JP7550688B2 - Manufacturing method of single layer hybrid bond grinding wheel - Google Patents
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Description
本発明は、単層ハイブリッドボンド砥石と、その製造方法とに関する。 The present invention relates to a single-layer hybrid bond grinding wheel and its manufacturing method.
特許文献1の図4に一般的な単層メタルボンド砥石が開示されている。この単層メタルボンド砥石は、基材と、メタルボンド層と、無数の砥粒とを備えている。メタルボンド層は、金属質であり、電着法等によって基材上に設けられている。各砥粒は表面が露出された状態でメタルボンド層によって基材上に単層で固着されている。 Figure 4 of Patent Document 1 discloses a typical single-layer metal bonded grinding wheel. This single-layer metal bonded grinding wheel comprises a substrate, a metal bond layer, and numerous abrasive grains. The metal bond layer is metallic and is provided on the substrate by electrochemical deposition or the like. Each abrasive grain is fixed in a single layer to the substrate by the metal bond layer with its surface exposed.
例えば、この単層メタルボンド砥石は研削工具として具体化され、研削加工の際に用いられる。この際、単層メタルボンド砥石は、メタルボンド層が靭性に富む金属質であることから、各砥粒が脱落し難く、高い耐久性を発揮する。 For example, this single-layer metal bonded grinding wheel is embodied as a grinding tool and used during grinding processing. In this case, since the metal bond layer of the single-layer metal bonded grinding wheel is made of a tough metallic material, the individual abrasive grains are less likely to fall off, and the wheel exhibits high durability.
しかし、単層メタルボンド砥石は、一般的には、砥粒を含むめっき液を用いた電着法によってメタルボンド層と各砥粒とを基材に固着することから、研磨面における砥粒の表面密度が必然的に高い。特に、砥粒が微細である場合にはこの傾向が大きい。このため、単層メタルボンド砥石は、研削時において、研磨面に目詰まりや溶着が生じやすい。この場合、長期の連続的な使用によって研削抵抗が増大し、いずれは研削ができなくなってしまう。これを避けるために頻繁に研磨面の目詰まりや溶着を除去しようとすれば、研磨効率の低下を生じてしまう。 However, in single-layer metal bonded grinding wheels, the metal bond layer and each abrasive grain are generally fixed to the substrate by electrochemical deposition using a plating solution containing abrasive grains, which inevitably results in a high surface density of abrasive grains on the grinding surface. This tendency is particularly pronounced when the abrasive grains are fine. For this reason, single-layer metal bonded grinding wheels are prone to clogging and welding on the grinding surface during grinding. In this case, grinding resistance increases with long-term continuous use, and eventually grinding becomes impossible. If attempts are made to frequently remove clogging and welding on the grinding surface to avoid this, the grinding efficiency will decrease.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、高い耐久性と高い研磨効率とを実現可能な単層ハイブリッドボンド砥石を提供することを解決すべき課題としている。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned conventional situation, and the problem to be solved is to provide a single-layer hybrid bond grinding wheel that can achieve high durability and high polishing efficiency.
本発明の単層ハイブリッドボンド砥石は、基材と、前記基材上に設けられたボンド層と、表面が露出された状態で前記ボンド層によって前記基材上に単層で固着された無数の砥粒とを備え、
前記ボンド層は、前記基材上に設けられた第1ボンド層と、前記第1ボンド層上に設けられた第2ボンド層とからなり、
前記第1ボンド層は、ガラス質の母材と、前記母材中に分散された金属粒子とを有し、
前記第2ボンド層は金属質であることを特徴とする。
The single-layer hybrid bond grinding wheel of the present invention comprises a substrate, a bond layer provided on the substrate, and a number of abrasive grains fixed in a single layer on the substrate by the bond layer with the surface exposed,
the bond layer comprises a first bond layer provided on the substrate and a second bond layer provided on the first bond layer;
The first bond layer has a glass matrix and metal particles dispersed in the matrix,
The second bond layer is characterized by being metallic.
本発明の単層ハイブリッドボンド砥石は、第1ボンド層上の第2ボンド層が金属質であることにより高い靭性で各砥粒を保持する。このため、この単層ハイブリッドボンド砥石は、研削時において、各砥粒が脱落し難い。 The single-layer hybrid bonded grinding wheel of the present invention has a metallic second bond layer on the first bond layer, which holds each abrasive grain with high toughness. Therefore, with this single-layer hybrid bonded grinding wheel, each abrasive grain is less likely to fall off during grinding.
また、この単層ハイブリッドボンド砥石は、第1ボンド層の母材がガラス質であるため、ガラス質を形成する組成物中の砥粒の割合を任意に調整でき、基材上の砥粒の表面密度を任意に下げることができる。このため、この単層ハイブリッドボンド砥石は、研磨面における砥粒の表面密度が従来よりも下げられることから、長期に亘って連続的に使用しても、研磨面に目詰まりや溶着が生じ難く、研削抵抗が増大し難い。 In addition, because the base material of the first bond layer of this single-layer hybrid bonded grinding wheel is vitreous, the ratio of abrasive grains in the composition that forms the vitreous can be adjusted as desired, and the surface density of the abrasive grains on the substrate can be reduced as desired. As a result, this single-layer hybrid bonded grinding wheel has a lower surface density of abrasive grains on the grinding surface than conventional grinding wheels, so even when used continuously over a long period of time, clogging and welding are less likely to occur on the grinding surface, and grinding resistance is less likely to increase.
さらに、この単層ハイブリッドボンド砥石は、金属質の第2ボンド層と第1ボンド層内の金属粒子とがともに金属であることから強固に結合し、第2ボンド層が第1ボンド層と強固に結合している。 In addition, this single-layer hybrid bonded grinding wheel has a strong bond between the metallic second bond layer and the metal particles in the first bond layer, both of which are metallic, and the second bond layer is strongly bonded to the first bond layer.
本発明の単層ハイブリッドボンド砥石の製造方法は、ガラス質の母材を形成する組成物と、無数の金属粒子と、無数の砥粒とを含み、前記母材と前記金属粒子との体積比が5:95~90:10となる混合物を準備する第1工程と、
基材上に前記混合物を設けて基材成形体とする第2工程と、
前記基材成形体を焼成することにより、前記母材と、前記母材中に分散された前記金属粒子とを有する第1ボンド層を前記基材上に形成し、前記第1ボンド層によって前記砥粒が前記基材上に単層で固着された中間体とする第3工程と、
前記第1ボンド層上に電着法によって金属質の第2ボンド層を形成し、前記第2ボンド層が前記金属粒子と結合し、前記砥粒の表面密度が50%以下である単層ハイブリッドボンド砥石を得る第4工程とを備えていることを特徴とする。
The method for producing the monolayer hybrid bonded grinding wheel of the present invention includes the steps of: preparing a mixture containing a composition for forming a glassy matrix , a countless number of metal particles, and a countless number of abrasive grains , the volume ratio of the matrix to the metal particles being 5:95 to 90:10 ;
A second step of providing the mixture on a substrate to form a substrate molded body;
a third step of firing the base material compact to form a first bond layer on the base material, the first bond layer including the base material and the metal particles dispersed in the base material, to form an intermediate body in which the abrasive grains are fixed to the base material in a single layer by the first bond layer;
and a fourth step of forming a metallic second bond layer on the first bond layer by electrochemical deposition , the second bond layer bonding with the metal particles to obtain a single-layer hybrid bonded grinding wheel having a surface density of the abrasive grains of 50% or less .
本発明の製造方法により、本発明の単層ハイブリッドボンド砥石を製造することが可能である。 The manufacturing method of the present invention makes it possible to manufacture the single-layer hybrid bond grinding wheel of the present invention.
本発明の単層ハイブリッドボンド砥石は、高い耐久性と高い研磨効率とを実現することができる。 The single-layer hybrid bond grinding wheel of the present invention can achieve high durability and high grinding efficiency.
基材は、ボンド層及び各砥粒を保持できるものであれば、種々の材料のものであり得る。剛性を有する基材としては、鉄、SUS、銅等の金属、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、ムライト等のセラミックス、ガラス等を採用することができる。導電性のある基材を採用すれば、本発明の製造方法において、第4工程で電解めっき法を採用できる。 The substrate can be made of various materials as long as it can hold the bond layer and each abrasive grain. As a substrate having rigidity, metals such as iron, SUS, copper, etc., ceramics such as alumina, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, mullite, etc., glass, etc. can be used. If a conductive substrate is used, an electrolytic plating method can be used in the fourth step in the manufacturing method of the present invention.
砥粒としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ムライト、CBN、イットリア安定化ジルコニア、ダイヤモンド等を採用することができる。砥粒の粒径は研削工具の用途等に応じて種々設定される。 Abrasive grains may be silica, alumina, zirconia, silicon carbide, silicon nitride, mullite, CBN, yttria-stabilized zirconia, diamond, etc. The grain size of the abrasive grains is set in various ways depending on the application of the grinding tool, etc.
第1ボンド層を構成するガラス質の母材としては、硼珪酸ガラス等のフリットを含む組成物のスラリー又は粉末を採用し、そのスラリー又は粉末を基材上に成形体として形成し、成形体を必要に応じて乾燥させ、組成物を溶融、固化させたものを採用することができる。本発明の単層ハイブリッドボンド砥石では、砥粒を基材上に単層で固着しているに過ぎないことから、第1ボンド層は気孔を実質的に含まない緻密なものであることが好ましい。 As the glassy base material constituting the first bond layer, a slurry or powder of a composition containing a frit such as borosilicate glass can be used, and the slurry or powder can be formed into a molded body on a substrate, the molded body can be dried as necessary, and the composition can be melted and solidified. In the single-layer hybrid bonded grinding wheel of the present invention, since the abrasive grains are merely fixed to the substrate in a single layer, it is preferable that the first bond layer is dense and substantially free of pores.
第1ボンド層において、母材中に分散される金属粒子としては、Ni、Co、Cu、Fe、Zn、Sn、Pb等又はこれらの合金を採用することができる。金属粒子の平均粒径は0.01~5μmであることが好ましい。金属粒子の平均粒径が0.01μm未満であれば、第1ボンド層と第2ボンド層との結合強度が不十分になり易く、金属粒子の粒径が5μmを超えれば、第1ボンド層がクラックを生じやすいとともに、砥粒による研削性能に悪影響を与えやすい。 In the first bond layer, Ni, Co, Cu, Fe, Zn, Sn, Pb, etc., or alloys of these can be used as metal particles dispersed in the base material. The average particle size of the metal particles is preferably 0.01 to 5 μm. If the average particle size of the metal particles is less than 0.01 μm, the bond strength between the first bond layer and the second bond layer is likely to be insufficient, and if the particle size of the metal particles exceeds 5 μm, the first bond layer is likely to crack and the grinding performance of the abrasive grains is likely to be adversely affected.
第2ボンド層の金属質をなす金属としても、Ni、Co、Cu、Fe、Zn、Sn、Pb、P等又はこれらの合金を採用することができる。 The metal constituting the second bond layer may be Ni, Co, Cu, Fe, Zn, Sn, Pb, P, or an alloy thereof.
金属粒子と金属質とは同種の金属からなることが好ましい。この場合、金属質の第2ボンド層と第1ボンド層内の金属粒子とがより強固に結合し、第2ボンド層が第1ボンド層とより強固に結合する。 It is preferable that the metal particles and the metallic substance are made of the same metal. In this case, the metallic second bond layer and the metal particles in the first bond layer are more strongly bonded, and the second bond layer is more strongly bonded to the first bond layer.
発明者らの試験結果によれば、第1ボンド層は、母材と金属粒子との体積比が5:95~90:10であることが好ましい。母材と金属粒子との体積比が5:95より小さければ、第1ボンド層中のガラス質が少ないため、第1ボンド層中に金属粒子を固定し難く、砥粒を基材に対して保持し難い。母材と金属粒子との体積比が90:10より大きければ、第1ボンド層中の金属粒子が少なく、第1ボンド層と第2ボンド層との結合強度が不十分になり易い。 According to the inventors' test results, it is preferable that the first bond layer has a volume ratio of base material to metal particles of 5:95 to 90:10. If the volume ratio of base material to metal particles is less than 5:95, the first bond layer contains less glass, making it difficult to fix the metal particles in the first bond layer and difficult to hold the abrasive grains to the substrate. If the volume ratio of base material to metal particles is greater than 90:10, the first bond layer contains fewer metal particles, making it easy for the bond strength between the first bond layer and the second bond layer to be insufficient.
また、発明者らの試験結果によれば、砥粒の表面密度は50%以下であることが好ましい。この場合、研削時において、研磨面に目詰まりや溶着が生じ難い。 In addition, according to the inventors' test results, it is preferable for the surface density of the abrasive grains to be 50% or less. In this case, clogging and welding are less likely to occur on the polishing surface during grinding.
本発明の製造方法の第1工程で準備する混合物は、ガラス質を形成する組成物と、無数の金属粒子と、無数の砥粒とを含む。組成物は硼珪酸ガラス等のフリットや原料を含む。混合物は、バインダ樹脂、溶剤等とともに組成物、金属粒子及び砥粒を含むスラリーであってもよく、組成物、金属粒子及び砥粒のみからなる粉末であってもよい。 The mixture prepared in the first step of the manufacturing method of the present invention contains a glass-forming composition, a countless number of metal particles, and a countless number of abrasive grains. The composition contains frits and raw materials such as borosilicate glass. The mixture may be a slurry containing the composition, metal particles, and abrasive grains together with a binder resin, a solvent, etc., or may be a powder consisting only of the composition, metal particles, and abrasive grains.
第2工程の基材成形体は基材上に混合物を設けたものである。基材上の混合物はスラリーの塗布、スラリーや粉末の成形等によって形成され得る。第3工程では、基材成形体を焼成することにより、第1ボンド層を基材上に形成した中間体が得られる。第1ボンド層は、ガラス質の母材と、母材中に分散された金属粒子とを有する。つまり、基材成形体における混合物中の組成物が溶融してガラス質の母材となり、母材中に金属粒子が分散される。また、中間体は、第1ボンド層によって砥粒が基材上に単層で固着される。第4工程としては、めっき液を用いる電着法、金属粉を焼結させて第2ボンド層を形成する焼結法等を採用することが可能である。電着法は、電解めっき法であってもよく、無電解めっき法であってもよい。 The substrate molded body in the second step is a mixture provided on a substrate. The mixture on the substrate can be formed by coating a slurry, forming a slurry or powder, or the like. In the third step, the substrate molded body is fired to obtain an intermediate body in which a first bond layer is formed on the substrate. The first bond layer has a glassy base material and metal particles dispersed in the base material. That is, the composition in the mixture in the substrate molded body melts to become a glassy base material, and metal particles are dispersed in the base material. In addition, the intermediate body has abrasive grains fixed in a single layer on the substrate by the first bond layer. In the fourth step, an electrodeposition method using a plating solution, a sintering method in which metal powder is sintered to form a second bond layer, or the like can be adopted. The electrodeposition method may be an electrolytic plating method or an electroless plating method.
第4工程は電着法によって行うことが好ましい。この場合、様々な形状の基材に第2ボンド層を形成し易いとともに、砥粒の突き出し長さを長く確保し易い。 The fourth step is preferably performed by electrochemical deposition. In this case, it is easy to form the second bond layer on substrates of various shapes and to ensure a long protruding length of the abrasive grains.
以下、本発明を試験1、2により説明するとともに、実施例1~9と比較例とを説明する。 The present invention will be explained below using Tests 1 and 2, as well as Examples 1 to 9 and Comparative Examples.
(試験1)
試験1では、母材1aと金属粒子1bとの体積比を種々変え、単層ハイブリッドボンド砥石20を製造した。各単層ハイブリッドボンド砥石20は、図3に示すように、基材3と、ボンド層7と、無数の砥粒9とを備えている。ボンド層7は、基材3上に設けられた第1ボンド層7aと、第1ボンド層7a上に設けられた第2ボンド層7bとからなる。各砥粒9は、表面が露出された状態でボンド層7によって基材3上に単層で固着されている。
(Test 1)
In Test 1, the volume ratio of the
まず、第1工程として、表1にガラス質の組成を示す組成物と、無数の金属粒子1b(Ni粒子、平均粒径:180nm)と、無数の砥粒9(ダイヤモンド、平均粒径:12μm)と、バインダ樹脂(アクリル樹脂)と、溶剤(アルコール)とを準備した。
First, in the first step, a composition having a glassy composition shown in Table 1,
母材換算で組成物と金属粒子1aとが表2に示す体積比となるようにこれらをボールミルに投入し、ボールミルを回転させた。この際、砥粒9の表面密度は20%となるようにした。砥粒9の表面密度は、組成物中の砥粒9の割合を調整することにより調整した。得られた単層ハイブリッドボンド砥石20では、SEM画像から砥粒9とボンド層7の表面とを2値化し、砥粒9が占める面積によって砥粒9の表面密度を算出した。こうして、試験品1~9のスラリーを得た。
The composition and
第2工程として、図1に示すように、鉄製の基材3上に各スラリーを所定の厚みで塗布した。この際、各スラリーの厚みは第1ボンド層7aが砥粒9の径の10~50%になるようにした。各スラリー中の溶剤を気化し、基材3と成形体とからなる基材成形体を得た。
In the second step, as shown in FIG. 1, each slurry was applied to a predetermined thickness on an
第3工程として、基材成形体を還元雰囲気下、750°Cで焼成した。こうして、第1ボンド層7aを基材3上に形成した中間体11を得た。試験品4のスラリーを用いた中間体11の表面の顕微鏡写真を図2に示す。図1及び図2に示すように、中間体11の第1ボンド層7aは、組成物が溶融、固化してなるガラス質の母材1aと、母材1a中に分散された金属粒子1bとからなる。中間体11では、砥粒9が第1ボンド層7aによって基材3上に単層で固着されている。
In the third step, the substrate molded body was fired at 750°C in a reducing atmosphere. In this way, an
第4工程として、中間体11を硫酸などからなる水溶液によって酸洗浄した。この後、スルファミン酸ニッケル、塩化ニッケル及び硼酸からなるスルファミン酸浴からなるめっき液と、陽極と、電源とを有する電解めっき装置を用意し、中間体11を電解めっき装置のめっき液中で陰極に接続し、電圧を印加した。こうして、図3に示すように、電解めっき法によって第1ボンド層7a上に金属質の第2ボンド層7bを形成した。この際、第2ボンド層7bの厚みは砥粒9の突き出し量が砥粒9の径の10~40%になるようにした。こうして、各単層ハイブリッドボンド砥石20を得た。
In the fourth step, the intermediate 11 was acid-washed with an aqueous solution of sulfuric acid or the like. After this, an electrolytic plating apparatus was prepared having a plating solution made of a sulfamic acid bath containing nickel sulfamate, nickel chloride, and boric acid, an anode, and a power source, and the intermediate 11 was connected to the cathode in the plating solution of the electrolytic plating apparatus and a voltage was applied. In this way, as shown in FIG. 3, a metallic
試験品4の単層ハイブリッドボンド砥石20の表面の顕微鏡写真を図4に示す。図3及び図4に示すように、この単層ハイブリッドボンド砥石20の第1ボンド層7aは、ガラス質の母材1aと、母材1a中に分散された金属粒子1bとを有している。第1ボンド層7aは気孔を実質的に含まない緻密なものである。また、第2ボンド層7bは金属質である。
Figure 4 shows a micrograph of the surface of the single-layer hybrid bonded
但し、試験品1のスラリーを用いた場合は、第4工程で第2ボンド層7bを形成している間に第1ボンド層7aが基材3から剥離してしまった。また、試験品8のスラリーを用いた単層ハイブリッドボンド砥石20は、第1ボンド層7a上の部分的にしか第2ボンド層7bが形成されなかった。試験品9のスラリーを用いた場合には、第1ボンド層7a上に第2ボンド層7bを形成することができなかった。
However, when the slurry of test sample 1 was used, the
得られた各単層ハイブリッドボンド砥石20を用いて図7の研削工具を用意した。この研削工具は、環状をなす台金15上に複数の単層ハイブリッドボンド砥石20を接着剤によって接合したものである。一つの切削工具では、同一のスラリーで製造した単層ハイブリッドボンド砥石20を接合した。
The resulting single-layer hybrid bonded
そして、以下の条件で磨耗試験を行って寿命を評価した。
摺動式の乾式研削試験装置
取り代:5μm(50×20(mm)サイズ)
加工物:アクリル樹脂(PMMA)のブロック
加工前の面粗さ:0.90μm
A wear test was then carried out under the following conditions to evaluate the life span.
Sliding type dry grinding test device Removal allowance: 5 μm (50 × 20 (mm) size)
Workpiece: Block of acrylic resin (PMMA) Surface roughness before processing: 0.90 μm
寿命は、加工物の連続研削枚数が50枚以上で目詰まりによって研削が不能になった場合を◎、連続研削枚数が25枚以上、50枚未満で目詰まりによって研削が不能になった場合を〇、連続研削枚数が25枚未満で目詰まりによって研削が不能になった場合を×として評価した。この結果も表2に示す。 The service life was evaluated as follows: ◎ if grinding became impossible due to clogging when continuously grinding 50 or more workpieces, ◯ if grinding became impossible due to clogging when continuously grinding 25 to 50 workpieces, and × if grinding became impossible due to clogging when continuously grinding less than 25 workpieces. The results are also shown in Table 2.
表2より、第1ボンド層は、母材7aと金属粒子1との体積比が5:95~90:10であることが好ましく、10:90~80:20であることがより好ましいことがわかる。母材7aと金属粒子1との体積比が5:95より小さければ、単層ハイブリッドボンド砥石が得られ難い。第1ボンド層7中のガラス質が少ないため、第1ボンド層7中に金属粒子1を固定し難く、砥粒3も基材5に対して保持し難いからである。また、母材7aと金属粒子1との体積比が90:10より大きくても、単層ハイブリッドボンド砥石が得られ難い。第1ボンド層7中の金属粒子1が少なく、第1ボンド層7と第2ボンド層11との結合強度が不十分になり易いからである。
From Table 2, it can be seen that the volume ratio of the
(試験2)
試験1と同様、第1工程として、組成物と、金属粒子1と、砥粒3と、バインダ樹脂と、溶剤とを準備した。そして、組成物(母材換算)と金属粒子1との体積比が5:5となるようにこれらをボールミルに投入し、ボールミルを回転させた。この際、表3に示すように、砥粒9の表面密度を0.1~60%まで変化させた。こうして、実施例1~9のスラリーを得た。
(Test 2)
As in Test 1, in the first step, a composition, metal particles 1,
試験1と同様に第2~4工程を行い、実施例1~9の各単層ハイブリッドボンド砥石を得た。実施例3の単層ハイブリッドボンド砥石の表面の顕微鏡写真を図5に示す。一方、比較例として、市販の単層メタルボンド砥石を用意した。比較例の単層メタルボンド砥石は、実施例1~9と同様の砥粒3を電着法によって基材5上に設けたものである。比較例の単層メタルボンド砥石の表面の顕微鏡写真を図6に示す。図5及び図6に示すように、実施例3の単層ハイブリッドボンド砥石は、比較例の単層メタルボンド砥石よりも砥粒の表面密度が十分に低いことがわかる。
Steps 2 to 4 were carried out in the same manner as in Test 1 to obtain the single-layer hybrid bonded grindstones of Examples 1 to 9. A micrograph of the surface of the single-layer hybrid bonded grindstone of Example 3 is shown in Figure 5. Meanwhile, a commercially available single-layer metal bonded grindstone was prepared as a comparative example. The single-layer metal bonded grindstone of the comparative example has
実施例1~9の単層ハイブリッドボンド砥石及び比較例1の単層メタルボンド砥石を用いて試験1と同様の研削工具を用意した。そして、試験1と同様の磨耗試験を行い、目詰まり、寿命及び加工面粗さを評価した。寿命の評価は試験1と同様である。 Grinding tools similar to those in Test 1 were prepared using the single-layer hybrid bonded grinding wheels of Examples 1 to 9 and the single-layer metal bonded grinding wheel of Comparative Example 1. Then, a wear test similar to that in Test 1 was conducted to evaluate clogging, life, and machined surface roughness. The life evaluation was the same as in Test 1.
目詰まりは、研削終了後に付着がない場合を◎、研削終了後にエアー等で除去できる場合を〇、溶着を生じ、エアー等を吹きかけても除去できない状態であれば×として評価した。この結果も表3に示す。 Clogging was evaluated as follows: ◎ if there was no adhesion after grinding was completed, 〇 if it could be removed with air etc. after grinding was completed, and × if adhesion occurred and could not be removed even by blowing air etc. The results are also shown in Table 3.
加工面粗さは、加工物の加工面Raが0.2μm以下であれば◎、0.2μmを超え、0.3μm以下であれば〇、0.3μmを超え、0.4μm以下であれば△、0.4μmを超えれば×として評価した。これらの結果も表3に示す。 The machined surface roughness was evaluated as follows: ◎ if the machined surface Ra of the workpiece was 0.2 μm or less, ◯ if it was more than 0.2 μm and 0.3 μm or less, △ if it was more than 0.3 μm and 0.4 μm or less, and × if it was more than 0.4 μm. These results are also shown in Table 3.
表3より、実施例1~9の単層ハイブリッドボンド砥石20は、研削時において、各砥粒9が脱落し難いことがわかる。これらの単層ハイブリッドボンド砥石20は、第1ボンド層7a上の第2ボンド層7bが金属質であることにより高い靭性で各砥粒9を保持しているためである。特に、実施例3~6の単層ハイブリッドボンド砥石20が好ましい。
From Table 3, it can be seen that in the single-layer hybrid bonded
また、実施例1~9の単層ハイブリッドボンド砥石20は、第1ボンド層7aの母材1aがガラス質であるため、ガラス質を形成する組成物中の砥粒の割合を任意に調整でき、基材3上の砥粒9の表面密度を任意に下げることができる。このため、各単層ハイブリッドボンド砥石20は、研磨面における砥粒9の表面密度が従来よりも下げられることから、長期に亘って連続的に使用しても、研磨面に目詰まりや溶着が生じ難く、研削抵抗が増大し難い。発明者らの試験結果によれば、実施例1~8の単層ハイブリッドボンド砥石20のように、砥粒9の表面密度は50%以下であれば、研削時において、研磨面に目詰まりが生じ難い。
In addition, in the single-layer hybrid bonded
さらに、実施例1~9の単層ハイブリッドボンド砥石20は、金属質の第2ボンド層7bと第1ボンド層7a内の金属粒子1bとがともに金属であることから強固に結合し、第2ボンド層7bが第1ボンド層7aと強固に結合している。特に、実施例1~9の単層ハイブリッドボンド砥石20は、金属粒子1bと第2ボンド層7bの金属質とが同じNiであることから、この作用効果が顕著であると推察する。
Furthermore, in the single-layer hybrid bonded
したがって、実施例1~9の単層ハイブリッドボンド砥石20は、高い耐久性と高い研磨効率とを実現することができることがわかる。また、実施例1~9の製造方法により、本発明の単層ハイブリッドボンド砥石を製造できることがわかる。特に、導電性のある基材3を採用し、第4工程で電解めっき法を採用し、容易に第2ボンド層7bを形成できる。
Therefore, it can be seen that the single-layer hybrid bonded
以上において、本発明を試験1、2及び実施例1~9に即して説明したが、本発明は上記試験1、2及び実施例1~9に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。 Although the present invention has been described above with reference to Tests 1 and 2 and Examples 1 to 9, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Tests 1 and 2 and Examples 1 to 9, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施例1~9では、台金15等と基材3とを異ならせ、台金15等に複数の単層ハイブリッドボンド砥石20を接合することによって切削工具としたが、台金15等そのものを基材3とすることも可能である。
For example, in the above Examples 1 to 9, the
また、上記実施例1~9の切削工具は、台金15が環状をなすが、図8に示すように、棒状の台金17を採用し、この台金17の周面に複数の単層ハイブリッドボンド砥石20を接合してもよい。さらに、図9に示すように、板状の台金19を採用し、この台金19の一面に複数の単層ハイブリッドボンド砥石20を接合してもよい。
In addition, in the cutting tools of Examples 1 to 9 above, the
本発明は研削工具等に利用可能である。 The present invention can be used for grinding tools, etc.
3…基材
7…ボンド層
9…砥粒
7a第1ボンド層
7b…第2ボンド層
1a…母材
1b…金属粒子
11…中間体
20…単層ハイブリッドボンド砥石
Reference Signs List 3: Substrate 7: Bond layer 9:
Claims (4)
基材上に前記混合物を設けて基材成形体とする第2工程と、
前記基材成形体を焼成することにより、前記母材と、前記母材中に分散された前記金属粒子とを有する第1ボンド層を前記基材上に形成し、前記第1ボンド層によって前記砥粒が前記基材上に単層で固着された中間体とする第3工程と、
前記第1ボンド層上に電着法によって金属質の第2ボンド層を形成し、前記第2ボンド層が前記金属粒子と結合し、前記砥粒の表面密度が50%以下である単層ハイブリッドボンド砥石を得る第4工程とを備えていることを特徴とする単層ハイブリッドボンド砥石の製造方法。 A first step of preparing a mixture containing a composition for forming a vitreous base material , a number of metal particles, and a number of abrasive grains , the volume ratio of the base material to the metal particles being 5:95 to 90:10 ;
A second step of providing the mixture on a substrate to form a substrate molded body;
a third step of firing the base material compact to form a first bond layer on the base material, the first bond layer including the base material and the metal particles dispersed in the base material, to form an intermediate body in which the abrasive grains are fixed to the base material in a single layer by the first bond layer;
and a fourth step of forming a metallic second bond layer on the first bond layer by an electrodeposition method, the second bond layer bonding with the metal particles, and obtaining a single-layer hybrid bonded grinding wheel having a surface density of the abrasive grains of 50% or less .
前記第4工程は電解めっき法によって行う請求項1記載の単層ハイブリッドボンド砥石の製造方法。 The substrate is electrically conductive,
2. The method for producing a single-layer hybrid bonded grinding wheel according to claim 1 , wherein the fourth step is carried out by electrolytic plating .
前記金属粒子はNiであり、The metal particles are Ni,
前記金属質はNiを含む請求項3記載の単層ハイブリッドボンド砥石の製造方法。The method for producing a single-layer hybrid bonded grinding wheel according to claim 3, wherein the metallic material includes Ni.
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