JPH09272060A

JPH09272060A - 砥石工具およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09272060A
Application number: JP8811896A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Kotani; 谷一典小
Original assignee: Goei Seisakusyo Co Ltd
Current assignee: Goei Seisakusyo Co Ltd
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】電着結合法や金属焼結結合法では砥石工具にお
ける砥粒の切れ味が悪く、砥粒の保持性が悪く、さら
に、冷却水を必要としなければコンクリートや石材など
を切削できなかった。また製造工程の短縮が望まれてい
た。【解決手段】刃保持部材の先端に切削、研磨用の砥石刃
先を備えた砥石工具の製造方法において、化学的または
物理的に表面処理された前記砥石刃取付部に、有機糊剤
と結合材として自溶合金粉末の混合物を塗布し、その後
乾燥させ、さらに有機糊剤を塗布し、砥粒を散布し、乾
燥させ次いで、非酸化性雰囲気中において９００〜１１
５０°Ｃの加熱温度に加熱し、前記自溶合金の融着によ
り前記砥石刃取付部に前記砥粒を固定し、前記加熱温度
から徐々に冷却することを特徴とする砥石工具の製造方
法として構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、石材や鋼管など
種々の材料のワークの切断、研磨、切削、穿孔あるいは
掘削を行うダイヤモンド粒や超硬粉末などの砥粒を備え
る砥石工具に係り、特に、製造工程が簡易で、砥石刃先
が強固に基材に結合することができる砥石工具およびそ
の製造方法に関する。

【従来の技術】

【０００２】従来、砥石工具におけるダイヤモンド粒子
や立方晶窒化ほう素粒子などを利用した砥石工具の一般
的な形成方法としては、電着結合法および金属焼結結合
法がある。前記電着結合法は、例えば、鋼基材を被メッ
キ材とし、メッキを施さない部分をメッキ用レジストな
どでマスキングした後、下地ニッケルメッキを施し、次
いで界面活性剤の所定量のダイヤモンド粒子を分散させ
た分散液を混合したニッケルメッキ液を用いて電気メッ
キを行い、共析するダイヤモンド粒子を電着ニッケルで
固定する方法である。

【０００３】また、金属焼結結合法は、例えば、ダイヤ
モンド粒子とコバルト粉末あるいはコバルトと銅と錫と
の混合粉末などを混合し、窒素雰囲気中で９００〜１０
００°Ｃの温度に保持しながら２５０Ｋｇ／ｃｍ²の圧
力で加圧するいわいるホットプレス法により、前記金属
粉末を圧粉焼結させてダイヤモンド粒子を固定した焼結
チップをつくり、この焼結チップを蝋付けまたはレーザ
ー溶接などにより鋼基材に取り付ける方法である。

【０００４】さらに、ダイヤモンド工具を製造する場
合、ブラスト処理した鋼基材に有機糊剤を塗布し、その
有機糊剤上に自溶合金の粉末を散布した後、前記有機糊
剤を乾燥し、再び前記有機糊剤を塗布し、ダイヤモンド
粒子を散布した後、前記有機糊剤を乾燥させ、次いで、
非酸化性雰囲気中において９５０〜１１５０°Ｃの温度
で加熱し、前記自溶合金の融着により前記鋼基材に前記
ダイヤモンド粒子を固定し、徐々に冷却する製造方法も
提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、天然ダ
イヤモンドの一部を除いてほとんどのダイヤモンドは絶
縁性であり、前者の電着結合法においては、図４に示し
たように、ダイヤモンド粒子５は、鋼基材６上に電着金
属７によって保持されるものであり、ダイヤモンド粒子
５間において電着金属７は盛り上がりを示すが、ダイヤ
モンド粒子５に対する電着金属７の付着性は悪く、いわ
ゆる濡れ性の悪い状態となるので、ダイヤモンド粒子５
は実質的に電着金属７の抱き力に依存する状態になる。

【０００６】したがって、ダイヤモンド粒子の切刃の露
呈状況からは使用時の切れ味は良好であるけれども、ダ
イヤモンド粒子の保持力が弱く、特に、研削などの作業
時、発生熱によるニッケル等電着金属の熱膨張があると
ダイヤモンド粒子の固定に緩みを生じ、ダイヤモンド粒
子が脱落し易くなるので、冷却水を使用する湿式研削を
必要とし、それでもなお、被研削材料によっては対応し
がたい場合があった。また、工具としての寿命も短いと
いう問題点があった。

【０００７】また、ホットプレスによる焼結結合法にお
いては、ダイヤモンド粒子を焼結結合金属内に複層に保
持させることができるが、焼結金属とダイヤモンド粒子
との間における濡れ性は悪く、図４で示された前記の電
着結合法の場合と同様に、ダイヤモンド粒子の保持は囲
繞する焼結金属の収縮と内部歪みとによる抱き込み力に
依存しているので、保持力が弱く、湿式研削を必要と
し、また、ダイヤモンド粒子の利用効率が悪いという問
題があり、さらに、基材に直接形成できず、生産性にも
問題があった。

【０００８】そして、砥粒としての立方晶窒化ほう素粒
子についても、融点は非常に高いが、電気絶縁性で電着
金属の付着性が悪く、熱膨張率が低く、また、溶融金属
との濡れ性が悪いので、上記のダイヤモンド粒子の場合
と同様の問題を有していた。

【０００９】さらに、ダイヤモンド工具の製造方法で
は、工程数が多いために、さらなる製造工程の短縮が望
まれていた。

【００１０】この発明は、上記の問題点に鑑み創案され
たもので、製造工程が簡単で、ダイヤモンド粒などの砥
粒の保持性が良く、さらに、被研削材の種類を問わず冷
却水を必要としない乾式研削が可能な砥石刃先を有する
砥石工具およびその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、刃保持部材の先端に切削、研磨用の砥
石刃先を備えた砥石工具の製造方法において、化学的ま
たは物理的に表面処理された前記砥石刃取付部に、有機
糊剤と結合材として自溶合金粉末を混合したものを塗布
し、その後乾燥させ、さらに有機糊剤を塗布し、砥粒を
散布し、乾燥させ次いで、非酸化性雰囲気中において９
００〜１１５０°Ｃの加熱温度に加熱し、前記自溶合金
の融着により前記砥石刃取付部に前記砥粒を固定し、前
記加熱温度から徐々に冷却する砥石工具の製造方法とし
て構成した。

【００１２】また、刃保持部材の先端に切削、研磨用の
砥石刃先を備えた砥石工具の製造方法において、化学的
または物理的に表面処理された前記砥石刃取付部に、有
機糊剤を塗布した後に、砥粒を散布し、その後結合材と
して自溶合金粉末を散布し、乾燥させ、次いで、非酸化
性雰囲気中において９００〜１１５０°Ｃの加熱温度に
加熱し、前記自溶合金の融着により前記砥石刃取付部に
前記砥粒を固定し、前記加熱温度から徐々に冷却する砥
石工具の製造方法として構成した。

【００１３】さらに、刃保持部材の先端に切削、研磨用
の砥石刃先を備えた砥石工具の製造方法において、化学
的または物理的に表面処理された前記砥石刃取付部に、
有機糊剤および結合材として自溶合金粉末を混合して塗
布し、砥粒を散布した後、乾燥させ、次いで、非酸化性
雰囲気中において９００〜１１５０°Ｃの加熱温度に加
熱し、前記自溶合金の融着により前記砥石刃取付部に前
記砥粒を固定し、前記加熱温度から徐々に冷却する砥石
工具の製造方法として構成した。

【００１４】また、刃保持部材の先端に切削、研磨用の
砥石刃先を備えた砥石工具の製造方法において、化学的
または物理的に表面処理された前記砥石刃取付部に、有
機糊剤、結合材として自溶合金粉末および砥粒を混合し
て塗布した後、乾燥させ、次いで、非酸化性雰囲気中に
おいて９００〜１１５０°Ｃの加熱温度に加熱し、前記
自溶合金の融着により前記砥石刃取付部に前記砥粒を固
定し、加熱温度から徐々に冷却する砥石工具の製造方法
として構成した。

【００１５】さらに、前記結合材として、重量％で５０
％未満の遷移金属を含み、残分を自溶合金とする混合物
の粉末を用いることや、前記結合材として、重量％で５
０％未満の遷移金属の合金を含み、残分を自溶合金とす
る混合物の粉末を用いる前記砥石工具の製造方法として
も良い。

【００１６】さらに、前記非酸化性雰囲気が１×１０^-4
〜５×１０^-4Ｔｏｒｒの真空であると都合が良い。そし
て、前記非酸化性雰囲気がアルゴンガス雰囲気であるこ
とや、水素ガス雰囲気であると都合が良い。

【００１７】また、前記した砥石工具の製造方法によっ
て得られた砥石刃先または／刃保持部材面を有するカッ
ターや、コアビット、ブレード、カップホイール、ダイ
ヤモンドワイヤソーなど研磨、研削、切断、掘削、穿孔
等に使用される砥石工具として構成した。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図面に基づいて説明する。図１（ａ）（ｂ）は、砥石工
具の製造工程を示すブロック図、図２（ａ）（ｂ）は、
砥石工具の製造工程を示すブロック図、図３（ａ）
（ｂ）はダイヤモンド粒子を用いた砥石工具における、
ダイヤモンド粒子の保持状況を示す部分模式図、であ
る。

【００１９】図１（ａ）で示すように、鋼基材を化学的
あるいは物理的な表面加工処理を行い、有機糊剤と自溶
合金の混合物をその表面加工処理した鋼基材に塗布し、
乾燥させた後、再び有機糊剤を塗布し、さらに、ダイヤ
モンド粒子などの砥粒を散布し、乾燥させ、加熱し、冷
却することで砥石工具を製造する。この工程をさらに詳
しく述べると以下のようになる。

【００２０】はじめに、鋼基材として軟鋼からなる１０
ｃｍ径のカッター用基材を用い、この鋼基材に、２４メ
ッシュのアルミナ砥粒を６ｋｇ／ｃｍ²の圧力で５分間
吹きつける表面処理工程としてのブラスト処理を施し、
表面を清浄化させる。つぎに、前記鋼基材に市販の水溶
性メチルセルロースを約３．３倍量の水で希釈した有機
糊剤と、結合材の自溶合金粉末として、重量％で、１６
％のクロム、４．０％のモリブデン、２．４％のタング
ステン、および、０．５％の炭素を含み、残部がニッケ
ルからなるニッケル基自溶合金のあらかじめ合金化した
市販のアトマイズ粉と混合しディスペンサなどの射出機
を使用して鋼基材に塗布する。

【００２１】このとき、表面処理加工としてのブラスト
処理を施すことにより鋼基材は、表面が清浄活性化され
ると共にそのアンカー効果により、有機糊剤および結合
材の付着性が良好になる。水溶性の有機糊剤は、砥粒を
付着保持し、約５００°Ｃ以上の加熱によって乾燥させ
ることで、有機糊剤を揮発すると共に、結合材を置換的
に砥粒に付着結合させる。有機糊剤としては、メチルセ
ルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースあるい
はヒドロキシエチルメチルセルロース等のセルロースエ
ーテルがその希釈濃度に応じて高粘性高弾性を示し、作
業性が良好であると共に砥粒の保持性が良好である。そ
して、再び、有機糊剤を塗布する。

【００２２】ついで、砥粒として４０〜５０メッシュの
ダイヤモンド粒子１カラット（０．２ｇ）を散布し、加
圧により突出状態の調整を行い、８０°Ｃで１０分と１
５０°Ｃで２０分の有機糊剤を飛ばす乾燥を行った。な
お、乾燥を２段階で行うのは、有機糊剤の水分が急激に
沸騰するのを避ける意味がある。この時のダイヤモンド
粒子の保持状況を図３（ａ）に示す。すなわち、ブラス
ト処理を施された鋼基材１上に自溶合金粉末２Ａが敷装
され、その上に有機糊剤３を介してダイヤモンド粒子４
が保持されている状態にある。

【００２３】つぎに、加熱処理炉内の真空度を３×１０
^-4Ｔｏｒｒとし、約７時間で８７０°Ｃまで加熱し、前
記有機糊剤を充分に揮発除去させた。ついで、この８７
０°Ｃの状態で１時間保持し、自溶合金の組成の安定を
図る、その後、約１５分間で９００°Ｃから１１５０°
Ｃの範囲の加熱温度（ここでは１１００°Ｃで行った）
まで上昇させた状態で、１０〜１５分間保持した。その
後、加熱処理炉内の真空などの非酸化性雰囲気中で常温
まで徐々に冷却（徐冷）し、図３（ｂ）に示したよう
に、ダイヤモンド粒子を単一層に保持したカッター試料
を得た。すなわち、自溶合金２Ｂは、鋼基材１に融着
し、また、盛り上がる形にダイヤモンド粒子４を濡れ性
の良好な状態とし、ダイヤモンド粒子４と化学的に融着
している。

【００２４】なお、自溶合金などの結合材の融着加熱に
際して酸素は有害で、僅かな酸素の存在によっても砥粒
表面の酸化が行われ、ダイヤモンド粒子の場合、さらに
黒鉛化が促進され、融着が阻害される。これを防止する
にはアルゴンガスや水素ガスを導入して非酸化性雰囲気
とすることも有効であるが、この場合、特に、置換導入
にあたり、真空吸引工程を介在させ、酸素の残存を極力
さけることにより、融着加熱後の効果はさらに良好なも
のとなる。また、非酸化性雰囲気として真空雰囲気を採
用する場合は、１×１０^-4〜５×１０^-4Ｔｏｒｒの高真
空度が好ましく、この範囲以下に真空度が低下すると、
砥粒の酸化防止が不十分であり、この範囲以上の高真空
度にしても効果は余り変わらない。

【００２５】また、結合材が融着する加熱温度は、９０
０°Ｃ未満では、自溶合金粉末等結合材と砥粒との融着
が不十分で砥粒の保持力が悪く、１１５０°Ｃを越える
と、液相化した結合材の過剰流動により砥粒の保持状態
が悪くなり、また、砥粒の酸化による脆化が始まる。ダ
イヤモンド粒子の場合、さらに、鋼基材が鉄分を含む場
合、その鉄とダイヤモンド粒子の炭素が反応し、脆いセ
メンタイトを生じ易くなるので、ダイヤモンド工具とし
て使用できなくなる恐れがある。

【００２６】さらに、融着加熱を終了した砥石工具は、
その冷却過程で急速に冷却すると鋼基材に歪みを発生
し、製品として使用する際に振れることがあるので、加
熱温度から徐々に冷却し、好ましくは、加熱処理炉の真
空など非酸化性雰囲気内でそのまま加熱温度から徐々に
冷却する炉内冷却（徐冷）を行う。

【００２７】前記自溶合金は、ニッケル基にほう素と珪
素を添加したもの（以下自溶合金Ａという）または、ニ
ッケル−クロム基にほう素と珪素を添加したもの（以下
自溶合金Ｂという）あるいはコバルト基にほう素と珪素
と添加したもの（以下自溶合金Ｃという）を主体とした
耐磨耗性溶射用合金の総称で、市販されている多種類の
ものが利用できる。

【００２８】例えば、前記自溶合金Ａに鉄および炭素を
加えたものや、前記自溶合金Ｂに鉄とタングステンを加
えたものや、前記自溶合金Ｂに鉄とモリブデンを加えた
ものや、前記自溶合金Ｂに鉄および炭素を加えたもの
（以下自溶合金Ｄという）でも良い。また、前記自溶合
金Ｄにタングステンを加えたものや、自溶合金Ｃに銅を
加えたものや、自溶合金Ｃに銅とタングステンを加え、
リン（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、イオウ（Ｓ），チ
タン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ）（以下添加物類と
いう）を１．０重量％以下の範囲で添加したものや、自
溶合金Ｃに銅とモリブデンおよびタングステンを加える
と共に、前記添加物類を添加したものや、自溶合金Ｄに
タングステンカーバイトを加えると共に、前記添加物類
を添加したもの等が利用できる。

【００２９】また、前記自溶合金Ｃに、クロムおよびタ
ングステンを加えたものや、前記自溶合金Ｃにタングス
テンおよびニッケルを加えたものや、前記自溶合金Ｃに
クロムとニッケルおよびモリブデンを加えたものでも良
い。さらに、前記自溶合金Ｃにクロムとタングステンと
炭素およびその他のものを加えたものや、前記自溶合金
Ｃにクロムとタングステンと炭素とニッケルおよび鉄を
加えたものや、前記自溶合金Ｃにクロムと炭素とニッケ
ルと鉄およびモリブデンを加えたものであっても構わな
い。

【００３０】なお、前記ニッケル基の自溶合金の重量％
は、クロム５〜２９％、ほう素１．０〜４．０％、珪素
２．０〜５．０％、鉄１．０〜５．０％、炭素０．０５
〜１．０％、チタン５％以下、リン１２％以下、銅１．
０〜４．０％、モリブデン１．０〜３．０％、タングス
テン２．０〜３９％、タングステンカーバイト５０％以
下の範囲で使用すると都合が良い。

【００３１】また、前記コバルト基の自溶合金の重量％
は、クロム３０％以下、ほう素４．０％以下、珪素８．
０％以下、タングステン１５．０％以下、炭素２．５％
以下、ニッケル５０％以下、鉄２．５％以下、モリブデ
ン７．０％以下での範囲で使用されると都合が良い。な
お、ここに挙げた自溶合金は、その一例であり、すでに
公知のものも使用できることは勿論である。

【００３２】また、自溶合金と同じ働きをする例えば、
チタンロー（銀−銅−チタン、銀−銅−インジュウム−
チタン、銅−チタン−ジルコニウム−ニッケル、銅−チ
タン−ジルコニウム、それぞれ銀６０〜７０％、銅２０
〜５０％、インジュウム１４％、チタン２〜４０％、ジ
ルコニウム２０〜２５％、ニッケル２０％、それぞれ重
量％）や、ニッケルロー（リン−ニッケル、クロム−リ
ン−ニッケル、リン１０〜１１％、クロム１３〜２５
％、残分ニッケル、それぞれ重量％）を使用しても構わ
ない。

【００３３】なお、この実施の形態では、ニッケル基自
溶合金を使用する場合、好ましくは、重量％で、クロム
を１０〜２０％、珪素を２〜５％、ほう素を２〜５％、
銅を２〜４％、モリブデンを２〜４％、タングステンを
２〜４％、炭素を０．３〜１．０％および鉄を５％以下
含み、残がニッケルのニッケル基自溶合金であるものを
使用した。

【００３４】また、コバルト基自溶合金を使用する場
合、好ましくは、重量％で、クロムを１０〜２０％、珪
素を２〜５％、ほう素を２〜５％、銅を２〜４％、モリ
ブデンを２〜４％、タングステンを２〜４％、炭素を
０．３〜１．０％、鉄を５％以下およびニッケルを１０
〜２０％含み、残がコバルトのコバルト基自溶合金であ
るものを使用した。

【００３５】その理由として、前記自溶合金におけるク
ロムは、ニッケルおよび／またはコバルトとの組み合わ
せによって硬さおよび耐磨耗性を向上させるが、使用し
た自溶合金では、特に、砥粒との化学反応性を高め濡れ
性を改善するのに有意義である。クロムは５％未満では
これらの効果が余り期待できず、２９％を越えてもこれ
らの効果の向上は望めない。珪素とほう素は、加熱によ
り生成するその酸化物がフラックス作用をし、融合金属
の融点を下げ、流動性を増し、砥粒への濡れ性や融着性
を向上させるものであるが、それぞれ２％以下では効果
が少なく、５％以上でもその効果の向上は望めない。

【００３６】この自溶合金における銅は、溶融合金の融
点を下げ、砥粒の濡れ性を改善するのに効果があり、モ
リブデンは、融着加熱に際し、骨材として分散し液相化
した自溶合金の過剰流動を防止し砥粒の移動を防止す
る。また、この自溶合金におけるモリブデンは、この砥
石工具製品を使用した際、潤滑作用を示し、活性フィラ
ーとしての効果を示す。この銅とモリブデンはそれぞれ
２％未満ではその効果が期待できず、５％以上になって
も添加した程には効果の向上は望めない。

【００３７】また、この自溶合金におけるタングステン
は、前記の成分範囲内において有効な耐磨耗性の向上を
示し、鉄と炭素は、不純物として入ることが多いが、こ
の炭素はクロムと化合物をつくり合金中に細かく分散し
て強度を改善する作用をも有する。コバルトはまた、前
記の成分範囲内において合金の耐磨耗性の外、特に耐熱
性を改善する効果を有し、比較的高い発熱を伴う難研削
材には有利である。

【００３８】そして、結合材として、前記自溶合金と重
量％で５０％未満の遷移金属または遷移金属の合金との
混合物の粉末とすることにより、その性能をほどんど阻
害することなく、さらに結合材の融点を下げ、また自溶
合金による内部応力を緩和させることができ、砥石製造
工程において、ダイヤモンド粒子や立方晶窒化ほう素粒
子による砥粒を傷めることなく固定保持させることがで
きる。なお、前記遷移金属はチタン、マンガン、鉄、ジ
ルコニウム、モリブデンなど原子番号２１〜３０および
３９〜４８、高融点固体金属である。また、原子番号７
４タングステンを含む原子番号５７〜７８までを遷移金
属として使用しても良い。さらに、前記遷移金属の合金
を使用しても構わない。

【００３９】さらに、前記砥粒は、一般的にはダイヤモ
ンド粒子を使用するが、超砥粒つまり、ダイヤモンド粒
子や、立方晶窒化ほう素粒子や、アルミナやアランダ
ム、炭化珪素あるいは超硬粉末などを単体あるいは複数
または全部を混合して使用しても構わない。

【００４０】つぎに、図１（ｂ）で示すように、製造方
法として実施の第２形態について説明する。はじめに、
鋼基材の表面を化学的または物理的に処理し（ここでは
ブラスト処理を行っている）、鋼基材の表面を清浄化さ
せ、その後、有機糊剤を塗布する。そして、ダイヤモン
ド粒子などの砥粒を散布し、ついで、自溶合金も散布す
る。さらに、乾燥作業を行い、加熱温度で加熱し、加熱
温度から徐々に冷却して砥石工具を製造する。なお、上
記工程では砥粒と自溶合金の散布の順序が変わっても構
わない。この製造工程では、図１（ａ）で説明した製造
工程より一工程、作業が短縮できる。

【００４１】つぎに、図２（ａ）で示すように、製造方
法として実施の第３形態について説明する。図２（ａ）
で示すように、鋼基材の表面を表面処理加工としてブラ
スト処理を行い、有機糊剤と自溶合金とを混合した混合
物をディスペンサなどの射出機で塗布し、砥粒を散布す
る。その後乾燥作業を行い、加熱温度に加熱して自溶合
金を融着させ、徐々に冷却して砥石工具を製造する。こ
の製造工程では、図１（ｂ）で示す製造工程よりさらに
一工程の作業が短縮することができる。

【００４２】さらに、図２（ｂ）で示すように、製造方
法として実施の第３の形態について説明する。図２
（ｂ）で示すように、はじめに、鋼基材の表面をブラス
ト処理を行い、有機糊剤と自溶合金および砥粒との混合
物を塗布する。その後、乾燥作業を行い、加熱温度で加
熱して、自溶合金を融着させ、徐々に冷却して砥石工具
を製造する。この製造工程では、前記図２（ａ）で示す
製造工程よりさらに一工程短縮することが可能となる。

【００４３】なお、前記した図１（ｂ）図２（ａ）
（ｂ）で示した製造工程の各表面加工処理、有機糊剤の
塗布、自溶合金の融着、乾燥、加熱、および徐冷する各
工程は図１（ａ）で説明したものと同じであるため概略
だけを述べた。

【００４４】

【実施例】つぎに、上記のようにして得られたカッター
試料を、研削工具（サンダー）に取り付けて研削試験に
供した。すなわち、この研削工具を試験装置に取り付
け、５ｋｇの錘を付した研削工具が斜降するガイドに沿
ってスライドし、そのカッター部分が自然落下状態で被
研削材に負荷されるようにすると共に、被研削材をコン
クリートと赤御影石による石材とし、それぞれ３５カッ
トを冷却水を使用しない乾式状態で研削し、その研削速
度を調査した。また、同じ方法により、３５カットの結
晶化ガラスについて、その切断性を調査した。石材と結
晶化ガラスはそれぞれ２ｃｍ厚さ×３００ｃｍ長さの寸
法のものである。

【００４５】なお、同じ寸法のカッター試料を前記した
従来の電着結合法および金属結合法で製作し、比較例１
および比較例２とし、前記の本製造方法で製作した実施
例のカッター試料と同様にして研削試験を行った結果を
表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】上記の表１で分かるように、この発明のカ
ッター試料によると、コンクリートや石材に対して、従
来の電着結合法によるものに比べて約１．５倍、金属焼
結結合法によるものに比べて約２倍の研削速度で研削で
きる切れ味を示し、結晶化ガラスに対しても、前記比較
例１、２によるものに比べて４〜７倍の切断能力のある
ことを示した。

【００４８】つぎに、内径２０ｍｍのダイヤモンドビッ
ト試料を作成した。４０〜５０メッシュのダイヤモンド
粒子を全部で１．５カラットの量を塗布した外は前記カ
ッター試料の場合と同様にした。製造したダイヤモンド
ビット試料を２５ｋｇの錘を付した電気ドリル工具に取
り付け、自由落下状態で、冷却水を用いない乾式仕様で
研削による穿孔試験を行った。

【００４９】また、上記の実施例によるダイヤモンドビ
ット試料と同様基材寸法のものについて、前記した電着
結合法と焼結金属結合法とによってダイヤモンドビット
試料を製作し、それぞれ比較例３および比較例４として
同様に試験を行った結果を表２に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】上記したように、この発明のダイヤモンド
ビット試料は、鉄筋コンクリート材に対し、１２穴の穿
孔を行っても異常はなく、従来の電着結合法および金属
焼結結合法によるものに比べて少なくても数倍の穿孔能
力のあることを示し、石材に対しても、２０穴の穿孔を
行っても異常がなく、ほぼ同様の穿孔能力が期待でき
た。

【００５２】なお、この発明の砥石工具における鋼基材
としては、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４９０等）、機械
構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ等）、強靱鋼（ＳＣＭ等）、炭
素工具鋼（ＳＫ鋼等）、合金工具鋼（ＳＫＳ等）あるい
は不銹鋼（ＳＵＳ）などによる鋼基材およびタングステ
ンを主成分とした超硬合金基材が用途に応じて選択使用
できる。

【００５３】この発明の製造方法によって得られるダイ
ヤモンド工具の利用範囲は広く、上記実施例のカッター
やビットに限ることはなく、９インチ以上の径を有する
ブレード、カップホイール、コアビット、ダイヤモンド
ワイヤソー等にも適用でき、被研削対象物としても、コ
ンクリート、鉄筋コンクリート、煉瓦、石材、結晶化ガ
ラス、建材ブロック、磁器タイル、瓦、硬質カーボン、
ＦＲＰ，金属等対象物を選ばず、冷却水を使用せず乾式
法で研削加工ができるものである。

【００５４】

【発明の効果】この発明は、上記のように構成したので
次のような優れた効果を奏する。 (1) 製造工程が簡単であり、かつ、有機糊剤を介して自
溶合金は鋼基材とダイヤモンド粒子との濡れ性が良く、
かつ、融着結合するので、鋼基材のダイヤモンド粒子保
持力が強固で工具の耐久性が向上する。

【００５５】(2) 製造工程が簡単で、かつ、ダイヤモン
ド粒子の保持力が強く、比較的少ない自溶合金粉末で、
ダイヤモンド粒子の突出量を大きくできるので、切れ味
の良いものが製造できる。

【００５６】(3) 製造工程が簡単で、かつ、ダイヤモン
ド粒子の切れ味が良いので、発生熱が少なく、自溶合金
などの構成材料の耐熱性がよいのと相まって、被研削材
の如何に係わらず、冷却水を使用しない乾式研削加工が
できる。

【００５７】(4) 製造工程が簡単で、かつ、有機糊剤の
粘度調整、自溶合金粉末の粒度や供給量の調整およびダ
イヤモンド粒子塗布時の加圧調整などにより、ダイヤモ
ンド粒子の突出量の調整が容易に可能である。

【００５８】(5) 製造工程が簡単で、かつ、製造時にお
けるダイヤモンド粒子の散布は任意に行えるので、ダイ
ヤモンド粒子の分布密度を任意に調整できる。 (6) 製造時、ダイヤモンド粒子や自溶合金は有機糊剤で
仮固定できるので、従来の電着結合法のようにマスキン
グの必要がない。また、鋼基材を対象に直接ダイヤモン
ド粒子を配置できるので、金属焼結結合法のように、焼
結チップの溶接のような複雑な工程を必要としない。そ
のため、工程が簡単であるから生産性が良い。

【００５９】(7) 製造工程が簡単で、かつ、生産性が良
いため、多量生産が可能で、安価に製品を提供できる。 (8) 製造工程が簡単で、かつ、有機糊剤を介するダイヤ
モンド粒子と自溶合金粉末との組み合わせは複層化が可
能なので、ダイヤモンド粒子の配置は単一層でも複層で
も任意に形成できる。

【００６０】(9) 製造工程が簡単で、かつ、ダイヤモン
ド粒子の保持力が良く、切れ味がよいので、被研削物の
種類を選ばず乾式研削が可能となり、用途が広範囲に渡
って使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）はこの発明の砥石工具の製造方法
を示すブロック図である。

【図２】（ａ）（ｂ）はこの発明の砥石工具の製造方法
を示すブロック図である。

【図３】この発明の製造方法による砥石工具における、
砥粒の保持状況を示す部分模式図で、（ａ）は加熱工程
前の状態を示し、（ｂ）は加熱工程後の状況を示す模式
図である。

【図４】従来の電着結合法によるダイヤモンド粒子を用
いた砥石工具における、ダイヤモンド粒子の保持状況を
示す部分模式図である。

【符号の説明】

１鋼基材２Ａ自溶合金粉末２Ｂ自溶合金３有機糊剤４ダイヤモンド粒子（砥粒）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】刃保持部材の先端に切削、研磨用の砥石刃
先を備えた砥石工具の製造方法において、化学的または物理的に表面処理された前記砥石刃取付部
に、有機糊剤と結合材として自溶合金粉末の混合物を塗
布し、その後乾燥させ、さらに有機糊剤を塗布し、砥粒
を散布し、乾燥させ次いで、非酸化性雰囲気中において
９００〜１１５０°Ｃの加熱温度に加熱し、前記自溶合
金の融着により前記砥石刃取付部に前記砥粒を固定し、
前記加熱温度から徐々に冷却することを特徴とする砥石
工具の製造方法。
【請求項２】刃保持部材の先端に切削、研磨用の砥石刃
先を備えた砥石工具の製造方法において、化学的または物理的に表面処理された前記砥石刃取付部
に、有機糊剤を塗布した後に、砥粒を散布し、その後、
結合材として自溶合金粉末を散布し、乾燥させ、次い
で、非酸化性雰囲気中において９００〜１１５０°Ｃの
加熱温度に加熱し、前記自溶合金の融着により前記砥石
刃取付部に前記砥粒を固定し、前記加熱温度から徐々に
冷却することを特徴とする砥石工具の製造方法。
【請求項３】刃保持部材の先端に切削、研磨用の砥石刃
先を備えた砥石工具の製造方法において、化学的または物理的に表面処理された前記砥石刃取付部
に、有機糊剤および結合材としての自溶合金粉末の混合
物を塗布し、砥粒を散布した後、乾燥させ、次いで、非
酸化性雰囲気中において９００〜１１５０°Ｃの加熱温
度に加熱し、前記自溶合金の融着により前記砥石刃取付
部に前記砥粒を固定し、前記加熱温度から徐々に冷却す
ることを特徴とする砥石工具の製造方法。
【請求項４】刃保持部材の先端に切削、研磨用の砥石刃
先を備えた砥石工具の製造方法において、化学的または物理的に表面処理された前記砥石刃取付部
に、有機糊剤、結合材としての自溶合金粉末、および砥
粒の混合物を塗布した後、乾燥させ、次いで、非酸化性
雰囲気中において９００〜１１５０°Ｃの加熱温度に加
熱し、前記自溶合金の融着により前記砥石刃取付部に前
記砥粒を固定し、前記加熱温度から徐々に冷却すること
を特徴とする砥石工具の製造方法。
【請求項５】前記結合材として、重量％で５０％未満の
遷移金属を含み、残分を自溶合金とする混合物の粉末を
用いることを特徴とする請求項１、２、３または４に記
載の砥石工具の製造方法。
【請求項６】前記結合材として、重量％で５０％未満の
遷移金属の合金を含み、残分を自溶合金とする混合物の
粉末を用いることを特徴とする請求項１、２、３または
４に記載の砥石工具の製造方法。
【請求項７】前記非酸化性雰囲気が１×１０^-4〜５×１
０^-4Ｔｏｒｒの真空であることを特徴とする請求項１、
２、３、４、５または６に記載の砥石工具の製造方法。
【請求項８】前記非酸化性雰囲気がアルゴンガス雰囲気
であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６
または７に記載の砥石工具の製造方法。
【請求項９】前記非酸化性雰囲気が水素ガス雰囲気であ
ることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６また
は７に記載の砥石工具の製造方法。
【請求項１０】前記請求項１ないし９に記載の砥石工具
の製造方法によって得られたことを特徴とする砥石工
具。