外刃切割砂轮及其制造方法技术

本发明专利技术涉及外刃切割砂轮及其制造方法，该外刃切割砂轮，包含硬质合金的环形薄圆片基底，该环形薄圆片基底的外径为80‑200mm，内径为30‑80mm，厚度为0.1‑1.0mm，及位于该基底的外周缘的刃部，刃部包含与杨氏模量为0.7‑4.0×10

External cutting grinding wheel and manufacturing method thereof

The present invention relates to outer blade cutting wheel and its manufacturing method, the outer blade cutting wheel, ring containing hard alloy thin wafer substrate, the substrate of the thin circular ring diameter of 80 200mm, diameter of 30 80mm, thickness of 0.1 1.0mm, and on the base of the outer periphery of the cutting part of the blade. Contains and the young's modulus is 0.7 4 x 10

【技术实现步骤摘要】
外刃切割砂轮及其制造方法本申请是申请日为2008年12月26日、申请号为200810107465.1、专利技术名称为“外刃切割砂轮及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于切割稀土烧结磁体的外刃切割砂轮，以及制造该外刃切割砂轮的方法。
技术介绍
用于切割稀土烧结磁体的外刃切割砂轮在JP-A9-174441、JP-A10-175171和JP-A10-175172中都有公开，这些外刃切割砂轮包含硬质合金基底，所述基底具有用酚醛树脂等将金刚石磨粒粘结在其上的外缘。由于金刚石磨粒粘结在硬质合金基底上，因此基底在机械强度方面相对于现有技术的合金工具钢和高速钢得到提高，从而提高了机加工精度。并且通过使用硬质合金基底减少刃的厚度，改善了机加工产率并提高了机加工速度。虽然这种使用了硬质合金基底的切割砂轮显示出优于现有技术外刃切割砂轮的切割性能，但市场对减少切割砂轮成本提出了与日俱增的要求。希望具有胜过现有技术的外刃切割砂轮的新型高性能切割砂轮。尽管在机加工稀土永久磁体或烧结磁体中可以采用多种切割技术，包括外刃切割、内刃切割和线锯切割技术，然而最广泛使用外刃切割技术。由于外刃切割技术具有许多优点，包括廉价的切割砂轮、使用硬金属刃时的可接受的切割公差、高精度、较高的机加工速度和大规模制造，因此该技术被广泛地应用在稀土烧结磁体的切割中。用于外刃切割的传统切割砂轮所使用的基底由钢合金材料制成，如本领域中的合金工具钢（如JIS中的SKD级）和高速钢。然而，在JP-A9-174441、JP-A10-175171和JP-A10-175172（专利技术人将这些内容做为现有技术）中公开了使用硬质合金基底的切割砂轮。通过使用钴或镍金属的结合材料基质对碳化钨（WC）磨粒烧结胶结制成的硬质合金，是杨氏模量高达450-700GPa的坚固材料，比杨氏模量为约200GPa的钢合金材料强度显著更大。高杨氏模量意味着减小刃在切割力（或者切割阻力）下的变形量。反过来又意味着在同样的切割力下，刃的弯曲减小，意味着在同样的刃弯曲下，即使刃的厚度减小也可以保证同样的切割精度。虽然作用在刃的每单位面积上的切割力基本保持不变，但是由于刃厚度变小，作用在刃上的总切割力变小。在多道机加工过程中，磁体块一次被包含多个切割砂轮的切割装置机加工成多片，作用在切割装置上的总切割力减小。这对于相同功率的马达可使切割砂轮数目增加，或者对于相同数目的切割砂轮使切割力减小，从而节省了马达功率。如果马达功率相对于切割力具有富余，则可以加快切割砂轮装置的前进以缩短所需的切割时间。使用高模量的硬质合金基底显著改善了外刃切割的生产能力。然而，随着制造商进入激烈地追求低成本的竞争中，市场对稀土烧结磁体的需求日益增加。对于稀土永久磁体材料的有效利用率，切割公差越小，材料利用效率越高。机加工速度越快，生产能力提高越多。这样就希望有一种外刃切割砂轮，尽管它的刃厚度比当前的硬质合金基底的切割砂轮的刃厚度小，但还能够提供高模量和高精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种外刃切割砂轮及其制造方法，该外刃切割砂轮能够以高精度和低公差进行切割，同时增加机加工产率，并降低机加工成本。本专利技术涉及一种外刃切割砂轮，其包含硬质合金制成的基底。具有较高强度和较高模量的金属结合材料用来将包含金刚石磨粒、CBN磨粒，或者金刚石磨粒与CBN磨粒的混合物的磨粒粘结到基底的外缘，由此改善刃部的机械强度以及外刃切割砂轮的总体机机械刚性。因此本专利技术成功地减小了刃部的厚度，加快了切割速度。一方面，本专利技术提供了一种外刃切割砂轮，其包括：限定外周缘的外径为80-200mm，限定孔的内径为30-80mm，厚度为0.1到1.0mm的硬质合金环形薄圆片基底，和设置于该基底的外周缘上的刃部，其包含有用金属结合材料结合的磨粒，所述磨粒包含金刚石磨粒、CBN磨粒或者金刚石磨粒与CBN磨粒的混合物，金属结合材料的杨氏模量为0.7×1011-4.0×1011Pa，刃部的厚度比基底的厚度至少大0.01mm。在优选实施方案中，金属结合材料的维氏硬度为100-550，密度为2.5-12g/cm3。典型地，金属结合材料包括选自Ni、Fe、Co、Cu和Sn中的至少一种金属、包含上述金属中的至少两种的合金、或包含上述金属中的至少一种与磷的合金。在优选实施方案中，刃部通过电镀金属结合材料形成，使得金属结合材料在将磨粒与其结合时沉积于基底的外周缘上。更优选地，通过电镀沉积于基底上的金属结合材料的内部残余应力为-2×108到2×108Pa。在另一个优选实施方案中，刃部通过钎焊磨粒而形成，使得金属结合材料在将磨粒与其结合时固着于基底的外周缘。第二方面，本专利技术提供一种制造外刃切割砂轮的方法，包括：提供具有限定外周缘的外径为80-200mm，内径为30-80mm，厚度为0.1-1.0mm的硬质合金环形薄圆片基底；以及将金属结合材料与磨粒一起电镀以便在所述基底的外周缘上沉积电镀层，在电镀层中磨粒与金属结合材料结合，所述磨粒包含金刚石磨粒、CBN磨粒或者金刚石磨粒与CBN磨粒的混合物，金属结合材料的杨氏模量为0.7×1011-4.0×1011Pa，该电镀层的厚度比基底的厚度大至少0.01mm，并且被用做刃部。优选地，通过电镀沉积在基底上的金属结合材料的内部残余应力为-2×108到2×108Pa。第三个方面，本专利技术提供一种制造外刃切割砂轮的方法，包括：提供具有限定外周缘的外径为80-200mm，内径为30-80mm，厚度为0.1-1.0mm的硬质合金环形薄圆片基底；以及将磨粒与金属结合材料钎焊到基底的外周缘上以形成层，在该层中磨粒与金属结合材料结合，所述磨粒包含金刚石磨粒、CBN磨粒或者金刚石磨粒与CBN磨粒的混合物，金属结合材料的杨氏模量为0.7×1011-4.0×1011Pa，该层的厚度比基底的厚度大至少0.01mm，并且被用做刃部。在优选实施方案中，金属结合材料的维氏硬度为100-550，密度为2.5-12g/cm3。典型地，金属结合材料包含选自Ni、Fe、Co、Cu和Sn中的至少一种金属，包含上述金属中的至少两种的合金，或上述金属中的至少一种与磷的合金。如
技术介绍
中所述，本领域中所使用的用于切割稀土烧结磁体的大多数外刃切割砂轮是树脂粘合的金刚石切割砂轮，其具有用酚醛树脂等粘结的金刚石磨粒。为了改善机加工稀土烧结磁体的产率和降低成本，期望减小外缘刃部的厚度，并且提高切割速度。为了满足这些需求，专利技术人关注用于将磨粒结合到硬质合金基底外周缘的结合材料。外刃切割砂轮基本由用作基轮的硬质合金基底和结合有磨粒的刃部组成。刃部包括金刚石磨粒、CBN磨粒或者金刚石磨粒与CBN磨粒的混合物形式的磨粒和用于将磨粒结合到基底的结合材料。结合材料的作用是保持住磨粒并将磨粒结合到基底上，使得在切割操作中可以承受旋转力和磨削阻力，从而实现对工件的切割。对结合材料的形式和作用进行描述。结合材料的一个重要作用就是使通过结合材料形成的刃部处于基底的外周缘上以跨越基底的外缘。刃部的跨越基底外缘的部分（或是结构）可以是磨粒与结合材料混合而成的研磨层，或是单独的结合材料层，这取决于工件材料的性质或切割目的。因此，刃部的厚度大于基底的厚度。采用的这样的形状是由于两个原因。一个原因是增加结合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
外刃切割砂轮，包括：限定外周缘的外径为80‑200mm、限定孔的内径为30‑80mm、且厚度为0.1‑1.0mm的硬质合金环形薄圆盘形式的基底，和设置于所述基底的外周缘上的刃部，所述刃部包含用金属结合材料结合的磨粒，所述磨粒包括金刚石磨粒、CBN磨粒或者金刚石磨粒与CBN磨粒的混合物，金属结合材料的杨氏模量为0.7×10

【技术特征摘要】
2007.12.28 JP 2007-3392121.外刃切割砂轮，包括：限定外周缘的外径为80-200mm、限定孔的内径为30-80mm、且厚度为0.1-1.0mm的硬质合金环形薄圆盘形式的基底，和设置于所述基底的外周缘上的刃部，所述刃部包含用金属结合材料结合的磨粒，所述磨粒包括金刚石磨粒、CBN磨粒或者金刚石磨粒与CBN磨粒的混合物，金属结合材料的杨氏模量为0.7×1011Pa-4.0×1011Pa，所述刃部的厚度比所述基底的厚度大至少0.01mm，其中，通过电镀金属结合材料使得金属结合材料在将磨粒与其结合时沉积于所述基底的外周缘上而形成所述刃部，且通过电镀沉积于所述基底上的金属结合材料的内部残余应力为-2×108Pa到2×108Pa。2.如权利要求1所述的外刃切割砂轮，其中所述金属结合材料的维氏硬度为100-550，密度为2.5-12g/cm3。3.如权利要求1所述的外刃切割砂轮，其中所述金属结合材料包含选自Ni、Fe、Co、Cu和Sn中的至少一种金属、包含上述金属中的至少两种的合金、或包含上述金属中的至少一种与磷的合金。4.如权利要求1所述的外刃切割砂轮，其中，所述金属结合材料包含选自如下组的合金：含有Zn或S的Ni，Ni-Sn合金，Ni-P合金，和Ni-Mn合金。5.如权利要求1所述的外刃切割砂轮，其中，所述金属结合材料包含选自如下组的合金：...

【专利技术属性】
技术研发人员：笠嶋匡树，美浓轮武久，山口隆治，佐藤孝治，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP