陶瓷结合剂超硬磨料砂轮制造技术

这种陶瓷结合剂超硬磨料砂轮具有芯部以及设置在芯部上的超硬磨粒层，其中：超硬磨粒层包含多个超硬磨粒和将多个超硬磨粒结合在一起的陶瓷结合剂；陶瓷结合剂包含多个结合剂桥，该结合剂桥位于多个超硬磨粒之间以将多个超硬磨粒结合在一起；至少80％的多个超硬磨粒通过结合剂桥结合到相邻的超硬磨粒上；并且在穿过超硬磨粒层的截面中，至少90％的多个结合剂桥的厚度最大为超硬磨粒的平均粒径，并且长度大于该厚度。

Ceramic bonded superhard abrasive wheel

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷结合剂超硬磨料砂轮
本专利技术涉及陶瓷结合剂超硬磨料砂轮。本申请要求基于在2017年10月11日提交的日本专利申请No.2017-197407的优先权。该日本专利申请的全部内容通过引用方式并入本文。
技术介绍
此前，在(例如)日本专利特开No.2002-224963(专利文献1)中公开了陶瓷结合剂超硬磨料砂轮。引用列表专利文献专利文献1：日本专利特开No.2002-224963
技术实现思路
根据本专利技术的一种陶瓷结合剂超硬磨料砂轮包括：芯部；以及设置在芯部上的超硬磨粒层，其中超硬磨粒层包含多个超硬磨粒和结合多个超硬磨粒的陶瓷结合剂，并且陶瓷结合剂具有多个结合剂桥，结合剂桥位于多个超硬磨粒之间以结合多个超硬磨粒，80％以上的多个超硬磨粒通过结合剂桥结合到与其相邻的超硬磨粒上，并且在超硬磨粒层的截面中，90％以上的多个结合剂桥的厚度为超硬磨粒的平均粒径以下，并且长度大于该厚度。附图说明图1为根据第一实施方案的陶瓷结合剂超硬磨料砂轮的超硬磨粒层的示意图。图2为根据第二实施方案的陶瓷结合剂超硬磨料砂轮的超硬磨粒层的示意图。图3为根据第二实施方案的陶瓷结合剂超硬磨料砂轮的超硬磨粒层的示意图。具体实施方式[本公开要解决的问题]在常规技术中，存在诸如寿命短的问题。因此，作出了本专利技术以解决上述问题，并且本专利技术的目的是提供一种具有长寿命的陶瓷结合剂超硬磨料砂轮。[实施方案的描述]将描述本专利技术的实施方案。根据本专利技术的一个实施方案的陶瓷结合剂超硬磨料砂轮包括：芯部；以及设置在芯部上的超硬磨粒层，其中超硬磨粒层包含多个超硬磨粒和结合多个超硬磨粒的陶瓷结合剂，并且陶瓷结合剂具有多个结合剂桥，结合剂桥位于多个超硬磨粒之间以结合多个超硬磨粒，80％以上的多个超硬磨粒通过结合剂桥结合到与其相邻的超硬磨粒上，并且在超硬磨粒层的截面中，90％以上的多个结合剂桥的厚度为超硬磨粒的平均粒径以下，并且长度大于该厚度。超硬磨粒层可以包含20体积％以上60体积％以下的超硬磨粒。通过将超硬磨粒的比率设定在该范围内，可以进一步提高锐度。在超硬磨粒层中，陶瓷结合剂、超硬磨粒和孔合计的体积比为99％以上。当体积比在该范围内时，杂质的量小，并且可以进一步延长超硬磨粒层的寿命。上述体积比优选为99.5％以上，并且更优选为99.9％以上。最优选地，超硬磨粒层仅由陶瓷结合剂、超硬磨粒、孔和不可避免的杂质组成。陶瓷结合剂可以包含30质量％以上60质量％以下的SiO2、2质量％以上20质量％以下的Al2O3、10质量％以上40质量％以下的B2O3、1质量％以上10质量％以下的RO(RO为选自CaO、MgO和BaO中的至少一种氧化物)以及2质量％以上5质量％以下的R2O(R2O为选自Li2O、Na2O和K2O中的至少一种氧化物)。陶瓷结合剂超硬磨料砂轮除了用于切削和加工由诸如SiC、GaN或蓝宝石之类的硬质脆性材料制成的晶圆以外，还用于切削和加工由诸如硅或LT(钽酸锂)之类的脆性材料制成的晶圆。陶瓷结合剂砂轮通常用于磨削半导体晶圆等。在陶瓷结合剂超硬磨料砂轮中，通过主要由二氧化硅等组成的陶瓷结合剂材料结合磨粒，因此，磨粒保持力强，并且能够进行长时间的磨削。然而，因为磨粒保持力高并且自锐作用不足，所以随着磨削的持续，磨削阻力值变高。因此，磨削阻力值可能不稳定。在专利文献1中公开的陶瓷结合剂超硬磨料砂轮中，控制了孔径并且使用了具有特定组成的陶瓷结合剂。因此，在磨削诸如PCD(多晶金刚石)之类的难磨削材料时，可牢固地保持磨粒，并且可将脱落的磨粒保持在孔部分中，从而防止在加工表面上形成条纹。在加工诸如PCD之类的难磨削材料时，为了维持优异的锐度，在磨削的同时进行超硬磨粒层的修整。在半导体晶圆等的加工中，在安装有砂轮的机器上进行修整后，要求在不修整的情况下长时间维持优异的锐度，并且要求砂轮具有长寿命。为了能够使陶瓷结合剂超硬磨料砂轮能够进行长时间磨削，本专利技术人进行了深入研究。结果本专利技术人发现，陶瓷结合剂的分散状态会影响陶瓷结合剂超硬磨料砂轮的性能。在常规的陶瓷结合剂超硬磨料砂轮中，由陶瓷结合剂牢固地保持超硬磨粒。然而，超硬磨粒和陶瓷结合剂的分散状态存在较大的变化。当这种砂轮用于磨削半导体晶圆等时，自锐作用不能很好地持续，这可能导致锐度的劣化，或者超硬磨粒和陶瓷结合剂的块体脱落，这可能导致砂轮的寿命缩短。本专利技术人发现，通过解决上述问题，可以提供这样的陶瓷结合剂超硬磨料砂轮，其可以实现长时间持续的优异锐度和长寿命。具体而言，通过使超硬磨粒和陶瓷结合剂的分布尽可能地均匀，并且使结合超硬磨粒的陶瓷结合剂的厚度减小以便在不产生过高结合力的情况下适当地进行自锐作用，从而可以提供能够实现优异的锐度以及长寿命的超硬磨粒层。图1为根据第一实施方案的超硬磨粒层的截面图。在图1中，在两个超硬磨粒11和12之间存在单个结合剂桥21。将相邻的两个超硬磨粒11和12之间的最短距离(箭头101的长度)定义为“厚度”。将在厚度的中间点处在结合剂桥21中延伸的厚度的法线的长度(箭头102的长度)定义为“长度”。陶瓷结合剂20具有结合剂桥21。在超硬磨粒层1中不仅存在图1所示的结合剂桥21，而且还存在多个结合剂桥21。图2为根据第二实施方案的超硬磨粒层的截面图。在图2中，当多个结合剂桥21一体化时，对于各超硬磨粒，限定结合剂桥21的厚度和长度。在超硬磨粒11和超硬磨粒12之间，虚线31表示连接超硬磨粒11和12的一侧的最外周的外接直线，并且虚线32表示连接超硬磨粒11和12的另一侧的最外周的外接直线。将超硬磨粒11和12之间的最短距离(箭头101的长度)定义为结合剂桥21的厚度，并且将在厚度的中间点处在虚线31和32之间延伸的厚度的法线的长度(箭头102的长度)定义为结合剂桥21的长度。将由虚线31和32包围的区域视为结合剂桥21。图3为根据第二实施方案的超硬磨粒层的截面图。在超硬磨粒13和超硬磨粒12之间，虚线31表示连接超硬磨粒11和12的一侧的最外周的外接直线，并且虚线32表示连接超硬磨粒13和12的另一侧的最外周的外接直线。将超硬磨粒13和12之间的最短距离(箭头101的长度)定义为结合剂桥21的厚度，并且将在厚度的中间点处在虚线31和32之间延伸的厚度的法线的长度(箭头102的长度)定义为结合剂桥21的长度。将由虚线31和32包围的区域视为结合剂桥21。超硬磨粒11、12和13的平均粒径各自优选为0.1μm至100μm。超硬磨粒11、12和13各自为金刚石或CBN。[陶瓷结合剂的成分]陶瓷结合剂20的成分没有特别地限制。例如，陶瓷结合剂20包含30质量％以上60质量％以下的SiO2、2质量％以上20质量％以下的Al2O3、10质量％以上40质量％以下的B2O3、1质量％以上10质量％以下的RO(RO为选自CaO、MgO和BaO中的至少一种氧化物)以及2质量％以上5质量％以下的R2O(R2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷结合剂超硬磨料砂轮，包括：/n芯部；以及/n设置在所述芯部上的超硬磨粒层，其中/n所述超硬磨粒层包含多个超硬磨粒和结合所述多个超硬磨粒的陶瓷结合剂，并且所述陶瓷结合剂具有多个结合剂桥，所述结合剂桥位于所述多个超硬磨粒之间以结合所述多个超硬磨粒，/n在所述超硬磨粒层的截面中，80％以上的所述多个超硬磨粒通过所述结合剂桥结合到与其相邻的所述超硬磨粒上，并且/n在所述超硬磨粒层的截面中，90％以上的所述多个结合剂桥的厚度为所述超硬磨粒的平均粒径以下，并且长度大于所述厚度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171011 JP 2017-1974071.一种陶瓷结合剂超硬磨料砂轮，包括：
芯部；以及
设置在所述芯部上的超硬磨粒层，其中
所述超硬磨粒层包含多个超硬磨粒和结合所述多个超硬磨粒的陶瓷结合剂，并且所述陶瓷结合剂具有多个结合剂桥，所述结合剂桥位于所述多个超硬磨粒之间以结合所述多个超硬磨粒，
在所述超硬磨粒层的截面中，80％以上的所述多个超硬磨粒通过所述结合剂桥结合到与其相邻的所述超硬磨粒上，并且
在所述超硬磨粒层的截面中，90％以上的所述多个结合剂桥的厚度为所述超硬磨粒的平均粒径以下，并且长度大于所述厚度。


2.根据权利要求1所述的陶瓷结合剂超硬磨料砂...

【专利技术属性】
技术研发人员：网野修一，石津智广，
申请(专利权)人：联合材料公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP