JP2000226568A - 固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファイド砥石 - Google Patents
固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファイド砥石Info
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Landscapes
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- Lubricants (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 目立ての容易性を保持したままで、研削焼
け、切粉の目詰まりや溶着が発生し難く、砥粒の保持力
に優れたビトリファイド砥石を提供する。 【解決手段】 セグメントチップ砥石１０のビトリファ
イド砥石組織内に含浸させられるフェノール樹脂の存在
によって気孔が埋められているので、研削中に被削材か
ら発生する金属粉がチップポケットに詰まることがな
く、溶着や目詰まりの発生が好適に防止され、研削焼け
も好適に防止される。また、フェノール樹脂は砥粒に比
較して軟質であることから、ビトリファイド砥石の特徴
である目立ての容易性が保持されつつ、砥石の欠けが好
適に防止されると同時に、砥粒はフェノール樹脂によっ
ても保持されることにより保持力が高められて高い研削
比が得られる。しかも、フェノール樹脂には固体潤滑剤
である６方晶窒化ホウ素が混入されて均一に分散させら
れていることから、研削時において潤滑効果のある研削
液を用いないで、たとえば水或いは冷風のみでも研削が
可能となった。
け、切粉の目詰まりや溶着が発生し難く、砥粒の保持力
に優れたビトリファイド砥石を提供する。 【解決手段】 セグメントチップ砥石１０のビトリファ
イド砥石組織内に含浸させられるフェノール樹脂の存在
によって気孔が埋められているので、研削中に被削材か
ら発生する金属粉がチップポケットに詰まることがな
く、溶着や目詰まりの発生が好適に防止され、研削焼け
も好適に防止される。また、フェノール樹脂は砥粒に比
較して軟質であることから、ビトリファイド砥石の特徴
である目立ての容易性が保持されつつ、砥石の欠けが好
適に防止されると同時に、砥粒はフェノール樹脂によっ
ても保持されることにより保持力が高められて高い研削
比が得られる。しかも、フェノール樹脂には固体潤滑剤
である６方晶窒化ホウ素が混入されて均一に分散させら
れていることから、研削時において潤滑効果のある研削
液を用いないで、たとえば水或いは冷風のみでも研削が
可能となった。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビトリファイド砥
石組織内に固体潤滑剤を含む熱硬化性樹脂が含浸され且
つ硬化させられた固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファ
イド砥石に関するものである。
石組織内に固体潤滑剤を含む熱硬化性樹脂が含浸され且
つ硬化させられた固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファ
イド砥石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガラス質の無機（ビトリファイド）結合
剤により砥粒または砥粒と骨材が結合されて多数の気孔
が砥粒間に形成されたビトリファイド砥石組織を有する
ビトリファイド砥石は、砥粒保持力が強く且つ目立てが
容易であるなどの優れた特徴を備えているため、精密研
削などに多用されている。近年、研削時間の短縮の要請
に従って高能率で研削できるものが求められている。
剤により砥粒または砥粒と骨材が結合されて多数の気孔
が砥粒間に形成されたビトリファイド砥石組織を有する
ビトリファイド砥石は、砥粒保持力が強く且つ目立てが
容易であるなどの優れた特徴を備えているため、精密研
削などに多用されている。近年、研削時間の短縮の要請
に従って高能率で研削できるものが求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これに対し、無機結合
剤の割合を高くすることにより強度および結合度を高く
したビトリファイド砥石が提案され、実用に供されつつ
ある。これによれば、ビトリファイド砥石が硬くなるた
め、高能率研削という目的はある程度の範囲で達成でき
るが、未だ十分ではなかった。無機結合剤の割合を高く
することで高強度となることから高能率研削が可能とな
るが、無機結合剤の割合を高くすると、気孔が極端に少
なくなるだけでなく砥粒の破砕および離脱が不十分とな
って研削焼け、切粉の目詰まりや溶着が発生し易くなる
などの研削性能上の不都合が発生するのに加えて、使用
時においてビトリファイド砥石の欠けが発生し易くなる
という欠点があった。
剤の割合を高くすることにより強度および結合度を高く
したビトリファイド砥石が提案され、実用に供されつつ
ある。これによれば、ビトリファイド砥石が硬くなるた
め、高能率研削という目的はある程度の範囲で達成でき
るが、未だ十分ではなかった。無機結合剤の割合を高く
することで高強度となることから高能率研削が可能とな
るが、無機結合剤の割合を高くすると、気孔が極端に少
なくなるだけでなく砥粒の破砕および離脱が不十分とな
って研削焼け、切粉の目詰まりや溶着が発生し易くなる
などの研削性能上の不都合が発生するのに加えて、使用
時においてビトリファイド砥石の欠けが発生し易くなる
という欠点があった。
【０００４】一方、ビトリファイド砥石原料をホットプ
レスなどを用いて成形することにより得た気孔の少ない
ビトリファイド砥石を製造してそれを高能率研削に用い
ることが考えられるが、このような場合には、特殊且つ
能率の低い製造設備を用いることになって、製品が高価
となるだけでなく、製造可能な砥石寸法の制限がある。
レスなどを用いて成形することにより得た気孔の少ない
ビトリファイド砥石を製造してそれを高能率研削に用い
ることが考えられるが、このような場合には、特殊且つ
能率の低い製造設備を用いることになって、製品が高価
となるだけでなく、製造可能な砥石寸法の制限がある。
【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、ビトリファイド
砥石の特徴である目立ての容易性を保持したままで、研
削焼け、切粉の目詰まりや溶着が発生し難く、砥粒の保
持力に優れ、しかも、研削液を用いないで、水或いは冷
風によっても比較的充分な研削性能が得られるビトリフ
ァイド砥石を提供することにある。
ものであり、その目的とするところは、ビトリファイド
砥石の特徴である目立ての容易性を保持したままで、研
削焼け、切粉の目詰まりや溶着が発生し難く、砥粒の保
持力に優れ、しかも、研削液を用いないで、水或いは冷
風によっても比較的充分な研削性能が得られるビトリフ
ァイド砥石を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファイド砥
石の要旨とするところは、砥粒、或いは砥粒と骨材が無
機結合剤により結合されたビトリファイド砥石組織を備
えたビトリファイド砥石であって、前記ビトリファイド
砥石組織内の空隙内に、固体潤滑剤を含む樹脂が含浸さ
せられて硬化させられていることにある。
の本発明の固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファイド砥
石の要旨とするところは、砥粒、或いは砥粒と骨材が無
機結合剤により結合されたビトリファイド砥石組織を備
えたビトリファイド砥石であって、前記ビトリファイド
砥石組織内の空隙内に、固体潤滑剤を含む樹脂が含浸さ
せられて硬化させられていることにある。
【０００７】
【発明の効果】このようにすれば、ビトリファイド砥石
組織内の空隙内に、固体潤滑剤を含む樹脂が含浸させら
れて硬化させられていることから、以下の効果が得られ
る。すなわち、固体潤滑剤を含む樹脂がビトリファイド
砥石組織内の空隙内に含浸且つ硬化させられているの
で、研削焼け、切粉の目詰まりや溶着が発生し難く、研
削加工上の問題が解消されるとともに、砥粒の保持力が
高められて研削比が大幅に改善され、しかもビトリファ
イド砥石の目立ての容易性が保持されつつ、そのビトリ
ファイド砥石の欠けが好適に防止される。換言すれば、
ビトリファイド砥石組織内に含浸させられる樹脂の存在
によって気孔が埋められているので、金属粉がチップポ
ケットに詰まることがなく、溶着や目詰まりの発生が好
適に防止されるとともに、気孔を埋める熱硬化性樹脂は
砥粒に比較して軟質であるので、被削材に対しては凹ん
だ状態となるので、砥粒の破砕や脱粒が適度に行われて
研削焼けも好適に防止され、しかも、無機結合剤により
弱く保持されている砥粒は熱硬化性樹脂によっても保持
されることにより保持力が高められてその早期の脱粒が
抑制されるので、高い研削比が得られるのである。そし
て、固体潤滑剤がビトリファイド砥石組織内の空隙内に
含浸させた樹脂中に含まれているので、潤滑効果を備え
た研削液を用いないで、水や冷風のみでも研削が可能と
なった。
組織内の空隙内に、固体潤滑剤を含む樹脂が含浸させら
れて硬化させられていることから、以下の効果が得られ
る。すなわち、固体潤滑剤を含む樹脂がビトリファイド
砥石組織内の空隙内に含浸且つ硬化させられているの
で、研削焼け、切粉の目詰まりや溶着が発生し難く、研
削加工上の問題が解消されるとともに、砥粒の保持力が
高められて研削比が大幅に改善され、しかもビトリファ
イド砥石の目立ての容易性が保持されつつ、そのビトリ
ファイド砥石の欠けが好適に防止される。換言すれば、
ビトリファイド砥石組織内に含浸させられる樹脂の存在
によって気孔が埋められているので、金属粉がチップポ
ケットに詰まることがなく、溶着や目詰まりの発生が好
適に防止されるとともに、気孔を埋める熱硬化性樹脂は
砥粒に比較して軟質であるので、被削材に対しては凹ん
だ状態となるので、砥粒の破砕や脱粒が適度に行われて
研削焼けも好適に防止され、しかも、無機結合剤により
弱く保持されている砥粒は熱硬化性樹脂によっても保持
されることにより保持力が高められてその早期の脱粒が
抑制されるので、高い研削比が得られるのである。そし
て、固体潤滑剤がビトリファイド砥石組織内の空隙内に
含浸させた樹脂中に含まれているので、潤滑効果を備え
た研削液を用いないで、水や冷風のみでも研削が可能と
なった。
【０００８】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記ビトリファ
イド砥石は、好ましくは１０より大きく且つ２３０未満
程度、さらに好ましくは２０〜２００の集中度でダイヤ
モンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、或いはそれらの混合砥粒など
のヌープ硬度が３０００以上であって６０メッシュ（平
均粒径２２０μｍ）乃至８００メッシュ（平均粒径２０
μｍ）の超砥粒を含むものである。また、前記樹脂含浸
前のビトリファイド砥石は、２０〜７５容積％、さらに
好ましくは３０〜６５容積％の気孔率を備える。
イド砥石は、好ましくは１０より大きく且つ２３０未満
程度、さらに好ましくは２０〜２００の集中度でダイヤ
モンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、或いはそれらの混合砥粒など
のヌープ硬度が３０００以上であって６０メッシュ（平
均粒径２２０μｍ）乃至８００メッシュ（平均粒径２０
μｍ）の超砥粒を含むものである。また、前記樹脂含浸
前のビトリファイド砥石は、２０〜７５容積％、さらに
好ましくは３０〜６５容積％の気孔率を備える。
【０００９】また、好適には、前記無機結合剤は、超砥
粒を用いた場合に適当なもの、たとえばホウ珪酸ガラ
ス、結晶化ガラスが用いられる。この結晶化ガラスとし
ては、たとえばウィレマイトを析出するガラスである。
また、無機結合剤としては、砥粒の保持力を充分なもの
とするために、超砥粒の熱膨張係数に対して−２×１０
-6乃至＋２×１０-6 (1/K:室温〜 500℃) の範囲の熱膨
張係数が選択される。
粒を用いた場合に適当なもの、たとえばホウ珪酸ガラ
ス、結晶化ガラスが用いられる。この結晶化ガラスとし
ては、たとえばウィレマイトを析出するガラスである。
また、無機結合剤としては、砥粒の保持力を充分なもの
とするために、超砥粒の熱膨張係数に対して−２×１０
-6乃至＋２×１０-6 (1/K:室温〜 500℃) の範囲の熱膨
張係数が選択される。
【００１０】また、好適には、前記無機結合剤は、砥粒
の保持力を維持し且つ前記のような気孔率を備えるため
に前記ビトリファイド砥石に対して１５〜３５体積％の
範囲の割合で用いられる。また、前記ビトリファイド超
砥粒砥石には、必要に応じて、無機バルーンのような無
機質中空物質のような気孔形成材が骨材として含まれて
もよい。
の保持力を維持し且つ前記のような気孔率を備えるため
に前記ビトリファイド砥石に対して１５〜３５体積％の
範囲の割合で用いられる。また、前記ビトリファイド超
砥粒砥石には、必要に応じて、無機バルーンのような無
機質中空物質のような気孔形成材が骨材として含まれて
もよい。
【００１１】また、好適には、前記樹脂は、フェノール
樹脂およびエポキシ樹脂から選択された少なくとも１種
類の熱硬化性樹脂である。このようにすれば、熱可塑性
樹脂を用いる場合に比較して、研削砥石の強度が高くさ
れる。
樹脂およびエポキシ樹脂から選択された少なくとも１種
類の熱硬化性樹脂である。このようにすれば、熱可塑性
樹脂を用いる場合に比較して、研削砥石の強度が高くさ
れる。
【００１２】また、好適には、前記固体潤滑剤は、前記
ビトリファイド砥石の気孔よりも十分に小さな径、たと
えば平均粒径が１μｍ以下の六方晶窒化ホウ素、二硫化
モリブデン、黒鉛、グラファイトである。このようにす
れば、固体潤滑剤がビトリファイド砥石組織内に均一に
配置されるので、その固体潤滑剤の潤滑効果が好適に得
られる。
ビトリファイド砥石の気孔よりも十分に小さな径、たと
えば平均粒径が１μｍ以下の六方晶窒化ホウ素、二硫化
モリブデン、黒鉛、グラファイトである。このようにす
れば、固体潤滑剤がビトリファイド砥石組織内に均一に
配置されるので、その固体潤滑剤の潤滑効果が好適に得
られる。
【００１３】また、好適には、前記固体潤滑剤は、前記
ビトリファイド砥石組織内に含浸させる樹脂に対して１
乃至８０重量％の範囲で含まれる。１重量％を下まわる
場合には固体潤滑剤の効果が充分に得られ難くなり、８
０重量％を越えると、樹脂の粘性が高くなってビトリフ
ァイド砥石組織に対する含浸が充分に行われ難くなる。
ビトリファイド砥石組織内に含浸させる樹脂に対して１
乃至８０重量％の範囲で含まれる。１重量％を下まわる
場合には固体潤滑剤の効果が充分に得られ難くなり、８
０重量％を越えると、樹脂の粘性が高くなってビトリフ
ァイド砥石組織に対する含浸が充分に行われ難くなる。
【００１４】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。
図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】図１は、本発明の一実施例の樹脂含浸補強
構造を備えたビトリファイド砥石であるセグメントチッ
プ砥石１０を示している。このセグメントチップ砥石１
０は、全体として板材が円弧状に湾曲させられた形状を
成し、金属製、繊維強化樹脂製、或いはビトリファイド
砥石製のコア部１２の外周面に対して、たとえばエポキ
シ系の接着剤により隙間なく貼り付けられるものであ
る。図２に示す砥石車１８は、上記セグメントチップ砥
石１０がコア部１２の外周面に張り着けられることによ
り構成されたものである。なお、コア部１２の中央に
は、回転軸取付穴１９が設けられている。
構造を備えたビトリファイド砥石であるセグメントチッ
プ砥石１０を示している。このセグメントチップ砥石１
０は、全体として板材が円弧状に湾曲させられた形状を
成し、金属製、繊維強化樹脂製、或いはビトリファイド
砥石製のコア部１２の外周面に対して、たとえばエポキ
シ系の接着剤により隙間なく貼り付けられるものであ
る。図２に示す砥石車１８は、上記セグメントチップ砥
石１０がコア部１２の外周面に張り着けられることによ
り構成されたものである。なお、コア部１２の中央に
は、回転軸取付穴１９が設けられている。
【００１６】上記セグメントチップ砥石１０は、専ら研
削に関与する外周砥石層１４およびその外周砥石層１４
を機械的に支持するための基台として機能する内周砥石
層１６とから一体的に構成されている。外周砥石層１４
および内周砥石層１６は、相互に共通の無機結合剤によ
り結合されているが、砥粒が主に相違する。すなわち、
外周砥石層１４はＣＢＮ砥粒、ダイヤモンド砥粒などの
ヌープ硬度が３０００以上の超砥粒を備えたものである
が、内周砥石層１６は、溶融アルミナ質、炭化珪素質な
どの一般砥粒を備えて安価に構成されたものである。な
お、上記超砥粒は、６０メッシュ（平均粒径２２０μ
ｍ）乃至８００メッシュ（平均粒径２０μｍ）の範囲内
の大きさのものが好適に用いられる。
削に関与する外周砥石層１４およびその外周砥石層１４
を機械的に支持するための基台として機能する内周砥石
層１６とから一体的に構成されている。外周砥石層１４
および内周砥石層１６は、相互に共通の無機結合剤によ
り結合されているが、砥粒が主に相違する。すなわち、
外周砥石層１４はＣＢＮ砥粒、ダイヤモンド砥粒などの
ヌープ硬度が３０００以上の超砥粒を備えたものである
が、内周砥石層１６は、溶融アルミナ質、炭化珪素質な
どの一般砥粒を備えて安価に構成されたものである。な
お、上記超砥粒は、６０メッシュ（平均粒径２２０μ
ｍ）乃至８００メッシュ（平均粒径２０μｍ）の範囲内
の大きさのものが好適に用いられる。
【００１７】上記セグメントチップ砥石１０は、たとえ
ば図３に示す工程に従って製造される。先ず、原料調合
工程２０では、セグメントチップ砥石１０の原料である
砥粒と、ガラス質の無機結合剤と、デキストリンのよう
な粘結剤と、必要に応じて適宜混入される有機物或いは
無機バルーンのような気孔形成剤とが外周砥石層１４お
よび内周砥石層１６毎に予め設定された割合で秤量され
且つ混合されることによりそれぞれ調合される。上記無
機結合剤は、ホウ珪酸ガラス、又はウィレマイトを析出
する結晶化ガラスであって、超砥粒の熱膨張係数に対し
て−２×１０-6乃至＋２×１０-6 /K （室温〜５００
℃）程度の熱膨張係数を備えたものである。また、上記
無機結合剤は、焼成後のビトリファイドチップ砥石１０
において１５乃至３５容積％の範囲内で含有されるよう
に調合される。たとえば、外周砥石層１４の原料として
は、ＧＥ社製ＣＢＮ砥粒type-I#80/#100を５０．０重量
部に対してビトリファイド結合剤を１８．０重量部およ
び糊量を１０．０重量部を混合したものが用意され、内
周砥石層１６の原料としては、炭化珪素砥粒( #80)を５
０．０重量部に対してビトリファイド結合剤を１８．０
重量部および糊量を１０．０重量部を混合したものが用
意される。
ば図３に示す工程に従って製造される。先ず、原料調合
工程２０では、セグメントチップ砥石１０の原料である
砥粒と、ガラス質の無機結合剤と、デキストリンのよう
な粘結剤と、必要に応じて適宜混入される有機物或いは
無機バルーンのような気孔形成剤とが外周砥石層１４お
よび内周砥石層１６毎に予め設定された割合で秤量され
且つ混合されることによりそれぞれ調合される。上記無
機結合剤は、ホウ珪酸ガラス、又はウィレマイトを析出
する結晶化ガラスであって、超砥粒の熱膨張係数に対し
て−２×１０-6乃至＋２×１０-6 /K （室温〜５００
℃）程度の熱膨張係数を備えたものである。また、上記
無機結合剤は、焼成後のビトリファイドチップ砥石１０
において１５乃至３５容積％の範囲内で含有されるよう
に調合される。たとえば、外周砥石層１４の原料として
は、ＧＥ社製ＣＢＮ砥粒type-I#80/#100を５０．０重量
部に対してビトリファイド結合剤を１８．０重量部およ
び糊量を１０．０重量部を混合したものが用意され、内
周砥石層１６の原料としては、炭化珪素砥粒( #80)を５
０．０重量部に対してビトリファイド結合剤を１８．０
重量部および糊量を１０．０重量部を混合したものが用
意される。
【００１８】次いで、成形工程２２では、所定のプレス
金型内に上記外周砥石層１４および内周砥石層１６の原
料が充填され、且つプレスされることにより、図１に示
す形状に成形される。続く焼成工程２４では、たとえば
９００℃程度の温度で成形後の品物が焼成され、たとえ
ば長さ４０mm、幅１０．４mm、厚み７．４mmのセグメン
トチップ砥石１０が得られる。この焼成工程２４では、
原料に含まれる粘結剤が消失させられるとともに、無機
結合剤が溶融させられて砥粒を相互に結合する。これに
より、超砥粒が無機結合剤により結合された多数の連続
気孔を有する多孔質のビトリファイド砥石組織が構成さ
れる。このビトリファイド砥石組織は、たとえば、１０
乃至２３０、この好ましくは２０乃至２００の範囲内の
集中度と、２０乃至７５容積％、好ましくは３０乃至６
５容積％の気孔率を備えている。
金型内に上記外周砥石層１４および内周砥石層１６の原
料が充填され、且つプレスされることにより、図１に示
す形状に成形される。続く焼成工程２４では、たとえば
９００℃程度の温度で成形後の品物が焼成され、たとえ
ば長さ４０mm、幅１０．４mm、厚み７．４mmのセグメン
トチップ砥石１０が得られる。この焼成工程２４では、
原料に含まれる粘結剤が消失させられるとともに、無機
結合剤が溶融させられて砥粒を相互に結合する。これに
より、超砥粒が無機結合剤により結合された多数の連続
気孔を有する多孔質のビトリファイド砥石組織が構成さ
れる。このビトリファイド砥石組織は、たとえば、１０
乃至２３０、この好ましくは２０乃至２００の範囲内の
集中度と、２０乃至７５容積％、好ましくは３０乃至６
５容積％の気孔率を備えている。
【００１９】一方、樹脂調合工程２６では、たとえば液
状フェノール樹脂が調合されるとともに、固体潤滑剤と
して平均粒径が１μｍ以下の六方晶窒化ホウ素が上記フ
ェノール樹脂に対して１乃至８０重量％の範囲内で混入
される。上記液状フェノール樹脂としては、たとえば住
友デュレズ株式会社製ＰＲ−９４００を１００重量部に
対して、電気化学株式会社製の六方晶窒化ホウ素である
デンカボロンナイトライドＳＰ−２を１５重量部混合
し、３分間攪拌した比較的低粘性のものが用いられる。
状フェノール樹脂が調合されるとともに、固体潤滑剤と
して平均粒径が１μｍ以下の六方晶窒化ホウ素が上記フ
ェノール樹脂に対して１乃至８０重量％の範囲内で混入
される。上記液状フェノール樹脂としては、たとえば住
友デュレズ株式会社製ＰＲ−９４００を１００重量部に
対して、電気化学株式会社製の六方晶窒化ホウ素である
デンカボロンナイトライドＳＰ−２を１５重量部混合
し、３分間攪拌した比較的低粘性のものが用いられる。
【００２０】含浸工程２８では、上記焼成工程２４を経
た多数の連続気孔を有する多孔質のビトリファイド砥石
組織に、上記樹脂調合工程２６で調合された液状フェノ
ール樹脂（熱硬化性樹脂）が含浸させられ、固体潤滑剤
も多孔質のビトリファイド砥石組織内に均一に分散させ
られる。たとえば、調合された流動状態の液状フェノー
ル樹脂をたとえば１０mm程度の深さとなるように所定の
ステンレス容器内に収容するとともに、その容器内のフ
ェノール樹脂に成形および焼成後のセグメントチップ砥
石１０を全部浸漬した状態で真空脱泡を行うことによ
り、樹脂含浸が行われる。しかし、多孔質のビトリファ
イド砥石組織を流動性のフェノール樹脂内に一部浸漬し
た状態で含浸させてもよい。
た多数の連続気孔を有する多孔質のビトリファイド砥石
組織に、上記樹脂調合工程２６で調合された液状フェノ
ール樹脂（熱硬化性樹脂）が含浸させられ、固体潤滑剤
も多孔質のビトリファイド砥石組織内に均一に分散させ
られる。たとえば、調合された流動状態の液状フェノー
ル樹脂をたとえば１０mm程度の深さとなるように所定の
ステンレス容器内に収容するとともに、その容器内のフ
ェノール樹脂に成形および焼成後のセグメントチップ砥
石１０を全部浸漬した状態で真空脱泡を行うことによ
り、樹脂含浸が行われる。しかし、多孔質のビトリファ
イド砥石組織を流動性のフェノール樹脂内に一部浸漬し
た状態で含浸させてもよい。
【００２１】硬化工程３０では、上記含浸工程２８でフ
ェノール樹脂が多孔質のビトリファイド砥石組織内に含
浸させられたセグメントチップ砥石１０は、必要に応じ
て余分な樹脂が布などを用いて除去された後、たとえ
ば、所定の乾燥機内で１８０℃程度の乾燥温度で２時間
程度保持されることにより、フェノール樹脂が硬化させ
られる。
ェノール樹脂が多孔質のビトリファイド砥石組織内に含
浸させられたセグメントチップ砥石１０は、必要に応じ
て余分な樹脂が布などを用いて除去された後、たとえ
ば、所定の乾燥機内で１８０℃程度の乾燥温度で２時間
程度保持されることにより、フェノール樹脂が硬化させ
られる。
【００２２】以上の工程を経て製造されたセグメントチ
ップ砥石１０は、たとえば３６６mmφのコア部１２の外
周面にたとえばエポキシ樹脂接着剤を用いて張り着けら
れ、たとえば図２に示す砥石車１８が作成される。
ップ砥石１０は、たとえば３６６mmφのコア部１２の外
周面にたとえばエポキシ樹脂接着剤を用いて張り着けら
れ、たとえば図２に示す砥石車１８が作成される。
【００２３】上記のように構成された砥石車１８におい
ては、セグメントチップ砥石１０のビトリファイド砥石
組織内に含浸させられるフェノール樹脂の存在によって
気孔が埋められているので、研削中に被削材から発生す
る金属粉がチップポケットに詰まることがなく、溶着や
目詰まりの発生が好適に防止される。また、気孔を埋め
るフェノール樹脂は砥粒に比較して軟質であるので、被
削材に対しては凹んだ状態となるので、砥粒の破砕や脱
粒が適度に行われて研削焼けも好適に防止される。ま
た、フェノール樹脂は砥粒に比較して軟質であることか
ら、ビトリファイド砥石の特徴である目立ての容易性が
保持されつつ、砥石の欠けが好適に防止される。同時
に、無機結合剤により弱く保持されている砥粒はフェノ
ール樹脂によっても保持されることにより保持力が高め
られてその早期の脱粒が抑制されるので、高い研削比が
得られる。さらに、従来のビトリファイド砥石の製造工
程に樹脂含浸工程および樹脂硬化工程を加えるだけでよ
いので、特殊且つ能率の低い製造設備を用いるホットプ
レスなどに比較して、製品が安価となるだけでなく、製
造可能な砥石寸法の制限がない。しかも、ビトリファイ
ド砥石組織内に含浸させられるフェノール樹脂には固体
潤滑剤である六方晶窒化ホウ素が混入されて均一に分散
させられていることから、研削時において潤滑効果のあ
る研削液を用いないで、たとえば水或いは冷風のみでも
研削が可能となった。
ては、セグメントチップ砥石１０のビトリファイド砥石
組織内に含浸させられるフェノール樹脂の存在によって
気孔が埋められているので、研削中に被削材から発生す
る金属粉がチップポケットに詰まることがなく、溶着や
目詰まりの発生が好適に防止される。また、気孔を埋め
るフェノール樹脂は砥粒に比較して軟質であるので、被
削材に対しては凹んだ状態となるので、砥粒の破砕や脱
粒が適度に行われて研削焼けも好適に防止される。ま
た、フェノール樹脂は砥粒に比較して軟質であることか
ら、ビトリファイド砥石の特徴である目立ての容易性が
保持されつつ、砥石の欠けが好適に防止される。同時
に、無機結合剤により弱く保持されている砥粒はフェノ
ール樹脂によっても保持されることにより保持力が高め
られてその早期の脱粒が抑制されるので、高い研削比が
得られる。さらに、従来のビトリファイド砥石の製造工
程に樹脂含浸工程および樹脂硬化工程を加えるだけでよ
いので、特殊且つ能率の低い製造設備を用いるホットプ
レスなどに比較して、製品が安価となるだけでなく、製
造可能な砥石寸法の制限がない。しかも、ビトリファイ
ド砥石組織内に含浸させられるフェノール樹脂には固体
潤滑剤である六方晶窒化ホウ素が混入されて均一に分散
させられていることから、研削時において潤滑効果のあ
る研削液を用いないで、たとえば水或いは冷風のみでも
研削が可能となった。
【００２４】以下、上記のような工程で製造されたセグ
メントチップ砥石１０を用いて、それに含浸硬化させら
れた固体潤滑剤を含むフェノール樹脂と砥石性能との関
係を明らかにする実験例を説明する。
メントチップ砥石１０を用いて、それに含浸硬化させら
れた固体潤滑剤を含むフェノール樹脂と砥石性能との関
係を明らかにする実験例を説明する。
【００２５】
【実験例１】本実験例１において用いるセグメントチッ
プ砥石１０が張り着けられるコア部１２は中央部に取付
穴１９を有する円板状スチール板製であり、そのセグメ
ントチップ砥石１０の外周砥石層１４および内周砥石層
１６の調合は以下の通りである。 ・外周砥石層１４ ＣＢＮ砥粒（GE社製 Type-Ｉ #80/#100 ） ５０．０（容量部） ビトリファイド結合剤 １８．０（容量部） 糊量（粘結剤） １０．０（容量部） ・内周砥石層１６ 炭化珪素砥粒（ #80） ５０．０（容量部） ビトリファイド結合剤 １８．０（容量部） 糊量（粘結剤） １０．０（容量部）
プ砥石１０が張り着けられるコア部１２は中央部に取付
穴１９を有する円板状スチール板製であり、そのセグメ
ントチップ砥石１０の外周砥石層１４および内周砥石層
１６の調合は以下の通りである。 ・外周砥石層１４ ＣＢＮ砥粒（GE社製 Type-Ｉ #80/#100 ） ５０．０（容量部） ビトリファイド結合剤 １８．０（容量部） 糊量（粘結剤） １０．０（容量部） ・内周砥石層１６ 炭化珪素砥粒（ #80） ５０．０（容量部） ビトリファイド結合剤 １８．０（容量部） 糊量（粘結剤） １０．０（容量部）
【００２６】上記の配合に従って調合した原料をプレス
成形した生砥石を、９００℃で５時間焼成して長さ７０
mm、幅１０．４mm、厚み７．４mmのセグメントチップ砥
石１０を多数作成した。このときの外周砥石層１４およ
び内周砥石層１６の厚みはそれぞれ３．８mmおよび３．
６mmである。次いで、フェノール樹脂（住友デュレズ株
式会社製ＰＲ−９４００）１００．０重量部に、六方晶
窒化ホウ素（電気化学工業株式会社製ＳＰ−２）を１５
重量部加え３分間攪拌して混合し、このフェノール樹脂
を前述の工程のように上記セグメントチップ砥石１０に
含浸させて硬化させたものを実験例１とした。また、上
記六方晶窒化ホウ素を含まない他は同様にフェノール樹
脂を上記セグメントチップ砥石１０に含浸させて硬化さ
せたものを比較例１とし、フェノール樹脂を含浸させな
いセグメントチップ砥石１０を比較例２とした。表１
は、上記の実験例１、比較例１、比較例２の砥石構造を
示すものである。尚、表１の抗折強度の単位はＭＰａで
あり、他は体積％である。
成形した生砥石を、９００℃で５時間焼成して長さ７０
mm、幅１０．４mm、厚み７．４mmのセグメントチップ砥
石１０を多数作成した。このときの外周砥石層１４およ
び内周砥石層１６の厚みはそれぞれ３．８mmおよび３．
６mmである。次いで、フェノール樹脂（住友デュレズ株
式会社製ＰＲ−９４００）１００．０重量部に、六方晶
窒化ホウ素（電気化学工業株式会社製ＳＰ−２）を１５
重量部加え３分間攪拌して混合し、このフェノール樹脂
を前述の工程のように上記セグメントチップ砥石１０に
含浸させて硬化させたものを実験例１とした。また、上
記六方晶窒化ホウ素を含まない他は同様にフェノール樹
脂を上記セグメントチップ砥石１０に含浸させて硬化さ
せたものを比較例１とし、フェノール樹脂を含浸させな
いセグメントチップ砥石１０を比較例２とした。表１
は、上記の実験例１、比較例１、比較例２の砥石構造を
示すものである。尚、表１の抗折強度の単位はＭＰａで
あり、他は体積％である。
【００２７】
【表１】 ＣＢＮ砥粒 無機結合剤 樹脂部 固体潤滑剤 気孔部 抗折強度 実施例１ 50.0 18.0 21.4 2.8 7.8 65.0 比較例１ 50.0 18.0 22.4 0.0 9.6 68.0 比較例２ 50.0 18.0 0.0 0.0 32.0 52.0
【００２８】そして、以下に示す研削試験条件Ｉを行う
ことにより得られた上記の実験例１、比較例１、比較例
２の研削性能を表２に示す。また、上記研削試験条件Ｉ
に用いた研削液に代えて水道水を用いた場合の研削性能
を表３に示す。
ことにより得られた上記の実験例１、比較例１、比較例
２の研削性能を表２に示す。また、上記研削試験条件Ｉ
に用いた研削液に代えて水道水を用いた場合の研削性能
を表３に示す。
【００２９】
【研削試験条件Ｉ】 砥石寸法 外径３８０mmφ×厚み１０mm×内径８０mm 使用機械 円筒研削盤 研削方式 湿式プランジ研削（エマルジョン系水溶性研削液） 砥石周速 １６０m/sec 被削材 ＳＣＭ４３５ 被削材寸法 外径６０mmφ×幅５mm 取代 ６０mmφ→３７mmφ 研削能率 ７０mm3 ／mm
【００３０】
【表２】 実施例１ 比較例１ 比較例２ 砥石組織 樹脂含浸あり 樹脂含浸あり 樹脂含浸なし 固体潤滑剤あり 固体潤滑剤なし 固体潤滑剤なし 研削比 ４０００ ２３００ １２００ 加工面状態 研削焼けなし 研削焼け少しあり 研削焼けあり 切粉の溶着 なし あり あり 砥石の欠け なし なし あり
【００３１】
【表３】 実施例１ 比較例１ 比較例２ 砥石組織 樹脂含浸あり 樹脂含浸あり 樹脂含浸なし 固体潤滑剤あり 固体潤滑剤なし 固体潤滑剤なし 研削比 ３０００ １３００ ７００ 加工面状態 研削焼けなし 研削焼けあり 研削焼けあり 切粉の溶着 なし あり あり 砥石の欠け なし なし あり
【００３２】表２から明らかなように、実施例１のセグ
メントチップ砥石は、比較例１および比較例２に比較し
て、研削比が１．７倍および３．３倍であって、摩耗が
少なく、加工面状態も研削焼けがなく比較例１に比較し
て良好である。また、切粉の溶着もなく、高価なビトリ
ファイド超砥粒砥石を有効に使用できる。また、表３か
ら明らかなように、研削液に代えて水道水を用いた場合
でも、実施例１のセグメントチップ砥石は、比較例１お
よび比較例２に比較して、研削比が２．３倍および４．
２倍であって、摩耗が少なく、加工面状態も研削焼けが
なく比較例１に比較して良好である。
メントチップ砥石は、比較例１および比較例２に比較し
て、研削比が１．７倍および３．３倍であって、摩耗が
少なく、加工面状態も研削焼けがなく比較例１に比較し
て良好である。また、切粉の溶着もなく、高価なビトリ
ファイド超砥粒砥石を有効に使用できる。また、表３か
ら明らかなように、研削液に代えて水道水を用いた場合
でも、実施例１のセグメントチップ砥石は、比較例１お
よび比較例２に比較して、研削比が２．３倍および４．
２倍であって、摩耗が少なく、加工面状態も研削焼けが
なく比較例１に比較して良好である。
【００３３】以上、本発明の一実施例を図面を用いて説
明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
【００３４】たとえば、前述の実施例では、ビトリファ
イド砥石組織内に含浸させられる熱硬化性樹脂として、
フェノール樹脂が用いられていたが、１液性或いは２液
性のエポキシ樹脂であってもよいし、ウレタン樹脂、ポ
リビニールアルコールなどの熱可塑性の液状樹脂であっ
てもよい。２液性のエポキシ樹脂の場合には、たとえ
ば、ビスフェノールＡなどの流動性（液状）のエポキシ
樹脂主剤にポリアミド系樹脂などから成る流動性（液
状）の硬化剤が混合される。
イド砥石組織内に含浸させられる熱硬化性樹脂として、
フェノール樹脂が用いられていたが、１液性或いは２液
性のエポキシ樹脂であってもよいし、ウレタン樹脂、ポ
リビニールアルコールなどの熱可塑性の液状樹脂であっ
てもよい。２液性のエポキシ樹脂の場合には、たとえ
ば、ビスフェノールＡなどの流動性（液状）のエポキシ
樹脂主剤にポリアミド系樹脂などから成る流動性（液
状）の硬化剤が混合される。
【００３５】また、前述の実施例のセグメントチップ砥
石１０は、専ら研磨に関与する外周砥石層１４とそれを
バックアップするための内周砥石層１６とから構成され
ていたが、全体が外周砥石層１４と同様の組成により構
成されても差し支えないし、棒状のホーニング砥石、ブ
ロック状の超仕上げ砥石であってもよい。
石１０は、専ら研磨に関与する外周砥石層１４とそれを
バックアップするための内周砥石層１６とから構成され
ていたが、全体が外周砥石層１４と同様の組成により構
成されても差し支えないし、棒状のホーニング砥石、ブ
ロック状の超仕上げ砥石であってもよい。
【００３６】また、前述の実施例のセグメントチップ砥
石１０の外周砥石層１４は、ＣＢＮ砥粒を含むものであ
ったが、ダイヤモンド砥粒であってもよいし、アランダ
ム（溶融アルミナ質砥粒）、カーボランダム（炭化珪素
質砥粒）などの他の一般砥粒であっても差し支えない。
石１０の外周砥石層１４は、ＣＢＮ砥粒を含むものであ
ったが、ダイヤモンド砥粒であってもよいし、アランダ
ム（溶融アルミナ質砥粒）、カーボランダム（炭化珪素
質砥粒）などの他の一般砥粒であっても差し支えない。
【００３７】また、前述の実施例のセグメントチップ砥
石１０は、所定厚みの円環状部材が分割された形状に成
形されていたが、円環状に一体に成形されたものであっ
てもよい。
石１０は、所定厚みの円環状部材が分割された形状に成
形されていたが、円環状に一体に成形されたものであっ
てもよい。
【００３８】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変更が加えられ得るものである。
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の固体潤滑剤を含む樹脂含浸
ビトリファイド砥石であるセグメントチップ砥石を示す
斜視図である。
ビトリファイド砥石であるセグメントチップ砥石を示す
斜視図である。
【図２】図１のセグメントチップ砥石が外周面に張り着
けられた砥石車を示す斜視図である。
けられた砥石車を示す斜視図である。
【図３】図１のセグメントチップ砥石の製造工程を説明
する図である。
する図である。
１０：セグメントチップ砥石（固体潤滑剤を含む樹脂含
浸ビトリファイド砥石） １４：外周砥石層 １６：内周砥石層
浸ビトリファイド砥石） １４：外周砥石層 １６：内周砥石層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２４Ｄ 3/02 ３１０ Ｂ２４Ｄ 3/02 ３１０Ａ 3/14 3/14 Ｃ１０Ｍ 103/00 Ｃ１０Ｍ 103/00 Ａ Ｆターム(参考） 3C063 AA02 AB03 BA03 BA12 BA34 BB02 BC05 BC09 BD01 CC22 FF20 FF22 FF23 FF30 4H104 AA04A AA19A AA24R AA26A CB12A CB12C EA08A FA06 LA03 LA20 QA11 QA13 RA01 RA03
Claims (5)
- 【請求項１】 砥粒、或いは砥粒と骨材が無機結合剤に
より結合されたビトリファイド砥石組織を備えたビトリ
ファイド砥石であって、 前記ビトリファイド砥石組織内の空隙内に、固体潤滑剤
を含む樹脂が含浸させられて硬化させられていることを
特徴とする固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファイド砥
石。 - 【請求項２】 前記樹脂は、フェノール樹脂およびエポ
キシ樹脂から選択された少なくとも１種類の熱硬化性樹
脂である請求項１の固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリフ
ァイド砥石。 - 【請求項３】 前記砥粒は、ダイヤモンド砥粒、或いは
ＣＢＮ砥粒である請求項１の固体潤滑剤を含む樹脂含浸
ビトリファイド砥石。 - 【請求項４】 前記固体潤滑剤は、六方晶窒化ホウ素で
ある請求項１の固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファイ
ド砥石。 - 【請求項５】 前記固体潤滑剤は、前記樹脂に対して１
乃至８０重量％の範囲で含まれるものである請求項１の
固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファイド砥石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02627399A JP3553810B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファイド砥石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02627399A JP3553810B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 固体潤滑剤を含む樹脂含浸ビトリファイド砥石 |
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