专利名称：研削材料、研削材料的制造方法及制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对被加工物进行研削时所使用的研削材料、此研削材料的制造方法以及制造装置。
背景技术：
以前，通过喷射研削剂对材料进行加工的喷射加工(blast)技术被应用于许多方面，包括被加工物表面的抛光加工、除锈等清洁处理、通过对金属表面敲打而改善机械强度的喷丸硬化处理(shot ball peening)以及对石材等进行刻字加工等。近年来，由于喷射装置的改良和掩模技术的进步，微米级的精密加工已经成为可能，在诸如在硅片等基板上进行精密开孔、精密切削、精密雕刻等加工处理的应用越来越多。
而且，此类精密加工还可以应用于烧结部件的领域。具体来说，在用陶瓷粉末、金属粉末或玻璃粉末等形成的器物的表面上先形成抗蚀图，然后利用喷射技术雕刻出所需的形状，最后再烧结成型。这样就可以制造出具有复杂、精密的凸凹部分(或开口部分)的部件，此类部件如果采用原有技术会因成本过高而难以制造。
另外，在陶瓷、金属或玻璃等基板上，用同样材质微粒的糊状物(paste)多层涂覆，然后利用光刻胶形成抗蚀图，对其进行喷射雕刻，深度直达基板，然后再进行烧结，就可制造出基板与糊膏层一体化的零件，此类零件具有复杂、精密的非常尖细的凸凹部分(或开口部分)，如果采用通常技术会因成本过高而难以制造。
一般来说，在进行喷砂处理(sand blast)时，可以采用的研削材料有铝砂、碳化硅粉末、玻璃微珠(glass beads)、碳酸钙以及金属粉末等。
用于精密研削加工的研削材料在特开2001-9727号公报、特开2001-122644号公报等上都有记载。
在特开2001-9727号公报上记述的研削材料(研磨剂)是由同时满足以下所列的式(1)、(2)、(3)、(4)和(5)条件的无机粒子粉体所形成的研磨材料。
(1)10≤A≤0.8C(2)0.03C≤B≤0.5C(3)50≤C≤800(4)30≤D≤95(5)E2-3.5≤E1≤E2-0.5其中A研磨材料的最大粒子直径(μm)B研磨材料的平均粒子直径(μm)C加工间距，即间隔壁宽度d1+研削沟槽宽度d2(μm)D表示粒子不定形的指数(％)，即表示相对于粒子投影面积外接圆的比率E1研磨材料的莫氏硬度E2基板与电极中较软一方的莫氏硬度天然与合成的无机粒子粉体都可以用作研削材料，但是此专利认为天然无机粒子粉体最好采用石灰石、重晶石或石膏，合成无机粒子粉体最好采用碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙等。
另外，在特开2001-122644号公报里还描述了采用金属粉末占90％以上的研削材料对低熔点玻璃进行加工的技术。
一般来说，可以采用水雾化法、气雾化法或机械粉碎法以及电解法等化学法等制造金属粉末。其中，化学法只限定于纯金属，很难控制研削材料的物性，而粉碎法制备微细的粒子会很困难，且成本很高。由于以上的原因，可以说制造金属粉末的研削材料最适合的方法就是雾化法。
水雾化法制造的情况如下所示，先将在感应电炉等中熔化的金属或金属合金的熔液注入设置于雾化器上部的漏斗(tundish)中，然后再从此漏斗下部的喷嘴中喷入(供给)雾化器内，该雾化器向从喷嘴中喷出的熔液喷以雾状的高压流体(如水等)，使所述熔液粉末化，从而得到了金属粉末。
通常，高压流体的喷雾方式按照喷向熔液的高压流体的几何学形状通常可以分成V型、圆锥型(cone型)等。例如，在所喷射的高压流体为以向下收缩的近似圆锥状包围所述熔液的情况下，所述呈近似圆锥状喷射的高压流体的顶角β(水射流的角度)设为30度到60度之间(参照图6)。
但是，在特开2001-9727号公报里记述的研削材料(研削剂)由于比重比较小，因此冲击能较小，研削力也较小。这样就有加工时间较长、生产性变差的缺点。
另外，由于研削材料(研削剂)的粒子较脆，因此这些粒子在喷射(blast)时会被破坏，使得其品质改变，如果对其再利用，就会使被加工物的品质产生偏差。
此外，由于铝砂、碳化硅粉末、玻璃微珠等的粒子硬度高，在喷射时，会对研削对象以外的物体，如掩模、基板等造成损伤。特别是基板采用玻璃的情况下，这些损伤会造成表面粗糙度变差、强度和透明度降低等问题。
还有，虽然碳酸钙自身的硬度较低，但是由于是用天然的石灰石粉碎制得，其中含有微量的杂质。在这些杂质中，由于含有如二氧化硅等硬质物质，因此与前面所说的铝砂、玻璃微珠等一样，会对研削对象以外的物体造成损伤。
另一方面，如特开2001-122644号公报中所述，金属粉末虽然具有可回收利用等优点，但是由喷射产生的冲击能引起的发热会造成研削材料氧化、变色、对被加工物的染色(氧化物附着)、氧化生成的氧化皮从研削材料上剥落等问题。在某些情况下，循环使用研削材料的期间，有可能由于生锈而产生研削材料变色和凝聚现象。空气中的水分当然是引起生锈的原因，同时，其原因还包括喷射装置内的输送空气随通道的截面积变化产生压缩膨胀而引起的结露现象，以及由喷射产生的热引起的结露现象等。
此外，在研削材料由硬度过高成分组成的情况下也会产生对研削对象以外的物体造成损伤的问题。
另外，当研削材料被沿着喷射装置内的通道输送时，由于研削材料粒子在相互接触时会产生静电，从而使得粒子发生凝聚。一旦粒子发生凝聚，就会使得从喷射装置的喷嘴喷射出来的研削材料的喷射量不稳定，因而产生研削不良的问题。
特别是，由水雾化法制成的金属粉末，会根据其雾化条件的不同，形成许多不同形状的由多个一次粒子粘结而成的二次粒子。而且，由于成分体系的关系，粒子的形状是细长的山芋状，而不是球状，因此使得喷射装置内的流动性恶化，从而降低了喷射工序的生产性和品质的稳定性。
此外，当使用金属粉末作为研削材料(喷丸材料shot blast)时，喷射处理时二次粒子发生分裂产生10μm以下的微粒子，因而降低了喷射效率。
发明内容
本发明是为了解决上述的以往问题，其目的在于防止研削材料品质发生变化，提供一种可以对被加工物进行高品质研削加工，并且加工时间短、成品率高的研削材料。
另外，本发明的目的还在于，提供一种通过制造单粒子化的金属粉末，防止二次粒子的存在，从而可以提高喷射效果和喷射工序的生产性的研削材料的制造方法。
此外，本发明的目的还在于，提供一种通过单粒子化而防止二次粒子的存在，从而可以提高喷射效果和喷射工序的生产性的研削材料的制造装置。
此外，本发明的目的还在于，提供一种通过单粒子化而防止二次粒子的存在，从而可以提高喷射效果和喷射工序的生产性的研削材料。
为达到以上的目的，本发明提供一种喷射到被加工物上并对其进行研削加工的研削材料，该研削材料由无机物粉末构成，并同时满足以下条件(1)真比重在4g/cm3以上；(2)平均粒径在5μm以上、50μm以下；(3)最大粒径在100μm以下；(4)硬度(HMV)在110以上、340以下。
具有这些构成的研削材料由于比重高(真比重≥4g/cm3)，因而可以获得优良的研削力。另外，其平均粒径也被设定在可以获得优良的研削力的范围内(5μm≤平均粒径≤50μm)。因此，可以缩短对被加工物的加工时间，从而可提高生产性。
此无机物粉末的平均粒径最好是在10μm以上、30μm以下。
另外，因为不可能期待研削材料同时具有较低的硬度和良好的研削力，同时，当硬度过高时，会有损伤研削材料以外的部分或物体的倾向，所以本发明的硬度范围设为110≤硬度(HMV)≤340。
此外，本发明的研削材料的最大粒径设定在100μm以下，这样在获得更适合的研削力的同时，还可以防止在研削很狭窄的空隙部分(例如150μm左右)时，研削材料堵塞在此空隙中。而且，该无机物粉末的最大粒径在80μm以下为更好。
上述的无机物粉末可以由金属粉末构成。另外，如果由具有较高韧性的金属粉末构成的话，可以防止研削时由于冲击而使粒子发生破损。
上述金属粉末可以采用以下的构成主成分为铁或铁系合金，铝含量为0.1重量％，钛含量为0.1重量％。
具有此构成的金属粉末由于铝和钛含量控制得较低，使得以此金属粉末为原料的金属熔液的表面张力变大，从而可以促进所得金属粉末粒子的球状化。因此可以获得优良的喷射效果。另外，由于铬的含量可以在8重量％以上，并由此抑制了生锈(氧化)等现象的发生，因而可以维持优良的喷射效果。而且，由于硼的含量在1.5重量％以下，使得表面张力变大，因此可以促进所得金属粒子的球状化。
此外，上述金属粉末的震实密度(g/cm3)最好设定在4.3以上、4.8以下。随着金属粉末球状化和单粒子化程度的提高，其震实密度值也会成为高的值。即当粒子为球状的彼此分离的单粒子时，由于充填率变大，使得震实密度增大。通过设定震实密度在4.3以上、4.8以下，可以获得更适于喷射的研削材料。
另外，本发明的研削材料还可以由上述无机物粉末和占其重量0.01～5％的具有流动性和耐吸湿性的物质混合后制成。
此外，本发明的研削材料还可以通过在上述无机物粉末表面的局部或全体上面附着占该粉末重量0.01～5％的具有流动性和耐吸湿性的物质制成。
这样，通过将具有流动性和耐吸湿性(疏水性)的物质混入上述无机物粉末，或附着在上述无机物粉末表面的局部或全体上面，可以防止研削材料(无机物粉末)的凝聚。因此，就可以使研削材料的喷射量稳定化，并可防止由于在装置内运送时的流动而导致的静电现象，而且，还可以防止由于吸湿而引起的品质的变化。
能够改善流动性和吸湿性的物质有硬脂酸、无水氧化硅粒子等。
此外，本发明的研削材料由于硬度(HMV)比玻璃基板还低，即使在研削诸如于玻璃基板上形成的玻璃糊膏层的情况下，也不会对基板造成损伤。
另外，本发明所提供的研削材料的制造方法设有以下两个工序，即，使贮存于设有喷嘴的漏斗内的金属熔液从所述喷嘴中喷出的工序、和向从上述喷嘴处喷出的金属熔液喷以高压流体，上述高压流体以沿向下收缩的近似圆锥状包围金属熔液，使之粉末化的工序。其中，由上述高压流体的喷射形成的近似圆锥体的顶角设定在10度以上、小于30度的范围内。
按照此种制造方法，可以确保经过高压流体喷射的金属熔液的一次分散范围比以往更广。因此，在利用所喷射的高压流体(水射流)的减压效应生成金属粉末(研削材料)时，可以强化一次分裂粒子的扩散，从而可以防止所获得的金属粉末(研削材料)发生凝聚。
由所述高压流体的喷射形成的近似圆锥体的顶角设定在15度以上、25度以下更好，最好设定为20度。
另外，本发明的研削材料制造方法中可以再增加一道加热上述漏斗的工序。通过执行此加热工序，可以防止所喷出的金属熔液的温度下降。即由于可以保持金属熔液在被高压流体喷射前处于较高的温度，所以可以保持金属熔液的较大的表面张力，从而可以促进经过高压流体喷射后一次分裂所获得的金属粉末粒子形状的球状化。其结果是可以更有效地防止所获得的金属粉末(研削材料)发生凝聚。
加热上述漏斗时，应当使从上述喷嘴中喷出的金属熔液的温度在1600℃以上、1700℃以下，更好控制在1630℃以上、1680℃以下。
在本发明的研削材料制造方法中，金属熔液的原料最好以铁或铁系合金为主成分，并且不添加铝和钛。
具有此种成分的原料由于将被认为会阻碍金属粉末(研削材料)的单粒子化的铝和钛控制在0.1重量％以下，因而可以促进经过高压流体喷射后一次分裂所获得的金属粉末粒子的单粒子化。
另外，本发明所提供的研削材料的制造装置，设有在其内部贮存金属熔液的漏斗；设置在上述漏斗上，并喷出贮存在该漏斗内部的金属熔液的熔液喷嘴；向从上述熔液喷嘴处喷出的金属熔液喷射高压流体，此高压流体以向下收缩的近似圆锥状包围该金属熔液的喷雾嘴。从上述喷雾嘴中喷出的高压流体所形成的近似圆锥体的顶角在10度以上、小于30度的范围。
具有此构成的研削材料的制造装置，由该制造装置所喷射的高压流体可以使被其喷射的金属熔液的一次分散范围比以往的更宽。因此，在利用所喷射的高压流体(水射流)的减压效应生成金属粉末(研削材料)时，可以强化一次分裂粒子的扩散，从而可以防止所获得的金属粉末(研削材料)发生凝聚。
所述喷雾嘴，更好是使从上述喷雾嘴中喷出的该高压流体所形成的近似圆锥体的顶角在15度以上、25度以下，更好是使喷出的高压流体所形成的近似圆锥体的顶角为20度。
另外，本发明的研削材料的制造装置上还可以再设置一个对上述漏斗进行加热的装置。通过设置此加热装置，可以防止所喷出的金属熔液的温度下降。即由于金属熔液在被高压流体喷射前处于较高的温度，所以可以保持金属熔液的较大的表面张力，从而可以促进经过高压流体喷射后一次分裂所获得的金属粉末粒子形状的球状化。其结果是可以更有效地防止所获得的金属粉末(研削材料)发生凝聚。
上述加热装置在加热上述漏斗时，可使从上述喷嘴中喷出的金属熔液的温度在1600℃以上、1700℃以下，最好控制在1630℃以上、1680℃以下。
此外，本发明还提供利用上述制造方法制成的研削材料。
另外，本发明还提供利用上述制造装置制成的研削材料。
图1是表示本发明实施方式1中的被加工物的立体图。
图2是表示本发明实施方式2中的研削材料制造装置的垂直截面的示意图。
图3是从作为图2所示的制造装置的构成要素的雾化装置中喷射出高压流体的示意图。
图4是利用本发明实施方式2中的制造装置及制造方法所制造的研削材料(金属粉末)的显微镜照片。
图5是以往的研削材料(金属粉末)的显微镜照片。
图6是从作为以往的制造装置的构成要素的雾化装置中喷射出高压流体的示意图。
具体实施例方式
下面将对本发明的实施方式中的研削材料、研削材料的制造方法及制造装置进行详细的说明，但是本发明并不仅限于这些实施方式。
(实施方式1)制造了具有表1中所记述成分值(重量％)的研削材料(实施例1～5)。另外，作为比较，还制造了的具有表1中所记述成分值(重量％)的研削材料(比较例1～6)。此外，作为比较，还准备了的碳酸钙(比较例7)、玻璃微珠(比较例8)、氧化铝(比较例9)。
Bal.平衡值对于实施例1～5以及比较例1～9，通过以下的方法对硬度(HMV)、真比重(g/cm3)、平均粒径(μm)、最大粒径(μm)等进行了测定。其结果显示于表2中。
硬度(HMV)采用岛津制作所制造的微型威氏硬度计(TYPE-M)进行测定。测定的荷重为25gr，取10个点的平均值作为测量值。
真比重采用市售的玻璃制比重计，通过比重计法进行测定。
平均粒径和最大粒径采用日机装株式会社的microtrack粒度分析计SRA7995型进行测定。
真密度采用seishin公司的Auto True Denser，通过比重计法进行测定。
然后对通过以下方法对形成于玻璃基板上的玻璃糊膏进行深度为100μm的刻沟加工。
(沟槽的形成方法)首先，在边长300mm的方形玻璃基板(厚度为5mm)上利用涂覆机涂布玻璃糊膏，形成200μm的糊膏层。然后，使其干燥，在其表面贴上光刻胶(干胶)，在紫外线下曝光后显影，在玻璃糊膏上就形成了宽度为100μm的网状抗蚀图(掩模)。
此后，将形成有上述抗蚀图的基板放置在喷射装置上，使用实施例1～5的各种研削材料，以上述抗蚀图作为掩模对玻璃糊膏层进行研削。而且，在研削时按照以下条件来设定喷射装置。
喷嘴口径10mm研削材料喷射压力1.5kg/cm2
研削材料喷射量15g/min到基板的距离20cm然后，再通过鼓风(air blow)吹掉研削下来的糊膏材料和研削材料，通过喷洒溶液(氢氧化钠溶液)使光刻胶剥离。其后，在大约550℃下烧成，就形成了如图1所示的宽度极小的网状沟槽11。
而且，在图1中，符号10为玻璃基板，符号11为通过研削所形成的沟槽。
另外，在作为比较的比较例1～9中，除了使用相对应的研削材料以外，其余采用与上述相同的方法形成宽度极小的网状沟槽。
然后，对于利用上述方法形成的各沟槽11所划定的间隔壁12，通过以下的方法对单位时间的研削量、基板损伤状态、掩模损伤状态、沟槽夹裹研削材料的状态、研削材料的破坏状态以及因生锈产生的变色等进行了评价。
单位时间的研削量，是通过用电子天平称量特定时间内回收的被研削下来的糊膏的重量而求得。
基板损伤状态、掩模损伤状态、沟槽夹裹研削材料的状态、研削材料的破坏状态，是通过用电子显微镜目视观察，按照以下的标准进行评价。
○没有(良好)△有若干×有(不良)生锈变色实验，是把各种研削材料均匀地全面铺在玻璃培养皿内，向其中喷洒10ml的蒸馏水，在室温下放置24小时后目视观察变色程度，按照以上的标准进行评价。变色是对各种研削材料在大气中550℃下加热30分钟后进行目视观察，再按照以上的标准进行评价。
这些结果显示在表3中。
从表3可以确认本发明中的研削材料(实施例1～5)在加工速度(单位时间的研削量)较快时，对非研削对象没有造成损伤。另外还可以确认研削材料没有发生破损和由氧化引起的变色。
然后，在实施例1中的研削材料上，相对于100重量％研削材料加热附着(coating)0.3重量％的硬脂酸，制成实施例6的研削材料。另外，在实施例1中的研削材料中，相对于100重量％研削材料混入0.05重量％的无水二氧化硅粒子(日本aerosil制的aerosilR812)，制成实施例7的研削材料。
然后，使用JIS Z2502中所规定的形态的ロ—ト，设定孔(orifice)直径为5mm，对实施例1、实施例6及实施例7各自的流动性按照以下的标准进行评价。结果显示在表4中。
◎与实施例1相比流动性非常好○与实施例1相比流动性较好然后，对实施例1、实施例6的吸湿性按照以下的标准进行评价。结果显示在表4中。
○与实施例1相比吸湿性较低[表4]
从表4可以看到，对实施例1的研削材料的表面通过加热附着硬脂酸所得到的研削材料(实施例6)与实施例1的研削材料相比，具有更好的流动性。另外，在实施例1的研削材料中混入无水二氧化硅粒子所得的研削材料(实施例7)与实施例1的研削材料相比，具有更低的吸湿性。
而且，虽然实施方式1对具有表1所示成分的研削材料进行了说明，但是并不仅限于这些，在研削剂中含有其他成分也可以，只要此研削材料满足(1)真比重在4g/cm3以上；(2)平均粒径在5μm以上、50μm以下；(3)最大粒径在100μm以下；(4)硬度(HMV)在110以上、340以下的条件。
另外，此类的研削沟槽的例子有很多，例如液晶面板、有机EL等的玻璃基板密封材料的玻璃糊膏层的形成等。
(实施方式2)下面将参照附图对本发明的实施方式2中的研削材料的制造装置和制造方法进行说明。
图2是表示本发明的实施方式2中的研削材料制造装置的垂直截面的示意图，图3是从作为图2所示制造装置的构成要素的雾化装置中喷射出高压流体的示意图。图4是利用本发明的实施方式2中的制造装置及制造方法所制造的研削材料(金属粉末)的显微镜照片。图5是以往的研削材料(金属粉末)的显微镜照片。
如图2和图3所示，本发明的实施方式2中的研削材料制造装置1由溶解室2和设于其下部的喷雾室3构成。
溶解室2的形状近似圆筒，在其内部配置有漏斗100，其中贮存着用未图示的感应电炉等熔化的金属熔液M。此漏斗100形状近似圆筒，在其底部的靠近中心处设置有贯通的熔液喷嘴110(陶瓷喷嘴直径约为几毫米)，此喷嘴可以将贮存于漏斗100中的金属熔液M喷向喷雾室3。另外，在漏斗100的外周部分还配设有加热线圈120，它被作为对漏斗100内部进行加热的加热装置。
喷雾室3的形状近似圆筒，在其内部的上部配设有环状的喷雾嘴130。由未图示的高压流体供给源向此喷雾嘴130提供高压流体。在喷雾嘴130的内周设有向斜下方向心突出的喷嘴140，从该喷嘴140中喷射出的高压流体F呈向下收缩的近似圆锥状，将金属熔液M包围在其中。可以调整喷嘴140的角度，使得喷射出的高压流体F所形成的近似圆锥体的顶角α(参照图3)处于10度以上、小于30度的范围内。而且，在实施方式2中，喷嘴140的倾斜程度被设定为使喷射出的高压流体F所形成的近似圆锥体的顶角α为20度的状态。
另外，喷雾室3为可密闭的构造，在其下端通过未图示的阀连接有回收被粉末化的金属粉末P的容器。
下面，将对利用上述的金属粉末制造装置1制造研削材料(金属粉末)的方法进行说明。
在实施方式2中，调整喷雾嘴130的喷嘴140角度，使喷射出的高压流体F所形成的近似圆锥体的顶角α为20度。这样就可以确保金属熔液M的一次分裂粒子的分散范围比以往(近似圆锥体的顶角α＝30度)的更宽。
这里，金属熔液M的一次分裂粒子的分散范围是根据喷射出的高压流体F所形成的近似圆锥体的容积换算得到的。即使上述的顶角α发生变化，上述圆锥体的半径也会保持一定(r)。由于此近似圆锥体的高度(h)为h＝r/tan(α/2)，所以，在α＝20度时，h＝r/tan10r/0.17635.67r；在α＝30度时，h＝r/tan15r/0.26793.73r。因此，当顶角α为20度时，上述近似圆锥体的高度(h)会比以往的(顶角α为30度)更大一些，从而可以使得上述近似圆锥体的容积变大。其结果是可以确认金属熔液M的一次分裂粒子的分散范围比以往(近似圆锥体的顶角α＝30度)的更宽。
然后，使用此制造装置按照以下所示的顺序制造出研削材料(金属粉末实施例8)。
首先，溶解具有表5所示成分(实施例8的成分)的原料，得到金属熔液M，将其注入图2所示的制造装置1的漏斗100中。这时，利用加热线圈120将注入漏斗100中的金属熔液M加热至1650℃左右。
然后，从与漏斗100连通设置的喷出嘴110中喷出金属熔液M，同时，从喷雾嘴130的喷嘴140向此金属熔液M喷射高压流体F(在实施方式2中为水)，其压力为10～100Mpa，喷雾量为0.3～0.8m3/分，并呈向下收缩的圆锥状将金属熔液M包围。
通过高压流体F的喷雾使金属熔液M粉末化，就得到研削材料(金属粉末实施例8)。
然后，作为比较，除了用具有表5所示成分(比较例10的成分)的原料溶解得到金属熔液，并采用以下条件以外，与实施例8相同的方法将金属熔液粉末化，得到金属粉末(比较例10)。
在比较例10中所用的制造装置没有配设加热漏斗用的加热线圈，因而不能对漏斗内贮存的金属熔液进行加热。另外，从喷射高压流体的喷雾嘴的喷嘴所喷出的高压流体形成的近似圆锥体的顶角β(参照图6)被调整为30度，使得喷向金属熔液的高压流体呈顶角为30度的近似圆锥体。
上述实施例8和比较例10中，对雾化时的金属熔液的温度(℃)进行了测定。结果显示在表6中。
从表6可以看到，实施例8的金属熔液的温度大约高80℃左右。
然后，为比较实施例8和比较例10所得到的金属粉末粒子的形状，用显微镜拍摄了它们的照片。实施例8的研削材料(金属粉末)的显微镜照片显示于图4中，比较例10的研削材料(金属粉末)的显微镜照片显示于图5中。
从图4和图5可以看到，实施例8的研削材料(金属粉末)相对于比较例10的研削材料(金属粉末)更加单粒子化(未凝聚)，其形状也更接近于球形。
其后，又对实施例8和比较例10所得到的研削材料(金属粉末)的硬度(HMV)和震实密度按照以下的方法进行了测定。结果显示于表7中。
震实密度是采用藏持科学仪器制作所制造的仪器，按照日本粉末冶金工业协会的规格JPMA P 08“金属粉末的震实密度实验方法”中的规定进行测定的。
从表7可以看到，实施例8的研削材料(金属粉末)与比较例10的研削材料(金属粉末)相比具有更高的震实密度。其结果是，实施例8的研削材料(金属粉末)的单粒子化程度更高，形状也更接近于球形。
此后，除了所用的金属熔液是由与比较例10相同成分的原料溶解制成以外，按照与实施例8相同的方法，使金属熔液粉末化，制得研削材料(金属粉末实施例9)。
作为比较，制得了比较例11的金属粉末。其方法是，所用的金属熔液是由与比较例10相同成分的原料溶解制成，喷出高压流体的喷雾嘴的喷嘴被调整到使所喷射的高压流体形成的近似圆锥体的顶角β(参照图6)为40度，其余与实施例8的方法相同，使金属熔液粉末化而制成。
然后，对实施例9和比较例11中得到的金属粉末的震实密度采用与上述相同的方法进行测定。结果显示于表8中。
从表8可以看到，实施例9的研削材料(金属粉末)与比较例11的研削材料(金属粉末)相比具有更高的震实密度。其结果是，实施例9的研削材料的单粒子化程度更高，形状也更接近于球形。
如以上说明所示，本发明中的研削材料在发挥优良的研削力时不会给研削对象以外的部分和物体造成损伤，同时，在研削一些空隙狭小的部分(如沟槽等)时，可以防止研削材料堵塞在此空隙里。其结果是可以在短时间内对被加工物进行高品质的研削，从而够提高生产性。另外，由于本发明中的研削材料几乎没有品质的变化，因此可以进行再利用，有助于降低成本、保护环境。
另外，作为本发明中的研削材料的原料的金属熔液由于表面张力高，因而可以促进金属粉末的单粒子化。这样，就可以更好地发挥喷射效果和提高喷射工序的生产性。
此外，利用本发明的研削材料制造方法和制造装置，可以确保受到高压流体喷射的金属熔液的一次分散范围更宽。因此，利用所喷射的高压流体的减压效应生成研削材料(金属粉末)时，可以强化一次分裂粒子的扩散，防止研削材料发生凝聚。其结果是，在喷射工序中研削材料的凝聚粒子发生分裂，微小的粒子基本无法生成，因而可以提高喷射效果和喷射工艺的生产性。
权利要求
1.一种研削剂的制造方法，设有使贮存于具有熔液喷嘴的漏斗中的金属熔液从上述喷嘴中喷出的工序；和向从上述熔液喷嘴中喷出的金属熔液喷射高压流体，此高压流体以向下收缩的近似圆锥体状包围该金属熔液，使所述金属熔液粉末化的工序；并且由所述高压流体的喷射所形成的近似圆锥体的顶角设定在10度以上、小于30度的范围内。
2.根据权利要求1所述的研削剂的制造方法，其中由所述高压流体的喷射所形成的近似圆锥体的顶角设定在15度以上、25度以下。
3.根据权利要求1所述的研削剂的制造方法，其中由所述高压流体的喷射所形成的近似圆锥体的顶角设定为20度。
4.根据权利要求1～3的任意一项中所述的研削剂的制造方法，其中还设有对所述漏斗进行加热的工序。
5.根据权利要求4所述的研削剂的制造方法，其中将所述漏斗加热为从所述熔液喷嘴中喷出的金属熔液的温度在1600℃以上、1700℃以下。
6.根据权利要求1所述的研削材料的制造方法，其中所述金属熔液使用了主成分为铁或铁系合金、含有0.060重量％以上0.070重量％以下范围的碳、且未添加有铝和钛的原料。
7.一种研削剂的制造装置，是制造研削剂的装置，其中设有在其内部贮存金属熔液的漏斗；设置在所述漏斗上，并喷出贮存在该漏斗内部的金属熔液的熔液喷嘴；向从所述熔液喷嘴喷出的金属熔液喷射高压流体，此高压流体以向下收缩的近似圆锥体状包围该金属熔液的喷雾嘴，并且，由所述喷雾嘴中喷出该高压流体时，使由喷出的所述高压流体所形成的近似圆锥体的顶角在10度以上、小于30度的范围。
8.根据权利要求7所述的研削剂的制造装置，其中从所述喷雾嘴喷出该高压流体时，使由喷出的所述高压流体形成的近似圆锥体的顶角在15度以上、25度以下。
9.根据权利要求7所述的研削剂的制造装置，其中从所述喷雾嘴喷出该高压流体时，使由所述高压流体的喷射形成的近似圆锥体的顶角为20度。
10.根据权利要求7～9的任意一项所述的研削材料的制造装置，其中还设有对所述漏斗进行加热的加热装置。
11.根据权利要求10所述的研削材料的制造装置，其中所述加热装置将漏斗加热为从所述熔液喷嘴中喷出的金属熔液的温度在1600℃以上、1700℃以下。
全文摘要
本发明提供一种研削材料、研削材料的制造方法及制造装置，此研削材料的制造过程为用加热线圈(120)对贮存于设有熔液喷嘴(110)的漏斗(100)中的金属熔液M进行加热，使之从熔液喷嘴(110)中喷出，向从熔液喷嘴(110)中喷出的金属熔液M喷射高压流体F，此高压流体F为向下收缩的近似圆锥状，其顶角在10度以上、小于30度，并包围金属熔液M，使金属熔液M粉末化，从而制得研削材料。根据本发明的研削材料，可以防止研削材料品质发生变化，对被加工物进行高品质加工，并且加工时间短、成品率高，同时能够提高喷射效果和喷射工序的生产性。
文档编号B24D11/00GK1990184SQ20071000164
公开日2007年7月4日 申请日期2003年10月28日 优先权日2002年10月28日
发明者志村辰裕 申请人:精工爱普生株式会社