JPH09169971A - 立方晶窒化ほう素砥粒およびその製造方法 - Google Patents
立方晶窒化ほう素砥粒およびその製造方法Info
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- JPH09169971A JPH09169971A JP34860395A JP34860395A JPH09169971A JP H09169971 A JPH09169971 A JP H09169971A JP 34860395 A JP34860395 A JP 34860395A JP 34860395 A JP34860395 A JP 34860395A JP H09169971 A JPH09169971 A JP H09169971A
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- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 肉質が緻密透明であり、形状がシャープで、
研削砥粒として用いたときの切れ味が良く、寿命が長い
立方晶窒化ほう素砥粒を提供する。 【解決手段】 ＪＩＳ−Ｂ４１３０に基づく粒度分布が
３２５／４００〜６０／８０の範囲に属し、且つ、所定
の低いかさ比重および所定の高いタフネスを有する立方
晶窒化ほう素砥粒。この砥粒は、六方晶窒化ほう素粒子
に触媒および不活性化合物を配合した原料混合物を高温
高圧処理して調製される。
研削砥粒として用いたときの切れ味が良く、寿命が長い
立方晶窒化ほう素砥粒を提供する。 【解決手段】 ＪＩＳ−Ｂ４１３０に基づく粒度分布が
３２５／４００〜６０／８０の範囲に属し、且つ、所定
の低いかさ比重および所定の高いタフネスを有する立方
晶窒化ほう素砥粒。この砥粒は、六方晶窒化ほう素粒子
に触媒および不活性化合物を配合した原料混合物を高温
高圧処理して調製される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低かさ比重で高タ
フネス値を有する立方晶窒化ほう素の砥粒、その製造方
法、そのような砥粒からなる研削砥石、およびそのよう
な砥粒を研磨材として含む研磨布紙に関する。
フネス値を有する立方晶窒化ほう素の砥粒、その製造方
法、そのような砥粒からなる研削砥石、およびそのよう
な砥粒を研磨材として含む研磨布紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】立方晶窒化ほう素（以下、ｃＢＮと略称
する）は六方晶窒化ほう素（以下、ｈＢＮと略称する）
をｃＢＮの熱力学安定条件である高温高圧で処理するこ
とにより製造される。ｃＢＮ粒子はダイヤモンドに次ぐ
硬さを有し、しかも、化学的安定性、特に鉄系被削材に
対する安定性がダイヤモンドより優れているため、砥
石、研磨布紙などの研削砥粒として使用されている。
する）は六方晶窒化ほう素（以下、ｈＢＮと略称する）
をｃＢＮの熱力学安定条件である高温高圧で処理するこ
とにより製造される。ｃＢＮ粒子はダイヤモンドに次ぐ
硬さを有し、しかも、化学的安定性、特に鉄系被削材に
対する安定性がダイヤモンドより優れているため、砥
石、研磨布紙などの研削砥粒として使用されている。
【０００３】ｃＢＮ粒子の製法に関しては、特開昭５９
−５７９０５号、特開昭５９−７３４１０号、特開昭５
９−７３４１１号を含め、多くの提案がなされており、
これらの一般的製法により得られるｃＢＮ粒子は上記の
ように優れた硬さと化学的安定性を保有している。しか
しながら、これらのｃＢＮ粒子は通常の電着砥石あるい
はメタルボンド砥石に使用するには問題ないが、切れ味
が要求される研削砥粒用途には適しているとは言えな
い。切れ味が要求される研削砥粒に使用されるｃＢＮ粒
子は低かさ比重すなわち形状がシャープであり、且つ、
ｃＢＮの肉質としては緻密であることが望まれる。
−５７９０５号、特開昭５９−７３４１０号、特開昭５
９−７３４１１号を含め、多くの提案がなされており、
これらの一般的製法により得られるｃＢＮ粒子は上記の
ように優れた硬さと化学的安定性を保有している。しか
しながら、これらのｃＢＮ粒子は通常の電着砥石あるい
はメタルボンド砥石に使用するには問題ないが、切れ味
が要求される研削砥粒用途には適しているとは言えな
い。切れ味が要求される研削砥粒に使用されるｃＢＮ粒
子は低かさ比重すなわち形状がシャープであり、且つ、
ｃＢＮの肉質としては緻密であることが望まれる。
【０００４】本出願人は、形状がシャープで且つ肉質が
比較的緻密なｃＢＮ粒子を提供することを目的として検
討を重ねた結果、ｈＢＮに、Ｃ源、Ｓｉ源および水素化
アルカリ、水素化アルカリ土類またはその他のｃＢＮ合
成触媒を加えた反応系を高温高圧処理する製法を見出
し、さきに特許出願を行った（特開平２−３５９３
１）。特開平２−３５９３１号に記載される方法により
製造されるｃＢＮ粒子は、高いかさ比重と高いタフネス
を有しており、粒子の外形構成面は（１１１）を基本と
しており、緻密で透明であり鋭いエッジを有しており、
研削砥石に用いたとき良好な切れ味を示すが、研削を継
続していくと、エッジが丸くなり、切れ味が鈍化してい
くことがわかった。
比較的緻密なｃＢＮ粒子を提供することを目的として検
討を重ねた結果、ｈＢＮに、Ｃ源、Ｓｉ源および水素化
アルカリ、水素化アルカリ土類またはその他のｃＢＮ合
成触媒を加えた反応系を高温高圧処理する製法を見出
し、さきに特許出願を行った（特開平２−３５９３
１）。特開平２−３５９３１号に記載される方法により
製造されるｃＢＮ粒子は、高いかさ比重と高いタフネス
を有しており、粒子の外形構成面は（１１１）を基本と
しており、緻密で透明であり鋭いエッジを有しており、
研削砥石に用いたとき良好な切れ味を示すが、研削を継
続していくと、エッジが丸くなり、切れ味が鈍化してい
くことがわかった。
【０００５】また、形状がシャープなｃＢＮ粒子を得る
別法として、特開昭５１−３７８９７号には、ｈＢＮと
ｃＢＮ合成用触媒とを粉末混合せずに、粉末の成形物ま
たは予め焼結体を相互に接触させ、ｃＢＮの合成に適す
る温度、圧力の条件下で処理することにより、細長いｃ
ＢＮ粒子を製造する方法が記載されている。この方法に
よれば、ｈＢＮスリーブと触媒コアを配置し、加圧した
際にｈＢＮスリーブに亀裂を生じ、加温し触媒が溶解し
たときにその亀裂部に溶解触媒が入り込み、結果とし
て、細長いｃＢＮ粒子が得られると推定される。しかし
ながら、加圧時にｈＢＮスリーブに亀裂が生じても通常
ｃＢＮ粒子を合成する際に必要な５ＧＰａの圧力を掛け
れば、一たん生じた亀裂は、亀裂が生じなかった部分と
同じように圧縮され、溶融触媒が優先的に入り込むこと
は難しいと考えられる。また、この方法ではｈＢＮ部と
触媒部を分けて配置するため変換量が少なく工業的に不
利である。
別法として、特開昭５１−３７８９７号には、ｈＢＮと
ｃＢＮ合成用触媒とを粉末混合せずに、粉末の成形物ま
たは予め焼結体を相互に接触させ、ｃＢＮの合成に適す
る温度、圧力の条件下で処理することにより、細長いｃ
ＢＮ粒子を製造する方法が記載されている。この方法に
よれば、ｈＢＮスリーブと触媒コアを配置し、加圧した
際にｈＢＮスリーブに亀裂を生じ、加温し触媒が溶解し
たときにその亀裂部に溶解触媒が入り込み、結果とし
て、細長いｃＢＮ粒子が得られると推定される。しかし
ながら、加圧時にｈＢＮスリーブに亀裂が生じても通常
ｃＢＮ粒子を合成する際に必要な５ＧＰａの圧力を掛け
れば、一たん生じた亀裂は、亀裂が生じなかった部分と
同じように圧縮され、溶融触媒が優先的に入り込むこと
は難しいと考えられる。また、この方法ではｈＢＮ部と
触媒部を分けて配置するため変換量が少なく工業的に不
利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような従来の技術の問題点を改良して、肉質が緻密透
明であり、形状がシャープ、すなわち、かさ比重が低
く、従って、研削砥粒として用いたときの切れ味が良
く、しかも、研削負荷が小さくかつ切れ刃が減って抵抗
が大きくなったときに自生発刃を起こし、新しい切れ刃
が出現し、良好な切れ味が持続すると言う特性を有し、
研削砥粒として有用なｃＢＮ砥粒を提供することにあ
る。
のような従来の技術の問題点を改良して、肉質が緻密透
明であり、形状がシャープ、すなわち、かさ比重が低
く、従って、研削砥粒として用いたときの切れ味が良
く、しかも、研削負荷が小さくかつ切れ刃が減って抵抗
が大きくなったときに自生発刃を起こし、新しい切れ刃
が出現し、良好な切れ味が持続すると言う特性を有し、
研削砥粒として有用なｃＢＮ砥粒を提供することにあ
る。
【０００７】さらに、本発明の他の目的は、そのような
砥粒の工業的有利な製造方法、そのような砥粒からなる
研削砥石、および研磨材としてそのような砥粒を有する
研磨布紙を提供することにある。
砥粒の工業的有利な製造方法、そのような砥粒からなる
研削砥石、および研磨材としてそのような砥粒を有する
研磨布紙を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、低かさ
比重で高タフネス値を有する立方晶窒化ほう素の砥粒で
あって、ＪＩＳ−Ｂ４１３０の規定に基づく粒度の分布
が＃３２５／４００〜＃６０／８０の範囲に属し、且
つ、同規定に基づく粒度の各区分の最大粒度（最小数
値）をχとするとき、かさ比重およびタフネスがそれぞ
れ下記式（１）および（２）： ａ2 ≦ かさ比重 ≦ ａ1 （１） ｂ2 ≦ タフネス ≦ ｂ1 （２） （但し、ａ1＝２．５８１×１０-9χ3−２．８９４×１
０-7χ2−９．４９１×１０-4χ＋１．８９２ ａ2＝４．３１６×１０-9χ3−１．６６２×１０-6χ2
−５．９９２×１０-4χ＋１．７１４ ｂ1＝３．２４５×１０-6χ3−２．５６６×１０-3χ2
＋７．１２５×１０-1χ＋９．２６４ ｂ2＝３．２４５×１０-6χ3−２．５６６×１０-3χ2
＋７．１２５×１０-1χ−６．７３６） を満足することを特徴とする立方晶窒化ほう素砥粒が提
供される。
比重で高タフネス値を有する立方晶窒化ほう素の砥粒で
あって、ＪＩＳ−Ｂ４１３０の規定に基づく粒度の分布
が＃３２５／４００〜＃６０／８０の範囲に属し、且
つ、同規定に基づく粒度の各区分の最大粒度（最小数
値）をχとするとき、かさ比重およびタフネスがそれぞ
れ下記式（１）および（２）： ａ2 ≦ かさ比重 ≦ ａ1 （１） ｂ2 ≦ タフネス ≦ ｂ1 （２） （但し、ａ1＝２．５８１×１０-9χ3−２．８９４×１
０-7χ2−９．４９１×１０-4χ＋１．８９２ ａ2＝４．３１６×１０-9χ3−１．６６２×１０-6χ2
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＋７．１２５×１０-1χ−６．７３６） を満足することを特徴とする立方晶窒化ほう素砥粒が提
供される。
【０００９】さらに、本発明によれば、六方晶窒化ほう
素に立方晶窒化ほう素合成用触媒を配合した原料混合物
を高温高圧下に保持することによって立方晶窒化ほう素
砥粒を合成する方法において、該原料混合物中にさらに
５〜５０容量％の立方晶窒化ほう素合成に不活性な成分
を配合した原料混合物を用いることを特徴とする上記立
方晶窒化ほう素砥粒を製造する方法が提供される。
素に立方晶窒化ほう素合成用触媒を配合した原料混合物
を高温高圧下に保持することによって立方晶窒化ほう素
砥粒を合成する方法において、該原料混合物中にさらに
５〜５０容量％の立方晶窒化ほう素合成に不活性な成分
を配合した原料混合物を用いることを特徴とする上記立
方晶窒化ほう素砥粒を製造する方法が提供される。
【００１０】さらに、本発明によれば、上記のようなｃ
ＢＮ砥粒からなる研削砥粒が提供される。さらに、本発
明によれば、上記のようなｃＢＮ砥粒を研磨材として含
む研磨布紙が提供される。
ＢＮ砥粒からなる研削砥粒が提供される。さらに、本発
明によれば、上記のようなｃＢＮ砥粒を研磨材として含
む研磨布紙が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のｃＢＮ砥粒は、その粒度
分布の関数として規定される比較的低い特定のかさ比重
と比較的高い特定のタフネス値を有することを特徴とし
ている。すなわち、本発明のｃＢＮ砥粒は、ＪＩＳ−Ｂ
４１３０の規定に基づく粒度の分布が＃３２５／４００
〜＃６０／８０の範囲に属し、且つ、同規定に基づく粒
度の各区分の最大粒度（最小数値）をχとするとき、か
さ比重およびタフネスがそれぞれ前記（１）および
（２）によって規定される範囲に入ることを特徴として
いる。
分布の関数として規定される比較的低い特定のかさ比重
と比較的高い特定のタフネス値を有することを特徴とし
ている。すなわち、本発明のｃＢＮ砥粒は、ＪＩＳ−Ｂ
４１３０の規定に基づく粒度の分布が＃３２５／４００
〜＃６０／８０の範囲に属し、且つ、同規定に基づく粒
度の各区分の最大粒度（最小数値）をχとするとき、か
さ比重およびタフネスがそれぞれ前記（１）および
（２）によって規定される範囲に入ることを特徴として
いる。
【００１２】ＪＩＳ−Ｂ４１３０には、ｃＢＮ粒子の粒
度の区分とそれぞれの粒度区分に属する粒子の粒度分布
特性（特定のエレクトロフォームふるいを用いて粒度試
験によって決まる）について下記表１のとおり規定され
ている（但し、粒度の区分については、本願発明に関連
する粒度区分＃３２５／４００〜＃６０／８０の範囲に
ついてのみ表１に掲記した。）
度の区分とそれぞれの粒度区分に属する粒子の粒度分布
特性（特定のエレクトロフォームふるいを用いて粒度試
験によって決まる）について下記表１のとおり規定され
ている（但し、粒度の区分については、本願発明に関連
する粒度区分＃３２５／４００〜＃６０／８０の範囲に
ついてのみ表１に掲記した。）
【００１３】
【表１】 上記粒度の各区分の最大粒度（最小数値）をχとする。
例えば、＃６０／８０の粒度区分ではχ＝６０、＃１４
０／１７０の粒度区分ではχ＝１４０、＃３２５／４０
０の粒度区分ではχ＝３２５である。
例えば、＃６０／８０の粒度区分ではχ＝６０、＃１４
０／１７０の粒度区分ではχ＝１４０、＃３２５／４０
０の粒度区分ではχ＝３２５である。
【００１４】本発明のｃＢＮ砥粒は、その各粒度区分の
粒度χに対応して、かさ比重およびタフネスがそれぞれ
下記式（１）および（２）を満足している。 ａ2 ≦ かさ比重 ≦ ａ1 （１） ｂ2 ≦ タフネス ≦ ｂ1 （２） 例えば、ｃＢＮ砥粒の試料の粒度分布が粒度区分＃１４
０／１７０〜＃１００／１２０の範囲に亘っているとき
は、この範囲内の全ての粒度区分（合計３つの粒度区
分）のそれぞれに属する粒子が上記式（１）および
（２）を満足している。
粒度χに対応して、かさ比重およびタフネスがそれぞれ
下記式（１）および（２）を満足している。 ａ2 ≦ かさ比重 ≦ ａ1 （１） ｂ2 ≦ タフネス ≦ ｂ1 （２） 例えば、ｃＢＮ砥粒の試料の粒度分布が粒度区分＃１４
０／１７０〜＃１００／１２０の範囲に亘っているとき
は、この範囲内の全ての粒度区分（合計３つの粒度区
分）のそれぞれに属する粒子が上記式（１）および
（２）を満足している。
【００１５】本発明のｃＢＮ砥粒のかさ比重は一般に使
用されているｃＢＮ砥粒より低く、また、タフネスも一
般に使用されているｃＢＮ砥粒より概して低い。上記式
（１）および（２）によって規定される本発明のｃＢＮ
砥粒のかさ比重およびタフネスの許容範囲を一般に使用
されているｃＢＮ砥粒のかさ比重およびタフネスととも
に数値として示すと下記表２のとおりである。
用されているｃＢＮ砥粒より低く、また、タフネスも一
般に使用されているｃＢＮ砥粒より概して低い。上記式
（１）および（２）によって規定される本発明のｃＢＮ
砥粒のかさ比重およびタフネスの許容範囲を一般に使用
されているｃＢＮ砥粒のかさ比重およびタフネスととも
に数値として示すと下記表２のとおりである。
【００１６】
【表２】
【００１７】ここで、「かさ比重」は、ＪＩＳ−Ｒ６１
２６「人造研削材のかさ比重試験方法」のうち、試料採
取量を２０．０±０．１ｇ、シリンダー容積を８．０±
０．１０ｍｌ、落下距離を９５．０±１．０ｍｍとした
測定方法により求められる。また、「タフネス」は、粒
度により指定された篩網で篩別した試量の一定量と鋼球
１個を、容積２ｍｌのカプセルに入れて、一定時間（３
０．０±０．３秒）粉砕した後、指定された篩網で篩別
し、篩網上の試料残存重量百分率で表したものである。
２６「人造研削材のかさ比重試験方法」のうち、試料採
取量を２０．０±０．１ｇ、シリンダー容積を８．０±
０．１０ｍｌ、落下距離を９５．０±１．０ｍｍとした
測定方法により求められる。また、「タフネス」は、粒
度により指定された篩網で篩別した試量の一定量と鋼球
１個を、容積２ｍｌのカプセルに入れて、一定時間（３
０．０±０．３秒）粉砕した後、指定された篩網で篩別
し、篩網上の試料残存重量百分率で表したものである。
【００１８】ｃＢＮ砥粒のかさ比重が上記許容範囲を超
えて大きくなると、すなわち、粒子形状がブロッキーに
なると砥粒の切れ味が悪くなる。上記かさ比重許容範囲
の下限は研削性能、特に高研削比を維持するのに必要な
要件であって、かさ比重が許容限界より低いと偏平状な
いし針状のような異形状粒の割合が多くなって、研削性
能、特に研削比が低下する。
えて大きくなると、すなわち、粒子形状がブロッキーに
なると砥粒の切れ味が悪くなる。上記かさ比重許容範囲
の下限は研削性能、特に高研削比を維持するのに必要な
要件であって、かさ比重が許容限界より低いと偏平状な
いし針状のような異形状粒の割合が多くなって、研削性
能、特に研削比が低下する。
【００１９】タフネスは砥粒の形状に依存するところが
多いものの、各粒度におけるタフネスの上限は、切れ味
を持続させるために砥粒切刃の自生発刃を起こすのに必
要な強さであって、タフネスが許容限界を超えて大きく
なると自生発刃作用が起こり難くなって、切れ味が低下
する。一方、各粒度区分におけるタフネスの下限は自生
発刃を適性に維持させるために必要な最低の強度であっ
て、このタフネス許容下限より低くなると、砥粒の破損
が早くなって研削性能、特に研削比が低下する。
多いものの、各粒度におけるタフネスの上限は、切れ味
を持続させるために砥粒切刃の自生発刃を起こすのに必
要な強さであって、タフネスが許容限界を超えて大きく
なると自生発刃作用が起こり難くなって、切れ味が低下
する。一方、各粒度区分におけるタフネスの下限は自生
発刃を適性に維持させるために必要な最低の強度であっ
て、このタフネス許容下限より低くなると、砥粒の破損
が早くなって研削性能、特に研削比が低下する。
【００２０】本発明において目的とされる切れ味が良く
且つ長寿命の砥粒は、その粒度分布が上記所定の範囲に
あって、且つ、各粒度区分における粒子のかさ比重とタ
フネスがそれぞれ上記式（１）および（２）を満足する
場合にはじめて得られる。
且つ長寿命の砥粒は、その粒度分布が上記所定の範囲に
あって、且つ、各粒度区分における粒子のかさ比重とタ
フネスがそれぞれ上記式（１）および（２）を満足する
場合にはじめて得られる。
【００２１】本願発明のｃＢＮ砥粒は、常法に従って、
ｈＢＮを高温高圧条件下におく方法において、ｈＢＮに
ｃＢＮ合成用触媒を配合した出発混合物中に、さらに、
例えばアルミナのようなｃＢＮ合成に不活性な成分を添
加することによって得ることができる。すなわち、ｃＢ
Ｎ合成の試料空間に、ｈＢＮおよびｃＢＮ合成用触媒の
他に、ｃＢＮ合成に不活性なアルミナのような成分を添
加しておくと、高温高圧下に生成したｃＢＮ粒子が成長
する過程で、粒子が不活性成分に接触するとそれ以上そ
の方向には成長せず、その結果、形状がシャープなｃＢ
Ｎ粒子が得られる。
ｈＢＮを高温高圧条件下におく方法において、ｈＢＮに
ｃＢＮ合成用触媒を配合した出発混合物中に、さらに、
例えばアルミナのようなｃＢＮ合成に不活性な成分を添
加することによって得ることができる。すなわち、ｃＢ
Ｎ合成の試料空間に、ｈＢＮおよびｃＢＮ合成用触媒の
他に、ｃＢＮ合成に不活性なアルミナのような成分を添
加しておくと、高温高圧下に生成したｃＢＮ粒子が成長
する過程で、粒子が不活性成分に接触するとそれ以上そ
の方向には成長せず、その結果、形状がシャープなｃＢ
Ｎ粒子が得られる。
【００２２】ｈＢＮとしては通常市販されている純度が
９８％以上のものを使用することができる。ｃＢＮ合成
用触媒としては（１）Ｌｉなどのアルカリ金属、これら
の窒化物（Ｌｉ3Ｎなど）、複窒化物（Ｌｉ3ＢＮ2な
ど）（２）Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｂａなどのアルカリ土類
金属、これらの窒化物（Ｃａ3Ｎ2、Ｓｒ3Ｎ2、Ｍｇ
3Ｎ2、Ｂａ3Ｎ2など）、複窒化物（Ｃａ3Ｂ2Ｎ4、Ｓｒ3
Ｂ2Ｎ4、Ｍｇ3Ｂ2Ｎ4、Ｂａ3Ｂ2Ｎ4など）（３）アルカ
リとアルカリ土類金属の複合窒化物（ＬｉＣａＢＮ2、
ＬｉＢａＢＮ2など）を使用することができる。これら
のｃＢＮ合成用触媒のなかでは、触媒の安定性がよく、
且つ緻密で透明な成長層が容易に得られる点で（３）ア
ルカリとアルカリ土類金属の複合窒化物が好ましい。
９８％以上のものを使用することができる。ｃＢＮ合成
用触媒としては（１）Ｌｉなどのアルカリ金属、これら
の窒化物（Ｌｉ3Ｎなど）、複窒化物（Ｌｉ3ＢＮ2な
ど）（２）Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｂａなどのアルカリ土類
金属、これらの窒化物（Ｃａ3Ｎ2、Ｓｒ3Ｎ2、Ｍｇ
3Ｎ2、Ｂａ3Ｎ2など）、複窒化物（Ｃａ3Ｂ2Ｎ4、Ｓｒ3
Ｂ2Ｎ4、Ｍｇ3Ｂ2Ｎ4、Ｂａ3Ｂ2Ｎ4など）（３）アルカ
リとアルカリ土類金属の複合窒化物（ＬｉＣａＢＮ2、
ＬｉＢａＢＮ2など）を使用することができる。これら
のｃＢＮ合成用触媒のなかでは、触媒の安定性がよく、
且つ緻密で透明な成長層が容易に得られる点で（３）ア
ルカリとアルカリ土類金属の複合窒化物が好ましい。
【００２３】ｃＢＮ合成用触媒の使用量はｈＢＮ１００
重量部に対して５〜５０重量部が好ましい。ｃＢＮ合成
に不活性な成分としては、ｃＢＮ合成域の高温高圧下に
相転位や分解をすることがなく、且つｃＢＮ合成用触媒
と反応しない物質が用いられ、その具体例としては酸化
アルミニウム、酸化ジルコニウム、ムライト、炭化ケイ
素などが挙げられる。価格、入手し易さなどを考慮する
と酸化アルミニウムが好ましい。不活性成分の形態は特
に限定されることはないが、基本的には粒状物が用いら
れ、その許容粒度範囲は一般に５〜５，０００μｍ程度
である。
重量部に対して５〜５０重量部が好ましい。ｃＢＮ合成
に不活性な成分としては、ｃＢＮ合成域の高温高圧下に
相転位や分解をすることがなく、且つｃＢＮ合成用触媒
と反応しない物質が用いられ、その具体例としては酸化
アルミニウム、酸化ジルコニウム、ムライト、炭化ケイ
素などが挙げられる。価格、入手し易さなどを考慮する
と酸化アルミニウムが好ましい。不活性成分の形態は特
に限定されることはないが、基本的には粒状物が用いら
れ、その許容粒度範囲は一般に５〜５，０００μｍ程度
である。
【００２４】ｃＢＮ合成に不活性な成分の使用量は、試
料空間の５〜５０容量％である。使用量が５容量％未満
であると形状シャープ化の効果が小さい。また、５０容
量％を越えるとｃＢＮの変換量が減るため工業的に不利
となる。ｈＢＮにｃＢＮ合成用触媒と上記不活性成分を
配合した原料混合物を高温高圧処理する際の条件は、従
来と同様でよく、一般に、圧力４〜６ＧＰａ、温度１，
４００〜１，６００℃、時間５分〜１０時間の範囲で適
量選択される。最も好ましい条件は圧力約５ＧＰａ、温
度約１，４５０℃、時間約１５分である。
料空間の５〜５０容量％である。使用量が５容量％未満
であると形状シャープ化の効果が小さい。また、５０容
量％を越えるとｃＢＮの変換量が減るため工業的に不利
となる。ｈＢＮにｃＢＮ合成用触媒と上記不活性成分を
配合した原料混合物を高温高圧処理する際の条件は、従
来と同様でよく、一般に、圧力４〜６ＧＰａ、温度１，
４００〜１，６００℃、時間５分〜１０時間の範囲で適
量選択される。最も好ましい条件は圧力約５ＧＰａ、温
度約１，４５０℃、時間約１５分である。
【００２５】本発明のｃＢＮ砥粒は前述のように研削砥
粒として有用である。より具体的には砥石（ビトリファ
イド、電着およびメタルボンド）および研磨布紙などが
挙げられる。また、ｃＢＮ粒子の表面に主にニッケル、
コバルトなどの金属を被覆せしめてレジノイド砥石とし
て用いることもできる。
粒として有用である。より具体的には砥石（ビトリファ
イド、電着およびメタルボンド）および研磨布紙などが
挙げられる。また、ｃＢＮ粒子の表面に主にニッケル、
コバルトなどの金属を被覆せしめてレジノイド砥石とし
て用いることもできる。
【００２６】
【００２７】以下、実施例について本発明をより具体的
に説明する。実施例１ （砥粒の調製） ｈＢＮ（昭和電工（株）製ＵＨＰ−１、平均粒径８〜１
０μｍ、純度９８％）１００重量部にｃＢＮ合成触媒と
してＬｉＣａＢＮ2 １０重量部および酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製ＷＡ＃１８０）を試料空間の２０容
量％になるよう添加し、試料を成形した。試料を５ＧＰ
ａ、１５００℃で高圧高温処理することにより黄色透明
なｃＢＮ粒子を得ることができた。得られたｃＢＮ粒子
を処理し、ＪＩＳ−Ｂ４１３０粒度区分８０／１００お
よび２３０／２７０に粒度を調整した。各粒度区分の粒
子のかさ比重及びタフネスは下記のとおりであった。粒度区分 かさ比重 タフネス ８０／１００ １．７４ ４２ ２３０／２７０ １．６２ ７３
に説明する。実施例１ （砥粒の調製） ｈＢＮ（昭和電工（株）製ＵＨＰ−１、平均粒径８〜１
０μｍ、純度９８％）１００重量部にｃＢＮ合成触媒と
してＬｉＣａＢＮ2 １０重量部および酸化アルミニウム
（昭和電工（株）製ＷＡ＃１８０）を試料空間の２０容
量％になるよう添加し、試料を成形した。試料を５ＧＰ
ａ、１５００℃で高圧高温処理することにより黄色透明
なｃＢＮ粒子を得ることができた。得られたｃＢＮ粒子
を処理し、ＪＩＳ−Ｂ４１３０粒度区分８０／１００お
よび２３０／２７０に粒度を調整した。各粒度区分の粒
子のかさ比重及びタフネスは下記のとおりであった。粒度区分 かさ比重 タフネス ８０／１００ １．７４ ４２ ２３０／２７０ １．６２ ７３
【００２８】比較例１（砥粒の調製） 酸化アルミニウムを添加しなかった他は実施例１と同じ
方法でｃＢＮ粒子を得た。得られたｃＢＮ粒子の粒度区
分およびそれぞれの粒度区分の粒子のかさ比重およびタ
フネスは下記のとおりであった。粒度区分 かさ比重 タフネス ８０／１００ １．８８ ４５ ２３０／２７０ １．７８ ７８
方法でｃＢＮ粒子を得た。得られたｃＢＮ粒子の粒度区
分およびそれぞれの粒度区分の粒子のかさ比重およびタ
フネスは下記のとおりであった。粒度区分 かさ比重 タフネス ８０／１００ １．８８ ４５ ２３０／２７０ １．７８ ７８
【００２９】比較例２（砥粒の調製） 圧力６．５ＧＰａ、温度１６５０℃で高圧、高温処理し
た他は比較例１と同じ方法でｃＢＮ粒子を得た。得られ
たｃＢＮ粒子の粒度区分およびそれぞれの粒度区分の粒
子のかさ比重およびタフネスは下記のとおりであった。粒度区分 かさ比重 タフネス ８０／１００ １．９０ ３４ ２３０／２７０ １．７２ ６０
た他は比較例１と同じ方法でｃＢＮ粒子を得た。得られ
たｃＢＮ粒子の粒度区分およびそれぞれの粒度区分の粒
子のかさ比重およびタフネスは下記のとおりであった。粒度区分 かさ比重 タフネス ８０／１００ １．９０ ３４ ２３０／２７０ １．７２ ６０
【００３０】比較例３（砥粒の調製） 実施例１で得られたｃＢＮ粒子を形状分離機にかけて、
さらにシャープな形状を有する粒子を集中的に採取し
た。得られたｃＢＮ粒子の粒度区分およびそれぞれの粒
度区分の粒子のかさ比重およびタフネスは下記のとおり
であった。粒度区分 かさ比重 タフネス ８０／１００ １．６３ ３１ ２３０／２７０ １．５１ ５８
さらにシャープな形状を有する粒子を集中的に採取し
た。得られたｃＢＮ粒子の粒度区分およびそれぞれの粒
度区分の粒子のかさ比重およびタフネスは下記のとおり
であった。粒度区分 かさ比重 タフネス ８０／１００ １．６３ ３１ ２３０／２７０ １．５１ ５８
【００３１】実施例２（砥石セグメントの作成） 実施例１で得られたｃＢＮ砥粒（粒度８０／１００、か
さ比重１．７４、タフネス４２）を用い、下記配合処方
によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形後、９５
０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。焼成後の
砥石セグメントの気孔率は３０容量％であった。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
さ比重１．７４、タフネス４２）を用い、下記配合処方
によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形後、９５
０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。焼成後の
砥石セグメントの気孔率は３０容量％であった。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
【００３２】実施例３（砥石セグメントの作成） 実施例１で得られたｃＢＮ砥粒（粒度２３０／２７０、
かさ比重１．６２、タフネス７３）を用い、下記配合処
方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形後、９
５０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。焼成後
の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であった。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
かさ比重１．６２、タフネス７３）を用い、下記配合処
方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形後、９
５０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。焼成後
の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であった。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
【００３３】比較例４（砥石セグメントの作成） 比較例１で得られたｃＢＮ砥粒（粒度８０／１００、か
さ比重１．８８、タフネス４５）を用い、下記配合処方
によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形後、９５
０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。焼成後の
砥石セグメントの気孔率は３０容量％であった。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
さ比重１．８８、タフネス４５）を用い、下記配合処方
によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形後、９５
０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。焼成後の
砥石セグメントの気孔率は３０容量％であった。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
【００３４】比較例５（砥石セグメントの作成） 比較例２で得られた粒度８０／１００、かさ比重１．９
０およびタフネス３４を有するｃＢＮ砥粒を用い、下記
配合処方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形
後、９５０℃で本焼成して研削砥石セグメントを作成し
た。焼成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であ
った。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
０およびタフネス３４を有するｃＢＮ砥粒を用い、下記
配合処方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形
後、９５０℃で本焼成して研削砥石セグメントを作成し
た。焼成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であ
った。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
【００３５】比較例６（砥石セグメントの作成） 比較例３で得られた粒度８０／１００、かさ比重１．６
３およびタフネス３１を有するｃＢＮ砥粒を用い、下記
配合処方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形
後、９５０℃で本焼成して研削砥石セグメントを作成し
た。焼成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であ
った。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
３およびタフネス３１を有するｃＢＮ砥粒を用い、下記
配合処方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形
後、９５０℃で本焼成して研削砥石セグメントを作成し
た。焼成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であ
った。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
【００３６】比較例７（砥石セグメントの作成） 比較例１で得られたｃＢＮ砥粒（粒度２３０／２７０、
かさ比重１．７８、タフネス７８）を用い、下記配合処
方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形後、９
５０℃で本焼成して研削砥石セグメントを作成した。焼
成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であった。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
かさ比重１．７８、タフネス７８）を用い、下記配合処
方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形後、９
５０℃で本焼成して研削砥石セグメントを作成した。焼
成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であった。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
【００３７】比較例８（砥石セグメントの作成） 比較例２で得られた粒度２３０／２７０、かさ比重１．
７２、タフネス６０を有するｃＢＮ砥粒を用い、下記配
合処方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形
後、９５０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。
焼成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であっ
た。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
７２、タフネス６０を有するｃＢＮ砥粒を用い、下記配
合処方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形
後、９５０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。
焼成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であっ
た。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
【００３８】比較例９（砥石セグメントの作成） 比較例３で得られた粒度２３０／２７０、かさ比重１．
５１、タフネス５８を有するｃＢＮ砥粒を用い、下記配
合処方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形
後、９５０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。
焼成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であっ
た。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
５１、タフネス５８を有するｃＢＮ砥粒を用い、下記配
合処方によって混合物を調製し、１５０℃で加圧成形
後、９５０℃で本焼成して砥石セグメントを作成した。
焼成後の砥石セグメントの気孔率は３０容量％であっ
た。 ｃＢＮ粒子 ５０容量％ ホウ硅酸系ビトリファイドボンド ２０容量％ フェノール樹脂 １０容量％
【００３９】研削砥石の作成および研削試験 上記実施例２および３、ならびに比較例４〜９で作成し
た砥石セグメントを、常法に従ってアルミ台金に接着し
て砥石化した後に、以下の条件で研削試験を行った。 砥石： １４Ａ１形、１５０D×１２５J×１５T×５U×３X×７６．２H 研削盤： 横軸平面研削盤（砥石軸モーター ３．７ＫＷ） 被削材： ＳＫＩＩ−５１、（ＨＲＣ ６２〜６４）、被研削面２００ｍｍ長× １００ｍｍ幅 研削方式： 湿式平面トラバース研削方式 研削条件： 砥石周速度 １８００ｍ／ｍｉｎ、テーブル速度 １５ｍ／ｍｉｎ クロス送り ２ｍｍ／ｐａｓｓ、切込み２０、３０μｍ 研削液： ＪＩＳ Ｗ２種 ｃＢＮ専用液、５０倍液、９ ｌ／ｍｉｎ 研削結果を表３〜表６に示す。
た砥石セグメントを、常法に従ってアルミ台金に接着し
て砥石化した後に、以下の条件で研削試験を行った。 砥石： １４Ａ１形、１５０D×１２５J×１５T×５U×３X×７６．２H 研削盤： 横軸平面研削盤（砥石軸モーター ３．７ＫＷ） 被削材： ＳＫＩＩ−５１、（ＨＲＣ ６２〜６４）、被研削面２００ｍｍ長× １００ｍｍ幅 研削方式： 湿式平面トラバース研削方式 研削条件： 砥石周速度 １８００ｍ／ｍｉｎ、テーブル速度 １５ｍ／ｍｉｎ クロス送り ２ｍｍ／ｐａｓｓ、切込み２０、３０μｍ 研削液： ＪＩＳ Ｗ２種 ｃＢＮ専用液、５０倍液、９ ｌ／ｍｉｎ 研削結果を表３〜表６に示す。
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】
【表５】
【００４３】
【表６】
【００４４】
【発明の効果】本発明のｃＢＮ砥粒は、肉質が緻密透明
であり、形状がシャープ、すなわち、かさ比重が低く、
従って、研削砥粒として用いたときの切れ味が良く、し
かも、研削負荷が小さくかつ切れ刃が減って抵抗が大き
くなったときに自生発刃を起こし、新しい切れ刃が出現
し、良好な切れ味が持続すると言う特性を有する。従っ
て、このｃＢＮ砥粒は、研削砥粒に好適であって、砥石
および研磨布紙などとして有用である。
であり、形状がシャープ、すなわち、かさ比重が低く、
従って、研削砥粒として用いたときの切れ味が良く、し
かも、研削負荷が小さくかつ切れ刃が減って抵抗が大き
くなったときに自生発刃を起こし、新しい切れ刃が出現
し、良好な切れ味が持続すると言う特性を有する。従っ
て、このｃＢＮ砥粒は、研削砥粒に好適であって、砥石
および研磨布紙などとして有用である。
フロントページの続き (72)発明者 牧 昌和 長野県塩尻市大字宗賀１ 昭和電工株式会 社塩尻工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 低かさ比重で高タフネス値を有する立方
晶窒化ほう素の砥粒であって、ＪＩＳ−Ｂ４１３０の規
定に基づく粒度の分布が＃３２５／４００〜＃６０／８
０の範囲に属し、且つ、同規定に基づく粒度の各区分の
最大粒度（最小数値）をχとするとき、かさ比重および
タフネスがそれぞれ下記式（１）および（２）： ａ2 ≦ かさ比重 ≦ ａ1 （１） ｂ2 ≦ タフネス ≦ ｂ1 （２） （但し、ａ1＝２．５８１×１０-9χ3−２．８９４×１
０-7χ2−９．４９１×１０-4χ＋１．８９２ ａ2＝４．３１６×１０-9χ3−１．６６２×１０-6χ2
−５．９９２×１０-4χ＋１．７１４ ｂ1＝３．２４５×１０-6χ3−２．５６６×１０-3χ2
＋７．１２５×１０-1χ＋９．２６４ ｂ2＝３．２４５×１０-6χ3−２．５６６×１０-3χ2
＋７．１２５×１０-1χ−６．７３６） を満足することを特徴とする立方晶窒化ほう素砥粒。 - 【請求項２】 六方晶窒化ほう素に立方晶窒化ほう素合
成用触媒を配合した原料混合物を高温高圧下に保持する
ことによって立方晶窒化ほう素砥粒を合成する方法にお
いて、該原料混合物中にさらに５〜５０容量％の立方晶
窒化ほう素合成に不活性な成分を配合した原料混合物を
用いることを特徴とする請求項１記載の立方晶窒化ほう
素砥粒を製造する方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の立方晶窒化ほう素砥粒か
らなる研削砥石。 - 【請求項４】 研磨材として請求項１記載の立方晶窒化
ほう素砥粒を含んでなる研磨布紙。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34860395A JPH09169971A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 立方晶窒化ほう素砥粒およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34860395A JPH09169971A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 立方晶窒化ほう素砥粒およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09169971A true JPH09169971A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=18398124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34860395A Pending JPH09169971A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 立方晶窒化ほう素砥粒およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09169971A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002094736A1 (en) * | 2001-05-21 | 2002-11-28 | Showa Denko K.K. | Method for producing cubic boron nitride abrasive grains |
| JP2003513787A (ja) * | 1999-11-19 | 2003-04-15 | デ ビアス インダストリアル ダイアモンズ （プロプライエタリイ）リミテッド | 立方晶窒化ホウ素クラスター |
| WO2004061040A1 (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-22 | Showa Denko K.K. | 立方晶窒化ホウ素砥粒及びその製造方法並びにそれを用いた砥石及び研磨布紙 |
| US7081424B2 (en) | 2003-12-25 | 2006-07-25 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | High-strength, highly thermally conductive sintered compact of cubic boron nitride |
| CN1317230C (zh) * | 2001-05-21 | 2007-05-23 | 昭和电工株式会社 | 立方氮化硼磨料颗粒的生产方法 |
-
1995
- 1995-12-18 JP JP34860395A patent/JPH09169971A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513787A (ja) * | 1999-11-19 | 2003-04-15 | デ ビアス インダストリアル ダイアモンズ （プロプライエタリイ）リミテッド | 立方晶窒化ホウ素クラスター |
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| US7404832B2 (en) | 2001-05-21 | 2008-07-29 | Showa Denko K.K. | Method for producing cubic boron nitride abrasive grains |
| WO2004061040A1 (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-22 | Showa Denko K.K. | 立方晶窒化ホウ素砥粒及びその製造方法並びにそれを用いた砥石及び研磨布紙 |
| JPWO2004061040A1 (ja) * | 2003-01-06 | 2006-05-11 | 昭和電工株式会社 | 立方晶窒化ホウ素砥粒及びその製造方法並びにそれを用いた砥石及び研磨布紙 |
| US7081424B2 (en) | 2003-12-25 | 2006-07-25 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | High-strength, highly thermally conductive sintered compact of cubic boron nitride |
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