JPH02269567A - ビトリファイド砥石の製造方法 - Google Patents

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］ 本発明は工具鋼等の精密研削に用いるためのアルミナ質
焼結砥粒を含むビトリファイド砥石の製造方法に関する
ものである。

［従来の技術］ 砥粒には電融等によってつくられる原料塊を粉砕分級し
て作られる、いわゆる単結晶に近い砥粒と多（の微結晶
から構成される多結晶砥粒がある。

多結晶砥粒には、バインダー等で練られた原料粉を成形
し、焼成炉で焼結させる方法や、ゾルゲル法から出発す
る方法がある。ゾルゲル法の場合、焼成前の状態として
乾燥ゲルを使用する場合や、これを仮焼して水をとばし
たものがある。

又、いわゆる単結晶砥粒の中にも焼成（ロースト）工程
を経て砥粒として完成するものがある。

従来、サブミクロンの微結晶のアルミナ質焼結砥粒から
成るすぐれた研削性能を有するビトリファイド研削砥石
をつくるためには、例えば特開昭６１−５６８７２号に
記載されている如（、まずアルミナゲル粒子を１２５０
〜１４００℃に仮焼してａＡβ２０３の微結晶よりなる
砥粒（ルース・グレン）を作り、これにビトリファイド
結合剤を加えて約１２２０℃で焼成することが必要であ
った。

この方法は一つには１２５０〜１４００℃で−度エネル
ギーを加え、更に１２２０℃で熱エネルギーを加えると
いう重大なエネルギーの浪費を要するという欠点が有り
、今一つには砥石焼成過程で砥粒を構成する微結晶の成
長を避けるために最も一般的に用いられる性能のよいビ
トリファイドボンド（１３００℃前後で用いられる）が
使えないことである。

［発明が解決しようとする課題１ 本発明の目的は前述のエネルギーロスと結晶成長を防ぎ
研削性能の優れた砥石を経済的に製造することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは上記の目的を達成するために鋭意研究した
結果、焼成すれば砥粒となる粒子を砥材とし、焼成によ
ってつくられる砥石の製造の際、焼成前の砥粒を供する
ことにより、砥粒の焼成を砥石の焼成と同時に行うこと
ができることを見出し、本件発明を完成した。

すなわち本件発明の要旨は未焼成砥粒をビトリファイド
ボンドと配合、成形し、砥粒焼成と砥石焼成を同時に行
なうことを特徴とするビトリファイド砥石の製造方法に
ある。

この方法の特徴は焼成前の安価な砥材を用いることので
きる他、砥石焼成時の砥粒の変質を防ぐために設けられ
ている砥石焼成温度に関する制約をゆるめることにある
。

このような砥石を作るためにはゲルを５００〜１０００
℃で仮焼した所定の粒度のアルミナ買主砥粒にビトリフ
ァイドボンドを加え、通常の方法で砥石を焼成すればよ
い。５００℃未満ではゲルの水分が十分除去できないた
め砥粒とボンドの結合が弱まり好ましくなく、１０００
℃を超えると経済的メリットが余りなくなる。仮焼条件
としては低いほど経済性は良いが焼成した砥石寸法が収
縮のためくるいやずく、逆に仮焼湯度が高い程経済性は
悪いが寸法精度が良くなるという関係にある。

従来のゾルゲル法から出発して作られる高アルミナ質多
結晶砥粒を用いてビトリファイド砥石を作る場合、結晶
成長を抑えるため、砥粒焼成速度よりかなり低い温度で
砥石を焼成する必要があった。又、−１に砥粒の変質さ
え起こらなければ砥石焼成温度の高い高温ボンドを用い
る方が砥石の性能が良いとされていた。

本発明では、ゾルゲル法の場合、前記したように焼成前
の状態としては水が残らない下限の温度で仮焼されたも
のが望ましい。その方が砥石焼成温度をより高くするこ
とができる。この際砥石焼成温度は１２００〜１５００
℃が適当である。

又、本発明の製造方法によって得られる別の用途によっ
ては、例えば被研削材の種類に対応して砥粒に一層の硬
さと靭性が要求される場合には、多少経済性を犠牲にし
ても仮焼ゲルを１０００〜１２５０℃の温度に１２０秒
以内に急熱昇温処理し、９０秒以内で温度保持しておく
と急熱処理粒子の硬度は２０００未満（ピッカス、荷重
５００ｇ）であるが砥石焼成中に２０００以上の硬度と
高い靭性が得られる。

すなわちこの場合の利点は砥粒段階での収縮が大きい（
比重３５→３９８）ので砥石の寸法精度が高まること及
び砥粒の急熱時α−Ａρ２０３の核が多数発生して微細
結晶となり砥粒の靭性が増加することである。

尚、本発明でビトリファイドボンドとはＳｉＯ３、Ａ（
２２０３、ＮａｚＯｌ　Ｋ２Ｏ、ＣａＯ１その他少量の
成分を含んだ組成物を約１０μの粉末にし、約１２００
℃で１５分程度加熱溶融し、冷却後、再び粉砕して約１
０μの粉末にしたものをいう。ただ溶融、再粉砕は必ず
しも必要ない。例えば砥粒とボンドとの過度の反応（多
少の反応がないと結合力がでないが）を抑えるためには
溶融、再粉砕が必要であるが、本発明の大部分の方法で
はその必要はない。これは仮焼ゲルが微結晶α−Ａｆ２
２ｏ３を構成する方がボンドと反応するよりも有利であ
るためと考えられる。

又、焼成すれば砥粒となる粒子に予め酸化クロムを塗布
しておくことにより砥粒部分はルビー色となりルビー砥
石が得られる。

［実施例１］ 次の配合から成る三種の混合物を作った。

混合物１： ５００℃、１２時間仮焼した８４０〜１４１０ＬＬのア
ミナゲルを３ｇ、ビトリファイドボンドを１ｇ混合物２
ニ ア５０℃、４時間仮焼した８４０〜１４１０μのアミナ
ゲルを３ｇ、ビトリファイドボンドを１ｇ混合物３： １０００℃、１時間仮焼した８４０〜１４１０μのアミ
ナゲルを３ｇ、ビトリファイドボンドを１ｇ尚、ビトリ
ファイドボンドとしては５ｉＯＪ６％、ｉ□０３１２％
、　Ｃａ０９％、Ｎａ２Ｏ２％、Ｋ２Ｏ３％、その他少
量の酸化物を含むものを一旦１４００　’Ｃで溶解し、
約１０ＬＬに粉砕したものを用いた。

これら３種の混合物にアラビアゴム水溶液を添加して約
２０ｍｍφＸ１０ｍｍのベレットに成形し、マツフル炉
に入れ１１時間で１３５０℃に昇温し、１３５０”Ｃで
２時間保持してから９時間で室温にもどし、でき−につ
たベレット状砥石の各々に付き半分に切断してから鏡面
研摩し砥粒部分のマイクロピッカス硬さを荷重５００ｇ
で測定したところ三種とも２１００ｋｇ／ｍｍ″であっ
た。次いでこれら切断したもうつの塊りを粉砕してＸ線
回折したところαＡ！２２０３のみが検出されボンドと
砥粒が反応した際生じると思われるムライト等は同定さ
れなかった。

［実施例２］ 実施例１で仮焼したアルミナゲルとして予め０．３ｕの
ＣｒｚＯａをゲルに対して１％塗布したものを用い、他
は実施例１と同様にしてベレット状砥石を焼成したとこ
ろ砥粒部分はルビー色となりルビー砥石が得られた。

［実施例３１ 実施例１に於ける混合物２に用いたと同じロットのアル
ミナゲルを小型ロータリーキルンで熱処理した。熱処理
の条件は原料をフィード端（室温）から均熱端（１１９
０℃）まで６０秒で到達させ、熱均帯（１１９０℃）を
６０秒で通過させ、キルン外に排出し冷却するものであ
った。

次に熱処理済の粒子３ｇにビトリファイドボンド　　（
３１０２６５％　、　　　Ａｊ２　２０３　２５％　、
　　Ｎａ２０４．５％　、　　　Ｋ２［）３５％、Ｃａ
００．５％、その他少量成分）Ｉｇを加え少量のアラビ
アゴム水溶液を添加してよく練ってから約２０闘φＸ１
．Ｏｍｍのベレットに成形した。

ベレットを乾燥後マツフル炉に入れ１０時間で１１５０
℃に昇温し、この温度で１０時間保持した後９時間で室
温に戻した。実施例１と同様にしてベレットの砥粒を調
べたところマイクロピッカス硬度２３００　（荷重５０
０ｇ）、結晶の大きさ　１８！１（ＳＥＭ写真より求め
た平均値）であった。又、ベレットの一部を約１０ＬＬ
に粉砕してＸ線回折試料としたが粒子とポンドが反応し
て生じると考えられるムライト等の化合物は同定されな
かった。

［発明の効果］ 本発明に係るビトリファイド砥石の製造方法によりビト
リファイドボンドを制約なく使用硬度の高い砥石を製造
することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）未焼成砥粒をビトリファイドボンドと配合、成形
   し、砥粒焼成と砥石焼成を同時に行なうことを特徴とす
   るビトリファイド砥石の製造方法。
2. （２）未焼成砥粒が、予め１０００℃以上１２５０℃以
   下の温度に１２０秒以内で到達させ９０秒以内で保持す
   る急熱処理した粒子である請求項１記載のビトリファイ
   ド砥石の製造方法。
3. （３）未焼成砥粒が、予め酸化クロムを塗布したもので
   ある請求項１記載のビトリファイド砥石の製造方法。