JPS6268279A - メタルボンド研摩シ−トおよびその製造法 - 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 この発明は、特に面精研削およびカッター刃に好適なメ
タルボンド研摩シートおよびその製造方法に関する。

なお、本明細書において用いる「研摩」なる用語は広義
に解され、研摩、研削および切削を含む総称である。

従来の技術 面精研削およびカッター刃に好適なメタルボンド研摩シ
ート、特にダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素のような研
削砥粒（以下、これらを「超研削砥粒」という）を用い
た研摩シートとしては銅錫系メタルボンド製品、銅板上
またはステンレス等の金網上に超研削粒を電着によ９回
着させたもの、電着層だけのもの等が知られている。

銅錫系メタルボンド製品はメタルボンド中の錫の含有量
を増加させることによシ研削特性を向上することができ
る。しかしながら、このような改質手法によれば材質が
硬く脆いものとなる。それ故、研摩特性の優れた研摩シ
ートを製造するには、圧粉成形工程を採らざるを得ない
。この圧粉成形工程においては４〜６ｔｏｎ／７の成形
荷重を必要とするため、サイズの大きいシートを作成す
るには限界がある。また、カッター刃として使用する場
合には圧粉成形工程で薄い成形体を作成することが困難
であり、薄刃カッター用には不向きである。

なお、銅錫系メタルボンドにニッケルを添加することに
よυ、硬いニッケルー錫金属間化合物をボンド内に生成
させて研摩特性を向上させることもできるが、やはり薄
い成形体を得ることは困難である。

また、電着によるものは、研摩特性は優れているが、超
研削砥粒が一層であるため寿命に難点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、上述のような従来技術の難点を解決し
、優れた研摩特性を有するシート状の研摩材を提供する
にある。

さらに、他の目的は、優れた研摩特性を有するシート状
の研摩材を工業的有利に製造する方法を提供するにある
。

上述のような本発明の目的は、銅錫系金属粉末と研削砥
粒との焼結圧延体を母材とし１．その表面にニッケル被
覆を有し、該ニラゲルの一部は母材中にニククルー錫系
金属間化合物を形成して分散析出していることを特徴と
するメタルボンド研摩シートによって達成される。

このメタルボンド研摩シートは、次の工程（イ）、仲）
、（ハ）、に）からなる方法によって製造することがで
きる。

（イ）銅錫系金属粉末と研削砥粒との混合物を非酸化性
雰囲気中で７００〜９５０℃にて加圧下に焼結して、板
状の焼結体を得、 （ロ）　該焼結体をシート状に圧延し、（ハ）得られた
シート状圧延体にニッケル被覆を施し、 に）　ニッケル被覆圧延体を非酸化性雰囲気中７５０〜
９９０℃にて加熱する。

本発明のメタルボンド研摩シートは、研削砥粒と銅−錫
系メタルボンドとからなる焼結圧延体母材にニッケル被
覆が形成され、ニッケルの一部は銅−錫系メタルボンド
内に拡散して、母材内に硬いニラゲル−錫系金属間化合
物として析出・分散しているため研摩特性に優れている
。

銅−錫系メタルポンドとしては錫含有量０．５〜】８重
′Ｍ′、チのものが好゛ましい。錫の含有量が過小であ
ると得られるシートは研ＪＩ％性に劣シ、また、過大で
あるとシートは硬く脆くなる。メタルボンドに対する研
削砥粒の配合割合は、両者の配合物重量に基づき研削砥
粒が１〜１７重量％：好ましくは８〜１１重量％である
。

研削砥粒は格別限定されないが、夕゛イヤモンドおよび
立方晶窒化ホウ素のような超研削砥粒、または超研削砥
粒を主体とし、その他一般の研削砥粒との混合物である
ことが好ましい。

ニッケル被覆は７一ト状焼結圧延体の両面に形成され、
その量は、好ましくは、両面の被覆層の厚さの和が研摩
シート全体の厚さの３〜１５％、より好ましくは６〜１
２％となるようにする。

本発明の研摩シート中の銅−錫一ニッケル系メタルボン
ドと同じ組成をもつ銅−錫−ニッケル系粉末を用いて、
焼結、圧延を行うと圧延段階で割れを生じるため、薄い
研摩シートを製造することは困難である。しかしながら
、本発明の方法によれば、比較的展延性の優れた銅−錫
系メタルポンドにて焼結、圧延を行い、得られた圧延シ
ートにニッケル被覆を施し、その後加熱してニッケルの
一部を銅−錫系メタルポンド内に拡散せしめることによ
って、研摩特性に優れた薄いメタルボンド研摩シートの
製造が可能となる。

次Ｋ、本発明の研摩シートの製造方法を具体的に説明す
る。

（イ）焼結工程 銅錫系金属粉末（錫含有ｉｉ０．５〜１８重量％）と、
ダイヤモンドもしくは立方晶窒化ホウ素またはこれらを
主体とし、その他一般の研削砥粒を配合したものとを所
定の割合で混合し、非酸化性雰囲気中で加圧下に７００
〜９５０℃に加熱して板状の焼結体を得る。例えば、黒
鉛製の型（深さ０．４〜２．０　ｍ　）に上記金属粉本
と研削砥粒との混合物を平らに入れ、蓋をし、その上に
５〜５０．！ｉＩ７８８度の荷重を掛けて、水素雰囲気
中で７００〜９５０℃に３０〜６０分間保持する。焼結
体の厚さは０．３〜１．８日程度とすることができる。

（ｏ）圧延工程 上記焼結体を圧延し、最終研摩シートの厚さより３〜１
５チ薄い圧延体金得る。圧延は常法に従って行うことが
できる。

（ハ）　ニッケル被覆 上記圧延体の両面に無電解メッキ、電解メッキ等の方法
によりニッケル被覆を施す。このニッケル被覆により最
終厚みとする。前述のように二つのニッケル被隋の合計
厚さは、好ましくは研摩シートの厚さの３〜１５％、よ
り好ましくは６〜１２チである。ニッケル被〜量が多過
ぎると下記圧延工程（ホ）で割れ金生じ易く、また、ニ
ッケル被ｉｆが少な過ぎるとニックルー錫金属間化合物
の形成量が少なくなり、所望の研摩特性が得られない。

に）加熱拡散工程 ニッケル被覆を施した圧延体を非酸化性雰囲気中で７５
０〜９９０℃に加熱して、被覆ニッケルの一部を母材で
ある銅錫系金属圧延体中に拡散せしめる。例えば、ニッ
ケル被覆圧延体を黒鉛板に挾み、水素雰囲気中で７５０
〜９９０℃に１〜】、５時間保持する。拡散せるニッケ
ルは、圧延体のメタルポンド中に硬いニックルー錫金属
間化合物を形成して、分散・析出する。

（ホ）第２圧延工程 上記のようにして得られる研摩シートは表面が幾分凹凸
であるので、一般に、再度軽く圧延するか又は両面ラッ
プによシ表面の凹凸を除去すると同時に厚みを正確な値
とする。

（へ）仕上工程 圧延された研摩シートは使用に適する大きさに切断し、
加熱して圧延または両面ラップ時に生じた歪みを除去し
て研摩シート製品とする。この歪除去は、研摩シートを
再度黒鉛板に挾み水素雰囲気中で７００〜９５０℃に３
０〜６０分間保持すればよい。

発明の効果 本発明の研摩シートは、研削砥粒と銅−錫系メタルポン
ドとからなる焼結圧延体母材にニッケル被覆が形成され
、ニッケルの一部が銅−錫系メタルポンド内に拡散して
、硬いニックルー錫系金属間化合物として析出・分散し
ているため研摩特性に優れている。

この研摩シートの製造においては、研削砥粒と銅−錫系
メタルポンドとからなる焼結体を圧延し、しかる後、圧
延体上にニッケル被覆を形成する。

従って、圧延工程では焼結体に割れを生じることがなく
にッケル分が含まれないため）、工業的有利に研摩シー
トを得ることができる。

実施例 以下、実施例について本発明を具体的に説明する。

実施例１ 銅−錫（錫含有ｆｊｋ１０重量部）アトマイズ粉末（≠
１５０以下）・・・　　　　　　　９７．２重量部ダイ
ヤモンド粉末（１２〜２５μｍ）・・・１．４＃ 炭化珪素粉末（＋２５００）・・・　　　　１．４＃を
良く混合し、黒鉛製の型（１４０Ｘ１４０Ｘ０．７））
に平らに入れ、黒鉛製の蓋をし、その上に３ｋｙ（１５
，３ｉ／ｃｒ／ｌ’）の鉄塊をのせ、炉に入れ、水素雰
囲気中で加熱（温１ｉ　７７０±１０℃　、保持時間４
５分間）し、厚み０．５　ｗｍの板状の焼結体を得た。

この焼結体を圧延して、厚み９５±４μｍの圧延体を得
た。この圧延体にスルファミン酸ニッゲルメッキ浴によ
＃）１０μｍ　（片面５μｍ　）のニッケルメッキを施
した。

ニッケルメッキを施した圧延体を黒鉛板に挾み、水素雰
囲気中で加熱（温間８７０±１０”Ｃ，保持時間７５分
間）し、ニッケルメッキ層を母材である銅−錫系ポンド
メタル中に拡散てせ、ニックルー錫金属間化合物を形成
させた。

このシートは厚みが１１０±１０μｍであり、表面が少
々ザラザラしているため、軽く圧延して１０５±４μｍ
　とした。このシートを外径８ｏｌＩＩＩ１１内径２５
．４ｍのドーナツ形に打ち抜き、ブレードラ得た。

このブレードは圧延時の歪が多少残っているため、もう
−変態鉛板に挾み水素雰囲気中で加熱（温度８２０±１
０℃、保持時間４５分間）し、平坦度を出した。

このブレードを７０ｍφのフランジに挾み、以下の条件
にて切断テストを実施した。

なお、比較としてニッケル被覆を施す前の圧延体（厚み
１０５±４μｍ）よシ同様のブレードを作成し、試験に
供した。

被削材：　３．５　ｗＭＸ　６■Ｘ５０■長方体状多結
晶フェライト 上記被剛材を黒鉛板上にボンドにて貼シ付け、さらに、
黒鉛板の被剛材非貼付面を鉄板上に同様に貼υ付け、被
剛材試料とした。

使用切断機：＃＠応用磁気研究所製、電解放電スライシ
ングマシン　ＥＭＳ−１２５８ 型 切断方式：ダウンカット 研　削　液：水溶性ケミカルタイプ（希釈５０倍） 電解放電条件：交流、８Ｖ、０．ＩＡ 切断条件：　４．５０　Ｏｒｐｍ　、ピッチ９．５１１
１１．３．７１ＥＩ深さ 試験の結果は下記のとおシであった。

本切断負荷上昇量（砥石軸電流値の上昇ｔ）５ｗ１／□
　　１０町伽３０ｆｌＥＩ／ｍｌ！　　６０ｆｒｍｌｋ
Ｒ本発明品　　−０，０１Ａ　　　０．０２Ａ　　　Ｏ
，０３Ａ比較例０．ＩＡ　　０．１６Ａ　　破損中チッ
ピング（切断面周辺の欠は落ち）の大きさの最大値 ３０　ｔ１２／ｍ１ｌｌ　　　６０１ＥＩＩ／ｍ１Ｊ１
本発明品　　　４０μｍ　　　　５０μｍ　（切断面上
面）本摩耗（４００ｐａｓ＋ｓ切断時） 本発明品　　２８０μｍ 実施例２ 銅−錫（錫含有量５重量部）アトマイズ粉末（＋１５０
以下）・・・　　　　　　　８９．１重蓋部鋳鉄粉末（
４ｔ５ｏ以下）・・・　　　　９．９〃ダイヤモンド粉
末（１２〜２５μｍ）・・・１．０重量部 を良く混合し、実施例１と同様に黒鉛型に入れ、水素雰
囲気中で加熱（温度９１０℃±１０℃、保持時間３５分
間）し、厚みＩｍの板状の焼結体を得た。

この焼結体を圧延して厚み１５０±５μｍの圧延体を得
た。この圧延体にスルファミン酸ニッケルメッキ浴によ
シ１０μｍ　（片面５μｍ）のニッケルメッキを施し、
黒鉛板に挾み水素雰囲気中で加熱（温度９７０±１０℃
、保持時間６０分間）し、１６０±１０μｍのシートを
得た。このシートを直径１００ｉａｌＩに打ち抜き、周
囲から等間隔に４り所に幅２．５頷、長さ４０關の切シ
込みの入ったシートを得た。

このシートを平面の研摩皿にゴム糸接着剤を用いて貼り
付けた。この研削工具を用いて、荒ずシ研削の終了した
表面粗さＲｍａｘ　＝　１８μｍ　の平面の硝子を研削
したところ、次のような結果が得られた。

研　摩　機　　：オスカー型硝子研摩機硝子種　：　Ｂ
Ｋ−７，７０Ｘ７０簡 力ンザシ荷重　：５００．９／ｄ 下皿回転数　　：　４０−Ｏｒｐｍ クーラント　　　：エチレングリコール系２０倍液５分
間研削量　＝１２０μｍ ５分後表面粗さ：　Ｒｍａｘ＝２．０μｍ研削比〔硝子
研削量（μｍ）／シート摩耗ｔ（ＡＴｌ）：ｌ：比較例
１ 実施例２と同じ配合にて圧延シートを得、ニッケル被覆
を施すことなくそのまま直径１００簡に打ち抜き、切り
込みを入れ、実施例２と同様に研削実験を行なった結果
は次の通シであった。

５分間研削量　＝８０μｍ ５分後表面粗さ：　Ｒｍａｘ　＝１．６μｍ研削比　＝
１５０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、銅錫系金属粉末と研削砥粒との焼結圧延体を母材と
   し、その表面にニッケル被覆を有し、該ニッケルの一部
   は母材中にニッケル−錫系金属間化合物を形成して分散
   析出していることを特徴とするメタルボンド研摩シート
   。 ２、銅錫系金属粉末と研削砥粒との混合物を非酸化性雰
   囲気中で７００〜９５０℃にて加圧下に焼結して、板状
   の焼結体を得、該焼結体をシート状に圧延し、得られた
   シート状圧延体にニッケル被覆を施し、ニッケル被覆圧
   延体を非酸化性雰囲気中７５０〜９９０℃にて加熱する
   ことを特徴とするメタルボンド研摩シートの製造法。