JPS63174877A

JPS63174877A - 電鋳薄刃砥石

Info

Publication number: JPS63174877A
Application number: JP385087A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takahashi; 務高橋; Takako Abe; 貴子阿部; Takeshi Katayama; 武志片山
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1987-01-10
Filing date: 1987-01-10
Publication date: 1988-07-19
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2522278B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、特にシリコンやフェライト等の被削材におけ
る高精度の切断加工や溝入れ加工に用いられる電鋳薄刃
砥石に関するものである。

「従来の技術」第４図は、この種の電鋳薄刃砥石の一例を示すものであ
る。

この電鋳薄刃砥石ｌは、ＮｉやＣｏあるいはそれらの合
金からなる金属めっき相内に、ダイヤモンドやＣＢＮ等
の超砥粒を分散して形成された厚さ数十μｍ〜数百μｍ
の輪環薄板状のものてある。

そして、この電鋳薄刃砥石ｌは、両側面に配設された一
対の取付用フランジ２．２間に挾まれたうえ、軸線まわ
りに回転される砥石軸４にナツト３によって締め付は固
定され、使用に供される。

「発明か解決しようとする問題点」ところで、このような電鋳薄刃砥石は、強度および剛性
に優れるため、極薄の砥石の製造が可能であり、超精密
加工の要求される電子部品材料の切断加工や、溝入れ加
工に多大な期待が寄せられているが、レジノイドボンド
砥石あるいはメタルボンド砥石に比べて、被削材の切断
表面にチ、ソピングが大きいという問題点があり、用途
に制約を受ける場合があった。したがって、このような
電鋳薄刃砥石ｌでは、大きい平均粒径の超砥粒を用いて
研削速度を向上させようとすると、被削材の研削面に大
きなチッピングを生じるようになり、研削面の表面精度
が悪化するという問題点があった。そのため、例えば特
に厳しい加工精度を要求される磁気ヘッドの製造におけ
ろフェライトの昔入れを行う場合などには、微細な超砥
粒を含有する電鋳薄刃砥石で研削を行わなければならず
、研削に長い時間がかかって作業効率が悪いという問題
があった。

また、このような微細な超砥粒のみを含有する電鋳薄刃
砥石ｌによって研削を行なった場合、研削作業の進行に
つれて微小な刃先の振れが生じるようになり、研削幅が
広がってしまう現象が以前から知られていた。

本出願人らが、この振れを改善すべく詳細に検討したと
ころ、砥石刃先の振れは、研削につれ、砥石刃先の厚さ
方向中央部において異常な摩耗が生じろために起こる乙
のであることがわかった。

第５図（イ）は研削に使用する前の電鋳薄刃砥石ｌの刃
先部を拡大した断面図である。他方、同図（ロ）は砥石
ｌを一定時間研削に使用した後の刃先部の拡大断面図を
示すものであり、このように刃先の厚さ方向中央部にお
いて金属めっき相が摩耗し、刃先断面が凹んでしまって
いる。そして、この凹み両側の一対のエツジ部Ｅｌ、Ｅ
２の高さの若干の差などによって、各エツジ部Ｅｌ、Ｅ
２における研削抵抗に差が生じ、この研削抵抗の差が砥
石の刃先を左右に振らせる原因となるのである。さらに
、この場合、前記刃先の凹みに切り屑が集まってしまい
、この切り屑が前記エツジ部Ｅｌ、Ｅ２の存在により排
出されにくいため、研削抵抗が増加し、刃先の振れを助
長する結果となっていた。

そこで、本発明者らはさらに実験を重ね、砥石の厚さ方
向中央部に比較的大きな超砥粒を分散する一方、両側部
にそれよりも平均粒径が小さい小径超砥粒を分散させる
ことにより、前記刃先の凹みが防止できるという知見を
得た。

「問題点を解決するための手段」本発明は上述の各問題点を解消するためになされたもの
て、大径超砥粒を金属めっき相中に分散した中央砥粒層
の両側に、前記大径超砥粒の１／２以下の平均粒径を有
する小径超砥粒を金属めっき相中に分散した外側砥粒層
を形成し、これら外側砥粒層の肉厚をそれぞれ５０μ肩
以下かつ前記小径超砥粒の平均粒径の１−１０倍とし、
さらに砥石全体の肉厚を０．４ｚｉ以下としたことを特
徴とする。

なお、前記中央砥粒層を構成する金属めっき相の硬度を
、外側砥粒層の金属めっき相の硬度より大きくしてもよ
い。

「作用　」本発明では、大径超砥粒を含有する中央砥粒層で主たる
研削を行う一方、小径超砥粒を含有する外側砥粒層で研
削面を仕上げ研削する。これにより、研削速度を向上す
るとともにチッピングを抑えて良好な研削面粗度を得る
ことができる。

また、中央砥粒層の大径超砥粒は、外側砥粒層の小径超
砥粒に比して脱落しにくいため、中央砥粒層は外側砥粒
層よりも摩耗しにくい。これにより、砥石刃先の断面は
凸状に摩耗していくため、砥石刃先の振れを低減するこ
とができる。

「実施例」以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の電鋳薄刃砥石を示す断面図
であり、符号ｌＯは、ダイヤモンドまたはＣＢＮ等の大
径超砥粒１１をＮｉ、Ｃｏおよびこれらの合金等の金属
めっき相１２中に分散させた中央砥粒層である。

この中央砥粒層ＩＯの両側には、前記大径超砥粒１１の
１／２以下、望ましくは１／３以下の平均粒径を有する
小径超砥粒１３・・・を金属めっき相１４中に分散させ
た外側砥粒層１５．１５が形成されている。前記小径超
砥粒１３の平均粒径が、大径超砥粒のそれの１／２より
大きいと、デツピング防止効果が小さくなる。

前記外側砥粒層１５の肉厚Ｂは、それぞれ５０μｍ以下
かつ前記小径超砥粒１３の平均粒径の１〜１０倍とされ
ている。外側砥粒層１５の肉厚が５０μｍまたは小径超
砥粒１３の粒径の１０倍より大きいと、主たる研削を行
なうべき中央砥粒層１０の肉厚Ａが相対的に薄くなり研
削速度を高めるのが困難となる。また、外側砥粒層１５
の肉厚が小径超砥粒１３の粒径よりら小さいと小径超砥
粒１３を十分に保持できない。

中央砥粒層ｌＯにおける超砥粒分散率は外側砥粒層１５
よりも高く、具体的には中央砥粒層ｌＯで１０〜４０ｖ
ｏ１％、外側砥粒層１５で　３〜２５ｖｏ１％が好まし
い。このように主に研削を行なう中央砥粒層１０の集中
度を高くすることにより、砥石の寿命を延ばすことがで
きろ。

そして、砥石全体としての肉厚Ｃは、０．４ｍｍ以下と
されている。この肉厚Ｃが０．４１より大きいと製造コ
ストが高くつき、電鋳薄刃砥石であることのメリットが
なくなる。

次に、このような電鋳薄刃砥石の製造力・法を、第２図
を用いて説明する。

この図は砥石製造装置の縦断面図である。めっき槽２０
内には、Ｎｉ、Ｃｏ等の金属イオンを含むめっき液Ｍが
満たされ、このめっき液Ｍ中には所定量の小径超砥粒１
３が添加されている。また、このめっき槽２０には、図
示しない超音波撹拌機等の撹拌機が配設されており、め
っき液Ｍの撹拌がなされるようになっている。

また、めっき槽２０内には、非導電性の台座２１が水平
に配置されており、この台座２１上には、製造すべき砥
石の原型形状をなす部分を残してマスキング２３が施さ
れたステンレス製の平面基板２２が載置されている。ま
た、平面基板２２の上方には、平面基板２２と平行に陽
極板２４が配置され、図示しない電源の陽極に接続され
ている。

また、以上のめっき装置と同様の装置（図示路）がもう
−組用意されていて、こちらには、小径超砥粒１３の代
わりに大径超砥粒１１を分散しためっき液が満たされて
いる。

、　　さて、このような装置を用いて電鋳薄刃砥石を製
造するには、まず、前記撹拌機を作動させ、平面基板２
２を電源の陰極に接続して陽極板２４との間に通電し、
小径超砥粒１３を含む金属めっきｔｌ’Ｊ　１４を析出
さ仕、外側砥粒Ｒ１５を１層分形成する。

やがて、この外側砥粒層１５が所定厚に達したら通電を
停止し、平面基板２２を台座２１から取り外す。次いで
、この取り外した平面基板２２を、大径超砥粒１１が添
加されているめっき液が満たされているめっき槽内の台
座にセットし、先に形成された外側砥粒層１５の上に、
今度は大径超砥粒１１を分散させた中央砥粒層ｌＯを形
成する。

そして、この中央砥粒層１０の肉厚が所定値に達したら
、平面基板２２をめっき槽から取り出し、再び先に使用
しためっき槽２０にセットし、中央砥粒層１０の上に所
定肉厚の外側砥粒層１５を形成する。

それが完了したら、平面基板２２をめっき槽２０から取
り出して水洗し、この平面基板２２から３層構造となっ
た砥粒層（１５，１０，１５）を一体に剥がし、これを
所定形状に整形して電鋳薄刃砥石を得る。

このような構成からなる電鋳薄刃砥石にあっては、大径
超砥粒１１を含有する中央砥粒層ｌＯで主たる研削を行
う一方、小径超砥粒１３を含有する外側砥粒層１５で研
削面を仕上げ研削する。これにより、研削速度を向上す
るとともに、研削面のチッピングを抑えて良好な研削面
精度を得ろことができる。

また、中央砥粒層１０の大径超砥粒１１は脱落しにくい
一方、外側砥粒層１５の小径超砥粒１３は相対的に脱落
しやすい。これにより、この砥石では、研削作業の進行
につれ刃先部の断面が第３図に示すように凸形状に摩耗
するため、砥石の厚さ方向両側部における研削抵抗は常
に等しく保たれ、砥石刃先が振れることがなく、真っ直
ぐな研削が行なえ、切り幅が広がってしまうなどといっ
たことがない。

なお、前記実施例では、中央砥粒層１０の金属めっき相
１２と、外側砥粒層１５の金属めっき相１４の成分が同
じであったが、これらの成分を変更することにより、そ
れぞれの金属めっき相１２゜１４における超砥粒ＩＩ、
１３の保持力を調節することらでとる。例えば、 ■中央砥粒層ｌＯを形成する際、めっき液に、Ｍｎ塩や
亜すン酸塩１次亜すン酸塩、レニウム塩、モリブデン塩
、タングステン塩等を添加して、めっき相１２の硬度を
高める。

■上記めっき液に、サッカリンナトリウム等の応力減少
剤（イオウ化合物）、あるいは二次光沢剤（有機物）を
添加することにより金属めっき相１２の硬度を高める。

この種の応力減少剤を添加すると、めっき時にこれが徐
々に電気分解され、分解生成物であろイ才つがめつき相
１２中に取り込まれ、金属のみの場合Ｈｖ約２００程度
である硬度が、Ｈｖ約５００以上に向上する。さらに二
次光沢剤を添加した場合には、分解生成物である炭素が
めつき相１２中に共析し、Ｉ（ｖ６５０前後にまで硬度
を高めることができる。

以上のような手段により、金属めっき相１２による大径
超砥粒１１の保持力を高め、大径超砥粒ｌｌを脱落しに
＜＜シて、中央砥粒層１０の摩耗量を一層低下させるこ
とらできる。もちろん、必要に応じては逆も可能である
ことは言うまでもない。

また、前記各砥粒層１０．１５には、超砥粒１１．１３
と一緒に他の粒子を分散させてもよい。

例えば、 ■フッ素樹脂、ＭｏＳ　ｚ、ｈＢ　Ｎ　、グラファイト
等の潤滑性粒子を外側砥粒層１５に添加して砥石の側面
と被削Ｈとの摩擦抵抗を低下させ、研削抵抗を低減する
。

■各紙粒層１０．１５の両方あるいは一方に超砥粒以外
の硬質粒子、例えばＳ　ｉＣ、Ｓ　ｉｏ　ｔ、Ａ　Ｉ２
０３等を添加し、超砥粒１１，１３の自生発刃作用を促
進する。

といったことも実施可能である。

また、外側砥粒層１５を形成する際に使用する小径超砥
粒１３に、予め無電解めっき法により金属被覆を形成し
ておき、これを用いて外側砥粒層１５を形成することに
より、外側砥粒層１５．１５のみを多孔状とし、冷却性
および切粉の排出性を高めろことも可能である。

また、上記実施例の電鋳薄刃砥石は３層構造であったが
、中央砥粒層ｌＯと外側砥粒層１５，１５との間に、大
径超砥粒１１と小径超砥粒Ｉ３の中間の粒径を宵する超
砥粒等を分散させた砥粒層をそれぞれ形成し、５層以上
の多層構造としてもよい。

「実験例」次に、実験例を挙げて、本発明の効果を実証する。

前述の方法を用い、実験例の電鋳薄刃砥石を３種類製造
した。他方、従来の製造方法により、比較例となる１層
構造の電鋳薄刃砥石を２種類製造した。

これらの砥石のサイズはいずれも、外径、７６．２φＵ
、内径、４０．０φ２次に統一した。また、使用した超
砥粒は、いずれらダイヤモンド砥粒である。

次いで、これら実験例１〜３、ならびに比較例１．２の
砥石により、それぞれ以下の研削条件において研削を行
なった。

研削条件：被削材；ソーダガラス周速；４５００７１Ｉ／ｍｉｎ。

送り速度；　５０　ｍｍ／　ｍｉｎ。

切り込み；２ｍ友研削長さ；ｌ　Ｏｎ研削液；ＪＩＳ−Ｗ３種　２％水溶液次に記す表１〜表３は、各砥石の組成、研削結果を示す
ものである。

（以下、余白）表１表２表３ ※摩耗形状とは、第６図に示すように、刃先断面におけ
る砥石厚さ方向中央部の突出ｆｆ１Ｔを示し、「＋」が
凸形状、「−」が凹形状であることを意味する。

※カーフ幅振れとは、第７図に示すように、■研削によ
り形成した溝の上端縁における幅Ｗ！から、溝の下端に
おける幅Ｗ２を引いた値。

■研削により形成した溝の下端における、砥石刃先が切
り込んでいるべき位置からのずれＷ３゜以上の（Ｗｌ−
Ｗ２）およびＷ３のうち、いずれか大きい方を示す値で
ある。

上表から明らかなように、比較例１および２の電鋳薄刃
砥石では、砥粒層全体が小さい超砥粒からなるため設定
加工速度に追随できず、大きなチッピングや、カーフ幅
振れを生じたのに対し、実験例１ないし３の砥石では、
刃先の摩耗形状が適正になり、チッピングおよびカーフ
幅振れが著しく低減した。また、切れ味が良好となり、
研削抵抗が小さくなった。さらに、実験例３のように、
外側砥粒層に固体潤滑剤を添加することにより、−層研
削抵抗を低減できることが確認された。

「発明の効果」本発明の電鋳薄刃砥石によれば、次のような優れた効果
が得られる。

■被研削材への切り込みを、主に大径超砥粒によって行
なうので、切れ味および研削速度が向上できる。

■被研削材の研削断面を小径超砥粒によって研削するの
で、研削断面におけるチッピングやむしりが低減でき、
研削断面の平面精度を向上することが可能である。

■中央砥粒層に、脱落しにくい大径超砥粒を分散させろ
一方、外側砥粒層には小径超砥粒のみを分散させている
ｆこめ、研削作業の進行につれ刃先部の断面が凸形に摩
耗する。したがって、砥石刃先の振れを防ぐことができ
、真っ直ぐな研削が行なえろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電鋳薄刃砥石の刃先部を示
す拡大断面図、第２図は同砥石の製造装置の断面図、第
３図は同砥石の使用状態における刃先部を示す拡大断面
図である。また、第４図は従来の電鋳薄刃砥石を砥石軸に固定した
状態を示す縦断面図、第５図は従来砥石の問題点を説明
するための刃先部の拡大断面図、第６図および第７図は
本発明の実験例の効果を説明するための刃先部および被
研削材の拡大断面図である。ｌＯ・・・中央砥粒層、　　１１・・・大径超砥粒、１
２・・・金属めっき相、１３・・・小径超砥粒、１４・
・・金属めっき相、１５・・・外側砥粒層、Ａ・・・中
央砥粒層の肉厚、Ｂ・・・外側砥粒層の肉厚、Ｃ・・砥石全体の肉厚、２０・・・めっき槽。出廟人三菱金属株式会社第６因第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）大径超砥粒を金属めっき相中に分散してなる中央
砥粒層の両側に、前記大径超砥粒の１／２以下の平均粒
径を有する小径超砥粒を金属めっき相中に分散してなる
外側砥粒層を形成してなり、これら外側砥粒層の肉厚を
それぞれ５０μｍ以下かつ前記小径超砥粒の平均粒径の
１〜１０倍とし、さらに砥石全体の肉厚を０．４ｍｍ以
下としたことを特徴とする電鋳薄刃砥石。
（２）前記中央砥粒層を構成する金属めっき相の硬度を
、外側砥粒層の金属めっき相の硬度よりも大きくしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電鋳薄刃砥
石。