JPH04322972A - ダイヤモンド砥粒の結合剤材料 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ダイヤモンド砥粒の
結合剤材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来よりダイヤモンド砥粒
の結合に用いられているレジンボンドやメタルボンドの
結合層は、図２に示すように、砥粒１’の間を全て結合
剤２’が埋め、結合層内部に気孔が全く存在しない構造
になっている。このため、砥石表面を破線ｙで示すよう
にツルーイングした場合、砥粒１’と結合剤２’が面一
になって切れ刃ができず、ドレッシングが全く出来ない
状態になる。したがって、ツルーイング後改めてドレッ
シングを行ない、砥粒を結合剤から突出させる必要があ
った。

【０００３】また、ダイヤモンド砥粒を結合したダイヤ
モンド砥石をダイヤモンドドレッサーでツルーイング又
はドレッシングした場合、切刃が同一の硬度をもった材
料であるためにドレッサーの摩耗が大きく、かつ、両者
の接触部で激しいこすりが発生して、実質的に得られる
切込み量が極めて小さいという問題がある。

【０００４】図３の（イ）は、レジンボンドを用いたダ
イヤモンド砥石を、ダイヤモンドロータリドレッサーで
ドレッシングした場合の切込み割合に対する加工量を示
したものであり、ドレッサーの摩耗量は、砥石のドレッ
シング量と同じ量だけ発生している。また、全体の切込
み量に対して、弾性変形による未切込み部分が９０％程
度も生じ、実際に得られるドレッシング量は極めて小さ
い。

【０００５】このように従来のダイヤモンド砥石では、
ツルーイングによって高精度の砥石面を形成することが
難しい状態にあり、要求される表面粗さ等の加工物の表
面品位を得るためには、ダイヤモンド砥石の砥粒の粒度
で調整する必要がある。すなわち、良好な表面品位を得
ようとすれば、細かい粒径のダイヤモンド砥粒を用いる
必要がある。

【０００６】しかし、このような砥粒の細径化は、必然
的に加工能率の低下と砥石寿命の短縮化につながり、研
削による量産加工へのダイヤモンド砥石の適用を難しく
する要因になる。

【０００７】そこで、この発明は、ダイヤモンド砥粒及
びその結合層をダイヤモンドドレッサーを用いて高能率
にツルーイング及びドレッシングすることができるダイ
ヤモンド砥粒の結合剤材料を提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の結合剤材料は、ガラス又はケイ酸塩鉱物
の粉末と、炭化ケイ素又は酸化アルミの粉末からなる充
填材と、熱昇華材料の粉末からなる造孔材との混合物か
ら成り、全体重量に対する充填材の重量割合を７〜８５
％の範囲に、造孔材の重量割合を０〜４０％の範囲に設
定したものである。

【０００９】なお、上記の構造において、充填材を、ダ
イヤモンド砥粒の１０〜１００％の粒子径を有するもの
とするのがよく、また、造孔材の粒径は、２０〜４００
μｍの範囲に設定したするのが望ましい。

【００１０】

【作用】上記のような構造で成る結合剤材料に、ダイヤ
モンド砥粒を混合し、その混合物を、ガラス粉末又はケ
イ酸塩鉱物粉が溶融してガラス化する温度まで焼成する
。これにより、図１に示すように結合剤２が、その表面
張力により砥粒１の表面や砥粒同士の接触部分に集中し
てガラス化し、砥粒１を結合する。

【００１１】また、充填材や造孔材の作用により、砥粒
１の間及び結合剤２の間には、多数の気孔３が形成され
る。

【００１２】上記の構造においては、ガラス質の結合剤
２が、硬くて脆い性質をもつため、ダイヤモンドドレッ
サーとの接触によって圧縮力を受けると、結合剤２が破
壊され、結合剤同士及び結合剤と砥粒との結合が離れる
。このため、高い能率でツルーイングを行なうことがで
きる。

【００１３】また、ガラス質の結合剤２は、ヤング率が
高く、弾性変形をしないため、図３の（イ）に示すよう
な未切込み部分がほとんど生じず、高精度の加工ができ
る。

【００１４】さらに、結合剤２と砥粒１の間に気孔３が
存在するため、図１に破線ｘで示すように砥石表面をツ
ルーイングすると、砥粒１が結合剤２から突出してすく
い面ができ、切れ刃が形成される。すなわち、ツルーイ
ングと共に良好なドレッシングが可能になる。

【００１５】

【実施例】

＜実験１＞４種類のダイヤモンド砥石の試験品（Ａ、Ｂ
、Ｃ、Ｄ）を製作し、従来用いられてきたレジンボンド
のダイヤモンド砥石との間で、ダイヤモンドロータリド
レッサーによるドレッシング性を比較した。

【００１６】試験品（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、結合剤原料
としてのガラス粉末及びケイ素酸鉱物粉末に、造孔材と
して熱昇華材料を結合剤原料重量の０〜４０％配合し、
その配合物に、充填剤としてのＳｉＣ（粒径＃５００）
の粉末を、結合剤原料重量に対して表１に示すような重
量割合で混合し、その混合物にダイヤモンド砥粒を混合
した状態で、結合剤原料が溶融する温度以上に焼成して
作成した。

【００１７】

【表１】

【００１８】作成された各試験品（Ａ〜Ｄ）は、ダイヤ
モンド粒度＃４００、ダイヤモンド集中度１００であり
、各試験品の機械的特性は、表１に示す通りである。 これに対して、比較対象としたレジンボンドのダイヤモ
ンド砥石は、ダイヤモンド粒度＃３２５、ダイヤモンド
集中度１００のものを使用した。

【００１９】一方、ダイヤモンドロータリドレッサーは
、メタルボンドタイプを使用し、ダイヤモンド粒度＃４
０、ダイヤモンド集中度１００のものを用いた。このド
レッサーの結合層の機械的特性は、表１に示す通りであ
る。

【００２０】比較結果を図３に示す。この図に示すよう
に、従来のレジンボンドダイヤモンド砥石がダイヤモン
ドロータリドレッサーで全くツルーイング・ドレッシン
グが出来ないのに対して、各試験品（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）
は、組成により若干の差があるものの、極めて大きなド
レッシング率を示した。

【００２１】＜実験２＞図４は、ダイヤモンドロータリ
ドレッサーでツルーイングした上記試験品Ａと、従来法
でツルーイング・ドレッシングしたレジンボンドダイヤ
モンド砥石とにより、超硬合金を平面研削した場合の加
工結果を示す。

【００２２】図に示すように、試験品Ａは、レジンボン
ドのダイヤモンド砥石に比べて、若干研削抵抗が大きい
ものの、研削比が大きく優れた研削性能を示しており、
ドレッシングが良好に行なわれていることが解る。

【００２３】

【効果】以上のように、この発明の結合剤材料は、主原
料をガラス質とし、砥粒と共に焼成した状態で結合層内
部に多数の気孔を形成するものであるので、外部からの
圧縮力によって簡単に結合剤が破壊されてツルーイング
されると共に、気孔の存在によって砥粒が常に結合剤か
ら突出し、ドレッシングされた状態になる。

【００２４】このため、ダイヤモンドドレッサーを用い
て高い効率でツルーイング及びドレッシングが可能にな
り、量産研削加工へのダイヤモンド砥石の適用を可能に
する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】結合層の内部構造を模式的に示す図

【図２】従
来の結合層の内部構造を示す図

【図３】結合層の違いに
よるドレッシング率の比較図

【図４】結合層の違いによ
る研削性能の比較図

【符号の説明】

１　　砥粒 ２　　結合剤 ３　　気孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガラス又はケイ酸塩鉱物の粉末と、炭
   化ケイ素又は酸化アルミの粉末からなる充填材と、熱昇
   華材料の粉末からなる造孔材との混合物から成り、全体
   重量に対する充填材の重量割合を７〜８５％の範囲に、
   造孔材の重量割合を０〜４０％の範囲に設定したダイヤ
   モンド砥粒の結合剤材料。
2. 【請求項２】　　充填材を、ダイヤモンド砥粒の１０〜
   １００％の粒子径を有するものとした請求項１に記載の
   ダイヤモンド砥粒の結合剤材料。
3. 【請求項３】　　造孔材の粒径を２０〜４００μｍの範
   囲に設定した請求項１に記載のダイヤモンド砥粒の結合
   剤材料。