定圧研削および研磨によるPCDの超精密加工

先進マグネシウム国際研究センター
教授・峠 睦
URL:http://www.mech.kumamoto-u.ac.jp/
E-mail:touge@mech.kumamoto-u.ac.jp
PCDの超精密加工
 PCDは粒径0.5μm~25μmの微粒ダイヤモンドをCoなどの結合助剤を用いて焼結したものであり、硬度、化学的安定性などの優れた特性や天然ダイヤモンドに比較してコスト的に有利なことから、切削工具に広く用いられている。最近では金型の摩耗が激しい部位へ組み込み、精度確保のための耐摩耗材として用いられ始めている。今後の広い応用のためには加工面は鏡面加工であることは不可欠であり、さらに鋭利なエッジ加工も求められている。
 本研究における超精密加工は2つの方法、すなわち前加工としてのダイヤモンドホイールを用いた定圧研削と、仕上げ加工としての石英定盤による研磨加工から構成されている。図1に定圧研削した加工面の粗さプロファイルを,図2にAFMで観察した加工面の一例を示す。仕上げ面粗さRaは1.9nm~2.1nmとなっている。研磨加工ではRaは1nm以下のものが得られており、今後は鋭利なエッジを有するサブナノ領域の加工面の実現を目指して研究を進める。

Ultra-precision machining of PCD : The polycrystalline diamond (PCD) has been widely used as cutting tools and mold dies by making use of superior characteristics, such as hardness and chemical stability. The ultra-precision machining in this work is each composed of two processing methods; the dry grinding under the constant pressure grinding using fine metal-bonded diamond wheel and the fine polishing using quarts plate under UV-irradiation. Figure 1 and 2 show a surface profile and AFM image obtained from ground PCD. The finished surface roughness reached to 1.9nm in Ra by the dry grinding.

Figure 1 Typical surface profile of ground PCD

Figure 2 Typical AFM image of ground PCD

[キーワード] PCD, 鏡面研磨, 定圧研削