高周波マグネトロンスパッタ法を用いた極微粒ダイヤモンド砥粒に対する表面改質

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650128
• Research Institution: Fukuoka Institute of Technology
• Principal Investigator: 仙波 卓弥 福岡工業大学, 工学部, 教授 (30154678)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤山 博一 福岡工業大学, 工学部, 講師 (50148912) ; 大森 舜二 福岡工業大学, 工学部, 教授 (00213869)
• Keywords: 高周波マグネトロンスパッタ法 / 極微粒ダイヤモンド砥粒 / 表面改質 / レジンボンドホイール / 電着工具 / 金型自由曲面 / 鏡面研削

Research Abstract

研削加工を行うことによって金型の自由曲面を高精度でしかも平滑に仕上げるためには,耐摩耗性に優れた極微粒の研削工具を用いる必要がある.本研究では極微粒のダイヤモンド砥粒に金属酸化物を高周波スパッタすることよって結合剤と接触する砥粒の表面積を増加させ,砥粒と結合剤との結合強度を上げることを試みた.また砥粒の表面を金属酸化物で被覆することによって砥粒表面の等電点を変化させ,めっき液中でのダイヤモンド砥粒の二次凝集を防止することによって高集中度の多層電着工具を新たに開発することを試みた.平成10年度に得られた研究の成果は以下のように整理される.
1) 砥粒の表面に高周波スパッタされる金属酸化皮膜の凹凸は真空度が増すに従って減少する.真空度を5×10^<-2>Pa以上の高真空に保った場合には,20nmRy程度の微細な凹凸を持つ皮膜で砥粒の表面を被覆することができる.
2) 表面改質を行っていない市販の砥粒を用いた場合に比べると,酸化珪素を高周波スパッタした砥粒の表面をさらにシランカップリング剤で被覆した砥粒を用いた場合には,機械的な投錨効果によってホイールの損耗を50%程度,機械的な投錨効果と化学結合の相乗効果によってホイールの損耗を75%程度減らすことができる.
3) pHが4.5〜5のめっき液に等電点が3〜4の範囲にある市販の砥粒を分散させると二次凝集が発生し,砥粒密度にむらが生じるために電着工具の集中度を上げることが困難である.これに対してダイヤモンド砥粒の表面を酸化アルミナで被覆すると砥粒の等電点が7.4〜8.6に変化するためにめっき液中での砥粒の二次凝集を防止することが可能であり,電着工具の集中度を上げることができる.

Research Products

• [Publications] 仙波 卓弥 ほか4名: "ダイヤモンド砥粒や総合剤に対する改質と高詰合度・砥微粒レジンボンドホイールの開発" 日本機械学会論文集C編. 64-624. 432-439 (1998)
• [Publications] Takuya SEMBA et al.: "Deyglopment of Resin-Bonded Diamond Wheels with Improved Wear Resistance Using Surface Modified Fine Grarns Treated by RFMS." Annals of the CIRP. 47・1. 75-82 (1998)