JP4337249B2 - Electroformed thin blade whetstone and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンやフェライト等の被削材を切断加工したり溝入れ加工するため等に用いられる電鋳薄刃砥石及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
シリコンやGaAs、フェライト等の被削材を高精度に切断加工したり溝入れ加工するのに用いられる薄刃ブレード等の工具として電鋳薄刃砥石がある。このような電鋳薄刃砥石の一例として図7に示すものがあり、この電鋳薄刃砥石1は、NiやCo、或いはこれらの合金等からなる金属めっき相中にダイヤモンドやcBN等の超砥粒が分散配置されてなるリング形状とされている。この電鋳薄刃砥石1は厚さ数十μm〜数百μmの板状をなしている。
そしてこの電鋳薄刃砥石1は軸線回りに回転する砥石軸2の小径軸部3に嵌挿された一対の取り付け用フランジ4,4間に挟まれた状態で、ナット5によって砥石軸2に締め込まれて固定されている。この砥石軸2を軸線まわりに回転させることにより電鋳薄刃砥石1の外周縁1aでシリコン等の被削材を切断加工することになる。
【0003】
ところでこのような電鋳薄刃砥石1は、Niめっき等に微少量含まれるイオウの影響によってNiやNi合金等による金属めっき相の硬度がHv=500〜750にまで増加するためにその機械的強度と剛性が高く、薄肉であっても切断加工等に用いることができた。
しかしながら、このような電鋳薄刃砥石1にあっては金属めっき相の硬度が高いために、切断加工時に超砥粒の摩滅が進んでも金属めっき相の摩耗速度が遅く超砥粒が容易に脱落しないために自生発刃作用を十分に発揮できず、切れ味が低下し切断加工精度が低下するという欠点があった。
そこで、電鋳薄刃砥石1の刃先の外周面を放電加工等によって200℃以上の温度で熱処理することでNiめっき等でなる金属めっき相の研削に関与する刃先部の組織を再結晶化して金属めっき相を軟質化するとともに脆化させる技術が提案されている。これによって被削材の切断加工時に金属めっき相の摩耗除去が促進されて超砥粒の摩耗に応じてこれが金属めっき相と共に脱落して新たな超砥粒が露出することで切れ味を高く維持できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放電加工機等によって金属めっき相の刃先部を全周に亘って加熱する場合、入熱量のコントロールが困難であり、熱処理の領域が刃先部の外周縁から研削に関与する領域の所定幅に満たなければ切断加工が進むと切れ味低下を起こしやすく、研削に関与する領域の所定幅を越えて加熱すると電鋳薄刃砥石1自体の強度低下を来しやすいという問題がある。
また金属めっき相の刃先部を熱処理することで加熱した部分が変形し易く、刃先部が全周に亘って歪むことになって、切断加工時の被削材の切断代が大きくなる上に高精度な切断加工等ができなくなってしまうという問題もある。
【0005】
本発明は、このような実情に鑑みて、刃先部を所定幅に亘って精密に熱処理できるようにした電鋳薄刃砥石及びその製造方法を提供することを目的とする。
また本発明の他の目的は刃先部の熱処理の際に熱変形を抑制できるようにした電鋳薄刃砥石及びその製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電鋳薄刃砥石は、金属結合相中に超砥粒を分散配置してなる電鋳薄刃砥石において、刃先部の両面の一方の面に所定間隔で再結晶組織を構成する第一再結晶部を形成し、他方の面の前記第一再結晶部の間に再結晶組織を構成する第二再結晶部を形成することで、刃先部の周方向両面に第一及び第二再結晶部が交互に配列されてなることを特徴とする。
刃先部の両面を順次例えばレーザー光照射することで刃先部の厚み方向両面に交互に第一または第二再結晶部が形成されるために、刃先部両面の熱歪みを同一化して交互に配列することになり、刃先部の内部応力のバランスをとることができ電鋳薄刃砥石の熱変形によるそりを抑制できる。
また、本発明は、前述の電鋳薄刃砥石を製造するための電鋳薄刃砥石の製造方法であって、前記刃先部の前記一方の面に所定間隔でレーザー光を照射して前記第一再結晶部を形成した後、前記他方の面より、前記第一再結晶部の間にレーザー光を照射して前記第二再結晶部を形成することを特徴とする。
NiやCoまたはこれらの合金等からなる金属めっき相を200℃以上に加熱することで、金属めっき相が軟質化すると共にその結晶粒界にNi−Sの金属化合物を形成して脆化するために、研削時に超砥粒の摩耗に応じて金属めっき相の摩耗が促進してその自生発刃作用が向上する。特に刃先部にレーザー光を照射することでポイント照射を行えるために刃先部の熱処理範囲を所定幅に精密に設定でき、電鋳薄刃砥石の全周に亘って研削に関与する領域のみを高精度に再結晶化できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電鋳薄刃砥石の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図1は実施の形態による電鋳薄刃砥石の平面図、図2は電鋳薄刃砥石にレーザ光を照射する状態を示す構成図である。
本実施の形態による電鋳薄刃砥石10は、ダイヤモンドやcBN等の超砥粒が金属めっき相中に分散配置されており、金属めっき相はNi、Co、またはこれらの合金等からなっていて、しかもイオウが超砥粒を含む全重量に対して0.01〜0.3重量%含まれている。この電鋳薄刃砥石10は平面視円環状をなす板状とされ、その厚みは例えば数十μm〜数百μmの範囲とされている。
しかもその刃先部11は外周縁11aから径方向内側に例えば2mm以内の範囲に亘って金属めっき相の再結晶組織が形成され、研削領域12を構成する。そして刃先部11の外周縁11aから径方向内側に向けて複数のスリット14…が円形の外周縁11aに沿って所定間隔で形成されている。このスリット14は好ましくは研削領域12よりも径方向内側に延びて形成されている。隣り合うスリット14、14で仕切られた刃先部11は刃先片16を構成する。
【0013】
スリット14の数は電鋳薄刃砥石10の外周縁11aの長さによるが、例えば8条以上、好ましくは16条以上とする。スリット14の数が増大すれば熱処理時の熱変形は抑制できるが刃先部11の剛性が低下する欠点があり、逆にスリット14の数が少ないと刃先部11の熱変形が長く大きくなって精度低下を来すことになる。
尚、スリット14の長さは研削領域12の幅以下であってもよい。この場合でもスリット14の内側縁部が研削領域12の基端側縁部近くであれば熱処理による熱歪みの悪影響は少ない。
【0014】
次に実施の形態による電鋳薄刃砥石10の製造方法について説明する。
先ずめっきされる金属に対して剥離性の処理がなされたステンレス製の基板に砥石の原型形状をなす部分を残してマスキングを施し、脱脂等の清浄化処理を施す。次にこの基板をめっき浴槽内のめっき液中に浸漬する。めっき液はダイヤモンド等の超砥粒を分散させたNi基若しくはCo基とイオウを含む有機光沢剤を含有する電解めっき液とし、このめっき液中に基板に対向して陽極板を配設し、基板を陰極に接続する。
この状態で陰極と陽極に通電すると、基板上にNi合金、Co合金或いはNi−Co合金めっき相が析出し、このめっき相中に超砥粒が均一に分散された砥粒層が形成される。砥粒層の厚みが数十μm〜数百μmとなった状態でめっきを終了する。
次いで、この砥粒層を形成した基板をめっき液から取り出してブラッシング等を含む水洗処理を施した後、基板から砥粒層を剥離する。そして得られた砥粒層をパンチング加工等により円形の砥石形状に成型して更に真円に加工して電鋳薄刃砥石10を得る。
【0015】
次にこの電鋳薄刃砥石10について切断用レーザ装置等を用いて刃先部11の外周縁11aから径方向内側に所定間隔でスリット14…を形成する。
そして、電鋳薄刃砥石10を図2に示すようにモータに連結された回転台に設けた一対の例えば円形カップ型をなすフランジ17,17で挟持して刃先部11を含む外周側だけを全周に例えば4〜5mm幅でリング状に露出させる。その際に電鋳薄刃砥石10はフランジ17、17と同心円をなすように固定する。そして電鋳薄刃砥石10の刃先部11の外周縁11a近傍にレーザ光を照射できるようにレーザ装置18を配設する。このレーザ装置18はろう付け用、はんだ付け用等のレーザ装置を採用できる。
この状態で、回転台の中心軸回りに電鋳薄刃砥石10を回転させながらレーザ装置18からレーザ光を照射して、回転する刃先部11の外周縁11aから径方向内側に2mm以下の範囲を順次加熱する。レーザ照射による加熱温度は200℃以上500℃までの範囲、例えば250℃程度とする。
【0016】
これにより刃先部11をスポット的に熱処理できるから、その加熱領域が再結晶化して再結晶組織となる。しかも回転する電鋳薄刃砥石10をスポット的に加熱するから短時間加熱された刃先部11はレーザ光照射ポイントを直ぐに外れて冷却されるために温度の低下が早く周辺領域まで再結晶化されることを防止できる。同時に刃先部11には所定間隔でスリット14…が形成されているから、レーザ照射しても各刃先片16の回転方向前後のスリット14、14でも放熱される。これらの要因により刃先部11は加熱後に効果的に冷却されることになり、刃先部11に熱変形が生じるのを抑制できる。
しかもスリット14のために周方向に大きな熱歪みが生じることはなく、刃先片16単位で小さな熱歪みが生じ得るにすぎない。
従って幅2mm以内の所定範囲に亘って全周に高精度に熱処理して再結晶組織からなる精密な研削領域12を製作でき、この研削領域12が熱で歪んで波打ったりするのを確実に防止できる。
【0017】
このようにして得られた電鋳薄刃砥石10を用いてシリコン等の被削材を切断加工する場合、電鋳薄刃砥石10を砥石軸2に装着した状態で所定回転速度で回転させつつ被削材に切り込み刃先部11の研削領域12で切断加工する。
この時、研削領域12は再結晶組織になっているから他の金属めっき相の組織より軟質化して脆化されており、超砥粒が研削で摩耗するより早く再結晶組織の金属めっき相が摩耗して除去され、新たな超砥粒が露出するために良好な切れ味を継続的に確保できる。そのため研削領域12について自生発刃作用を促進できて良好な切れ味を維持できて優れた研削性能を発揮できる。しかも研削に関与しない領域では高い剛性が維持されるので電鋳薄刃砥石の保持強度が高い。
【0018】
上述のように本実施の形態によれば、刃先部11の研削領域12の自生発刃作用を促進して良好な切れ味を維持でき優れた研削性能を発揮できる。また電鋳薄刃砥石10の製作に際して、再結晶組織を形成するための刃先部11の加熱時にスリット14…を設け且つ電鋳薄刃砥石10を回転させたから、研削領域12の熱歪みを刃先片16単位で小さく抑えて歪みの少ない高精度な再結晶組織を製作でき、周辺領域の強度低下をもたらすおそれがない。
【0019】
本発明の変形例について図3から図6に基づいて説明するが、実施の形態による電鋳薄刃砥石10と同一または同様の部分、部品については同一の符号を用いて説明する。
図3は第一の変形例を示す電鋳薄刃砥石20を示す部分説明図であり、この電鋳薄刃砥石20は基本構成を実施の形態による電鋳薄刃砥石10と同じくしており、その円形の刃先部11の研削領域22は外周縁11aから径方向内側に略リング状に金属めっき相の再結晶組織を構成している。尚、刃先部11にはスリット11が設けられていない。
この研削領域22はその周方向にそれぞれ再結晶組織からなる第一再結晶部22aと第二再結晶部22bとが交互に設けられている。第一及び第二再結晶部22a、22bは同一の再結晶組織を構成するが、加熱の方向が上下異なるためにそりの方向が逆になっている。
即ち、図3に示すように刃先部11の両側面の一方の面11Aに所定間隔でレーザー光を照射して第一再結晶部22a…とし、次に他方の面11Bより第一再結晶部22a,22a間のレーザー光を照射していない非再結晶部分にレーザー光照射して再結晶化させることで第二再結晶部22bを第一再結晶部22aと交互に全周に亘って構成する。
【0020】
上述の構成を採用したことで、刃先部11の厚み方向両面11A、11Bの熱歪みを上下両側に交互に形成にすることにより、刃先部11の内部応力のバランスをとることができ電鋳薄刃砥石20の熱変形によるそりを抑制できる。
尚、上述の電鋳薄刃砥石20において、隣り合う第一再結晶部22aと第二再結晶部22bとの間にスリット14を順次形成してもよく、このような構成を採用すればレーザー加熱時の放熱性が向上するために熱歪みを一層少なくして刃先部11のバランスと平坦性を向上できる。
【0021】
次に図4は第二変形例を示す電鋳薄刃砥石の部分平面図である。この電鋳薄刃砥石30では、刃先部11の一方(または両方)の面11Aにレーザー光をスポット状に所定間隔で照射し、刃先部11に再結晶組織からなる再結晶部31と非再結晶部32が周方向に交互に存在するように構成している。再結晶組部31は再結晶化されて比較的軟質となり、非再結晶部32は電着による金属めっき相であるから比較的硬度が高い。
このような構成としたことで、各再結晶部31の円周方向長さを制御して電鋳薄刃砥石30の耐摩耗性の制御が可能となる。例えば再結晶部31の円周方向長さを長くすることによって砥石30の金属めっき相の耐摩耗性を低減でき、自生発刃性を高めることができる。
この変形例の場合においても、スポット状の再結晶部31の周方向両側、即ち再結晶部31と非再結晶部32との間にスリット14を順次設けてもよい。
【0022】
図5は第三の変形例である電鋳薄刃砥石の刃先部の部分縦断面図であり、図中、電鋳薄刃砥石40の刃先部11に照射する照射ポイントでのレーザー光の集光径を100〜1000μmとし、しかもこの集光径を電鋳薄刃砥石40の厚みの2〜10倍に設定してもよい。
このようなレーザー光の集光径を設定することにより、刃先部11のレーザー照射による再結晶組織からなる再結晶部41及びその近傍の熱歪みを低減でき電鋳薄刃砥石40の変形を抑制できる。ここで集光径が1000μmを越えると刃先部11への入熱量が大きくなりすぎ熱処理部及び周辺の影響も含めて熱量のコントロールが難しい。100μmより小さいと刃先部11の熱処理面11Aとその反対側の面11Bの熱処理状態の差が大きく、電鋳薄刃砥石40の変形を生じ易い。そのため電鋳薄刃砥石40に好適なレーザー光の集光径は2〜10倍である。
【0023】
図6(a)は第四の変形例である電鋳薄刃砥石の刃先部の部分平面図であり、図中、電鋳薄刃砥石50において、刃先部11の一方の面11Aで最外周の外周縁11aから順次内周側に向かって刃先部11の形成幅に亘ってスパイラル状(または同心円状)にレーザーを照射して再結晶組織からなる再結晶部51を形成するようにしてもよい。
レーザー熱処理を外周縁11aから開始して螺旋状(若しくは同心円状)に順次内周に向かって行うとスタートポイント51aで外周縁11aから放熱できて電鋳薄刃砥石50の変形が少ない。
その点、同図(b)に示すように刃先部11の内周から外周に向かってレーザー熱処理を行うとスタートポイント51a′の入熱量の制御が難しいと共にレーザー照射部とその周辺で大きな熱膨張差を生じ、大きな曲がりを生じ易く更にその外周側の曲がったところにレーザー照射が順次行われるため、その湾曲は加速される。外周縁11aをスタートポイント51aとして熱処理をスタートすると、熱歪みが発生しても外周縁11aまでの距離が短いために放熱性がよくて曲げモーメントが小さく初期レーザー熱処理した予熱でその内周側が予め予熱されるため、その後のレーザー熱処理による再結晶組織部51に隣接する熱影響部の熱歪み緩和作用が働き変形が少ない。
尚、第三及び第四変形例においても刃先部11に所定間隔でスリット14を形成してもよい。上記第一から第四変形例においてスリット14を刃先部11に形成する場合、スリット14形成後にレーザーによる熱処理を行うことが好ましい。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電鋳薄刃砥石は、刃先部の両面の一方の面に所定間隔で再結晶組織を構成する第一再結晶部を形成し、他方の面の前記第一再結晶部の間に再結晶組織を構成する第二再結晶部を形成することで、刃先部の周方向両面に第一及び第二再結晶部が交互に配列されてなるから、刃先部の厚み方向両面の熱歪みを同一化して交互に配列することにより、刃先部の内部応力のバランスをとることができ電鋳薄刃砥石の熱変形によるそりを抑制できる。
また、本発明に係る電鋳薄刃砥石の製造方法は、前記刃先部の前記一方の面に所定間隔でレーザー光を照射して前記第一再結晶部を形成した後、前記他方の面より、前記第一再結晶部の間にレーザー光を照射して前記第二再結晶部を形成するから、刃先部にレーザー光を照射することでポイント照射を行えるために刃先部の熱処理範囲を所定幅に精密に設定でき、電鋳薄刃砥石の全周に亘って研削に関与する領域のみを高精度に再結晶化できる。
【0025】
また本発明による電鋳薄刃砥石は、刃先部の延在方向に沿って所定間隔でスリットを形成した後、刃先部を加熱して熱処理して刃先部の外周側に所定幅の再結晶組織を形成したから、加熱時に刃先部の熱がスリットによって効率良く放熱され、しかも熱歪みが生じてもスリットで仕切られた刃先片単位で微小な歪みが生じるだけで外周方向に連続する大きな歪みは発生せず、刃先部のスリットで仕切られた領域の熱変形を抑えて精度の良い熱加工ができる。
【0026】
また本発明による電鋳薄刃砥石は、刃先部の両面の一方の面に所定間隔で再結晶組織を構成する第一再結晶部を形成し、他方の面の前記第一再結晶部の間に再結晶組織を構成する第二再結晶部を形成することで、刃先部の周方向両面に第一及び第二再結晶部が交互に配列されてなるから、刃先部の厚み方向両面の熱歪みを同一化して交互に配列することにより、刃先部の内部応力のバランスをとることができ電鋳薄刃砥石の熱変形によるそりを抑制できる。
また本発明の電鋳薄刃砥石は、刃先部に再結晶組織からなる軟質の再結晶部と非再結晶部が交互に存在するようにしたから、再結晶部の円周方向長さを制御して砥石の耐摩耗性の制御が可能となり、再結晶部の円周方向長さを長くすることによって砥石の金属結合相の耐摩耗性を低減でき、自生発刃性を高めることができる。
【0027】
また本発明による電鋳薄刃砥石の製造方法は、電鋳薄刃砥石を所定速度で回転させつつ刃先部にレーザ光を照射して外周側の所定幅を再結晶化させたから、刃先部のレーザ光照射部が光路から外れて加熱後に順次冷却され、刃先部の熱歪みを抑えて再結晶化でき、電鋳薄刃砥石の回転速度を制御することで刃先部への入熱量を調整できて適切な再結晶組織を形成できる。
またレーザ光の照射に先だって電鋳薄刃砥石の外周側には所定間隔でスリットを形成したから、レーザ光照射時の放熱がスリットで一層進み、刃先部の熱歪みを一層抑制できる。
【0028】
またレーザー光の集光径を100〜1000μmであって砥石厚みの2〜10倍としたから、刃先部のレーザー照射による再結晶部及びその近傍の熱歪みを低減でき砥石の変形を抑制できる。
また刃先部の最外周から順次内周側に向かって同心円状またはスパイラル状に熱処理するようにしたから、レーザー熱処理を最外周から開始して順次内周に向かってレーザー熱処理を行うときの電鋳薄刃砥石の変形が少ない。最外周からスタートすると、熱歪みが発生しても長さがないために曲げモーメントが小さく初期レーザー熱処理した予熱でその内周側が予め予熱されるため、その後のレーザー熱処理による熱影響部の熱歪み緩和作用が働き変形が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態による電鋳薄刃砥石の平面図である。
【図2】 実施の形態による電鋳薄刃砥石を回転台に装着して回転させつつレーザ光を照射する状態を示す要部説明図である。
【図3】 実施の形態の第一変形例による電鋳薄刃砥石の部分説明図である。
【図4】 第二変形例による電鋳薄刃砥石の部分平面図である。
【図5】 第三変形例による電鋳薄刃砥石の刃先部の縦断面図である。
【図6】 (a)は第四変形例による電鋳薄刃砥石の部分平面図、(b)は内周側のスタートポイントを加熱した場合の電鋳薄刃砥石の部分縦断面図である。
【図7】 従来の電鋳薄刃砥石を砥石軸に装着した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
10,20,30,40,50 電鋳薄刃砥石
11 刃先部
11a 外周縁
12 研削領域
14 スリット
16 刃先片
22,31,41,51 再結晶組織部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electroformed thin blade whetstone used for cutting or grooving a work material such as silicon or ferrite and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As a tool such as a thin blade used for cutting or grooving a work material such as silicon, GaAs, and ferrite with high accuracy, there is an electroformed thin blade grindstone. An example of such an electroformed thin blade grindstone is shown in FIG. 7, and this electroformed thin blade grindstone 1 is a superabrasive such as diamond or cBN in a metal plating phase made of Ni, Co, or an alloy thereof. The ring shape is formed by being distributed. The electroformed thin blade 1 has a plate shape with a thickness of several tens of μm to several hundreds of μm.
The electroformed thin-blade grindstone 1 is fastened to the grindstone shaft 2 by a
[0003]
By the way, such an electroformed thin blade whetstone 1 has its mechanical strength because the hardness of the metal plating phase by Ni or Ni alloy increases to Hv = 500 to 750 due to the influence of sulfur contained in a small amount in Ni plating or the like. It has high rigidity and can be used for cutting processing even if it is thin.
However, in such an electroformed thin-blade grindstone 1, the hardness of the metal plating phase is high, and therefore the wear rate of the metal plating phase is slow and the superabrasive grains easily fall off even if the wear of the superabrasive grains progresses during the cutting process. Therefore, there is a drawback that the self-generated blade action cannot be sufficiently exhibited, the sharpness is lowered, and the cutting accuracy is lowered.
Therefore, the outer peripheral surface of the blade edge of the electroformed thin blade 1 is heat-treated at a temperature of 200 ° C. or higher by electric discharge machining or the like, thereby recrystallizing the structure of the blade edge portion involved in grinding of the metal plating phase made of Ni plating or the like. Techniques have been proposed for softening and embrittlement of the plating phase. This facilitates the removal of wear of the metal plating phase during the cutting process of the work material, and in accordance with the wear of the superabrasive grains, it falls off together with the metal plating phase and exposes new superabrasive grains, so that the sharpness can be maintained high. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the cutting edge of the metal plating phase is heated over the entire circumference by an electric discharge machine or the like, it is difficult to control the amount of heat input, and the heat treatment area is a predetermined width of the area involved in grinding from the outer edge of the cutting edge. If it does not satisfy the above, there is a problem that the cutting performance is liable to be reduced when the cutting process proceeds, and that the strength of the electroformed thin-blade grindstone 1 itself is liable to decrease when heated beyond a predetermined width of the region involved in grinding.
In addition, the heated part of the metal plating phase is easily deformed by heat treatment, and the cutting edge is distorted over the entire circumference, which increases the cutting allowance of the work material during cutting. There is also a problem that accurate cutting or the like cannot be performed.
[0005]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an electroformed thin blade whetstone capable of precisely heat-treating a cutting edge portion over a predetermined width and a method for manufacturing the same.
Another object of the present invention is to provide an electroformed thin blade whetstone capable of suppressing thermal deformation during the heat treatment of the cutting edge and a method for manufacturing the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The electroformed thin blade grindstone according to the present invention is an electrocast thin blade grindstone in which superabrasive grains are dispersedly arranged in a metal binder phase, and a recrystallized structure is formed on one surface of both surfaces of the blade edge portion at a predetermined interval. By forming a recrystallized part and forming a second recrystallized part constituting a recrystallized structure between the first recrystallized part on the other surface, the first and second recrystallized parts are formed on both circumferential surfaces of the blade edge part. The crystal parts are arranged alternately.
Since the first or second recrystallized portion is alternately formed on both sides in the thickness direction of the blade edge portion by sequentially irradiating the both surfaces of the blade edge portion, for example, with laser light, the thermal distortion on both surfaces of the blade edge portion is made identical and alternately arranged. As a result, the internal stress of the blade edge portion can be balanced, and warpage due to thermal deformation of the electroformed thin blade grindstone can be suppressed.
The present invention is also a method for producing an electroformed thin blade grindstone for producing the above-mentioned electroformed thin blade grindstone, wherein the first re-irradiation is performed by irradiating the one surface of the blade edge portion with a predetermined interval. After forming the crystal part, the second recrystallized part is formed by irradiating a laser beam between the first recrystallized part from the other surface.
By heating a metal plating phase made of Ni, Co, or an alloy thereof to 200 ° C. or more, the metal plating phase becomes soft and Ni—S metal compound is formed at the crystal grain boundary and becomes brittle. In addition, the wear of the metal plating phase is accelerated according to the wear of the superabrasive grains during grinding, and the self-generated blade action is improved. In particular it can be precisely set to a predetermined width to a heat treatment range of the cutting edge portion to perform a point irradiated by irradiating laser over light cutting edge, high only region involved in grinding over the entire circumference of the electroformed thin blade grindstone It can be recrystallized with high accuracy.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an electroformed thin blade grindstone according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view of an electroformed thin blade grindstone according to an embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram showing a state in which the electroformed thin blade grindstone is irradiated with laser light.
In the electroformed thin
In addition, the cutting edge portion 11 forms a recrystallized structure of the metal plating phase over a range of, for example, 2 mm or less radially inward from the outer peripheral edge 11 a, thereby constituting the
[0013]
The number of the
Note that the length of the
[0014]
Next, the manufacturing method of the electroformed
First, masking is performed on a stainless steel substrate, which has been subjected to a releasable treatment for the metal to be plated, while leaving a portion that forms the original shape of the grindstone, and a cleaning process such as degreasing is performed. Next, this board | substrate is immersed in the plating solution in a plating bath. The plating solution is an electrolytic plating solution containing an organic brightener containing Ni group or Co group and sulfur in which superabrasive grains such as diamond are dispersed, and an anode plate is disposed in the plating solution so as to face the substrate. Connect the substrate to the cathode.
When the cathode and anode are energized in this state, a Ni alloy, Co alloy or Ni—Co alloy plating phase is deposited on the substrate, and an abrasive layer in which superabrasive grains are uniformly dispersed is formed in the plating phase. . The plating is finished in a state where the thickness of the abrasive layer is several tens μm to several hundreds μm.
Next, the substrate on which the abrasive layer is formed is taken out of the plating solution and subjected to a water washing process including brushing, and then the abrasive layer is peeled off from the substrate. Then, the obtained abrasive grain layer is formed into a circular grindstone shape by punching or the like and further processed into a perfect circle to obtain an electroformed
[0015]
Next, slits 14 are formed at predetermined intervals on the inner side in the radial direction from the outer peripheral edge 11a of the blade edge portion 11 of the electroformed
Then, the electroformed
In this state, a laser beam is irradiated from the
[0016]
As a result, the cutting edge portion 11 can be heat-treated in a spot manner, and the heated region is recrystallized to form a recrystallized structure. Moreover, since the rotating electroformed
Moreover, a large thermal strain does not occur in the circumferential direction because of the
Therefore, a precise
[0017]
When a work material such as silicon is cut using the electroformed
At this time, since the grinding
[0018]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to promote the self-generated blade action of the grinding
[0019]
Although the modification of this invention is demonstrated based on FIGS. 3-6, it demonstrates using the same code | symbol about the part which is the same as that of the electroformed
FIG. 3 is a partial explanatory view showing an electroformed
In the grinding
That is, as shown in FIG. 3, one
[0020]
By adopting the above-described configuration, the internal stress of the blade edge portion 11 can be balanced by alternately forming thermal strains on both the upper and
In the electroformed
[0021]
Next, FIG. 4 is a partial plan view of an electroformed thin blade grindstone showing a second modification. In this electroformed thin-
By adopting such a configuration, it is possible to control the wear resistance of the electroformed
Also in the case of this modification, the
[0022]
FIG. 5 is a partial vertical cross-sectional view of the cutting edge portion of an electroformed thin blade whetstone that is a third modified example. In the drawing, the condensing diameter of laser light at the irradiation point irradiated to the cutting edge portion 11 of the electroformed
By setting such a condensing diameter of the laser beam, it is possible to reduce the thermal distortion of the recrystallized
[0023]
FIG. 6A is a partial plan view of the cutting edge portion of an electroformed thin blade whetstone that is a fourth modified example. In the drawing, in the electroformed
When the laser heat treatment is started from the outer peripheral edge 11a and sequentially performed toward the inner periphery in a spiral shape (or concentric circle shape), heat can be radiated from the outer peripheral edge 11a at the start point 51a, and the deformation of the electroformed
In this regard, as shown in FIG. 4B, when laser heat treatment is performed from the inner periphery to the outer periphery of the blade edge portion 11, it is difficult to control the amount of heat input at the start point 51a 'and a large thermal expansion occurs at the laser irradiation portion and its periphery. A difference is easily generated, and a large bend is likely to occur. Further, the laser irradiation is sequentially performed at the bends on the outer peripheral side, so that the curve is accelerated. When the heat treatment is started with the outer peripheral edge 11a as the start point 51a, even if thermal distortion occurs, the distance to the outer peripheral edge 11a is short, so the heat dissipation is good and the bending moment is small. Since it is preheated, the thermal strain mitigating action of the heat-affected zone adjacent to the recrystallized
In the third and fourth modified examples, the
[0024]
【The invention's effect】
As described above, the electroformed thin blade grindstone according to the present invention forms the first recrystallized portion constituting the recrystallized structure at a predetermined interval on one surface of both surfaces of the blade edge portion, and the first surface on the other surface. By forming the second recrystallized portion constituting the recrystallized structure between the recrystallized portions, the first and second recrystallized portions are alternately arranged on both circumferential surfaces of the blade edge portion. By arranging the thermal strains on both sides in the thickness direction to be the same and arranging them alternately, the internal stress of the cutting edge can be balanced, and warpage due to thermal deformation of the electroformed thin blade grindstone can be suppressed.
Further, in the method for producing an electroformed thin blade grindstone according to the present invention, after forming the first recrystallized portion by irradiating the one surface of the blade edge portion with a laser beam at a predetermined interval, from the other surface, Since the second recrystallized part is formed by irradiating laser light between the first recrystallized part, the heat treatment range of the blade part can be set to a predetermined width in order to perform point irradiation by irradiating the blade part with laser light. Therefore, it is possible to precisely recrystallize only the region involved in grinding over the entire circumference of the electroformed thin-blade grindstone.
[0025]
Moreover, the electroformed thin blade grindstone according to the present invention forms slits at predetermined intervals along the extending direction of the cutting edge, and then heats and heat-treats the cutting edge to form a recrystallized structure having a predetermined width on the outer peripheral side of the cutting edge. Because it is formed, the heat at the blade edge is efficiently radiated by the slit during heating, and even if thermal distortion occurs, a large strain that continues in the outer circumferential direction occurs only by generating a small distortion in the blade edge unit divided by the slit Without this, the thermal deformation of the region partitioned by the slit of the blade edge portion can be suppressed and heat processing with high accuracy can be performed.
[0026]
Moreover, the electroformed thin blade grindstone according to the present invention forms a first recrystallized portion constituting a recrystallized structure at a predetermined interval on one surface of both surfaces of the blade edge portion, and between the first recrystallized portion on the other surface. By forming the second recrystallized portion constituting the recrystallized structure, the first and second recrystallized portions are alternately arranged on both sides in the circumferential direction of the blade edge portion. By arranging them alternately and arranging them alternately, it is possible to balance the internal stress of the cutting edge and to suppress warpage due to thermal deformation of the electroformed thin blade grindstone.
In addition, the electroformed thin blade whetstone of the present invention has a soft recrystallized portion and a non-recrystallized portion made of a recrystallized structure alternately in the blade tip portion, so that the circumferential length of the recrystallized portion is controlled. Thus, the wear resistance of the grindstone can be controlled, and by increasing the circumferential length of the recrystallized portion, the wear resistance of the metal bonded phase of the grindstone can be reduced and the self-sharpening property can be enhanced.
[0027]
In addition, the method for producing an electroformed thin blade grindstone according to the present invention recrystallizes a predetermined width on the outer peripheral side by irradiating a laser beam to the blade edge portion while rotating the electroformed thin blade grindstone at a predetermined speed. The irradiated part is removed from the optical path and is cooled sequentially after heating, and can be recrystallized by suppressing the thermal distortion of the cutting edge part, and the amount of heat input to the cutting edge part can be adjusted by controlling the rotation speed of the electroformed thin blade grinding wheel. A recrystallized structure can be formed.
Further, since slits are formed at predetermined intervals on the outer peripheral side of the electroformed thin blade grindstone prior to laser light irradiation, heat dissipation during laser light irradiation proceeds further through the slits, and thermal distortion of the blade edge portion can be further suppressed.
[0028]
Moreover, since the condensing diameter of the laser beam is 100 to 1000 μm and 2 to 10 times the grindstone thickness, the recrystallized portion due to laser irradiation of the blade edge portion and the thermal strain in the vicinity thereof can be reduced, and deformation of the grindstone can be suppressed.
In addition, since heat treatment is performed concentrically or spirally from the outermost periphery of the blade edge portion toward the inner periphery side, electroforming when laser heat treatment is started from the outermost periphery and laser treatment is sequentially performed toward the inner periphery. There is little deformation of thin blade grindstone. Starting from the outermost circumference, even if thermal distortion occurs, there is no length, so the bending moment is small, and the inner circumference side is preheated in advance by preheating after the initial laser heat treatment. The relaxation action works and there is little deformation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an electroformed thin blade grindstone according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a main part explanatory view showing a state in which the electrocast thin blade grindstone according to the embodiment is mounted on a turntable and irradiated with laser light while being rotated.
FIG. 3 is a partial explanatory diagram of an electroformed thin blade grindstone according to a first modification of the embodiment.
FIG. 4 is a partial plan view of an electroformed thin blade grindstone according to a second modification.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a cutting edge portion of an electroformed thin blade grindstone according to a third modification.
6A is a partial plan view of an electroformed thin-blade grindstone according to a fourth modification, and FIG. 6B is a partial vertical cross-sectional view of the electroformed thin-blade grindstone when the inner peripheral start point is heated.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a state in which a conventional electroformed thin blade grindstone is mounted on a grindstone shaft.
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40, 50 Electroformed thin blade whetstone 11 Cutting edge 11a Outer
Claims (2)
前記刃先部の前記一方の面に所定間隔でレーザー光を照射して前記第一再結晶部を形成した後、 After forming the first recrystallized portion by irradiating the one surface of the blade edge portion with a laser beam at a predetermined interval,
前記他方の面より、前記第一再結晶部の間にレーザー光を照射して前記第二再結晶部を形成することを特徴とする電鋳薄刃砥石の製造方法。 A method for producing an electroformed thin blade grindstone, wherein the second recrystallized portion is formed by irradiating a laser beam between the first recrystallized portion from the other surface.
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