JP3705754B2

JP3705754B2 - Chamfering method of rare earth alloy

Info

Publication number: JP3705754B2
Application number: JP2001181071A
Authority: JP
Inventors: 禎彦近藤; 俊明佐々木; 利文火除
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: JP2002079452A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希土類合金の面取り方法およびボールメディアの選別方法ならびにボールメディアの選別装置に関する。特に、バレル研磨法などのメディアを用いた面取り方法および研磨に用いたボールメディアを被研磨物から選別する方法ならびにボールメディアの選別に用いられる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
希土類合金は、例えば、強力な磁石の材料として利用されている。希土類合金を着磁することによって得られる希土類磁石は、例えば、磁気記録装置の磁気ヘッドの位置決めに用いられるボイスコイルモータ（以下、「ＶＣＭ」と呼ぶ。）用の材料として好適に用いられている。
【０００３】
希土類合金のワークの面取り方法の１つとして、従来から、量産性に優れるという特徴から、バレル研磨法が用いられている。バレル研磨法には、回転バレル研磨法と振動バレル研磨法とがあるが、装置が安価であるということから、回転バレル研磨法が広く用いられている。
【０００４】
しかしながら、希土類合金は脆性材料なので、欠けが発生しやすい。この欠けの発生を防止するためには、一般に、回転バレル研磨法よりも振動バレル研磨法が適している。これは、振動バレル研磨法では、螺旋状の流動状態が得られ、メディアと被研磨物、あるいは被研磨物同士の衝突が少なくなり、メディアと被研磨物とが螺旋状に同一方向に流動する過程で相互に摺動し、穏やかに研磨が進行するためと考えられている。
【０００５】
また、特開平５−２０８３６０号公報は、振動バレル研磨法において、バレル槽が水平時にメディアと被研削物との全てが液面下に浸漬される状態で、螺旋流を起こすことによって、欠けの発生をさらに抑制できることを開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者が希土類合金の面取り方法を種々検討した結果、上記の振動バレル法を用いることによって、欠けの発生をある程度抑制できるものの、均一な面取りが出来ないことがある。特に、複数の平板状のワークを一度に研磨する場合などでは、バレル槽内でワーク同士が強固に密着し、ワークのエッジの一部がメディアに当たらない状態に維持されてしまい、均一な面取りが出来ないことがある。
【０００７】
また、焼結法によって製造された希土類合金（以下、「希土類焼結合金」と呼ぶ。）のように、主に脆性的な破壊を起こす硬い主相と、延性的な破壊を起こす粒界相とを有する希土類合金のワークは、振動バレル法を用いても欠けが発生することがある。
【０００８】
さらに、バレル研磨工程の後の、メディアとワーク（被研磨物）とを選別する工程において、ワーク同士が衝突し、その結果、ワークに欠けが発生することがある。一般的な選別方法として、メディアとワークとの混合物をふるい上に投入し、振動によってメディアを選択的に落下させる選別方法（「ふるい法」と呼ぶ。）が用いられている。このふるい法を用いると、ふるい上に残ったワーク同士の衝突が避けられず、欠けが発生する。
【０００９】
また、上述したように、バレル研磨工程においてワーク同士が強固に密着すると、選別工程においてもその密着状態が維持され、ワーク同士を密着させる液状媒体（典型的には水）が、ワークに比較的長い間接触した状態が続く。上述した希土類合金は、腐食性が高い（錆びやすい）ので、面取り後は、速やかに洗浄され、表面処理されることが好ましいが、上述したような、ワーク同士の密着が発生すると、これらの工程を速やかに実行することが困難となり、腐食が発生しやすい。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その主な目的の１つは、バレル研磨法などのメディアを用いた研磨法において、欠けの発生を抑制し、且つ、研磨中におけるワーク同士の密着を抑制し均一な面取りが可能な希土類合金の面取り方法を提供することにある。本発明の他の目的は、被研磨物同士の衝突を抑制しながらボールメディアを選別する方法およびそのような選別を可能にするボールメディアの選別装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の希土類合金の面取り方法は、希土類合金ワークを用意する工程と、容器に、前記希土類合金ワークと、メディアと、液状媒体と、前記液状媒体に対する体積分率で０．１％〜１０％のスペーサ粒子とを投入する工程と、前記容器を振動させることによって、前記希土類合金ワークを研磨する工程とを包含し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１２】
前記液状媒体は、前記容器に投入された前記希土類合金ワークおよび前記メディアをその嵩体積の３／４以上まで浸漬するように投入されることが好ましい。
【００１３】
前記スペーサ粒子の平均粒径は、０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内にあることが好ましく、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内にあることがさらに好ましい。
【００１４】
前記メディアの比重および前記スペーサ粒子の比重は、４以下であることが好ましい。
【００１５】
前記メディアは、アルミナ砥粒と結合材とを含み、前記アルミナ砥粒の重量分率は、４５％〜４８％の範囲内にあることが好ましい。さらに、前記メディアの気孔率は、３％以下であることが好ましい。
【００１６】
前記研磨工程において、前記容器を水平方向の振幅が０．４ｍｍ以上で、且つ鉛直方向の振幅が０．１５ｍｍ以上となるように振動させることが好ましい。また、前記容器を水平方向に８００ｍｍ／ｓｅｃ²以上の加速度で振動させることが好ましい。
【００１７】
前記メディアとして、ボールメディアを用いることが好ましい。
【００１８】
本発明のボールメディアの選別方法は、ボールメディアと被研磨物とを含む混合物を斜面に供給する工程と、前記ボールメディアが前記斜面を転がることによって前記斜面から除去されるとともに、前記被研磨物が前記斜面に停留される工程とを包含し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１９】
前記供給工程の期間中に、前記斜面を移動させる工程を包含することが好ましく、前記斜面は中心に開口部を有する環状の帯を形成し、前記環状の帯を回転させることによって、前記斜面が移動されることがさらに好ましい。
【００２０】
前記環状の帯の中心に形成された前記開口部から落下するボールメディアを収集する工程をさらに包含してもよい。
【００２１】
本発明のボールメディアの選別装置は、中心に開口部を有する環状の帯を形成する斜面であって、ボールメディアと被研磨物とを含む混合物を受容するための斜面と、前記斜面を回転させる駆動装置とを備え、そのことによって上記目的が達成される。
【００２２】
前記斜面は、表面にゴム層を有していることが好ましい。
【００２３】
以下、本発明の作用を説明する。
【００２４】
本発明の希土類合金の面取り方法は、振動バレル研磨法のように、メディアとワークとの混合物が収容された容器を振動させることによって研磨する方法を採用しているので、脆性の高い希土類合金ワークに欠けが発生することが抑制される。特に、メディアとしてボールメディアを用いることによって、欠けの発生をさらに効果的に抑制することができる。焼結法によって製造された希土類合金（以下、「希土類焼結合金」と呼ぶ。）のように、主に脆性的な破壊を起こす硬い主相と、延性的な破壊を起こす粒界相とを有する希土類合金のワークは特に欠けが発生しやすいので、ボールメディアを用いることが好ましい。さらに、ボールメディアを用いると、後述するボールメディアの選別方法を用いることができるので、選別工程における欠けの発生を抑制できる利点も得られる。
【００２５】
希土類合金ワーク、メディアおよび液状媒体とともに投入されるスペーサ粒子（液状媒体に対する体積分率で０．１％〜１０％）は、希土類合金ワークの表面に付着して、研磨中に液状媒体の表面張力によって希土類合金ワーク同士が密着することを抑制するように作用する。０．１％未満であると、ワーク同士の密着を抑制する効果が十分に得られず、１０％を超えると、研磨効率が低下することがある。スペーサ粒子は、密着を防止する効果と研磨効率との観点から、液状媒体に対する体積分率で０．３％〜３％の範囲内であることがさらに好ましい。特に、ボールメディアを用いる場合、三角メディア（三角錐メディアや円錐メディアを含む）を用いる場合に比べ、メディア間に広い間隙が生成されやすく、ワーク同士の密着が起こりやすいので、上記スペーサ粒子を混合することによって得られる効果が大きい。
【００２６】
さらに、容器に投入された希土類合金ワークおよびメディアをその嵩体積の３／４以上まで浸漬するように液状媒体を投入することによって、希土類合金ワーク同士が密着することをさらに効果的に抑制することができる。希土類合金ワークおよびメディアの全体を浸漬するように、液状媒体を投入することがさらに好ましい。液状媒体は、水に防錆剤や界面活性剤を添加したものが好適に用いられる。希土類合金は腐食し（錆び）やすいので、防錆剤を添加することが好ましい。
【００２７】
希土類合金ワーク同士が密着すると、メディアに衝突しないエッジができるので、面取りが不均一となるが、本発明の方法によると、ワーク同士の密着が抑制されるので、均一に面取りされる。また、研磨後の選別工程においても、希土類合金ワーク同士が密着していないので、ワークを容易に１つずつ独立した状態で収集することができる。また、ワーク間に液状媒体が残存することも抑制されるので、希土類合金ワークの腐食を抑制する効果もある。
【００２８】
なお、本願明細書における「スペーサ粒子」とは、上述したように、被研磨物である希土類合金ワーク同士の間に間隙を形成する（密着を抑制する）作用を有する粒子のことであり、種々の粒子を用いることができる。スペーサ粒子の平均粒径は、０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内、特に０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内にあることが好ましく、粒子の形状は、球に近いものが好ましい。例えば、研磨粒子を用いることもできるが、研磨する機能を有する必要は特に無く、例えば高分子の粒子を用いることもできる。
【００２９】
希土類合金ワークの欠けの発生を抑制するためには、メディアの比重は、４以下であることが好ましい。比重が４を超えるメディアは、希土類合金ワークに大きな衝撃を与え、欠けを発生させやすいので、比重が４以下のメディアを用いることが好ましい。また、スペーサ粒子の比重が４以下のものは、メディアや液状媒体の運動によって、容易に均一に分散されるので、ワーク同士の密着を防止するという観点から好ましい。
【００３０】
また、メディアとしては、アルミナ砥粒と結合材とを含み、アルミナ砥粒の重量分率が約４５％〜約４８％の範囲内にあるものを用いると、希土類合金ワークの欠けの発生を抑制した状態で、適度な研磨効率を得ることができる。さらに、気孔率が３％以下のメディアを用いることによって、ワークの欠けの発生を抑制した状態で、適度な研磨効率を得ることができる。
【００３１】
上記振動研磨工程において、容器を水平方向の振幅が０．４ｍｍを超えるように振動させることによって、欠けの発生を抑制しながら、研磨効率を高めることができる。このとき、鉛直方向の振幅が０．１５ｍｍ以上であることが好ましい。さらに、容器を水平方向に８００ｍｍ／ｓｅｃ²以上の加速度で振動させることによって、さらに効率良く研磨することができる。
【００３２】
本発明のボールメディアの選別方法においては、ボールメディアと被研磨物とを含む混合物は、斜面に供給されるので、球状のボールメディアは斜面を転がり、斜面から除去される。被研磨物は、一般にエッジを有する多面体なので、斜面との摩擦抵抗が高く、斜面上に停留する。すなわち、転がりやすい形状を有しているボールメディアが斜面から除去され、斜面との摩擦が大きい形状の被研磨物が斜面上に停留することによって、ボールメディアと被研磨物とが選別される。
【００３３】
ボールメディアと被研磨物とを含む混合物が供給される斜面を移動させることによって、混合物が連続的に供給される場合にも、効率良く、ボールメディアと被研磨物とを選別することができる。すなわち、供給される混合物の量に対して斜面の面積が狭すぎると、斜面上に停留する被研磨物の密度が高くなり、ボールメディアの転がりを阻害したり、被研磨物同士の衝突による欠けが発生したりするが、斜面を移動させる、すなわち、被研磨物が停留していない斜面に連続的に混合物を供給することによって、上述のような不具合の発生を抑制できる。
【００３４】
中心に開口部を有する環状の帯を形成するように斜面を配置し、この環状の帯を回転させるようにすると、比較的簡単な構成で、斜面を連続的に移動させることが可能となる。すなわち、混合物が供給され、被研磨物を選択的に停留した斜面が回転され、再び、混合物が供給される位置に移動されるまでに、被研磨物を収集すればよい。また、環状の帯の中心に形成された開口部から落下するボールメディアを収集することによって、ボールメディアを容易に回収することができる。
【００３５】
本発明のボールメディアの選別装置は、中心に開口部を有する環状の帯を形成する斜面であって、ボールメディアと被研磨物とを含む混合物を受容するための斜面と、斜面を回転させる駆動装置とを備えるので、上述の選別方法を効率良く実行することができる。さらに、斜面の表面にゴム層を設けることによって、比較的転がりやすい形状の被研磨物を安定に確実に斜面に停留させることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態による希土類合金の面取り方法およびボールメディアの選別方法ならびにそれに用いられるボールメディアの選別装置について説明する。特に、以下では、ボールメディアを用いた希土類合金の面取り方法の実施形態を説明する。また、ボールメディアの選別方法および選別装置は、その面取り工程の後工程で用いられるものとして説明する。しかしながら、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の面取り方法にはボールメディア以外のメディアを用いることが可能であり、また、本発明のボールメディアの選別方法および選別装置は、ボールメディアと被研磨物との選別に広く用いられる。
【００３７】
図１に、本実施形態の希土類合金ワークの面取り方法において用いられる面取り加工システム１００を模式的に示す。このシステム１００は、ワークの面取り、およびその後のボールメディアの選別までを行うことができる。
【００３８】
システム１００は、振動バレル装置１０と、メディアタンク２０と、スペーサ粒子供給装置３０と、廃液タンク４０と、選別装置５０とを有している。
【００３９】
本実施形態の面取り方法に用いられる振動バレル装置１０は、略円形の断面を有する容器１２がリング状に配置されているサークル型振動バレル装置（例えば、株式会社ピーエムジー製；ＣＶ−２５０−Ｃ型）である。この振動バレル装置１０の容器１２は、非動作状態でほぼ水平に配置され、その上部は開口部となっており、動作中に容器１２内を観察できるように構成されている。また、容器１２の内面には、ゴムライニング加工が施してある。容器１２上に設けられたメディアタンク２０に収納された所定の量のメディアは、排出口２２から容器１２の上部開口部へ投入される。メディアの他、ワーク、液状媒体およびスペーサ粒子も、容器１２の上部開口部から投入される。所定量のスペーサ粒子が、スペーサ粒子供給装置３０によって容器１２に投入される。これらは、後述する所定の条件を満足するように容器１２内に投入される。容器１２を振動させることによって、バレル研磨工程が実行される。
【００４０】
容器１２の底部には、第１排出口１４ａおよび第２排出口１４ｂとが設けられている。第１排出口１４ａは、メディアとワークとを選別装置５０に向けて排出するのに用いられる。第１排出口１４ａから排出されるメディアとワークとを含む混合物は、緩やかな傾斜面１６によって、選別装置５０の斜面５２に供給される。後述するように、選別装置５０の斜面５２上に供給された混合物からメディアが選別され、選別されたメディアは回収容器６０に収集される。斜面５２上に停留するワークは、例えば、手作業によって収集され、後工程（例えば洗浄工程）へ回される。一方、第２排出口１４ｂは、容器１２内の液状媒体（研磨後はスラッジを含む）を廃液タンク４０に回収するために用いられる。
【００４１】
次に、本発明の実施形態による研磨工程を詳細に説明する。
【００４２】
まず、被研磨物である希土類合金のワークについて説明する。
【００４３】
本実施形態の面取り方法を適用した希土類合金は、本願出願人による米国特許第４，７７０，７２３号および米国特許第４，７９２，３６８号に開示されているＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結合金である。そのなかでも、特に欠けが発生しやすいものは、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびホウ素（Ｂ）を主成分とし、正方晶構造のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物からなる硬い主相（鉄リッチ相）と、Ｎｄリッチな粘りのある粒界相とを有する希土類焼結合金（以下、「ネオジム合金」と称する。）で、且つ、Ｃｏを添加することによって耐熱性を高めたネオジム合金である（例えば、特開平５−２１４４９５号公報参照）。
【００４４】
ここでは、ネオジム合金のワークとして、例えば、図２（ａ）に示すような平板状ワーク（重さ約１５ｇ（比重約７．５）、厚さが３ｍｍ程度）７０を用いた。このネオジム合金ワーク７０のエッジを曲率半径Ｒが０．２〜０．５ｍｍの範囲内となるよう面取りするための条件を検討した。なお、下記の条件で、３μｍ〜５μｍの最大表面粗度を得ることができる。ネオジム合金ワーク７０は、焼結によって得られたネオジム合金のブロックを切断することによって得た。
【００４５】
本実施形態で使用したネオジム合金は特に欠けが発生しやい材料なので、後述する条件のいくつかを満足しなくとも、他の希土類合金からなるワークの面取りにおける欠けの発生を十分に抑制することができる場合がある。
【００４６】
メディアとしては、図２（ｂ）に示したようなボールメディア８０を用いた。ボールメディア８０は、三角メディア等と比較し、ワーク７０に対する衝撃力が小さく、欠けの発生を抑制することができるとともに、面取りの均一性にも優れる。さらに、ボールメディア８０を用いると、後述する選別方法を適用できるので、選別工程における欠けの発生を抑制できるという利点もある。なお、以下に説明するボールメディア８０の好適な性状は、三角メディアについても同じである。
【００４７】
また、ボールメディア８０は、比重が４以下のセラミックメディアが好ましい。比重が４を超えるメディアは、ワーク７０に大きな衝撃を与え、欠けを発生させやすいので、比重が４以下のボールメディアを用いることが好ましい。特に、砥粒がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなるボールメディアが好ましい。なお、ボールメディアは、アルミナ砥粒と結合材の他に、ＳｉＣ砥粒（例えばＧＣやＣ）をさらに含んでもよい。
【００４８】
例えば、図２（ｃ）に示したように、アルミナ砥粒８２が粘土（または石英や長石）からなる結合材８４によって固定されたボールメディアを用いることが好ましい。アルミナは比較的柔らかいので、ワーク７０の欠けの発生を抑制することができる。また、面取り効率の観点から、砥粒率（メディアの全重量に対する砥粒の重量分率）は、後述するように、約４５％〜約４８％の範囲内であるがこと好ましい。砥粒率が４５％未満の場合、砥粒１つ当たりの負荷が大きくなり、砥粒の異常脱粒が起こり、主に砥粒の目こぼれにより、面取り量が低下する。一方、砥粒率が４８％を越えると、砥粒間の間隔が狭くなりすぎるので、砥粒１つ当たりの負荷が小さくなり、主に目詰まりを起こして、面取り量が低下する。
【００４９】
また、ボールメディア８０は、図２（ｃ）に示したように、気孔８６を含む。この気孔８６の含有率（以下、「気孔率」という。）は、後述するように３％以下であることが好ましく、特に、１％以下であることが好ましい。気孔率が３％以下であると、結合材８４が砥粒８２を希土類合金に対して適当な強さで固定するので、砥粒８２の脱粒が適度に起こり、研磨され難いネオジム合金ワーク７０を欠けの発生を抑制しながら効率的に研磨できる。気孔率が３％を超えると、研磨量は増加するが、ワーク７０に対する負荷が大きくなりすぎ、欠けが発生する。また、ボールメディア８０の摩耗量も増えるので、ボールメディア８０の利用効率が低下する。
【００５０】
ボールメディア８０の直径は、ワーク７０のエッジをＲ＝０．２〜０．５ｍｍに面取りするためには、約１０ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。なお、直径の異なるボールメディアを混合して用いてもよい。その際、全ボールメディアの平均の直径が上記範囲内にあることが好ましい。
【００５１】
本実施形態による研磨工程は、容器１２に所定量（容器の容量によって決まる）のボールメディア８０を投入し、ボールメディア８０の総量に対して、約１０分の１から約１００分の１程度（体積比）のワーク７０を研磨する。ワーク７０の投入量は適宜変更され得る。
【００５２】
この研磨工程は、ワーク７０同士が密着することを防止するために、ワーク７０およびメディア８０が液状媒体に浸漬された状態で行う。少なくとも、全体の嵩体積の３／４以上を液状媒体に浸漬させることが好ましく、全体を浸漬させることが好ましい。従来のように、少量の液状媒体を垂流しながら（全体の嵩体積の１／４未満が浸漬される状態）研磨を行うと、ワーク７０のような平板状のワーク同士が強固に密着し、研磨工程の間に亘ってこの状態が維持され、均一な面取りができない。これは、ボールメディア８０は三角メディアと比較して、メディア間の隙間が大きくなるので、ボールメディア８０を用いた場合に特に顕著となる。そこで、研磨工程の期間のほとんどの期間に亘って、ワーク７０が液状媒体に浸漬されるように、十分な量の液状媒体を容器１２内に満たした状態で研磨することによって、この密着をある程度抑制することができる。液状媒体としては、水に防錆剤や界面活性剤を添加したものが好適に用いられる。
【００５３】
本実施形態における研磨工程は、液状媒体に対する体積分率で０．１％〜１０％のスペーサ粒子を混合した状態で実行されるので、ワーク７０同士の密着がさらに抑制される。スペーサ粒子は、ワーク７０の表面に付着して、研磨中に液状媒体の表面張力によってワーク７０同士が密着することを抑制する。０．１％未満であると、ワーク７０同士の密着を抑制する効果が十分に得られず、１０％を超えると、研磨効率が低下することがある。スペーサ粒子は、密着を防止する効果と研磨効率との観点から、液状媒体に対する体積分率で０．３％〜３％の範囲内であることがさらに好ましい。
【００５４】
また、スペーサ粒子は、比重が４以下のものが好ましい。比重が４以下のスペーサ粒子は、メディア８０や液状媒体の運動によって、スペーサ粒子が容易に均一に分散され、ワーク７０同士の密着を効率的に抑制できる。スペーサ粒子の平均粒径は、０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内、特に０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内にあることが好ましく、粒子の形状は、球に近いものが好ましい。スペーサ粒子としては、例えば、ＳｉＣ（例えばＧＣ砥粒＃１００）などの研磨粒子を用いることもできるし、ポリスチレンビーズ（例えば、ＰＬＣビーズ；株式会社ピーエムジー製）などの高分子の粒子を用いることもできる。ＧＣ砥粒は研磨能を有しているので、多めに混合しても面取り量の低下は比較的少ないのに対し、ＰＬＣビーズは密着抑制効果は比較的高いものの、研磨能を有していないので、多めに混合すると面取り量の低下が大きい。勿論、研磨粒子と高分子粒子とを混合して用いることもできる。
【００５５】
以下に、具体的な例を用いて、本実施形態の研磨工程を説明する。株式会社ピーエムジー製のＣＶ−２５０−Ｃ型の振動バレル研磨装置を用いて研磨工程を実行した。ワークは、図２（ａ）に示したのと同様の形状を有するネオジム合金ワーク（比重約７．５）、単体重量が約８ｇの平板状ワークを用いた。
【００５６】
ボールメディアとしては、アルミ砥粒（砥粒率４６ｗｔ％）を含み、気孔率が約１％で、直径が約１４ｍｍのセラミックメディア（比重約２．６）を用いた。
【００５７】
液状媒体として、ここでは、共栄社化学株式会社製の商品名ＴＫＸコンパウンド＃８０３（比重１．０５〜１．１０）を用いた。この他、水（全体の５０〜７０質量％）に防錆剤（５〜３５質量％）および必要に応じて界面活性剤（５質量％以下）や消泡剤（５質量％以下）を添加したものが用いられる。このような液状媒体は、コンパウンドと称され、種々、市販されている。
【００５８】
さらに、スペーサ粒子として、ＧＣ砥粒（＃１００：比重約３．１）、ポリスチレンビーズ（ＰＬＣビーズ、平均粒径０．５ｍｍ：比重約１．０５）を上記液状媒体に添加した。また、従来のように液状媒体を垂流しながらバレル研磨した場合と、メディアおよびワークの全体が液状媒体に浸漬させれた状態でバレル研磨した場合とを比較した。容器の振動条件は、６０Ｈｚとし、バレル研磨時間は、約２時間とした。勿論、バレル研磨時間は、必要に応じて適宜変更され得る。それぞれの代表的な条件およびワーク同士の密着発生率の結果を表１に示す。
【００５９】
まず、従来のように液状媒体を約１００ｃｍ³／ｍｉｎの速度で垂流し（全体の嵩体積の１／４未満が浸漬される状態）ながらバレル研磨を実行した場合、スペーサ粒子を添加したにもかかわらず、ワーク同士の密着発生率が２０％と非常に高い。これに対し、浸漬状態でバレル研磨を実行すると、スペーサ粒子を添加しなくとも、密着発生率は約５％まで低減された。このように、バレル研磨中に、メディアとワークとが液状媒体に浸漬された状態が維持されると、ワーク同士の密着の発生率を低減することができる。さらに、スペーサ粒子を添加すると、表１に示した例では、完全に密着を防止することができた。このように、液状媒体にスペーサ粒子を混合し、且つ、浸漬状態でバレル研磨を行うことによって、ワーク同士の密着を非常に効率的に防止できることがわかる。少なくとも、液状媒体がメディアとワークとの嵩体積の３／４以上を浸漬する状態でバレル研磨することが好ましい。
【００６０】
次に、ＧＣ砥粒とポリスチレンビーズとの効果を比較する。ＧＣ砥粒を添加した場合、スペーサ粒子を添加しなかった場合よりも、研磨量が僅かではあるが増加している。これに対し、ポリスチレンビーズを添加した場合には、スペーサ粒子を添加しなかった場合よりも、研磨量が減少している。これは、ＧＣ砥粒には研磨能力があるのに対し、ポリスチレンビーズには研磨能力がほとんどないためと考えられる。また、ポリスチレンビーズの方がＧＣ砥粒よりも比重が小さいので、体積効果（数効果）が大きいことも影響していると考えられる。さらに、ポリスチレンビーズは、比重が約１．０５と液状媒体（ここでは、比重１．０５〜１．１０）と同等なので、ＧＣ砥粒よりもさらに分散性が優れ、潤滑効果により研磨量が低下したとも考えられる。種々検討した結果、比重が４以下のスペーサ粒子を液状媒体に対する体積分率で０．１％〜１０％、さらに好ましくは、０．３％〜３％添加することによって、研磨効率を大きく低下させることなく、ワーク同士の密着の発生を効率的に防止することができる。
【００６１】
なお、液状媒体を垂流しながらバレル研磨を行った場合は、表１に示したように、浸漬状態でバレル研磨を行った場合よりも研磨量が多くなっているが、欠け（ここでは、直径１ｍｍ以上のものを言う）や研磨量が不均一となる（面取りされないエッジが発生する）問題が見られた。これに対し、浸漬状態でバレル研磨を行った表１中のいずれにおいても、欠けの発生は認められなかった。これは、浸漬状態でバレル研磨を行うと、メディアとワークとが液状媒体を介して一体に運動しようとするので、液状媒体が少量しか存在しない場合に比較して、メディアとワークとの衝突力が低下したためと考えられる。さらに、スペーサ粒子を添加した場合のいずれにおいても、ワーク同士の密着が発生せず、均一に面取りすることができた。
【００６２】
なお、上記の浸漬状態でバレル研磨を行った例では、バレル研磨の期間全体に亘って液状媒体を容器に定常的に溜めたままであるが、メディアおよびワークの全体の３／４以上が液状媒体に浸漬された状態で、且つ、スペーサ粒子が流出されてその量が低下しすぎない限り、垂流しを行ってもよい。例えば、スラッジが多く発生した場合、ネオジム合金ワークのスラッジは比重が高いので、容器１２の底部に設けられている第２排出口１４ｂから優先的に排出することができる。この間、スラッジとともに排出される液状媒体やスペーサ粒子を上記の条件を満足するように適宜追加投入すればよい。
【００６３】
【表１】

【００６４】
上述した例において欠けが発生しなかった要因として、上述した要因の他に、メディアの最適化があげられる。図３を参照しながら、アルミナ系ボールメディアの砥粒率と研磨量およびメディア摩耗量との関係を説明する。図３には、気孔率が０．３％〜３％のメディアを用いて求めた、砥粒率と研磨量およびメディア摩耗量との関係の一例を示す。
【００６５】
上述したように、本実施形態のボールメディアは、比較的柔らかく、ネオジム合金ワークに欠けを発生し難い、アルミナ系メディアを用いた。アルミナ系メディアでも、その砥粒率によって、研磨量およびメディア摩耗量が変化する。砥粒率が４０ｗｔ％未満になると、欠けの発生が顕著となる。また、砥粒率が５０ｗｔ％を超えると、目詰まりが激しく、研磨量が急激に低下する傾向がある。
【００６６】
さらに詳細には、図３に示したように、砥粒率が４５ｗｔ％〜４８ｗｔ％の範囲内にあると、欠けの発生がほとんどなく、研磨効率が高く、メディアの摩耗量も比較的少ない。これは、砥粒率が上記の範囲内にあると、砥粒保持と砥粒脱粒とのバランスが良く、メディアが適度に摩耗し、研磨力を維持しているものと考えられる。それに対し、砥粒率が４５ｗｔ％未満の場合、砥粒１つ当たりの負荷が大きくなり、砥粒の異常脱粒が起こり、主に砥粒の目こぼれにより、研磨量が低下するものと考えられる。その結果、メディアの摩耗量も増加し、欠けも発生するようになる。一方、砥粒率が４８ｗｔ％を越えると、砥粒間の間隔が狭くなりすぎるので、砥粒１つ当たりの負荷が小さくなり、砥粒の適度な脱粒が起こらず、主に目詰まりを起こして、研磨量が低下するものと考えられる。
【００６７】
次に、図４を参照しながら、メディアの気孔率とワーク研磨量およびメディア摩耗量との関係を説明する。図４には、砥粒率が４３．５ｗｔ％〜４９．５ｗｔ％のメディアを用いて求めた、メディアの気孔率とワーク研磨量およびメディア摩耗量との関係の一例を示す。
【００６８】
図４に示したように、気孔率が３％以下であると、結合材が砥粒を適当な強さで固定するので、砥粒の脱粒が適度に起こり、研磨され難いネオジム合金ワークを欠けの発生を抑制しながら効率的に研磨できる。気孔率が３％を超えると、研磨量は増加するが、ワークに対する負荷が大きくなりすぎ、欠けが発生する。また、メディアの摩耗量も増えるので、メディアの利用効率が低下する。
【００６９】
なお、気孔率は、メディアの乾燥重量をＷ１、水中重量をＷ２、吸水重量をＷ３として、｛（Ｗ３−Ｗ１）／（Ｗ３−Ｗ２）｝・１００（％）で与えられる。ここでは、以下の様にして各重量Ｗ１、Ｗ２およびＷ３を測定し、気孔率を求めた。乾燥重量Ｗ１は、メディアを１００℃以上の温度に６０分保持することによって乾燥した後、１分以内にメディアの重量を測定した。水中重量Ｗ２は、メディアを沸騰した湯中で６０分間煮沸した後、水中に浸漬した状態のメディアの重量を測定した。なお、水中重量Ｗ２の測定に用いた水には、表面張力を低下させるために界面活性剤（例えば家庭用洗剤）を少量添加した。吸水重量Ｗ３は、沸騰した湯中で６０分間煮沸したメディアの表面の水分を濡れタオルで軽く拭きとった後、速やかにメディアの重量を測定した。
【００７０】
次に、図５および図６を参照しながら、バレル研磨装置２０の振動状態と研磨効率について説明する。
【００７１】
図５は、振動数（周波数、単位：Ｈｚ）と加速度（単位：ｍｍ／ｓｅｃ²）との関係を示すグラフであり、図６は、振動数と振幅（ゼロ−ピーク、単位：ｍｍ）との関係を示すグラフである。それぞれ、３つの互いに直交するｘ、ｙおよびｚ方向についての結果を示している。ｘおよびｙ方向は水平面内に、ｚ方向は鉛直方向に規定される。なお、振動数は、例えば、バレル研磨装置１０のスプリング１８の強さを調節することによって制御され得る。
【００７２】
まず、図５から明らかなように、振動数の増加に伴い、加速度が増大する傾向が見られる。加速度は、研磨力にほぼ比例すると考えられるので、振動数の増加に伴い研磨力が増大すると考えられる。従って、研磨効率を向上するためには、比較的高い振動数でバレル研磨することが好ましい。但し、図５に見られるように、振動数に対する加速度の値が小さい領域（振動数が２５Ｈｚおよび５０Ｈｚ付近）が存在する。これは、装置の共振によるもので、装置に固有の振動数である（但し、容器１２の重さ（メディアおよびワークの投入量）が大きく異なると、固有振動数が変化することもある。）。勿論、この共振点を付近の振動数を避けることが好ましい。
【００７３】
また、研磨力は、振幅にもほぼ比例すると考えれる。図６に示したように、振幅は振動数の影響を受けやすくその傾向は、一定していない。十分に高い研磨力を得るためには、水平方向（ｘおよびｙ方向）の振幅が約０．４ｍｍ以上となるように振動数に設定することが好ましい。このとき、鉛直方向（ｚ方向）の振幅が０．１５ｍｍ以上となることがさらに好ましい。
【００７４】
上述のことから、水平方向（ｘおよびｙ方向）の振幅が約０．４ｍｍ以上、鉛直方向（ｚ方向）の振幅が０．１５ｍｍ以上となり、且つ、加速度ができるだけ高くなる振動数を選択することにより、研磨効率を最大に向上できると考えられる。研磨効率を向上するために、水平方向の加速度を８００ｍｍ／ｓｅｃ²以上とすることが好ましい。具体的には、図５および図６から、６０Ｈｚが最も好ましい。
【００７５】
上述したように、本実施形態の面取り方法によると、ネオジム合金ワークの欠けの発生が抑制されるとともに、ワーク同士の密着の発生が抑制されるので、均一な面取りが可能となる。
【００７６】
先にも述べたように、本実施形態では、非常に欠けの発生しやすいネオジム合金ワークに対して面取りを実施したが、希土類合金の組成（機械的な特性）によっては、上記のいずれかの条件（例えば、メディアの材質および砥粒率や気孔率）が上記の範囲から外れても十分な効果が得られる場合もある。
【００７７】
次に、本実施形態のボールメディアの選別方法および選別装置を図７を参照しながら説明する。図７は、バレル研磨装置２０の第１排出口１４ａに付近に設置されるボールメディア選別装置５０を模式的に示している。
【００７８】
バレル研磨装置２０の第１排出口１４ａのふた１５ａを機械的に開放し、容器（バレル槽ともいわれる。）１２を適度に振動させると、メディア８０とワーク７０とは、選別装置５０に向けて排出される。この操作に先立って、第２排出口１４ｂから液状媒体（スラッジを含む）を廃液タンク４０に排出しておく。
【００７９】
排出されたメディア８０とワーク７０との混合物は、第１排出口１４ａの傾斜した底板１５ｂで、緩やかな傾斜面１６を経て、選別装置５０の斜面５２に供給される。傾斜面１６は、例えば、金属板の表面にゴムライニング加工を施すことによって形成されており、例えば、１０度〜３０度の傾斜角を有している。容器１２を適度に振動させることによって、ボールメディア８０とともにワーク７０も選別装置５０の斜面５２に供給される。ボールメディア８０とワーク７０との混合物を容器１２から排出するために必要な振動は、研磨工程における振動よりも小さく、適宜調整される。
【００８０】
斜面５２は中心に開口部５２ａを有する環状の帯を形成（頭切円錐台を逆さにした形状）しており、駆動装置（不図示）によって、その中心の周りに回転させられる。斜面５２の表面にも、例えば、ゴムライニング加工によって、ゴム層（不図示）が設けられており、摩擦抵抗が比較的高く、且つ、傾斜面１６とは異なり振動しないので、斜面５２の傾斜角は、傾斜面１６よりも小さな傾斜角（例えば、５度〜２０度、典型的には、１０度〜１５度、ここでは約１２度）を有しているが、ワーク７０を停留させることができる。なお、斜面５２は、単一の傾斜角で開口部５２ａまで続く必要は無く、図示したように、中央の開口部５２ａに連れて段階的に（又は連続的に）傾斜角が小さくなるように構成してもよい。また、ワーク７０がメディア８０に引き連れられて、開口部５２ａに至るのを防止するために、ダム（じゃま板）５４を設けて、全てのワーク７０が確実に斜面５２と直接接触するようにするようにしてもよい。ダム５４は、斜面５２との間に、例えば、メディア８０の直径よりも大きく、且つ、メディア８０の直径の２倍以下の大きさの間隙を形成するように設けられる。なお、一般に、平板状ワーク７０の厚さよりも直径が大きなボールメディア８０が用いられる。
【００８１】
ボールメディア８０は、球体なので、比較的摩擦抵抗の高い斜面５２を転がり、開口部５２ａから、下に落ちる。このように選択的に開口部５２から落下したメディア８０は、その下部に設けられているメディアは回収容器６０に収集される。一方、斜面５２上に停留したワーク７０は、例えば、作業者の手作業によって収集され、後工程（例えば洗浄工程）へ回される。
【００８２】
斜面５２は、例えば、回転速度４ｒｐｍ（例示した斜面５２の外径は、例えば、約１２００ｍｍ、また、内径は、約２５０ｍｍ）で回転しているので、ワーク７０が回収され、その表面に何も載っていない状態で、第２排出口１４ａ側に移動される。従って、第１排出口１４ａから排出されるワーク７０とメディア８０との混合物は、ワーク７０が停留していない斜面５２に連続的に供給される。その結果、斜面５２上に停留するワーク７０の密度が高くなり、ボールメディア８０の転がりを阻害したり、ワーク７０同士の衝突による欠けが発生したりすることが防止される。勿論、供給される混合物の量に対して斜面５２の面積が十分に広い場合には、斜面５２を移動させる必要はない。
【００８３】
なお、上記の例では、中心に開口部５２ａを有する環状の帯を形成するように斜面５２を配置した構成を例示したが、これに限られず、斜面を直線状に配置してもよい。例えば、傾斜させたエンドレスベルトの表面を斜面として用いることができる。環状に配置した斜面を用いると、比較的小さな選別装置を構成することができると言う利点が得られる一方、エンドレスベルトを用いると、エンドレスベルトの長さあるいは数を調節することによって、選別工程の時間の長さ（および選別装置の長さ）を調節することができる。
【００８４】
上述したように、本実施形態のボールメディアの選別方法を用いると、ワーク同士の衝突を抑制しながらボールメディアを選別できるので、選別工程における欠けの発生を抑制することができる。また、例示したボールメディアの選別装置は、比較的簡単な構成で、上記ボールメディアの選別方法を実行することができる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によると、バレル研磨法などのメディアを用いた研磨法において、欠けの発生を抑制し、且つ、研磨中におけるワーク同士の密着を抑制し、均一な面取りが可能な希土類合金の面取り方法が提供される。さらに、被研磨物同士の衝突を抑制しながらボールメディアを選別する方法およびそのような選別を可能にするボールメディアの選別装置が提供される。
【００８６】
その結果、本発明によると、希土類合金の面取りを効率的に実施できるので、製品の歩留まりが向上する。特に、ＶＣＭ用に用いられる希土類合金など、欠けが発生しやすい材料で形成された小型の部品を、高歩留まりで面取りすることが可能となる。さらに、本発明によると、被研磨物である小型の部品同士の衝突を抑制しながらボールメディアを選別することができるので、ボールメディアの選別工程における欠けの発生を抑制することができるので、欠けやすい小型の部品の歩留まりをさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による本実施形態の希土類合金ワークの面取り方法において用いられる面取り加工システム１００を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）は、実施形態の面取り方法のバレル研磨工程において用いられるネオジム合金ワーク７０の例を模式的に示す図であり、（ｂ）は実施形態の面取り方法において用いられるボールメディア８０を模式的に示す図であり、（ｃ）はボールメディア８０の部分拡大図である。
【図３】実施形態の面取り方法のバレル研磨工程におけるアルミナ系ボールメディアの砥粒率と研磨量およびメディア摩耗量との関係を示すグラフである。
【図４】実施形態の面取り方法のバレル研磨工程におけるメディアの気孔率とワーク研磨量およびメディア摩耗量との関係を示すグラフである。
【図５】実施形態の面取り方法のバレル研磨工程における、振動数と加速度との関係を示すグラフである。
【図６】実施形態の面取り方法のバレル研磨工程における、振動数と振幅との関係を示すグラフである。
【図７】実施形態のボールメディアの選別装置５０を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１００加工システム
１０振動バレル装置
１２容器
１４ａ第１排出口
１４ｂ第２排出口
１５ａふた
１５ｂ底板
１６傾斜面
１８スプリング
２０メディアタンク
２２排出口
３０スペーサ粒子供給装置
４０廃液タンク
５０選別装置
５２斜面
５２ａ開口部
５４ダム（じゃま板）
６０メディアは回収容器
７０ワーク
８０ボールメディア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for chamfering a rare earth alloy, a method for sorting ball media, and a ball media sorting apparatus. In particular, the present invention relates to a chamfering method using a medium such as a barrel polishing method, a method of selecting a ball medium used for polishing from an object to be polished, and an apparatus used for selecting the ball media.
[0002]
[Prior art]
Rare earth alloys are used as, for example, powerful magnet materials. A rare earth magnet obtained by magnetizing a rare earth alloy is suitably used as a material for a voice coil motor (hereinafter referred to as “VCM”) used for positioning a magnetic head of a magnetic recording apparatus, for example. .
[0003]
As one method for chamfering a rare earth alloy workpiece, a barrel polishing method has been conventionally used because of its excellent mass productivity. The barrel polishing method includes a rotating barrel polishing method and a vibrating barrel polishing method, but the rotating barrel polishing method is widely used because the apparatus is inexpensive.
[0004]
However, since rare earth alloys are brittle materials, chipping is likely to occur. In order to prevent the occurrence of this chipping, the vibration barrel polishing method is generally more suitable than the rotating barrel polishing method. This is because, in the vibration barrel polishing method, a spiral flow state is obtained, the collision between the medium and the object to be polished, or the objects to be polished is reduced, and the medium and the object to be polished flow in the same direction in a spiral shape. This is thought to be due to the fact that they slide each other in the process and the polishing proceeds gently.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-208360 discloses that in the vibration barrel polishing method, when the barrel tank is horizontal, all of the media and the object to be ground are immersed under the liquid surface, causing a spiral flow, thereby preventing chipping. It discloses that generation can be further suppressed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as a result of studying various methods for chamfering rare earth alloys by the present inventor, the occurrence of chipping can be suppressed to some extent by using the above vibration barrel method, but uniform chamfering may not be achieved. In particular, when polishing multiple flat workpieces at once, the workpieces are firmly adhered to each other in the barrel tank, and a part of the workpiece edge is maintained in a state where it does not hit the media, resulting in uniform chamfering. May not be possible.
[0007]
In addition, a hard main phase that mainly causes brittle fracture and a grain boundary phase that causes ductile fracture, such as a rare earth alloy manufactured by a sintering method (hereinafter referred to as “rare earth sintered alloy”). In some rare earth alloy workpieces having cracks, chipping may occur even when the vibration barrel method is used.
[0008]
Furthermore, in the step of selecting the media and the workpiece (the object to be polished) after the barrel polishing step, the workpieces may collide with each other, resulting in chipping of the workpiece. As a general sorting method, a sorting method (referred to as “sieving method”) in which a mixture of media and a work is put on a sieve and the media is selectively dropped by vibration is used. When this sieving method is used, collision between the workpieces remaining on the sieve is unavoidable and chipping occurs.
[0009]
Further, as described above, when the workpieces are firmly adhered to each other in the barrel polishing step, the adhesion state is maintained also in the sorting step, and a liquid medium (typically water) for bringing the workpieces into close contact with each other is relatively The contact state continues for a long time. Since the rare earth alloy described above is highly corrosive (easy to rust), after chamfering, it is preferable that it is promptly cleaned and surface-treated. It is difficult to carry out the process quickly, and corrosion is likely to occur.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above problems, and one of its main purposes is to suppress the occurrence of chipping in a polishing method using a medium such as a barrel polishing method, and during polishing. An object of the present invention is to provide a method for chamfering a rare earth alloy capable of suppressing the adhesion between workpieces and capable of uniform chamfering. Another object of the present invention is to provide a method for sorting ball media while suppressing collision between objects to be polished, and a ball media sorting device that enables such sorting.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The method for chamfering a rare earth alloy according to the present invention includes a step of preparing a rare earth alloy workpiece, a container, a rare earth alloy workpiece, a medium, a liquid medium, and a volume fraction of 0.1% to 10% with respect to the liquid medium. And the step of polishing the rare earth alloy workpiece by vibrating the container, thereby achieving the above object.
[0012]
It is preferable that the liquid medium is introduced so as to immerse the rare earth alloy workpiece and the medium charged in the container to 3/4 or more of the bulk volume.
[0013]
The average particle size of the spacer particles is preferably in the range of 0.05 mm to 1 mm, and more preferably in the range of 0.1 mm to 0.5 mm.
[0014]
The specific gravity of the media and the specific gravity of the spacer particles are preferably 4 or less.
[0015]
The medium preferably includes alumina abrasive grains and a binder, and the weight fraction of the alumina abrasive grains is preferably in the range of 45% to 48%. Furthermore, the porosity of the media is preferably 3% or less.
[0016]
In the polishing step, the container is preferably vibrated so that the horizontal amplitude is 0.4 mm or more and the vertical amplitude is 0.15 mm or more. Further, the container is set to 800 mm / sec in the horizontal direction. ² It is preferable to vibrate with the above acceleration.
[0017]
It is preferable to use a ball medium as the medium.
[0018]
The method for selecting a ball medium according to the present invention includes a step of supplying a mixture including a ball medium and an object to be polished to an inclined surface, the ball medium being removed from the inclined surface by rolling the inclined surface, and the object to be polished In which the above object is achieved.
[0019]
Preferably, the method includes a step of moving the inclined surface during the supplying step, wherein the inclined surface forms an annular band having an opening at the center, and the inclined surface is rotated by rotating the annular band. More preferably it is moved.
[0020]
You may further include the process of collecting the ball media which fall from the said opening part formed in the center of the said annular belt.
[0021]
A ball media sorting device according to the present invention is an inclined surface forming an annular band having an opening at the center, and an inclined surface for receiving a mixture containing the ball media and an object to be polished, and the inclined surface is rotated. And the above object is achieved.
[0022]
The slope preferably has a rubber layer on the surface.
[0023]
Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
[0024]
The chamfering method of the rare earth alloy of the present invention employs a method of polishing by vibrating a container containing a mixture of media and workpiece, such as a vibration barrel polishing method. The occurrence of chipping is suppressed. In particular, the use of ball media as media can more effectively suppress the occurrence of chipping. Like a rare earth alloy produced by a sintering method (hereinafter referred to as “rare earth sintered alloy”), a hard main phase that mainly causes brittle fracture and a grain boundary phase that causes ductile fracture. Since the rare earth alloy workpieces are particularly prone to chipping, it is preferable to use ball media. Furthermore, when a ball medium is used, since the ball medium selection method described later can be used, there is also an advantage that generation of chips in the selection process can be suppressed.
[0025]
Spacer particles (0.1% to 10% in terms of volume fraction with respect to the liquid medium) introduced together with the rare earth alloy work, the medium and the liquid medium adhere to the surface of the rare earth alloy work and the surface tension of the liquid medium during polishing Acts to suppress the close contact between the rare earth alloy workpieces. If it is less than 0.1%, the effect of suppressing the adhesion between the workpieces cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 10%, the polishing efficiency may be lowered. The spacer particles are more preferably in the range of 0.3% to 3% in terms of volume fraction with respect to the liquid medium, from the viewpoints of the effect of preventing adhesion and the polishing efficiency. In particular, when using ball media, compared to the case of using triangular media (including triangular pyramid media and conical media), a wide gap is easily generated between the media and the workpieces are more likely to adhere to each other. The effect obtained by doing is large.
[0026]
Further, by introducing the liquid medium so that the rare earth alloy workpiece and the media charged in the container are immersed to 3/4 or more of the bulk volume, the adhesion of the rare earth alloy workpieces can be more effectively suppressed. Can do. More preferably, the liquid medium is introduced so as to immerse the entire rare earth alloy workpiece and the medium. As the liquid medium, a solution obtained by adding a rust inhibitor or a surfactant to water is preferably used. Since rare earth alloys are susceptible to corrosion (rust), it is preferable to add a rust inhibitor.
[0027]
When the rare earth alloy workpieces are brought into close contact with each other, an edge that does not collide with the media is formed, so that chamfering becomes uneven. Moreover, since the rare earth alloy workpieces are not in close contact with each other in the sorting step after polishing, the workpieces can be easily collected individually one by one. Further, since the liquid medium is prevented from remaining between the workpieces, there is an effect of suppressing the corrosion of the rare earth alloy workpiece.
[0028]
In addition, as described above, the “spacer particles” in the present specification are particles having an action of forming a gap (suppressing adhesion) between rare earth alloy workpieces that are objects to be polished. The particles can be used. The average particle diameter of the spacer particles is preferably in the range of 0.05 mm to 1 mm, particularly preferably in the range of 0.1 mm to 0.5 mm, and the shape of the particles is preferably close to a sphere. For example, although abrasive particles can be used, it is not particularly necessary to have a polishing function, and for example, polymer particles can be used.
[0029]
In order to suppress the occurrence of chipping of the rare earth alloy workpiece, the specific gravity of the media is preferably 4 or less. A medium having a specific gravity of more than 4 gives a large impact to the rare earth alloy workpiece and easily causes chipping. Therefore, a medium having a specific gravity of 4 or less is preferably used. In addition, spacer particles having a specific gravity of 4 or less are preferable from the viewpoint of preventing adhesion between workpieces because they are easily and uniformly dispersed by the movement of a medium or a liquid medium.
[0030]
In addition, if the media contains alumina abrasive grains and a binder and the weight fraction of alumina abrasive grains is in the range of about 45% to about 48%, the occurrence of chipping of the rare earth alloy workpiece is suppressed. In this state, an appropriate polishing efficiency can be obtained. Furthermore, by using a medium having a porosity of 3% or less, it is possible to obtain an appropriate polishing efficiency in a state in which the occurrence of chipping of the workpiece is suppressed.
[0031]
In the vibration polishing step, by polishing the container so that the horizontal amplitude exceeds 0.4 mm, the polishing efficiency can be increased while suppressing the occurrence of chipping. At this time, the vertical amplitude is preferably 0.15 mm or more. Furthermore, the container is set to 800 mm / sec in the horizontal direction. ² By oscillating at the above acceleration, polishing can be performed more efficiently.
[0032]
In the ball media selection method of the present invention, since the mixture containing the ball media and the object to be polished is supplied to the slope, the spherical ball media rolls on the slope and is removed from the slope. Since the object to be polished is generally a polyhedron having edges, it has a high frictional resistance with the slope, and remains on the slope. That is, the ball media having a shape that is easy to roll is removed from the inclined surface, and the object to be polished having a large friction with the inclined surface is retained on the inclined surface, whereby the ball media and the object to be polished are selected.
[0033]
By moving the slope to which the mixture containing the ball media and the object to be polished is moved, the ball media and the object to be polished can be efficiently sorted even when the mixture is continuously supplied. That is, if the area of the slope is too small relative to the amount of the supplied mixture, the density of the object to be retained on the slope will increase, hindering the rolling of the ball media, or chipping due to collision between the objects to be polished. However, the occurrence of the above-described problems can be suppressed by moving the slope, that is, by continuously supplying the mixture to the slope where the object to be polished is not retained.
[0034]
If the inclined surface is arranged so as to form an annular band having an opening at the center and the annular band is rotated, the inclined surface can be continuously moved with a relatively simple configuration. That is, the object to be polished may be collected until the mixture is supplied, the inclined surface on which the object to be polished is selectively stopped is rotated, and moved again to the position where the mixture is supplied. Further, the ball media can be easily collected by collecting the ball media falling from the opening formed at the center of the annular belt.
[0035]
The ball media sorting device according to the present invention is an inclined surface forming an annular band having an opening at the center, an inclined surface for receiving a mixture containing the ball media and an object to be polished, and a drive for rotating the inclined surface The above-described sorting method can be executed efficiently. Furthermore, by providing a rubber layer on the surface of the inclined surface, it is possible to stably and reliably stop the object to be polished having a shape that is relatively easy to roll.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a method for chamfering a rare earth alloy, a method for sorting ball media, and a ball media sorting device used therefor according to an embodiment of the present invention will be described. In particular, an embodiment of a method for chamfering a rare earth alloy using a ball medium will be described below. Further, the ball media sorting method and sorting apparatus will be described as being used in a subsequent process of the chamfering process. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and it is possible to use media other than the ball media in the chamfering method of the present invention, and the ball media sorting method and sorting apparatus of the present invention. Is widely used for sorting ball media and objects to be polished.
[0037]
FIG. 1 schematically shows a chamfering processing system 100 used in the chamfering method for a rare earth alloy workpiece according to the present embodiment. This system 100 can perform chamfering of a workpiece and subsequent sorting of ball media.
[0038]
The system 100 includes a vibrating barrel device 10, a media tank 20, a spacer particle supply device 30, a waste liquid tank 40, and a sorting device 50.
[0039]
The vibration barrel device 10 used in the chamfering method of this embodiment is a circle-type vibration barrel device (for example, manufactured by PMG Co., Ltd .; CV-250-C) in which containers 12 having a substantially circular cross section are arranged in a ring shape. Type). The container 12 of the vibration barrel device 10 is arranged substantially horizontally in a non-operating state, and an upper part thereof is an opening, so that the inside of the container 12 can be observed during operation. The inner surface of the container 12 is subjected to rubber lining processing. A predetermined amount of media stored in the media tank 20 provided on the container 12 is input from the discharge port 22 to the upper opening of the container 12. In addition to the media, the workpiece, liquid medium, and spacer particles are also introduced from the upper opening of the container 12. A predetermined amount of spacer particles is charged into the container 12 by the spacer particle supply device 30. These are put into the container 12 so as to satisfy predetermined conditions described later. The barrel polishing process is performed by vibrating the container 12.
[0040]
A first discharge port 14 a and a second discharge port 14 b are provided at the bottom of the container 12. The first discharge port 14a is used to discharge the media and the work toward the sorting device 50. The mixture containing the medium and the work discharged from the first discharge port 14 a is supplied to the inclined surface 52 of the sorting device 50 by the gentle inclined surface 16. As will be described later, media is sorted from the mixture supplied on the slope 52 of the sorting device 50, and the sorted media is collected in the collection container 60. The workpiece | work which stops on the slope 52 is collected by manual work, for example, and is sent to a post process (for example, washing | cleaning process). On the other hand, the second discharge port 14 b is used to collect the liquid medium (including sludge after polishing) in the container 12 in the waste liquid tank 40.
[0041]
Next, the polishing process according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
[0042]
First, a work of a rare earth alloy that is an object to be polished will be described.
[0043]
The rare earth alloy to which the chamfering method of this embodiment is applied is an R—Fe—B rare earth sintered bond disclosed in US Pat. No. 4,770,723 and US Pat. No. 4,792,368 by the present applicant. It is money. Among them, those that are particularly prone to chipping are hard main phases (iron-rich phases) composed mainly of neodymium (Nd), iron (Fe), and boron (B) and composed of a tetragonal Nd2Fe14B intermetallic compound. And a rare earth sintered alloy (hereinafter referred to as “neodymium alloy”) having a Nd-rich sticky grain boundary phase, and a neodymium alloy having improved heat resistance by adding Co (for example, JP-A-5-214495).
[0044]
Here, as a neodymium alloy work, for example, a flat work (weight of about 15 g (specific gravity of about 7.5) and thickness of about 3 mm) 70 as shown in FIG. The conditions for chamfering the edge of the neodymium alloy workpiece 70 so that the radius of curvature R is in the range of 0.2 to 0.5 mm were examined. A maximum surface roughness of 3 μm to 5 μm can be obtained under the following conditions. The neodymium alloy workpiece 70 was obtained by cutting a neodymium alloy block obtained by sintering.
[0045]
Since the neodymium alloy used in this embodiment is a material that is particularly prone to chipping, it is possible to sufficiently suppress chipping in chamfering of workpieces made of other rare earth alloys without satisfying some of the conditions described below. May be possible.
[0046]
As the medium, a ball medium 80 as shown in FIG. 2B was used. The ball medium 80 has a smaller impact force on the work 70 than a triangular medium, can suppress the occurrence of chipping, and is excellent in chamfering uniformity. Further, when the ball medium 80 is used, since a sorting method described later can be applied, there is an advantage that occurrence of chipping in the sorting process can be suppressed. The suitable properties of the ball media 80 described below are the same for the triangular media.
[0047]
The ball medium 80 is preferably a ceramic medium having a specific gravity of 4 or less. A medium having a specific gravity of more than 4 gives a large impact to the work 70 and easily causes chipping. Therefore, it is preferable to use a ball medium having a specific gravity of 4 or less. In particular, ball media in which the abrasive grains are made of alumina (Al2O3) are preferable. The ball media may further include SiC abrasive grains (for example, GC or C) in addition to the alumina abrasive grains and the binder.
[0048]
For example, as shown in FIG. 2C, it is preferable to use a ball medium in which the alumina abrasive grains 82 are fixed by a binder 84 made of clay (or quartz or feldspar). Since alumina is relatively soft, the occurrence of chipping of the workpiece 70 can be suppressed. From the viewpoint of chamfering efficiency, the abrasive grain ratio (weight fraction of abrasive grains with respect to the total weight of the media) is preferably in the range of about 45% to about 48%, as will be described later. When the abrasive grain ratio is less than 45%, the load per abrasive grain is increased, abnormal grain separation of the abrasive grains occurs, and the amount of chamfering is reduced mainly due to abrasive grain spillage. On the other hand, when the abrasive grain ratio exceeds 48%, the distance between the abrasive grains becomes too narrow, so the load per abrasive grain is reduced, mainly causing clogging, and the amount of chamfering is reduced.
[0049]
Further, the ball medium 80 includes pores 86 as shown in FIG. The content of the pores 86 (hereinafter referred to as “porosity”) is preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less, as will be described later. When the porosity is 3% or less, the bonding material 84 fixes the abrasive grains 82 with an appropriate strength to the rare earth alloy, so that the abrasive grains 82 are appropriately degranulated, and the neodymium alloy workpiece 70 that is difficult to be polished is formed. Polishing can be performed efficiently while suppressing the occurrence of chipping. When the porosity exceeds 3%, the amount of polishing increases, but the load on the workpiece 70 becomes too large and chipping occurs. Further, since the wear amount of the ball medium 80 increases, the utilization efficiency of the ball medium 80 is lowered.
[0050]
The diameter of the ball medium 80 is preferably in the range of about 10 mm to about 20 mm in order to chamfer the edge of the work 70 to R = 0.2 to 0.5 mm. Note that ball media having different diameters may be mixed and used. In that case, it is preferable that the average diameter of all ball | bowl media exists in the said range.
[0051]
In the polishing process according to the present embodiment, a predetermined amount (determined by the capacity of the container) of the ball media 80 is put into the container 12, and about 1/10 to about 1/100 of the total amount of the ball media 80 ( The workpiece 70 having a volume ratio) is polished. The input amount of the work 70 can be changed as appropriate.
[0052]
This polishing step is performed in a state where the workpiece 70 and the medium 80 are immersed in a liquid medium in order to prevent the workpieces 70 from coming into close contact with each other. At least 3/4 or more of the entire bulk volume is preferably immersed in the liquid medium, and the entire volume is preferably immersed. As in the prior art, when polishing is performed while flowing a small amount of liquid medium (less than 1/4 of the entire bulk volume is immersed), flat plate-like workpieces such as the workpiece 70 are firmly adhered to each other, This state is maintained during the polishing process, and uniform chamfering cannot be performed. This is particularly noticeable when the ball medium 80 is used because the gap between the media is larger in the ball medium 80 than in the triangular medium. Therefore, this adhesion is achieved to some extent by polishing in a state where a sufficient amount of the liquid medium is filled in the container 12 so that the work 70 is immersed in the liquid medium over most of the period of the polishing step. Can be suppressed. As the liquid medium, a solution obtained by adding a rust inhibitor or a surfactant to water is preferably used.
[0053]
Since the polishing process in the present embodiment is performed in a state where 0.1% to 10% of spacer particles are mixed in a volume fraction with respect to the liquid medium, adhesion between the workpieces 70 is further suppressed. The spacer particles adhere to the surface of the work 70 and prevent the works 70 from coming into close contact with each other due to the surface tension of the liquid medium during polishing. If it is less than 0.1%, the effect of suppressing adhesion between the workpieces 70 cannot be sufficiently obtained, and if it exceeds 10%, the polishing efficiency may be lowered. The spacer particles are more preferably in the range of 0.3% to 3% in terms of volume fraction with respect to the liquid medium, from the viewpoints of the effect of preventing adhesion and the polishing efficiency.
[0054]
The spacer particles preferably have a specific gravity of 4 or less. In the spacer particles having a specific gravity of 4 or less, the spacer particles are easily and uniformly dispersed by the movement of the medium 80 or the liquid medium, and the adhesion between the workpieces 70 can be efficiently suppressed. The average particle diameter of the spacer particles is preferably in the range of 0.05 mm to 1 mm, particularly in the range of 0.1 mm to 0.5 mm, and the shape of the particles is preferably close to a sphere. As the spacer particles, for example, abrasive particles such as SiC (for example, GC abrasive grains # 100) can be used, and polymer particles such as polystyrene beads (for example, PLC beads; manufactured by PG Corporation) are used. You can also. Since GC abrasive grains have a polishing ability, the decrease in chamfering amount is relatively small even if they are mixed in a large amount, whereas PLC beads have a relatively high adhesion suppressing effect but do not have a polishing ability. Therefore, the amount of chamfering is greatly reduced when a large amount is mixed. Of course, abrasive particles and polymer particles can also be mixed and used.
[0055]
Hereinafter, the polishing process of this embodiment will be described using a specific example. The polishing process was carried out using a CV-250-C type vibration barrel polishing apparatus manufactured by PMG Co., Ltd. As the workpiece, a neodymium alloy workpiece having a shape similar to that shown in FIG. 2A (specific gravity: about 7.5) and a flat workpiece having a unit weight of about 8 g were used.
[0056]
As the ball media, ceramic media (specific gravity of about 2.6) containing aluminum abrasive grains (abrasive grain ratio of 46 wt%), having a porosity of about 1% and a diameter of about 14 mm was used.
[0057]
As the liquid medium, trade name TKX compound # 803 (specific gravity 1.05-1.10) manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. was used here. In addition, a rust inhibitor (5-35 mass%) and, if necessary, a surfactant (5 mass% or less) or an antifoaming agent (5 mass% or less) are added to water (50-70 mass% of the whole). Used. Such a liquid medium is called a compound, and is variously marketed.
[0058]
Further, GC abrasive grains (# 100: specific gravity of about 3.1) and polystyrene beads (PLC beads, average particle size of 0.5 mm: specific gravity of about 1.05) were added to the liquid medium as spacer particles. Further, a case where barrel polishing was performed while flowing a liquid medium as in the conventional case was compared with a case where barrel polishing was performed in a state where the entire medium and workpiece were immersed in the liquid medium. The vibration condition of the container was 60 Hz, and the barrel polishing time was about 2 hours. Of course, the barrel polishing time can be changed as needed. Table 1 shows the respective typical conditions and the results of the adhesion occurrence rate between the workpieces.
[0059]
First, a conventional liquid medium is about 100 cm. ^Three When barrel polishing is performed while flowing down at a speed of / min (a state where less than 1/4 of the entire bulk volume is immersed), the adhesion occurrence rate between workpieces is 20% despite the addition of spacer particles. And very high. On the other hand, when barrel polishing was performed in an immersed state, the adhesion occurrence rate was reduced to about 5% without adding spacer particles. As described above, when the state in which the medium and the workpiece are immersed in the liquid medium is maintained during the barrel polishing, the occurrence rate of adhesion between the workpieces can be reduced. Further, when spacer particles were added, in the example shown in Table 1, adhesion could be completely prevented. Thus, it can be seen that adhesion of workpieces can be prevented very efficiently by mixing spacer particles in a liquid medium and performing barrel polishing in an immersed state. It is preferable to perform barrel polishing at least in a state where the liquid medium immerses 3/4 or more of the bulk volume of the medium and the workpiece.
[0060]
Next, the effects of GC abrasive grains and polystyrene beads will be compared. When GC abrasive grains are added, the amount of polishing is slightly increased compared to when no spacer particles are added. On the other hand, when polystyrene beads are added, the amount of polishing is smaller than when no spacer particles are added. This is considered because GC abrasive grains have a polishing ability, whereas polystyrene beads have little polishing ability. Further, since the specific gravity of polystyrene beads is smaller than that of GC abrasive grains, it is considered that the volume effect (number effect) is large. Furthermore, polystyrene beads have a specific gravity of about 1.05, which is equivalent to a liquid medium (specific gravity 1.05 to 1.10 in this case). It is also considered that. As a result of various investigations, the polishing efficiency is greatly reduced by adding spacer particles having a specific gravity of 4 or less in terms of volume fraction to the liquid medium to 0.1% to 10%, more preferably 0.3% to 3%. Therefore, it is possible to efficiently prevent the close contact between the workpieces.
[0061]
In addition, when the barrel polishing was performed while flowing the liquid medium, as shown in Table 1, the amount of polishing was larger than when the barrel polishing was performed in the immersed state, but chipping (in this case, the diameter) There is a problem that the polishing amount is not uniform (an edge that is not chamfered occurs). On the other hand, no chipping was observed in any of Table 1 where barrel polishing was performed in the immersed state. This is because, when barrel polishing is performed in an immersed state, the media and the workpiece try to move together via the liquid medium, so the impact force between the media and the workpiece is lower than when there is only a small amount of the liquid medium. This is thought to be due to a drop in Furthermore, in any case where spacer particles were added, the workpieces did not adhere to each other, and the chamfering could be performed uniformly.
[0062]
In the example in which barrel polishing is performed in the above immersion state, the liquid medium is constantly stored in the container over the entire period of barrel polishing, but more than 3/4 of the entire medium and workpiece are liquid medium. As long as it is immersed in the substrate and the spacer particles are not discharged and the amount thereof is not reduced too much, the downflow may be performed. For example, when a large amount of sludge is generated, the sludge of the neodymium alloy workpiece has a high specific gravity, so that it can be preferentially discharged from the second discharge port 14 b provided at the bottom of the container 12. During this time, the liquid medium and spacer particles discharged together with the sludge may be additionally added as appropriate so as to satisfy the above conditions.
[0063]
[Table 1]

[0064]
In addition to the above-described factors, the optimization of the media can be cited as a factor that causes no chipping in the above-described example. The relationship between the abrasive grain ratio of alumina-based ball media, the polishing amount, and the media wear amount will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an example of the relationship between the abrasive grain ratio, the polishing amount, and the media wear amount, which was obtained using a medium having a porosity of 0.3% to 3%.
[0065]
As described above, the ball media of the present embodiment is an alumina-based media that is relatively soft and hardly causes chipping in the neodymium alloy workpiece. Even with alumina-based media, the polishing amount and the media wear amount vary depending on the abrasive grain ratio. When the abrasive grain ratio is less than 40 wt%, the occurrence of chipping becomes significant. On the other hand, when the abrasive grain ratio exceeds 50 wt%, clogging is severe and the amount of polishing tends to decrease rapidly.
[0066]
More specifically, as shown in FIG. 3, when the abrasive grain ratio is in the range of 45 wt% to 48 wt%, there is almost no chipping, the polishing efficiency is high, and the amount of media wear is relatively small. It is considered that when the abrasive grain ratio is in the above range, the balance between the abrasive grain holding and the abrasive grain detachment is good, the medium is appropriately worn, and the polishing power is maintained. On the other hand, when the abrasive grain ratio is less than 45 wt%, the load per abrasive grain becomes large, abnormal grain separation of the abrasive grains occurs, and the amount of polishing is considered to decrease mainly due to the abrasive grains being spilled. . As a result, the amount of media wear increases and chipping occurs. On the other hand, when the abrasive grain ratio exceeds 48 wt%, the interval between the abrasive grains becomes too narrow, so the load per abrasive grain is reduced, the abrasive grains do not moderately fall out, and mainly clogging occurs. Therefore, it is considered that the polishing amount decreases.
[0067]
Next, the relationship between the media porosity, the workpiece polishing amount, and the media wear amount will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an example of the relationship between the porosity of the medium, the work polishing amount, and the media wear amount obtained using a media having an abrasive grain ratio of 43.5 wt% to 49.5 wt%.
[0068]
As shown in FIG. 4, when the porosity is 3% or less, the binder fixes the abrasive grains with an appropriate strength, so that the abrasive grains are moderately degrained, and the neodymium alloy workpiece that is difficult to be polished is missing. It can polish efficiently, suppressing generation | occurrence | production of this. If the porosity exceeds 3%, the amount of polishing increases, but the load on the workpiece becomes too large and chipping occurs. In addition, since the amount of media wear increases, the media utilization efficiency decreases.
[0069]
The porosity is given by {(W3-W1) / (W3-W2)} · 100 (%), where the dry weight of the media is W1, the weight in water is W2, and the water absorption weight is W3. Here, the weights W1, W2, and W3 were measured as follows to determine the porosity. The dry weight W1 was measured by holding the media at a temperature of 100 ° C. or higher for 60 minutes and then measuring the weight of the media within 1 minute. The underwater weight W2 was obtained by measuring the weight of the medium immersed in water after boiling the medium in boiling water for 60 minutes. A small amount of a surfactant (for example, household detergent) was added to the water used for measuring the weight in water W2 in order to reduce the surface tension. The water absorption weight W3 was obtained by quickly measuring the weight of the medium after lightly wiping the surface water of the medium boiled in boiling water for 60 minutes with a wet towel.
[0070]
Next, the vibration state and polishing efficiency of the barrel polishing apparatus 20 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
[0071]
FIG. 5 shows the frequency (frequency, unit: Hz) and acceleration (unit: mm / sec). ² 6 is a graph showing the relationship between the frequency and the amplitude (zero-peak, unit: mm). Each shows the results for three mutually orthogonal x, y and z directions. The x and y directions are defined in the horizontal plane, and the z direction is defined in the vertical direction. Note that the frequency can be controlled by adjusting the strength of the spring 18 of the barrel polishing apparatus 10, for example.
[0072]
First, as is apparent from FIG. 5, there is a tendency for acceleration to increase as the frequency increases. Since the acceleration is considered to be substantially proportional to the polishing force, it is considered that the polishing force increases as the frequency increases. Accordingly, in order to improve the polishing efficiency, it is preferable to perform barrel polishing at a relatively high frequency. However, as seen in FIG. 5, there is a region where the value of acceleration with respect to the frequency is small (frequency is around 25 Hz and 50 Hz). This is due to the resonance of the device, and is a frequency inherent to the device (however, the natural frequency may change if the weight of the container 12 (the amount of media and workpieces inserted) differs greatly). . Of course, it is preferable to avoid frequencies near this resonance point.
[0073]
Further, the polishing force is considered to be substantially proportional to the amplitude. As shown in FIG. 6, the amplitude is easily affected by the frequency, and its tendency is not constant. In order to obtain a sufficiently high polishing force, it is preferable to set the frequency so that the amplitude in the horizontal direction (x and y directions) is about 0.4 mm or more. At this time, the amplitude in the vertical direction (z direction) is more preferably 0.15 mm or more.
[0074]
Based on the above, the frequency is selected such that the amplitude in the horizontal direction (x and y directions) is about 0.4 mm or more, the amplitude in the vertical direction (z direction) is 0.15 mm or more, and the acceleration is as high as possible. Thus, it is considered that the polishing efficiency can be improved to the maximum. In order to improve the polishing efficiency, the horizontal acceleration is 800 mm / sec. ² The above is preferable. Specifically, from FIGS. 5 and 6, 60 Hz is most preferable.
[0075]
As described above, according to the chamfering method of the present embodiment, the occurrence of chipping of the neodymium alloy workpiece is suppressed and the occurrence of adhesion between the workpieces is suppressed, so that uniform chamfering is possible.
[0076]
As described above, in this embodiment, chamfering was performed on a neodymium alloy workpiece which is very likely to be chipped, but depending on the composition (mechanical characteristics) of the rare earth alloy, A sufficient effect may be obtained even if the conditions (for example, the material of the media, the abrasive grain ratio, and the porosity) are out of the above ranges.
[0077]
Next, the ball media sorting method and sorting apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 schematically shows a ball media sorting device 50 installed in the vicinity of the first discharge port 14 a of the barrel polishing device 20.
[0078]
When the lid 15a of the first discharge port 14a of the barrel polishing apparatus 20 is mechanically opened and the container (also referred to as a barrel tank) 12 is vibrated appropriately, the media 80 and the work 70 are directed toward the sorting apparatus 50. Discharged. Prior to this operation, the liquid medium (including sludge) is discharged to the waste liquid tank 40 from the second discharge port 14b.
[0079]
The mixture of the discharged medium 80 and the work 70 is supplied to the inclined surface 52 of the sorting device 50 via the gently inclined surface 16 by the inclined bottom plate 15b of the first discharge port 14a. The inclined surface 16 is formed, for example, by subjecting the surface of a metal plate to rubber lining, and has an inclination angle of, for example, 10 degrees to 30 degrees. By appropriately vibrating the container 12, the workpiece 70 is also supplied to the inclined surface 52 of the sorting device 50 together with the ball media 80. The vibration necessary for discharging the mixture of the ball medium 80 and the workpiece 70 from the container 12 is smaller than the vibration in the polishing process, and is appropriately adjusted.
[0080]
The inclined surface 52 forms an annular band having an opening 52a at the center (a shape obtained by inverting the truncated cone frustum), and is rotated around the center by a driving device (not shown). The surface of the inclined surface 52 is also provided with a rubber layer (not shown) by, for example, rubber lining, and has a relatively high frictional resistance and does not vibrate unlike the inclined surface 16. Has an inclination angle smaller than that of the inclined surface 16 (for example, 5 degrees to 20 degrees, typically 10 degrees to 15 degrees, here about 12 degrees), but the work 70 can be stopped. it can. The inclined surface 52 does not need to continue to the opening 52a at a single inclination angle, and as illustrated, the inclination angle decreases gradually (or continuously) with the central opening 52a. It may be configured. In addition, in order to prevent the work 70 from being drawn by the medium 80 and reaching the opening 52a, a dam (baffle plate) 54 is provided to ensure that all the works 70 are in direct contact with the slope 52. You may do it. For example, the dam 54 is provided so as to form a gap larger than the diameter of the medium 80 and not more than twice the diameter of the medium 80 with the slope 52. In general, a ball medium 80 having a diameter larger than the thickness of the flat workpiece 70 is used.
[0081]
Since the ball medium 80 is a sphere, it rolls on the slope 52 having a relatively high frictional resistance and falls downward from the opening 52a. As described above, the media 80 selectively dropped from the opening 52 is collected in the collection container 60. On the other hand, the work 70 stopped on the slope 52 is collected, for example, manually by an operator, and is sent to a subsequent process (for example, a cleaning process).
[0082]
The inclined surface 52 rotates at, for example, a rotational speed of 4 rpm (the outer diameter of the illustrated inclined surface 52 is, for example, about 1200 mm, and the inner diameter is about 250 mm). In the state which is not mounted, it moves to the 2nd discharge port 14a side. Therefore, the mixture of the work 70 and the medium 80 discharged from the first discharge port 14a is continuously supplied to the slope 52 where the work 70 is not stopped. As a result, the density of the work 70 staying on the slope 52 is increased, and the rolling of the ball media 80 is prevented or the chipping due to the collision of the work 70 is prevented. Of course, when the area of the slope 52 is sufficiently large with respect to the amount of the supplied mixture, it is not necessary to move the slope 52.
[0083]
In the above example, the configuration in which the slope 52 is arranged so as to form an annular band having the opening 52a at the center is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the slope may be arranged in a straight line. For example, the inclined endless belt surface can be used as the inclined surface. The use of an annularly arranged slope provides the advantage that a relatively small sorting device can be constructed, while the use of an endless belt allows the sorting process to be adjusted by adjusting the length or number of endless belts. The length of time (and the length of the sorting device) can be adjusted.
[0084]
As described above, when the ball media selection method of the present embodiment is used, the ball media can be selected while suppressing the collision between the workpieces, so that occurrence of chipping in the selection process can be suppressed. The exemplified ball media sorting device can execute the ball media sorting method with a relatively simple configuration.
[0085]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a polishing method using a medium such as a barrel polishing method, there is provided a chamfering method for a rare earth alloy that suppresses generation of chips and suppresses adhesion between workpieces during polishing and enables uniform chamfering. Provided. Furthermore, a method for sorting ball media while suppressing collision between objects to be polished and a ball media sorting device that enables such sorting are provided.
[0086]
As a result, according to the present invention, the chamfering of the rare earth alloy can be carried out efficiently, so that the product yield is improved. In particular, it is possible to chamfer small parts formed of a material that is easily chipped, such as a rare earth alloy used for VCM, at a high yield. Furthermore, according to the present invention, since the ball media can be selected while suppressing the collision between small parts that are objects to be polished, the occurrence of chips in the ball media selection process can be suppressed. The yield of easy-to-use small parts can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a chamfering processing system 100 used in a chamfering method for a rare earth alloy workpiece according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a view schematically showing an example of a neodymium alloy workpiece 70 used in the barrel polishing step of the chamfering method of the embodiment, and FIG. 2B is a ball medium used in the chamfering method of the embodiment. 80 is a diagram schematically showing 80, and FIG. 8C is a partially enlarged view of the ball medium 80.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the abrasive grain rate of alumina-based ball media, the polishing amount, and the media wear amount in the barrel polishing step of the chamfering method of the embodiment.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the porosity of the medium, the work polishing amount, and the media wear amount in the barrel polishing step of the chamfering method of the embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the frequency and the acceleration in the barrel polishing step of the chamfering method of the embodiment.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the frequency and the amplitude in the barrel polishing step of the chamfering method of the embodiment.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a ball media sorting device 50 according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
100 processing system
10 Vibration barrel device
12 containers
14a First outlet
14b Second outlet
15a lid
15b Bottom plate
16 Inclined surface
18 Spring
20 Media tank
22 Discharge port
30 Spacer particle feeder
40 Waste liquid tank
50 sorter
52 slope
52a opening
54 Dam
60 Media is collection container
70 work
80 ball media

Claims

焼結法によって製造された平板状の希土類合金ワークを用意する工程と、
容器に、前記希土類合金ワークと、メディアと、液状媒体と、前記液状媒体に対する体積分率で０．１％〜１０％のスペーサ粒子とを投入する工程であって、前記液状媒体が前記希土類合金ワークおよび前記メディアをその嵩体積の３／４以上まで浸漬するように投入する工程と、
前記容器を振動させることによって、前記希土類合金ワークを研磨する工程と、
を包含し、
前記メディアはアルミナ砥粒と結合材とを含むボールメディアであって、且つ、前記スペーサ粒子は高分子の粒子を含む、希土類合金の面取り方法。Preparing a plate-shaped rare earth alloy work manufactured by a sintering method;
A step of charging a container with the rare earth alloy workpiece, a medium, a liquid medium, and spacer particles having a volume fraction of 0.1% to 10% with respect to the liquid medium, the liquid medium being the rare earth alloy A step of immersing the workpiece and the medium so as to be immersed to 3/4 or more of the bulk volume;
Polishing the rare earth alloy workpiece by vibrating the vessel;
Including
Wherein the media is a ball medium containing alumina abrasive grains and a binder, and, the spacer particles comprise particles of a polymer, chamfering method of rare earth alloy.

前記スペーサ粒子の平均粒径は、０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内にある、請求項１に記載の希土類合金の面取り方法。 The method for chamfering a rare earth alloy according to claim 1, wherein an average particle diameter of the spacer particles is in a range of 0.05 mm to 1 mm.

前記メディアの比重および前記スペーサ粒子の比重は４以下である、請求項１または２に記載の希土類合金の面取り方法。 The method for chamfering a rare earth alloy according to claim 1, wherein the specific gravity of the media and the specific gravity of the spacer particles are 4 or less.

前記メディアが含む前記アルミナ砥粒の重量分率は、４５％〜４８％の範囲内にある、請求項１から３のいずれかに記載の希土類合金の面取り方法。4. The method for chamfering a rare earth alloy according to claim 1, wherein a weight fraction of the alumina abrasive grains contained in the media is in a range of 45% to 48%. 5.

前記メディアの気孔率は、３％以下である、請求項４に記載の希土類合金の面取り方法。 The method for chamfering a rare earth alloy according to claim 4, wherein the porosity of the media is 3% or less.

前記研磨工程において、前記容器を水平方向の振幅が０．４ｍｍ以上で、且つ鉛直方向の振幅が０．１５ｍｍ以上となるように振動させる、請求項１から５のいずれかに記載の希土類合金の面取り方法。 The rare earth alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the polishing step, the container is vibrated so that a horizontal amplitude is 0.4 mm or more and a vertical amplitude is 0.15 mm or more. Chamfering method.

前記研磨工程において、前記容器を水平方向に８００ｍｍ／ｓｅｃ^２以上の加速度で振動させる、請求項１から６のいずれかに記載の希土類合金の面取り方法。The method for chamfering a rare earth alloy according to claim 1, wherein in the polishing step, the container is vibrated in the horizontal direction at an acceleration of 800 mm / sec ² or more.

前記研磨工程において、前記希土類合金ワークのエッジを曲率半径Ｒ＝０．２〜０．５ｍｍまで研磨する、請求項１から７のいずれかに記載の希土類合金の面取り方法。The method for chamfering a rare earth alloy according to claim 1, wherein, in the polishing step, the edge of the rare earth alloy workpiece is polished to a radius of curvature R = 0.2 to 0.5 mm.

前記研磨工程において、前記希土類合金ワークの最大表面粗度を３μｍ〜５μｍの範囲内まで研磨する、請求項１から８のいずれかに記載の希土類合金の面取り方法。The method for chamfering a rare earth alloy according to claim 1, wherein, in the polishing step, the maximum surface roughness of the rare earth alloy workpiece is polished to a range of 3 μm to 5 μm.

前記メディアの平均直径は、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内にある、請求項１から９のいずれかに記載の希土類合金の面取り方法。The method for chamfering a rare earth alloy according to claim 1, wherein an average diameter of the media is in a range of 10 mm to 20 mm.

前記希土類合金は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結合金である、請求項１から１０のいずれかに記載の希土類合金の面取り方法。The method for chamfering a rare earth alloy according to claim 1, wherein the rare earth alloy is an R—Fe—B rare earth sintered alloy.