JPH03228578A - ビトリファイド超砥粒砥石 - 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（よ超砥粒と骨材とをビトリファイド結合剤にて
結合したビトリファイド超砥粒砥石に関する。

［従来の技術］ 従来、立方晶窒化硼素やダイヤモンド等の超砥粒を砥粒
とするビトリファイド超砥粒砥石において、砥粒の濃度
が中〜低集中度のものを製造する際には、焼結時の収縮
を防止するために、砥石中に骨材を混入することが行わ
れている。また骨材としては、一般に、アルミ力　炭化
珪素等が使用されている。

ところが超砥粒砥石の骨材ｌ二　こうしたアルミ力　炭
化珪素等の硬度の大きいセラミック粒子を使用すると、
研削抵抗が大きくなり、良好な研削作業を行えなくなる
という問題があったつまり、アルミナや炭化珪素等の骨
材は新モース硬度が１２〜］３と硬く、二次砥粒として
作用させることができるが、立方晶窒化硼素やダイヤモ
ンド等の超砥粒（新モース硬度：１４〜］５）と同時に
使用すると、被研削材との摩擦により表面が平坦摩耗し
、研削抵抗が大きくなって、切れ味が悪化し、高能率研
削が不可能となるのである。

このように砥石の切れ味が低下した場合（友通常、ドレ
ッシング（所謂、目立て）により切れ味を回復すること
が行われるが、ドレッシングは砥石を減耗するので使用
可能な砥粒や結合剤までが脱落してしまい、砥石の耐久
性が悪化すると共にドレッシングに経費がかかるといっ
た問題がある。

そこで近年ではこうした問題を解決するために、特開昭
６３−２６６９号公報に記載の如く、骨材を多気孔とす
ることが考えられている。つまり骨材を多気孔にして、
骨材に脆性を与えることにより硬度乞下げ、骨材の耐摩
耗性を低下させ、これによって研削時に骨材が破壊され
易くして、研削抵抗の増加を抑制しているのである。ま
たこのように骨材を多気孔にした場合、単（二研削抵抗
の増加を抑制できるだけでなく、破壊によって骨材が切
れ刃状に形成されることから、切屑除去性能が向上し、
砥石の研削能力乞向上することができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところでこうした研削能力の向上を図るには、骨材の気
孔率を砥石の用途に応じて調節する必要があり、また気
孔を一定に分散させる必要がある。

しかし、骨材の気孔率農焼結条件等、骨材作製時の種々
の条件（二よって変化するので、気孔が一定に分散した
所望の気孔率の骨材を作製することは難しい。このため
上記のように多気孔の骨材を使用した砥石においては、
骨材の硬度による耐摩耗性を用途に応じて一定に調節す
ることは難しく、砥石の研削能力を充分向上させること
はできない。

そこで本発明は、骨材の硬度、延いては耐摩耗性を、簡
単にしかも精度よく調節して、ビトリファイド超砥粒砥
石の切れ味を広範囲に渡って所望の切れ味に調節できる
ようにすることを目的としてなされた ［課題を解決するための手段］ 即ち、上記目的を達成するためになされた本発明は、立
方晶窒化硼素、ダイヤモンド等の超砥粒と骨材とをビト
リファイド結合剤にて結合してなるビトリファイド超砥
粒砥石において、上記骨材が、セラミック粒子をビトリ
ファイド結合剤にて焼結してなる粒子であることを特徴
とするビトリファイド超砥粒砥石を要旨としている。

［作用及び発明の効果］ この様に本発明のビトリファイド超砥粒砥石では、骨材
にセラミック粒子をビトリファイド結合剤にて焼結した
粒子が使用されている。

セラミック粒子をビトリファイド結合剤にて焼結した骨
材の硬度は、セラミック粒子の硬度とビトリファイド結
合剤の硬度とを合成したものとビトリファイド結合剤の
結合力とにより決定される。

従って本発明によれば、セラミック粒子及びビトリファ
イド結合剤の成分、セラミック粒子とビトリファイド結
合剤との混合割合等を調節することより、骨材の硬度　
延いては耐摩耗性を、簡単にしかも精度よく調節するこ
とが可能となる。

またこうした骨材の硬度調節により骨材の耐摩耗性を低
下させれば、砥石の研削抵抗の増加を抑制することがで
きるので、本発明によれば、高能率研削が可能で、難研
削材、研削焼を嫌う研削材の研削に適した砥石を簡単に
作製できる。またこのように作製した砥石（よ　ドレッ
シングを頻繁に行なう必要がなく、使い勝手がよいので
、超砥粒砥石の利用分野を拡大できる。

ここでビトリファイド結合剤の硬度は新モース硬度で６
〜７であるが、セラミック粒子としては、例えば窒化珪
素、炭化珪素、アルミ九　ジルコン。

ムライト等のビトリファイド結合剤より高硬度のものが
使用可能であり、また六方晶窒化硼素、硫化タングステ
ン等のビトリファイド結合剤より低硬度のものも使用可
能である。

また骨材は、セラミック粒子とビトリファイド結合剤と
を混合し、周知の造粒力〉五　例えばグラニューレータ
等の攪拌造粒５五　スプレードライヤ等の噴霧乾燥造粒
ａ　　加液造粒法等で粒子を製作し、これを焼結すると
か、或は、セラミック粒子とビトリファイド結合剤とを
混合して焼結した後粉砕する、といった手順で作製する
ことができる。

また次に骨材に使用するビトリファイド結合剤としては
、焼結時に骨材が変形しないように、軟化点を、砥石の
結合剤と同等又はそれ以上にすることが好ましく、また
その熱膨張係数（飄砥石の結合剤との間に応力を発生さ
せないために、±２゜５Ｘ１０−８に−１の範囲とする
のが好ましい。

Ｕ実施例］ （実施例−１） 次に本発明の第１実施例として、ビトリファイド結合剤
とこれより低硬度（モース硬度：２）の大方晶窒化硼素
とからなる骨材を有するビトリファイド超砥粒砥石につ
いて説明する。

まず六方晶窒化硼素（ｈＢＮ）とビトリファイド結合剤
（軟化点ニア］０℃）との混合割合（重量比）を表１に
示す如く設定した本発明にかかわる骨材を作製し、この
骨材を使用した超砥粒砥石（試料１〜３）を、下記の条
件で作製した　そしてこれと同条件で、骨材にビトリフ
ァイド結合剤（軟化点ニア］０℃）のみを使用した超砥
粒砥石（試料４）と、骨材にアルミナを使用した従来の
超砥粒砥石（試料５）と、を夫々作製し、各超砥粒砥石
（試料１〜５）の平面研削試験を行った尚上記各砥石（
試料１〜５）は、第１図（ａ）に示す如き形状で、各部
り、　　Ｔ、　　Ｈの寸法を夫々。

１８０、　１０，５０．８［ｍｍ］とした。また上記の
ように作製した砥石は　第１図（ｂ）に示す如く、超砥
粒１と骨材２とが結合剤３により結合さね結合剤３と結
合剤３との間に気孔４を有する中葉中度の超砥粒砥石と
なる。

（成分） 立方晶窒化硼素　　　＃１４０／１７０骨　　　　　　
材　　　＃１４０／１７０ビトリファイド結合剤（軟化
点５８０’Ｃ）有機質バインダー （焼結温度） ９００’Ｃ，５時間 表１ ２５容量部 ２５　／１ Ｏｎ 　　ｕ 但し、研削条件；よ下記の通りである。

砥石周速度　　　２０００ｍ／ｍｉｎ 破研削材　　　　５ＫＤＩＩ　　ＨＲＣ６０（寸法１５
０ｍｍＸ　２０ｍｍ） テーブル速度　　１５ｍ／ｍｉｎ 横送り　　　　　　３ｍｍ／Ｐａ５ｓ 研肖り液　　　　　　　　　ジュラロンＣ６０４上記平
面研削試験の結果、第２図に示す如く、骨材がアルミナ
の試料５に対し、骨材に大方晶窒化硼素をビトリファイ
ド結合剤にて焼結したものを使用した試料１〜３におい
ては、研削抵抗が小さく、研削比が大きくなることが判
った従って、骨材に大方晶窒化硼素をビトリファイド結
合剤にて焼結したものを使用すれ［′Ｌ　骨材にアルミ
ナε使用した従来の超砥粒砥石に比較して、研削抵抗を
小さくすると共に、研削比も向上できることが判る。

一方試料４（よ　試料１〜３と比べて、研削抵抗は高く
、研削比は低くなっている。これは試料４の骨材がビト
リファイド結合剤のみによって作製されているためであ
り、この試験結果によって、骨材に大方晶窒化硼素をビ
トリファイド結合剤にて焼結したものを使用すれば、骨
材の硬度がビトリファイド結合剤の硬度より低くなって
、研削抵抗が低下し、研削比を向上できることが判る。

また骨材に大方晶窒化硼素をビトリファイド結合剤にて
焼結したものを使用した試料１〜３においては、大方晶
窒化硼素の割合が大きいほど研削抵抗は小さくなる傾向
にあり、研削比も小さくなることが判った従って、大方
晶窒化硼素とビトリファイド結合剤との混合割合を調節
することにより、用途に応じて最適な研削能力が得られ
る砥石を作製できることが判る。

このようにビトリファイド超砥粒砥石の骨材に六方晶窒
化硼素をビトリファイド結合剤にて焼結したものを使用
する場合に１上大方晶窒化硼素とビトリファイド結合剤
との混合割合を調節することにより、骨材の硬度を任意
に調節することができ、骨材の耐摩耗性を任意に設定し
て、砥石の用途に応じて最適な骨材を選択することがで
きる。

即ち、骨材の大方晶窒化硼素の割合を大きくすると、硬
度が低くて摩耗し易く、また自己潤滑効果が大きくなる
ので、被研削材との干渉がより低くなり、研削抵抗をよ
り小さくできる。従って、骨材の大方晶窒化硼素の割合
を大きくすることにより、発熱を嫌う研削に、より適し
た砥石を提供できる。逆に大方晶窒化硼素の割合が小さ
い骨材は硬度が高いため摩耗し難く機械的強度が太きく
なるので、高負荷研削に適した砥石を提供できる。

尚、本実施例のように大方晶窒化硼素をビトリファイド
結合剤にて焼結することにより骨材を作製する際には、
六方晶窒化硼素の重量比が７０％Ｆ越えると成形時に壊
れ易く、骨材としての機能が充分得られなくなり、逆に
六方晶窒化硼素の重量比が１０％未満では硬度が高くな
り過ぎて自己潤滑性も発揮しなくなるため、骨材の大方
晶窒化硼素とビトリファイド結合剤との混合割合は、重
量比で１：９〜７：３の範囲内にすることが好ましい。

（実施例−２） 次に本発明の第゛２実施例として、ビトリファイド結合
剤より高硬度（モース硬度ニア以上）のセラミック粒子
（具体的には、炭化珪素及びムライト）をビトリファイ
ド結合剤で焼結した骨材を有するビトリファイド超砥粒
砥石について説明する。

まずセラミック粒子とビトリファイド結合剤とを表２の
如き成分及び混合割合で骨材を作製し、この骨材を使用
した超砥粒砥石（試料６〜９）を、。

下記の条件で作製した。そしてこれと同条件で、骨材に
アルミナを使用した従来の超砥粒砥石（試料］０）を作
製し、各超砥粒砥石（試料６〜１０）の平面研削試験を
、上記第１実施例と同様の研削条件で、切込みを１５μ
ｍとして行った。尚上記各砥石（試料６〜１０）は、上
記第１実施例と同様の形状とした。

（成分） 立方晶窒化硼素　　　＃１４０／１７０骨　　　　　　
材　　　＃１４０／１７０ビトリファイド結合剤（軟化
点６２０°Ｃ）有機質バインダー （焼結温度） ２５容量部 ２５７／ ２０／１ 　　ｎ ９００°Ｃ，５時間 表 平面研削試験の結果を次表３に示す。

表 上記平面研削試験の結果、 骨材がアルミナの試 料］ ０に比べ 骨材に炭化珪素或はムライトをビ トリファイド結合剤にて焼結したものを使用した試料６
〜９の方が研削抵抗が小さく、研削比が大きくなること
がわかつん　これは試料６〜９のように骨材に炭化珪素
或はムライトをビトリファイド結合剤にて焼結したもの
を使用した場合、骨材の硬度が、試料］０の骨材の硬度
に対してもビトリファイド結合剤の硬度に対しても低く
なるためであり、この試験結果から、セラミック粒子に
高硬度のものを使用してもこれをビトリファイド結合剤
にて焼結することにより、骨材の硬度を低くして、研削
抵抗、研削比を向上できることが判る。

また試料６と試料８或は試料７と試料９の試験結果から
、セラミック粒子とビトリファイド結合剤との混合割合
が同じである場合には、セラミック粒子に硬度の低いも
のを使用した方が骨材全体の硬度が低下して、研削抵抗
及び研削比を向上できることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１及び第２実施例の超砥粒砥石の形状及びそ
の内部構造を表す説明図、第２図は第１実施例の超砥粒
砥石による平面研削試験結果を表す線図、である。 １・・・超砥粒　　　２・・・骨材 ３・・・結合剤　　　４・・・気孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 立方晶窒化硼素、ダイヤモンド等の超砥粒と骨材とをビ
   トリファイド結合剤にて結合してなるビトリファイド超
   砥粒砥石において、 上記骨材が、セラミック粒子をビトリファイド結合剤に
   て焼結してなる粒子であることを特徴とするビトリファ
   イド超砥粒砥石。