出，在市面販賣的脫脂鹼水溶液以40℃含浸10分鐘後，進行水洗，在50℃的焦磷酸鈉30~80g/L的水溶液以2~8A/dm2通電同時進行電解。接著，將超硬合金台板在純水中進行超音波洗淨之後，將其含浸於50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，以5~20A/dm2通電進行基體電鍍之後，將遮蔽帶剝落進行水洗。
接著在外徑 130mm，厚度10mm的PPS樹脂製圓盤的一側面，形成外徑 123mm，內徑 119mm，深度1.5mm的溝部，於該溝部，將長度1.8mm×寬度2mm×厚度 1.5mm的永久磁鐵(shinetsu-rare-earth-magnet製的N32Z，Br=1.14T)，將厚度方向作為圓盤的深度方向，以均等間隔每一個圓盤排列105個之後，製作以環氧樹脂埋住溝部將磁鐵固定的外殼，以由該兩片外殼所構成的夾具主體，將磁鐵側作為內側來夾持台板。此時，磁鐵是與台板外周端朝台板側面內側方向相距1.5mm。針對從台板外周端到10mm為止的空間內所形成的磁場進行磁場解析，磁場強度為16kA/m(0.02T)以上。
將預先以NiP電鍍而質量磁化率χ g為0.588，平均粒徑為135μm的鑽石磨粒0.4g，全周均等地磁性吸引到以夾具與台板作出的凹部。接著在磁性吸引著磨粒的狀態，將每個夾具含浸於50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，在5~20A/dm2的範圍通電進行電鍍，然後進行水洗。然後磁性吸引0.4g的鑽石磨粒，再次反覆三次與上述同樣的電鍍而進行水洗的操作。
為了讓所得到的磨粒層兩側面露出，將夾具主體交換成外徑 123mm，厚度10mm的PPS樹脂製圓盤，含浸在50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，在5~20A/dm2的範圍通電，電鍍析出成覆蓋切割刃部全體，進行水洗，從夾具卸下而進行乾燥。
接著，將加工成粒徑0.3mm的球狀的Sn-3Ag合金，放置於外周切斷刃的切割刃部的側面全周，保持其狀態放入200℃的烤爐之後，確認烤爐內部的溫度到達200℃，升溫到250℃，在250℃保持約5分鐘之後，切斷加熱而 在烤爐內自然冷卻。Sn-3Ag合金的熔點為222℃，帕松比(Poisson ratio)為0.3。
然後使用平面研磨盤，以讓磨粒層從超硬合金台板的突出為朝單側為50μm的方式，以磨石研磨來調整磨粒層的突出與厚度之後，進行線(wire)放電加工調整外徑，進行修整，而得到形成有厚度0.4mm，外徑129mm的磨粒層(切割刃部)的超硬合金台板外周切斷刃。
[實施例3]
將質量百分率WC為90%，Co為10%的超硬合金，加工成外徑 125mm×內徑 40mm×厚度0.3mm的環狀具有孔的圓板，成為台板。
將該台板以黏貼帶遮蔽成僅讓從外周端起朝內側1.0mm的部分露出，在市面販賣的脫脂鹼水溶液以40℃含浸10分鐘後，進行水洗，在50℃的焦磷酸鈉30~80g/L的水溶液以2~8A/dm2通電同時進行電解。接著，將超硬合金台板在純水中進行超音波洗淨之後，將其含浸於50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，以5~20A/dm2通電進行基體電鍍之後，將遮蔽帶剝落進行水洗。
接著以實施例1所用的夾具主體來夾持台板，將預先以NiP電鍍而質量磁化率χ g為0.392，平均粒徑為130μm的鑽石磨粒0.4g，全周均等地磁性吸引到以夾具與台板作出的凹部。接著在磁性吸引著磨粒的狀態，將每個夾具含浸於40℃的焦磷酸銅電鍍液，在1~20A/dm2的範圍通電進行電鍍，進行水洗，從夾具卸下而進行乾燥。
接著，將加工成 1.0mm的纜線狀的Sn-Pb合金，環狀地放置於外周切斷刃的切割刃部的側面，保持其狀態放入200℃的烤爐之後，確認烤爐內部的溫度到達200℃，升溫到250℃，在250℃保持約5分鐘之後，切斷加熱而在烤爐內自然冷卻。Sn-Pb合金的熔點為185℃，帕松比(Poisson ratio)為0.38。
然後使用平面研磨盤，以讓磨粒層從超硬合金台板的突出為朝單側為50μm的方式，以磨石研磨來調整磨粒層的突出與厚度之後，進行線(wire)放電加工調整外徑，進行修整，而得到形成有厚度0.4mm，外徑126mm的磨粒層(切割刃部)的超硬合金台板外周切斷刃。
[實施例4]
將質量百分率WC為95%，Co為5%的超硬合金，加工成外徑 125mm×內徑 40mm×厚度0.3mm的環狀具有孔的圓板，成為台板。該台板的楊氏模量為580GPa，飽和磁化量為40kA/m(0.05T)。
將該台板以黏貼帶遮蔽成僅讓從外周端起朝內側1.0mm的部分露出，在市面販賣的脫脂鹼水溶液以40℃含浸10分鐘後，進行水洗，在50℃的焦磷酸鈉30~80g/L的水溶液以2~8A/dm2通電同時進行電解。接著，將超硬合金台板在純水中進行超音波洗淨之後，將其含浸於50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，以5~20A/dm2通電進行基體電鍍之後，將遮蔽帶剝落進行水洗。
接著以實施例1所用的夾具主體來夾持台板，將預先 以NiP電鍍而質量磁化率χ g為0.392，平均粒徑為130μm的鑽石磨粒0.3g，全周均等地磁性吸引到以夾具與台板作出的凹部。接著在磁性吸引著磨粒的狀態，將每個夾具含浸於80℃的無電解鎳、磷合金電鍍液進行無電解電鍍之後，進行水洗。然後，磁性吸引0.3g鑽石磨粒，反覆兩次與上述同樣地進行電鍍而水洗的操作，從夾具卸下而進行乾燥。
接著，將加工成 1.0mm的纜線狀的Sn-3Ag-0.5Cu合金，環狀地放置於外周切斷刃的切割刃部的側面，保持其狀態放入200℃的烤爐之後，確認烤爐內部的溫度到達200℃，升溫到250℃，在250℃保持約5分鐘之後，切斷加熱而在烤爐內自然冷卻。
然後使用平面研磨盤，以讓磨粒層從超硬合金台板的突出為朝單側為50μm的方式，以磨石研磨來調整磨粒層的突出與厚度之後，進行線(wire)放電加工調整外徑，進行修整，而得到形成有厚度0.4mm，外徑127mm的磨粒層(切割刃部)的超硬合金台板外周切斷刃。
[比較例1]
將質量百分率WC為90%，Co為10%的超硬合金，加工成外徑 125mm×內徑 40mm×厚度0.3mm的環狀具有孔的圓板，成為台板。
將該台板以黏貼帶遮蔽成僅讓從外周端起朝內側1.0mm的部分露出，在市面販賣的脫脂鹼水溶液以40℃含浸10分鐘後，進行水洗，在50℃的焦磷酸鈉30~ 80g/L的水溶液以2~8A/dm2通電同時進行電解。接著，將超硬合金台板在純水中進行超音波洗淨之後，將其含浸於50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，以5~20A/dm2通電進行基體電鍍之後，將遮蔽帶剝落進行水洗。
接著以實施例1所用的夾具主體來夾持台板，將預先以NiP電鍍而質量磁化率χ g為0.392，平均粒徑為130μm的鑽石磨粒0.4g，全周均等地磁性吸引到以夾具與台板作出的凹部。接著在磁性吸引著磨粒的狀態，將每個夾具含浸於50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，在5~20A/dm2的範圍通電進行電鍍，然後進行水洗。然後磁性吸引0.4g的鑽石磨粒，再次反覆與上述同樣的電鍍而進行水洗的操作。
為了讓所得到的磨粒層兩側面露出，將夾具主體交換成外徑 123mm，厚度10mm的PPS樹脂製圓盤，含浸在50℃的磺胺酸瓦特鎳電鍍液，在5~20A/dm2的範圍通電，電鍍析出成覆蓋切割刃部全體，進行水洗，從夾具卸下而進行乾燥。
然後使用平面研磨盤，以讓磨粒層從超硬合金台板的突出為朝單側為50μm的方式，以磨石研磨來調整磨粒層的突出與厚度之後，進行線(wire)放電加工調整外徑，進行修整，而得到形成有厚度0.4mm，外徑127mm的磨粒層(切割刃部)的超硬合金台板外周切斷刃。
在表1，顯示實施例1~4以及比較例1的超硬合金台板外周切斷刃的製造良率。這裡所謂的電鍍良率，是直 到藉由電鍍固定磨粒的步驟為止所實施的總數(各15片)之中，沒有磨粒的脫落或磨粒層的欠缺為良品，以百分率來顯示該電鍍良品的比例，所謂加工良率，是相對於所得到的電鍍良品，將電鍍後的步驟實施至修整為止，沒有磨粒層的欠缺為良品，以百分率來顯示加工良品相對於電鍍良品的總數的比例。所謂的綜合良率，是電鍍良率與加工良率的累積，代表相對於供外周切斷刃的製作之台板，成為外周切斷刃的完成品的良品的良率。
從表1可看出，相較於比較例1，實施例的良率較好，尤其是電鍍後的加工的良率較好，本發明的製造方法在生產性方面也很優異。
在第6圖顯示了，使用超硬合金台板外周切斷刃，實施將稀土類燒結磁鐵切斷的操作時，用來評估磁鐵的切斷精度的結果。切斷精度的評估方法如以下。
首先，將實施例1~4以及比較例1的超硬合金台板外周切斷刃，各兩片總共10片，以間隔1.5mm，將旋轉軸插通於台板的孔部組成為多切斷刃。藉由該多切斷刃，以轉數4500rpm，進給速度30mm/min，從寬度(W)40mm×長度(L)130mm×高度(H)20mm的Nd-Fe-B類稀土類燒結磁鐵，將W40mm×L(=厚度(t))1.5mm×H20mm的磁鐵，切出 1010次，將在實施例及比較例的各兩片的外周切斷刃之間切斷者，作為評估對象的切斷磁鐵。針對切斷磁鐵，將每從切斷第一片到100片作為尺寸測量週期(全部10個週期)，在各週期將最初的10片(也就是最初的週期為第1~10片，接著為第101~110片，最後為第1001~1010片)作為樣本。針對各週期的10片，每一片以微測儀測定中央一點與角落四點的總共五點的厚度(t)，將五點之中最大值與最小值的差當作切斷精度(μm)，計算出10片的切斷精度的平均值。將各尺寸測量週期的平均值作成曲線圖為第6圖。
比較例1的情況，尺寸測量3週期以後(切斷片數第301片以後)，切斷精度變差，而實施例1~4的情況，是直到第10週期(切斷片數直到第1010片)，切斷精度還未降低，所以可了解本發明的超硬合金台板外周切斷刃的使用耐久性很高。
在第7圖顯示將所得到的外周切斷刃的彈性(柔軟性)評估的結果。這裡評估了外周切斷刃的刀鋒的壓縮剪斷應力。在各個例子的外周切斷刃，將刀鋒的倒角調整為R或C的0.1以上之後，在從超硬合金台板的外周起朝外側遠離0.3mm的位置，將切割刃部以接觸部的長度(切割刃部的突出量-0.3mm)、寬度為10mm的壓頭，朝外周切斷刃的旋轉軸方向(切割刃部的厚度方向)以線速1mm/min按壓時之相對於壓頭的移動量之應力，使用島津製作所強度試驗機AG-1進行測定，按壓是持續至切割刃部斷裂為止 。在該測定，外周切斷刃成為水平，使用：以只有切割刃部露出的厚度5mm的圓形鐵板上下夾住外周切斷刃之支承夾具，按壓時保持成讓台板部分不會翹曲。
如第7圖所示，在任何例子，壓頭的移動量變大的話，曲線顯示直線性的區域，也就是確認了壓頭的移動量與應力成比例的區域。在表2顯示計算出該直線區域的傾斜度(應力/壓頭的移動量)的結果。
當上述切斷的評估時，使用實施例的外周切斷刃切斷所得到的磁鐵片，切斷面的外觀都很良好，而使用比較例的外周切斷刃切斷所得到的磁鐵片，在3週期以後(切斷片數第301片以後)，產生有在切斷面有切割痕跡(落差)的樣本。而確認了：藉由上述的外周切斷刃的彈性(柔軟性)評估所示的壓頭的移動量與應力的傾斜度並未過大，具有某程度柔軟性的本發明的外周切斷刃，在切斷面不會殘留切割痕跡，而能切出高尺寸精度的磁鐵。
根據以上結果，藉由本發明的超硬合金台板外周切斷刃進行切斷，不用進行切斷後的加工處理，能將稀土類燒結磁鐵等的被加工物，僅以切斷則能高精度地加工，可提供高尺寸精度的被加工物。
1、10‧‧‧台板
12‧‧‧內孔
20‧‧‧切割刃部
24‧‧‧金屬結合材
26‧‧‧磨粒
50‧‧‧夾具主體
52‧‧‧外殼
54‧‧‧永久磁鐵
56‧‧‧電鍍用陰極體
58‧‧‧支承棒
60‧‧‧接頭
62‧‧‧端蓋
64‧‧‧間隙
第1圖是本發明的外周切斷刃的顯示圖，(A)為俯視 圖，(B)為在(A)的線B-B的剖面圖，(C)為(B)的C部分的放大剖面圖。
第2圖是顯示在本發明使用的夾具的一實施例的立體圖。
第3圖是夾持第2圖的台板的夾具主體的前端部的放大剖面圖。
第4圖(A)~(D)是顯示分別在台板形成的切割刃部的狀態的局部省略剖面圖。
第5圖是實施例1的外周切斷刃的切割刃部的刀鋒側面的顯微鏡照片。
第6圖是顯示使用在實施例1~4及比較例1製作的外周切斷刃來進行切斷加工的稀土類燒結磁鐵的切斷片數與切斷精度的關係的曲線圖。
第7圖是顯示在實施例1~4及比較例1製作的外周切斷刃的切割刃部的變形量與應力的關係的曲線圖。

Claims (13)

  1. 一種超硬合金台板外周切斷刃，以楊氏模量450~700GPa的超硬合金形成外徑80~200mm、內徑30~80mm、厚度0.1~1.0mm的圓形環狀薄板的台板，在該台板的外周緣部上具有切割刃部；其特徵為：上述切割刃部，包含有：預先塗層磁性體而成的鑽石磨粒及/或cBN磨粒、將上述磨粒間及上述磨粒與台板之間連結的藉由電鍍或無電解電鍍所形成的金屬或合金、以及含浸於上述磨粒間及上述磨粒與台板之間的熔點為350℃以下的金屬及/或合金。
  2. 如申請專利範圍第1項的超硬合金台板外周切斷刃，其中供上述含浸的金屬為由Sn及Pb所選出的一種以上，供上述含浸的合金為由Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Zn合金及Sn-Pb合金所選出的一種以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的超硬合金台板外周切斷刃，其中提供上述含浸的金屬及合金的帕松比(Poisson ratio)為0.3~0.48。
  4. 如申請專利範圍第1或2項的超硬合金台板外周切斷刃，其中上述台板的飽和磁化量為40kA/m(0.05T)以上。
  5. 如申請專利範圍第1或2項的超硬合金台板外周切斷刃，其中上述磨粒的平均粒徑為10~300μm。
  6. 如申請專利範圍第1或2項的超硬合金台板外周切斷刃，其中上述磨粒的質量磁化率χ g為0.2以上。
  7. 一種超硬合金台板外周切斷刃的製造方法，其特徵為：以楊氏模量450~700GPa的超硬合金形成外徑80~200mm、內徑30~80mm、厚度0.1~1.0mm的圓形環狀薄板的台板，接近於該台板的外周緣部來配設永久磁鐵，藉由該永久磁鐵形成的磁場，將預先塗層有磁性體而成的鑽石磨粒及/或cBN磨粒，磁性吸引固定於上述台板的外周緣部附近，在保持該吸引固定的狀態，藉由電鍍或無電解電鍍，將上述磨粒間及上述磨粒與台板之間連結，使磨粒固定於上述台板外周端部，而形成切割刃部，將熔點為350℃以下的金屬及/或合金含浸於上述磨粒間及上述磨粒與台板之間存在的空隙。
  8. 如申請專利範圍第7項的超硬合金台板外周切斷刃的製造方法，其中供上述含浸的金屬為由Sn及Pb所選出的一種以上，供上述含浸的合金為由Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Zn合金及Sn-Pb合金所選出的一種以上。
  9. 如申請專利範圍第7或8項的超硬合金台板外周切斷刃的製造方法，其中供上述含浸的金屬及合金的帕松比(Poisson ratio)為0.3~0.48。
  10. 如申請專利範圍第7或8項的超硬合金台板外周切斷刃的製造方法，其中上述台板的飽和磁化量為 40kA/m(0.05T)以上。
  11. 如申請專利範圍第7或8項的超硬合金台板外周切斷刃的製造方法，其中上述磨粒的平均粒徑為10~300μm。
  12. 如申請專利範圍第7或8項的超硬合金台板外周切斷刃的製造方法，其中上述磨粒的質量磁化率χ g為0.2以上。
  13. 如申請專利範圍第7或8項的超硬合金台板外周切斷刃的製造方法，其中藉由上述永久磁鐵，在從台板的外周端起算10mm以內的空間，形成8kA/m以上的磁場。
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