JPH10277950A

JPH10277950A - 超砥粒セラミックスボンド砥石の製造方法

Info

Publication number: JPH10277950A
Application number: JP8052797A
Authority: JP
Inventors: Junji Hoshi; 純二星
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】密度ムラが少なく、かつ砥粒分布の均一性に
優れ、少ない摩耗量で優れた研削カを有する超砥粒セラ
ミックスボンド砥石をコスト的に安価に提供できる製造
方法を提供する。【解決手段】超砥粒とセラミックス粉未を含むスラリ
−を調整し、このスラリ−を、例えばドクタ−ブレ−ド
法等により板状に成形し、得られた板状成形体を所定の
形状に加工した後、焼成する。スラリ−には、水溶性樹
脂結合剤、界面活性剤、必要に応じて可塑剤および／ま
たは発泡剤を添加することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル合金ある
いはコバルト合金などの難削材や鋼材の研削等の広範な
研削に応用できる超砥粒セラミックスボンド砥石の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ニッケル合金あるいはコバルト
合金などの難削材や鋼材、あるいはＦＲＰなどの各種成
形品などといった被削物の研削に用いられる、ダイヤモ
ンドやｃＢＮを超砥粒として含むセラミックス焼結体か
らなる超砥粒セラミックスボンド砥石の製造方法として
は、従来、次のような粉末成形方法がある。例えば、図
６（ａ）、（ｂ）に示すように、外枠金型６０１とその
内方に収まる内枠金型６０２とこれらの金型間の隙間に
摺動可能に挿入される下パンチ６０４と上パンチ６０３
とで構成されるリング状の隙間にセラミックス粉、超砥
粒の混合粉未６１０を入れ、プレスしてリング状の成形
体を得た後、これを焼結して図７に示す様なリング状の
砥石焼結体６１１を製造し、この砥石焼結体６１１を、
図６（ａ）、（ｂ）に示す様な円盤状の台金６１２の外
周に接着し、超砥粒砥石６１３製品としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする謀題】しかしながら、上記し
たような従来法の粉末成形では、乾式で混合するため、
超砥粒やセラミックス粉の混合ムラが生じ、また粉末成
形では混合粉の充填時に密度ムラが生じてしまう。その
結果、研削の抵抗が高い上、摩耗量も大きく、研削性の
良好な特性を有する砥石の製造が困難であった。またコ
−ルドプレス用の金型の消耗が大きく、製造コストの増
大につながっていた。本発明は、このような実状に鑑み
てなされ、密度ムラが少なく、かつ砥粒分布の均一性に
優れ、研削性の良好な超砥粒セラミックスボンド砥石を
コスト的に安価に提供できる製造方法を提供することを
自的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、超砥粒とセラミックス粉末を含むスラリ−を調製
し、このスラリ−を板状に成形し、得られた板状成形体
を所定の形状に加工した後、焼成することを特徴とする
超砥粒セラミックスボンド砥石の製造方法を提供する。
スラリ−を板状に成形する方法としては、ドクタ−ブレ
−ド法が好ましい。本発明においては、上記スラリ−
が、超砥粒とセラミックス粉末の体積比が、（５：９
５）〜（５０：５０）で、かつこの混合物を３０〜８０
重量％、残部が、有機バインダ−からなり、該有機バイ
ンダ−が、水溶性材脂結合剤を０．５〜２０重量％、界
面活性剤を０．５〜５重量％、残部が、水からなること
が望ましく、更に、必要に応じて、可塑剤を０．１〜１
５重量％および／または発泡剤を０．０５〜１０重量％
含有することが望ましい。

【０００５】本発明の超砥粒セラミックスボンド砥石の
製造方法は、超砥粒と結合剤成分であるセラミックス粉
末を液状媒体等と共にスラリ−状に混合し、このスラリ
−を板状に成形後、所定の形状に加工、焼結する。この
ように超砥粒、セラミックス粉末を液状媒体中に懸濁分
散させることで、超砥粒等の凝集を防ぎ密度ムラを抑え
ることができ、さらにスラリ−の混練を十分に行なうこ
とにより、密度ムラや厚みのバラツキを抑えることが可
能である。特に超砥粒分布のムラが低く抑えられること
により、得られる超砥粒砥石の偏摩耗、チッピング等を
小さく抑えることが可能であり、均一な特性を得ること
ができ、その結果、摩耗量が少なく、優れた研削力を有
する超砥粒セラミックスボンド砥石を製造することがで
きる。また、スラリ−を板状に成形するには、ドクタ−
ブレ−ド法が適しており、従来粉末成形工程において使
用していた消耗頻度の高いコ−ルドプレス用金型を使用
しないため、経済的にも有利である。湿式による超砥粒
とセラミックス粉末の分散を効果的に行い、スラリ−を
成形した後の形状維持のために、上記スラリ−が、超砥
粒とセラミックス粉末の体積比が、（５：９５）〜（５
０：５０）で、かつこの混合物を３０〜８０重量％、残
部が、有機バインダ−からなり、該有機バインダ−が、
水溶性樹脂結合剤を０．５〜２０重量％、界面活性剤を
０．０５〜５重量％、残部が、水からなることが望まし
く、更に、乾燥後の成形体の加工性をあるいは発泡性を
良好にするため、可塑剤を０．１〜１５重量％および／
または発泡剤を０．０５〜１０重量％含有することが好
ましい。これらの水溶性樹脂結合剤、界面活性剤、可塑
剤、発泡剤等の有機バインダ−は、焼成により消失す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の超砥粒セラミックスボンド砥石
は、例えば砥石原料スラリ−調製工程、成形工程、乾燥
工程、プレス切断工程、形状加工工程、脱脂工程、焼結
工程、台金取付工程等により製造することができる。ま
ず、砥石原料スラリ−の調製は、例えば超砥粒、セラミ
ックス粉末、水溶性樹脂結合剤、界面活性剤、可塑剤お
よび／または発泡剤、水等を含有するスラリ−をスラリ
−混合機等で調製する。

【０００７】超砥粒としては、例えばダイヤモンド粒、
ｃＢＮ粒などが用いられるが、これらに限定されるもの
ではない。また、超砥粒径としても特に限定されるもの
ではなく、得ようとする超砥粒砥石の使用目的等に応じ
て、適宜選択され、例えば金型加工用には粒径５〜５０
μｍ程度のものが良く使用される。

【０００８】また、セラミツクス粉末の種類としても、
超砥粒の融点以下で焼結可能なものであれば特には制限
はないが、主には、Ｎａ₂Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ₂やＮａ₂Ｏ
−Ｂ₂Ｏ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂などのガラス質が用いられる。こ
れら以外にも、例えば、Ａ１₂Ｏ₃、Ａ１₂Ｏ₃−Ｓｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＭｇＯ、ＺｒＯ₂−Ｙ₂Ｏ₃、
Ａｌ ₂Ｏ₃−ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃−ＣａＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ
₂Ｏ₃−ＺｒＯ₂−ＣａＯ、ＴｉＯ₂−ＺｒＯ₂−ＣａＯ、
ＭｇＯ−Ｃｒ₂Ｏ₃−ＴｉＯ₂、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ
Ｎ、サイアロン、ＢａＴｉＯ₃、ＢａＦｅＯ₃等が利用さ
れる。セラミックス粉末の粒径は、平均粒径が０.０５〜
５μｍ、特に０.５〜３μｍの範囲が好ましい。平均粒径
が０.０５μｍ未満では、焼結体の高気孔率化が困難とな
り易く、一方、平均粒径が５μｍを越えると、スラリ−中
でのセラミックス粉末の分散性が低下し、均一な焼結体
が得られ難くなる。またセラミックス粉末と超砥粒との
配合量は、５０〜９５体積％、特に７０〜８５体積％の
範囲が望ましい。

【０００９】これらの超砥粒およびセラミックス粉末を
スラリ−状にするためには、有機バインダ−を用いる。
有機バインダ−には以下の成分を配合している。水溶性
樹脂結合剤は、スラリ−を乾燥させたときに板状成形体
の形状を保持させる働きを有する。また、スラリ−の粘
度調整剤としても機能する。水溶性樹脂結合剤として
は、メチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロ−ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス、カルボキシメチ
ルセルロ−スアンモニウム、エチルセルロ−ス、ポリビ
ニルアルコ−ル等を例示することができる。水溶性樹脂
結合剤の配合量は、０．５〜２０重量％、特に２〜１０
重量％の範囲が好ましい。０．５重量％より配合量が少
ないと、乾燥成形体の強度が弱く、ハンドリングにさし
つかえる場合があり、一方、２０重量％より多いと、粘
度が高くなりすぎて成形が困難になる場合がある。

【００１０】界面活性剤は、超砥粒、セラミックス粉の
液状媒体における分散安定性を向上させる作用、また発
泡剤を添加したときは発泡状態を安定化し、発泡剤のミ
セルを形成する作用がある。界面活性剤としては、アル
キルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸
塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエ−テル硫酸エ
ステル塩、アルカンスルホン酸塩等のアニオン系界面活
性剤、ポリエチレングリコ−ル誘導体、多価アルコ−ル
誘導体等の非イオン系界面活性剤等を例示することがで
きる。界面活性剤の配合量は、０．０５〜５重量％、特
に０．５〜３重量％の範囲が好ましい。０．０５重量％
より配合量が少ないと、超砥粒、セラミックス粉の分散
安定性を向上させることが出来ず、またミセルの形成が
不安定となり微細な気泡を保つことが困難になる場合が
あり、一方、５重量％より多いとそれ以上の効果が見ら
れない場合がある。

【００１１】本発明に係る砥石原料スラリーには、以上
の成分以外に、可塑剤を配合することができる。可塑剤
は、成形体に可塑性を付与するためのもので、乾燥した
成形体を巻き付け等の変形加工時のひび割れなどを防止
することができる，可塑剤としては、エチレングリコ−
ル、ポリエチレングリコ−ル、グリセリンなどの多価ア
ルコ−ル、鰯油、菜種油、オリ−ブ油などの油脂、石油
エーテル等のエーテル類、フタル酸ジエチル、フタル酸
ジブチル、フタル酸ジエチルヘキシル、フタル酸ジオク
チル、ソルビタンモノオレ−ト、ソルビタントリオレエ
−ト、ソルビタンパルミテ−ト、ソルビタンステアレ−
トなどのエステル類等を例示することが出来る。可塑剤
の配合量は、０．ｌ〜１５重量％、特に２〜１０重量％
の範囲が好ましい。配合量が０．ｌ重量％より少ない
と、可塑作用が不十分になる場合があリ、一方、１５重
量１％より多いと、成形体の強度が不十分になる場合が
ある。

【００１２】スラリ−中には、用途に応じて多孔質超砥
粒砥石を得る場合、発泡剤を添加することが出来る。こ
のようにスラリ−中に発泡剤を添加しておき、例えば、
ドクタ−ブレ−ド法により板状に成形した後、当該発泡
剤を発泡させ、スラリ−中で気泡を形成させると、超砥
粒およびセラミックス粉末は、砥石原料スラリ−中で微
細な気泡を構成する薄い液体壁に集まるため、超砥粒お
よびセラミックス粉末が沈降して成形体内部で密度ムラ
が生じることを防ぐことができる。そして、これを乾燥
すると、水溶性樹脂結合剤（バインダー）と共に気泡の
形状を維持しなから固化する。これを焼成すると、結合
剤が消失すると共に、セラミックス粉末同士が焼結し、
気泡形状を持った発泡状の三次元網状構造を有する超砥
粒砥石が得られる。超砥粒砥石をこのようにして多孔質
構造とすると、得られる超砥粒砥石と被研削物との間の
研削抵抗を低減することが出来、また研削時に潤滑油等
を併用する場合、その潤滑油の保持性が良好となる。な
お、多孔質構造は、焼結時の圧力、温度条件等によって
も任意に制御できる。

【００１３】発泡剤は、ガスを発生して気泡を形成する
ことが出来れば良く、一定の温度で分解してガスを発生
する化合物や、揮発性の有機溶剤などを選択することが
できる。揮発性の有機溶剤としては、例えば炭素数５〜
８の炭化水素系有機溶剤を挙げることができる。このよ
うな有機溶剤は常温で液体であり、揮発性で、スラリ−
中においては界面活性剤の作用でミセルを形成し、常温
又は加熱下で気化して微細な気泡を形成する。炭素数５
〜８の炭化水素系有機溶剤としては、例えばぺンタン、
ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、イソヘプタ
ン、ベンゼン、オクタン、トルエン等を挙げることが出
来る。発泡剤の配合量は、０．０５〜１０重量％、特に
０．５〜５重量％の範囲が好ましい。０．０５重量％よ
り少ない配合量では、気泡の発生が不十分になり、気孔
率が高くならない場合があり、一方、１０重量％より配
合量を多くすると、ミセルが大径化し、これに伴い成形
体中に形成される気泡も大径化するため、得られる成形
体及び焼結体の強度が低下する場合がある。なお、発泡
剤を使用する代わりに、空気などの気体を激しく混合せ
る方法によって、砥石原料スラリ−を調整することも可
能である。

【００１４】本発明に係る砥石原料スラリ−は、上記成
分を混合することによって得ることができる。この場
合、混合順序に制限はないが、上記したような発泡剤を
使用する場合、混合中はできる限り発泡を制限するため
に、発泡剤は最後に混合することが好ましい。スラリ−
の粘度は、２０℃で、５０００ｃｐｓ〜７００００ｃｐ
ｓの範囲、特に、２００００〜４００００ｃｐｓの範囲
が好ましい．５０００ｃｐｓより粘度が低いと、所定の
厚みの成形体が得られない場合があり、一方、７０００
０ｃｐｓより粘度が高いと、粘性が大きくなり過ぎて成
形が困難になる場合がある。

【００１５】次に、このように調整したスラリ−を板状
に成形する。成形方法には、特に制限はないが、ドクタ
−ブレ−ド法が適している。ドクタ−ブレ−ドの間隙、
すなわち板状成型体の厚みは０．１〜３ｍｍ程度が好ま
しい。ドクタ−ブレ−ドとしては、図９に示すような、
二枚刃のブレ−ド９０Ａ，９０Ｂを用いることが出来
る。この理由は、図９に示すように２枚のブレ−ド９０
Ａ，９０Ｂを用いると、これらのブレ−ドのすき間から
大きい空気泡Ｂが除かれ、２枚目のブレ−ド９０Ｂの間
隙から押し出されてくる板状成形体１Ａに大きな泡が入
らないこと、砥石原科スラリ−Ｓの液面の高低に拘わら
ず成形体の厚さを均一に出来るからである。この場合、
１枚目の第１ブレ−ド９０Ａの刃先の間隙Ｇ１は、第２
ブレ−ド９０Ｂの刃先の間隙Ｇ２より大きくすることが
好ましい。また、第１ブレ−ド９０Ａと第２ブレ−ド９
０Ｂの隙間Ｄは、例えば５〜２０ｍｍ程度とすることが
好ましい。

【００１６】必要に応じて発泡剤をスラリ−に添加等し
て発泡性スラリ−とした場合、板状成形体を乾燥させる
前に、発泡工程を設けることが好ましい。成形直後に乾
燥させると、成形体の表面が先に乾燥されて表皮が生じ
た状態になり、成形体内部の発泡や水分の蒸発が妨げら
れて、発泡が不均一になる場合がある。発泡の条件は、
発泡と同時に乾燥させると、成形体表面に亀裂が生じや
すいので、発泡中は出来る限り乾燥を防止するため、高
湿度の雰囲気下で行うことが好ましい。具体的には、湿
度は６５％以上、好ましくは８０％以上である。湿度が
６５％より低いと、乾燥時に成形体表面に割れが入る恐
れがある。発泡温度は１５〜６５℃、特に２８〜４０℃
の範囲が好ましい。発泡温度が１５℃より低いと、発泡
に例えば２時間以上かかる場合があり、６５℃を超える
と成形体が発泡し過ぎて成形体が崩壊する場合がある。
発泡時間は、通常１０〜４５分の範囲である。

【００１７】次に、ドクタ−ブレ−ド法等で板状に成形
した成形体、又は発泡工程を終えた成形体を乾燥する。
乾燥は、自然乾燥、例えば数時間ないしは半日程度放置
することによって行うことが出来る。また、乾燥機を使
用して強制乾燥することも可能である。強制乾燥には、
温風乾燥などのような伝熱加熱方式、遠赤外線加熱方式
等が採用出来る。乾燥（水分除去）速度の観点から、遠
赤外線の使用が最も好ましい。しかしながら、本発明に
おいて乾燥工程に使用される乾燥機としては、遠赤外線
乾燥機に限定されるものではなく、温風乾燥機を用いる
ことも可能であり、また遠赤外線乾燥機と温風乾燥機と
を併用したり、遠赤外線加熱と伝熱加熱の双方を利用し
た乾燥機を使用することも出来る。この場合の乾燥の具
体的な条件は例えば遠赤外線を用い、ヒ−タ−温度１２
０〜１８０℃、雰囲気温度４０〜８０℃、乾燥時間２０
〜１２０分の条件を採用することが出来る。

【００１８】次に、得られた乾燥成形体を所定の形状に
加工する。例えば打抜きプレス、あるいはシェアリング
等により、所定の長さ毎に切断し、その後、用途に応じ
て直接所定の形状に加工される。打ち抜きの形状として
は、例えば円盤状、ド−ナツ状、短冊状、矩形状など用
途に応じて適宣選択することが出来る。例えば、ＪＩＳ
６Ａ２型砥石に仕上げるには、所定のド−ナツ状に打ち
抜く。また、ＪｌＳｌＡ１型砥石とする場合は、短冊状
に打ち抜き、更に台金の外周面に巻き付け加工を施す。

【００１９】焼成工程は、２段階の工程とすることが好
ましい。第１段階は脱脂と呼ばれ、有機物（バインダ−
等）を揮散させる工程であり、第２段階は、セラミック
ス粉末を焼結させる工程である。これらの脱脂工程と焼
結工程は連続とすることが出来る。また、この様な脱脂
・焼結工程において、乾燥成形体の変形（ソリ）を防止
するため、或るいは、更に加圧を容易とするために、例
えばカ−ボングラファイト、セラミックス製等の熱的に
安定でかつ融着の生じ難い素材からなる基板に、乾燥成
形体を挟持して焼成を行なうことが望ましい。脱脂工程
は、例えば空気雰囲気下、窒素ガスなどの不活性ガス雰
囲気下、あるいは水素ガスなどの還元ガス雰囲気下、更
に真空雰囲気下で、例えば、４００〜５５０℃程度の温
度で３０〜１２０分間焼成することが出来る。また、焼
結工程は、製造するセラミックスの種類に応じて、アン
モニア分解ガス雰囲気、水素ガスのような還元性雰囲気
下、真空中、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下、更に
は空気中の雰囲気で、例えば、６００〜８００℃程度の
温度で１０〜６０分間焼成することが出来る。この焼結
工程は、加圧条件下、例えば１００〜１０００ｋｇ／ｃ
ｍ²において行なうことが出来る。なお加圧焼結する場
合に、得られる超砥粒砥石の多孔質構造を維持する場合
には、例えば熱間静水圧プレス（ＨｌＰ）法が好適であ
る。

【００２０】得られる焼結体の気孔率は、特に制限され
ず、砥石の用途によって適宜選定することが出来る。例
えば、超砥粒砥石を多孔質構造とすると、得られる砥石
と被研削物との間の研削抵抗を低減することが出来、ま
た特に潤滑油等を併用する場合、その潤滑油の保持性が
良好となり、潤滑および冷却効果を倍加する。この場合
は、気孔率が３０％以下、具体的には１０〜２５％程度
の気孔率が好ましい。また、カッタ−、石材ブレ−ド等
の用途の場合、気孔率はなるべく低い方が好ましく、具
体的には、２％より低くすることが好ましい。この様な
気孔率とするには、スラリー中の水溶性樹脂結合材（バ
インダー）の量を調節したり、発泡剤を添加したり、焼
結時の圧力や温度等の条件により任意に調整することが
出来、スラリー中に発泡剤を添加した場合であっても、
例えば、焼結時に加圧することよって、より空孔率の低
い、ないしは緻密な構造のものとすることも可能であ
る。

【００２１】この様にして得られた超砥粒を含むセラミ
ックス焼結体は、コンタリング研削、円筒研削等の各種
研削加工に用いることが出来る。その様な用途に応じ
て、例えば必要に応じて精密な寸法に切削加工等した
後、台金にエポキシ樹脂等の接着剤を用いて、或るい
は、ろう付け等により接合することで製品とされる。

【００２２】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されず、本発明の範囲内で種々に改変することが出来
る。例えば、乾燥成形体が脆い場合、乾燥成形体の取扱
を容易にするために、発泡乾燥成形体の焼成時に消失
し、焼結体の特性に影響を与えない樹脂膜、例えばウレ
タン塗膜上に砥石原料スラリ−をドクタ−ブレ−ド等で
板状に成形することが出来る。この様な樹脂膜として
は、砥石原料スラリ−の発泡、乾燥工程で収縮しないも
のであると共に、焼成時には完全に消失するものである
ことが好ましい。

【００２３】

【実施例】以下、具体的に本発明の実施例について説明
する。［実施例１］平均粒径が２．０μｍのＮａ₂Ｏ−ＣａＯ
−ＳｉＯ₂粉を７５体積％、ＧＥ社製ＭＢＧ−ＩＩ＃１
７０／２００粒度のダイヤモンド砥粒を２５体積％の割
合で混合し、この混合粉１００ｇおよび下記の組成によ
り製造した有機バインダ−６０ｇを混練機を用いて混練
した。有機バインダ−成分・エチルセルロ−ス３重量％・アルキルベンゼンスルホン酸塩０．５重量％・水残部上記の様にして得られた混練物をドクタ−ブレ−ド法に
より薄板状に引伸ばした。得られた板の大きさは、概ね
１２０ｍｍ×２００ｍｍ×２．０ｍｍｔであった。この
板を乾燥し、グリ−ン成形体とし、このグリ−ン成形体
から外径φ１００ｍｍ、内径φ５５ｍｍのド−ナツ状の
グリ−ン成形体をハンドプレスにて打抜いた。なお、グ
リ−ン成形体は、上記比率換算の温水で戻すことによ
り、再度薄板に引き伸ばし可能である。そしてこのグリ
−ン成形体を、図１に示すようなアルミナ製型枠に装填
し、５５０℃で３０分間、窒素雰囲気中で脱バインダ−
処理を行なった。次いで、このままの状態で加圧（１０
０ｋｇ／ｃｍ²）し、６８０℃で３時間、窒素雰囲気中
で焼結し、φ１００ｍｍ×φ５５ｍｍ×１．２ｍｍｔの
１Ａ８型の本発明の超砥粒セラミックスボンド砥石１
（以下、単に本発明砥石１と言う）を製造した。

【００２４】（比較例１）次いで、比較のために、平均
粒径が２．０μｍのＮａ₂Ｏ一ＣａＯ−ＳｉＯ₂粉を７５
体積％、ＧＥ社製ＭＢＧ−II＃１７０／２００粒度のダ
イヤモンド砥粒を２５体積％の割合で配合し、シェ−カ
−タイプの混合機で３０分間混合した。次いで、この混
合物２３ｇを金型に装填し、３ｔ／ｃｍ²の圧カでプレ
ス成形し、砥粒層のプレス成形体を作製した。このプレ
ス成形体を、図１に示すようなアルミナ製型枠に装填
し、加圧（１００ｋｇ／ｃｍ²）し、６８０℃で３時
間、窒素雰囲気中で焼結し、φ１００ｍｍ×φ５５ｍｍ
×１．２ｍｍｔの１Ａ８型の従来砥石１を製造した。

【００２５】（切断試験）上記の様にして得られた本発
明砥石１および従来砥石１の切断試験を以下の条件によ
り行なった。そして、切断抵抗と砥石の摩耗量を比較し
た。切断試験結果を表１に示す。砥石：φ１００ｍｍ×φ５５ｍｍ×１．２ｍｍｔ試験機：東芝機械製スライサ− 周速度：１５００ｍ／分送り速度：１０ｍｍ／分切断量：１００本（１００１ｉｎｅｓ）切り込み：３ｍｍピッチ送リ：５ｍｍ切削液：ソリュブル加工物：超硬、５０ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍｔ

【００２６】

【表１】表１の結果より、本発明砥石１は、従来砥石１の約半分
の切断抵抗および約２／３の摩耗量であり、切断性能に
優れていることが認められる。

【００２７】［実施例２］平均粒径が３．０μｍのＮａ
₂Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ₂粉を６０体積％、ＤＥＢＥＥＲ
Ｓ社製ＡＢＮ６００、＃３２５／４００のｃＢＮ砥粒を
４０体積％の割合で混合し、この混合粉１２０ｇおよび
下記の組成により製造した有機バインダ−６０ｇを混練
機を用いて混練した。有機バインダ−成分・メチルセルロ−ス５重量％・アルキルベンゼンスルホン酸塩０．５重量％・ポリエチレングリコ−ル（可塑剤）０．５重量％・水残部上記のようにして得られた混練物をドクタ−ブレ−ド法
により薄板状に引伸ばした。得られた板の大きさは、概
ね１２０ｍｍ×２００ｍｍ×１．５ｍｍｔであった。こ
の板を乾燥し、グリ−ン成形体とし、このグリ−ン成形
体を８ｍｍ幅にシ−トカッタ−にて切断した。そしてこ
のグリ−ン成形体をφ１９５ｍｍ×φ５０．８ｍｍ×５
ｍｍｔのスチ−ル製台金に巻き付け、図２に示すような
アルミナ製型枠に装填し、５５０℃で３０分間、窒素雰
囲気中で脱バインダ−処理を行なった。次いで、このま
まの状態で加圧（１００ｋｇ／ｃｍ²）し、９００℃で
２時間、窒素雰囲気中で焼結し、図３に示すようなφ２
０５ｍｍ×φ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔ１Ａ１型の本発明
の超砥粒セラミックスボンド砥石２（以下、単に本発明
砥石２と言う）を製造した。

【００２８】（比較例２）平均粒径が３．０μｍのＮａ
₂Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ₂粉を６０体積％、ＤＥＢＥＥＲ
Ｓ社製ＡＢＮ６００、＃３２５／４００のｃＢＮ砥粒を
４０体積％の割合で配合し、シェ−カ−タイプの混合機
で３０分混合した。次いで、この混合物１００ｇを金型
に装填し、３ｔ／ｃｍ²の圧力で成形し、砥粒層のプレ
ス成形体を作製した。このプレス成形体を、図２に示す
ようなφ１９５ｍｍ×φ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔのスチ
−ル製台金を配したアルミナ製型枠に装填し、加圧（１
００ｋｇ／ｃｍ²）し、９００℃で２時間、窒素雰囲気
中で焼結し、図３に示すようなφ２０５ｍｍ×φ５０．
８ｍｍ×５ｍｍｔ１Ａ１型の従来砥石２を製造した。

【００２９】（研削試験）本発明砥石２および従来砥石
２による平面研削試験を以下に示す条件で行った。評価
は、研削抵抗と加工面の面粗さで行った。試験結果を表
２に示す。砥石：φ２０５ｍｍ×φ５０．８ｍｍ×５ｍｍｔ試験機：岡本工作機械製平面研削盤周速度：１０００ｍ／分送り速度：１０ｍ／分切削量：１００ｃｃ切り込み：２０μｍ切削液：エマルジョン加工物：ＦＣ２５０、１００ｍｍ×５０ｍｍ×２０ｍｍｔ

【００３０】

【表２】表２の結果より、本発明砥石２は、従来砥石２に比較し
て、切れ刃分布が均一で、研削抵抗が約２／３と小さ
く、また面粗さも約１／２と良好であった。

【００３１】［実施例３］平均粒径が１．５μｍのＰｂ
Ｏ−Ｋ₂Ｏ−ＳｉＯ₂粉を６５体積％、ＧＥ社製ボラゾン
ミクロンパウダ−タイプ８／２０μｍのｃＢＮ砥粒を３
５体積％の割合で混合し、この混合粉１００ｇおよび下
記の組成により製造した有機バインダ−８０ｇを混練機
を用いて混練した。有機バインダ−成分・メチルセルロ−ス３重量％・アルキルベンゼンスルホン酸塩０．５重量％・ペンタン（発泡剤）１．０重量％・水残部上記の様にして得られた混練物をドクタ−ブレ−ド法に
より薄板状に引伸ばし、前記した発泡工程を経て発泡成
形板状体を得た。得られた板の大きさは、概ね１３０ｍ
ｍ×１３０ｍｍ×３．０ｍｍｔであった。この板を乾燥
し、グリ−ン成形体とし、このグリ−ン成形体から外径
φ１２０ｍｍ、内径φ８０ｍｍの円板状のグリ−ン成形
体をハンドプレスにて打抜いた。そしてこのグリ−ン成
形体を、図４に示すようなアルミナ製型枠に装填し、４
００℃で３０分間、窒素雰囲気中で脱バインダ−処理を
行なった。次いで、このままの状態で、６００℃で１時
間、窒素雰囲気中で焼結し、φ１２０ｍｍ×φ８０ｍｍ
×２ｍｍｔの円板状の砥石層を製造した。体積から、気
孔率は２５体積％であった。最後に、この砥石層を、図
５に示す台金にエポキシ系接着剤で接着し、６Ａ２型の
本発明の超砥粒セラミックスボンド砥石３（以下、単に
本発明砥石３と言う）を製造した。

【００３２】（比較例３）平均粒径が１．５μｍのＰｂ
Ｏ−Ｋ₂Ｏ一ＳｉＯ₂粉を６５体積％、ＧＥ社製ボラゾン
ミクロンパウダ−タイプ８／２０μｍのｃＢＮ砥粒を３
５体積％の割合で配合し、シェ−カ−タイプの混合機で
３０分混合した。次いで、この混合粉５０ｇを金型に装
填し、０．５ｔ／ｃｍ²の圧力でプレス成形し、砥石層
のプレス成形体を作製した。このプレス成形体を、図４
に示すようなアルミナ製型枠に装填し、６００℃で１時
間、窒素雰囲気中で焼結して、φ１２０ｍｍ×φ８０ｍ
ｍ×２ｍｍｔの円板状の砥石層を製造した。最後に、こ
の砥石層を、図５に示す台金にエポキシ系接着剤で接着
し、６Ａ２型の従来砥石３（以下、単に従来砥石３と言
う）を製造した。

【００３３】（研削試験）上記本発明砥石３および従来
砥石３による研削試験を以下に示す条件にて行った。評
価は、加工物を１００ｃｃ研削加工し、この時の研削抵
抗（主軸モーター電流値）と研削加工面性状の２点で行
った。その結果を表３に示した。砥石：φ１２０ｍｍ×φ８０ｍｍ×２ｍｍｔ試験機：マキノ工具研削盤周速度：５００ｍ／分研削量：５０ｃｃ切り込み速度：１０４ｍ／分テーブル速度：１ｍ／分切削液：ソリュブル加工物：ＳＫＤ−１１、５０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍＬ

【００３４】

【表３】表３の結果より、本発明砥石３は、従来砥石３に較べ、
研削抵抗が小さく、焼き付きが生じないことが認められ
る。

【発明の効果】本発明の超砥粒セラミックスボンド砥石
の製造方法によれば、密度ムラが少なく、かつ砥粒分布
の均一性に優れ、優れた研削力を有する超砥粒砥石をコ
スト的に安価に提供することが認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】グリ−ン成形体を、脱脂後加圧焼結する型枠を
示すもので、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図
である。

【図２】グリ−ン成形体を、スチ−ル製台金に巻き付
け、脱脂後加圧焼結する型枠を示すもので、（Ａ）は垂
直断面図、（Ｂ）は水平断面図である。

【図３】製品としてのｌＡｌ型の超砥粒砥石を示すもの
である。

【図４】グリ−ン成形体を、脱脂後焼結する型枠を示す
もので、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図であ
る。

【図５】製品としての超砥粒砥石の一例を示すものであ
る。（Ａ）は垂直断面図で、（Ｂ）は平面図である。

【図６】従来の砥粒を含む粉末をプレスするコ−ルドプ
レス金型を示すもので、（a）は垂直断面図、（ｂ）は
水平断面図である。

【図７】リング状に成形した砥石焼結体を示す平面図で
ある。

【図８】製品としての超砥粒砥石を示すもので、（a）
は平面図、（ｂ）は垂直断面図である。

【図９】２枚刃のドクタブレード法を示す要部断面図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超砥粒とセラミックス粉末を含むスラリ−
を調整し、このスラリ−を板状に成形し、得られた板状
成形体を所定の形状に加工した後、焼成することを特徴
とする超砥粒セラミックスボンド砥石の製造方法。
【請求項２】上記スラリ−を、ドクタ−ブレ−ド法によ
り、板状に成形することを特徴とする請求項１記載の超
砥粒セラミックスボンド砥石の製造方法。
【請求項３】上記スラリ−が、超砥粒とセラミックス粉
末の体積比が、（５：９５）〜（５０：５０）で、かつ
この混合物を３０〜８０重量％、残部が有機バインダ−
からなり、該有機バインダ−が、水溶性樹脂結合剤を
０．５〜２０重量％、界面活性剤を０．５〜５重量％、
残部が、水からなることを特徴とする請求項１〜２のい
ずれかに記載の超砥粒セラミックスボンド砥石の製造方
法。
【請求項４】上記有機バインダ−が、更に可塑剤を０．
１〜１５重量％および／または発泡剤０．０５〜１０重
量％含有することを特徴とする請求項３記載の超砥粒セ
ラミックスボンド砥石の製造方法。