外周切断刃及びその製造方法
【解決手段】外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材を用いてダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を保持させると共に、該砥粒と金属結合材とからなる切り刃部の厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚いことを特徴とする外周切断刃。
【効果】本発明で提供される外周刃を用いることで、切断精度が高く、切断加工代の少ない切断を実施することが可能となり、加工歩留まりの向上と加工の低コスト化を図ることができる。
【効果】本発明で提供される外周刃を用いることで、切断精度が高く、切断加工代の少ない切断を実施することが可能となり、加工歩留まりの向上と加工の低コスト化を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類焼結磁石を切断するための外周切断刃及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
希土類永久磁石を切断する外周刃としては、特許文献１〜３：特開平９−１７４４４１号公報、特開平１０−１７５１７１号公報、特開平１０−１７５１７２号公報等にあるように、超硬合金台板の外周部にフェノール樹脂等でダイヤモンド砥粒を固定する技術が開示されている。超硬合金台板にダイヤモンド砥粒を固着することによって、従来の合金工具鋼や高速度鋼に比べて台板の機械的強度が向上し、その結果加工切断の精度が向上する。また、超硬合金台板を使用して刃を薄くすることによって、歩留まりも向上させることができ、加工速度についても速くすることが可能となった。このように超硬合金台板を用いた切断刃は従来外周刃より優れた切断性能を示すが、市場からのコスト削減の要望は更に強まっており、従来の外周切断刃の性能を超える新たな高性能切断砥石の開発が望まれている。
【０００３】
希土類永久磁石（焼結磁石）の切断加工には、内周切断やワイヤーソー切断など各種の手法が実施されているが、外周刃による切断加工は最も広く採用されている切断方法である。切断機の値段が安くて、超硬刃を用いると切り代もそれほど大きくはなく、精度もよく、加工速度も比較的速いなどの特徴があるため、量産性に優れた加工方法として、希土類焼結磁石の切断に広く利用されている。
【０００４】
外周切断に用いられている切断刃の台板は、かつてはＳＫＤなどの合金工具鋼や高速度鋼などの鉄鋼系の合金材料で作られていた。しかし、本発明者らを含む下記特許文献１〜３等の提案において、超硬合金製の台板を用いた切断砥石の技術が開示されている。ＷＣをＮｉやＣｏなどで焼結したいわゆる超硬合金は、４５０ＧＰａ〜７００ＧＰａものヤング率を持つ高剛性の材料であり、２００ＧＰａ程度の鉄鋼合金系材料よりはるかに強い材料である。
【０００５】
ヤング率が大きいということは、切断刃にかかる切断抵抗に対しての刃の変形量が少なくなるということであって、同じ切断抵抗なら刃の曲がりは小さくなるし、刃の曲がりを同程度とすれば、刃の厚みを薄くしても同じ加工精度で切断できることになる。刃の単位面積にかかる切断抵抗はあまり変化しないけれども、刃が薄くなったぶん、切断刃全体にかかる切断抵抗は小さくなるので、何枚もの刃を重ねて同時に何枚もの磁石を一度に切断加工するマルチ切断加工において、切断機全体にかかるトータルの切断抵抗は少なくなる。これにより、同一出力のモーターでもマルチ切断刃の枚数を多くすることができ、同じ枚数であっても切断の抵抗が少なくなってモーター電力を節約することもできる。切断抵抗に対するモーターパワーの余裕があれば、砥石の進行を速めて切断時間を短くすることも可能となる。
【０００６】
このように、高剛性の超硬合金台板の採用により、外周切断加工の生産性は大いに向上した。しかしながら、希土類焼結磁石に対する市場からの合理化要求は更に強まっており、コストダウン競争は熾烈である。希土類永久磁石の素材歩留まりから考えれば、切断の切り代は小さければ小さいほど望ましい。また、加工速度も速くなれば速くなるほど生産性は向上する。現状の超硬合金切断刃より更に刃厚が薄くても高剛性、高精度である外周切断刃の開発が望まれているのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７４４４１号公報
【特許文献２】特開平１０−１７５１７１号公報
【特許文献３】特開平１０−１７５１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記要望に応えるためになされたもので、切断精度が高く、切断加工代の少ない切断を可能とし、加工歩留まりの向上と加工の低コスト化を実現し得る外周切断刃及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、超硬合金製台板の外周切断砥石において、ダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はこれらの混合砥粒を砥石の外周部に取り付けるのに使用される結合材を高強度、高剛性とすることにより、切り刃部の機械的強度を向上させると同時に外周刃全体の機械的剛性も向上し、よって切断刃の薄刃化と切断速度の高速度化を実現させることに成功したものである。
【００１０】
即ち、本発明は、下記外周切断刃及びその製造方法を提供する。
請求項１：
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材を用いてダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を保持させると共に、該砥粒と金属結合材とからなる切り刃部の厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚いことを特徴とする外周切断刃。
請求項２：
金属結合材が、密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3である請求項１記載の外周切断刃。
請求項３：
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属又はこれら金属のうち２種以上からなる合金もしくはこれら金属のうち少なくとも１種とＰとの合金からなる請求項１又は２記載の外周切断刃。
請求項４：
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の金属とＰとの合金からなる請求項１又は２記載の外周切断刃。
請求項５：
金属結合材が電着法によってダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合して台板外周部に析出することにより切り刃部が形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の外周切断刃。
請求項６：
金属結合材がロウ付け法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合して台板外周部に固着することにより切り刃部が形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の外周切断刃。
請求項７：
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材を電着法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合すると共に、その電着厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚くなるように析出させて、切り刃部を形成することを特徴とする外周切断刃の製造方法。
請求項８：
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材をロウ付け法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合すると共に、そのロウ付け厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚くなるように、切り刃部を形成することを特徴とする外周切断刃の製造方法。
請求項９：
金属結合材が、密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3である請求項７又は８記載の外周切断刃の製造方法。
請求項１０：
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属又はこれら金属のうち２種以上からなる合金もしくはこれら金属のうち少なくとも１種とＰとの合金からなる請求項７〜９のいずれか１項記載の外周切断刃の製造方法。
請求項１１：
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の金属とＰとの合金からなる請求項７〜９のいずれか１項記載の外周切断刃の製造方法。
【００１１】
更に詳述すると、上述したように、従来から希土類焼結磁石の切断用外周刃には、ダイヤモンド砥粒をフェノール樹脂等で固めたいわゆるレジンボンドダイヤモンド砥石外周刃が使用されているが、希土類焼結磁石の加工歩留まりの向上と加工の低コスト化を実現するために、外周切断刃の薄刃化及び切断速度の高速度化が求められている。
【００１２】
かかる要望に応えるために、本発明においては、超硬台板外周部に砥粒を保持するのに使われる結合材に着目した。外周切断刃は、基盤となる超硬台板部と砥粒を保持している切り刃部からなる。切り刃部は、砥粒としてのダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒と、それらを台板と結合させるための結合材から構成されている。結合材は、砥粒を保持しながら台板との結合を保ち、切断時の回転力と研磨抵抗に耐えて、被削物の切断を成し遂げるのである。
【００１３】
結合材の形態とその役割について説明すると、結合材における一つの重要点は、結合材によって形成された切り刃が台板の外周部において台板の外縁を挟むようにして存在することである。なお、切り刃部の構成において、台板の外縁を挟む部分は、被切断物の材質や切断目的によって、結合材と砥粒とが混合された砥粒層でもよいし、結合材単独でもよい。その結果、切り刃部の厚みは台板より厚くなるのである。このような形状であることの意味は二つあり、一つは結合材が台板を接触面積を広く、そして強力に把持することである。もし台板端面だけ接触しているような形状であると、結合材は台板に対して大きな接着力は望めず、容易に台板と分離してしまうであろう。台板を挟むように接することで接触面積が増え、台板と結合材は強い結合力を発揮することになる。
【００１４】
もう一つの役割は、研削液と切断スラッジの抜け易さである。切り刃部が台板より厚いということは、切り刃部が通りすぎた部位において、台板と被削物である磁石との間に隙間が存在するということである。この隙間は、切断加工において極めて重要である。なぜなら、この隙間部に研削液が侵入し、台板と切り刃の間に発生する摩擦熱を取り去り、更に切り粉のスラッジを研削液に乗せて流し去る経路になるからである。もしこの隙間がなかったら、削られたスラッジは刃と磁石の間にはまって大きな摩擦を発生させるだろうし、研削液が刃先に到達しないので摩擦熱は奪えず、切断は継続できないであろう。
【００１５】
結合材の硬さについても注意が必要である。ダイヤモンドやｃＢＮの角が丸くなって切削抵抗が大きくなると、外力によってダイヤモンドやｃＢＮの砥粒が落ちてしまう。これら砥粒がなくなった部位においては、その下部に埋まっている砥粒がまた下から出てくるように、結合材が被削物の希土類焼結磁石によって削られることが必要となる。砥粒が脱落したり、磨耗し切ってしまったりしたときは切り刃の表面は結合材だけになってしまうわけだが、この砥粒のない部分の結合材は削り取らなければならない。被削物によって結合材が削られれば、下からまた新しい砥粒が自生してくるのである。このサイクルが繰り返されれば、切れ味のいい切り刃の再生が自動的に行われることになる。
【００１６】
本発明は、このような外周刃の切り刃部の結合材に必要とされる諸特性を鑑み、これに工夫を加えて高性能の切断刃を案出したものである。
【００１７】
即ち、切り刃部に使われる結合材の機械的性質を向上させることによって、外周刃全体の機械的強度を向上させて、高性能、高強度の切断刃とするものである。従来から最も一般的に行われているフェノール樹脂などのレジンボンドは、樹脂あるいはプラスチックなのでそれ自体の機械的強度はほとんど期待できない。樹脂やプラスチックではなくて、機械的強度に優れた単一金属あるいは金属合金を結合材として切り刃部を形成し、切り刃部の機械的性質を向上させ、同時に台板の強度を補強することにより機械的剛性の改良された高性能の外周切断刃を実現するものである。
【００１８】
前述の特許文献１〜３において一部電着やメタルボンドに関する記述があるが、必要な機械的性質とその効果については言及されていない。本発明に示されたように、台板外周部における切り刃部の機械強度を上げることは、この切り刃部が被削物と直接接触するところであること、かつまた台板より厚くなることが必要な部分であって、台板に対する機械的補強を入れるには最も有効な部分である。台板の外周を包むように厚い金属材料で補強することは、台板全体の機械特性を向上させる上で、極めて有効な方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明で提供される外周刃を用いることで、切断精度が高く、切断加工代の少ない切断を実施することが可能となり、加工歩留まりの向上と加工の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による外周刃の構造を示した図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は線Ｂ−Ｂでの断面図、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は外周刃の外周端部拡大図である。
【図２】実施例１で製作した電着砥粒外周刃の切り刃部外観写真である。
【図３】実施例１の内部残留応力０．５３×１０7Ｐａの電着砥粒外周切断刃、実施例２〜３、実施例４の内部残留応力１．５×１０8Ｐａの電着砥粒外周切断刃、実施例５のビッカース硬度Ｈｖ４４０の電着砥粒外周切断刃、実施例６及び比較例１について、切断精度と切断速度との関係を表すグラフである。
【図４】実施例１〜６と比較例１，２について、切断精度とヤング率（弾性率）の関係を表すグラフである。
【図５】実施例１〜６と比較例１，２について、切断精度とビッカース硬度との関係を表すグラフである。
【図６】実施例１〜６について、切断精度と内部応力との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る外周切断刃は、例えば図１に示すように、超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板（円形リング状薄板）からなる台板１０の外周部に、金属結合材によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒が結合された該砥粒と上記金属結合材とからなる切り刃部２０が形成されてなるものである。
【００２２】
ここで、上記台板（円形リング状薄板）１０は、外径が８０〜２００ｍｍ、好ましくは１００〜１８０ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍ、好ましくは０．２〜０．８ｍｍで、内穴１２の直径が３０〜８０ｍｍ、好ましくは４０〜７０ｍｍの寸法を有するものであることが好ましい。
【００２３】
台板となる超硬合金としては、ＷＣ、ＴｉＣ、ＭｏＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｃｒ3Ｃ2などの周期表ＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ族に属する金属の炭化物粉末をＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｎ、又はそれらの合金を用いて焼結結合した合金が好ましく、これらの中でも特にＷＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−Ｔｉ系、Ｃ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系の代表的なものを用いることが特に好ましい。また、これらの超硬合金においては、メッキができる程度の電気伝導性を有するか、又は、パラジウム触媒などによって電気伝導性を付与できるものが好ましい。パラジウム触媒などによる電気伝導性の付与については、例えば、ＡＢＳ樹脂にメッキする場合などに用いられる導電化処理剤など、公知のものを利用することができる。
【００２４】
本発明において、切り刃部２０を形成するための金属結合材としては、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、好ましくは０．８×１０11〜３．６×１０11Ｐａのものを用いる。
【００２５】
結合材のヤング率は０．７×１０11Ｐａ未満であると、高速切断の際に受ける切削抵抗によって切り刃部が反ることで切断面に反りやうねりが生じる。また、ヤング率が４．０×１０11Ｐａを超える場合は、台板同様に変形が少なくなるため高精度切断には好ましいが、同時に結合材の硬度も高くなってしまうため、砥粒が摩滅したり脱落したりした場合は、先述の理由から、刃の自生が行われず、切断性能が低下してしまう。
【００２６】
なお、ヤング率は結合材のみを所定の寸法に成形したのち、測定用寸法に加工して試料としたものを恒温室にて共振法を用いて測定している。
【００２７】
結合材のビッカース硬度は１００〜５５０であって、更にその結合材の密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。これは、希土類焼結磁石のビッカース硬度は６００〜８００程度であって、被削物の希土類焼結磁石より硬度を小さくした結合材を用いて切り刃部を形成することで、必要に応じ希土類焼結磁石によって結合材が削り取られ、砥粒の自生が行われるからである。結合材の密度については、ビッカース硬度とも相関があるが、２．５ｇ／ｃｍ3未満であると、砥粒のダイヤモンドやｃＢＮの密度よりも小さくなりすぎるためか、砥粒の保持強度が低下して砥粒の脱落が生じ、１２ｇ／ｃｍ3より大きくなると、台板である超硬合金の密度と同等又は大きくなるためか、切り刃部の保持強度が低下して切り刃部の欠損や脱落が生じる。
【００２８】
ビッカース硬度の測定は、試料の厚みが薄いことから、厚みの影響をできるだけ除くため市販のマイクロビッカース硬度計を用いて行った。
【００２９】
上記金属結合材としては、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属、又はこれらの金属の２種以上の合金もしくはこれらの金属とＰとの合金を用いることができる。
【００３０】
また、固定する砥粒としては、ダイヤモンド（天然ダイヤモンド、工業用合成ダイヤモンド）砥粒、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を用いる。
【００３１】
砥粒の大きさは、接合する台板の厚みにもよるが、平均粒径で１０〜５００μｍであることが好ましい。平均粒径が１０μｍ未満であると、砥粒と砥粒の隙間が少なくなるため、切断中の目詰まりが生じ易くなり切断能力が低下するし、平均粒径５００μｍを超えると磁石の切断面が粗くなるなどの不具合が生じてしまうおそれがある。
【００３２】
切り刃部２０中の砥粒体積率は、１０〜８０体積％、特に１５〜７５体積％の範囲が好ましい。１０体積％未満では、切断に寄与する砥粒の割合が少なく、８０体積％を超えると切断中の目詰まりが増えるため、どちらの場合でも切断時の抵抗が増え、切断速度を遅くせざるを得なくなるので、目的に応じて砥粒以外のものを混合し体積率を調整する。
【００３３】
なお、図１（Ｃ）に示したように、切り刃部２０は、台板１０の先端部を挟持し、かつ台板１０の先端部より先方に突出して形成されており、切り刃部２０の厚みが台板１０の厚みより厚くなるように形成されている。
【００３４】
この場合、切り刃部２０の台板１０先端部を挟持する一対の挟持部２２ａ，２２ｂの長さは、それぞれ０．１〜１０ｍｍ、特に０．５〜５ｍｍであることが好ましい。また、これら一対の挟持部２２ａ，２２ｂの厚さＴ３は、それぞれ５μｍ（０．００５ｍｍ）以上、より好ましくは５〜２，０００μｍ、更に好ましくは１０〜１，０００μｍであり、従ってこれら一対の挟持部２２ａ，２２ｂの合計厚さ（即ち、切り刃部２０が台板１０より厚い部分の厚み）が０．０１ｍｍ以上、より好ましくは０．０１〜４ｍｍ、更に好ましくは０．０２〜２ｍｍであることが好ましい。挟持部２２ａ，２２ｂの長さＨ１が０．１ｍｍ未満であると台板端部の欠けや割れを防ぐ効果はあるが、超硬合金台板の補強効果が少なく、切断時の抵抗による超硬合金台板の変形を防げない場合がある。また、Ｈ１が１０ｍｍを超える場合は超硬合金台板を補強することに対するコストパフォーマンスが低下するおそれがある。一方、Ｔ３が５μｍ未満であると台板の機械的強度を高めることができないし、切断スラッジを効果的に排出することができなくなるおそれがある。台板外周部には、作業中のカケやワレを防止したり、電着強度を高める目的で、面取りや切り込みを各々単独又は合わせて施してもよい。面取りはＣ面取りやＲ面取りなど状況に応じ適宜設定すればよい。また、切り込みも三角形状や矩形状の凸凹など台板厚みや砥粒層高さなどの状況に応じて適宜設定することができる。
【００３５】
なお、図１（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）に示したように、挟持部２２ａ，２２ｂは、金属結合材２４と砥粒２６とから形成されていてもよく［図１（Ｃ）］、あるいは金属結合材２４のみによって形成されていてもよく［図１（Ｄ）］、金属結合材２４のみによって台板１０を覆い、更にこれを被覆して金属結合材２４と砥粒２６との層を形成するようにしてもよい［図１（Ｅ）］。
【００３６】
一方、切り刃部２０の台板１０より先方に突出している突出部２８の突出長さ（図１のＨ２）は、固定する砥粒の大きさによるが、０．１〜１０ｍｍ、特に０．３〜８ｍｍであることが好ましい。突出長さが０．１ｍｍ未満であると、切断時の衝撃や摩耗によって切り刃部がなくなるまでの時間が短く、結果として刃の寿命が短くなってしまうし、１０ｍｍを超えると刃厚（図１のＴ２）にもよるが、切り刃部が変形し易くなり、切断面がうねったりして切断した磁石の寸法精度が悪くなるおそれがある。なお、突出部２８は、金属結合材２４と砥粒２６とから形成されている。
【００３７】
上記結合材を台板外周部に形成する方法としては、電着法（電気メッキ法）又はロウ付け法を用いることができる。Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも一つ以上の金属又はそれらの合金もしくはこれらの金属とＰとの合金等を、電着法又はロウ付けによって超硬合金台板上に砥粒と結合させる。
【００３８】
結合材をメッキで形成する方法には、大きく分けて電着法（電気メッキ法）と無電解メッキ法の２種類があるが、本発明では、以下に述べる事由を鑑み、現時点では結合材に残留する内部応力の制御が容易で生産コストの安い電着法を採用する。
【００３９】
ここで、電気メッキ法は、上記単一金属又は合金を析出させる従来公知の電気メッキ液を用いてその電気メッキ液における通常のメッキ条件を採用して公知の方法で行うことができる。
【００４０】
また、このような電気メッキによって金属結合材を析出させる場合、この金属結合材により上記砥粒を結合し台板に保持させる方法としては、電気メッキ中に砥粒を分散させた複合メッキ液を用いて金属析出と同時に砥粒を共析させる複合メッキ法を採用し得るほか、以下の方法を採用し得る。
ｉ．台板先端部の所用個所に導電性接着剤を塗布し砥粒を固定した後、メッキを行う。
ｉｉ．導電性接着剤と混合した砥粒を台板先端部の所用個所に塗布した後、メッキを行う。
ｉｉｉ．砥粒層部分に相当する僅かな空間を設けた治具で台板を挟んだ後、その空間に砥粒を充填し、砥粒と治具と台板の間に発生する摩擦力によって砥粒を保持してメッキを行う。
ｉｖ．Ｎｉなどの磁性体をメッキやスパッタリングなどでコーティングした砥粒を、磁力で台板先端部に吸着させてメッキを行う。台板に磁力を誘導する方法は公知の方法（特開平７−２０７２５４号公報）や、台板を挟む治具に永久磁石を内蔵させ台板を磁化する方法により実現できる。
ｖ．ＮｉやＣｕなど延性のある金属でコーティングした砥粒を単独もしくは金属粉と混合した後、台板先端部に配置して金型に入れ、加圧して固定する。
【００４１】
なお、砥粒は、メッキで固定する際の接合強度を高めるため、予め無電解Ｃｕメッキや無電解Ｎｉメッキなどで被覆されているものを用いてもよい。
【００４２】
本発明において、上記電着法により金属結合材を析出させる場合、析出したメッキ金属応力としては、−２×１０8Ｐａ（圧縮応力）〜＋２×１０8Ｐａ（引っ張り応力）、特に−１．８×１０8Ｐａ〜＋１．８×１０8Ｐａであることが好ましい。この場合、電着による超硬台板に与える応力については、直接測定することが難しい。そこで、超硬台板外周部に析出させるメッキ条件と同じ条件、例えば、市販ストリップ電着応力計で用いられるテストストリップや、スパイラル応力計で用いられている内部応力測定用のテストピースにメッキのみを析出させてメッキ皮膜の応力を測定した。この結果と実施例のように切断試験に用いた結果とを対比させ、好適なメッキ皮膜の応力範囲を求めたところ、マイナス表示がメッキ皮膜の圧縮応力、プラス表示がメッキ皮膜の引っ張り応力とすると、−２×１０8Ｐａ〜＋２×１０8Ｐａであった。メッキ皮膜の応力がこの範囲を外れる場合は、応力により切り刃部や超硬台板が変形したり、切断時の抵抗による変形が生じ易くなる。なお、本発明で説明するメッキ皮膜の応力とは、メッキ皮膜が膨張又は収縮しようとしている場合に、メッキする対象物によりメッキ皮膜の膨張又は収縮が抑えられることから生じる内部応力のことである。
【００４３】
メッキ皮膜の応力は、ＣｕメッキやＮｉメッキなど単一金属、例えばスルファミン酸Ｎｉメッキでは、主成分となるスルファミン酸ニッケルの濃度、メッキ時の電流密度、メッキ液の温度を好適な範囲に収め、かつ、オルソベンゼンスルフォンイミドやパラトルエンスルフォンアミドなどの有機添加物の添加や、ＺｎやＳなどの元素を加えて応力を調節することができる。その他、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｓｎ合金などの合金メッキの場合は、合金中のＦｅ、Ｍｎ、Ｐ、Ｃｏ、Ｓｎの含有量、メッキ液の温度などを好適な範囲に収めることでも調節することができる。もちろんこれらの合金メッキの場合でも応力を調節できる有機添加物の併用は効果的である。
【００４４】
なお、好適なメッキ液を例示すると以下の通りである。
スルファミン酸ニッケルメッキ液
スルファミン酸Ｎｉ １００〜６００ｇ／Ｌ
硫酸Ｎｉ ５０〜２５０ｇ／Ｌ
塩化Ｎｉ ５〜７０ｇ／Ｌ
ホウ酸 ３０〜４０ｇ／Ｌ
オルソベンゼンスルフォンイミド 適量
スルファミン酸ニッケル・コバルト合金メッキ液
スルファミン酸Ｎｉ ２５０〜６００ｇ／Ｌ
塩化Ｃｏ ２〜１０ｇ／Ｌ
ホウ酸 ３０〜４０ｇ／Ｌ
オルソベンゼンスルフォンイミド 適量
ワットタイプニッケル・鉄合金メッキ液
硫酸Ｎｉ ５０〜２００ｇ／Ｌ
塩化Ｎｉ ２０〜１００ｇ／Ｌ
硫酸Ｆｅ ５〜２０ｇ／Ｌ
ホウ酸 ３０〜４０ｇ／Ｌ
アスコルビン酸Ｎａ 適量
オルソベンゼンスルフォンイミド 適量
ワットタイプニッケル・リン合金メッキ液
硫酸Ｎｉ ５０〜２００ｇ／Ｌ
塩化Ｎｉ ２０〜１００ｇ／Ｌ
オルトリン酸 １０〜８０ｇ／Ｌ
亜リン酸 １〜３０ｇ／Ｌ
オルソベンゼンスルフォンイミド 適量
ピロリン酸銅メッキ液
ピロリン酸Ｃｕ ３０〜１５０ｇ／Ｌ
ピロリン酸カリウム １００〜４５０ｇ／Ｌ
アンモニア水 １〜２０ｍｌ／Ｌ
硝酸カリウム ５〜２０ｇ／Ｌ
【００４５】
また、ロウ付けによって結合材を形成する場合は、予めロウ材と砥粒とを混合したのち、台板の先端部分に塗布したり、台板と共に金型に入れ、加圧することで台板先端部分に固定させたりなどの方法を採ればよい。更に、砥粒層と台板との結合強度を高めたり、またロウ付け時に生じる歪みで台板が反ったり波打ったりすることを少なくするために、台板外周部にロウ付け下地として金属結合材を電着法によって析出させてもよい。
【００４６】
ロウ材は、超硬合金に対して濡れ性がよいことが必要で、また、ロウ材の融点が１，３００℃以下、好ましくは１，１００℃以下であると、台板の変形や強度低下などを抑えることができる。
【００４７】
以上のような方法により、ダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を超硬合金台板の外周部に形成することと、薄板化した台板の機械的強度を向上させることを同時に実現する。台板の寸法は、精度のよい台板の製作が可能なことと、希土類焼結磁石を寸法精度よく長期にわたって安定して切断できることから、厚み０．１〜１ｍｍの範囲で外径φ２００ｍｍ以下が好ましい。厚み０．１ｍｍ未満であると、外径によらず大きな反りが発生し易いため精度よい台板の製作が難しく、また１ｍｍを超えると切断加工代が大きくなり、本発明の主旨から外れる。外径をφ２００ｍｍ以下としたのは、現行の超硬合金の製造技術及び加工技術での製作可能な寸法による。内穴の直径については、加工機の切断刃取り付け軸の太さに合わせ、φ３０〜φ８０ｍｍとする。
【００４８】
本発明の外周切断刃を適用して切断を行う場合、その被切断物としては、Ｒ−Ｃｏ系希土類焼結磁石とＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石（ＲはＹを含む希土類元素の内少なくとも１種）が有効で、これら磁石は次のようにして製造される。
【００４９】
Ｒ−Ｃｏ系希土類焼結磁石は、ＲＣｏ5系、Ｒ2Ｃｏ17系などがある。このうち、例えば、Ｒ2Ｃｏ17系では、質量百分率で２０〜２８％のＲ、５〜３０％のＦｅ、３〜１０％のＣｕ、１〜５％のＺｒ、残部Ｃｏからなる。このような成分比で原料を秤量して溶解、鋳造し、得られた合金を平均粒径１〜２０μｍまで微粉砕し、Ｒ2Ｃｏ17系磁石粉末を得る。その後磁場中成形し、更に１，１００〜１，２５０℃で０．５〜５時間焼結し、次いで焼結温度より０〜５０℃低い温度で０．５〜５時間溶体化し、最後に７００〜９５０℃で一定時間保持したあと冷却する時効処理を施す。
【００５０】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石は、質量百分率で５〜４０％のＲ、５０〜９０％のＦｅ、０．２〜８％のＢからなり、磁気特性や耐食性を改善するために、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗなどの添加元素を加える。これら添加元素の添加量は、Ｃｏの場合、質量百分率で３０％以下、その他の元素の場合には質量百分率で８％以下である。このような成分比で原料を秤量して溶解、鋳造し、得られた合金を平均粒径１〜２０μｍまで微粉砕し、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末を得る。その後磁場中成形し、１，０００〜１，２００℃で０．５〜５時間焼結し、４００〜１，０００℃で一定時間保持したあと冷却する時効処理を施す。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
なお、下記例で、結合材のヤング率、ビッカース硬度、メッキ応力は、具体的に以下の方法で行った。
（ヤング率）
超硬台板上に結合材を厚み２ｍｍ程度析出させてから結合材を剥がし、該結合材の寸法を機械加工して１０×４０×ｔ１ｍｍ程度に揃えた。これらの試料片をＪＩＳ Ｒ１６０５曲げ共振法に準拠して測定した。
（ビッカース硬度）
ヤング率測定で用いた試料片をＪＩＳ Ｒ１６１０ビッカース硬さ試験法に準拠し、マイクロビッカース硬度計を用いて測定した。
（メッキ応力）
ストリップ電着応力測定用のテストストリップに結合材を厚み５０μｍ程度析出させ、メッキ応力を測定した。
【００５２】
［実施例１］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を上記ｉｖの方法で超硬合金台板外周部に接触するように配置し、５０℃のスルファミン酸ニッケルメッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2の範囲で異なる電流量で通電して電気メッキしたあと、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、内部残留応力の異なる３種類の希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。図２に図１（Ｄ）で示した態様の切り刃部の外観写真を示す。なお、１０が超硬合金台板、２４が結合材からなる層、２４，２６が結合材と砥粒とからなる層である。結合材のヤング率は２．０×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ３１８、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は−１．４×１０8Ｐａ、０．５３×１０8Ｐａ、２．０×１０8Ｐａであった。
【００５３】
［実施例２］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのｃＢＮ砥粒を上記ｉｖの方法で超硬合金台板外周部に接触するように配置し、５０℃のスルファミン酸ニッケルメッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2で通電して電気メッキしたあと、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は２．０×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ３１８、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は０．５×１０8Ｐａであった。
【００５４】
［実施例３］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、実施例１と同様に予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を超硬合金台板外周部に接触するように配置し、５０℃のスルファミン酸ニッケル・コバルト合金メッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2で通電して電気メッキしたあと、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は２．４×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ４８０、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は４．６×１０7Ｐａであった。
【００５５】
［実施例４］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、実施例１と同様に予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を超硬合金台板外周部に接触するように配置し、６０℃のワットタイプのニッケル・鉄合金メッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2の範囲で異なる電流量で通電して電気メッキしたのち、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、内部残留応力の異なる２種類の希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は１．４×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ４２２、密度は８．７ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は−０．５×１０8Ｐａ、１．５×１０8Ｐａであった。
【００５６】
［実施例５］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、実施例１と同様に予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を超硬合金台板外周部に接触するように配置し、６０℃の異なる液組成のワットタイプのニッケル・リン合金メッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2で通電して電気メッキしたあと、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、ビッカース硬度の異なる２種類の希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は２．１×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ４４０、Ｈｖ５２８、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は０．９×１０7Ｐａであった。
【００５７】
［実施例６］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、実施例１と同様に予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を超硬合金台板外周部に接触するように配置し、５０℃のピロリン酸銅メッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2で通電して電気メッキしたのち、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は１．１×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ１５０、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は０．５×１０7Ｐａであった。
【００５８】
［比較例１］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を金型に納め、結合材としてフェノール樹脂粉末と平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を体積率で２５％（砥粒２５％、レジン７５％）になるように混合したものを外周部に充填したのち加圧して成形し、金型に入れたまま１８０℃で２時間加熱硬化させる。冷却後に金型から取り出し、ラップ盤にて刃厚を０．４ｍｍに仕上加工して、レジンボンド超硬合金外周刃を得た。結合材のヤング率は３．０×１０9Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ５０、密度は４．３ｇ／ｃｍ3であった。
【００５９】
［比較例２］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を金型に納め、結合材としてＷＣ粉末及びＣｏ粉末と平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を体積率で２５％（砥粒２５％、結合材７５％）になるように混合したものを外周部に充填、加圧成形して金型から取り出し、厚みを調整する。次いで、アルゴン雰囲気下で熱処理した後、ラップ盤にて刃厚を０．４ｍｍに仕上加工して、焼結超硬合金外周刃を得た。結合材のヤング率は５．１×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ６８７、密度は１３．１ｇ／ｃｍ3であった。
【００６０】
以上、実施例１〜６及び比較例１，２で製作した外周刃の各々を、同じ製法によって作られた２枚の外周刃からなり、それらの間隔を１．５ｍｍとしたマルチ外周刃とし、このマルチ外周刃を砥石を用いてドレスし、砥粒が出た状態にしてから回転数５０００ｒｐｍでＷ４０ｍｍ×Ｌ１００ｍｍ×Ｈ２０ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石を被切断物として切断試験を行った。
【００６１】
図３には、使用を始めてから、１０ｍｍ／ｍｉｎの切断速度で５０枚を切断した後に、切断速度を１０ｍｍ／ｍｉｎ〜３５ｍｍ／ｍｉｎまで変化させた場合での磁石各５枚について、１枚ごとに中央部１点と隅部４点の合計５点の厚みをマイクロメーターで測定した。それら１枚毎の５点のうちの最大値と最小値の差を切断精度（μｍ）とし、得られた５枚分の切断精度について平均を算出し、図に記載した。
【００６２】
図４、図５、図６には、速度３０ｍｍ／ｍｉｎで切断したときの磁石各５枚について、中央部１点と隅部４点の合計５点の厚みをマイクロメーターで測定した。それら１枚毎の５点のうちの最大値と最小値の差を切断精度（μｍ）とし、得られた５枚分の切断精度について平均を算出し、図に記載した。
【００６３】
図３は、切断速度と切断精度について、実施例１〜６と比較例１を対比したものである。比較例は切断速度を上げるに従い切断精度の値が著しく大きくなっているが、実施例では多少の差はあるが、いずれも切断精度が６０μｍ以下であり、高速切断でも寸法バラツキが抑えられていることが分かる。
【００６４】
図４は、結合材のヤング率（弾性率）と切断精度について、実施例１〜６と比較例１，２の結果をまとめてプロットしたものである。比較例１では切断精度１５０μｍ以上、比較例２では２５０μｍに近くなっており、許容できる切断精度１００μｍを上回っているが、実施例１〜６はいずれも切断精度１００μｍ以下で、良好な値を示している。なお、図中の点線はこれらの点から算出した回帰線でこの回帰線から、切断精度が良好なヤング率の範囲は０．７×１０11Ｐａ〜４．０×１０11Ｐａであることが推測される。
【００６５】
図５は、結合材のビッカース硬度と切断精度について、実施例１〜６と比較例１，２の結果をまとめてプロットしたものである。比較例１が切断精度１５０μｍ以上であるのに対し、実施例ではいずれも切断精度１００μｍ以下であり、寸法バラツキが良好であることを示している。図中の回帰線から、切断精度１００μｍ以下となるビッカース硬度の範囲は、おおよそ、Ｈｖ１００〜Ｈｖ５５０であることが推測される。
【００６６】
図６は、結合材の内部応力と切断精度について、実施例１〜６の結果をプロットしたものである。図中の回帰線から、上記と同様に切断精度１００μｍ以下となる範囲は−２．０×１０8Ｐａ〜２．０×１０8Ｐａであると推測される。
【００６７】
以上のことから、本発明により切り刃部の機械強度を向上させると同時に外周刃全体の機械的剛性も向上させることができ、結果として、薄刃化しても高速切断の切断精度低下が僅かになることが確認された。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 台板
２０ 切り刃部
２２ａ，２２ｂ 挟持部
２４ 金属結合材
２６ 砥粒
２８ 突出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類焼結磁石を切断するための外周切断刃及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
希土類永久磁石を切断する外周刃としては、特許文献１〜３：特開平９−１７４４４１号公報、特開平１０−１７５１７１号公報、特開平１０−１７５１７２号公報等にあるように、超硬合金台板の外周部にフェノール樹脂等でダイヤモンド砥粒を固定する技術が開示されている。超硬合金台板にダイヤモンド砥粒を固着することによって、従来の合金工具鋼や高速度鋼に比べて台板の機械的強度が向上し、その結果加工切断の精度が向上する。また、超硬合金台板を使用して刃を薄くすることによって、歩留まりも向上させることができ、加工速度についても速くすることが可能となった。このように超硬合金台板を用いた切断刃は従来外周刃より優れた切断性能を示すが、市場からのコスト削減の要望は更に強まっており、従来の外周切断刃の性能を超える新たな高性能切断砥石の開発が望まれている。
【０００３】
希土類永久磁石（焼結磁石）の切断加工には、内周切断やワイヤーソー切断など各種の手法が実施されているが、外周刃による切断加工は最も広く採用されている切断方法である。切断機の値段が安くて、超硬刃を用いると切り代もそれほど大きくはなく、精度もよく、加工速度も比較的速いなどの特徴があるため、量産性に優れた加工方法として、希土類焼結磁石の切断に広く利用されている。
【０００４】
外周切断に用いられている切断刃の台板は、かつてはＳＫＤなどの合金工具鋼や高速度鋼などの鉄鋼系の合金材料で作られていた。しかし、本発明者らを含む下記特許文献１〜３等の提案において、超硬合金製の台板を用いた切断砥石の技術が開示されている。ＷＣをＮｉやＣｏなどで焼結したいわゆる超硬合金は、４５０ＧＰａ〜７００ＧＰａものヤング率を持つ高剛性の材料であり、２００ＧＰａ程度の鉄鋼合金系材料よりはるかに強い材料である。
【０００５】
ヤング率が大きいということは、切断刃にかかる切断抵抗に対しての刃の変形量が少なくなるということであって、同じ切断抵抗なら刃の曲がりは小さくなるし、刃の曲がりを同程度とすれば、刃の厚みを薄くしても同じ加工精度で切断できることになる。刃の単位面積にかかる切断抵抗はあまり変化しないけれども、刃が薄くなったぶん、切断刃全体にかかる切断抵抗は小さくなるので、何枚もの刃を重ねて同時に何枚もの磁石を一度に切断加工するマルチ切断加工において、切断機全体にかかるトータルの切断抵抗は少なくなる。これにより、同一出力のモーターでもマルチ切断刃の枚数を多くすることができ、同じ枚数であっても切断の抵抗が少なくなってモーター電力を節約することもできる。切断抵抗に対するモーターパワーの余裕があれば、砥石の進行を速めて切断時間を短くすることも可能となる。
【０００６】
このように、高剛性の超硬合金台板の採用により、外周切断加工の生産性は大いに向上した。しかしながら、希土類焼結磁石に対する市場からの合理化要求は更に強まっており、コストダウン競争は熾烈である。希土類永久磁石の素材歩留まりから考えれば、切断の切り代は小さければ小さいほど望ましい。また、加工速度も速くなれば速くなるほど生産性は向上する。現状の超硬合金切断刃より更に刃厚が薄くても高剛性、高精度である外周切断刃の開発が望まれているのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７４４４１号公報
【特許文献２】特開平１０−１７５１７１号公報
【特許文献３】特開平１０−１７５１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記要望に応えるためになされたもので、切断精度が高く、切断加工代の少ない切断を可能とし、加工歩留まりの向上と加工の低コスト化を実現し得る外周切断刃及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、超硬合金製台板の外周切断砥石において、ダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はこれらの混合砥粒を砥石の外周部に取り付けるのに使用される結合材を高強度、高剛性とすることにより、切り刃部の機械的強度を向上させると同時に外周刃全体の機械的剛性も向上し、よって切断刃の薄刃化と切断速度の高速度化を実現させることに成功したものである。
【００１０】
即ち、本発明は、下記外周切断刃及びその製造方法を提供する。
請求項１：
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材を用いてダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を保持させると共に、該砥粒と金属結合材とからなる切り刃部の厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚いことを特徴とする外周切断刃。
請求項２：
金属結合材が、密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3である請求項１記載の外周切断刃。
請求項３：
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属又はこれら金属のうち２種以上からなる合金もしくはこれら金属のうち少なくとも１種とＰとの合金からなる請求項１又は２記載の外周切断刃。
請求項４：
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の金属とＰとの合金からなる請求項１又は２記載の外周切断刃。
請求項５：
金属結合材が電着法によってダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合して台板外周部に析出することにより切り刃部が形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の外周切断刃。
請求項６：
金属結合材がロウ付け法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合して台板外周部に固着することにより切り刃部が形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の外周切断刃。
請求項７：
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材を電着法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合すると共に、その電着厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚くなるように析出させて、切り刃部を形成することを特徴とする外周切断刃の製造方法。
請求項８：
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材をロウ付け法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合すると共に、そのロウ付け厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚くなるように、切り刃部を形成することを特徴とする外周切断刃の製造方法。
請求項９：
金属結合材が、密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3である請求項７又は８記載の外周切断刃の製造方法。
請求項１０：
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属又はこれら金属のうち２種以上からなる合金もしくはこれら金属のうち少なくとも１種とＰとの合金からなる請求項７〜９のいずれか１項記載の外周切断刃の製造方法。
請求項１１：
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の金属とＰとの合金からなる請求項７〜９のいずれか１項記載の外周切断刃の製造方法。
【００１１】
更に詳述すると、上述したように、従来から希土類焼結磁石の切断用外周刃には、ダイヤモンド砥粒をフェノール樹脂等で固めたいわゆるレジンボンドダイヤモンド砥石外周刃が使用されているが、希土類焼結磁石の加工歩留まりの向上と加工の低コスト化を実現するために、外周切断刃の薄刃化及び切断速度の高速度化が求められている。
【００１２】
かかる要望に応えるために、本発明においては、超硬台板外周部に砥粒を保持するのに使われる結合材に着目した。外周切断刃は、基盤となる超硬台板部と砥粒を保持している切り刃部からなる。切り刃部は、砥粒としてのダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒と、それらを台板と結合させるための結合材から構成されている。結合材は、砥粒を保持しながら台板との結合を保ち、切断時の回転力と研磨抵抗に耐えて、被削物の切断を成し遂げるのである。
【００１３】
結合材の形態とその役割について説明すると、結合材における一つの重要点は、結合材によって形成された切り刃が台板の外周部において台板の外縁を挟むようにして存在することである。なお、切り刃部の構成において、台板の外縁を挟む部分は、被切断物の材質や切断目的によって、結合材と砥粒とが混合された砥粒層でもよいし、結合材単独でもよい。その結果、切り刃部の厚みは台板より厚くなるのである。このような形状であることの意味は二つあり、一つは結合材が台板を接触面積を広く、そして強力に把持することである。もし台板端面だけ接触しているような形状であると、結合材は台板に対して大きな接着力は望めず、容易に台板と分離してしまうであろう。台板を挟むように接することで接触面積が増え、台板と結合材は強い結合力を発揮することになる。
【００１４】
もう一つの役割は、研削液と切断スラッジの抜け易さである。切り刃部が台板より厚いということは、切り刃部が通りすぎた部位において、台板と被削物である磁石との間に隙間が存在するということである。この隙間は、切断加工において極めて重要である。なぜなら、この隙間部に研削液が侵入し、台板と切り刃の間に発生する摩擦熱を取り去り、更に切り粉のスラッジを研削液に乗せて流し去る経路になるからである。もしこの隙間がなかったら、削られたスラッジは刃と磁石の間にはまって大きな摩擦を発生させるだろうし、研削液が刃先に到達しないので摩擦熱は奪えず、切断は継続できないであろう。
【００１５】
結合材の硬さについても注意が必要である。ダイヤモンドやｃＢＮの角が丸くなって切削抵抗が大きくなると、外力によってダイヤモンドやｃＢＮの砥粒が落ちてしまう。これら砥粒がなくなった部位においては、その下部に埋まっている砥粒がまた下から出てくるように、結合材が被削物の希土類焼結磁石によって削られることが必要となる。砥粒が脱落したり、磨耗し切ってしまったりしたときは切り刃の表面は結合材だけになってしまうわけだが、この砥粒のない部分の結合材は削り取らなければならない。被削物によって結合材が削られれば、下からまた新しい砥粒が自生してくるのである。このサイクルが繰り返されれば、切れ味のいい切り刃の再生が自動的に行われることになる。
【００１６】
本発明は、このような外周刃の切り刃部の結合材に必要とされる諸特性を鑑み、これに工夫を加えて高性能の切断刃を案出したものである。
【００１７】
即ち、切り刃部に使われる結合材の機械的性質を向上させることによって、外周刃全体の機械的強度を向上させて、高性能、高強度の切断刃とするものである。従来から最も一般的に行われているフェノール樹脂などのレジンボンドは、樹脂あるいはプラスチックなのでそれ自体の機械的強度はほとんど期待できない。樹脂やプラスチックではなくて、機械的強度に優れた単一金属あるいは金属合金を結合材として切り刃部を形成し、切り刃部の機械的性質を向上させ、同時に台板の強度を補強することにより機械的剛性の改良された高性能の外周切断刃を実現するものである。
【００１８】
前述の特許文献１〜３において一部電着やメタルボンドに関する記述があるが、必要な機械的性質とその効果については言及されていない。本発明に示されたように、台板外周部における切り刃部の機械強度を上げることは、この切り刃部が被削物と直接接触するところであること、かつまた台板より厚くなることが必要な部分であって、台板に対する機械的補強を入れるには最も有効な部分である。台板の外周を包むように厚い金属材料で補強することは、台板全体の機械特性を向上させる上で、極めて有効な方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明で提供される外周刃を用いることで、切断精度が高く、切断加工代の少ない切断を実施することが可能となり、加工歩留まりの向上と加工の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による外周刃の構造を示した図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は線Ｂ−Ｂでの断面図、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は外周刃の外周端部拡大図である。
【図２】実施例１で製作した電着砥粒外周刃の切り刃部外観写真である。
【図３】実施例１の内部残留応力０．５３×１０7Ｐａの電着砥粒外周切断刃、実施例２〜３、実施例４の内部残留応力１．５×１０8Ｐａの電着砥粒外周切断刃、実施例５のビッカース硬度Ｈｖ４４０の電着砥粒外周切断刃、実施例６及び比較例１について、切断精度と切断速度との関係を表すグラフである。
【図４】実施例１〜６と比較例１，２について、切断精度とヤング率（弾性率）の関係を表すグラフである。
【図５】実施例１〜６と比較例１，２について、切断精度とビッカース硬度との関係を表すグラフである。
【図６】実施例１〜６について、切断精度と内部応力との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る外周切断刃は、例えば図１に示すように、超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板（円形リング状薄板）からなる台板１０の外周部に、金属結合材によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒が結合された該砥粒と上記金属結合材とからなる切り刃部２０が形成されてなるものである。
【００２２】
ここで、上記台板（円形リング状薄板）１０は、外径が８０〜２００ｍｍ、好ましくは１００〜１８０ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍ、好ましくは０．２〜０．８ｍｍで、内穴１２の直径が３０〜８０ｍｍ、好ましくは４０〜７０ｍｍの寸法を有するものであることが好ましい。
【００２３】
台板となる超硬合金としては、ＷＣ、ＴｉＣ、ＭｏＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｃｒ3Ｃ2などの周期表ＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ族に属する金属の炭化物粉末をＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｎ、又はそれらの合金を用いて焼結結合した合金が好ましく、これらの中でも特にＷＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−Ｔｉ系、Ｃ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系の代表的なものを用いることが特に好ましい。また、これらの超硬合金においては、メッキができる程度の電気伝導性を有するか、又は、パラジウム触媒などによって電気伝導性を付与できるものが好ましい。パラジウム触媒などによる電気伝導性の付与については、例えば、ＡＢＳ樹脂にメッキする場合などに用いられる導電化処理剤など、公知のものを利用することができる。
【００２４】
本発明において、切り刃部２０を形成するための金属結合材としては、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、好ましくは０．８×１０11〜３．６×１０11Ｐａのものを用いる。
【００２５】
結合材のヤング率は０．７×１０11Ｐａ未満であると、高速切断の際に受ける切削抵抗によって切り刃部が反ることで切断面に反りやうねりが生じる。また、ヤング率が４．０×１０11Ｐａを超える場合は、台板同様に変形が少なくなるため高精度切断には好ましいが、同時に結合材の硬度も高くなってしまうため、砥粒が摩滅したり脱落したりした場合は、先述の理由から、刃の自生が行われず、切断性能が低下してしまう。
【００２６】
なお、ヤング率は結合材のみを所定の寸法に成形したのち、測定用寸法に加工して試料としたものを恒温室にて共振法を用いて測定している。
【００２７】
結合材のビッカース硬度は１００〜５５０であって、更にその結合材の密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。これは、希土類焼結磁石のビッカース硬度は６００〜８００程度であって、被削物の希土類焼結磁石より硬度を小さくした結合材を用いて切り刃部を形成することで、必要に応じ希土類焼結磁石によって結合材が削り取られ、砥粒の自生が行われるからである。結合材の密度については、ビッカース硬度とも相関があるが、２．５ｇ／ｃｍ3未満であると、砥粒のダイヤモンドやｃＢＮの密度よりも小さくなりすぎるためか、砥粒の保持強度が低下して砥粒の脱落が生じ、１２ｇ／ｃｍ3より大きくなると、台板である超硬合金の密度と同等又は大きくなるためか、切り刃部の保持強度が低下して切り刃部の欠損や脱落が生じる。
【００２８】
ビッカース硬度の測定は、試料の厚みが薄いことから、厚みの影響をできるだけ除くため市販のマイクロビッカース硬度計を用いて行った。
【００２９】
上記金属結合材としては、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属、又はこれらの金属の２種以上の合金もしくはこれらの金属とＰとの合金を用いることができる。
【００３０】
また、固定する砥粒としては、ダイヤモンド（天然ダイヤモンド、工業用合成ダイヤモンド）砥粒、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を用いる。
【００３１】
砥粒の大きさは、接合する台板の厚みにもよるが、平均粒径で１０〜５００μｍであることが好ましい。平均粒径が１０μｍ未満であると、砥粒と砥粒の隙間が少なくなるため、切断中の目詰まりが生じ易くなり切断能力が低下するし、平均粒径５００μｍを超えると磁石の切断面が粗くなるなどの不具合が生じてしまうおそれがある。
【００３２】
切り刃部２０中の砥粒体積率は、１０〜８０体積％、特に１５〜７５体積％の範囲が好ましい。１０体積％未満では、切断に寄与する砥粒の割合が少なく、８０体積％を超えると切断中の目詰まりが増えるため、どちらの場合でも切断時の抵抗が増え、切断速度を遅くせざるを得なくなるので、目的に応じて砥粒以外のものを混合し体積率を調整する。
【００３３】
なお、図１（Ｃ）に示したように、切り刃部２０は、台板１０の先端部を挟持し、かつ台板１０の先端部より先方に突出して形成されており、切り刃部２０の厚みが台板１０の厚みより厚くなるように形成されている。
【００３４】
この場合、切り刃部２０の台板１０先端部を挟持する一対の挟持部２２ａ，２２ｂの長さは、それぞれ０．１〜１０ｍｍ、特に０．５〜５ｍｍであることが好ましい。また、これら一対の挟持部２２ａ，２２ｂの厚さＴ３は、それぞれ５μｍ（０．００５ｍｍ）以上、より好ましくは５〜２，０００μｍ、更に好ましくは１０〜１，０００μｍであり、従ってこれら一対の挟持部２２ａ，２２ｂの合計厚さ（即ち、切り刃部２０が台板１０より厚い部分の厚み）が０．０１ｍｍ以上、より好ましくは０．０１〜４ｍｍ、更に好ましくは０．０２〜２ｍｍであることが好ましい。挟持部２２ａ，２２ｂの長さＨ１が０．１ｍｍ未満であると台板端部の欠けや割れを防ぐ効果はあるが、超硬合金台板の補強効果が少なく、切断時の抵抗による超硬合金台板の変形を防げない場合がある。また、Ｈ１が１０ｍｍを超える場合は超硬合金台板を補強することに対するコストパフォーマンスが低下するおそれがある。一方、Ｔ３が５μｍ未満であると台板の機械的強度を高めることができないし、切断スラッジを効果的に排出することができなくなるおそれがある。台板外周部には、作業中のカケやワレを防止したり、電着強度を高める目的で、面取りや切り込みを各々単独又は合わせて施してもよい。面取りはＣ面取りやＲ面取りなど状況に応じ適宜設定すればよい。また、切り込みも三角形状や矩形状の凸凹など台板厚みや砥粒層高さなどの状況に応じて適宜設定することができる。
【００３５】
なお、図１（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）に示したように、挟持部２２ａ，２２ｂは、金属結合材２４と砥粒２６とから形成されていてもよく［図１（Ｃ）］、あるいは金属結合材２４のみによって形成されていてもよく［図１（Ｄ）］、金属結合材２４のみによって台板１０を覆い、更にこれを被覆して金属結合材２４と砥粒２６との層を形成するようにしてもよい［図１（Ｅ）］。
【００３６】
一方、切り刃部２０の台板１０より先方に突出している突出部２８の突出長さ（図１のＨ２）は、固定する砥粒の大きさによるが、０．１〜１０ｍｍ、特に０．３〜８ｍｍであることが好ましい。突出長さが０．１ｍｍ未満であると、切断時の衝撃や摩耗によって切り刃部がなくなるまでの時間が短く、結果として刃の寿命が短くなってしまうし、１０ｍｍを超えると刃厚（図１のＴ２）にもよるが、切り刃部が変形し易くなり、切断面がうねったりして切断した磁石の寸法精度が悪くなるおそれがある。なお、突出部２８は、金属結合材２４と砥粒２６とから形成されている。
【００３７】
上記結合材を台板外周部に形成する方法としては、電着法（電気メッキ法）又はロウ付け法を用いることができる。Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも一つ以上の金属又はそれらの合金もしくはこれらの金属とＰとの合金等を、電着法又はロウ付けによって超硬合金台板上に砥粒と結合させる。
【００３８】
結合材をメッキで形成する方法には、大きく分けて電着法（電気メッキ法）と無電解メッキ法の２種類があるが、本発明では、以下に述べる事由を鑑み、現時点では結合材に残留する内部応力の制御が容易で生産コストの安い電着法を採用する。
【００３９】
ここで、電気メッキ法は、上記単一金属又は合金を析出させる従来公知の電気メッキ液を用いてその電気メッキ液における通常のメッキ条件を採用して公知の方法で行うことができる。
【００４０】
また、このような電気メッキによって金属結合材を析出させる場合、この金属結合材により上記砥粒を結合し台板に保持させる方法としては、電気メッキ中に砥粒を分散させた複合メッキ液を用いて金属析出と同時に砥粒を共析させる複合メッキ法を採用し得るほか、以下の方法を採用し得る。
ｉ．台板先端部の所用個所に導電性接着剤を塗布し砥粒を固定した後、メッキを行う。
ｉｉ．導電性接着剤と混合した砥粒を台板先端部の所用個所に塗布した後、メッキを行う。
ｉｉｉ．砥粒層部分に相当する僅かな空間を設けた治具で台板を挟んだ後、その空間に砥粒を充填し、砥粒と治具と台板の間に発生する摩擦力によって砥粒を保持してメッキを行う。
ｉｖ．Ｎｉなどの磁性体をメッキやスパッタリングなどでコーティングした砥粒を、磁力で台板先端部に吸着させてメッキを行う。台板に磁力を誘導する方法は公知の方法（特開平７−２０７２５４号公報）や、台板を挟む治具に永久磁石を内蔵させ台板を磁化する方法により実現できる。
ｖ．ＮｉやＣｕなど延性のある金属でコーティングした砥粒を単独もしくは金属粉と混合した後、台板先端部に配置して金型に入れ、加圧して固定する。
【００４１】
なお、砥粒は、メッキで固定する際の接合強度を高めるため、予め無電解Ｃｕメッキや無電解Ｎｉメッキなどで被覆されているものを用いてもよい。
【００４２】
本発明において、上記電着法により金属結合材を析出させる場合、析出したメッキ金属応力としては、−２×１０8Ｐａ（圧縮応力）〜＋２×１０8Ｐａ（引っ張り応力）、特に−１．８×１０8Ｐａ〜＋１．８×１０8Ｐａであることが好ましい。この場合、電着による超硬台板に与える応力については、直接測定することが難しい。そこで、超硬台板外周部に析出させるメッキ条件と同じ条件、例えば、市販ストリップ電着応力計で用いられるテストストリップや、スパイラル応力計で用いられている内部応力測定用のテストピースにメッキのみを析出させてメッキ皮膜の応力を測定した。この結果と実施例のように切断試験に用いた結果とを対比させ、好適なメッキ皮膜の応力範囲を求めたところ、マイナス表示がメッキ皮膜の圧縮応力、プラス表示がメッキ皮膜の引っ張り応力とすると、−２×１０8Ｐａ〜＋２×１０8Ｐａであった。メッキ皮膜の応力がこの範囲を外れる場合は、応力により切り刃部や超硬台板が変形したり、切断時の抵抗による変形が生じ易くなる。なお、本発明で説明するメッキ皮膜の応力とは、メッキ皮膜が膨張又は収縮しようとしている場合に、メッキする対象物によりメッキ皮膜の膨張又は収縮が抑えられることから生じる内部応力のことである。
【００４３】
メッキ皮膜の応力は、ＣｕメッキやＮｉメッキなど単一金属、例えばスルファミン酸Ｎｉメッキでは、主成分となるスルファミン酸ニッケルの濃度、メッキ時の電流密度、メッキ液の温度を好適な範囲に収め、かつ、オルソベンゼンスルフォンイミドやパラトルエンスルフォンアミドなどの有機添加物の添加や、ＺｎやＳなどの元素を加えて応力を調節することができる。その他、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｓｎ合金などの合金メッキの場合は、合金中のＦｅ、Ｍｎ、Ｐ、Ｃｏ、Ｓｎの含有量、メッキ液の温度などを好適な範囲に収めることでも調節することができる。もちろんこれらの合金メッキの場合でも応力を調節できる有機添加物の併用は効果的である。
【００４４】
なお、好適なメッキ液を例示すると以下の通りである。
スルファミン酸ニッケルメッキ液
スルファミン酸Ｎｉ １００〜６００ｇ／Ｌ
硫酸Ｎｉ ５０〜２５０ｇ／Ｌ
塩化Ｎｉ ５〜７０ｇ／Ｌ
ホウ酸 ３０〜４０ｇ／Ｌ
オルソベンゼンスルフォンイミド 適量
スルファミン酸ニッケル・コバルト合金メッキ液
スルファミン酸Ｎｉ ２５０〜６００ｇ／Ｌ
塩化Ｃｏ ２〜１０ｇ／Ｌ
ホウ酸 ３０〜４０ｇ／Ｌ
オルソベンゼンスルフォンイミド 適量
ワットタイプニッケル・鉄合金メッキ液
硫酸Ｎｉ ５０〜２００ｇ／Ｌ
塩化Ｎｉ ２０〜１００ｇ／Ｌ
硫酸Ｆｅ ５〜２０ｇ／Ｌ
ホウ酸 ３０〜４０ｇ／Ｌ
アスコルビン酸Ｎａ 適量
オルソベンゼンスルフォンイミド 適量
ワットタイプニッケル・リン合金メッキ液
硫酸Ｎｉ ５０〜２００ｇ／Ｌ
塩化Ｎｉ ２０〜１００ｇ／Ｌ
オルトリン酸 １０〜８０ｇ／Ｌ
亜リン酸 １〜３０ｇ／Ｌ
オルソベンゼンスルフォンイミド 適量
ピロリン酸銅メッキ液
ピロリン酸Ｃｕ ３０〜１５０ｇ／Ｌ
ピロリン酸カリウム １００〜４５０ｇ／Ｌ
アンモニア水 １〜２０ｍｌ／Ｌ
硝酸カリウム ５〜２０ｇ／Ｌ
【００４５】
また、ロウ付けによって結合材を形成する場合は、予めロウ材と砥粒とを混合したのち、台板の先端部分に塗布したり、台板と共に金型に入れ、加圧することで台板先端部分に固定させたりなどの方法を採ればよい。更に、砥粒層と台板との結合強度を高めたり、またロウ付け時に生じる歪みで台板が反ったり波打ったりすることを少なくするために、台板外周部にロウ付け下地として金属結合材を電着法によって析出させてもよい。
【００４６】
ロウ材は、超硬合金に対して濡れ性がよいことが必要で、また、ロウ材の融点が１，３００℃以下、好ましくは１，１００℃以下であると、台板の変形や強度低下などを抑えることができる。
【００４７】
以上のような方法により、ダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を超硬合金台板の外周部に形成することと、薄板化した台板の機械的強度を向上させることを同時に実現する。台板の寸法は、精度のよい台板の製作が可能なことと、希土類焼結磁石を寸法精度よく長期にわたって安定して切断できることから、厚み０．１〜１ｍｍの範囲で外径φ２００ｍｍ以下が好ましい。厚み０．１ｍｍ未満であると、外径によらず大きな反りが発生し易いため精度よい台板の製作が難しく、また１ｍｍを超えると切断加工代が大きくなり、本発明の主旨から外れる。外径をφ２００ｍｍ以下としたのは、現行の超硬合金の製造技術及び加工技術での製作可能な寸法による。内穴の直径については、加工機の切断刃取り付け軸の太さに合わせ、φ３０〜φ８０ｍｍとする。
【００４８】
本発明の外周切断刃を適用して切断を行う場合、その被切断物としては、Ｒ−Ｃｏ系希土類焼結磁石とＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石（ＲはＹを含む希土類元素の内少なくとも１種）が有効で、これら磁石は次のようにして製造される。
【００４９】
Ｒ−Ｃｏ系希土類焼結磁石は、ＲＣｏ5系、Ｒ2Ｃｏ17系などがある。このうち、例えば、Ｒ2Ｃｏ17系では、質量百分率で２０〜２８％のＲ、５〜３０％のＦｅ、３〜１０％のＣｕ、１〜５％のＺｒ、残部Ｃｏからなる。このような成分比で原料を秤量して溶解、鋳造し、得られた合金を平均粒径１〜２０μｍまで微粉砕し、Ｒ2Ｃｏ17系磁石粉末を得る。その後磁場中成形し、更に１，１００〜１，２５０℃で０．５〜５時間焼結し、次いで焼結温度より０〜５０℃低い温度で０．５〜５時間溶体化し、最後に７００〜９５０℃で一定時間保持したあと冷却する時効処理を施す。
【００５０】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石は、質量百分率で５〜４０％のＲ、５０〜９０％のＦｅ、０．２〜８％のＢからなり、磁気特性や耐食性を改善するために、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗなどの添加元素を加える。これら添加元素の添加量は、Ｃｏの場合、質量百分率で３０％以下、その他の元素の場合には質量百分率で８％以下である。このような成分比で原料を秤量して溶解、鋳造し、得られた合金を平均粒径１〜２０μｍまで微粉砕し、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末を得る。その後磁場中成形し、１，０００〜１，２００℃で０．５〜５時間焼結し、４００〜１，０００℃で一定時間保持したあと冷却する時効処理を施す。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
なお、下記例で、結合材のヤング率、ビッカース硬度、メッキ応力は、具体的に以下の方法で行った。
（ヤング率）
超硬台板上に結合材を厚み２ｍｍ程度析出させてから結合材を剥がし、該結合材の寸法を機械加工して１０×４０×ｔ１ｍｍ程度に揃えた。これらの試料片をＪＩＳ Ｒ１６０５曲げ共振法に準拠して測定した。
（ビッカース硬度）
ヤング率測定で用いた試料片をＪＩＳ Ｒ１６１０ビッカース硬さ試験法に準拠し、マイクロビッカース硬度計を用いて測定した。
（メッキ応力）
ストリップ電着応力測定用のテストストリップに結合材を厚み５０μｍ程度析出させ、メッキ応力を測定した。
【００５２】
［実施例１］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を上記ｉｖの方法で超硬合金台板外周部に接触するように配置し、５０℃のスルファミン酸ニッケルメッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2の範囲で異なる電流量で通電して電気メッキしたあと、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、内部残留応力の異なる３種類の希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。図２に図１（Ｄ）で示した態様の切り刃部の外観写真を示す。なお、１０が超硬合金台板、２４が結合材からなる層、２４，２６が結合材と砥粒とからなる層である。結合材のヤング率は２．０×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ３１８、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は−１．４×１０8Ｐａ、０．５３×１０8Ｐａ、２．０×１０8Ｐａであった。
【００５３】
［実施例２］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのｃＢＮ砥粒を上記ｉｖの方法で超硬合金台板外周部に接触するように配置し、５０℃のスルファミン酸ニッケルメッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2で通電して電気メッキしたあと、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は２．０×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ３１８、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は０．５×１０8Ｐａであった。
【００５４】
［実施例３］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、実施例１と同様に予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を超硬合金台板外周部に接触するように配置し、５０℃のスルファミン酸ニッケル・コバルト合金メッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2で通電して電気メッキしたあと、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は２．４×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ４８０、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は４．６×１０7Ｐａであった。
【００５５】
［実施例４］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、実施例１と同様に予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を超硬合金台板外周部に接触するように配置し、６０℃のワットタイプのニッケル・鉄合金メッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2の範囲で異なる電流量で通電して電気メッキしたのち、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、内部残留応力の異なる２種類の希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は１．４×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ４２２、密度は８．７ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は−０．５×１０8Ｐａ、１．５×１０8Ｐａであった。
【００５６】
［実施例５］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、実施例１と同様に予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を超硬合金台板外周部に接触するように配置し、６０℃の異なる液組成のワットタイプのニッケル・リン合金メッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2で通電して電気メッキしたあと、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、ビッカース硬度の異なる２種類の希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は２．１×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ４４０、Ｈｖ５２８、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は０．９×１０7Ｐａであった。
【００５７】
［実施例６］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を外周端から内側１．５ｍｍの部分のみが露出するように粘着テープでマスキングして市販のアルカリ脱脂水溶液に４０℃，１０分浸漬したのち、水洗し、５０℃のピロリン酸ナトリウム３０〜８０ｇ／Ｌの水溶液に２〜８Ａ／ｄｍ2で通電しながら電解する。超硬合金台板を純水中で超音波洗浄したあと、メッキするための治具で超硬合金台板を挟み、実施例１と同様に予めＮｉメッキした平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を超硬合金台板外周部に接触するように配置し、５０℃のピロリン酸銅メッキ液中で５〜２０Ａ／ｄｍ2で通電して電気メッキしたのち、水洗、治具から取り外し、ラップ盤にて刃厚０．４ｍｍに加工し、希土類焼結磁石用電着砥粒外周切断刃を得た。結合材のヤング率は１．１×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ１５０、密度は８．８ｇ／ｃｍ3、内部残留応力は０．５×１０7Ｐａであった。
【００５８】
［比較例１］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を金型に納め、結合材としてフェノール樹脂粉末と平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を体積率で２５％（砥粒２５％、レジン７５％）になるように混合したものを外周部に充填したのち加圧して成形し、金型に入れたまま１８０℃で２時間加熱硬化させる。冷却後に金型から取り出し、ラップ盤にて刃厚を０．４ｍｍに仕上加工して、レジンボンド超硬合金外周刃を得た。結合材のヤング率は３．０×１０9Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ５０、密度は４．３ｇ／ｃｍ3であった。
【００５９】
［比較例２］
質量百分率でＷＣが９０％、Ｃｏが１０％の超硬合金を外径φ１２５ｍｍ×内径φ４０ｍｍ×台板厚０．３ｍｍのドーナツ状孔あき円板に加工し、台板とした。この台板を金型に納め、結合材としてＷＣ粉末及びＣｏ粉末と平均粒径１３０μｍのダイヤモンド砥粒を体積率で２５％（砥粒２５％、結合材７５％）になるように混合したものを外周部に充填、加圧成形して金型から取り出し、厚みを調整する。次いで、アルゴン雰囲気下で熱処理した後、ラップ盤にて刃厚を０．４ｍｍに仕上加工して、焼結超硬合金外周刃を得た。結合材のヤング率は５．１×１０11Ｐａ、ビッカース硬度はＨｖ６８７、密度は１３．１ｇ／ｃｍ3であった。
【００６０】
以上、実施例１〜６及び比較例１，２で製作した外周刃の各々を、同じ製法によって作られた２枚の外周刃からなり、それらの間隔を１．５ｍｍとしたマルチ外周刃とし、このマルチ外周刃を砥石を用いてドレスし、砥粒が出た状態にしてから回転数５０００ｒｐｍでＷ４０ｍｍ×Ｌ１００ｍｍ×Ｈ２０ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石を被切断物として切断試験を行った。
【００６１】
図３には、使用を始めてから、１０ｍｍ／ｍｉｎの切断速度で５０枚を切断した後に、切断速度を１０ｍｍ／ｍｉｎ〜３５ｍｍ／ｍｉｎまで変化させた場合での磁石各５枚について、１枚ごとに中央部１点と隅部４点の合計５点の厚みをマイクロメーターで測定した。それら１枚毎の５点のうちの最大値と最小値の差を切断精度（μｍ）とし、得られた５枚分の切断精度について平均を算出し、図に記載した。
【００６２】
図４、図５、図６には、速度３０ｍｍ／ｍｉｎで切断したときの磁石各５枚について、中央部１点と隅部４点の合計５点の厚みをマイクロメーターで測定した。それら１枚毎の５点のうちの最大値と最小値の差を切断精度（μｍ）とし、得られた５枚分の切断精度について平均を算出し、図に記載した。
【００６３】
図３は、切断速度と切断精度について、実施例１〜６と比較例１を対比したものである。比較例は切断速度を上げるに従い切断精度の値が著しく大きくなっているが、実施例では多少の差はあるが、いずれも切断精度が６０μｍ以下であり、高速切断でも寸法バラツキが抑えられていることが分かる。
【００６４】
図４は、結合材のヤング率（弾性率）と切断精度について、実施例１〜６と比較例１，２の結果をまとめてプロットしたものである。比較例１では切断精度１５０μｍ以上、比較例２では２５０μｍに近くなっており、許容できる切断精度１００μｍを上回っているが、実施例１〜６はいずれも切断精度１００μｍ以下で、良好な値を示している。なお、図中の点線はこれらの点から算出した回帰線でこの回帰線から、切断精度が良好なヤング率の範囲は０．７×１０11Ｐａ〜４．０×１０11Ｐａであることが推測される。
【００６５】
図５は、結合材のビッカース硬度と切断精度について、実施例１〜６と比較例１，２の結果をまとめてプロットしたものである。比較例１が切断精度１５０μｍ以上であるのに対し、実施例ではいずれも切断精度１００μｍ以下であり、寸法バラツキが良好であることを示している。図中の回帰線から、切断精度１００μｍ以下となるビッカース硬度の範囲は、おおよそ、Ｈｖ１００〜Ｈｖ５５０であることが推測される。
【００６６】
図６は、結合材の内部応力と切断精度について、実施例１〜６の結果をプロットしたものである。図中の回帰線から、上記と同様に切断精度１００μｍ以下となる範囲は−２．０×１０8Ｐａ〜２．０×１０8Ｐａであると推測される。
【００６７】
以上のことから、本発明により切り刃部の機械強度を向上させると同時に外周刃全体の機械的剛性も向上させることができ、結果として、薄刃化しても高速切断の切断精度低下が僅かになることが確認された。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 台板
２０ 切り刃部
２２ａ，２２ｂ 挟持部
２４ 金属結合材
２６ 砥粒
２８ 突出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材を用いてダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を保持させると共に、該砥粒と金属結合材とからなる切り刃部の厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚いことを特徴とする外周切断刃。
【請求項２】
金属結合材が、密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3である請求項１記載の外周切断刃。
【請求項３】
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属又はこれら金属のうち２種以上からなる合金もしくはこれら金属のうち少なくとも１種とＰとの合金からなる請求項１又は２記載の外周切断刃。
【請求項４】
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の金属とＰとの合金からなる請求項１又は２記載の外周切断刃。
【請求項５】
金属結合材が電着法によってダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合して台板外周部に析出することにより切り刃部が形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の外周切断刃。
【請求項６】
金属結合材がロウ付け法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合して台板外周部に固着することにより切り刃部が形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の外周切断刃。
【請求項７】
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材を電着法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合すると共に、その電着厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚くなるように析出させて、切り刃部を形成することを特徴とする外周切断刃の製造方法。
【請求項８】
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材をロウ付け法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合すると共に、そのロウ付け厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚くなるように、切り刃部を形成することを特徴とする外周切断刃の製造方法。
【請求項９】
金属結合材が、密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3である請求項７又は８記載の外周切断刃の製造方法。
【請求項１０】
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属又はこれら金属のうち２種以上からなる合金もしくはこれら金属のうち少なくとも１種とＰとの合金からなる請求項７〜９のいずれか１項記載の外周切断刃の製造方法。
【請求項１１】
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の金属とＰとの合金からなる請求項７〜９のいずれか１項記載の外周切断刃の製造方法。
【請求項１】
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材を用いてダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を保持させると共に、該砥粒と金属結合材とからなる切り刃部の厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚いことを特徴とする外周切断刃。
【請求項２】
金属結合材が、密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3である請求項１記載の外周切断刃。
【請求項３】
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属又はこれら金属のうち２種以上からなる合金もしくはこれら金属のうち少なくとも１種とＰとの合金からなる請求項１又は２記載の外周切断刃。
【請求項４】
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の金属とＰとの合金からなる請求項１又は２記載の外周切断刃。
【請求項５】
金属結合材が電着法によってダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合して台板外周部に析出することにより切り刃部が形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の外周切断刃。
【請求項６】
金属結合材がロウ付け法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合して台板外周部に固着することにより切り刃部が形成された請求項１〜４のいずれか１項記載の外周切断刃。
【請求項７】
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材を電着法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合すると共に、その電着厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚くなるように析出させて、切り刃部を形成することを特徴とする外周切断刃の製造方法。
【請求項８】
外径が８０〜２００ｍｍ、厚みが０．１〜１．０ｍｍで、内穴の直径が３０〜８０ｍｍの寸法を有する超硬合金製のドーナツ状穴あき円形薄板からなる台板の外周部に、ヤング率が０．７×１０11〜４．０×１０11Ｐａ、かつビッカース硬度が１００〜５２８の金属結合材をロウ付け法によりダイヤモンド砥粒、ｃＢＮ砥粒又はダイヤモンド砥粒とｃＢＮ砥粒との混合砥粒を結合すると共に、そのロウ付け厚みが上記台板厚みより０．０１ｍｍ以上厚くなるように、切り刃部を形成することを特徴とする外周切断刃の製造方法。
【請求項９】
金属結合材が、密度が２．５〜１２ｇ／ｃｍ3である請求項７又は８記載の外周切断刃の製造方法。
【請求項１０】
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎから選ばれる少なくとも１種の金属又はこれら金属のうち２種以上からなる合金もしくはこれら金属のうち少なくとも１種とＰとの合金からなる請求項７〜９のいずれか１項記載の外周切断刃の製造方法。
【請求項１１】
金属結合材が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれる少なくとも１種の金属とＰとの合金からなる請求項７〜９のいずれか１項記載の外周切断刃の製造方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−８２０７２（Ｐ２０１３−８２０７２Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−２５０６５（Ｐ２０１３−２５０６５）
【出願日】平成２５年２月１３日（２０１３．２．１３）
【分割の表示】特願２００８−３２１７１２（Ｐ２００８−３２１７１２）の分割
【原出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年２月１３日（２０１３．２．１３）
【分割の表示】特願２００８−３２１７１２（Ｐ２００８−３２１７１２）の分割
【原出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]