JP6160293B2 - Manufacturing method of scribing wheel - Google Patents
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Description
本発明は脆性材料基板に圧接・転動させてスクライブするためのスクライビングホイールの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a scribing wheel Lumpur for scribing by pressure-connecting and rolled on a brittle material substrate.
従来のスクライビングホイールは、特許文献1等に示されるように、超硬合金製又は多結晶焼結ダイヤモンド(以下、PCDという)製の円板を基材としている。PCD円板はダイヤモンド粒子をコバルトなどと共に焼結させたものである。スクライビングホイールは基材となる円板の両側より円周のエッジを互いに斜めに削り込み、円周面にV字形の刃先を形成することにより構成される。このようにして形成されたスクライビングホイールをスクライブ装置のスクライブヘッド等に回転自在に軸着して脆性材料基板に所定の荷重で押し付け、脆性材料基板の面に沿って移動させることでスクライブすることができる。 A conventional scribing wheel uses, as a base material, a disc made of cemented carbide or polycrystalline sintered diamond (hereinafter referred to as PCD), as shown in Patent Document 1 and the like. The PCD disk is obtained by sintering diamond particles together with cobalt or the like. The scribing wheel is constructed by cutting the circumferential edges obliquely from both sides of a disk as a base material and forming a V-shaped cutting edge on the circumferential surface. The scribing wheel formed in this way can be rotatably attached to a scribing head of a scribing device, pressed against the brittle material substrate with a predetermined load, and scribed by moving along the surface of the brittle material substrate. it can.
また、特許文献2には、超硬合金の切削工具の表面にダイヤモンド膜を被膜する前に、超硬合金の表面部分にコバルトの含有量を低下させた脱コバルト層を設けることによって超硬合金とダイヤモンド膜との密着性を向上させるようにした切削工具が提案されている。同様に、特許文献3には刃先にダイヤモンド膜を形成したスクライビングホイールが提案されている。 Patent Document 2 discloses a cemented carbide alloy by providing a cobalt removal layer with a reduced cobalt content on the surface portion of the cemented carbide alloy before the diamond film is coated on the surface of the cemented carbide cutting tool. There has been proposed a cutting tool that improves the adhesion between the diamond film and the diamond film. Similarly, Patent Document 3 proposes a scribing wheel in which a diamond film is formed on a blade edge.
超硬合金の表面にダイヤモンド膜を形成すれば切削工具の耐久性は高くなるが、超硬合金に含まれるコバルトがダイヤモンド膜の密着性を低下させており、膜の剥離が生じていた。しかるに前述した特許文献2では、表面のコバルトの含有量を少なくするために、切削工具をHNO3等の酸性液に浸漬して工具の基材の表面に脱コバルト層を形成し、膜の密着性を高めていた。スクライビングホイールにおいても、特許文献1に示されるスクライビングホイール基材にダイヤモンド膜を被覆するため、超硬合金を素材に用いれば、ダイヤモンド膜の密着性が低下してしまう。一方特許文献3のようにスクライビングホイール基材にこのような脱コバルト層を形成しようとした場合には、スクライビングホイールの中心の貫通孔の内壁にも脱コバルト処理がなされてしまう。このような脱コバルト処理が施され刃先部分にダイヤモンド被膜が形成されたスクライビングホイールを用いて脆性材料基板をスクライブすると、貫通孔の内壁表面からコバルトが除去されているため、炭化タングステン粒子が脱落しやすくなる。このため、貫通孔に摩耗粉が発生してこれがピンに付着し回転抵抗が高くなるという問題点が新たに判明した。又コバルトが脱落した面が粗面となったり、機械的な強度が低下してしまったりするという問題点がある。 If a diamond film is formed on the surface of the cemented carbide, the durability of the cutting tool is increased. However, the cobalt contained in the cemented carbide decreases the adhesion of the diamond film, and the film peels off. However, in Patent Document 2 described above, in order to reduce the cobalt content on the surface, the cutting tool is immersed in an acidic solution such as HNO 3 to form a cobalt removal layer on the surface of the tool substrate, and the film adheres. It was improving sex. Even in the scribing wheel, since the diamond film is coated on the scribing wheel base material disclosed in Patent Document 1, if a cemented carbide is used as the material, the adhesion of the diamond film is lowered. On the other hand, when an attempt is made to form such a decobalt layer on the scribing wheel substrate as in Patent Document 3, the decobalt treatment is also performed on the inner wall of the through hole at the center of the scribing wheel. When a brittle material substrate is scribed using a scribing wheel that has undergone such cobalt removal treatment and a diamond coating is formed on the cutting edge, cobalt is removed from the inner wall surface of the through hole, so that the tungsten carbide particles fall off. It becomes easy. For this reason, a new problem has been found that wear powder is generated in the through-hole and adheres to the pin, resulting in high rotational resistance. Further, there is a problem that the surface from which the cobalt is dropped becomes a rough surface or the mechanical strength is lowered.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、スクライビングホイールの基材の脱コバルト処理に伴う問題点を解決することができるスクライビングホイールの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of such problems, and aims to provide a scribing wheel Lumpur manufacturing method capable of solving the cobalt removal process involves problems of substrate scribing wheel To do.
この課題を解決するために、本発明のスクライビングホイールの製造方法は、円板の中心位置にピンが挿入される貫通孔を有し、円周部に沿って刃先を有するスクライビングホイールの製造方法であって、炭化タングステン粒子を主成分とし、コバルトを結合材として含む超硬合金を用いた円板の中心位置に貫通孔を形成し、前記円板の円周部に刃先部分を形成してスクライビングホイール基材を形成し、前記スクライビングホイール基材の貫通孔の開口にシール材を塗布して脱コバルト処理を施し、前記スクライビングホイール基材の刃先部分に化学気相成長法によってダイヤモンド膜を形成するものである。 In order to solve this problem, a method for manufacturing a scribing wheel according to the present invention is a method for manufacturing a scribing wheel having a through hole into which a pin is inserted at the center position of a disc and having a cutting edge along a circumferential portion. In addition, a through hole is formed at the center position of a disc made of a cemented carbide containing tungsten carbide particles as a main component and cobalt as a binder, and a cutting edge portion is formed on the circumferential portion of the disc. A wheel base material is formed, a sealant is applied to the opening of the through hole of the scribing wheel base material, and a cobalt removal treatment is performed, and a diamond film is formed on the cutting edge portion of the scribing wheel base material by a chemical vapor deposition method. Is.
この課題を解決するために、本発明のスクライビングホイールの製造方法は、円板の中心位置にピンが挿入される貫通孔を有し、円周部に沿って刃先を有するスクライビングホイールの製造方法であって、炭化タングステン粒子を主成分とし、コバルトを結合材として含む超硬合金を用いた円板の中心位置に貫通孔を形成し、前記円板の外周部に刃先部分を形成してスクライビングホイール基材を形成し、前記スクライビングホイール基材に脱コバルト処理を施し、前記貫通孔の内壁の脱コバルト層を研削して脱コバルト層を除去し、前記スクライビングホイール基材の刃先部分に化学気相成長法によってダイヤモンド膜を形成するものである。 In order to solve this problem, a method for manufacturing a scribing wheel according to the present invention is a method for manufacturing a scribing wheel having a through hole into which a pin is inserted at the center position of a disc and having a cutting edge along a circumferential portion. A scribing wheel in which a through hole is formed at the center position of a disc made of a cemented carbide containing tungsten carbide particles as a main component and cobalt as a binder, and a cutting edge portion is formed on the outer periphery of the disc. Forming a base material, subjecting the scribing wheel base material to decobalt treatment, grinding the decobalt layer on the inner wall of the through hole to remove the decobalt layer, and applying a chemical vapor to the cutting edge portion of the scribing wheel base material A diamond film is formed by a growth method.
ここで前記脱コバルト層の除去工程は、前記スクライビングホイール基材の貫通孔に表面に砥粒が固着されたピンを挿入してダミースクライブを行うことによって脱コバルト層を除去するものとしてもよい。 Here, the decobalt layer removal step may remove the decobalt layer by inserting a pin having abrasive grains fixed on the surface of the through hole of the scribing wheel base material and performing a dummy scribe.
ここで前記脱コバルト層の除去工程は、前記スクライビングホイール基材の貫通孔に砥粒を含む流体を流通させることによって脱コバルト層を除去するものとしてもよい。 Here, the decobalt layer removal step may be configured to remove the decobalt layer by causing a fluid containing abrasive grains to flow through the through holes of the scribing wheel base material.
ここで前記脱コバルト層の除去工程は、前記スクライビングホイール基材の貫通孔にホーニング加工を行うことによって脱コバルト層を除去するものとしてもよい。 Here, the removal process of the cobalt removal layer may be performed by removing the cobalt removal layer by performing a honing process on the through hole of the scribing wheel base material.
このような特徴を有する本発明によれば、スクライビングホイール基材として所定の範囲の粒径の炭化タングステン粒子にコバルトを結合材とする超硬合金を用いて、その表面に脱コバルト処理を施してダイヤモンド膜を成膜し研磨してスクライビングホイールとしている。このためダイヤモンド膜の密着性を向上させることができ、スクライビングホイールの耐摩耗性が向上し、長寿命化することができる。又スクライビングホイール基材の内径部分では脱コバルト処理された層がないため、摩耗粉がピンに付着して回転抵抗が大きくなったり、機械的な強度が低下することがないという効果が得られる。 According to the present invention having such a feature, a cemented carbide containing cobalt as a binder is used for a tungsten carbide particle having a particle size in a predetermined range as a scribing wheel base material, and the surface is subjected to decobalt treatment. A diamond film is formed and polished to form a scribing wheel. For this reason, the adhesion of the diamond film can be improved, the wear resistance of the scribing wheel can be improved, and the life can be extended. Further, since there is no decobalted layer in the inner diameter portion of the scribing wheel base material, there is an effect that the wear powder does not adhere to the pin and the rotational resistance is not increased and the mechanical strength is not lowered.
図1Aは本発明の第1,第2の実施の形態によるスクライビングホイールの正面図、図1Bはその側面図である。スクライビングホイールを製造する際には、スクライビングホイール基材となる円板の材料に超硬合金を用いる。この超硬合金は、炭化タングステン(WC)粒子を主成分とし、これにコバルト(Co)を結合材として用いて焼結して形成したものである。この超硬合金製の円板11の中央に、まず図1Aに示すように軸穴となる貫通孔12を形成する。 FIG. 1A is a front view of a scribing wheel according to the first and second embodiments of the present invention, and FIG. 1B is a side view thereof. When manufacturing a scribing wheel, a cemented carbide is used for the material of the disk used as a scribing wheel base material. This cemented carbide is formed by sintering using tungsten carbide (WC) particles as a main component and cobalt (Co) as a binder. First, a through hole 12 serving as a shaft hole is formed in the center of the cemented carbide disc 11 as shown in FIG. 1A.
次にこの貫通孔12にモータ等の回転軸を連通し、円板11の中心軸12aを中心として回転させつつ、円板11の全円周を両側より研磨して図1Bに示すように斜面と稜線とを有する垂直断面略V字形の刃先を形成する。こうして形成したV字形の斜面を研磨面13としたスクライビングホイール基材14を構成する。 Next, a rotating shaft such as a motor is communicated with the through-hole 12 and rotated around the central axis 12a of the disk 11, and the entire circumference of the disk 11 is polished from both sides, as shown in FIG. 1B. And a cutting edge having a substantially V-shaped vertical section having a ridge line. A scribing wheel base material 14 having the V-shaped slope formed in this way as a polishing surface 13 is formed.
ここでスクライビングホイール基材14の超硬合金については、主成分である炭化タングステン(WC)粒子の平均粒径は0.5μm以上、好ましくは0.7μm以上であり、又2.0μm以下、好ましくは1.2μm以下の微粒子を用いた超硬合金を選択する。超硬合金の材料である炭化タングステン粒子の粒子径が小さすぎれば、超硬合金を形成するために焼結した際に炭化タングステン粒子同士の結合力が弱いために、超硬合金の強度が低下する。このため、超硬合金上に形成されたダイヤモンド膜が超硬合金の表層と共に剥離しやすくなって、膜の寿命が低下する。又タングステン粒子の粒子径が大きすぎれば、炭化タングステン粒子の間隙が大きくなるため、コバルトが除去されることにより超硬合金表層において強度が低下し、同様にダイヤモンド膜が剥離しやすくなる。 Here, as for the cemented carbide of the scribing wheel base material 14, the average particle size of the tungsten carbide (WC) particles as the main component is 0.5 μm or more, preferably 0.7 μm or more, and 2.0 μm or less, preferably Select a cemented carbide using fine particles of 1.2 μm or less. If the particle size of tungsten carbide particles, which is a material of cemented carbide, is too small, the bonding strength between tungsten carbide particles is weak when sintered to form a cemented carbide, resulting in a decrease in strength of the cemented carbide. To do. For this reason, the diamond film formed on the cemented carbide easily peels off together with the surface layer of the cemented carbide, and the life of the film is reduced. If the particle diameter of the tungsten particles is too large, the gap between the tungsten carbide particles becomes large. Therefore, the strength of the cemented carbide surface layer is reduced by removing cobalt, and the diamond film is easily peeled off.
また超硬合金の結合材であるコバルトの重量比は、例えば3%以上、好ましくは4%以上とし、又8%以下、好ましくは6%以下とする。コバルトの含有量が多すぎれば、コバルトが除去されることにより超硬合金表層において強度が大きく低下し、ダイヤモンド膜が剥離し易くなる。又コバルトの含有量が少なすぎれば、コバルトが除去された後にタングステン粒子の間隙が少なくなるため、ダイヤモンド膜を形成する際に核となるダイヤモンド粒子を十分に付着させることが難しく、均一に膜を形成し難くなる。 The weight ratio of cobalt, which is a cemented carbide binder, is, for example, 3% or more, preferably 4% or more, and 8% or less, preferably 6% or less. If the cobalt content is too large, the strength of the cemented carbide surface layer is greatly reduced by the removal of cobalt, and the diamond film is easily peeled off. Also, if the cobalt content is too small, the gap between the tungsten particles is reduced after the cobalt is removed. Therefore, it is difficult to sufficiently attach the diamond particles as a nucleus when forming the diamond film, and the film is uniformly formed. It becomes difficult to form.
次に脱コバルト処理とダイヤモンド膜の形成について説明する。まずスクライビングホイール基材14の刃先の研磨面13をあらかじめ粗面にする。研磨面13を粗面とすることにより、核となるダイヤモンド粒子が付着しやすくなる。 Next, the decobalt treatment and the formation of the diamond film will be described. First, the polishing surface 13 of the cutting edge of the scribing wheel base material 14 is roughened in advance. By making the polished surface 13 rough, diamond particles serving as nuclei are likely to adhere.
さてスクライビングホイール基材の刃先表層にコバルトが存在すると、ダイヤモンド膜を形成する際に、ダイヤモンドがグラファイト化して膜を形成しにくくなる。一方、コバルトが除去されるとタングステン粒子の間隙が微小な凹凸となるため、核となるダイヤモンド粒子が付着しやすくなる。そこで研磨面13の少なくともダイヤモンド膜が形成される部分の表層のコバルトを除去する脱コバルト処理を行う。このとき図2Aに示すようにスクライビングホイール基材14の貫通孔12の開口部分の両側にシール材15を塗布し、貫通孔12の内部には酸性液が浸透しないようにあらかじめ前処理を行う。又図2Bに示すように複数のスクライビングホイール基材14の側壁を合わせて接触させ、その内部にピン16を貫通させて固定した後、その両端のスクライビングホイール基材14の壁面にのみシール材15を塗布しておいてもよい。ここでシール材15は高い耐酸性を有する一方、溶剤を用いて容易に除去できる樹脂、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ニトロセルロース等の樹脂を用いる。そしてスクライビングホイール基材14をHNO3等の水溶液から成る酸溶液中に浸漬し、脱コバルト層をスクライビングホイール基材の表面に形成する。このとき形成される脱コバルト層の厚さは酸溶液中に浸漬する時間が長いほど厚くなるが、平均厚さを例えば1〜15μmとし、好ましくは1〜10μm、さらに好ましくは1〜7μmの厚さとする。この場合スクライビングホイール基材14を酸溶液に浸しても、貫通孔12の内部には液が入り込まないため、貫通孔内面では脱コバルト処理が行われない。なお、脱コバルト処理は少なくともダイヤモンド膜を形成する刃先部分にのみ行われればよく、貫通孔の周囲など、ダイヤモンド膜を形成しない部分にシール処理を行ってもよい。 When cobalt is present on the surface of the cutting edge of the scribing wheel substrate, when the diamond film is formed, the diamond is graphitized and it is difficult to form the film. On the other hand, when the cobalt is removed, the gaps between the tungsten particles become minute irregularities, so that the diamond particles serving as nuclei are easily attached. Therefore, a decobalt process is performed to remove cobalt on the surface layer of the polished surface 13 where at least the diamond film is formed. At this time, as shown in FIG. 2A, the sealing material 15 is applied to both sides of the opening portion of the through hole 12 of the scribing wheel base material 14, and pretreatment is performed in advance so that the acidic liquid does not penetrate into the through hole 12. Further, as shown in FIG. 2B, the side walls of the plurality of scribing wheel base materials 14 are brought into contact with each other, the pins 16 are passed through and fixed therein, and then the sealing material 15 is applied only to the wall surfaces of the scribing wheel base materials 14 at both ends thereof. May be applied. Here, while the sealing material 15 has high acid resistance, a resin such as an acrylic resin, an epoxy resin, a phenol resin, or nitrocellulose that can be easily removed using a solvent is used. And immersing the scribing wheel base 14 in an acid solution comprising an aqueous solution such as HNO 3, to form the cobalt removal layer on the surface of the scribing wheel base. The thickness of the decobalt layer formed at this time increases as the time of immersion in the acid solution increases, but the average thickness is, for example, 1 to 15 μm, preferably 1 to 10 μm, more preferably 1 to 7 μm. Say it. In this case, even if the scribing wheel base material 14 is immersed in the acid solution, the liquid does not enter the inside of the through hole 12, so that the decobalt treatment is not performed on the inner surface of the through hole. It should be noted that the cobalt removal treatment needs to be performed only at least on the blade edge portion where the diamond film is formed, and the seal treatment may be performed on a portion where the diamond film is not formed, such as around a through hole.
こうして脱コバルト処理を行った後、スクライビングホイール基材14を樹脂を溶融する溶剤中に浸し、シール材15を除去する。 After performing the cobalt removal treatment in this way, the scribing wheel base material 14 is immersed in a solvent for melting the resin, and the sealing material 15 is removed.
次に図3Aの刃先の稜線部分の拡大断面図を示すようにサブミクロン以下の粒径の核となるダイヤモンドを研磨面13に形成した後、化学気相成長法(CVD法)によってダイヤモンド薄膜を成長させる。このようにしてスクライビングホイールのV字形の斜面部分に化学気相成長法によって、膜厚が例えば20〜30μmのダイヤモンド膜17を形成する。この後、少なくとも先端部分が鋭くなるように研磨する。研磨は機械研磨など各種研磨方法を実行する。例えば、研磨材を用いて機械研磨により実行してもよい。図3Bはこの研磨した後の状態を示す部分拡大断面図である。このように研磨の際には元のダイヤモンド膜17よりも例えば5°程度鈍角になるようにしてもよい。そして研磨した後の稜線から成る円が含まれる面を貫通孔12に対し垂直となるようにする。ここで研磨する領域は稜線を中央に含む帯状の部分のみであってもよい。図3Bの幅wの領域はこの先端部分の研磨領域を示しており、例えば幅wは10〜20μmとする。 Next, as shown in the enlarged cross-sectional view of the edge portion of the cutting edge in FIG. 3A, after forming diamond as a core having a particle size of submicron or less on the polished surface 13, a diamond thin film is formed by chemical vapor deposition (CVD). Grow. In this way, the diamond film 17 having a film thickness of, for example, 20 to 30 μm is formed on the V-shaped slope portion of the scribing wheel by chemical vapor deposition. Then, it grind | polishes so that a front-end | tip part may become sharp. For polishing, various polishing methods such as mechanical polishing are performed. For example, it may be performed by mechanical polishing using an abrasive. FIG. 3B is a partially enlarged sectional view showing the state after the polishing. In this way, the polishing may be performed at an obtuse angle of, for example, about 5 ° with respect to the original diamond film 17. Then, the surface including the circle formed by the ridge line after polishing is made perpendicular to the through hole 12. The region to be polished here may be only a belt-like portion including the ridge line in the center. A region with a width w in FIG. 3B indicates a polishing region at the tip, and for example, the width w is 10 to 20 μm.
このように研磨することによって従来のスクライビングホイールに比べ、脆性材料基板に接する部分の全てがダイヤモンドとなり、稜線の粗さを細かくすることができる。スクライビングホイール基材14の表面のコバルトを除去することで核となるダイヤモンド粒子が付着しやすくなることにより、ダイヤモンド膜が剥離し難くなる。そのため、スクライビングホイールの耐摩耗性を向上させることができる。従ってこのスクライビングホイールを用いて脆性材料基板をスクライブし、分断すると、脆性材料基板の切断面の端面精度が向上し、これに伴い端面強度も向上させることができるという効果が得られる。そのため本発明のスクライビングホイールはセラミックス基板のような硬質の脆性材料基板をスクライブするのに好適である。 By polishing in this way, compared with the conventional scribing wheel, all the portions in contact with the brittle material substrate become diamond, and the roughness of the ridgeline can be made fine. By removing cobalt on the surface of the scribing wheel base material 14, diamond particles serving as nuclei are easily attached, and thus the diamond film is difficult to peel off. Therefore, the wear resistance of the scribing wheel can be improved. Therefore, when the scribing wheel is used to scribe and divide the brittle material substrate, the end face accuracy of the cut surface of the brittle material substrate is improved, and the end face strength can be improved accordingly. Therefore, the scribing wheel of the present invention is suitable for scribing a hard brittle material substrate such as a ceramic substrate.
次に本発明の第2の実施の形態によるスクライビングホイールの製造方法について説明する。前述した第1の実施の形態ではスクライビングホイール基材全体を酸性液に浸すときに液が貫通孔に入り込まないようにしているが、この実施の形態ではスクライビングホイール基材14全体を酸性液に浸した後、貫通孔12の内面を研磨することによって内壁の表面の脱コバルト層を除くようにしたものである。研磨する層の厚さはコバルトが除去された部分の深さによるが、例えば表面から1〜15μmの厚さであり、好ましくは1〜10μm、さらに好ましくは1〜7μmの厚さである。脱コバルト層の除去以外の工程は第1の実施の形態と同様である。この研磨には例えば以下の方法があるが、貫通孔内面の脱コバルト層を除去することができる方法であれば、以下の方法に限られるものではない。 Next, the manufacturing method of the scribing wheel by the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In the first embodiment described above, the liquid is prevented from entering the through-hole when the entire scribing wheel base material is immersed in the acidic liquid. In this embodiment, the entire scribing wheel base material 14 is immersed in the acidic liquid. After that, the inner surface of the through-hole 12 is polished to remove the decobalt layer on the inner wall surface. The thickness of the layer to be polished depends on the depth of the part from which the cobalt has been removed. For example, the thickness is 1 to 15 μm from the surface, preferably 1 to 10 μm, more preferably 1 to 7 μm. Processes other than the removal of the cobalt removal layer are the same as those in the first embodiment. This polishing includes, for example, the following method, but is not limited to the following method as long as the decobalt layer on the inner surface of the through hole can be removed.
第1の方法は砥粒を表面に固着させたピンを用いてダミースクライブを行う方法である。ピンの表面に砥粒を固着させる方法には、例えばダイヤモンド粒子を分散させたニッケルメッキ溶液で表面を電気メッキすることにより砥粒であるダイヤモンド粒子を表面に固着させる方法(電着)がある。以下、電着により砥粒を表面に固着させたピンを電着ピンともいう。この電着ピンをスクライビングホイール10の貫通孔12に貫通させて所定の距離ダミースクライブを行う。こうすることによって貫通孔12の内壁に例えば内壁の表面から内側に向けて5μm程度の研磨を行い、貫通孔12内の表層の脱コバルト層を除く処理を行うことができる。この処理後の表層の表面粗さ(算術平均粗さRa)を0.35μm以下、好ましくは0.30μm以下とする。これは算術平均粗さRaが0.35μmより大きい場合には通常のピンを挿入してスクライブしたとき回転抵抗が高くなるからである。 The first method is a method of performing a dummy scribe using a pin having abrasive grains fixed to the surface. As a method of fixing the abrasive grains to the surface of the pin, for example, there is a method (electrodeposition) in which diamond particles as abrasive grains are fixed to the surface by electroplating the surface with a nickel plating solution in which diamond particles are dispersed. Hereinafter, a pin in which abrasive grains are fixed to the surface by electrodeposition is also referred to as an electrodeposition pin. This electrodeposition pin is penetrated through the through hole 12 of the scribing wheel 10 to perform a predetermined distance dummy scribe. By doing so, the inner wall of the through hole 12 can be polished by, for example, about 5 μm inward from the surface of the inner wall to remove the surface decobalt layer in the through hole 12. The surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the surface layer after this treatment is 0.35 μm or less, preferably 0.30 μm or less. This is because when the arithmetic average roughness Ra is larger than 0.35 μm, the rotational resistance becomes high when scribing with a normal pin inserted.
第2の方法はワイヤラップなど遊離砥粒を用いて研磨する方法である。スクライビングホイール10の貫通孔12に研磨材を含む流体(スラリー)を流し込み、ワイヤー等を摺動させることによって内壁を研磨し、脱コバルト層を除去することができる。 The second method is a method of polishing using loose abrasive grains such as wire wrap. By pouring a fluid (slurry) containing an abrasive into the through hole 12 of the scribing wheel 10 and sliding a wire or the like, the inner wall can be polished and the decobalt layer can be removed.
第3の方法は固定砥粒を用いたホーニング加工によるものである。貫通孔内壁を研磨するためのホーニング加工を行って内壁の表面の脱コバルト層を除くものである。このようにしてもスクライビングホイール10の貫通孔12の内壁から脱コバルト層を除くことができる。 The third method is a honing process using fixed abrasive grains. A honing process for polishing the inner wall of the through hole is performed to remove the cobalt removal layer on the surface of the inner wall. Even in this manner, the cobalt removal layer can be removed from the inner wall of the through hole 12 of the scribing wheel 10.
次に図4は第1,第2の実施の形態によるスクライビングホイール基材の脱コバルト処理を施す前後の表面部分のスクライビングホイール基材のコバルトの重量パーセントを示している。又表面にシール材を施した後に脱コバルト処理を行った第1の実施の形態の場合、及び脱コバルト層を貫通孔の内部を電着ピンを用いて研磨して除去した第2の実施の形態の場合の貫通孔内のコバルトの重量パーセントについても図4に示している。この測定結果によれば、スクライビングホイール基材14そのままでは例えば約4%のコバルト量があり、脱コバルト処理を行うことによって1%未満となる。図4においては脱コバルト処理をした後のコバルト量の測定値が1つしか示されていないが、コバルト量が少なく、検出できない試料があったためである。又貫通孔内に酸性液が入らないようにシールを施したときの貫通孔内のコバルト量は2%前後となり、又貫通孔内を研磨した場合にはコバルト量は3.5%前後となる。 Next, FIG. 4 shows the weight percentage of cobalt of the scribing wheel base material in the surface portion before and after performing the cobalt removal treatment of the scribing wheel base material according to the first and second embodiments. Further, in the case of the first embodiment in which the cobalt removal treatment is performed after applying the sealing material to the surface, and the second embodiment in which the cobalt removal layer is removed by polishing the inside of the through hole with an electrodeposition pin. Also shown in FIG. 4 is the weight percent of cobalt in the through-holes in the form. According to this measurement result, the scribing wheel base material 14 itself has a cobalt amount of about 4%, for example, and becomes less than 1% by performing the cobalt removal treatment. In FIG. 4, only one measured value of the cobalt amount after the decobalt treatment is shown, but this is because there was a sample with a small amount of cobalt that could not be detected. In addition, the amount of cobalt in the through hole is about 2% when sealing is performed so that acidic liquid does not enter the through hole, and the amount of cobalt is about 3.5% when the inside of the through hole is polished. .
図5はこれらのスクライビングホイール基材を用いてダイヤモンド膜を付着し、構成されたスクライビングホイールを用いて500gのスクライブ荷重でスクライブしたときの0m(スクライブ開始時)のスクライブ抵抗値と100mスクライブした後のスクライブ抵抗値の変化を示すグラフである。スクライビングホイールの貫通孔内にも脱コバルト処理が行われた場合には、図5の直線Bに示すようにスクライブ距離が100mとなればスクライブ抵抗が大幅に増加している。しかしスクライビングホイールに脱コバルト処理を施さなかった場合(直線A)や、貫通孔内に脱コバルトのシールを行った場合(直線C)、又は研磨した場合(直線D)にはそれほどスクライブ抵抗が変化していない。このため本発明によれば、摩耗粉がピンに付着して回転抵抗が大きくなったり、機械的な強度が低下することがないスクライビングホイールを実現することができる。 FIG. 5 shows a scribing resistance value of 0 m (at the start of scribing) and a scribing resistance of 100 m when scribing with a scribing load of 500 g using these scribing wheel base materials and attaching a diamond film. It is a graph which shows the change of scribe resistance value. When the cobalt removal treatment is performed also in the through hole of the scribing wheel, the scribe resistance is greatly increased when the scribe distance is 100 m as shown by the straight line B in FIG. However, when the scribing wheel is not subjected to cobalt removal treatment (straight line A), when the cobalt removal seal is formed in the through hole (straight line C), or when polished (straight line D), the scribe resistance changes so much. Not done. For this reason, according to the present invention, it is possible to realize a scribing wheel in which wear powder does not adhere to the pin and rotation resistance increases and mechanical strength does not decrease.
本発明によるスクライビングホイールは耐摩耗性が高く、端面強度の高い脆性材料基板を切り出せるスクライビングホイールを提供することができ、スクライブ装置に好適に用いることができる。 The scribing wheel according to the present invention can provide a scribing wheel having high wear resistance and capable of cutting a brittle material substrate having high end face strength, and can be suitably used for a scribing apparatus.
10 スクライビングホイール
11 円板
12 貫通孔
13 研磨面
14 スクライビングホイール基材
15 シール材
16 ピン
17 ダイヤモンド膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Scribing wheel 11 Disc 12 Through-hole 13 Polishing surface 14 Scribing wheel base material 15 Sealing material 16 Pin 17 Diamond film
Claims (5)
炭化タングステン粒子を主成分とし、コバルトを結合材として含む超硬合金を用いた円板の中心位置に貫通孔を形成し、
前記円板の円周部に刃先部分を形成してスクライビングホイール基材を形成し、
前記スクライビングホイール基材の貫通孔の開口にシール材を塗布して脱コバルト処理を施し、
前記スクライビングホイール基材の刃先部分に化学気相成長法によってダイヤモンド膜を形成するスクライビングホイールの製造方法。 A method of manufacturing a scribing wheel having a through hole into which a pin is inserted at the center position of a disc and having a cutting edge along a circumferential portion,
A through hole is formed at the center position of a disc using a cemented carbide containing tungsten carbide particles as a main component and cobalt as a binder,
A scribing wheel base material is formed by forming a cutting edge portion on the circumferential portion of the disc,
Applying a sealant to the opening of the through-hole of the scribing wheel base material to give a cobalt removal treatment,
A manufacturing method of a scribing wheel, wherein a diamond film is formed on a cutting edge portion of the scribing wheel base material by chemical vapor deposition.
炭化タングステン粒子を主成分とし、コバルトを結合材として含む超硬合金を用いた円板の中心位置に貫通孔を形成し、
前記円板の円周部に刃先部分を形成してスクライビングホイール基材を形成し、
前記スクライビングホイール基材に脱コバルト処理を施し、
前記貫通孔の内壁の脱コバルト層を研削して脱コバルト層を除去し、
前記スクライビングホイール基材の刃先部分に化学気相成長法によってダイヤモンド膜を形成するスクライビングホイールの製造方法。 A method of manufacturing a scribing wheel having a through hole into which a pin is inserted at the center position of a disc and having a cutting edge along a circumferential portion,
A through hole is formed at the center position of a disc using a cemented carbide containing tungsten carbide particles as a main component and cobalt as a binder,
A scribing wheel base material is formed by forming a cutting edge portion on the circumferential portion of the disc,
Applying a cobalt removal treatment to the scribing wheel base material,
Grinding the decobalt layer on the inner wall of the through hole to remove the decobalt layer;
A manufacturing method of a scribing wheel, wherein a diamond film is formed on a cutting edge portion of the scribing wheel base material by chemical vapor deposition.
前記スクライビングホイール基材の貫通孔に表面に砥粒が固着されたピンを挿入してダミースクライブを行うことによって脱コバルト層を除去するものである請求項2記載のスクライビングホイールの製造方法。 The removal process of the cobalt removal layer includes:
The manufacturing method of the scribing wheel of Claim 2 which removes a cobalt removal layer by inserting the pin by which the abrasive grain was fixed to the surface in the through-hole of the said scribing wheel base material, and performing a dummy scribe.
前記スクライビングホイール基材の貫通孔に砥粒を含む流体を流通させることによって脱コバルト層を除去するものである請求項2記載のスクライビングホイールの製造方法。 The removal process of the cobalt removal layer includes:
The method for producing a scribing wheel according to claim 2, wherein the decobalt layer is removed by allowing a fluid containing abrasive grains to flow through the through hole of the scribing wheel base material.
前記スクライビングホイール基材の貫通孔にホーニング加工を行うことによって脱コバルト層を除去するものである請求項2記載のスクライビングホイールの製造方法。 The removal process of the cobalt removal layer includes:
The manufacturing method of the scribing wheel of Claim 2 which removes a cobalt removal layer by performing a honing process to the through-hole of the said scribing wheel base material.
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