(57)【要約】      （修正有）【課題】  硬く剛直な砥粒および剛性増強金属を含む焼結金属結合剤からなる平形の、薄いモノリス砥石の製造法を提供する。【解決手段】焼結金属組成物はニッケルおよびスズの混合物が好適である。剛性増強金属は結合剤の硬さを有意に増加させることなく、結合剤に実質的に増加された剛性を付与しうる金属である。モリブデン、レニウム、タングステンおよびそれらの混合物が好ましい。焼結結合剤は粉末から形成されるのが通常である。ダイアモンド砥粒、ニッケル／スズ／モリブデン焼結結合剤砥石が好適である。このような砥石はシリコンウェハおよびアルミナ−炭化チタンパックの切断のような、エレクトロニクス産業での研磨操作に有用である。新規な砥石の剛性は、従来の平形モノリス砥石よりも高く、したがって改良された切断精度および少ないチッピングが、砥石厚さの増加なしに、カーフ損失の増加を伴わないで達成されうる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（１）砥粒；および
（２）ニッケル粉末、スズ粉末；ならびにモリブデン、レニウム、タングステンおよびそれらの混合物からなる群より選ばれる剛性増強金属粉末からなる結合剤組成物、
からなる、予め選定された量の粒子状成分を供給すること；
（ｂ）粒子状成分を混合して均一組成物を形成すること；
（ｃ）均一組成物を予め選定された薄いディスク形状の型に配置すること；
（ｄ）型を３４５〜６９０MPa の範囲の圧力で、成型物を形成するのに有効な時間、圧縮させること；
（ｅ）成型物を１０５０〜１２００℃の範囲の温度に、結合剤組成物を焼結するのに有効な時間、加熱すること；
（ｆ）成型物を冷却して研磨工具を形成させること；および
（ｇ）圧縮段階後に成型物に対する圧力を１００MPa より低圧に低下させること、および加熱段階の間、低圧を維持すること、
の段階を含んでなる２０〜２５００μｍの範囲の均一な厚さを有する砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロニクス産業により利用されるような非常に硬い材料を研磨するための薄い砥石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非常に薄く、しかも非常に剛直な砥石は、商業的に重要である。たとえば、薄い砥石は薄い部分を切断することに、ならびにエレクトロニクス製品の製品におけるシリコンウェハ、およびいわゆるアルミナ−炭化チタン複合体パックの加工での他の研磨作業を実施することに、用いられる。シリコンウェハは集積回路に用いられるのが通常であり、そしてアルミナ−炭化チタンパックは磁気的に記憶された情報を記録し再生するための浮動（ｆｌｙｉｎｇ）薄膜ヘッドを製造するのに利用される。シリコンウェハおよびアルミナ−炭化チタンパックを研磨するための薄い砥石の使用は、米国特許第５，３１３，７４２号明細書によく説明されており、その特許の開示はすべて引用によりここに組入れられる。
【０００３】
’７４２特許で述べられるように、シリコンウェハおよびアルミナ−炭化チタンパックの製造は、工作物材料のくずをほとんど伴なわないで寸法的に正確な研削する必要を創出する。理想的には、そのような研削をもたらす切削刃はできるかぎり剛直で、実行可能なかぎり薄く平滑であるべきである。なぜならば刃が薄く、平滑であればあるほどカーフくず（ｋｅｒｆ  ｗａｓｔｅ）は少くなり、そして刃が剛直であればあるほど、刃は真直に切削するからである。しかしながら、これらの特徴は、衝突する。なぜなら、刃が薄ければ薄いほど、刃は剛性が小さくなるからである。
【０００４】
切削刃は砥粒と、所望の形状に砥粒を保持する結合剤とから基本的に構成される。結合剤の硬さは剛性の増加ととも増加する傾向にあるので、もっと剛直な刃を得るために結合剤の硬さを上昇させることが論理的であるようにもみえる。しかし、硬い結合剤は結合剤浸食を妨げることのできる比較的大きい耐磨耗性をも有するので、砥粒は刃から追い出される前に目つぶれを生じる。非常に剛直であるにもかかわらず、硬い結合剤の刃は頻繁な目直しを必要とし、望ましくない。
産業は、通常アーバと組合された、モノリス砥石を使用することを展開する。その組合わせにおける個々の砥石は圧縮できない、耐久性スペーサにより互いに軸方向に独立している。従来、個々の砥石は砥石アーバ孔から周囲まで均一な軸方向寸法を有する。非常に薄いけれども、これらの砥石の軸方向寸法は良好な精度のための適切な剛性を付与するのに望まれるよりも大きい。しかし、くずの発生を受入れ制限内にとどめるために、厚さは低下される。
【０００５】
従来の平形砥石（ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｗｈｅｅｌ）は、比較的薄い砥石よりも多い工作物くずを発生し、比較的剛直な砥石よりも多くのチップ（切りくず）および不正確な切断をもたらす。’７４２特許は、アーバ孔から半径方向に外側に及ぶ内側部分の厚さを増加させることにより組合わされた平形砥石の性能を向上することを試みた。この特許は、厚い内側部分を有するモノリス砥石はスペーサーを有する平形砥石よりも剛直であることを開示する。しかし、’７４２特許は、その内側部分が研削に使用されず、したがって内側部分の砥粒がむだになるという不利を受ける。薄い砥石、特にアルミナ−炭化チタン切断のための砥石は、ダイアモンドのような高価な砥粒を使用するので、’７４２特許の砥石の価格はむだになる砥粒のために平形砥石に比べて高い。
【０００６】
これまで、金属結合剤はシリコンウェハおよびアルミナ−炭化チタンパックのような硬い材料を切断するために、平形、モノリスで薄い砥石に用いられてきたのが通常である。たとえば銅、亜鉛、銀、ニッケル、もしくは鉄合金のような、ダイアモンド砥粒を保持するため種々の金属結合剤組成物がこの分野で知られている。米国特許第３，８８６，９２５号明細書は、細かく分かれた砥粒を懸濁したニッケル溶液から電解的に高純度ニッケルを堆積させて形成された研磨層を有する砥石を開示する。米国特許第４，１８０，０４８号明細書は、’９２５特許の砥石の改良が開示され、その中にはクロムの非常に薄い層がニッケルマトリックス上に電解的に堆積されている。米国特許第４，２１９，００４号明細書は、ダイアモンド粒子の唯一の支持体を構成するニッケルマトリックス中にダイアモンド粒子を含む刃を開示する。
【０００７】
薄い砥石においてダイアモンド砥粒を結合するために適した、新規で、非常に剛直な金属結合剤がここに見出された。剛性を向上させる金属成分、好ましくはタングステン、モリブデン、レニウムもしくはそれらの混合物、を有するニッケルおよびスズの新規な結合剤組成物は、剛性、強度および耐磨耗性の優れた組合わせを提供する。ニッケルおよびスズに対する適切な割合内に剛性を向上させる金属を維持することにより、無圧力焼結もしくはホットプレスにより望ましい結合剤特性が得られる。このように、従来の粉末冶金設備を用いるが、新規な結合剤は、従来の、比較的剛直でない、青銅合金にもとづく結合剤および電気めっきニッケル結合剤に容易にとって代わることができる。
【０００８】
したがって、砥粒を２．５〜５０vol.％；ならびにニッケルおよびスズと、モリブデン、レニウム、タングステンおよびそれらの混合物からなる群より選ばれる剛性増強金属とから本質的になる金属成分を含む組成の焼結結合剤を残りの量、から本質的になる研磨ディスクを含んでなる砥石を提供する。
さらに本発明は、砥粒を２．５〜５０vol.％；ならびにニッケルおよびスズと、モリブデン、レニウム、タングステンおよびそれらの少くとも２つの混合物からなる群より選ばれる剛性増強金属とから本質的になる金属成分を含む組成の焼結結合剤を残りの量、から本質になる研磨ディスクを含んでなる少くとも１つの砥石に、工作物を接触させる段階を含んでなる工作物の切削方法を提供する。
【０００９】
（ａ）（１）砥粒；および
（２）ニッケル粉末、スズ粉末；ならびにモリブデン、レニウム、タングステンおよびそれらの混合物からなる群より選ばれる剛性増強金属粉末から本質的になる結合剤組成物、
からなる、予め選定された量の粒子状成分を供給すること；
（ｂ）粒子状成分を混合して均一組成物を形成すること；
（ｃ）均一組成物を予め選定された形状の型に配置すること；
（ｄ）型を３４５〜６９０MPa の範囲の圧力で、成型物を形成するのに有効な時間、圧縮させること；
（ｅ）成型物を１０５０〜１２００℃の範囲の温度に、結合剤組成物を焼結するのに有効な時間、加熱すること；および
（ｆ）成型物を冷却して研磨工具を形成させること、
の段階を含んでなる研磨工具の製造方法を提供する。
加えて、ここにニッケルおよびスズ、ならびにモリブデン、レニウム、タングステンおよびそれらの少くとも２つの混合物からなる群より選ばれる剛性増強金属から本質的になる金属成分を含むモノリス砥石の焼結結合剤組成物であり、その焼結結合剤は弾性率が少くとも１３０GPa であり、かつロックウェルＢ硬度が１０５より小さい組成物を提供する。
【００１０】
本発明による新規な結合剤は、平形の、モノリス砥石に適用されうる。「平形」（“ｓｔｒａｉｇｈｔ”）という用語は、砥石の軸方向厚さがアーバ孔の径から砥石の径まで十分に均一である形状的な特性をいう。好適には、均一な厚さは２０〜２，５００μｍの範囲、もっと好適には２０〜５００μｍ、最も好適には１７５〜２００μｍである。砥石の厚さの均一性は望ましい切断性能を達成するため、とくに工作物チップおよびカーフ損失を減少させるために、厳格な許容差に保持される。５μｍ未満の厚さ変動性が好適である。通常、アーバ孔の径は１２〜９０mmであり、砥石径は５０〜１２０mmである。新規な結合剤はさらに上述の’７４２特許に開示される厚い内側部分を有する砥石のような不均一な幅を有するモノリス砥石に好適に使用される。
【００１１】
「モノリス」（“ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ”）という用語は、砥石材料がアーバ孔の径から砥石の径まで十分に均一組成であることをいう。すなわち、モノリス砥石の基本的に全体が、焼結結合剤中に埋め込まれた砥粒を含む研磨ディスクである。モノリス砥石は、砥石の研磨部分が付着される金属コアのような、研磨部分の構造支持体のために、完全な非研磨部分を有さない。
【００１２】
基本的に本発明の研磨ディスクは３つの要素、すなわち砥粒、金属成分および剛性増強金属成分からなる。金属成分および剛性増強金属は一緒に焼結結合剤を形成し、所望の形状の砥石において砥粒を保持する。この焼結結合剤は成分を適切な焼結条件に供することにより得られる。
【００１３】
本発明の好適な金属成分はニッケルおよびスズの混合物であり、そのニッケルは大きい方の成分を構成する。
「剛性増強金属」（“ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ｅｎｈａｎｃｉｎｇ  ｍｅｔａｌ”）は焼結結合剤を得るための焼結時もしくは前に金属成分と合金化しうる元素もしくは化合物を意味し、金属成分単独の焼結結合剤よりも有意に高い弾性率を有する。弾性率がそれぞれ、３２４，４６０および４１０GPa であるモリブデン、レニウム、およびタングステンが好適である。このように、焼結結合剤は、本質的に、ニッケル、スズ、ならびにモリブデン、レニウム、タングステンまたはモリブデン、レニウムおよびタングステンの少くとも２つの混合物、からなるのが好適である。混合剛性増強剤が使用されるとき、好ましくは、モリブデンが剛性増強剤の大きい成分として存在するが、一方、レニウムおよび／またはタングステンは、それぞれ小さい方の成分である。「大きい方の成分」（“ｍａｊｏｒ  ｆｒａｃｔｉｏｎ”）は５０wt％より大きいことを意味する。
【００１４】
前述の組成物の研磨物品のための剛直化された結合剤の剛性は従来の砥石に比べてかなり増強されるべきであることが見出された。好適な態様において新規な、剛直な結合剤を有する砥石の弾性率は少くとも１００GPa 、好ましくは１３０GPa より大きく、もっと好ましくは１６０GPa より大きい。砥粒を選択するために第１に考慮すべきは、砥粒物質は切断される材料よりも硬くすべきことである。通常、砥石の砥粒は非常に硬い物質から選ばれる。なぜなら、これらの砥石は、アルミナ−炭化チタンのような非常に硬い材料を研磨するのに用いられるのが通常だからである。本発明で使用される代表的な硬い砥粒物質は、ダイアモンドおよび立方晶窒化ホウ素のようないわゆる超砥粒、ならびに炭化ケイ素、溶融酸化アルミニウム、微晶質アルミナ、窒化ケイ素、炭化ホウ素および炭化タングステンのような、他の硬砥粒である。これらの砥粒の少くとも２つの混合物も使用されうる。ダイアモンドが好適である。
【００１５】
砥粒は、微粒状で用いられるのが通常である。通常、シリコンウェハおよびアルミナ−窒化チタンパックをスライスするために、砥粒の粒径は工作物の端をチップ化するのを減少するように選ばれる範囲内にされる。好適には、砥粒の粒径は１０〜２５μｍ、もっと好適には１５〜２５μｍの範囲にされる。本発明の使用に適する典型的なダイアモンド砥粒は、１０／２０μｍおよび１５／２５μｍの粒径分布を有し、ここで「１０／２０」はダイアモンド粒子の実質的にすべてが２０μｍのメッシュを通過し、１０μｍメッシュ上にとどまることを意味する。
【００１６】
剛性増強剤により、焼結結合剤は研磨用途に用いられる従来の焼結金属結合剤よりも有意に剛直な、すなわち高い弾性率の、結合剤を生成する。新規な組成物は、比較的軟らかい焼結結合剤を付与するので、その結合剤は適切な速度で磨耗して研剤中に目つぶれした砥粒を追い出す。したがって、砥石は目づまりする傾向が少く、比較的自由に切断するので、動力消費が少く操作される。本発明の新規な結合剤は、このように、精密切断および低いカーフ損失に、高剛性を結びつけて、強く、軟らかい金属結合剤を有利に与える。
【００１７】
金属成分および剛性増強金属成分はともに粒子状で結合剤組成物に配合されるのが好適である。粒子は、砥粒に高い結合剤強度を展開させるために、焼結結合剤全体にわたる均一な濃度と砥粒との最大接触を得ることを助けるように小粒径を有するべきである。最大寸法が４４μｍの微粒が好適である。金属粉末の粒径は特定のメッシュ寸法のふるいに粒子を通過させることにより測定されうる。たとえば、名目上４４μｍ最大径は３２５ＵＳ標準メッシュふるいを通過する。
【００１８】
好適な態様において、剛直に結合された、薄い砥石は、ニッケル３８〜８６wt％、スズ１０〜２５wt％および剛性増強金属４〜４０wt％であり、合計が１００％である焼結結合剤を含み、好適にはニッケル４３〜７０wt％、スズ１０〜２０wt％、および剛性増強金属１０〜４０wt％であり、もっと好適にはニッケル４３〜７０wt％、スズ１０〜２０wt％、および剛性増強金属２０〜４０wt％である。
【００１９】
新規な砥石は、いわゆる「コールドプレス」もしくは「ホットプレス」型の焼結法により基本的に製造される。「無圧力焼成」といわれることがあるコールドプレス法において、成分の混合物は所望の形状の型に導入され、高圧が室温で加えられ、緻密であるが、もろい成型物が得られる。高圧は３００MPa より高いのが通常である。ついで、圧力は解放され、成型物は型から取除かれ、ついで焼結温度に加熱される。焼結のための加熱がなされるのが通常であるが、成型物は予備焼結段階の圧力、すなわち１００MPa 未満、そして好ましくは５０MPa 未満、よりも低い圧力に加圧される。この低圧焼結の間、薄い砥石のためのディスクのような成型物は、型内におよび／または平板の間に挟まれて有利に置かれうる。
【００２０】
ホットプレス法において、粒状の結合剤組成物成分の配合物は通常グラファイトの型に入れられコールドプレス法におけるように高圧に圧縮される。しかし温度が上昇する間も高圧は維持され、それによりプリフォームが圧力下にある間に緻密化が達成される。
【００２１】
砥石工程の初期段階は形状形成型に成分を充填することを含む。成分は別々の砥粒、金属成分粒子および剛性増強金属成分粒子の均一配合として添加されうる。この均一な混合物は、予め選択された割合で砥粒と粒子の混合物を混合するためにこの分野で知られている適切な機械的混合装置を用いることにより形成されうる。混合装置の例は、ダブルコーンタンブラー、ツインシェルＶ字形タンブラー、リボンブレンダー、水平ドラムタンブラー、および固定シェル／内部スクリューミキサーを含みうる。
【００２２】
ニッケルおよびスズは予め合金化されうる。もう１つの選択は、原料ニッケル／スズ合金粒子状組成物、追加のニッケルおよび／またはスズ粒子、剛性増強金属粒子および砥粒を一緒にし、ついで均一に混合することを含む。形状形成型に装入される混合成分は、研磨材分野で一般的に用いられるパラフィンワックス、「アクロワックス」、およびステアリン酸亜鉛のような、任意の少量の処理助剤を含みうる。
【００２３】
均一な混合物が調製されると、適切な型に装入される。好適なコールドプレス焼結工程において、型の内容物は外界温度において３４５〜６９０MPa に機械的圧力を外部で加えられて圧縮されうる。たとえばプラテンプレスがこの操作に用いられうる。圧縮は５〜１５秒維持されるのが通常であり、その後圧力は解放され、プリフォームは焼結温度に加熱される。
【００２４】
加熱は、低い絶対圧真空下もしくは不活性ガスのおおいのもとで、のような不活性雰囲気下で行なわるべきである。焼結温度は結合剤成分を焼結するのに有効な時間保持されるべきである。焼結温度は結合剤組成物を緻密化させるが実質的に完全には溶融しない程度に高くされるべきである。砥粒が悪く作用されるような高温での焼結を必要としない金属結合剤および剛性増強金属を選択するのが重要である。たとえば、ダイアモンドは１１００℃を超えると黒鉛化しはじめる。この温度未満でダイアモンド砥石を焼結するのが通常、望ましい。ニッケルおよびいくつかのニッケル合金は高融点を有するので、本発明の結合剤組成物を、初期ダイアモンド黒鉛化温度で、もしくはそれを超えて、たとえば１０５０〜１２００℃の温度で結合剤組成物を焼結することが通常、必要である。焼結は、もし１１００℃を超える温度にさらすのが３０分未満、好ましくは１５分未満のような短時間に限定されるのであれば、ダイアモンドの重大な劣化なしにこの温度範囲で達成されうる。
【００２５】
本発明の１つの好適な態様において、追加の金属成分が特定の結果を得るために結合剤組成物に添加されうる。たとえば少量のホウ素は、焼結温度降下剤としてニッケル含有結合剤に添加され得、これにより、焼結温度を低下させることによりダイアモンド黒鉛化の危険をさらに低下させる。ニッケル１００質量部（pbw ）あたり高々４pbw のホウ素が好適である。
【００２６】
好適なホットプレス焼結法において、条件は圧力が焼結終了まで維持されることを除けばコールドプレスと同じであるのが通常である。無圧力もしくはホットプレスのいずれにおいても、焼結後に、好ましくは焼結生成物はゆっくりと外界温度まで冷却される。自然もしくは強制外界空気対流が冷却に用いられるのが好ましい。衝撃冷却は好ましくない。生成物は所望の寸法許容性を得るためにラッピング（ｌａｐｐｉｎｇ）のような従来法により仕上げられる。
【００２７】
焼結生成物中に砥粒２．５〜５０vol.％および焼結結合剤を残りの量使用するのが好ましい。好適には、空孔は緻密化生成物、すなわち結合剤および砥粒の高々１０vol.％、そしてもっと好適には５vol.％未満を占めるべきである。通常、焼結結合剤はロックウェルＢ１００〜１０５の硬度を有する。
【００２８】
本発明による好ましい研磨工具は砥石である。したがって、典型的な型形状は薄いディスクの形状である。型は隣接するディスク間をグラファイト板により分離されて、垂直方向に積み重ねて置かれるのが通常である。中空でない（ｓｏｌｉｄ）ディスク型が使用され、その場合、焼結後にディスク中央部分はアーバ孔を形成するために除去されうる。あるいは環状型がその場でアーバ孔を形成するために用いられうる。後者の方法は、焼結ディスクの研磨材を積載した中央部分を捨て去ることによるくずを避ける。
【００２９】
ここで本発明はある代表的な態様の例を実例で説明されるが、そこではもし特に指示がなければ、割合および％は質量により、粒径は米国標準ふるいメッシュ寸法の指示により述べられる。ＳＩ単位で本来得られていない質量および測定のすべての単位は、ＳＩ単位に換算された。
【００３０】
実施例
実施例１
ニッケル粉末（３〜７μｍ、ニュージャージー州Acupowder International Co. ）、スズ粉末（＜３２５メッシュ、Acupowder International Co. ）およびモリブデン粉末（２〜４μｍ、Cerac Corporation ）がＮｉ  ５８．８％、Ｓｎ  １７．６％およびＭｏ  ２３．５０％の割合で一緒にされた。この結合剤組成物は１６５メッシュステンレス鋼ふるいを通過させて集塊物を除去され、そしてふるいを通った混合物は「Ｔｕｒｂｕｌａ」（商標）ミキサー（ニュージャージー州、Clifton のGlen Mills Corporation）で３０分間、十分に混合された。オハイオ州Worthington のGE Superabrasives からのダイアモンド砥粒（１５〜２５μｍ）が金属混合物に添加され金属合計３７．５vol ％とダイアモンドの混合物を形成した。この混合物は均一な砥粒および結合剤組成物を得るために「Ｔｕｒｂｕｌａ」ミキサー中で１時間混合された。
【００３１】
砥粒および結合剤組成物は外径１１９．１３mm、内径６．３５mmおよび均一な深さ１．２７mmのキャビティを有する鋼製の型に入れられた。「生」（“ｇｒｅｅｎ”）の砥石が、外界温度、４１４MPa （４．６５Tons／cm2 ）で、１０秒間型を圧縮することにより形成された。生砥石は、型から取り出され、ついでグラファイト型の中でグラファイト板の間で３２．０MPa （０．３６(Ton／cm2 ）で１０分間、１１５０℃に加熱された。型中で自然空気冷却後に、砥石は、予め選択された振れ（ｒｕｎ  ｏｕｔ）への「形直し」（“ｔｒｕｉｎｇ”）、および表１に示される条件での初期目直し、を含む従来法により外径１１４．３mm、内径６９．８８mm（アーバ孔径）、および厚さ０．１７８mmの大きさに仕上げるために加工された。
【００３２】
【表１】
2005040945.tif 000002
【００３３】
実施例２および比較例１
実施例１で述べられたように製造された新規な砥石、および同一の大きさで、この用途のため商業的に入手しうる従来の砥石（比較例１）が以下に述べる手順により試験された。比較例１の組成は、Ｃｏ  ４８．２％、Ｎｉ  ２０．９％、Ａｇ  １１．５％、Ｆｅ  ４．９％、Ｃｕ  ３．１％、Ｓｎ  ２．２％および１５／２５μｍのダイアモンド９．３％であった。その手順はグラファイト基板に密着された、長さ１５０mm×幅１５０mm×厚さ１．９８mmブロックの３Ｍ−３１０タイプ（ミネソタ州Minneapolis のMinnesota Mining and Manufacturing Co.）アルミナ−炭化チタンを、多数のスライスに切断することを含む。各スライスの前に、砥石は、スライスあたり単１目直しパスおよび目直しスティック幅１９mm（比較例１については１２．７mm）が用いられたことを除いて表１に示されるように目直しされた。砥石は外径１０６．９３mmの２つの金属支持スペーサの間に搭載された。砥石速度は７５００回転／分（比較例１については９０００回転／分）であった。送り速度１００mm／分および切断深さ２．３４mmが用いられた。切断は２．８kg／cm2 の圧力で１．５８mm×８５．７mmの長方形ノズルより流出される、さび止め剤５％で安定化された脱ミネラル水の５６．４Ｌ／分流により冷却された。
【００３４】
切断の結果は表２に示される。新規な砥石はすべての切断性能基準について良好に遂行する。たとえば、第２シリーズのスライスについて、最大チップの大きさは、比較例の砥石の大きさよりも小さく、第４シリーズのスライスにおいて７μｍまでの低下を継続した。切削真直度は比較例の砥石よりも良好であり、砥石磨耗は比較例１と同等であった。さらに注目すべきことは、比較例１の砥石は２０％高い回転速度で操作されることが必要であり、新規な砥石よりも約５２％高い動力を必要とした（約５２０Ｗ対約３４０Ｗ）ことである。
【００３５】
【表２】
2005040945.tif 000003
【００３６】
実施例３〜４および比較例２〜６
種々の砥石および結合剤組成物の剛性が試験された。ダイアモンド砥粒を有する、もしくは有さない金属微粉末が表３に示される割合で一緒にされ、実施例のように均一組成にするために混合された。引張り試験試料は、外界温度で４１４〜６２０MPa （３０〜４５Tons／in2 ）の範囲の圧力下、１０秒間、ドッグボーン形状型内で組成物を圧縮することにより製造され、ついで実施例１に述べるように真空下で焼結された。試験試料は音波係数（ｓｏｎｉｃ  ｍｏｄｕｌｕｓ）分析およびＭｏｄｅｌ  ３４０４  Ｉｎｓｔｒｏｎ引張試験機による標準的な引張係数測定に供された。結果は表３に示される。新規な砥石の引張り係数（実施例３）は１００GPa をはるかに超え、従来の薄い砥石の係数（比較例２および４）よりも顕著に高かった。
【００３７】
実施例４は、剛性増強金属含有焼結金属が比較例３および５の従来の結合剤組成物に比べて著しく高い剛性を生ずることを示す。この高い焼結結合剤組成物は、研磨工具全体の高剛性の大きな原因となると考えられる。さらに、本発明のニッケル／スズ／剛性増強剤組成物は結合強度、焼結密度もしくは他の砥石製造特性を犠牲にすることなく優れた剛性を付与する。このように新規な結合剤組成物は、研磨工具、および非常に硬い工作物を切断するための特に薄い砥石を製造するのに有用である。
【００３８】
【表３】
2005040945.tif 000004
【００３９】
実施例５
スズ粉末１４％、ニッケル粉末４８％およびタングステン粉末３８％の結合剤組成物試料が実施例３〜４におけるように調製され、弾性率について試験された。引張り係数は３０３GPa であった。比較すると、ニッケル、スズおよびタングステン元素は、それぞれ２０７，４１．３および４１０GPa の弾性率を有する。試料は砥粒を含まなかったが、この実施例はタングステンが３８％と少なくて剛性化されたニッケル／スズ結合剤により得ることのできる高い弾性率を示す。
本発明の特定の態様が実施例における例証のために選ばれ、先の説明は本発明のこれらの態様を説明する目的で特定の文言でなされたけれども、これらの説明は特許請求の範囲で規定される本発明の範囲を限定しようとするものではない。