WO2008075512A1 - 砥石 - Google Patents

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WO2008075512A1
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Hiroyuki Ochiai
Kunio Tsutsui
Toru Iyobe
Kengo Kuwahara
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Ihi Corporation
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    • 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
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    • B24D18/0018—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for by electrolytic deposition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • B24D3/346—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties utilised during polishing, or grinding operation
    • 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
    • B24D5/02—Wheels in one piece

Definitions

  • the present invention relates to a grindstone for grinding that has abrasive grains fixed by electrodeposition on an outer peripheral surface.
  • a cylindrical or disk-shaped grindstone is pressed against an object (usually referred to as a cake) while rotating at a high speed, so that the work surface (cylindrical surface or end surface) is slightly moved. This is done by shaving.
  • a grindstone is usually used in which abrasive grains are bonded together with an appropriate binder, leaving fine pores.
  • a so-called electrodeposition grindstone in which abrasive grains are fixed on a base metal together with a plating layer by an electrodeposition technique may be used.
  • cBN cubic boron nitride
  • Grinding stones using superabrasive grains are provided in the form of electrodeposition grinding wheels Being les
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. 2003-326462, 2001-246560, and 5-162080 disclose techniques related to the present invention.
  • a grindstone includes a disc-shaped base metal having an outer peripheral surface, a plating layer fixed to the outer peripheral surface by electrodeposition, and a super-projection partially protruding from the plating layer.
  • a grinding layer including abrasive grains, and a lubricating layer covering the grinding layer.
  • the lubricating layer is formed by electroplating, and is composed of chromium and inevitable impurities.
  • the lubricating layer is formed by applying a lubricant on the ground layer and having a molecular bond with the ground layer.
  • the lubricating layer is formed by spraying a cobalt alloy containing chromium in the atmosphere.
  • the lubricating layer further includes an oxide film formed on the surface by heating at 600 ° C. or higher in the atmosphere.
  • the lubricating layer is formed by spraying chromium and chromium oxide.
  • the lubricating layer is formed by spraying chromium and chromium oxide.
  • the lubricating layer comprises one or more selected from the group of diamond-like carbon, TiC, TiN, and TiAIN.
  • the lubricating layer covers only the plating layer.
  • FIG. 1 is an enlarged view of a cross section of a work surface of an electrodeposition grindstone according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an overview of an electrodeposition grindstone according to an embodiment of the present invention.
  • the grindstone 1 is manufactured by electrodeposition on the same base metal 3 as a general electrodeposition grindstone.
  • the shape of the base metal 3 is not particularly limited, but a disk-shaped one made of steel as shown in FIG. 2 can be used.
  • the outer periphery of the base metal 3 is a short cylindrical outer peripheral surface, and is fixed to the outer peripheral surface by the abrasive grains 5, the plating layer 7, and the force electrodeposition technique.
  • the abrasive grains 5 and the plating layer 7 form a grinding layer for grinding the object.
  • the abrasive 5 is preferably a so-called superabrasive composed of diamond or cubic boron nitride (cBN), but is not limited thereto.
  • cBN cubic boron nitride
  • the luster layer 7 is preferably made of nickel.
  • the plating layer 7 is electrodeposited with a thickness sufficient to fix one layer of the abrasive grains 5. However, if the thickness is too large, the abrasive grains 5 will not protrude from the plating layer 7, so the thickness is smaller than the average grain size of the abrasive grains 5.
  • the abrasive grains 5 protrude from the plating layer 7.
  • Each gap between the protruding abrasive grains 5 has a function of discharging the slag.
  • Lubricating layer 9 is formed so as to cover a grinding layer composed of abrasive grains 5 and plating layer 7.
  • the lubrication layer 9 is made of an appropriate material that gives lubricity so that chips do not adhere during grinding, and suitable examples thereof include chromium, a cobalt alloy containing chromium, chromium oxide bonded by cobalt serving as a binder, Diamond-like carbon, TiC, TiN, TiAIN, etc. are of course allowed to contain inevitable impurities.
  • the lubricating layer 9 is formed by applying a force that can be achieved by an appropriate manufacturing method, a known plating technique, a known spraying technique, a known coating technique, and a known vapor deposition technique (CVD, PVD). That's the power S.
  • a force that can be achieved by an appropriate manufacturing method, a known plating technique, a known spraying technique, a known coating technique, and a known vapor deposition technique (CVD, PVD). That's the power S.
  • the lubricating layer 9 made of chromium is formed, it is preferable to apply a plating technique, particularly an electroplating technique.
  • a plating technique particularly an electroplating technique.
  • the raw material of the lubricating layer 9 is made into a powdery lubricant suspended in an appropriate solvent, and the lubricant is applied on the grinding layer, or the grinding layer is coated with the lubricant.
  • Lubrication layer 9 can be manufactured by washing in hot water!
  • Such lubricants are generally called extreme pressure lubricants and are generally available under trade names such as MILITEC.
  • the lubricant is intended to have molecular bonds with the grinding layer.
  • the lubricating layer 9 made of a cobalt alloy containing chromium it is preferable to apply a spraying technique, and it is preferable to spray it in the atmosphere. By spraying in the atmosphere, the lubricating layer 9 is partially oxidized, and higher lubricity is obtained.
  • the lubricating layer 9 is heated to 600 ° C. or higher in the atmosphere to oxidize the surface. May be.
  • the lubricating layer 9 made of chromium oxide it is preferable to spray the chromium oxide together with cobalt as a binder.
  • the lubricating layer 9 made of one or more of diamond-like carbon, TiC, TiN and TiAIN various known CVD and PVD can be applied.
  • the lubricating layer 9 made of chrome is expected to have an effect of easily discharging the IJ swarf, since the shavings are difficult to adhere due to poor wettability.
  • the chromium oxide produced by oxidizing chromium provides a higher level of lubricity.
  • the lubricating layer 9 made of a cobalt alloy containing chromium sprayed to the atmosphere contains chromium oxide obtained by oxidizing chromium, and similarly provides high lubricity.
  • the lubricating layer 9 may be formed so as to cover only the gap between the abrasive grains 5, or may be formed so as to cover the entire grinding layer formed by the force between the abrasive grains 5 and the plating layer 7. Good. Even when the entire grinding layer is covered with the lubricating layer 9, since the lubricating layer 9 is made of the material as described above, the portion covering the abrasive grains 5 is quickly worn out when the grinding starts and the abrasive grains 5 protrude. Shave. That is, the lubricating layer 9 must be formed so as to avoid the abrasive grains 5 and cover only the gaps between the abrasive grains 5! / For this reason, any of the above-described various techniques can be applied to the formation of the lubricating layer 9, and the formation is easy.
  • the lubricating layer 9 can be manufactured by applying any of known plating techniques, known spraying techniques, and known coating techniques, and the entire grinding layer is not limited to the gaps between the abrasive grains 5. Since it may be coated, its production is very easy.

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Abstract

　砥石は、外周面を有する円盤状の台金と、電着により前記外周面に固着した、メッキ層と、前記メッキ層から部分的に突出した超砥粒と、を含む、研削層と、前記研削層を覆う潤滑層と、を備える。前記潤滑層は、クロムないしクロムを含むコバルト合金よりなり、めっき技術、塗布技術、溶射技術の何れかにより形成される。

Description

明 細 書 技術分野
[0001] 本発明は、電着により固定された砥粒を外周面に有する研削加工のための砥石に 関する。
背景技術
[0002] 研削加工は、円筒状ないし円盤状の砥石を高速で回転させつつ対象（通常、ヮー クと呼称する）に押圧し、以つてその作業面（円筒面ないし端面）によりワークを少しず つ削りだすことにより為される。砥石は通常、砥粒を適宜の結合材によって微細な気 孔を残して結合したものを用いる。また、砥粒をメツキ層とともに台金上に電着技術に より固定した、所謂電着砥石が利用される場合もある。極めて固い難削材を研削する ときには、一般に超砥粒と呼ばれるダイヤモンドや立方晶ボロンナイトライド（cBN)を 砥粒とする必要があり、超砥粒を利用した砥石は電着砥石の形態で提供されてレ、る
[0003] 研削加工の作業に進行に伴い、砥石の研削能力が低下することが、頻繁に経験さ れる。これは、砥粒の脱落や削り屑による砥粒間の目詰まり等が原因であって、作業 面を薄ぐ削り取って砥粒を突出（発刃）させるドレッシングと呼ばれる作業により解消 すること力 Sできる。一方、電着砥石は通常、砥粒を一層しか持たないので、作業面を 薄ぐ削り取ることができない。電着砥石では、砥粒間の目詰まりを丹念に除去する力、、 砥石を交換することが必要である。これらは極めて煩瑣な作業であって、研削加工の 能率を著しく減ずるものである。砥粒間の目詰まりをいかに防止する力、が、電着砥石 による作業の効率を大きく左右する。
[0004] 曰本国特開 2003— 326462号、特開 2001— 246560号および特開平 5— 1620 80号は、本発明に関連する技術を開示する。
発明の開示
[0005] 本発明は、製作が容易で、かつ削り屑の凝着を防止して作業の効率化を実現する 電着砥石を提供する。 [0006] 本発明の一局面によれば、砥石は、外周面を有する円盤状の台金と、電着により 前記外周面に固着した、メツキ層と、前記メツキ層から部分的に突出した超砥粒と、を 含む、研削層と、前記研削層を覆う潤滑層と、を備える。
[0007] 望ましくは、前記潤滑層は電気めつきにより形成されたものであって、クロムおよび 不可避的不純物よりなる。あるいは望ましくは、前記潤滑層は前記研削層上に潤滑 剤を塗布し、前記研削層と分子結合を有するべくされることにより形成されたものであ る。さらにあるいは望ましくは、前記潤滑層はクロムを含むコバルト合金を大気中にお いて溶射することにより形成されたものである。また望ましくは、前記潤滑層はさらに 大気中における 600°C以上の加熱によりその表面に形成された酸化皮膜を含む。
[0008] あるいは望ましくは、前記潤滑層はクロムおよび酸化クロムを溶射することにより形 成されたものである
あるいは望ましくは、前記潤滑層はクロムおよび酸化クロムを溶射することにより形 成されたものである。またあるいは望ましくは、前記潤滑層はダイヤモンドライクカー ボン、 TiC、 TiNおよび TiAINの群より選択された一以上よりなる。
[0009] また望ましくは、前記潤滑層は前記メツキ層のみを覆う。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]図 1は、本発明の一実施形態による電着砥石の作業面の断面を拡大した図で ある。
[図 2]図 2は、本発明の一実施形態による電着砥石の概観を表す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明の一実施形態を、図 1及び図 2を参照して以下に説明する。
[0012] 本発明の一実施形態による砥石 1は、一般的な電着砥石と同じぐ台金 3上に電着 することにより製造される。台金 3の形状は、特に限定されないが、図 2に示すような 鋼よりなる円盤状のものを利用することができる。台金 3の外周は短い円筒状の外周 面であって、前記外周面には、砥粒 5と、メツキ層 7と力 電着技術により固着されて いる。砥粒 5とメツキ層 7とは、対象を研削するための研削層をなす。
[0013] 前記砥粒 5は、ダイヤモンドまたは立方晶ボロンナイトライド (cBN)よりなる、所謂超 砥粒が好ましいが、これらに限られない。砥粒 5は、通常、一層のみが電着される。メ ツキ層 7は、好ましくはニッケルよりなる。メツキ層 7は、一層の前記砥粒 5を固着する に十分な厚みが電着される。ただし厚すぎれば砥粒 5がメツキ層 7から突出しないの で、その厚さは砥粒 5の平均粒径よりは小である。砥粒 5の粒径とメツキ層 7の厚さと がこのような関係であるために、砥粒 5はメツキ層 7から突出している。突出した砥粒 5 間の各々の間隙は、肖 ijり屑を排出する作用を有する。
[0014] 砥粒 5とメツキ層 7とからなる研削層を覆うように、潤滑層 9が形成される。潤滑層 9は 、研削加工中に削り屑が凝着しないように潤滑性を与える適宜の物質よりなり、その 好適な例はクロム、クロムを含むコバルト合金、バインダたるコバルトにより結合された 酸化クロム、ダイヤモンドライクカーボン、 TiC、 TiNおよび TiAIN等であって、勿論 不可避的な不純物を含むことが許容される。
[0015] 潤滑層 9の形成は適宜の製造方法によりなすことができる力、公知のめっき技術、 公知の溶射技術、公知の塗布技術、公知の気相成長技術 (CVD, PVD)を適用す ること力 Sでさる。
[0016] クロムよりなる潤滑層 9を形成する場合には、めっき技術、特に電気めつき技術を適 用することが好適である。また、これに代えて、潤滑層 9の原材料を粉末状として適宜 の溶媒に懸濁した潤滑剤とし、前記研削層上に前記潤滑剤を塗布するか、または前 記研削層を前記潤滑剤により湯洗することにより潤滑層 9を製造してもよ!/、。なおこの ような潤滑剤は一般に極圧潤滑剤と呼称され、 MILITECなどの商品名で一般に入 手しうる。前記潤滑剤は、前記研削層と分子結合を有するべくされている。
[0017] クロムを含むコバルト合金よりなる潤滑層 9を形成する場合には、溶射技術を適用 することが好適であって、さらに大気中で溶射することが望ましい。大気中で溶射す ることにより潤滑層 9は部分的に酸化し、より高い潤滑性が得られる。
[0018] あるいは、溶射技術な!/、し他の技術を用いて形成した場合にお!/、て、潤滑層 9を大 気中で 600°C以上に加熱して、その表面を酸化してもよい。
[0019] またあるいは、酸化クロムよりなる潤滑層 9を形成する場合には、酸化クロムをバイン ダたるコバルトと共に溶射することが好適である。
[0020] さらに、ダイヤモンドライクカーボン、 TiC、 TiNおよび TiAINの何れか一ないし一 以上よりなる潤滑層 9を形成する場合には、公知の各種 CVDや PVDが適用できる。 [0021] クロムよりなる潤滑層 9は、濡れ性が悪いために削り屑が凝着しにくぐ肖 IJり屑が排 出され易くなる効果が期待できる。さらにクロムを酸化させて生ずる酸化クロムは、より 高レヽ潤滑性を提供する。大気溶射されたクロムを含むコバルト合金よりなる潤滑層 9 は、クロムが酸化された酸化クロムを含み、同様に高い潤滑性を提供する。これらは 大気中における加熱によってさらに酸化クロムを生じ、より高い潤滑性を提供する。 同様な効果は、バインダと共に酸化クロムを溶射することによつても得られる。ダイヤ モンドライクカーボン、 TiC、 TiNおよび TiAINは、平滑でかつ極めて硬度が高いこと により、金属の削り屑の凝着を防止する。
[0022] 潤滑層 9は、砥粒 5間の間隙のみを覆うように形成してもよいし、砥粒 5とメツキ層 7と 力、らなる研削層の全体を覆うように形成してもよい。研削層の全体が潤滑層 9により覆 われている場合でも、潤滑層 9は上述の如き物質よりなるために、砥粒 5を覆う部分は 研削開始とともに速やかに損耗して砥粒 5が突出して発刃する。即ち、潤滑層 9は必 ずしも砥粒 5を避けて砥粒 5間の間隙のみを覆うように形成せねばならな!/、わけでは ない。これがために、潤滑層 9の形成には上述の様々な技術の何れをも適用すること ができ、かつ形成が容易である。
[0023] 上述の如く構成された砥石 1を回転させて対象に押圧すると、発刃した砥粒 5により 対象が削られる。肖られて生ずる削り屑は、前述のごとく砥粒 5間の間隙に排出され る。間隙は潤滑層 9が覆っているために、肖 ijり屑は砥石 1の回転に伴う遠心力により 容易に外部へと排出され、間隙に凝着することが防止される。
[0024] 肖り屑が間隙に凝着しにくいので、砥石の寿命が延長され、砥石の交換なしに連続 して研削加工を継続することができる。従って、研削加工の作業の効率化を図ること 力 Sできる。また潤滑層 9は公知のめっき技術、公知の溶射技術、または公知の塗布技 術の何れを適用しても製造することができ、かつ砥粒 5間の間隙に限られずに研削 層の全体を被覆してもよいので、その製作が極めて容易である。
[0025] 好適な実施形態により本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定される ものではない。上記開示内容に基づき、当該技術分野の通常の技術を有する者が、 実施形態の修正ないし変形により本発明を実施することが可能である。
産業上の利用の可能性 製作が容易で、かつ削り屑の凝着を防止して作業の効率化を実現する電着砥石が 提供される。

Claims

請求の範囲
[1] 外周面を有する円盤状の台金と、
電着により前記外周面に固着した、メツキ層と、前記メツキ層から部分的に突出した 超砥粒と、を含む、研削層と、
前記研削層を覆う潤滑層と、
を備えた砥石。
[2] 請求項 1の砥石において、前記潤滑層は電気めつきにより形成されたものであって
、クロムおよび不可避的不純物よりなる。
[3] 請求項 1の砥石において、前記潤滑層は前記研削層上に潤滑剤を塗布し、前記研 削層と分子結合を有するべくされることにより形成されたものである。
[4] 請求項 1の砥石において、前記潤滑層はクロムを含むコバルト合金を大気中にお いて溶射することにより形成されたものである。
[5] 請求項 1の砥石において、前記潤滑層はさらに大気中における 600°C以上の加熱 によりその表面に形成された酸化皮膜を含む。
[6] 請求項 1の砥石において、前記潤滑層はコバルトおよび酸化クロムを溶射すること により形成されたものである。
[7] 請求項 1の砥石において、前記潤滑層はダイヤモンドライクカーボン、 TiC、 TiNお よび TiAINの群より選択された一以上よりなる。
[8] 請求項 1の砥石において、前記潤滑層は前記メツキ層のみを覆う。
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