JPH0692073B2 - 電鋳薄刃砥石およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、特にシリコンやフェライト等の被削材にお
ける高精度の切断加工や溝入れ加工に用いて好適な電鋳
薄刃砥石およびその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、シリコン、GaAs、フェライト等からなる被削材
に、高い精度による切断加工や溝加工を施す場合には、
金属メッキ相内に超砥粒を分散させてなる電鋳薄刃砥石
と呼ばれる薄刃砥石が用いられつつある。

図は、従来のこの種の電鋳薄刃砥石を示すものである。
この電鋳薄刃砥石１は、NiやCoあるいはそれらの合金等
からなる金属メツキ相内にダイヤモンドやCBN等の超砥
粒を分散させることによって形成された厚さ数十μｍ〜
数百μｍの輪環板状のもので、両側面に配設された一対
の取付用フランジ２、２間に挾まれたうえ、ナツト３に
より軸線回りに回転する砥石軸４に締付け固定されて使
用に供される。

ところで、このような従来の電鋳薄刃砥石の製造は、先
ずステンレス鋼製の基板の表面に、ダイヤモンド等の超
砥粒を分散させたNi基、Co基、あるいはこれらの合金基
等を含む電気メツキ液を用いて電気メツキを施して、上
記Ni等からなる金属メツキ相内に上記超砥粒を分散させ
た砥石層を形成し、ついでこの基板から上記砥石層を剥
離した後得られた砥石層をパンチング加工等により円形
の砥石形状に成形することにより上記電鋳薄刃砥石１を
得る方法が採られている。

ここで、上記従来の製造方法においては、形成されるNi
等からなる金属メツキ相内の内部応力を小さく抑えるこ
とが重要であるため、通常上記電気メツキ液をサツカリ
ンNa等のイオウを含む化合物からなる一次光沢剤等を添
加している。この場合において、この電気メツキ液に添
加した一次光沢剤は、電気メツキ時にその内に含まれて
いるイオウが分解生成されて上記金属メツキ相内に共析
する。そして、この電鋳薄刃砥石１では、主にこの共析
した0.01〜0.3wt％程度の量の上記イオウの影響によ
り、上記金属メツキ相の硬度がHv＝550〜650にまで増加
するため、その機械的強度および剛性が高められ、よっ
て非常に薄肉なものであっても実用に供し得るといった
利点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の電鋳薄刃砥石にあっては、そ
の金属メツキ相の硬度が高いため、切削に関与する超砥
粒が摩滅しても上記金属メツキ相の摩耗速度が遅く、よ
って新たに切削に関与すべき超砥粒の突出が遅くなって
しまう。この結果、いわゆる自生作用が円滑におこなわ
れないため経時的にその切れ味が低下してしまい、甚だ
しい場合には切削抵抗が増加して電鋳薄刃砥石自体に曲
がりを生じてしまうという恐れがあった。

そこで、本願発明者等は、上記従来の電鋳薄刃砥石が有
する欠点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、電気メツ
キによって形成されたままの上記Ni、Coおよびそれらの
合金から選ばれてなる金属メツキ相を200℃以上に加熱
すると、内部に含まれている上記イオウの影響によりこ
の金属メツキ相が軟質化するとともに、さらにその結晶
粒界にNi−Ｓの金属間化合物を形成して脆化するという
知見を得るに至った。

［発明の目的］ この発明は上記知見に基づいてなされたもので、自生作
用が円滑におこなわれてその切れ味に優れる電鋳薄刃砥
石およびその製造方法を提供することを目的とするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ この発明の電鋳薄刃砥石およびその製造方法は、超砥粒
が分散され、全重量に対してイオウを0.01〜0.3重量％
含むNi、Coおよびそれらの合金から選ばれてなる金属メ
ッキ相に、この金属メッキ相の少なくとも外周部分に、
200℃以上の温度で熱処理を施すことにより、その部分
の上記金属メツキ相を再結晶組織としたものである。

［作用］ 上記構成の電鋳薄刃砥石にあっては、超砥粒が分散され
たNi、Coおよびそれらの合金から選ばれてなる金属メツ
キ相を200℃以上に加熱することにより、内部に含まれ
ているイオウの影響によりこの金属メツキ相が軟質化す
るとともに、さらにその結晶粒界にNi−Ｓの金属間化合
物を形成して脆化するため、この結果切削時における上
記金属メツキ相の摩耗が促進されてその自生作用が向上
する。

［実施例］ 以下、この発明の電鋳薄刃砥石およびその製造方法の一
実施例を具体的に説明する。

この例の電鋳薄刃砥石においては、ダイヤモンドやCBN
等の超砥粒が分散され、かつ全重量に対してイオウを0.
01〜0.3重量％含むNi、Coおよびそれらの合金から選ば
れてなる金属メツキ相の、刃先部である外周部分の0.05
〜3.0mmの範囲が上記金属メツキ相の再結晶組織によっ
て形成されている。

以下、上記電鋳薄刃砥石の製造方法を具体的に説明す
る。

先ず、メツキされる金属に対して剥離性を有する処理が
なされたステンレス製の基板の表面に、砥石の原型形状
をなす部分を残してマスキングを施した後、脱脂等の清
浄化処理を施す。次に、この基板の表面に、ダイヤモン
ド等の超砥粒を分散させたイオウとNi基とCo基とを含む
電気メツキ液を用いて、Ni−Co合金メツキ相内に上記超
砥粒を分散させた厚さ寸法が数十μｍ〜数百μｍの砥石
層を形成する。

次いで、このようにして砥石層を形成した基板にブラツ
シング等を含む水洗処理を施した後、この基板から上記
砥石層を剥離する。次いで、得られた砥石層をパンチン
グ加工等により円形の砥石形状に成型しさらに真円に加
工する。そして、このようにして得られた薄肉円板状の
電鋳砥石の、切刃部である外周から0.05〜3.0mmの部分
に放電加工機によって熱処理を施し、その組織を再結晶
化させて上記電鋳薄刃砥石を得る。ここで、上記熱処理
の温度は200℃以上の温度に設定する必要がある。すな
わち、この熱処理温度が200℃に満たないと上記金属メ
ツキ相の再結晶化が充分におこなわれず、必要とされる
上記金属メツキ相の軟質化および脆化効果を得ることが
できないからである。

しかして、このような電鋳薄刃砥石によれば、切刃部で
ある外周部分を再結晶組織とされた金属メツキ相によっ
て形成したのでこの部分の上記金属メツキ相が軟質化お
よび脆化し、これにより切削に際して上記金属メツキ相
の摩耗除去が促進されて新たな超砥粒の突出が円滑にお
こなわれる。この結果、その自生作用を向上させること
ができるため経時的に切れ味が劣化することがなく、よ
って優れた切削性能を得ることができる。

また、上記電鋳薄刃砥石にあっては、切削に関与する刃
先部の金属メツキ相のみを再結晶化して軟質化させたの
で優れた切れ味を得ることができるうえ、さらに切削に
関与しない本体部分はそのまま高い剛性を保持しておく
ことができるため、特に深切り込みや高速送り切削等の
厳しい切削条件が要求される加工にも用いることができ
る。

しかも、上記金属メツキ相の熱処理に放電加工を用いた
ので、他の部分に影響を与えることなく局部的に熱処理
を施すことができる。したがって、例えば小径薄刃ホイ
ールの外周部分に0.1mm幅の範囲内で熱処理を施す場合
等、それぞれの用途に応じた所要範囲の上記金属メツキ
相を再結晶組織化することができる。

なお、上記実施例の説明においては、切刃とされる外周
部分の0.005〜3.0mmの範囲内の金属メツキ相に熱処理を
施して再結晶組織としたがこれに限るものではなく、軟
質材の切削に用いるものや外径や小径であるもの等にお
いては、その金属メツキ相の全体に熱処理を施して再結
晶化させてもよい。

［実施例］ Niからなる金属メツキ相内に超砥粒としてダイヤモンド
（粒径:20/30μｍ）を分散させた電鋳薄刃砥石（外径:7
6.2φ、内径:40φ、厚さ:0.20mm）を複数枚準備した。

そして、これらの電鋳薄刃砥石から、 刃先部となる外周部分の2.0mmの範囲内のみに不活性
ガス雰囲気中において300℃で２時間熱処理を施したこ
の発明に係る電鋳薄刃砥石Ａ、 刃先部となる外周部分の0.1mmの範囲内のみに放電加
工により熱処理を施したこの発明に係る電鋳薄刃砥石
Ｂ、 全く熱処理を施さない従来の電鋳薄刃砥石、 以上の３種類の電鋳薄刃砥石を製作した。

そして、これら３種類の電鋳薄刃砥石により、以下の切
削条件の下で単結晶フェライトの切断加工を湿式でおこ
なった。

周速:1500mm/min、切込み:2.0mm 送り:50mm/min、 上記の切断加工の結果、従来の電鋳薄刃砥石に比べてこ
の発明に係る電鋳薄刃砥石Ａ、Ｂでは、それぞれ切断開
始時の切削抵抗において20％、また切削抵抗の経時的な
増加量においてそれぞれ50％（電鋳薄刃砥石Ａ）、60％
（同、Ｂ）低下することが確認された。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の電鋳薄刃砥石およびその
製造方法は、超砥粒が分散され、全重量に対してイオウ
を0.01〜0.3重量％含むNi、Coおよびそれらの合金から
選ばれてなる金属メッキ相に、この金属メッキ相の少な
くとも外周部分に、200℃以上の温度で熱処理を施すこ
とによりその部分の上記金属メツキ相を再結晶組織とし
たので、当該部分の金属メツキ相を軟質化および脆化さ
せることができ、これにより自生作用が円滑におこなわ
れるため、優れた切れ味を長期間に亙って得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は、砥石軸に固定された従来の電鋳薄刃砥石を示す概
略側断面図である。 １……電鋳薄刃砥石。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】全重量に対してイオウを0.01〜0.3重量％
   含むNi、Coおよびそれらの合金から選ばれてなる金属メ
   ッキ相内に、超砥粒を分散させてなる薄肉板状の電鋳薄
   刃砥石において、上記金属メッキ相の少なくとも外周部
   分を再結晶組織としたことを特徴とする電鋳薄刃砥石。
2. 【請求項２】イオウを含む有機化合物を含む含む電気メ
   ッキ液中において、基板上に、イオウが共析するNi、Co
   およびそれらの合金から選ばれてなる金属メッキ相を形
   成しつつこの金属メッキ相内に超砥粒に分散して砥石層
   を形成し、次いで上記基板を取り除いて薄肉板状の砥石
   とした後、この砥石の少なくとも外周部分に200℃以上
   の温度で熱処理を施すことにより、この砥石の少なくと
   も外周部分を再結晶組織とすることを特徴とする電鋳薄
   刃砥石の製造方法。
3. 【請求項３】上記熱処理は、放電加工またはレーザ加工
   であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電
   鋳薄刃砥石の製造方法。