JPH02172673A - 研削工具及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、研削工具及びその製法に関する。特に、長寿
命で、高精度が要求きれる精密加工にも有効な研削工具
及び及びその製法に関する。

［従来の技術］ 従来、砥石は、刃先となる砥粒が摩耗により切れなくな
ると脱落して別な砥粒が刃先となることで切削性が維持
されるものと考えられてきた。この考え方によれば砥粒
を強固に保持することは、それだけ利用できる砥粒の数
を少なくシ、結果として砥石の寿命を短くするものとな
る。しかし、最近の超高圧技術の進歩により耐摩耗性の
すぐれた砥粒、例えば合成ダイヤモンド、立方晶ＢＮが
、使用きれるようになったことから、砥粒の摩耗より保
持力の不足による脱落の方が問題となっている。更に、
加工する材料も、より靭性の高い材料への変換している
ことからも、保持力の不足が問題になってきている。

このような状況において、従来技術の一つである電着技
術は、砥粒をメ／キ層の中に取り込んで金属材料を機械
的に保持するものであり、幾何学的な凸な砥粒に対して
は、その半分以上を保持しなければ４・分な保持力は得
られないが、その一方であまり砥粒を深く保持すると、
チップポケットが僅かになり、加工能率が下がるという
問題がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者らは、これら従来技術の問題点が機械的保持に
あるとの考えから、砥粒を化学的に面状で接合すること
により、強い保持力と大きなチップポケットを両立させ
た研削工具を提供することを目的に鋭意研究した結果、
活性金属を含むロウ付け材を利用して、＋１つ付けする
ことによる、研削工具の製法が、目的に適合することを
見出した０本発明は、この知見に基づいてなされたもの
で、従来の砥石、研削工具よりも、高い負荷に耐え、長
い寿命を有する砥石、即ち、研削工具を提供するもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の技術的な課題の解決のために、砥粒表
面の一部又は全部を、金属化して合金にロウ付けされた
研削工具を提供する。その砥粒は、ダイヤモンド、立方
晶窒化ほう素又はウルツ鉱型窒化ほう素（以下ｃＢＮ又
はｗＢＮと称する）からなることが好適である。また、
本発明は、砥粒表面の一部又は全部に、活性金属粉末を
含有するロウ材と砥粒を混合したペーストを台金表面に
塗布し、熱処理して、砥粒表面の一部又は全部を金属化
することによる研削工具の製法である。その場合、台金
表面と砥粒の間に、活性金属を含有するロウ材層を形成
し、この上に砥粒を分散させ、ロウ材のロウ付け温度以
上の温度範囲で熱処理によりロウ材を溶融状態にして、
これに溶けた活性金属により砥粒表面を金属化すると同
時にロウ付けすることが好適である。また、更に、この
砥粒が、ダイヤモンド、ｃＢＮ又はｗＢＮからなるもの
が好適である。

本発明による研削工具は、合金と砥粒との間に活性金属
を含有するロウ材層を設けたものであり、熱処理により
、この＋７つ材が半溶―状態になることで、一方では合
金と溶着し、他方ではその中に共融イオン化状態となっ
て、溶けた活性金属が砥粒表面の原子と化学的に反応し
て、砥粒表面を金属化処理しながら、これとロウ材とが
溶着することで、同時に「Ｉつ付けしたものである。

本発明において、′金属化”とは、“無機物表面への金
属原子の拡散結合”を意味する。そして、′共融イオン
化成ｔＪ″とは、“２種以上の金属が融は合った状態”
を意味して、従って、溶融合金である。

従って、本発明において、４活性金属”としては、Ｔ１
、Ｚｒ等のＣ，Ｂ、Ｎと化学的親和性が強い金属を用い
る１例えば、ＴｉとＢＮと組合わせた場合には、 ＢＮ　　＋　　Ｔｉ　　−＋ＴｉＮ　　＋　　Ｂ（おい
て、自由エネルギー変化は、−１９ｋｃａ１１モルであ
り、砥粒と活性金属との化学反応が進行し、好適な場合
である。

本発明において、用いる′ロウ材”は、“台金金属との
濡れ性のすぐれた合金であり、同時に、比較的に低温で
Ｔｉ等の活性金属と共融イオン化状態になるもの”であ
る。

このような１合金”としては、例えば、■Ａｇ、Ｃｕの
合金、或いはそれにＺｎ％Ｃｄ。

Ｎｉ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｐの少なくとも１種又はそれ以上と
、不可避不純物を含有するもの、又は、■Ｎｉ、Ｃ，Ｐ
、Ｓ、Ａｔ、Ｔｉ、Ｚｒの合金或いはそれにＣｒ、Ｂ、
Ｓ　ｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕの１種又はそれ以上の種と不
可避不純物を含有するもの、 ■Ｃｕ或いはＺ　ｎ　％　Ｓ　ｏ　ｓ　Ｆ　ｅ　％　Ｍ
　ｎ　％　Ｎ　ｔ　＊Ｐ％　Ｐｂ、Ａｆｆｉ、Ｓｉの１
種又は複数と不可避不純物を含有するもの、 ■ＡｕとＣｕ、Ｐｂ、Ｎｉの１種或いは複数と不可避不
純物を含有するもの、又は、 ■Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｗ％Ｆｅ％Ｂ、Ｃ。

Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒの合金等 が用いられる。：１れらの１１つ材層は、合金や砥粒よ
りも一般的に弾性率が小きく、両者の熱膨張率の違いに
よって発生する応力を吸収する機能を有するものである
。

これらのロウ材層の生成方法は、活性金属とロウ材とを
粉末状態で混合し、ペースト状にしたものを、必要箇所
、又は所望部分に、塗布し、乾燥し、ロウ材層とする方
法を利用することができる。また、この他に、ロウ材層
の生成方法として用いられる方法には、メツキ法、スパ
ッタリング法、イオンブレーティング法、ＣＶＤＣ化学
的蒸着）法などの薄膜生成技術があり、また、金属箔を
用いる方法も利用できる。

本発明に利用４゛る砥粒を分散させる方法としては、ロ
ウ材層のメツキ処理で砥粒を分散し、保持させる方法或
いは篩でペースト上に、散布分散する方法を利用できる
。

本発明による研削工具の製造のための熱処理条件として
は、真空又は不活性ガス又は還元性ガス中でロウ材分散
材料を、その溶融温度以−ヒで処理することである。

本発明により利用する研削工具の製造方法は、更に、例
えば、カッターのような製品の被膜形成として有用であ
る。

次に、本発明による研削工具及びその観法を具体的に実
施例により説明するが、本発明はそれらによって限定さ
れるものではない。

〔実施例１］ 直径２００冒厚ｔ６ｍの工具鋼の外周面及び外周からＩ
ＣＩの範囲の側面表面に、ＡｕとＣｕの合金粉末と、Ｔ
ｉ粉末の混合粉末をペースト状にして、塗布し、その−
Ｌに、２００メツシユの立方晶系ＢＮ砥粒を散布し、８
００℃で熱処理することにより、研削工具を作製した。

これを平面切削盤に取り付けて、回転数３００Ｏｒｐｍ
、送り速度２５ｍ／分で、切込み２μｍで外径１００■
の８０Ｍ４２０鋼（浸炭憶き入れ処理鋼、ＨＲｃ５５〜
６０）を切削し、深ネ１■まで切削を行ない、すぐれた
耐久性が得られることを確認した。

［発明の効果］ 本発明による研削工具並びにその製法により、次のよう
な顕著な技術的効果が得られた。

第１に、従来公知の研削工具に比べて、高い精度で切削
できる研削工具を提供できる。

第２に、最近の厳しい研削工具に対する要求に応えるこ
とができる耐久性にすぐれ、長寿命の特性を有する研削
工具とその製法を提供する。

第３に、焼き入れ処理をした高い硬度を有する鋼材又は
ファインセラミックス等の高い硬度材料の加工等に広く
適用できる新規な研削工具を提供する。

第４に、硬度の高い材料に対しても精度高く加工できる
研削工具を特徴する

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）砥粒表面の一部又は全部を、金属化して台金にロ
   ウ付けされたことを特徴とする研削工具。
2. （２）前記砥粒が、ダイヤモンド、立方晶窒化ほう素又
   はウルツ鉱型窒化ほう素（以下ｃＢＮ又はｗＢＮと称す
   る）からなることを特徴とする請求項１記載の研削工具
   。
3. （３）砥粒表面の一部又は全部に、活性金属粉末を含有
   するロウ材と砥粒を混合したペーストを台金表面に塗布
   し、熱処理して、砥粒表面の一部又は全部を金属化する
   ことを特徴とする請求項１又は２いずれか記載の研削工
   具の製法。
4. （４）台金表面と砥粒の間に、活性金属を含有するロウ
   材層を形成し、この上に砥粒を分散させ、ロウ材のロウ
   付け温度以上の温度範囲で熱処理によりロウ材を溶融状
   態にして、これに溶けた活性金属により砥粒表面を金属
   化すると同時にロウ付けすることを特徴とする請求項１
   又は２のいずれかに記載の研削工具の製法。
5. （５）前記砥粒が、ダイヤモンド、ｃＢＮ又はｗＢＮか
   らなることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記
   載の研削工具の製法。