JP2006346824A

JP2006346824A - Metal bond wheel for electrical discharge truing and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2006346824A
Application number: JP2005177850A
Authority: JP
Inventors: Kiyohiko Ito; 清彦伊藤; Kiyoyuki Aoki; 清之青木; Hiromichi Kasa; 裕倫傘
Original assignee: Kure Norton KK
Current assignee: Kure Norton KK
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2025-06-17
Also published as: CN1880019A; CN1880019B; KR20060132468A; JP4854221B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal bond wheel for electrical discharge truing improved in an electrical discharge truing property, and also to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: In this metal bond wheel for electrical discharge truing, an abrasive grain layer 1 bonding abrasive grains with a metal bond is fastened on base metal 5, the metal bond has a composition of Cu 62-48 mass% and Sn 38-52 mass%, and a reinforcing layer 4 a mass ratio of Fe: Cu: Sn of which is 80-40: 44-15: 16-5 is positioned between the abrasive grain layer 1 and the base metal 5. Favorably, the abrasive grain layer 1 includes a lubricant of 1-30 volume% against the whole volume. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は放電ツルーイング機能をそなえた単頭又は両頭平面研削用のメタルボンドホイールに関する。 The present invention relates to a metal bond wheel for single-head or double-head surface grinding having a discharge truing function.

近年、両頭平面研削盤の分野においては、研削ホイールを機上にて高精度にツルーイングすることが可能な、機上放電ツルーイング装置が開発された。放電ツルーイング装置を用いた場合、一般的にはメタルボンドホイールが使用される。メタルボンドホイールのメタルボンドには、放電による加工性が良好であることが要求される。 In recent years, in the field of double-sided surface grinding machines, on-machine discharge truing devices have been developed that are capable of truing grinding wheels with high precision on the machine. When a discharge truing device is used, a metal bond wheel is generally used. The metal bond of the metal bond wheel is required to have good workability by electric discharge.

放電ツルーイング用メタルボンドホイールに関しては、特許文献１に、添加剤として潤滑剤（代表的には黒鉛）を使用することによりメタルボンドホイールのツルーイング性を向上される技術が開示されている。特許文献２には、放電ツルーイング用のメタルボンド砥石において、銅（Ｃｕ）−錫（Ｓｎ）のブロンズ系メタルボンドと、グラファイト潤滑剤を使用することが開示されている。 Regarding a metal bond wheel for discharge truing, Patent Document 1 discloses a technique for improving the truing property of a metal bond wheel by using a lubricant (typically graphite) as an additive. Patent Document 2 discloses the use of a copper (Cu) -tin (Sn) bronze metal bond and a graphite lubricant in a metal bond grindstone for discharge truing.

メタルボンドについては、放電ツルーイング用砥石と限定はしていないが、特許文献３に、Ｃｕ３３〜７５重量％及びＳｎ１８〜５５重量％の青銅粉、いわゆるブロンズ粉を使用することが開示されている。 The metal bond is not limited to a grindstone for discharge truing, but Patent Document 3 discloses the use of bronze powder of 33 to 75% by weight of Cu and 18 to 55% by weight of Sn, so-called bronze powder.

特開２００４−２４９３８４号公報JP 2004-249384 A 実開平４−１９７５９号公報Japanese Utility Model Publication No. 4-19759 特開平８−２４３９２６号公報JP-A-8-243926

メタルボンドホイールは強度が高いため、砥粒の目替わりが起こりにくいという問題がある。そのため、特許文献１及び特許文献２では、固体潤滑剤を使用して目替わりを促進している。しかし、この場合、メタルボンド自体の強度が強いと目替わり促進効果は半減してしまう。特許文献１では、銅６５重量％、錫２５重量％、黒鉛１０重量％のメタルボンドでテストされているが、銅−錫系メタルボンドの場合、銅の割合が多いとメタルボンドの強度が上昇する傾向にある。このため、特許文献１に示された組成のメタルボンドは、ボンド強度は強く砥粒の保持力には問題ないが、放電ツルーイング性には問題がある。放電ツルーイング性改善のためにメタルボンド自体を検討することは、これまでなされていない。 Since the metal bond wheel has high strength, there is a problem that change of abrasive grains hardly occurs. Therefore, in patent document 1 and patent document 2, the replacement is promoted using a solid lubricant. However, in this case, if the strength of the metal bond itself is strong, the change promoting effect is halved. In Patent Document 1, the test is performed with a metal bond of 65% by weight of copper, 25% by weight of tin, and 10% by weight of graphite. Tend to. For this reason, the metal bond having the composition shown in Patent Document 1 has a high bond strength and no problem with the holding power of the abrasive grains, but has a problem with the discharge truing property. The metal bond itself has not been studied to improve the discharge truing property.

本発明の目的は、メタルボンド組成の検討により放電ツルーイング性の向上した放電ツルーイング用メタルボンドホイールと、その製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a metal bond wheel for discharge truing having improved discharge truing properties by examining the metal bond composition, and a method for producing the same.

本発明の放電ツルーイング用メタルボンドホイールは、砥粒をメタルボンドで結合した砥粒層が台金に固着されたメタルボンドホイールであって、メタルボンドがＣｕ６２〜４８質量％及びＳｎ３８〜５２質量％の組成を持ち、且つ、砥粒層と台金との間に、Ｆｅ：Ｃｕ：Ｓｎの質量比が８０〜４０：４４〜１５：１６〜５の補強層が位置することを特徴とする放電ツルーイング用メタルボンドホイールである。 The metal bond wheel for discharge truing of the present invention is a metal bond wheel in which an abrasive grain layer in which abrasive grains are bonded to each other by a metal bond is fixed to a base metal. And a reinforcing layer having a mass ratio of Fe: Cu: Sn of 80 to 40:44 to 15:16 to 5 is located between the abrasive layer and the base metal. This is a metal bond wheel for truing.

好ましくは、砥粒層はその全体積に対して１〜３０体積％の潤滑剤を含む。 Preferably, the abrasive layer contains 1-30% by volume of lubricant relative to its total volume.

本発明の放電ツルーイング用メタルボンドホイールは、補強層用の材料を５５０〜７００℃で焼結して補強層を形成し、その上に砥粒層用の材料を３８５〜４１５℃で焼結して砥粒層を形成し、次いで台金に補強層を接合することにより砥粒層を固着することを特徴とする製造方法により製造することができる。 In the metal bond wheel for discharge truing of the present invention, the reinforcing layer material is sintered at 550 to 700 ° C. to form the reinforcing layer, and the abrasive layer material is sintered thereon at 385 to 415 ° C. Then, the abrasive layer is formed, and then the abrasive layer is fixed by bonding the reinforcing layer to the base metal.

本発明の放電ツルーイング用メタルボンドホイールは、メタルボンドがＣｕ６２〜４８質量％及びＳｎ３８〜５２質量％の組成を持つことにより、良好な放電ツルーイング性を発揮することができる。更に、砥粒層と台金との間に、Ｆｅ：Ｃｕ：Ｓｎの質量比が８０〜４０：４４〜１５：１６〜５の補強層を設けることで、メタルボンドを安定して製造できる。 The metal bond wheel for electric discharge truing of this invention can exhibit favorable electric discharge truing property because a metal bond has a composition of Cu62-48 mass% and Sn38-52 mass%. Furthermore, a metal bond can be stably manufactured by providing the reinforcement layer whose mass ratio of Fe: Cu: Sn is 80-40: 44-15: 16-5 between an abrasive grain layer and a base metal.

発明者らは、放電ツルーイング用メタルボンドホイールの放電ツルーイング性改善に当たり、メタルボンド組成を検討した。 Inventors examined the metal bond composition in order to improve the discharge truing property of the metal bond wheel for discharge truing.

従来一般的に使用されているメタルボンドは、銅−錫系、いわゆるブロンズ系のメタルボンドである。ブロンズ系メタルボンドでは、一般に、焼結温度を低下させる錫の割合が多くなると、ボンド強度が下がる。そのような事情に鑑み、ブロンズ系のメタルボンドは銅７５質量％−錫２５質量％の割合を中心に使用されている。しかしながら、このブロンズ組成では、放電ツルーイング時にツルアー電極にメタルボンドが溶着しやすい。 Conventionally, the metal bond generally used is a copper-tin type, so-called bronze type metal bond. In bronze metal bonds, bond strength generally decreases as the proportion of tin that lowers the sintering temperature increases. In view of such circumstances, bronze-based metal bonds are mainly used at a ratio of 75% by mass of copper to 25% by mass of tin. However, with this bronze composition, metal bonds are likely to weld to the truer electrode during discharge truing.

本発明では、通常よりも錫の割合が多い、Ｃｕ６２〜４８質量％及びＳｎ３８〜５２質量％のブロンズ組成のメタルボンドを使用し、場合によってはＣｕ：Ｓｎ質量比１：１近辺のメタルボンドを使用する。本発明で使用する高錫含有量のメタルボンドは、メタルボンドホイールの放電ツルーイング性を良好にする。このようなボンド組成は、特許文献３に開示されている。しかし、特許文献３の実施例によると、上記組成のメタルボンドを使用して砥石を製造した場合、砥粒層にクラックが発生し、あるいは砥粒層と台金の境界で接合ズレが発生した。このように、本発明で使用するような高錫含有量のメタルボンドの場合、砥粒層のボンド強度が不足し、あるいは一般的に使用されている鋼やアルミニウムの台金との熱膨張係数の不一致が起こりやすいため、接合が不十分となりやすく、放電ツルーイング用メタルボンドホイールを安定して製造することができない、という問題が生じることになる。 In the present invention, a metal bond having a bronze composition of Cu 62 to 48% by mass and Sn 38 to 52% by mass having a higher tin ratio than usual is used, and in some cases, a metal bond in the vicinity of a Cu: Sn mass ratio of 1: 1 is used. use. The high tin content metal bond used in the present invention improves the discharge truing properties of the metal bond wheel. Such a bond composition is disclosed in Patent Document 3. However, according to the example of Patent Document 3, when a grindstone is manufactured using a metal bond having the above composition, a crack occurs in the abrasive grain layer, or a joining deviation occurs at the boundary between the abrasive grain layer and the base metal. . Thus, in the case of a metal bond with a high tin content as used in the present invention, the bond strength of the abrasive layer is insufficient, or the coefficient of thermal expansion with a commonly used steel or aluminum base metal Therefore, there is a problem in that joining is likely to be insufficient and a metal bond wheel for discharge truing cannot be manufactured stably.

この問題は、本発明により、砥粒層と台金との間に補強層を設けることで解決することができる。
具体的には、砥粒層の下にＦｅ：Ｃｕ：Ｓｎの質量比が８０〜４０：４４〜１５：１６〜５の補強層を設け、台金に接合する。 According to the present invention, this problem can be solved by providing a reinforcing layer between the abrasive layer and the base metal.
Specifically, a reinforcing layer having a mass ratio of Fe: Cu: Sn of 80 to 40:44 to 15:16 to 5 is provided under the abrasive layer and bonded to the base metal.

補強層を設けた本発明の放電ツルーイング用メタルボンドホイールの製造手順は、次のとおりである。まず、補強層用材料の金属粉の混合物を５５０〜７００℃で焼結して補強層を形成する。補強層の冷却後、その上に砥粒層用の材料を３８５〜４１５℃で焼結して砥粒層を形成する。その後、焼結した砥粒層が結合された補強層を台金に接合する。この方法により、砥粒層のクラック発生又は砥粒層と台金との剥離を回避して、放電ツルーイング用メタルボンドホイールを安定して製造することができる。補強層を介して砥粒層を台金に安定して固着することができる限り、補強層の台金への接合の仕方はどのようなものでもよい。例えば、一般的に使用される有機接着材を使用することができる。具体的には、エポキシ樹脂系接着材が好適に使用できる。 The manufacturing procedure of the metal bond wheel for discharge truing of the present invention provided with the reinforcing layer is as follows. First, a reinforcing powder layer is formed by sintering a metal powder mixture of reinforcing layer material at 550 to 700 ° C. After cooling the reinforcing layer, the abrasive layer material is sintered at 385 to 415 ° C. to form the abrasive layer. Thereafter, the reinforcing layer to which the sintered abrasive layer is bonded is joined to the base metal. By this method, the occurrence of cracks in the abrasive layer or the peeling between the abrasive layer and the base metal can be avoided, and the metal bond wheel for discharge truing can be stably produced. As long as the abrasive layer can be stably fixed to the base metal via the reinforcing layer, any method may be used for joining the reinforcing layer to the base metal. For example, a commonly used organic adhesive can be used. Specifically, an epoxy resin adhesive can be preferably used.

本発明で使用されるメタルボンドは、Ｃｕ６２〜４８質量％及びＳｎ３８〜５２質量％のブロンズ組成を持ち、本発明のメタルボンドホイールの製造時には、この組成の合金粉が使用される。メタルボンド用の材料は、所定の組成の合金粉であることが必要である。Ｃｕ粉とＳｎ粉を混合しホイール焼結時に合金化させる方法もあるが、この場合、合金化の度合が低くなって、製品性能にバラつきが発生する。また、融点の低いＳｎが主に溶融して安定した焼結ができず、砥粒保持力にバラつきが発生する。 The metal bond used in the present invention has a bronze composition of Cu 62 to 48 mass% and Sn 38 to 52 mass%, and an alloy powder having this composition is used when the metal bond wheel of the present invention is manufactured. The material for the metal bond needs to be an alloy powder having a predetermined composition. There is also a method of mixing Cu powder and Sn powder and alloying them at the time of wheel sintering. In this case, however, the degree of alloying becomes low and the product performance varies. In addition, Sn having a low melting point is mainly melted and stable sintering cannot be performed, and the abrasive grain holding force varies.

本発明で用いるメタルボンドのブロンズ組成において、Ｃｕが６２質量％を超えるとメタルボンドが硬くなり、メタルボンドの放電加工性が悪くなって、良好な放電ツルーイングができなくなる。一方、Ｓｎが５２質量％を超えると、メタルボンドが脆くなり、砥粒保持力が低くなって、砥石消耗が大きくなる。本発明で用いるメタルボンドのブロンズ組成は、Ｃｕが６０〜５０質量％、Ｓｎが４０〜５０質量％であるのがなお望ましい。 In the bronze composition of the metal bond used in the present invention, when Cu exceeds 62% by mass, the metal bond becomes hard, the electric discharge workability of the metal bond deteriorates, and good discharge truing cannot be performed. On the other hand, if Sn exceeds 52% by mass, the metal bond becomes brittle, the abrasive grain holding power becomes low, and the consumption of the grindstone increases. As for the bronze composition of the metal bond used by this invention, it is still more desirable that Cu is 60-50 mass% and Sn is 40-50 mass%.

本発明の放電ツルーイング用メタルボンドホイールにおいて砥粒層と台金の間に中間層として設ける補強層は、高錫含有量のメタルボンドを使用すると砥粒層の強度が低くなることにより発生する砥粒層の割れ及び欠けを防止する。 In the metal bond wheel for discharge truing of the present invention, the reinforcing layer provided as an intermediate layer between the abrasive layer and the base metal is an abrasive that is generated when the strength of the abrasive layer is lowered when a metal bond having a high tin content is used. Prevent cracking and chipping of the grain layer.

この補強層は、８０〜４０：４４〜１５：１６〜５の質量比で、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎを含む。Ｆｅは、この中で一番融点が高く、補強層の強度を支配する金属元素である。Ｆｅが８０％より多くなると、補強層の融点が上がりすぎて安定した製造ができない。４０％より少ないと、補強層の強度が確保できない。Ｓｎ成分は、一番融点が低く、補強層の焼結を促進するいわゆる焼結助剤の役割を果たす。Ｓｎが１６％より多いと、溶出が発生し補強層の強度が下がる。５％より少ないと、焼結が促進されず高い焼結温度が必要となり、そのため安定した製造ができない。Ｃｕは、融点差が大きいＦｅとＳｎの中間の融点を持ち、これにより安定した焼結を可能にする。Ｃｕが４４％より多いと、焼結が促進されず高い焼結温度が必要となり、そのため安定した製造ができない。１５％より少ないと、ＦｅとＳｎとの大きな融点差の影響を受けて安定した焼結ができない。 This reinforcing layer contains Fe, Cu, and Sn at a mass ratio of 80 to 40:44 to 15:16 to 5. Fe is the metal element having the highest melting point and governing the strength of the reinforcing layer. If Fe exceeds 80%, the melting point of the reinforcing layer is too high and stable production cannot be achieved. If it is less than 40%, the strength of the reinforcing layer cannot be ensured. The Sn component has the lowest melting point and plays the role of a so-called sintering aid that promotes the sintering of the reinforcing layer. When Sn is more than 16%, elution occurs and the strength of the reinforcing layer decreases. If it is less than 5%, sintering is not promoted and a high sintering temperature is required, so that stable production cannot be achieved. Cu has an intermediate melting point between Fe and Sn, which has a large melting point difference, thereby enabling stable sintering. If the amount of Cu is more than 44%, sintering is not promoted and a high sintering temperature is required, so that stable production cannot be performed. If it is less than 15%, stable sintering cannot be performed under the influence of a large melting point difference between Fe and Sn.

補強層はまた、砥粒層と台金の熱膨張係数の違いを緩衝する役割を果たす。一般的には、砥粒層と台金との熱膨張係数差はもうけないほうがよい。しかし、台金の熱膨張係数は、鋼の場合１１〜１４×１０^-6℃^-1、アルミニウムの場合２３．７×１０^-6℃^-1であり、それに対して、砥粒層の熱膨張係数は１５〜２０×１０^-6℃^-1である。このため、場合によっては砥粒層と台金との熱膨張係数差が大きくなり、これが原因で砥粒層の剥離が発生する可能性がある。本発明で使用する補強層の熱膨張係数は、主にＦｅ成分に支配され、一般に１４〜２０×１０^-6℃^-1程度である。従って、砥粒層との熱膨張係数の差がより大きくなるアルミニウムの台金の場合でも、両者の熱膨張係数の違いをある程度緩衝する役割を果たすことができる。 The reinforcing layer also serves to buffer the difference in thermal expansion coefficient between the abrasive layer and the base metal. Generally, it is better not to make a difference in thermal expansion coefficient between the abrasive layer and the base metal. However, the thermal expansion coefficient of the base metal in the case of steel 11~14 × 10 ^-6 ℃ ^-1, is the case of aluminum 23.7 × 10 ^-6 ℃ ^-1, whereas the thermal expansion of the abrasive grain layer The coefficient is 15 to 20 × 10 ⁻⁶ ° C. ⁻¹ . For this reason, in some cases, the difference in thermal expansion coefficient between the abrasive layer and the base metal becomes large, which may cause the abrasive layer to peel off. The thermal expansion coefficient of the reinforcing layer used in the present invention is mainly governed by the Fe component and is generally about 14 to 20 × 10 ⁻⁶ ° C. ⁻¹ . Therefore, even in the case of an aluminum base metal in which the difference in thermal expansion coefficient with the abrasive layer becomes larger, it can serve to buffer the difference in thermal expansion coefficient between them to some extent.

補強層の厚みは３〜７ｍｍが望ましい。３ｍｍより薄いと、製造上補強層の均一性を確保することが難しくなる。７ｍｍより厚いと、製造上問題はないが、焼結時間が長くなり、コスト高を招く。 The thickness of the reinforcing layer is desirably 3 to 7 mm. If it is thinner than 3 mm, it is difficult to ensure the uniformity of the reinforcing layer in production. If it is thicker than 7 mm, there is no problem in manufacturing, but the sintering time becomes longer and the cost is increased.

焼結により補強層を形成する際には、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎそれぞれの粉末材料を使用することができる。とは言え、補強層の場合、最終的に上記組成の補強層を形成し、所期の効果の発現を妨げない限り、任意の粉末材料を使用することができる。例えば、個別のＣｕ粉末とＳｎ粉末の代わりに、あるいはそれらの一部として、Ｃｕ−Ｓｎの合金粉を使用することができる。 When the reinforcing layer is formed by sintering, powder materials of Fe, Cu, and Sn can be used. However, in the case of the reinforcing layer, any powder material can be used as long as the reinforcing layer having the above composition is finally formed and the desired effect is not hindered. For example, Cu—Sn alloy powder can be used in place of or as part of the individual Cu powder and Sn powder.

砥粒層を台金に固着するのに、本発明における補強層を用いず、砥粒層を有機接着材で台金に接着する方法も考えられるが、これは以下の点で好ましくない。すなわち、（１）砥粒層は厚み１．５〜５ｍｍと非常に薄く、このような薄い砥粒層を単独で焼結するのは困難であり、（２）研削時、砥粒層の厚みが低下すると砥粒層の欠けが発生しやすい。 In order to fix the abrasive layer to the base metal, a method of adhering the abrasive layer to the base metal with an organic adhesive without using the reinforcing layer in the present invention can be considered, but this is not preferable in the following points. That is, (1) the abrasive layer is very thin with a thickness of 1.5 to 5 mm, and it is difficult to sinter such a thin abrasive layer alone. (2) The thickness of the abrasive layer during grinding When it decreases, chipping of the abrasive layer tends to occur.

本発明のメタルボンドホイールの製造方法では、まず補強層を５５０〜７００℃での焼結により形成し、更にその上に砥粒層を３８５〜４１５℃での焼結により形成する。材料組成を反映して、補強層が十分な補強強度を発揮するには５５０〜７００℃の高い焼結温度が必要であり、それに対して砥粒層の焼結は３８５〜４１５℃で行われる。このため、１回の同時焼結では補強層又は砥粒層のどちらかが適正な焼結温度から逸脱し、良好なメタルボンドホイールが作製できない。従って、本発明では、上記のとおりの、いわゆる２段階焼結が採用される。 In the manufacturing method of the metal bond wheel of this invention, a reinforcement layer is first formed by sintering at 550-700 degreeC, and also an abrasive grain layer is formed on it by sintering at 385-415 degreeC. Reflecting the material composition, a high sintering temperature of 550 to 700 ° C. is necessary for the reinforcing layer to exhibit sufficient reinforcing strength, whereas the abrasive layer is sintered at 385 to 415 ° C. . For this reason, in one simultaneous sintering, either the reinforcing layer or the abrasive layer deviates from an appropriate sintering temperature, and a good metal bond wheel cannot be produced. Therefore, in the present invention, so-called two-stage sintering as described above is employed.

この２段階焼結の採用により、本発明によれば、補強層と砥粒層の平坦度の確保と砥粒層のソリの防止が容易になる。砥粒層と補強層を同時焼結した場合には、２つの層の充填密度の差が平坦度の違いを招き、熱膨張係数の差が砥粒層にソリを発生させる原因となる。 By adopting this two-stage sintering, according to the present invention, it becomes easy to ensure the flatness of the reinforcing layer and the abrasive layer and to prevent warping of the abrasive layer. When the abrasive layer and the reinforcing layer are simultaneously sintered, the difference in packing density between the two layers causes a difference in flatness, and the difference in thermal expansion coefficient causes warping in the abrasive layer.

２段焼結で得た砥粒層と補強層との積層体は、先に説明したように、例えば有機接着材を利用して、台金に接合することができる。有機接着剤を利用する場合には、補強層と台金との導電性を確保することが必要であり、そのための簡便な方法として、例えば、ホイールの周端面にネジ等を挿入して補強層と合金とをネジにより導通させることができる。 As described above, the laminate of the abrasive layer and the reinforcing layer obtained by the two-stage sintering can be bonded to the base metal using, for example, an organic adhesive. When using an organic adhesive, it is necessary to ensure the electrical conductivity between the reinforcing layer and the base metal. As a simple method for this purpose, for example, a screw or the like is inserted into the peripheral end surface of the wheel to thereby strengthen the reinforcing layer. And the alloy can be made conductive by screws.

放電ツルーイング性を更に向上させるために、本発明のメタルボンドホイールの砥粒層に潤滑剤を添加してもよい。代表的な潤滑剤は固形潤滑剤であり、例として黒鉛（グラファイト）、二硫化タングステン、二硫化モリブデンなどの公知のものが挙げられる。発明の趣旨を逸脱しない限り、これら以外の材料を使用してもよい。潤滑剤は、一般にと流層の全体積に対して１〜３０体積％の範囲で使用する。 In order to further improve the discharge truing property, a lubricant may be added to the abrasive layer of the metal bond wheel of the present invention. A typical lubricant is a solid lubricant, and examples thereof include known lubricants such as graphite, tungsten disulfide, and molybdenum disulfide. Other materials may be used without departing from the spirit of the invention. The lubricant is generally used in the range of 1 to 30% by volume with respect to the total volume of the fluidized bed.

本発明のメタルボンドホイールで使用する砥粒は、ダイヤモンド砥粒又は立方晶窒化硼素砥粒、あるいはチタン金属にて被覆された前記砥粒であるが、研削条件等を考慮して他の砥粒を添加してもよい。 The abrasive grains used in the metal bond wheel of the present invention are diamond abrasive grains, cubic boron nitride abrasive grains, or the above-mentioned abrasive grains coated with titanium metal. May be added.

メタルボンドと砥粒との混合比は、通常、体積部にして５：９５〜３０：７０である。 The mixing ratio between the metal bond and the abrasive is usually 5:95 to 30:70 in terms of volume.

以下、本発明を実施例により更に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to these Examples.

（実施例１及び比較例１）
ここではメタルボンドホイールの製造を説明する。
本発明の補強層ありのホイール（実施例１）と、補強層なしのホイール（比較例１）を製造した。本発明の実施例１のホイールの構造を、図１（上面図）、図２（側面図）、図３（断面図）に模式的に示す。これらの図において、１は砥粒層、２は砥粒層に設けた溝、３は軸孔、４は補強層、５は台金、８は接着材層を示している。比較例１のホイールは、補強層５と接着剤層８がないことを除き、実施例１のホイールと同様であった。 (Example 1 and Comparative Example 1)
Here, the manufacture of a metal bond wheel will be described.
A wheel with a reinforcing layer of the present invention (Example 1) and a wheel without a reinforcing layer (Comparative Example 1) were produced. The structure of the wheel of Example 1 of the present invention is schematically shown in FIG. 1 (top view), FIG. 2 (side view), and FIG. 3 (cross-sectional view). In these drawings, 1 is an abrasive layer, 2 is a groove provided in the abrasive layer, 3 is a shaft hole, 4 is a reinforcing layer, 5 is a base metal, and 8 is an adhesive layer. The wheel of Comparative Example 1 was the same as the wheel of Example 1 except that the reinforcing layer 5 and the adhesive layer 8 were not present.

砥粒層材料として、次の混合比の材料を使用した。
ＣＢＮ砥粒＃８００７６．０ｇ
メタルボンド１０３８．２ｇ
グラファイト潤滑剤７８．６ｇ
使用したメタルボンド材料は、Ｃｕ：Ｓｎ質量比が５３：４７のブロンズ粉であった。 As an abrasive layer material, a material having the following mixing ratio was used.
CBN abrasive grains # 800 76.0 g
Metal bond 1038.2g
Graphite lubricant 78.6g
The metal bond material used was bronze powder with a Cu: Sn mass ratio of 53:47.

製造したホイールは、外径３０５ｍｍ、砥粒層幅７５ｍｍ、砥粒層厚み３ｍｍ、ホイール厚み４７．５ｍｍ、軸孔径８０ｍｍのカップ型ホイールであった。台金は、アルミニウム製であった。実施例１のホイールの補強層は、次の混合比の材料から形成した。
Ｆｅ粉１３４２ｇ
ブロンズ（Ｓｎ３３−Ｃｕ６７）粉５３８ｇ
Ｃｕ粉３５９ｇ The manufactured wheel was a cup-type wheel having an outer diameter of 305 mm, an abrasive grain layer width of 75 mm, an abrasive grain layer thickness of 3 mm, a wheel thickness of 47.5 mm, and a shaft hole diameter of 80 mm. The base metal was made of aluminum. The reinforcing layer of the wheel of Example 1 was formed from a material having the following mixing ratio.
Fe powder 1342g
Bronze (Sn33-Cu67) powder 538g
Cu powder 359g

計量した砥粒層材料を攪拌雷潰機にて２０分間混合し、砥粒層用混合物を作った。同様に、実施例１のホイール用の補強層用混合物を、計量した金属粉を攪拌雷潰機にて２０分間混合して作った。 The weighed abrasive layer material was mixed for 20 minutes with a stirring pulverizer to make an abrasive layer mixture. Similarly, the reinforcing layer mixture for the wheel of Example 1 was prepared by mixing the weighed metal powder for 20 minutes with a stirring lightning crusher.

実施例１のホイールを、次の手順で作製した。焼結成形機に補強層用混合物を外形３０５ｍｍ、幅７５ｍｍ、厚み５ｍｍの焼結体となるように均一に充填し、最高温度６００℃にて焼結した。得られた焼結体を冷却後、その上に砥粒層用混合物を均一に充填し、最高温度４００℃にて焼結した。こうして得られた２層構造の焼結体を、台金に有機接着材（具体的にはエポキシ系接着剤）で接着した。 The wheel of Example 1 was produced by the following procedure. The mixture for reinforcing layer was uniformly filled in a sintering molding machine so as to form a sintered body having an outer shape of 305 mm, a width of 75 mm, and a thickness of 5 mm, and sintered at a maximum temperature of 600 ° C. After the obtained sintered body was cooled, the mixture for abrasive layer was uniformly filled thereon and sintered at the maximum temperature of 400 ° C. The two-layered sintered body thus obtained was bonded to the base metal with an organic adhesive (specifically, an epoxy adhesive).

比較例１のホイールを、次の手順で作製した。台金を焼結成形機にセットし、外径３０５ｍｍ、幅７５ｍｍ、厚み３ｍｍの砥粒層を形成するように砥粒層用混合物を均一に充填し、最高温度４００℃にて焼結し、それにより砥粒層を台金に接合させた。 The wheel of Comparative Example 1 was produced by the following procedure. Set the base metal in a sintering machine, uniformly fill the abrasive layer mixture so as to form an abrasive layer with an outer diameter of 305 mm, a width of 75 mm, and a thickness of 3 mm, and sinter at a maximum temperature of 400 ° C. Thereby, the abrasive layer was bonded to the base metal.

こうして作製した実施例１と比較例１のホイールを目視観察した。実施例１のホイールには異常は認められず、比較例１のホイールでは砥粒層に割れが発生した。 The wheels of Example 1 and Comparative Example 1 thus produced were visually observed. No abnormality was observed in the wheel of Example 1, and the abrasive layer cracked in the wheel of Comparative Example 1.

このように、補強層を具備している実施例１のホイールは正常に製造できたのに対し、補強層を具備せず、砥粒層を焼結により台金に直接接合して製造した比較例１のホイールでは砥粒層が割れた。比較例１の結果は、本発明のメタルボンドを使用しただけでは、砥粒層は強度が低く、台金への結合力が弱いからであり、また、砥粒層と台金との熱膨張係数の違いが大きいためであると考えられる。それに対して、実施例１では、熱膨張係数が砥粒層と同等な補強層を設けることで、砥粒層の割れ、ソリを防ぐことができ、良好な製品を得ることができた。 Thus, while the wheel of Example 1 having the reinforcing layer was successfully manufactured, the comparison was made by directly bonding the abrasive layer to the base metal by sintering without the reinforcing layer. In the wheel of Example 1, the abrasive layer was cracked. The result of Comparative Example 1 is that just using the metal bond of the present invention, the abrasive layer has low strength and the bonding force to the base metal is weak, and the thermal expansion between the abrasive layer and the base metal. This is probably because the difference in the coefficients is large. On the other hand, in Example 1, by providing a reinforcing layer having a thermal expansion coefficient equivalent to that of the abrasive layer, cracking and warping of the abrasive layer could be prevented, and a good product could be obtained.

（実施例２及び比較例２）
ここでは、放電ツルーイング機能を持つ研削盤でのメタルボンドホイールの研削テストを説明する。
実施例２のホイールとしては、実施例１に従って製造したホイールを使用した。実施例２のホイールでは、台金とその上の補強層との間に不導電性の接着剤層が存在するので、放電ツルーイングに必要な、台金部分と砥粒層との電気伝導を確保するため、台金と補強層との間にそれらを導通させるための部材を挿入した。具体的には、台金と補強層とを導通させるように、４本のネジ９（図２）を挿入した。 (Example 2 and Comparative Example 2)
Here, a grinding test of a metal bond wheel on a grinding machine having a discharge truing function will be described.
As the wheel of Example 2, the wheel manufactured according to Example 1 was used. In the wheel of Example 2, since a non-conductive adhesive layer exists between the base metal and the reinforcing layer thereon, electric conduction between the base metal part and the abrasive layer necessary for discharge truing is ensured. In order to do so, a member for conducting them was inserted between the base metal and the reinforcing layer. Specifically, four screws 9 (FIG. 2) were inserted so as to make the base metal and the reinforcing layer conductive.

一方、比較例２のホイールでは、次に示す混合比、すなわち、
ＣＢＮ砥粒＃８００８４．１ｇ
メタルボンド４７１．１ｇ
グラファイト潤滑剤１０．０ｇ
の混合物から砥粒層を形成した。メタルボンド材料は、Ｃｕ：Ｓｎ質量比が７５：２５のブロンズ粉であった。 On the other hand, in the wheel of Comparative Example 2, the following mixing ratio, that is,
CBN abrasive grain # 800 84.1g
Metal bond 471.1g
Graphite lubricant 10.0g
An abrasive layer was formed from this mixture. The metal bond material was bronze powder with a Cu: Sn mass ratio of 75:25.

実施例２のホイールのものと同じ台金を用意し、これを焼結成形機にセットし、外径３０５ｍｍ、幅７５ｍｍ、厚み３ｍｍの砥粒層を形成するように砥粒層用混合物を均一に充填し、最高温度６５０℃にて焼結して、砥粒層が台金に直接結合した比較例２のホイールを作製した。 Prepare the same base metal as that of the wheel of Example 2, set it in a sintering machine, and uniformly mix the abrasive layer layer so as to form an abrasive layer having an outer diameter of 305 mm, a width of 75 mm, and a thickness of 3 mm. And sintered at a maximum temperature of 650 ° C. to produce a wheel of Comparative Example 2 in which the abrasive layer was directly bonded to the base metal.

図４に模式的に示したように、光洋機械製の対向二軸（両頭）平面研削盤ＫＶＤ３００ＳII（７．５ｋＷ）に２枚のホイール６をセットして被削材７を研削する研削テストを行った。被削材には、３５×２５×５ｍｍの高速度鋼ＳＫＨ５１（６０ＨＲｃ）を使用した。また、研削液として、濃度２％のクレカットＮＳ２０１（ソリュブルタイプ）を使用した。 As schematically shown in FIG. 4, a grinding test is performed in which two wheels 6 are set on an opposed biaxial (double-head) surface grinder KVD300SII (7.5 kW) manufactured by Koyo Machinery Co., Ltd. went. As the work material, 35 × 25 × 5 mm high-speed steel SKH51 (60HRc) was used. In addition, Crecut NS201 (soluble type) having a concentration of 2% was used as the grinding fluid.

ツルーイング、ドレッシング条件は、下記のとおりであった。
放電電圧設定値（Ｅ０）：１２０Ｖ
放電電流設定値（Ｉｐ）：３２Ａ
パルスオン時間（τ_ON）：１０μＳ
パルスオフ時間（τ_OFF）：４μＳ
サーボ電圧（ＳＶ）：３０Ｖ
ツルーイング回数：１０回
ツルーイング切込み量：０．００１ｍｍ
ホイール回転数：４００ｍｉｎ^-1
放電電極回転数：５０９ｍｉｎ^-1 Truing and dressing conditions were as follows.
Discharge voltage setting value (E0): 120V
Discharge current set value (Ip): 32A
Pulse on time (τ _ON ): 10 μS
Pulse _off time (τ _OFF ): 4μS
Servo voltage (SV): 30V
Trueing frequency: 10 times True cutting depth: 0.001mm
Wheel rotation speed: 400min ^-1
Discharge electrode rotation speed: 509 min ^-1

研削条件は、下記のとおりであった。
研削方式：ダブルディスク平面研削
送り込み方式：スイングアーム方式（インフィード）
ホイール周速度：１６ｍ／ｓ（１０００ｍｉｎ^-1）
ホイール回転方向：上：逆転（時計方向）
下：正転（反時計方向）
ワークドライブオシレート幅：３０ｄｅｇ
ワークドライブオシレート速度：２５ｄｅｇ／ｓ（１５００ｄｅｇ／ｍｉｎ）
切込み量：０．０４ｍｍ／ｃｕｔ The grinding conditions were as follows.
Grinding method: Double disc surface grinding Feeding method: Swing arm method (in-feed)
Wheel peripheral speed: 16m / s (1000min ^-1 )
Wheel rotation direction: Up: Reverse (clockwise)
Bottom: Forward rotation (counterclockwise)
Work drive oscillation width: 30deg
Work drive oscillation speed: 25 deg / s (1500 deg / min)
Cutting depth: 0.04mm / cut

切込み条件は、表１に示したとおりであった。 The cutting conditions were as shown in Table 1.

この表から分かるように、研削送り、仕上げ送り及びスパークアウトの合計研削時間は９．０秒であった。 As can be seen from this table, the total grinding time for grinding feed, finish feed and spark-out was 9.0 seconds.

被削材寸法変化、平行度、平面度、研削動力、仕上げ面粗度（Ｒｚ）の各評価項目について、ホイールの評価を行った。 Wheels were evaluated for each evaluation item of dimensional change of work material, parallelism, flatness, grinding power, and finished surface roughness (Rz).

被削材寸法変化の評価では、被削材の研削個数を重ねるに従って研削後の被削材仕上がり寸法を測定した。研削後、被削材の厚さをマイクロメーターで４点測定してその平均値を算出し、研削初期の被削材（研削した１つ目の被削材）の寸法との差を見た。この評価の目安数値は０．００２ｍｍ／ｃｕｔ以内である。 In the evaluation of changes in the work material dimensions, the finished work material dimensions after grinding were measured as the number of work materials ground was increased. After grinding, the thickness of the work material was measured with a micrometer at four points, the average value was calculated, and the difference from the dimension of the work material at the beginning of grinding (the first work material ground) was observed. . The reference numerical value for this evaluation is within 0.002 mm / cut.

平行度の評価では、被削材の研削個数を重ねるに従って研削後の研削面厚みのバラつきを測定した。研削後、被削材の厚さをマイクロメーターで４点測定し、その最大値と最小値の差を見た。この評価の目安数値は０．００５ｍｍ以内である。 In the evaluation of parallelism, the variation in the thickness of the ground surface after grinding was measured as the number of ground workpieces was increased. After grinding, the thickness of the work material was measured at four points with a micrometer, and the difference between the maximum value and the minimum value was observed. The standard value for this evaluation is within 0.005 mm.

平面度の評価では、研削後の被削材の研削面を面粗度計で測定し、その高い部分と低い部分の差を見た。この評価の目安数値は０．００５ｍｍ以内である。 In the evaluation of flatness, the ground surface of the work material after grinding was measured with a surface roughness meter, and the difference between the high part and the low part was observed. The standard value for this evaluation is within 0.005 mm.

研削動力は、砥石軸モーターの消費電力として測定した。 The grinding power was measured as the power consumption of the wheel spindle motor.

仕上げ面粗度（Ｒｚ）の評価では、研削後の被削材の研削面の面粗度を測定して、研削個数ごとの変化を見た。評価長さは１．２ｍｍ、基準長さは０．２５ｍｍ、カットオフは０．２５ｍｍとした。この評価の目安数値は０．８μｍ以内である。 In the evaluation of the finished surface roughness (Rz), the surface roughness of the ground surface of the workpiece after grinding was measured, and the change for each number of grinding was observed. The evaluation length was 1.2 mm, the reference length was 0.25 mm, and the cutoff was 0.25 mm. The reference numerical value for this evaluation is within 0.8 μm.

実施例２のホイールのテスト結果を表２に示す。 The test results of the wheel of Example 2 are shown in Table 2.

比較例２のホイールでは、放電ツルーイング時に電極ツルアーにメタルボンドが溶着したため、評価を行う前に研削を中止した。
それに対し、実施例２のホイールでは、放電ツルーイング後の研削において特に大きな問題は発生せず、各特性値の目安数値の範囲内で研削の不具合も発生しなかった。これにより、本発明のメタルボンドホイールは放電ツルーイング後正常な研削作業が行えることが示された。 In the wheel of Comparative Example 2, since metal bonds were deposited on the electrode truer during discharge truing, grinding was stopped before evaluation.
On the other hand, in the wheel of Example 2, no serious problem occurred in grinding after discharge truing, and no grinding failure occurred within the range of the reference numerical values of each characteristic value. Thereby, it was shown that the metal bond wheel of the present invention can perform normal grinding work after discharge truing.

実施例１で作製した本発明によるメタルボンドホイールの模式上面図である。1 is a schematic top view of a metal bond wheel according to the present invention produced in Example 1. FIG. 実施例１で作製した本発明によるメタルボンドホイールの模式側面図である。It is a model side view of the metal bond wheel by this invention produced in Example 1. FIG. 実施例１で作製した本発明によるメタルボンドホイールの模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a metal bond wheel according to the present invention produced in Example 1. FIG. 実施例２と比較例２で行った両頭平面研削を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining double-headed surface grinding performed in Example 2 and Comparative Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

１砥粒層
２溝
３軸孔
４補強層
５台金
６ホイール
７被削材
８接着材層
９導通用のネジ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Abrasive grain layer 2 Groove 3 Shaft hole 4 Reinforcement layer 5 Base metal 6 Wheel 7 Work material 8 Adhesive material layer 9 Screw for conduction

Claims

砥粒をメタルボンドで結合した砥粒層が台金に固着された放電ツルーイング用メタルボンドホイールであって、メタルボンドがＣｕ６２〜４８質量％及びＳｎ３８〜５２質量％の組成を持ち、且つ、砥粒層と台金との間に、Ｆｅ：Ｃｕ：Ｓｎの質量比が８０〜４０：４４〜１５：１６〜５の補強層が位置することを特徴とする放電ツルーイング用メタルボンドホイール。 A metal bond wheel for discharge truing in which an abrasive grain layer bonded with metal bonds is fixed to a base metal, the metal bond having a composition of Cu 62 to 48 mass% and Sn 38 to 52 mass%, and abrasive A metal bond wheel for discharge truing, wherein a reinforcing layer having a mass ratio of Fe: Cu: Sn of 80 to 40:44 to 15:16 to 5 is located between the grain layer and the base metal.

前記砥粒層がその全体積に対して１〜３０体積％の潤滑剤を含む、請求項１記載の放電ツルーイング用メタルボンドホイール。 The metal bond wheel for electric discharge truing of Claim 1 in which the said abrasive grain layer contains 1-30 volume% of lubricant with respect to the whole volume.

請求項１又は２記載の放電ツルーイング用メタルボンドホイールを製造する方法であって、補強層用の材料を５５０〜７００℃で焼結して補強層を形成し、その上に砥粒層用の材料を３８５〜４１５℃で焼結して砥粒層を形成し、次いで台金に補強層を接合することにより砥粒層を固着することを特徴とする放電ツルーイング用メタルボンドホイール製造方法。 It is a method of manufacturing the metal bond wheel for electric discharge truing of Claim 1 or 2, Comprising: The material for reinforcement layers is sintered at 550-700 degreeC, a reinforcement layer is formed, On it, it is an object for an abrasive layer. A method for producing a metal bond wheel for discharge truing, comprising sintering a material at 385 to 415 ° C. to form an abrasive layer, and then bonding the abrasive layer to a base metal by bonding a reinforcing layer.