JPS62251077A

JPS62251077A - ビトリフアイド砥石

Info

Publication number: JPS62251077A
Application number: JP9008386A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagata; 晃永田; Takao Yogo; 余語　▲たかし▼夫
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1986-04-21
Publication date: 1987-10-31
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: JPH0624700B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、砥材をビトリファイドボンドで結合してなる
ビトリファイド砥石に関し、特に砥料として超砥粒を用
いてなるビトリファイド砥石に関する。

［従来技術および問題点］ビトリファイド砥石には、有機質の気孔形成剤を含有し
、これによって気孔を形成させたものがある。しかしな
がら、この種のビトリファイド砥石は焼成時において気
孔形成剤が除去されてしまう関係上、砥材の保持力が低
下し、また砥石の焼成収縮が大きい等の問題がある。

そのため、気孔形成剤として天然ガラス質岩石を原料と
するパーライトを使用し、パーライトが結合剤としての
機能を兼備することを利用して。

砥材の保持力を高めたビトリファイド砥石が存在する（
特公昭３７−７４６号）。しかしながら。

このビトリファイド砥石にあっては、焼成時においてパ
ーライトが軟化溶融することに基づいて結合作用を果た
すものであるため、必然的に砥石の焼成収縮をきたし、
所期の形状を維持し得なくなるほか、砥石構造（気孔率
、砥料率など）の制御が困難であり、製品管理上問題で
あった。

さらに、これら従来のビトリファイド砥石（有機質また
はパーライトを気孔形成剤として利用してなるもの）に
あっては、燃抜けまたは軟化溶融に基づく砥石の焼成収
縮が不可避であることから、ホットプレス等によって高
気孔率の砥石を得ることは不可能であった。

ところで、ビトリファイド砥石（特に、高気孔率のもの
）は、目立て（ドレス）が容易であるという利点を有す
る。しかるに、このビトリファイド砥石に近時砥材とし
て多用されつつある超砥粒（ダイヤモンドまたはＣＢＮ
）を適用する場合には、経済的量産性の見地から、無機
質の充Ｊ！Ｒ月（たとえば、アルミナ質系成分、炭化ケ
イ素質系成分）を混入することにより集中度を低下させ
ることになる。しかしながら、この場合には研削条件に
よっては充填材が磨減り摩耗して研削に支障をきたすの
で、目立てが頻繁に必要になりビトリファイドの上記利
点を充分に活用できない事態を生じていた。

本発明の目的は、かかる技術背景下において。

砥材の保持力を低下させることなく任意の気孔率の気孔
を維持し、焼成時の寸法収縮が極めて少なく、目立てを
簡易化するビトリファイド砥石を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明者等は、ビトリファイド砥石について。

砥材として超砥粒を採用して気孔率を変化すべく種々研
究を重ねた結果、特定の物質を含有せしめたところ、ビ
トリファイド砥石として極めて優れた結果を得たため、
ここに提案するものである。

本発明のビトリファイド砥石は、砥材が超砥粒であり、
無機質中空状物質を含有し、前記中空状物質の軟化点が
前記超砥粒用ビトリファイドボンドの固有焼成温度より
も高いことを特徴とする。

［好適な実施態様］本発明のビトリファイド砥石に含有される無機＝　　３
　− 質中空状物質は、その軟化点が超砥粒用ビトリファイド
ボンドの固有焼成温度よりも５０℃以」二、より好まし
くは１００℃以上高いことが好ましい。焼成時において
、無機質中空状物質の軟化または異常膨張などによる砥
石の変形を極力発生させないためである。ここで、超砥
粒用ビトリファイドボンドの固有焼成温度は、一般砥粒
を砥材として使用したときにおけるビトリファイドボン
ドの固有焼成温度よりも低温で、一般的には６５０〜１
０００℃、より好ましくは７００〜９５０℃の範囲の焼
成温度である。上限を超えると超砥粒に劣化が起こり、
下限未満であると強度発現に支障をきたす。より具体的
には、使用されるビトリファイドの種類に応じて採択さ
れる。

無機質中空状物質としては、下記のものが挙げられる（
なお、括弧内の温度は軟化点である）：・ガラスバルー
ン　　（１０００℃）・シラスバルーン　　　（９００℃）・炭素系バルーン　　　（９００℃）・アルミナ系バルーン（１５００℃）・石炭灰バルーン　　（１３００℃）無機質中空状物質の直径および壁厚は、研削時に容易に
破壊されて自生作用を阻害しない程度のものであること
が好ましい。

無機質中空状物質の熱膨張係数は１粒子間応力によって
ボンドブリッジにクラックを発生させないために、ビト
リファイドボンドのそれ（たとえば、４〜６　Ｘ　１０
−６／’Ｃ）とほぼ同程度のものであることが好ましい
。石炭灰バルーンは、その熱膨張係数が超砥粒およびビ
トリファイドボンドのそれに近いことから、好適である
。

無機質中空状物質の粒度は、焼成収縮を極力抑止させる
観点から、超砥粒の平均粒径の１／２〜２倍程度、より
好ましくはほぼ一致させることが好ましい。

無機質中空状物質は、好ましくは原料組成で４５％〜５
５％（容量％、以以下上）まで含有させ得る。

本発明のビトリファイド砥石は、高度な精密部品の研削
用として好適なものである。被削材としては、一般の鉄
系材料（鋳鉄・鋼など）およびアルミニウム・プラスチ
ックなどの非鉄系材料のほか、セラミックス・ＦＲＭな
どの難削性の新材料をも対象とする。

なお、参考のために１本発明砥石の模式図を第１図に示
しておく。同図において、１は超砥粒。

２はビトリファイドボンド、３は気孔および４は無機質
中空状物質をそれぞれ示す。

［発明の効果］本発明のビトリファイド砥石にあっては、前述したよう
な構成にしたことから１次のような種々の効果を奏する
。

■　無機質中空状物質が気孔形成剤として機能するので
、その含有量を調整することによって、気孔率を容易に
調節できる。

■　無機質中空状物質が焼成時においても除去されるこ
となく砥石中に残存するので、砥材の保持力低下ひいて
は砥石の強度低下が極めて少ない。

■　無機質中空状物質は超砥粒用ビトリファイドボンド
の固有焼成温度よりも高い軟化点を有するので、焼成時
において軟化せず、したがって、焼成収縮を極力抑止で
きる。そのため、砥石構造を所期のものに維持でき、製
品管理が容易である。

気孔率について云えば、最大７０％程度の砥石を得るこ
とができる（従来の有機系気孔形成剤にあっては最大４
０％程度である）。

加えて、無機質中空状物質が軟化しないので。

ホットプレス等によっても任意の気孔率の砥石を得るこ
とができる。

■　無機質中空状物質が気孔形成剤として機能するとと
もに、それ自体が無機質充填材としても機能するので、
別途に無機質充填材を添加することなく砥石の集中度を
変化させ得る。したがって。

本発明のように砥材として超砥粒を用いる場合には好都
合である。

加えて、無機質中空状物質はその隔壁が研削時において
容易に破壊されるので、焼けを殆んど発生せず、研削不
良に陥らない。したがって、目立てをしなくても良好な
自生作用を発揮でき、研削効率の観点から好都合である
。

［実施例］以下２本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１〜３　（ＣＢＮ砥粒：集中度１００）・ＣＢＮ
砥粒（＃８０／１００）　　２５容量部・無機質中空状
物質（１５１〜１６５μｌ１１）２７′・ビトリファイ
ドボンド　　　　　１８　′・糊料　　　　　　　　　
　　　　　６　″砥石成分を上記割合で配合し、無機質
中空状物質として第１表に示したものを用いた（ビトリ
ファイドボンドは特公昭５２−２７３９４号に準する）
。なお、比較例１．２として無機質中空状物質に代えて
有機質気孔形成剤またはパーライト（焼成によって軟化
溶融させる。）を配合したものを用いた。

実施例および比較例の各配合物を角柱型にプレス成形し
、９５０℃で５時間焼成して砥石を得た。その焼成収縮
の結果を同じく第１表に示す。

第　　１　　表この表から明らかなように、実施例１〜３の砥石は、い
ずれも比較例１．２の砥石に比して焼成収縮が少ない。

特に９石炭灰バルーン、アルミナバルーンを使用した場
合（実施例１．３）に顕著である。

また、実施例１に係る配合例について、プレス成形し、
９００℃で５時間焼成して、外径：３０５、厚さ＝１５
．穴径ニア６．２（關）の砥石を作成し、平面研削を行
ない、研削性能すなわち（ａ）砥石摩耗寸法、（ｂ）研
削比および（ｃ）消費電力について調べた。その結果を
第２〜４図に示す。

なお、比較例３として石炭灰バルーンに代えてムライト
（無機質充填材）を配合したものを用い、研削条件は下
記の通りである：砥石周速度　　　　１５００　ｍ／ｍｉｎテーブル送り
速度　　　２０ｍ／ｍｉｎ切　　込　　量　　　　　　
　　　　１０　　μｍ／ｐａｓｓ被　　削　　材　　　
　　　　　　　５ＫＨ５１被削材寸法　　　　長さ３０
０×幅１０（龍）比較例３の砥石では目立てを行なわな
い場合焼けが発生した（第４図）。これに対して、実施
例１の砥石においては目立てを施すことなく使用するこ
とができる。さらに実施例１の砥石は比較例３の砥石に
目立てを施したものと比較しても、砥石摩耗寸法および
消費電力がともに小さく、シかも研削比が高く、優れた
研削性能を示した（第２図〜第４図）。

実施例４（ダイヤモンド砥粒）次に、超砥粒としてダイヤモンド砥粒（＃８０／１００
）を使用し、その他は前述したＣＢＮ砥粒の実施例と同
様にして成形・焼成した。その焼成収縮についての結果
を第２表に示す（なお、比較例としてダイヤモンド砥粒
とともに、有機質気孔形成剤を配合したものを使用した
）。

第２表この実施例にあっても、比較例に比して焼成収縮が少な
くなることが認められた。すなわち。

ＣＢＮと同様ダイヤモンド砥粒においても、無機質中空
状物質は有効であった。

実施例５　（ＣＢＮ砥粒：集中度１５０）−ＣＢＮ砥粒
（＃　１７０／２００）　　　３７．５　　　容量部・
石炭灰バルーン　　　　　　１４．５　　　　’・ビト
リファイドボンド　　　１８′ ・糊料　　　　　　　　　　　６　　　　′砥石成分を
上記割合で配合し、前記実施例１〜３と同様に成形・焼
成して砥石を作成しくただし、砥石寸法は外径：１５．
厚さ：１０．穴径＝６（ＩＩＩＩｌｌ）とした。）、内
面研削を行ない、研削性能等について調べた。その結果
を第５図〜第８図に示す。

なお、比較例５として石炭灰バルーンに代えてムライト
（無機質充填材）を配合したものを用い、研削条件は下
記の通りである：機　械　　　東洋工内面研削盤（Ｔ−１１１）砥石周速
　　　　　１７００　ｍ／ｍｉｎワーク　’　　　　　
　　　５０ｍ／ｍｉｎストローク量　　　　　　　２　
ｍｍ切込み速度　　粗研　φ２０μｍ／ｓｅｅ精研　φ　５
μｍ／ｓｅｃ取　　代　　　　　　　　　　　φ　　　０．２ｍｎ＋
スパーファウト　　　　　５ストローク被　　削　　材
　　　５ＵＪ２（ＨＲＣ［ｉ２）　　φ５０Ｘ　ＩＯＸ
　φ２０クーラント　　ノリタケクール　５Ａ−０２ド
レス条件　　ドレッサー単石ｆ／２ｃｔ（八面体）切込
み　φ４（μｍ／パス）ドレス送りリード０．０７　ｍｍ／ｒｅｖ　ｏｆ　ｗｈｅｅｌ上記条件の
ドレスにより、実施例５の砥石はその研削面が全幅にわ
たって略平坦面（０，３μｍ程度）を維持しているのに
対し、比較例５の砥石はうねり（１μｍ程度）を発生し
ており（第８図（ａ）（ｂ））、実施例５の砥石が非常
にドレス性に優れていることが認められた。

また、実施例５の砥石は比較例５の砥石に比して、砥石
摩耗寸法、研削比および消費電力についても優れた結果
を示した（第５図〜第７図）。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明のビトリファイド砥石を示す模式図。第２図〜第４図は、実施例１の砥石と比較例３の砥石に
ついて研削性能を対比したグラフであって、第２図は研
削摩耗寸法、第３図は研削比、第４図は消費電力に係る
もの。第５図〜第７図は、実施例５の砥石と比較例５の砥石に
ついて研削性能を対比したグラフであって、第５図は研
削摩耗寸法、第６図は研削比、第７図は消費電力に係る
もの、および第８図は、目立て後における砥石研削面の断面形状を示
した図（倍率Ｘ５０００）であって。（ａ）は実施例５．（ｂ）は比較例５に係るもの。を表わす。１・・・超砥粒、　　２・・・ビトリファイドボンド。４・・・無機質中空状物質。出願人　株式会社ノリタケカンパニーリミテド代理人　
弁理士　加　藤　朝　道　（他１名）第１図第３図第２図 ′第４図！５　蟇　沢５律−Ｒミ ε 岨４≦ｔ−曳く

Claims

【特許請求の範囲】

（１）砥材が超砥粒であり、無機質中空状物質を含有し
、前記中空状物質の軟化点が前記超砥粒用ビトリファイ
ドボンドの固有焼成温度よりも高い、ことを特徴とする
ビトリファイド砥石。
（２）前記軟化点と前記固有焼成温度との差が少なくと
も５０℃以上である特許請求の範囲第１項記載のビトリ
ファイド砥石。
（３）前記固有焼成温度が６５０℃以上１０００℃以下
の範囲内にある特許請求の範囲第１項または第２項記載
のビトリファイド砥石。
（４）前記中空状物質がガラスバルーン、シラスバルー
ン、炭素系バルーン、アルミナ系バルーンまたは石炭灰
バルーンの少なくとも一種である特許請求の範囲第１項
ないし第３項のいずれか一に記載のビトリファイド砥石
。