JPH08511482A - 超砥粒研削砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 硬質粒子と金属マトリックス結合剤を含み、殊に中空セラミックビーズの形態の、気孔形成用補助剤を含有している、超砥粒研削砥石。本発明の砥石はガラス物品の機械加工又は研削で使用するためのものであり、殊にガラス板の端部を研削するためのものである。

Description

【発明の詳細な説明】 超砥粒研削砥石 本発明は、いわゆる「超砥粒（superabrasive）」研削砥石に関する。この用 語は、非常に硬い砥粒、殊にダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素の砥粒と、これ らの砥粒を所定の位置にとどめて維持するのを可能にする結合剤とを基にした、 非常に研摩性の高い研削砥石を呼ぶのに使用されている。 この結合剤は三つのタイプのものでよく、すなわちそれは樹脂、殊にポリイミ ド又はフェノール樹脂でよい。それはまた、アルミナ、アルミナ−シリカ又は炭 化物−シリカタイプのマトリックスの形態のビトリファイド結合剤でもよい。結 合剤はまた、金属マトリックスに基づくこともでき、そして本発明が特に関係す るのがこの第三のタイプの結合剤である。と言うのは、それは特に有利な機械的 強度を示すからである。 研削加工における不断の困難は、作業により生じる粉塵あるいは他の廃棄物を 適切に除去することである。これを行うためには、媒体、一般には水が、この粉 塵を同伴しそしてまたもちろん研削砥石を冷却する目的で研削砥石の方へ供給さ れる。ところが、研削砥石は処理される物品の表面の全部の部分を同時に攻撃す るので、この研削液は処理される全部の部分へ進むことが困難である。そこで、 廃棄物のいくらかの蓄積が起きる。例えば、ガラス製の物品の処理の場合、研削 には、研削砥石の作用を妨害しがちであり且つ研削作業を遅くして何回もの作業 を行うのを必要にするガラスペーストの層の形成が一貫してつきまとう。 本発明の目的は、粉塵やそのほかの廃棄物の問題をよりうまく管 理するのを可能にする、金属マトリックスを有する結合剤を含有する改良タイプ の超砥粒研削砥石である。 本発明の主題は、ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素タイプの非常に硬い砥粒 と金属マトリックスの結合剤とに基づき、そして更にいわゆる「気孔形成用」補 助剤を含有する超砥粒研削砥石である。この表現のもとに含まれるものは、その 機能が研削砥石の結合剤内に多孔性を作りだすことである補助剤である。 今までは、反対に、むしろできるだけ緻密な金属結合剤を使用する傾向があっ て、これは研削砥石の侵食をできるだけ遅らせるという試みであった。ところが 、驚くべきことに、結合剤の金属マトリックスにある程度の気孔率含有量のある ことが実際に全く有利であることが見いだされた。と言うのは、この多孔性は上 述の研削中の廃棄物の蓄積する問題を非常に有意に改善し、そして研削砥石の寿 命を長くすることにさえなるからである。 これらの「気孔形成用」補助剤は、研削砥石の製造方法に関連して変わるもの として選ばなくてはならない。詳しく言えば、それらは、圧力と適当な温度とに 耐えることができなくてはならない。これが、殊にケイ素及び／又はアルミニウ ム酸化物、例えばアルミナあるいはムライトのようなものに基づく、中空セラミ ックビーズの形態の補助剤を使用することが好ましい理由である。ムライトは、 2SiO₂-3Al₂O₃タイプのケイ酸アルミニウムである。これらのビーズは、有利には 、外径が１μｍと３mmの間のもの、殊に100μｍと１mmの間のものが選ばれる。 それらの壁は、好ましくは２〜８μｍ、殊に４〜６μｍの厚みを有する。 これらの気孔形成用補助剤は、好ましくは、研削砥石の全体積の１〜80％の割 合で、殊に上記体積の５〜50％、又はおよそ30％の割合で、研削砥石に加えられ る。 これらの気孔形成用補助剤は、次に述べるようにして機能する。すなわち、研 削砥石がすり減ると、表面に位置している中空ビーズは漸進的に壊れ、そして研 削砥石の表面に穴ができ、その後ガラスペーストが研削の進行を妨げることなく これらの穴の中に蓄積することができる。その上、研削液は、研削砥石と処理さ れる物品との界面で連続して先へ進むことができ、こうしてこれらの穴の底まで しみ込み、ガラスペーストあるいはそのほかの任意のタイプの粉塵を追い出すこ とができ、そしてそれはこうして、ビーズにより形成された各穴の底を経て最終 的に戻すために取り出される。 更に、研削液はこうして、単に研摩研削砥石のへり表面よりもはるかに大きい 面積に作用し、ほぼビーズの直径の深さまで直接冷却するのを可能にして、これ は相応じて冷却の効率を上昇させて、結果として研削砥石の摩耗を遅らせる。 従って、中空ビーズの壁は、本発明で主として得ようとするものであるそれら の破壊を促進する限りにおいて、非常に薄いことが有利であることが理解できる 。研削砥石のビーズ含有量は、研削することが必要な物品の種類に関連して変わ るものとして変更されなくてはならない。 結合剤の金属マトリックスに関して、これは、研削砥石を使用しようとする用 途に関連して変わるものとして選ぶことができる。コバルトが広く使用され、そ して青銅、銀（これは比較的延性であるという特別な特徴を示す）、鉄又は銅が そうである。 種々の添加剤、殊に炭化タングステンといったようなものを、研削砥石の侵食 抵抗を増大させるためこのマトリックスに加えてもよい。 研削砥石の砥粒に関しては、これらは好ましくは、研削砥石の全体積の５〜60 ％に、殊に上記体積の10〜30％に相当する。それらは 丸い形状であっても針状であってもよい。それらの大きさは、FEPAコードと呼ば れるヨーロッパ研摩材製造業者の標準化されたコード（基準）を利用して評価さ れ、この場合には、このコードによる４〜1182の粒子寸法が選ばれ、これは４μ ｍから1.100mmまでの粒子「平均直径」に相当する。好ましくは40〜90の粒子寸 法が選ばれる。ここでも、全ては研削砥石の将来の用途に依存し、最も細かい砥 粒は研削すべき加工物の最もよく研磨された表面品質を得るのを可能にする。 本発明による研削砥石は、ガラス物品を機械加工又は研削するのに、殊にガラ ス板の端部を研削するのに、有利に使用される。 本発明による研削砥石の例は次のように製造される。すなわち、既知の製造方 法により、粒子寸法91のダイヤモンド粒子15体積％と外径がおよそ0.5mmそして 壁の厚さがおよそ５μｍの中空ムライトビーズを含有し、コバルト結合剤を含有 する研削砥石を製造する。その結果は歴然であって、ガラス板の端部の研削は廃 棄物のより良好な除去と研削砥石のより良好な冷却により促進され、その上アル ミナビーズなしの同様の研削砥石と比較してほぼ30％の研削砥石寿命の増加を伴 う。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．「気孔形成用」補助剤を含有していることを特徴とする、ダイヤモンド又 は立方晶窒化ホウ素タイプの非常に硬い砥粒と金属マトリックスの結合剤とに基 づく超砥粒研削砥石。 ２．前記「気孔形成用」補助剤がセラミック製、殊にアルミナ又はムライト製 の、中空ビーズであることを特徴とする、請求の範囲第１項記載の研削砥石。 ３．前記中空ビーズの外径が１μｍ〜３mm、殊に100μｍ〜１mmであることを 特徴とする、請求の範囲第２項記載の研削砥石。 ４．前記中空ビーズの壁の厚さが２〜８μｍ、殊に４〜６μｍであることを特 徴とする、請求の範囲第１項又は第２項記載の研削砥石。 ５．前記「気孔形成用」補助剤が、当該研削砥石の全体積の１〜80％、殊に上 記体積の５〜50％、例えばおよそ30％の体積割合で加えられていることを特徴と する、請求の範囲第１項から第４項までの１項に記載の研削砥石。 ６．選ばれた前記結合剤の前記金属マトリックスが、青銅、銀、コバルト、鉄 、銅の金属のうちの少なくとも一つから作られていることを特徴とする、請求の 範囲第１項から第５項までの１項に記載の研削砥石。 ７．前記金属マトリックスの結合剤が少なくとも１種の、殊に炭化タングステ ンタイプの、添加剤を含有していることを特徴とする、請求の範囲第１項から第 ６項までの１項に記載の研削砥石。 ８．前記砥粒が当該研削砥石の全体積の５〜60％、殊に上記体積の10〜30％に 相当していることを特徴とする、請求の範囲第１項から第７項までの１項に記載 の研削砥石。 ９．前記砥粒が丸い形状又は針状であって、粒子寸法がFEPAの標準化された基 準で４〜1182の粒子寸法、殊におよそ40〜90の粒子寸法であることを特徴とする 、請求の範囲第１項から第８項までの１項に記載の研削砥石。 10．ガラス物品の機械加工又は研削での、殊にガラス板の端部の研削での、請 求の範囲第１項から第９項までの１項に記載の研削砥石の使用。