JPH10337669A - Grinding wheel and its manufacture - Google Patents
Grinding wheel and its manufactureInfo
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- JPH10337669A JPH10337669A JP14786197A JP14786197A JPH10337669A JP H10337669 A JPH10337669 A JP H10337669A JP 14786197 A JP14786197 A JP 14786197A JP 14786197 A JP14786197 A JP 14786197A JP H10337669 A JPH10337669 A JP H10337669A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、多種類の研削、
研磨又はポリッシングの対象物に使用することを目的と
した砥石及びその製造方法に関するものである。The present invention relates to various types of grinding,
The present invention relates to a grindstone intended for use as an object to be polished or polished, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体の素材として使用されるシリコン
ウエハー等の表面研磨やポリッシングには無機砥粒その
ものを供給する、いわゆる遊離砥粒による方法が行われ
ている。また、その他の研削や研磨には、結合剤(バイ
ンダー)により無機砥粒を固定化した固定砥石による方
法が行われている。この固定砥石には例えば、溶融アル
ミナ、炭化ケイ素等の無機砥粒を長石等の無機質の結合
剤により1300℃以下で焼成したビトリファイド砥石
と、無機砥粒をフェノール樹脂等の有機質の結合剤によ
り300℃以下で結合したレジノイド砥石と、金属を結
合剤に用いてダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素(cB
N)を焼成した砥石とに分けられる。2. Description of the Related Art For polishing or polishing the surface of a silicon wafer or the like used as a semiconductor material, a method using so-called free abrasive grains, which supplies inorganic abrasive grains themselves, has been used. For other grinding and polishing, a method using a fixed whetstone in which inorganic abrasive grains are fixed with a binder is used. For example, a vitrified grindstone obtained by firing inorganic abrasive grains such as fused alumina and silicon carbide at 1300 ° C. or less with an inorganic binder such as feldspar, A diamond or cubic boron nitride (cB
N) is divided into burnt stones.
【0003】これらの方法は、常に対象物に適した仕上
げ精度、経済性等を考慮して最適条件を見出すための検
討がなされてきた。In these methods, studies have been made to find optimum conditions in consideration of finishing accuracy, economy, etc., which are always suitable for an object.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記遊離砥
粒による方法においては、表面研磨やポリッシングの
際、砥粒が容易に流れ出すことから、砥粒の使用量が多
いといった経済的見地からの問題、研磨を行った際に生
ずる砥粒の飛散等の職場環境の問題、濁度の高い廃水の
清澄化という廃水処理における問題といった種々の問題
があった。However, in the method using the loose abrasives, since the abrasives easily flow during surface polishing or polishing, there is a problem from an economic point of view that a large amount of the abrasives is used. There have been various problems such as problems in the workplace environment such as scattering of abrasive grains generated during polishing, and problems in wastewater treatment such as clarification of highly turbid wastewater.
【0005】一方、従来の固定砥石は砥粒が結合剤を介
して固定状態で形成されていることから、その結合剤に
よる目詰まりや研磨焼けが多い。さらに、無機物や有機
物等の結合剤による固定砥石の製造においては、超微粉
砥粒(0.02〜15μm)を使用する場合砥粒の均一
分散化が極めて困難である。つまり、硬い砥石を製造す
る場合、結合剤が多く必要とされ、相対的に砥粒が少な
くなって砥粒の分散性が低下する。また、砥粒が微粉の
場合、結合剤の粒径が砥粒の粒径より大きくなって砥粒
の粒子間に結合剤が介在する構造を取り得ず、砥粒の機
能を実質的に果たすことができなくなる。その上、異な
る種類の砥粒の粉末の調合においては均一に混合しにく
く、乾燥収縮率が大きい。しかも、砥粒粉末と結合剤の
混合に際しても結合剤の使用量が多いなどという問題が
あった。On the other hand, in the conventional fixed grindstone, since the abrasive grains are formed in a fixed state via a binder, clogging and burning due to the binder often occur. Further, in the production of a fixed grindstone using a binder such as an inorganic substance or an organic substance, it is extremely difficult to uniformly disperse the abrasive grains when using ultrafine abrasive grains (0.02 to 15 μm). That is, when a hard grindstone is manufactured, a large amount of a binder is required, and the abrasive grains are relatively reduced, and the dispersibility of the abrasive grains is reduced. In addition, when the abrasive particles are fine powder, the particle size of the binder is larger than the particle size of the abrasive particles, and a structure in which the binder is interposed between the particles of the abrasive particles cannot be obtained, and the function of the abrasive particles is substantially performed. Can not be done. In addition, it is difficult to uniformly mix powders of different types of abrasive grains, and the dry shrinkage is large. In addition, there is a problem that a large amount of the binder is used when mixing the abrasive powder and the binder.
【0006】加えて、これら従来の方法によって製造し
た砥石は、研削又は研磨が施された被研磨物の表面に研
磨傷が付くスクラッチ、削り屑が砥石使用面に熔着して
研削能力が低下する目詰まり及び砥石の目がつぶれる研
磨焼け等が発生するという問題があった。[0006] In addition, the grinding wheels manufactured by these conventional methods have a reduced grinding ability due to scratches and shavings that cause polishing scratches on the surface of the polished workpiece that has been ground or polished, and which are welded to the grinding wheel use surface. There is a problem that clogging occurs and polishing burns in which the eyes of the grindstone are crushed occur.
【0007】この発明は、このような従来技術に存在す
る問題に着目してなされたものである。その目的とする
ところは、砥粒の分散性や均一性を高めることにより、
密度を向上させ、強度を確保することができ、研削、研
磨、ポリッシング等において、研磨焼け、目詰まり、ス
クラッチ等を抑制できる砥石及びその製造方法を提供す
ることにある。The present invention has been made by paying attention to such problems existing in the prior art. The aim is to increase the dispersibility and uniformity of the abrasive grains,
An object of the present invention is to provide a grindstone capable of improving density, securing strength, and suppressing burn, clogging, and scratching in grinding, polishing, polishing, and the like, and a method for manufacturing the same.
【0008】この発明のその他の目的は、研削、研磨工
程において、精度の向上、より高度な鏡面化、砥粒の飛
散を減少させて作業環境の向上を達成することができる
とともに、製造コストの低減を図ることができる砥石及
びその製造方法を提供することにある。Another object of the present invention is to improve the working environment by improving the precision, achieving a higher degree of mirror finish, and reducing the scattering of abrasive grains in the grinding and polishing steps, and at the same time reducing the manufacturing cost. An object of the present invention is to provide a grindstone that can be reduced and a manufacturing method thereof.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明の砥石は、無機砥粒の焼成
体のみにより構成したものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the grinding wheel according to the first aspect of the present invention comprises only a sintered body of inorganic abrasive grains.
【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の砥石において、収縮率を1.0%以下に設定したもの
である。請求項3に記載の発明の砥石の製造方法は、焼
成により消失する分散剤を含有する無機砥粒を鋳込成形
法又は加圧成形法により所定形状に成形し、その成形物
を乾燥後、焼成するものである。According to a second aspect of the present invention, in the grinding wheel according to the first aspect, the shrinkage is set to 1.0% or less. The manufacturing method of the grinding wheel according to the invention according to claim 3 is to form an inorganic abrasive containing a dispersant that disappears by firing into a predetermined shape by a casting method or a pressure forming method, and after drying the formed product, It is to be fired.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て詳細に説明する。砥石は、実質上無機砥粒の焼成体の
みにより構成されている。この砥石の製造方法は、ま
ず、研削、研磨又はポリッシング対象物との適合性を考
慮して選択された無機砥粒原料に対し、水及び分散剤又
はアルコール、キシレン等の有機溶剤と分散剤が添加さ
れて、砥粒が分散状態にあるスラリーが作製される。な
お、ポリッシングは、鏡面研磨などの研磨精度の高い研
磨をいう。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The grindstone is substantially composed of only a sintered body of inorganic abrasive grains. In the method of manufacturing this grindstone, first, water and a dispersant or an alcohol, an organic solvent such as xylene, and a dispersant are used for an inorganic abrasive raw material selected in consideration of compatibility with an object to be ground, polished or polished. When added, a slurry in which the abrasive grains are in a dispersed state is produced. Polishing refers to polishing with high polishing accuracy such as mirror polishing.
【0012】このスラリーは、ボールミルを使用して混
合、攪拌され、スラリー中の無機砥粒粒子が均一に分散
化される。そして、スラリーは、真空状態において脱
気、攪拌後、鋳込成形法又は加圧成形法で所定形状に成
形される。次いで、その成形物は、乾燥された後、焼成
により形状が固定化され、所望とする砥石が製造され
る。The slurry is mixed and stirred using a ball mill, and the inorganic abrasive particles in the slurry are uniformly dispersed. Then, the slurry is formed into a predetermined shape by a casting method or a pressure forming method after deaeration and stirring in a vacuum state. Next, the molded product is dried and then fixed in shape by baking to produce a desired grindstone.
【0013】前記砥石に使用される無機砥粒原料は、研
削、研磨又はポリッシング対象物との適合性を考慮して
選択される。具体的には、ダイヤモンドをはじめとし、
炭化ホウ素(B4 C)、立法晶窒化ホウ素(cBN)、
窒化ホウ素(BN)、炭化チタン(TiC)、ホウ化チ
タン(TiB)、酸化アルミニウム(Al2 O3 )、酸
化チタン(TiO2 )、炭化ジルコニウム(ZrC)、
炭化ニオブ(NbC)、炭化タンタル(TaC)、炭化
クロム(Cr3 C2 )、窒化ケイ素(Si3 N 4 )、酸
化ジルコニウム(ZrO2 )、窒化アルミニウム(Al
N)、窒化タンタル(TaN)、酸化ケイ素(Si
O2 )、酸化イットリウム(Y2 O3 )、炭化ケイ素
(SiC)、酸化第2鉄(Fe2 O3 )、酸化セリウム
(CeO2 )、酸化バリウム(BaO)、酸化クロム
(CrO2 )及び骨灰(3CaO・P2 O 5 )等が挙げ
られる。[0013] The raw material of the inorganic abrasive used in the grinding stone is
Considering compatibility with the object to be ground, polished or polished
Selected. Specifically, starting with diamonds,
Boron carbide (BFourC), cubic boron nitride (cBN),
Boron nitride (BN), titanium carbide (TiC), boride
Tan (TiB), aluminum oxide (AlTwoOThree),acid
Titanium chloride (TiOTwo), Zirconium carbide (ZrC),
Niobium carbide (NbC), Tantalum carbide (TaC), Carbonized
Chrome (CrThreeCTwo), Silicon nitride (SiThreeN Four),acid
Zirconium (ZrO)Two), Aluminum nitride (Al
N), tantalum nitride (TaN), silicon oxide (Si)
OTwo), Yttrium oxide (YTwoOThree), Silicon carbide
(SiC), ferric oxide (Fe)TwoOThree), Cerium oxide
(CeOTwo), Barium oxide (BaO), chromium oxide
(CrOTwo) And bone ash (3CaO · P)TwoO Five)
Can be
【0014】無機砥粒原料はこれらの化合物のうちから
1種又は2種以上が適宜選択して使用される。この場
合、酸化セリウム、酸化イットリウム等の希土類元素を
含有していることが、得られる砥石が比較的軟らかく、
研磨対象物を傷付けるおそれが少ないために望ましい。
この無機砥粒原料の粒径は、0.02〜15μmの超微
粉から微粉に相当する範囲内であることがポリッシング
などを行うために望ましい。As the inorganic abrasive raw material, one or more of these compounds are appropriately selected and used. In this case, cerium oxide, containing a rare earth element such as yttrium oxide, the resulting grindstone is relatively soft,
This is desirable because there is little risk of damaging the object to be polished.
The particle size of the inorganic abrasive raw material is desirably in the range from 0.02 to 15 μm from ultrafine powder to fine powder in order to perform polishing or the like.
【0015】前記分散剤は、砥粒を分散させて安定なス
ラリーを作るために、ポリカルボン酸アンモニウム塩を
主成分とするものが好ましく用いられる。分散剤の添加
量は、研削、研磨ポリッシング対象物に対応させて変更
される。なお、この分散剤は、焼成時、550℃付近で
消失する。As the dispersant, those having an ammonium polycarboxylate as a main component are preferably used in order to disperse abrasive grains to form a stable slurry. The amount of the dispersant added is changed according to the object to be ground or polished. The dispersant disappears at around 550 ° C. during firing.
【0016】前記水の添加量は、研削、研磨又はポリッ
シング対象物に対応させて、スラリー中に10〜30重
量%の範囲内で調整される。前記ボールミルは、スラリ
ーの混合、攪拌のために使用される。このとき、ボール
ミルの条件は、無機砥粒粒子の均一分散、流動性及び成
形時の密度を考慮し、ボールの材質、径、重量等が選択
される。The amount of the water to be added is adjusted within the range of 10 to 30% by weight in the slurry in accordance with the object to be ground, polished or polished. The ball mill is used for mixing and stirring the slurry. At this time, the conditions of the ball mill are selected in consideration of the uniform dispersion, the fluidity, and the density at the time of molding of the inorganic abrasive particles, and the material, diameter, weight and the like of the ball are selected.
【0017】前記鋳込成形法は、溶媒を10〜30重量
%含有するスラリーを使用し、石膏型を用いて成形する
方法である。前記加圧成形法は、溶媒10〜30重量%
に仕上げられたスラリーに対して、さらに30〜55重
量%の濃度になるまで溶媒で希釈し、圧縮性又は加圧作
業性の向上と、生強度、焼結体強度の向上を図るための
消泡剤、滑剤、保型剤等が添加される。これらを混合攪
拌後にスプレードライヤーにて150〜230℃で数秒
間加熱乾燥することにより、造粒が行われる。その後、
それら顆粒を成形型に入れ、50〜1000kg/cm2 の
範囲の圧力で加圧することにより、所望形状の成形物が
得られる。この加圧成形法においては、大型のものの生
産が容易でないため、通常は、鋳込成形法により成形作
業を行う。The above-mentioned casting method is a method in which a slurry containing 10 to 30% by weight of a solvent is used and is formed using a gypsum mold. The pressure molding method is such that the solvent is 10 to 30% by weight.
The finished slurry is further diluted with a solvent to a concentration of 30 to 55% by weight to improve the compressibility or press workability and the green strength and sintered body strength. A foaming agent, a lubricant, a shape retention agent and the like are added. After mixing and stirring, the mixture is heated and dried at 150 to 230 ° C. for several seconds with a spray drier to perform granulation. afterwards,
The granules are placed in a mold and pressurized at a pressure in the range of 50 to 1000 kg / cm 2 to obtain a molded product having a desired shape. In this pressure molding method, since the production of a large product is not easy, the molding operation is usually performed by a cast molding method.
【0018】前記乾燥方法としては、成形物から水分を
除去するため、トンネル窯の排ガス、赤外線、高周波等
の熱源により、箱体、トンネル式、通気バンド式の乾燥
機を使用して行われる。The drying method is carried out by using a box-type, tunnel-type, or ventilation-band-type dryer using a heat source such as exhaust gas from a tunnel kiln, infrared rays, high frequency waves, or the like in order to remove moisture from the molded product.
【0019】前記焼成方法は、成形物を仮仕上げ後、6
00〜1800℃まで5〜48時間で昇温し、さらに同
温度で1〜10時間保持し、焼成させるものである。実
施形態における砥石は、シリコンウェハー、フェライ
ト、サファイヤ等のポリッシングに好適に使用される。
その場合、無機砥粒としては、酸化セリウム(Ce
O2 )、酸化ケイ素(SiO2 )、炭酸バリウム(Ba
CO3 )、酸化チタン(TiO2 )及び酸化アルミニウ
ム(Al2 O3 )等の1種又は2種以上が適宜選択して
使用される。また、焼成温度は600〜1200℃の範
囲に設定される。[0019] The above-mentioned firing method comprises the steps of:
The temperature is raised to 00 to 1800 ° C. in 5 to 48 hours, and further maintained at the same temperature for 1 to 10 hours, followed by firing. The grindstone in the embodiment is suitably used for polishing a silicon wafer, ferrite, sapphire, or the like.
In that case, cerium oxide (Ce)
O 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), barium carbonate (Ba)
One or more of CO 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) are appropriately selected and used. The firing temperature is set in the range of 600 to 1200 ° C.
【0020】以上のようにして製造される砥石は、従来
の結合剤を含有していないことから、その収縮率、すな
わち焼成前の成形物の重量に対する焼成後の砥石の重量
の比率は、砥粒の粒径が0.02〜2μmの場合、2.
5%以下という小さい値に設定される。また、砥粒の粒
径が2〜15μmの場合、1.0%以下というさらに小
さい値に設定される。このように、砥石の収縮率が小さ
いため、所定形状に成形された砥石の形状を維持するこ
とができる。Since the grinding wheel manufactured as described above does not contain a conventional binder, its shrinkage ratio, that is, the ratio of the weight of the grinding wheel after firing to the weight of the molded product before firing is determined by the grinding wheel. 1. When the particle diameter is 0.02 to 2 μm;
It is set to a small value of 5% or less. When the particle size of the abrasive grains is 2 to 15 μm, the value is set to a smaller value of 1.0% or less. Thus, since the shrinkage ratio of the grindstone is small, the shape of the grindstone formed into a predetermined shape can be maintained.
【0021】以上のように、この実施形態によれば、次
のような効果が発揮される。 ・ 実施形態の砥石においては、焼成後に残存する結合
剤を使用せず、焼成により消失する分散剤を使用して無
機砥粒が均一に分散される。このため、得られる砥石は
実質上無機砥粒の焼成体のみで形成され、密度が高く、
必要な強度を確保することができる。従って、対象物に
対応した無機砥粒を選択することにより、研磨時におけ
る砥石の目がつぶれる研磨焼け、目詰まり及び砥石によ
る引っ掻き傷であるスクラッチの発生を大幅に減少させ
ることができる。 ・ 実施形態の砥石においては、無機砥粒が焼成後に残
存する結合剤により結合されるものではなく、無機砥粒
が互いに結合して固定化した状態になっていることか
ら、研磨作業を行う場合に砥粒の飛散を減少させること
ができ、その周辺の環境を清浄に保つことができる。 ・ 実施形態の砥石においては、上記のように無機砥粒
が互いに結合して固定化した状態になっていることか
ら、砥石の摩耗が少なく、結果として砥石の消費量を削
減でき、製造コストの低減を図ることができる。 ・ 実施形態の砥石においては、原料の調整、焼成温度
等を制御することにより、得られる砥石を所望の吸水性
や、硬さに調整できる。 ・ 実施形態の砥石においては、微粉末の無機砥粒を使
用したり、異なった種類のスラリーを混合したりするこ
とにより、使用目的に合った組成や種類を有する新しい
スラリーを作製することができる。 ・ 実施形態の砥石においては、特に微粉末の無機砥粒
すなわち粒径が0.02〜2μmの場合、収縮率を2.
5%以下という小さい値に設定でき、粒径が2〜15μ
mの場合、収縮率を1.0%以下というさらに小さい値
に設定できる。このため、砥石を所定の形状に成形でき
るとともに、その形状を長期間にわたって維持すること
ができる。 ・ 実施形態の砥石においては、焼成により消失する分
散剤により流動性の極めて良いスラリーを得ることがで
きるため、無機砥粒粒子のうち大きなものが粒子相互の
摩擦により順次微粒子になる。そのため、鋳込成形時
に、最密充填に極めて近い状態の成形体を得ることがで
きる。 ・ 実施形態の砥石においては、無機砥粒粉末が均一に
分散するとともに、微細であることにより、砥石の密度
をより高く、焼成温度により硬さ及び強度を研磨対象物
に応じて適切に調整することができる。 ・ 実施形態の砥石においては、緻密な焼結体を容易に
得ることができるとともに、焼成工程において、一般的
な焼成後の硬さは昇温や保持時間により自由に制御する
ことができる。 ・ 実施形態の砥石は、吸水率を5〜40%、見掛け気
孔率を5〜60%、好ましくは20〜60%の範囲に設
定することができ、さらに多孔質の砥石を必要とする場
合には、使用する原料の種類により吸水率を高めること
が可能で、吸水性を有する砥石として有用である。As described above, according to this embodiment, the following effects are exhibited. In the whetstone of the embodiment, the inorganic abrasive grains are uniformly dispersed using a dispersant that disappears by firing without using a binder remaining after firing. For this reason, the obtained grindstone is formed substantially only of a sintered body of inorganic abrasive grains, and has a high density,
The required strength can be secured. Therefore, by selecting inorganic abrasive grains corresponding to the object, it is possible to greatly reduce the occurrence of polishing burns, clogging, and scratches, which are scratches caused by the grinding stone, during grinding. In the whetstone of the embodiment, when the polishing work is performed because the inorganic abrasive grains are not bonded by the binder remaining after firing, and the inorganic abrasive grains are bonded and fixed to each other. In addition, the scattering of abrasive grains can be reduced, and the surrounding environment can be kept clean. In the grindstone of the embodiment, since the inorganic abrasive grains are bonded and fixed as described above, the wear of the grindstone is small, and as a result, the consumption of the grindstone can be reduced, and the production cost can be reduced. Reduction can be achieved. -In the grindstone of the embodiment, the obtained grindstone can be adjusted to a desired water absorbency and hardness by controlling the adjustment of the raw material, the firing temperature, and the like. In the whetstone of the embodiment, a new slurry having a composition and a type suitable for the intended use can be produced by using fine powder inorganic abrasive grains or by mixing different types of slurries. . In the grindstone of the embodiment, the shrinkage rate is set to 2.
It can be set to a small value of 5% or less, and the particle size is 2 to 15μ.
In the case of m, the shrinkage can be set to a smaller value of 1.0% or less. Therefore, the whetstone can be formed into a predetermined shape, and the shape can be maintained for a long period of time. In the whetstone of the embodiment, since a slurry having extremely good fluidity can be obtained by the dispersant that disappears by baking, large ones of the inorganic abrasive particles are sequentially turned into fine particles due to friction between the particles. Therefore, at the time of casting, it is possible to obtain a molded body in a state very close to the closest packing. In the grindstone of the embodiment, while the inorganic abrasive powder is uniformly dispersed and fine, the density of the grindstone is higher, and the hardness and strength are appropriately adjusted according to the polishing object by the firing temperature. be able to. In the whetstone of the embodiment, a dense sintered body can be easily obtained, and in the firing step, the hardness after general firing can be freely controlled by raising the temperature or holding time. -The grindstone of the embodiment can set the water absorption in the range of 5 to 40% and the apparent porosity in the range of 5 to 60%, preferably 20 to 60%. Can increase the water absorption depending on the type of raw material used, and is useful as a grindstone having water absorption.
【0022】[0022]
【実施例】以下、実施例により、前記実施形態をさらに
具体的に説明する。 (実施例1)平均粒径0. 6μmの酸化アルミニウム
(Al2 O3 )粉末8320gに蒸留水1680g、ポ
リカルボン酸アンモニウム塩を主成分とする分散剤(中
京油脂製 セルナD−305)60g、さらに直径5mm
のジルコニア(ZrO2 )ボール6920gを加えたも
のを、10リットルのポリエチレン製ボールミル容器に
入れた。これを、48時間混合、攪拌し、さらに真空で
脱気及び攪拌を行いスラリーを作製した。[Examples] Hereinafter, the above embodiment will be described more specifically with reference to examples. (Example 1) 1680 g of distilled water and 60 g of dispersant (Celna D-305, manufactured by Chukyo Yushi) were added to 8320 g of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder having an average particle size of 0.6 μm, 5mm in diameter
Of zirconia (ZrO 2 ) balls were added to a 10-liter polyethylene ball mill container. This was mixed and stirred for 48 hours, and further degassed and stirred under vacuum to prepare a slurry.
【0023】このスラリーの粘度を、東京計器(株)の
B型粘度計で測定したところ(測定時の温度15. 6
℃)、見掛け粘度が1100cpsで、pHは9. 17
であった。The viscosity of the slurry was measured with a B-type viscometer of Tokyo Keiki Co., Ltd. (temperature at the time of measurement was 15.6).
° C), apparent viscosity is 1100 cps and pH is 9.17
Met.
【0024】さらに、得られたスラリーを石膏型(65
×65×6. 8cm)を用いて鋳込成形を行った。これ
を、乾燥後、1000℃まで14時間で昇温し、さらに
同温度で1時間保持する方法で焼成した。Further, the obtained slurry was converted into a gypsum mold (65
× 65 × 6.8 cm). After drying, the temperature was raised to 1000 ° C. in 14 hours and calcined by maintaining the temperature at the same temperature for 1 hour.
【0025】このとき、焼成による収縮率は、わずか
0. 3%以下で、焼成体の嵩比重は2. 584、見掛け
気孔率は33.3%、吸水率は12. 8%となり、良好
な特性を有する砥石を作製することができた。 (実施例2)平均粒径0. 9μmの酸化セリウム(Ce
O2 )粉末3225gに対して、平均粒径0. 6μmの
酸化アルミニウム(Al2 O3 )粉末1075g、蒸留
水700g、ポリカルボン酸アンモニウム塩を主成分と
する分散剤(中京油脂製 セルナD−305)40g、
直径の5mmジルコニア(ZrO2 )ボール5100gを
加えたものを、5リットルのポリエチレン製ボールミル
容器に入れた。これを、48時間混合、攪拌を行いスラ
リーを作製し、真空で脱気、攪拌した。At this time, the shrinkage due to firing is only 0.3% or less, the bulk specific gravity of the fired body is 2.584, the apparent porosity is 33.3%, and the water absorption is 12.8%. A whetstone having characteristics was able to be produced. Example 2 Cerium oxide (Ce) having an average particle size of 0.9 μm
O 2) relative to the powder 3225G, aluminum oxide having an average particle diameter of 0. 6μm (Al 2 O 3) powder 1075g, distilled water 700 g, ammonium polycarboxylate dispersant mainly comprising (Chukyo Yushi Serna D- 305) 40 g,
A mixture of 5100 g of zirconia (ZrO 2 ) balls having a diameter of 5 mm was placed in a 5-liter polyethylene ball mill container. This was mixed and stirred for 48 hours to prepare a slurry, which was then degassed and stirred under vacuum.
【0026】実施例1と同様の方法でスラリーの粘度を
測定した結果、見掛け粘度440cps、pHは9. 5
0であった(測定温度16℃)。このスラリーを実施例
1と同様にして、鋳込成形を行った。次いで、乾燥後、
900℃まで14時間で昇温し、さらに同温度で1時間
保持する方法で焼成した。その結果、砥石の収縮率は
0. 22%以下、嵩比重3. 601、見掛け気孔率3
5.28%、吸水率は9. 70%となった。 (実施例3)平均粒径0. 9μmの酸化セリウム(Ce
O2 )粉末3225gに対して、平均粒径0.6μmの
酸化アルミニウム(Al2 O3 )粉末1075g、蒸留
水700g、ポリカルボン酸アンモニウム塩を主成分と
する分散剤(中京油脂製 セルナD−305)37g、
直径5mmのジルコニア(ZrO2 )ボール5100gを
加えたものを、5リットルのポリエチレン製ボールミル
容器に入れた。これを48時間混合、攪拌を行いスラリ
ーを作成した。さらに、真空で脱気及び攪拌した。As a result of measuring the viscosity of the slurry in the same manner as in Example 1, the apparent viscosity was 440 cps and the pH was 9.5.
It was 0 (measuring temperature 16 ° C.). This slurry was cast in the same manner as in Example 1. Then, after drying,
The temperature was raised to 900 ° C. in 14 hours, and then calcination was performed at the same temperature for 1 hour. As a result, the shrinkage of the grindstone was 0.22% or less, the bulk specific gravity was 3.601, and the apparent porosity was 3
The water absorption was 5.28% and the water absorption was 9.70%. Example 3 Cerium oxide (Ce) having an average particle size of 0.9 μm
O 2) relative to the powder 3225G, aluminum oxide (Al 2 O 3 having an average particle size of 0.6 .mu.m) powder 1075g, distilled water 700 g, ammonium polycarboxylate dispersant mainly comprising (Chukyo Yushi Serna D- 305) 37 g,
A mixture of 5100 g of zirconia (ZrO 2 ) balls having a diameter of 5 mm was placed in a 5 liter polyethylene ball mill container. This was mixed and stirred for 48 hours to prepare a slurry. It was further degassed and stirred in vacuum.
【0027】このスラリー(見掛け粘度1300cp
s、pHは9. 37、測定温度14℃)に対して、胡桃
(くるみ)殻粒(平均粒径120μm)500gを添
加、混合したものを、さらに真空で脱気、攪拌後、鋳込
成形した。This slurry (apparent viscosity 1300 cp
s, pH is 9.37, measurement temperature is 14 ° C), 500 g of walnut (walnut) husk grains (average particle size of 120 µm) is added and mixed. did.
【0028】得られた成形体を乾燥後、900℃まで1
4時間で昇温し、さらに同温度で1時間保持する方法で
焼成したところ、収縮率は0. 25%以下、嵩比重1.
993%、見掛け気孔率44.90%、吸水率は21.
90%の砥石が得られた。After the obtained molded body is dried, it is heated to 900 ° C. for 1 hour.
The temperature was raised in 4 hours, and the mixture was calcined by holding at the same temperature for 1 hour.
993%, apparent porosity 44.90%, water absorption 21.
A 90% whetstone was obtained.
【0029】従って、有機物としての胡桃殻粒を混合す
ることにより、吸水率を自由にコントールできることが
実証できた。なお、確認的実験として、従来のラッピン
グマシンに各実施例の砥石を取付け、前処理加工で1.
0S表面粗さに仕上げた、サファイヤ、シリコンウエハ
ー、フェライトの各製品を、通常の条件で研磨を行っ
た。その結果、表面粗さ(Ra)が3nm程度と細かく
なり、極めて高精度の研磨が行えることを確認した。Therefore, it was demonstrated that the water absorption can be freely controlled by mixing walnut shell grains as an organic substance. In addition, as a confirmatory experiment, the grindstone of each embodiment was attached to a conventional lapping machine, and 1.
Each product of sapphire, silicon wafer, and ferrite finished to the surface roughness of 0S was polished under ordinary conditions. As a result, the surface roughness (Ra) was as fine as about 3 nm, and it was confirmed that polishing with extremely high precision could be performed.
【0030】なお、前記実施形態を次のように変更して
具体化することも可能である。 ・ 前記分散剤として、ポリアクリル酸のアンモニウム
塩、ポリマレイン酸のアンモニウム塩等を使用するこ
と。The above-described embodiment can be modified and embodied as follows. Use of ammonium salt of polyacrylic acid, ammonium salt of polymaleic acid or the like as the dispersant.
【0031】これらの分散剤を使用すれば、無機砥粒を
均一に分散させることができると同時に、焼成後には消
失させることができる。さらに、前記実施形態より把握
される技術的思想について以下に記載する。 ・ 前記無機砥粒の粒径が2〜15μmである請求項1
に記載の砥石。When these dispersants are used, the inorganic abrasive grains can be uniformly dispersed, and at the same time, can be eliminated after firing. Further, a technical idea grasped from the embodiment will be described below. The particle diameter of the inorganic abrasive is 2 to 15 μm.
Whetstone described in 1.
【0032】このように構成した場合、砥石を前加工用
や一般研磨用の砥石として好ましく使用することができ
る。 ・ 前記無機砥粒の粒径が0.02〜2μmである請求
項1に記載の砥石。In the case of such a configuration, the grindstone can be preferably used as a grindstone for pre-processing or general polishing. The whetstone according to claim 1, wherein the particle diameter of the inorganic abrasive grains is 0.02 to 2 m.
【0033】このように構成した場合、従来の研磨用砥
石よりも、極めて高精度の研磨を行うことができ、鏡面
研磨用の砥石として好適である。 ・ 前記無機砥粒は希土類元素を含有するものである請
求項1又は請求項2に記載の砥石。With this configuration, it is possible to perform extremely high-precision polishing compared to a conventional polishing grindstone, and it is suitable as a grindstone for mirror polishing. The grinding stone according to claim 1 or 2, wherein the inorganic abrasive grains contain a rare earth element.
【0034】このように構成した場合、得られる砥石の
密度や強度等の性能を研磨対象物に適切に対応させるこ
とができる。 ・ 前記分散剤は、ポリカルボン酸アンモニウム塩を主
成分とするものである請求項3に記載の砥石の製造方
法。With this configuration, the performance of the obtained grindstone, such as the density and strength, can be appropriately adapted to the object to be polished. The method according to claim 3, wherein the dispersant has a polycarboxylic acid ammonium salt as a main component.
【0035】このように構成した場合、砥粒を均一に分
散することができ、砥石を効率良く製造することができ
る。 ・ 前記無機砥粒を2種以上で構成した請求項1又は請
求項2に記載の砥石。With this configuration, the abrasive grains can be uniformly dispersed, and the grinding wheel can be manufactured efficiently. The grinding stone according to claim 1 or 2, wherein the inorganic abrasive grains are composed of two or more kinds.
【0036】このように構成した場合、各無機砥粒の性
能を補完でき、目的に合った性能を備えた砥石を得るこ
とができる。With this configuration, the performance of each inorganic abrasive grain can be complemented, and a grindstone having performance suitable for the purpose can be obtained.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
次のような効果を奏する。請求項1に記載の発明の砥石
によれば、砥粒の分散性や均一性を高めることにより、
密度や強度を向上させることができ、研削、研磨等にお
いて、研磨焼け、目詰まり、スクラッチ等を抑制するこ
とができる。さらに、研削、研磨工程において、精度の
向上、より高度な鏡面化、砥粒の飛散を減少させて作業
環境の向上を達成することができるとともに、製造コス
トの低減を図ることができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. According to the grinding wheel of the invention described in claim 1, by increasing the dispersibility and uniformity of the abrasive grains,
Density and strength can be improved, and burns, clogging, scratches, and the like can be suppressed in grinding, polishing, and the like. Further, in the grinding and polishing steps, it is possible to improve the working environment by improving the precision, making the mirror surface more sophisticated, and reducing the scattering of the abrasive grains, and it is possible to reduce the manufacturing cost.
【0038】請求項2に記載の発明の砥石によれば、収
縮率を2.5%以下に設定したことから、砥石を所定の
形状に容易に形成することができるとともに、その形状
を保持することができる。According to the grinding wheel of the second aspect of the present invention, since the shrinkage is set to 2.5% or less, the grinding wheel can be easily formed into a predetermined shape and the shape can be maintained. be able to.
【0039】さらに、請求項3に記載の発明の砥石の製
造方法によれば、鋳込成形法又は加圧成形法等で成形
し、焼成により固定化するため、砥粒の使用量、職場環
境、排水処理といった問題を解決することができるとと
もに、所望の性能を有する砥石を容易に製造することが
できる。Further, according to the method of manufacturing a grinding wheel according to the third aspect of the present invention, the abrasive is molded by a casting method or a pressure molding method and fixed by firing. In addition to solving problems such as wastewater treatment, a grindstone having desired performance can be easily manufactured.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 俊広 岐阜県土岐市下石町2388−1 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Toshihiro 2388-1 Shimoishicho, Toki City, Gifu Prefecture
Claims (3)
石。1. A grindstone composed only of a sintered body of inorganic abrasive grains.
の場合における収縮率を2.5%以下に設定した請求項
1に記載の砥石。2. The inorganic abrasive has a particle size of 0.02 to 2 μm.
The grinding wheel according to claim 1, wherein the shrinkage rate in the case of (1) is set to 2.5% or less.
機砥粒を鋳込成形法又は加圧成形法により所定形状に成
形し、その成形物を乾燥後、焼成する砥石の製造方法。3. A method for producing a grindstone in which inorganic abrasive grains containing a dispersant which disappears by firing are formed into a predetermined shape by a casting method or a pressure forming method, and the formed product is dried and fired.
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