TWI731965B - 超研磨粒研磨輪 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種超研磨粒研磨輪，係包括：基底金屬，以及設置於基底金屬表面的超研磨粒層，超研磨粒層包含鑽石研磨粒與CBN研磨粒，鑽石研磨粒與CBN研磨粒在基底金屬以結合材固定成單層。作用於工作物的鑽石研磨粒與CBN研磨粒的突出端的高度的偏差為10μm以下，在作用於工作物的鑽石研磨粒的突出端形成有高度0.1μm以上的凹凸。

Description

超研磨粒研磨輪
本發明關於一種超研磨粒研磨輪。本申請案係主張2016年5月27日申請的日本專利申請案之日本特願2016-106311號為基礎的優先權。該日本專利申請案所記載的全部記載內容係以參照的方式援用於本說明書中。更具體而言，本發明係關於一種具有鑽石研磨粒與CBN(cubic boron nitride)研磨粒的超研磨粒研磨輪。
一直以來，具有鑽石研磨粒與CBN研磨粒的工具，例如，如日本特開平6-262527號公報(專利文獻1)、日本特開2008-200780號公報(專利文獻2)、日本特開2013-146817號公報(專利文獻3)、日本特開2015-9325號公報(專利文獻4)、日本特開2002-178265號公報(專利文獻5)、日本特開平6-155305號公報(專利文獻6)、日本特開平7-75971號公報(專利文獻7)、日本特開平11-277440號公報(專利文獻8)中所揭示。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開平6-262527號公報
專利文獻2：日本特開2008-200780號公報
專利文獻3：日本特開2013-146817號公報
專利文獻4：日本特開2015-9325號公報
專利文獻5：日本特開2002-178265號公報
專利文獻6：日本特開平6-155305號公報
專利文獻7：日本特開平7-75971號公報
專利文獻8：日本特開平11-277440號公報
依據本發明，超研磨粒研磨輪包括：基底金屬，以及設置於基底金屬表面的超研磨粒層。超研磨粒層包含鑽石研磨粒與CBN研磨粒，鑽石研磨粒與CBN研磨粒係於基底金屬以結合材固定成單層。作用於工作物的鑽石研磨粒與CBN研磨粒的突出端的高度的偏差為10μm以下，在作用於工作物的鑽石研磨粒的突出端形成有高度0.1μm以上的凹凸。
如此所構成的超研磨粒研磨輪，由於鑽石研磨粒與CBN研磨粒係在基底金屬以結合材固定成單層，鑽石研磨粒與CBN研磨粒彼此互補。然後，由於作用於工作物的鑽石研磨粒與CBN研磨粒的突出端的高度的偏差以及在作用於工作物的鑽石研磨粒的突出端的凹凸的高度經最適化，故可提供高性能的超研磨粒研磨輪。
1‧‧‧超研磨粒研磨輪
10‧‧‧基底金屬
11‧‧‧貫穿孔
12‧‧‧凸轂部
15‧‧‧超研磨粒層
20‧‧‧鑽石研磨粒
20a,30a‧‧‧凹凸
21,31‧‧‧突出端
30‧‧‧CBN研磨粒
40‧‧‧結合材
第1圖係根據實施形態的超研磨粒研磨輪的一部分的剖面圖。
第2圖係表示根據實施形態的超研磨粒研磨輪的1個鑽石研磨粒的剖面圖。
第3圖係表示具有第1圖所示的超研磨粒層的超研磨粒研磨輪(平板形研磨輪)的全體構成的剖面圖。
(發明欲解決的問題)
過去的技術，係依工作物的種類、加工條件以及工具種類，而有工作物的表面粗糙度、工具壽命等此類工具性能惡化的問題。
在此，本發明係為了解決上述問題點而完成者，本發明的目的係以提供高性能的超研磨粒研磨輪為目的。
(發明的效果)
根據本發明，可提供一種高性能的超研磨粒研磨輪。
[本發明實施形態的說明]
首先，列舉並說明本發明的實施態樣。
1.超研磨粒研磨輪1的構成
第1圖係根據實施形態的超研磨粒研磨輪的一部分的剖面圖。第2圖係表示根據實施形態的超研磨粒研磨輪的1個鑽石研磨粒的剖面圖。如第1圖及第2圖所示，超研磨粒研磨輪1包括：基底金屬10，以及設置於基底金屬表面的超研磨粒層15。超研磨粒層15包含超研磨粒(鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30)。
超研磨粒研磨輪1可用於工具鋼、高速鋼、各種 合金鋼、硬化鋼等金屬材料、Ni,Co基底的超合金以及耐熱合金、超硬合金、金屬陶瓷、半導體材料、陶瓷、碳、橡膠樹脂、GFRP(Glass fiber reinforced plastics)等各種材料的研削加工。
基底金屬10係用以支撐超研磨粒層15的構件。基底金屬10係由陶瓷、超硬合金、鋁或鋼等金屬所構成。基底金屬10可由單一材質構成，亦可由複數種材質構成。
在鑽石研磨粒20的刃緣，被認為主要是磨損型的磨蝕。另一方面，CBN研磨粒30的刃緣的磨蝕係以破裂型(視研削條件不同為大破裂)的磨蝕為主體。由於鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30以結合材40固定成單層，相較於僅CBN研磨粒30以結合材40固定成單層的情況，鑽石研磨粒20有效地發揮作用，可防止CBN研磨粒30過多的破裂及大破裂。當鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30非以單層的狀態固定時，CBN研磨粒30容易發生過多的微小破裂及大破裂。
更佳為鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30以結合材40固定成單層，且在包含以CBN研磨粒30為主的超研磨粒研磨輪1的組成中，鑽石研磨粒20僅以少量分散存在的狀態。藉此，可抑制CBN研磨粒30過多的微小破裂及大破裂的發生。其結果推測可使研磨輪的磨蝕變少。鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30可為單晶或多晶的任一者。
此實施形態的超研磨粒研磨輪1係將鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30藉由結合材40固定成單層的超研磨粒研磨輪。於加工成所需形狀的鋼、超硬合金、鋁合金等基底金屬10的表面，藉由硬焊法、電鍍法、化學浸鍍法，將鑽石研磨粒 20及CBN研磨粒30固著。
電鍍法係在電解液中以基底金屬作為陰極，以鎳板作為陽極，在電解液中兩極之間流通適當的電流，藉由在基底金屬表面析出鎳層，使超研磨粒固著的製造方法。化學浸鍍法係藉由鍍覆液中所含的還原劑，使鎳離子還原並析出，藉此使超研磨粒固著的製造方法。亦稱為無電解鍍覆法。
2.突出端21,31的偏差t1以及凹凸20a的高度t2
超研磨粒層15中，作用於工作物的鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30的突出端21,31的高度的偏差t1為10μm以下，在作用於工作物的鑽石研磨粒20的突出端21形成有高度0.1μm以上的凹凸20a。較佳為作用於工作物的鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30的突出端21,31的高度的偏差t1為4μm以下。偏差t1更佳為3μm以下。
(偏差t1的測定方法)
作用於工作物的超研磨粒的突出端的高度的偏差可藉由形狀分析雷射顯微鏡(例如，Keyence股份有限公司製雷射顯微鏡，VX系列)而測定。偏差t1係全部的凹凸20a,30a的最高部分與最低部分的高度差。測定偏差例如是面積1mm2的超研磨粒層15的表面進行三維測定，藉由對作用的鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30剖面分析而測定凹凸，將凹凸的最高部分與最低部分的高度差定義為偏差。
(高度t2的測定方法)
凹凸20a的高度t2係表示凹凸20a的最高部分與最低部分的高度差。突出端21,31的凹凸20a,30a的大小，可藉由針對 複雜的微細形狀的測定佳，可非接觸樣品的3維表面形狀的觀察、測定的雷射顯微鏡進行測定。作為雷射顯微鏡，例如可適用Olympus股份有限公司製，3D量測雷射顯微鏡OLS系列，或Keyence股份有限公司製，形狀分析雷射顯微鏡VX系列。當凹凸20a的高度t2未達0.1μm時，超研磨粒研磨輪1的切削加工品質降低。凹凸20a的高度t2可藉由適當決定使用砂輪修整工具的修整(truing)條件而決定。
第3圖係表示具有第1圖所示的超研磨粒層的超研磨粒研磨輪(平板形研磨輪)的全體構成的剖面圖。如第3圖所示，超研磨粒研磨輪1的基底金屬10具有凸轂部12，於凸轂部12設置有貫穿孔11。且，雖然第3圖係表示作為超研磨粒研磨輪1的平板形研磨輪，然而，超研磨粒研磨輪1亦可為成形研磨輪及杯形研磨輪。
3.超研磨粒層15中鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30的平均粒徑比
鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30的平均粒徑的比率((鑽石研磨粒的平均粒徑)/(CBN研磨粒的平均粒徑))以超過110%及150%以下為佳。
若此比率未達110%時，鑽石研磨粒20的大小與CBN研磨粒30的大小變得相當，恐怕變得難以提升壽命。若此比率超過150%時，相較於CBN研磨粒30，鑽石研磨粒20的平均粒徑變得過大。其結果恐怕導致工作物的表面變粗糙。
更佳為鑽石研磨粒的平均粒徑與CBN研磨粒的平均粒徑的比率((鑽石研磨粒的平均粒徑)/(CBN研磨粒的平均粒徑))為 超過110%及135%以下。
鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30的突出端21、31以經過修整或矯形(dressing)為佳。由於鑽石研磨粒20的突出端經修整或矯形後，可抑制突出端21大幅突出。
且，本文中「恐怕」的用詞僅表示有變成該情形的可能性，並非指有較高機率變成該情形。
(控制超研磨粒的平均粒徑的方法)
取出預定質量的從研磨粒製造商(例如，Tomei Diamond股份有限公司等)取得的鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30，以雷射繞射式粒度分佈裝置(例如島津製作所股份有限公司製，SALD系列)測定，可測定超研磨粒(原料)的平均粒徑。藉由使用各種平均粒徑的超研磨粒(原料)製作超研磨粒研磨輪1，可控制超研磨粒研磨輪1的鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30的平均粒徑。
且，如上述，由於突出端21,31經修整或矯形，控制此修整或矯形量亦可控制超研磨粒的平均粒徑。
(測定超研磨粒研磨輪的超研磨粒的平均粒徑的方法)
測定完成後的超研磨粒研磨輪1的平均粒徑，係將超研磨粒層15的結合材40以酸等溶解，取出鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30。當超研磨粒研磨輪1體積大時，僅在超研磨粒層15切取預定體積(例如0.5cm3)，由此部分取出鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30，藉由分別以放大鏡觀察，將鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30分類，以雷射繞射式粒度分佈裝置(例如， 島津製作所股份有限公司製，SALD系列)測定研磨粒，測定平均粒徑。
4.超研磨粒層15中鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30的質量比
超研磨粒層15中鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30的質量比，以從1：99至50：50為佳。若質量比為1：99(1/99)以下，鑽石研磨粒20變少，恐怕無法發揮因鑽石研磨粒20而起的上述機能。若質量比超過50：50(50/50)時，鑽石研磨粒20變得過多，當工作材為鋼時，鐵對鑽石研磨粒20反應，恐怕使研磨輪的磨蝕變得過大。較佳為質量比從3：97至40：60。最佳為鑽石研磨粒與CBN研磨粒的質量比從3：97至30：70。
(控制超研磨粒的質量比的方法)
從研磨粒製造商(例如，Tomei Diamond股份有限公司等)取得的鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30以成為特定質量比的方式取出，由於此質量比係成為完成的超研磨粒研磨輪1中的鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30的大致質量比，故可在準備原料段階調整質量比。
(測定超研磨粒研磨輪的超研磨粒的質量比的方法)
測定完成的超研磨粒研磨輪1的質量比，係將超研磨粒層15的結合材40以酸等溶解，取出鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30。當超研磨粒研磨輪1體積大時，僅在超研磨粒層15切取預定體積(例如0.5cm3)，由此部分取出鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30，藉由分別以放大鏡觀察，可將鑽石研磨粒20與CBN 研磨粒30分類，測定質量比。
(鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30在超研磨粒層15中佔有面積率)
超研磨粒層15中，鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30的佔有面積率以10%以上70%以下為佳。若佔有面積率未達10%時，超研磨粒變少恐怕使壽命降低。若佔有面積率超過70%時，超研磨粒過多恐怕使切削品質降低。
此處，佔有面積率定義為從超研磨粒層15正上方觀察時，超研磨粒層15的每單位面積，例如每1mm2上超研磨粒佔有的面積的比例。
測定鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30的佔有面積率，首先，從超研磨粒層15的表面的SEM(scanning electron microscope)觀察獲得影像的電子數據。以影像分析軟體將超研磨粒(鑽石研磨粒20及CBN研磨粒30)與結合材40進行分類，將超研磨粒的面積除以視野的面積計算佔有面積率。例如在1000μm x 1000μm的視野，測定任意3處的佔有面積率，將3處的佔有面積率加以平均。
5.結合材
結合材40為金屬電鍍或硬焊材料。作為金屬電鍍，以鍍鎳較合適，作為硬焊材料，以銀焊料較合適。
如此所構成的超研磨粒研磨輪1，由於鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30在基底金屬10以結合材40固定成單層，鑽石研磨粒20作用於工作物，可抑制CBN研磨粒30過多的微小破裂及大破裂。其結果為鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30 彼此互補，故工具壽命變長。再者，由於作用於工作物的鑽石研磨粒20與CBN研磨粒30的突出端21,31的高度的偏差t1為10μm以下，於作用於工作物的鑽石研磨粒20的突出端21形成有高度t2為0.1μm以上的凹凸20a，可提供即使是在嚴苛條件下的加工，壽命長，工作物的表面粗糙度小的超研磨粒研磨輪。
[本発明的詳細實施形態]
(實施例1)
Figure 106113730-A0202-12-0011-2
試樣編號1~7的製作：準備鋼製的基底金屬。基底金屬的外周圍係硬焊材料(Ag-Cu-Ti系)而成，固著CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合超研磨粒。以砂輪修整工具對鑽石研磨粒與CBN研磨粒進行修整，藉此製作試樣編號1至7。使CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合率(質量%)成為CBN研磨粒：鑽石研磨粒=97：3。混合超研磨粒的超研磨粒層的佔有面積率成為10%。
鑽石研磨粒的平均粒徑為222μm，CBN研磨粒的平均粒徑為200μm，(鑽石研磨粒的平均粒徑)/(CBN研磨粒的平均粒徑)的比率為111%。
試樣編號1~7的實驗條件：研磨輪的形狀依JIS B4140(2006)所規定的平板形研磨輪(第3圖)係外徑(D)為Φ200mm，厚度(T)為10mm，寬度(W)為3mm。使用横軸平面磨床，一邊供給水溶性研磨液，一邊進行研削加工實驗。工作物為高速鋼。研磨輪的周速為40m/秒，工作物的速度為13m/分。
工作物的表面粗糙度的評估：工作物與超研磨粒層接觸作為加工開始，檢視在60秒後的工作物的表面粗糙度。
在「工作物的表面粗糙度」欄中，表示以各工具加工後的工作物的相對的表面粗糙度Ra。工作物的表面粗糙度的評估「A」表示當試樣編號3加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「1.0以下」。評估「B」表示當試樣編號3加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「超過1 未達1.5」。評估「C」表示當試樣編號3加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「1.5以上未達2」。評估「D」表示當試樣編號3加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「2以上」。
在加工後的工作物的表面粗糙度Ra的測定時，在加工後的面的任意3處測定表面粗糙度Ra(JIS B 0601：2013)，計算3處的Ra的平均值，將此作為工作物的表面粗糙度Ra(平均Ra)。
工具壽命的評估：壽命係由在工作物發生燒痕為止的時間來判定。在「工具壽命」欄中表示各工具壽命的評估。壽命的評估「A」表示當試樣編號3的壽命作為「1」時，工具的相對壽命為「0.8以上」。評估「B」表示當試樣編號3的壽命作為「1」時，工具的相對壽命為「未達0.8」。評估「C」表示當試樣編號3的壽命作為「1」時，工具的相對壽命為「未達0.6」。
從表1可知，作用於工作物的鑽石研磨粒與CBN研磨粒的突出端的高度的偏差t1為10μm以下時，可獲得良好的結果。偏差t1超過10μm時，工作物的表面粗糙度變粗糙。再者，工具壽命亦惡化。可知於鑽石研磨粒的突出端形成有0.1μm以上的高度t2的凹凸時，可獲得良好的結果。在可滿足要求的工作物的表面粗糙度的範圍內，若凹凸盡可能大，則研磨輪的切削品質佳因而較佳，然而，通常鑽石研磨粒的突出端的凹凸的高度(t2)以30μm以下為佳。
(實施例2)
Figure 106113730-A0202-12-0014-3
試樣編號11~19的製作：準備鋼製的基底金屬。基底金屬的外周圍係鍍鎳而成，固著CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合超研磨粒。以砂輪修整工具對鑽石研磨粒與CBN研磨粒進行修整，藉此製作試樣編號11至19。CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合率(質量%)為CBN研磨粒：鑽石研磨粒=97：3。混合超研磨粒的超研磨粒層的佔有面積率為8%至70%。鑽石研磨粒的平均粒徑為260μm，CBN研磨粒的平均粒徑為200μm，(鑽石研磨粒的平均粒徑)/(CBN研磨粒的平均粒徑)的比率為130%。
試樣編號11~19的實驗條件：與實施例1的試樣編號1~7相同。工作物的表面粗糙度的評估：工作物與超研磨粒層接觸作為加工開始，檢視60秒後的工作物的表面粗糙度。
在「工作物的表面粗糙度」的欄中，表示以各工具加工後的工作物的相對表面粗糙度Ra。工作物的表面粗糙度的評估「A」表示當試樣編號14加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「1.0以下」。
加工後的工作物的表面粗糙度Ra的測定時，測定在加工後的面的任意3處表面粗糙度Ra(JIS B 0601：2013)，計算3處的Ra的平均值，將此作為工作物的表面粗糙度Ra(平均Ra)。
工具壽命的評估：壽命係由在工作物發生燒痕為止的時間來判定。在「工具壽命」欄中，表示各工具壽命的評估。壽命的評估「A」表示當試樣編號14的壽命作為「1」時， 工具的相對壽命為「0.8以上」。評估「B」表示當試樣編號14的壽命作為「1」時，工具的相對壽命為「未達0.8」。
從表2，鑽石研磨粒與CBN研磨粒在超研磨粒層中的佔有面積率，以10%~70%為佳。如表2所示可知，未達10%恐怕會使工具壽命變短。
(實施例3)。
Figure 106113730-A0202-12-0017-4
試樣編號21~30的製作：準備鋼製的基底金屬。基底金屬的外周圍係鍍鎳而成，固著上述CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合超研磨粒，以砂輪修整工具修整鑽石研磨粒與CBN研磨粒，藉此製作試樣編號21至30。CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合率(質量%)為CBN研磨粒：鑽石研磨粒=99.5：0.5至0：100。混合超研磨粒的超研磨粒層的佔有面積率為30%。鑽石研磨粒的平均粒徑為260μm，CBN研磨粒的平均粒徑為200μm，(鑽石研磨粒的平均粒徑)/(CBN研磨粒的平均粒徑)的比率為130%。
試樣編號21~30的實驗條件：與上述試樣編號1~7相同。工作物的表面粗糙度的評估：工作物與超研磨粒層接觸作為加工開始，檢視在此60秒後的工作物的表面粗糙度。
在「工作物的表面粗糙度」的欄中，表示以各工具加工後的工作物的相對表面粗糙度Ra。工作物的表面粗糙度的評估「A」表示當試樣編號24加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「1.0以下」。評估「B」表示當試樣編號24加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「超過1未達1.5」。
在加工後的工作物的表面粗糙度Ra的測定時，測定加工後的面的任意3處表面粗糙度Ra(JIS B 0601：2013)計算，3處的Ra的平均值，將此作為工作物的表面粗糙度Ra(平均Ra)。
工具壽命的評估：壽命係由在工作物發生燒痕為 止的時間來判定。在「工具壽命」欄中，表示各工具壽命的評估。壽命的評估「AA」表示當試樣編號22的壽命作為「1」時，相對壽命為「超過1」。壽命的評估「A」表示當試樣編號22的壽命作為「1」時，相對壽命為「0.8以上1以下」。評估「B」表示當試樣編號22的壽命作為「1」時，相對壽命為「未達0.8」。評估「D」表示當試樣編號22的壽命作為「1」時，相對壽命為「未達0.4」。
從表3可知，鑽石研磨粒與CBN研磨粒的質量比以1：99至50：50為佳，以3：97至40：60為更佳。
(實施例4)
Figure 106113730-A0202-12-0020-5
試樣編號31~37的製作：準備鋼製的基底金屬，基底金屬的外周圍係鍍鎳而成，固著上述CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合超研磨粒。以砂輪修整工具，對鑽石研磨粒與CBN研磨粒進行修整，藉此製作試樣編號31至37。CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合率(質量%)為CBN研磨粒：鑽石研磨粒=95：5。混合超研磨粒的超研磨粒層的佔有面積率為30%。鑽石研磨粒的平均粒徑為各種，CBN研磨粒的平均粒徑為200μm。
試樣編號31~37的實驗條件，除了工作物為Inconel(註冊商標「INCONEL」)以外，其餘與上述試樣編號1~7相同。
工作物的表面粗糙度的評估：工作物與超研磨粒層接觸作為加工開始，檢視60秒後的工作物的表面粗糙度。
在「工作物的表面粗糙度」欄中，表示以各工具加工後的工作物的相對表面粗糙度Ra。工作物的表面粗糙度的評估「A」表示當試樣編號33加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「1.0以下」。評估「B」表示當試樣編號33加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「超過1未達1.5」。
加工後的工作物的表面粗糙度Ra的測定時，測定在加工後的面的任意3處的表面粗糙度Ra(JIS B 0601：2013)，計算3處的Ra的平均值，將此作為工作物的表面粗糙度Ra(平均Ra)。
工具壽命的評估：壽命係由在工作物發生燒痕為止的時間來判定。在「工具壽命」的欄中，表示以各工具壽命的評估。壽命的評估「A」表示當試樣編號33的壽命作為「1」時，工具的相對壽命為「0.8以上」。
從表4可知，(鑽石研磨粒的平均粒徑)/(CBN研磨粒的平均粒徑)的比率，以超過110%及150%以下為佳。當超過150%時，工作物的表面粗糙度恐怕會變粗糙。
(實施例5)
實施例5係關於鑽石研磨粒與CBN研磨粒的混合率對性能的影響，在相較於實施例3更嚴苛的條件下詳細檢視。
Figure 106113730-A0202-12-0023-6
試樣編號41~43的製作：準備鋼製的基底金屬。基底金屬的外周圍係鍍鎳而成，固著上述CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合超研磨粒。以砂輪修整工具修整鑽石研磨粒與CBN研磨粒，藉此製作試樣編號41至43。CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合率(質量%)為CBN研磨粒：鑽石研磨粒=75：25至65：35。混合超研磨粒的超研磨粒層的佔有面積率為30%。鑽石研磨粒的平均粒徑為260μm，CBN研磨粒的平均粒徑為200μm，(鑽石研磨粒的平均粒徑)/(CBN研磨粒的平均粒徑)的比率為130%。
試樣編號23~27及41~43的實驗條件：相較於上述試樣編號1~7更嚴苛的條件。具體而言，研磨輪的周速為60m/秒，工作物的速度為13m/分。除此之外與試樣編號1~7的實驗條件相同。
工作物的表面粗糙度的評估：工作物與超研磨粒層接觸作為加工開始，檢視60秒後的工作物的表面粗糙度。
在「工作物的表面粗糙度」欄中，表示以各工具加工後的工作物的相對表面粗糙度Ra。工作物的表面粗糙度的評估「A」表示當試樣編號24加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「1.0以下」。
加工後的工作物的表面粗糙度Ra的測定時，測定在加工後的面的任意3處的表面粗糙度Ra(JIS B 0601：2013)，計算3處的Ra的平均值，將此作為工作物的表面粗糙度Ra(平均Ra)。
工具壽命的評估：壽命係由在工作物發生燒痕為 止的時間來判定。在「工具壽命」的欄中，表示各工具壽命的評估。壽命的評估「A」表示當試樣編號24的壽命作為「1」時，相對壽命為「0.8以上」。壽命的評估「B」表示當試樣編號24的壽命作為「1」時，相對壽命為「未達0.8」。
從表5可知，在嚴苛的研削條件，鑽石研磨粒與CBN研磨粒的質量比，以3：97至30：70為更佳。
(實施例6)
實施例6係關於鑽石研磨粒與CBN研磨粒的平均粒徑的比率對性能的影響，在相較於實施例4更嚴苛的條件下詳細檢視。
Figure 106113730-A0202-12-0026-7
試樣編號51的製作：準備鋼製的基底金屬，基底金屬的外周圍係鍍鎳而成，固著上述CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合超研磨粒，以砂輪修整工具修整鑽石研磨粒與CBN研磨粒，藉此製作試樣編號51。CBN研磨粒與鑽石研磨粒的混合率(質量%)為CBN研磨粒：鑽石研磨粒=95：5。混合超研磨粒的超研磨粒層的佔有面積率為30%。鑽石研磨粒的平均粒徑為270μm，CBN研磨粒的平均粒徑為200μm。(鑽石平均粒徑)/(CBN平均粒徑)為135%。
試樣編號31~35及51的實驗條件，除了工作物為Inconel(註冊商標「INCONEL」)以外，其餘與上述實施例5相同。
工作物的表面粗糙度的評估：工作物與超研磨粒層接觸作為加工開始，檢視60秒後的工作物的表面粗糙度。
在「工作物的表面粗糙度」的欄中，表示以各工具加工後的工作物的相對表面粗糙度Ra。工作物的表面粗糙度的評估「A」表示當在試樣編號33加工後的工作物的表面粗糙度作為「1」時，加工後的工作物的相對表面粗糙度為「1.0以下」。
加工後的工作物的表面粗糙度Ra的測定時，測定加工後的面的任意3處的表面粗糙度Ra(JIS B 0601：2013)，計算3處的Ra的平均值，將此作為工作物的表面粗糙度Ra(平均Ra)。
工具壽命的評估：壽命係由在工作物發生燒痕為止的時間來判定。在「工具壽命」的欄中，表示各工具壽命的 評估。壽命的評估「A」表示當試樣編號33的壽命作為「1」時，工具的相對壽命為「0.8以上」。壽命的評估「B」表示當試樣編號33的壽命作為「1」時，相對壽命為「未達0.8」。
從表6可知，(鑽石研磨粒的平均粒徑)/(CBN研磨粒的平均粒徑)的比率，以超過110%及135%以下為佳。當超過135%時，嚴苛的研削條件恐怕使工具壽命變短。
本文揭示的實施形態及實施例係以各種觀點作為舉例，並非用以限制本發明。本發明的範圍並非上述實施形態而是依據申請專利範圍，係包含與申請專利範圍具有相同功效，以及範圍內的所有變更。
(產業利用性)
本發明可應用在例如具有鑽石研磨粒與CBN研磨粒的超研磨粒研磨輪的領域。
1‧‧‧超研磨粒研磨輪
10‧‧‧基底金屬
15‧‧‧超研磨粒層
20‧‧‧鑽石研磨粒
20a,30a‧‧‧凹凸
21,31‧‧‧突出端
30‧‧‧CBN研磨粒
40‧‧‧結合材

Claims (8)

  1. 一種超研磨粒研磨輪，係包括：基底金屬，以及設置於上述基底金屬表面的超研磨粒層，上述超研磨粒層包含鑽石研磨粒與CBN研磨粒，上述鑽石研磨粒與上述CBN研磨粒係在上述基底金屬以結合材固定成單層，作用於工作物的上述鑽石研磨粒與上述CBN研磨粒的突出端的高度的偏差為2μm以上且10μm以下，在作用於工作物的上述鑽石研磨粒的突出端形成有高度0.1μm以上的凹凸，其中面積1mm2的上述超研磨粒層的表面進行三維測定，藉由對作用的上述鑽石研磨粒及上述CBN研磨粒剖面分析而測定凹凸，將凹凸的最高部分與最低部分的高度差定義為偏差。
  2. 根據申請專利範圍第1項之超研磨粒研磨輪，其中，上述鑽石研磨粒與上述CBN研磨粒在上述超研磨粒層中的佔有面積率為10%~70%。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之超研磨粒研磨輪，其中，上述鑽石研磨粒與上述CBN研磨粒的質量比係從1：99至50：50。
  4. 根據申請專利範圍第3項之超研磨粒研磨輪，其中，上述鑽石研磨粒與上述CBN研磨粒的質量比係從3：97至40：60。
  5. 根據申請專利範圍第4項之超研磨粒研磨輪，其中，上述鑽石研磨粒與上述CBN研磨粒的質量比係從3：97至30：70。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之超研磨粒研磨輪，其中，上述結 合材係硬焊材料或金屬電鍍。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之超研磨粒研磨輪，其中，上述鑽石研磨粒的平均粒徑與上述CBN研磨粒的平均粒徑的比率((上述鑽石研磨粒的平均粒徑)/(上述CBN研磨粒的平均粒徑))為超過110%及150%以下。
  8. 根據申請專利範圍第7項中之超研磨粒研磨輪，其中，上述鑽石研磨粒的平均粒徑與上述CBN研磨粒的平均粒徑的比率((上述鑽石研磨粒的平均粒徑)/(上述CBN研磨粒的平均粒徑))為超過110%及135%以下。
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