(57)【要約】【課題】短時間でダイヤモンド粒を均一に突出させることができるダイヤモンドドレッサの製造方法を提供する。【解決手段】母型２１の内周壁２１ａに接着剤２２を塗布し、母型の内周壁にダイヤモンド粒１３を円周方向および軸方向に間隔を有して配置するとともに、これらダイヤモンド粒の各間にダイヤモンド粒よりも粒径の小さなビーズ２３を配置し、母型の内周壁と芯金２４との空間部に金属粉末２５を充填するとともに、溶浸材２６をセットし、しかる後、金属粉末および溶浸材を加熱して溶浸材を金属粉末の間隙内に溶融浸透させて溶浸材と金属粉末とからなる焼結金属を含むダイヤモンド焼結体１１を製作し、次いで、ダイヤモンド焼結体を母型より取り出し、その後、ダイヤモンド焼結体の外周にショットブラスト処理を施すことにより、ビーズを削り取ってダイヤモンド焼結体の外周上にダイヤモンド粒を所定量突出させた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母型の内周壁に接着剤を塗布し、前記母型の内周壁にダイヤモンド粒を円周方向および軸方向に間隔を有して配置するとともに、これらダイヤモンド粒の各間に前記ダイヤモンド粒よりも粒径の小さなビーズを配置し、前記母型の中心部に芯金を挿通し、該芯金と前記母型の内周壁との空間部に金属粉末を充填するとともに、溶浸材をセットし、しかる後、前記金属粉末および前記溶浸材を加熱して前記溶浸材を前記金属粉末の間隙内に溶融浸透させて前記溶浸材と前記金属粉末とからなる焼結金属を含むダイヤモンド焼結体を製作し、次いで、前記ダイヤモンド焼結体を前記母型より取り出し、その後、前記ダイヤモンド焼結体の外周にショットブラスト処理を施すことにより、前記ビーズを削り取って前記ダイヤモンド焼結体の外周に前記ダイヤモンド粒を所定量突出させたことを特徴とするダイヤモンドドレッサの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記ビーズは、前記金属粉末および前記溶浸材を加熱するときの温度以上の耐熱性を有し、かつ前記焼結金属よりも軟らかい材料で、形状は多角形または球体よりなることを特徴とするダイヤモンドドレッサの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記金属粉末は、タングステン粉末またはタングステンカーバイド粉末よりなることを特徴とするダイヤモンドドレッサの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ビーズの粒径は、前記ダイヤモンド粒の粒径の１／２〜１／１０であることを特徴とするダイヤモンドドレッサの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記ショットブラスト処理の後、前記ダイヤモンド粒の先端を成形加工することを特徴とするダイヤモンドドレッサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結金属の外周上にダイヤモンド粒を突出させたダイヤモンドドレッサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤモンドドレッサの製造方法の１つとして、ダイヤモンド粒を焼結金属で固着した、いわゆる焼結溶浸による製造方法がある。焼結溶浸による製造方法は、例えば、特許文献１に記載されているように、カーボン母型の内面に接着材をコーティングし、この接着材にダイヤモンド粒等を固定し、しかる後、型内に金属粉末を充填するとともに、金属ろう材をセットし、その状態で、炉内で加熱することにより、金属ろう材を金属粉末内に溶融浸透させて、焼結金属の外周にダイヤモンド粒等を一体化するものである。
【０００３】
ところで、ダイヤモンド粒を一体化した焼結金属は、型内より取り出した後、特許文献１に記載されているように、焼結金属が溶解しやすい薬品に浸漬させることにより、焼結金属の表面を溶解させて焼結金属の表面からダイヤモンド粒を一定量突出させるようにしているが、近年においては、焼結金属の外周にショットブラスト処理を施すことにより、焼結金属の表面を削り取り、焼結金属の表面からダイヤモンド粒を一定量突出させるようにすることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６５０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ショットブラスト処理によって焼結金属の表面を削り取る方式においては、焼結金属が、例えば、タングステンのように硬い材質の場合には、焼結金属の表面を均一に取り除くことが難しいため、ダイヤモンドドレッサの回転方向および軸方向におけるダイヤモンド粒の突出高さにムラを生じやすい問題があった。しかも、焼結金属の表面を削り取るのに相当の時間を要し、また、長時間のショットブラスト処理により、ダイヤモンド粒に少なからずダメージを与える恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、短時間でダイヤモンド粒を均一に突出させることができるダイヤモンドドレッサの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の特徴は、母型の内周壁に接着剤を塗布し、前記母型の内周壁にダイヤモンド粒を円周方向および軸方向に間隔を有して配置するとともに、これらダイヤモンド粒の各間に前記ダイヤモンド粒よりも粒径の小さなビーズを配置し、前記母型の中心部に芯金を挿通し、該芯金と前記母型の内周壁との空間部に金属粉末を充填するとともに、溶浸材をセットし、しかる後、前記金属粉末および前記溶浸材を加熱して前記溶浸材を前記金属粉末の間隙内に溶融浸透させて前記溶浸材と前記金属粉末とからなる焼結金属を含むダイヤモンド焼結体を製作し、次いで、前記ダイヤモンド焼結体を前記母型より取り出し、その後、前記ダイヤモンド焼結体の外周にショットブラスト処理を施すことにより、前記ビーズを削り取って前記ダイヤモンド焼結体の外周に前記ダイヤモンド粒を所定量突出させたことである。
【０００８】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記ビーズは、前記金属粉末および前記溶浸材を加熱するときの温度以上の耐熱性を有し、かつ前記焼結金属よりも軟らかい材料で、形状は多角形または球体よりなることである。
【０００９】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、請求項１または請求項２において、前記金属粉末は、タングステン粉末またはタングステンカーバイド粉末よりなることである。
【００１０】
請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ビーズの粒径は、前記ダイヤモンド粒の粒径の１／２〜１／１０であることである。
【００１１】
請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記ショットブラスト処理の後、前記ダイヤモンド粒の先端を成形加工することである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、母型の内周壁に接着剤を塗布し、母型の内周壁に、ダイヤモンド粒とダイヤモンド粒よりも粒径の小さなビーズを配置した後、母型と芯金との空間部に金属粉末を充填するとともに、溶浸材をセットし、しかる後、金属粉末および溶浸材を加熱して溶浸材を金属粉末の間隙内に溶融浸透させて溶浸材と金属粉末とからなる焼結金属を含むダイヤモンド焼結体を製作し、次いで、ダイヤモンド焼結体の外周にショットブラスト処理を施すことにより、ビーズを削り取ってダイヤモンド粒を所定量突出させるようにしたので、ビーズの除去によってダイヤモンド粒の突出量を均一に確保することができ、しかも、焼結金属を削り取ってダイヤモンド粒を突出量させるのに比べて、ショットブラスト処理に要する作業時間を大幅に短縮することができ、併せて、ショットブラスト処理によるダイヤモンド粒のダメージを少なくすることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、ビーズは、金属粉末および溶浸材を加熱するときの温度以上の耐熱性を有し、かつ焼結金属よりも軟らかい材料で、形状は多角形または球体よりなっているので、耐熱性等に富み、かつ幅広い粒径に対応できることができることから、ビーズの粒径に応じてダイヤモンド粒の突出量を容易に変更することができ、広範なダイヤモンドドレッサに適応することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、金属粉末はタングステン粉末またはタングステンカーバイド粉末よりなっているので、ダイヤモンド焼結体の耐熱性および耐摩耗性を向上することができ、ダイヤモンド粒を長期に亘って安定的に保持することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、ビーズの粒径は、ダイヤモンド粒の粒径の１／２〜１／１０であるので、ダイヤモンド粒を適正量だけ突出させることができる。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、ショットブラスト処理の後、ダイヤモンド粒の先端を成形加工するので、ダイヤモンド粒先端の真円度を高精度に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態を示すロータリドレッサの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すロータリドレッサの製造方法を示す図である。
【図３】図２の３部を拡大した図である。
【図４】図２の４部を拡大した図である。
【図５】図２の５部を拡大した図である。
【図６】ロータリドレッサを製造する製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はダイヤモンドドレッサ１０の断面図を示すもので、ダイヤモンドドレッサ１０は、タングステン粉末を焼結した円筒状のダイヤモンド焼結体１１を備え、ダイヤモンド焼結体１１の中心部には取付穴１２が設けられている。ダイヤモンド焼結体１１の外周には、直線部１１ａとその両端に円弧状のコーナ部１１ｂが設けられ、これら直線部１１ａおよびコーナ部１１ｂに、多数のダイヤモンド粒１３が焼結によって固定されている。ダイヤモンド粒１３は回転方向および軸方向に間隔を有してランダムに配設されており、ダイヤモンド焼結体１１の外表面より一定の突出量ｔ（図５参照）だけ突出されている。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態に係るダイヤモンドドレッサ１０の製造方法を、図２ないし図６に基づいて説明する。
【００２０】
まず、図２（Ａ）に示すように、従来の方法と同様に、カーボンからなる母型２１の内周壁２１ａに、図３に詳細図示するように、接着剤２２を一定厚さ（例えば数十μｍ）塗布する（図６の工程４１）。しかる後、所定粒度のダイヤモンド粒１３を、内周壁２１ａの円周方向および軸方向に間隔を有してランダムに配置し、先端を内周壁２１ａに当接するようにして、接着剤２２によって接着する（図６の工程４２）。次いで、ダイヤモンド粒１３よりも十分に小さな粒径のカーボンビーズ２３を、ダイヤモンド粒１３の各間の内周壁２１ａに当接するようにして、接着剤２２によって接着する（図６の工程４３）。
【００２１】
ここで、カーボンビーズ２３の粒径は、ダイヤモンド粒１３の粒径の１／２〜１／１０、好ましくは１／３〜１／５であり、このカーボンビーズ２３の粒径によってダイヤモンドドレッサ１０のダイヤモンド粒１３の突出量が定められる。この場合、カーボンビーズ２３を母型２１の内周壁２１ａに振りかけることにより、カーボンビーズ２３はダイヤモンド粒１３の隙間に隈なく接着され、接着されない余剰のカーボンビーズ２３を振るい落とすことができる。このようにして、ダイヤモンド粒１３およびカーボンビーズ２３を接着した母型２１は、支持台２０に位置決め載置される。
【００２２】
続いて、図２（Ｂ）に示すように、母型２１の内周壁２１ａの中心部に芯金２４を挿通し、この芯金２４と母型２１の内周壁２１ａとの空間部に、耐熱性および耐摩耗性に優れたタングステンからなる金属粉末２５を充填する（図６の工程４４）とともに、金属粉末２５上に溶浸材２６をセットする（図６の工程４５）。その後、金属粉末２５を充填した母型２１を図略の炉内において所定温度で加熱し、溶浸材２６を溶融させることにより、溶浸材２６を金属粉末２５の間隙内に浸透させ、金属粉末２５を焼結する（図６の工程４６）。すなわち、溶浸材２６を金属粉末２５の間隙内に溶融浸透させることにより、溶浸材２６と金属粉末２５とからなる焼結金属を含むダイヤモンド焼結体１１を作製する。
【００２３】
しかる後、芯金２４を取り外すとともに、カーボンからなる母型２１を取り壊し、溶浸材２６と金属粉末２５とからなる焼結金属を含むダイヤモンド焼結体１１を取り出す（図６の工程４７）。これにより、図４に詳細図示するように、外周にダイヤモンド粒１３が焼結によって固定され、かつこれらダイヤモンド粒１３の間にカーボンビーズ２３が焼結によって固定されたダイヤモンド焼結体１１が製作される。母型２１より取り出されたダイヤモンド焼結体１１は、機械加工が施され、所定の形状精度に加工される（図６の工程４８）。
【００２４】
続いて、図２（Ｃ）に示すように、ダイヤモンド焼結体１１をその中心軸線の回りに回転させながら、ショットブラスト装置３０の噴射ノズル３１をダイヤモンド焼結体１１の回転軸線方向に移動させ、ショットブラスト処理を実行する（図６の工程４９）。かかるショットブラスト処理により、噴射ノズル３１より噴射された噴射材がダイヤモンド焼結体１１の外周面に衝突され、ダイヤモンド焼結体１１の最外層にあるカーボンビーズ２３を削り取るとともに、カーボンビーズ２３を包み込んでいた薄膜状の焼結金属を削り取り、図２（Ｄ）および図５に詳細図示するように、ダイヤモンド粒１３を一定量ｔだけ突出させる。
【００２５】
この際、カーボンビーズ２３は、焼結金属に比べ、ショットブラスト処理によって容易に削り取ることができるため、ショットブラスト処理は短時間で済み、また、カーボンビーズ２３が除去された後のダイヤモンド粒１３の突出量を均一にすることができる。このようにして、カーボンビーズ２３の粒径に相当する突出量ｔだけダイヤモンド粒１３が石出しされ、その後、ダイヤモンド粒１３の先端を成形加工（図６の工程５０）して、ダイヤモンド粒先端の真円度を確保する。この結果、図１に示すダイヤモンドドレッサ１０が完成される。
【００２６】
上記したように、本実施の形態においては、母型２１の内周壁２１ａにダイヤモンド粒１３を接着する際に、ダイヤモンド粒１３の間にダイヤモンド粒１３よりも粒径の小さなカーボンビーズ２３を接着するようにしたので、焼結後のショットブラスト処理によって、カーボンビーズ２３を削り取ることにより、ダイヤモンド粒１３の突出量を一定に確保することができるようになる。しかも、従来のように焼結金属を削り取ってダイヤモンド粒１３を突出量させるのに比べて、ショットブラスト処理に要する作業時間を大幅に短縮できるようになり、また、作業時間が短縮される分だけ、ショットブラスト処理によって受けるダイヤモンド粒１３のダメージも少なくすることができる。
【００２７】
また、金属粉末２５としてタングステン粉末を使用しているので、ダイヤモンド焼結体１１の耐熱性および耐摩耗性に向上することができ、ダイヤモンド粒１３を長期に亘って安定的に保持することができる。
【００２８】
しかも、カーボンビーズ２３は、耐熱性等に富み、かつ幅広い粒径に対応できることから、カーボンビーズ２３の粒径に応じてダイヤモンド粒１３の突出量を容易に設定することができ、広範なダイヤモンドドレッサ１０に適応できるようになる。
【００２９】
このようにして製造されたダイヤモンドドレッサ１０は、アルミナなど普通砥石やＣＢＮ砥石等をドレッシングするドレッシング工具として用いられ、長期間の使用によってダイヤモンド粒１３の真円精度が低下した場合には、別のダイヤモンド工具によってダイヤモンド粒１３をツルーイングし、所定の真円度が確保できるように整形する。そして、ダイヤモンド焼結体１１の表面からのダイヤモンド粒１３の突出量が所定値以下になった場合に、ダイヤモンドドレッサ１０は寿命となる。
【００３０】
なお、本発明は、ダイヤモンド粒１３の突出量が一定のものに限定されるものではなく、ダイヤモンド粒１３の間に配置するカーボンビーズ２３のサイズを部分毎に変えることにより、ダイヤモンド粒１３の突出量を部分毎に変化させることができる。例えば、ダイヤモンドドレッサ１０のコーナ部１１ｂは直線部１１ａに比べてダイヤモンド粒１３が脱落しやすいため、コーナ部１１ｂのダイヤモンド粒１３の突出量を直線部１１ａに比べて小さくすることにより、コーナ部１１ｂのダイヤモンド粒１３の脱落を防ぐようにすることもできる。
【００３１】
上記した実施の形態においては、金属粉末２５として、タングステン粉末を用い、ビーズとして、カーボンビーズ２３を用いた例について述べたが、タングステン粉末の他に、耐熱性、耐摩耗性を有するタングステンカーバイド等の他の金属粉末を用いることも可能であり、また、カーボンビーズ２３の他に、金属粉末２５および溶浸材２６を加熱するときの温度以上の耐熱性を有し、かつ焼結金属よりも軟らかい材料で、形状は多角形または球体からなるガラスやセラミックス、樹脂等のビーズを用いることも可能である。
【００３２】
さらに、上記した実施の形態においては、カーボンからなる母型２１を壊してダイヤモンド焼結体１１を取り出すようにしたが、母型を分割形にして、繰り返し使用できるようにすることもできる。
【００３３】
以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係るダイヤモンドドレッサの製造方法は、普通砥石やＣＢＮ砥石等をドレッシングするドレッシング工具を製造するものに用いるのに適している。
【符号の説明】
【００３５】
１０…ダイヤモンドドレッサ、１１…ダイヤモンド焼結体、１３…ダイヤモンド粒、２１…母型、２１ａ…内周壁、２２…接着剤、２３…ビーズ（カーボンビーズ）、２４…芯金、２５…金属粉末（タングステン粉末）、２６…溶浸材、３０…ショットブラスト装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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