JPS6334069A

JPS6334069A - 砥石

Info

Publication number: JPS6334069A
Application number: JP17854986A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takahashi; 務高橋; Kazuyoshi Adachi; 足立　数義; Masakatsu Inaba; 稲葉　正勝
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-13
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPH0771788B2

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」本発明は、メタルボンド砥石、レジノイドボンド砥石、
電着砥石、電鋳砥石等の砥石に関する。

「従来の技術」この種の砥石は、ダイヤモンド、ＣＢＳ等の超砥粒を、
熱硬化性樹脂（レジノイドボンド砥石の場合）または金
属（メタルボンド砥石、電着砥石、電鋳砥石の場合）に
より形成された結合剤相中に分散させてなる砥粒層を有
する乙のである。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、このような砥石では、前記結合剤用が緻密に
形成されているために、結合剤粗表面とと被研削材料と
の摩擦係数が大きく、研削抵抗が大きい。このため、研
削の際に大きな駆動力を要するとともに、研削中に発生
する摩擦熱によって砥石が過熱しやすいという問題があ
った。

また、このような砥石では、緻密な結合剤用により超砥
粒が強固に保持されているため、超砥粒が脱落しに＜＜
、新たに研削に関与すべき超砥粒の突出が遅く、いわゆ
る超砥粒の自生全刃作用が不十分であると同時に、砥石
表面にチップポケットが形成されにくいため、切り屑の
排出性および冷却水による冷却性が悪いという問題もあ
った。

一方、前記研削抵抗を低減する手段として、結合剤相中
にフッ素樹脂等の潤滑性粒子を添加し、これら潤滑性粒
子を結合剤粗表面から露出させ、結合剤粗表面と被研削
材との摩擦抵抗を低下させることか考えられているが、
実際には、比重の比較的小さな潤滑性拉、子と、比重の
大きな超砥粒とを均一に結合剤中に分散させることは困
難であり、潤滑性粒子か砥粒層中で偏在しやすく、砥石
の切れ味を低下させたり、局部的に異常摩耗を生じたり
、砥ｆｉ層の強度を低下させたりといった新たな欠点が
生じる。

「本発明の目的」本発明は、研削抵抗が小さく切れ味が良好で、しかも切
り屑の排出性が良い砥石を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」本発明の砥石は、超砥粒に超砥粒平均粒径の１／１００
〜２／３の平均粒径を仔する潤滑性粒子を金属被覆によ
って固着させてなる腹合砥粒を、結合剤中に分散さ仕た
砥粒層を育することを特徴とする。

「実施例」以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の砥石（電着砥石）を示す拡
大断面図である。

図中符号ｌは砥石台金であり、この砥石合金１上には、
金属メッキ相（結合剤相）２内に腹合砥粒３・・・を分
散させてなる砥粒層４が形成されている。

また、この砥粒層４の内部には、部分的に気孔５・が形
成されている。

前記腹合砥粒３は、第２図に示すように、ダイヤモンド
、ＣＢＮ等の超砥粒６の表面に、多数の潤滑性粒子７・
・・を金属被覆８を介して固着させたものである。

前記潤滑性粒子７の材質としては、六方晶窒化硼素、二
硫化モリブデン、フッ化黒鉛、テトラフルオロエチレン
等のフッ素樹脂等が好適である。また、潤滑性粒子７の
平均粒径は、超低＃ｉ６の平均粒径の１／１００〜２／
３であることが望ましい。この平均粒径が超砥粒平均粒
洋の１／１００未満であると十分な研削抵抗低下効果が
得られず、他方、超砥粒平均粒径の２／３よりも大きい
と、被研削材への超砥粒６の食い込みを悪化させるおそ
れがある。潤滑性粒子７・・・の砥粒層４全体に占める
割合は、２〜３０ｖｏ１％であることが望ましく、２　
ｖｏ１％未満では十分な研削抵抗低下効果が得られず、
反対に潤滑性粒子７・・・の割合が３０ｖｏ１％より大
きいと、砥石の切れ味および強度が低下するおそれがあ
る。

前記金属被覆８は、超砥粒６の表面に直接形成された硬
質の磁気特性を有する金属層８ａと、潤滑性粒子７の表
面に直接形成された硬質の磁気特性を存する金属層８ｂ
と、これら金属層８　ａ、　８　ｂを接合する接合層８
ｃとから構成されている。前記金属層８　ａ、　８　ｂ
の材質としては、Ｎ　ｉ、　Ｃｏ、　Ｆ　ｅ等が好適で
ある。また、接合層８ｃの材質としては、Ｎｉ、Ｆｅ、
Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｓｎ等がコストの点から好ま
しい。そして、これらを合わせた金属被覆８の肉厚は０
，５μ次以上とされることが望ましく、０５μ屑未満で
は超砥粒６の表面に潤滑性粒子７を付着させておく力が
弱くなり、複合砥粒３が壊れやすくなる。

前記気孔５・・か砥粒層４中に占める割合は、５〜６０
ｖｏ１％であることが望ましい。気孔５　・の割合か５
ｖｏ１％未満であるとチップポケット形成効果が小さく
なり、６０　ｖｏ１％よりし大きいと、金属メツキ層２
が腹合砥粒３を保持する力が弱くなる。

次に、このような電着砥石の製造方法を、工程順に説明
する。

まず、超砥粒６の表面に、無電解メツキ法、スパッタ法
等の薄膜形成法を用いて、金属層８ａを、前記金属被覆
８の数分の１程変の肉厚に形成する。

そして、メツキされた超砥粒６を着磁装置にかけ、金属
層８ａに着磁する。

一方、潤滑性粒子７の表面にも、前記と同様の方法を用
いて金属層８ｂを形成しておく（着磁はしない）。

次いで、前記超砥粒６と潤滑性粒子７を十分混合し、超
砥粒６の金属層８ａの磁力で、潤滑性粒子７の金属層８
ｂを引き付け、超砥粒６の周囲に潤滑性粒子７を付着さ
せる。そして、この混合粉末を再度、無電解メツキ液に
加え、これらの粒子６．７を包みこむ接合層８ｃを形成
し、複合砥粒３を製造する。

次に、こうしてできた複合紙ｆＬ３を、Ｎｉ、Ｃ。

等のイオンを溶解したメツキ液に添加する。そして、砥
石台金１をこのメツキ液中に浸漬し、この砥石台金１を
電源の陰極に接続するとともに、メツキ液内に陽極を配
置し、砥石台金ｌ上に金属メッキ相２を形成しつつ、こ
の金属メッキ相２中に複合砥粒３・・を分散させて砥粒
層４を形成する。この時、金属メッキ相２に付着した複
合砥粒３・・・の金属被覆８上にも、順次金属メツキが
なされていくので、複合砥粒３と複合砥粒３との間の空
隙は部分的に充たされぬまま残り、気孔５が形成される
。

このようにして、砥粒層４が所定の肉厚に達したら、通
電を停止し、砥粒層にドレッシング等の処理を施して電
着砥石を得る。

このような構成からなる電着砥石にあっては、個々の超
砥粒６の回りに潤滑性粒子７　・を固着して曳合砥＃ｉ
３を形成した後、この複合砥粒３を金属メッキ相２中に
分散するので、砥粒層４中に潤滑性粒子７・・・が偏在
することがなく、常に適正な密度で砥粒層４の表面から
潤滑性粒子７を露出させることが可能である。したがっ
て、このような電着砥石によれば、必要以上に潤滑性粒
子７・・・を砥粒層４表面から突出さけて砥石の切れ味
を低下さけろことなく、被研削材料との摩擦係数を低下
さけ、研削抵抗を小さくすることができ、研削中に発生
する摩擦熱を減じて過熱等の異常を防止することが可能
である。

また、この電着砥石では、超砥粒６の周囲に金属被覆８
との接合強度が比較的小さい潤滑性粒子７を配置してい
るので、超砥粒６に大きな力かがかった場合には、潤滑
性粒子７と金属被覆８との界面から金属被覆８が剥離し
て超砥粒６が脱落する。したがって、この電着砥石では
、従来の電着砥石に比べ、超砥粒保持力を適度に低下さ
けることができ、超砥粒６の自生全刃作用を促すことが
でき、砥石の切れ味向上が図れるとともに、被研削材に
生じる加工損傷を低減することが可能である。また同時
に、チップポケットの形成が容易になるので、切り屑の
排出性向上が図れるうえ、砥粒層４表面での冷却水保持
効果が高まり、砥石の冷却効率向上が図れる。さらに、
この電着砥石にあっては、砥粒層４内に部分的に気孔５
・・・を形成し、砥粒層４を多孔質構造としたので、上
述の効果がより一眉顕著となっている。

なお、前記の実施例にあっては、砥粒層４が複合砥粒３
のみを含有する構成となっていたが、本発明はこれに限
られず、複合砥ｒｉ３と、複合砥粒とされていない超砥
粒とを混合し、砥粒層中に分散してもよい。

「実験例」次に、本発明の実験例を挙げて本発明の効果を実証する
。

（実験例１） ■ダイヤモンド超砥粒粉末（２００〜２４０メツシユ）
をパラジウム塩水溶液に浸し、超砥粒の表面に触媒活性
を付与した。

■この超砥粒粉末を、無電解コバルトメツキ液（硫酸コ
バルト：２５９／１２、コハク酸ナトリウム・２５９／
ｅ１硫酸ナトリウム：１５ｇ／１２、ジメチルアミンボ
ラン　２９＃ＳＰＨ・５．０、ｔＬ温ニア０℃）中に分
散し、超砥粒表面に約３μｍのコバルト被覆層を形成し
た。

■前記コバルト被覆した超砥粒粉末を、プラスチック瓶
に封入し、５キロエルステツドの磁場中にさらして着磁
した。

■これとは別に、六方晶窒化硼素（ｈＢＮ）粉末（平均
粒径１〜５μｌ）に、前記■■と同様の処理を施し、そ
の表面に約２μｌのコバルト被覆を形成した。

■以上の処理を施した超砥粒１００９とｈＢＮ粉末２０
９とをプラスチック瓶に封入して、十分に混合し、超砥
粒表面のコバルト被覆の磁力により、超砥粒の周囲に複
数のｈＢＮ粒子を付着させた。

■この混合粉末を、再び前記パラジウム塩水溶液に浸し
、混合粉末の表面に触媒活性を付与した。

■次いで、この混合粉末を、無電解銅メツキ液（奥野製
薬工業株式会社製ＯＰＣカッパーＳ１液温：５０°Ｃ）
中に分散し、表面に５μ肩の銅被覆を形成した複合砥粒
を得た。

■こうして製造した複合砥粒（平均粒径）を、虜脂結合
剤粉末（フェノール樹脂）中に３０ｖｏ１％添加し、十
分に混合し、型込めして砥石台金上に固定したのち、ホ
ットプレスおよび焼成を行ない、砥石形状に整形し、円
板状のレジノイドボンド研削砥石を得た。

（比較例１）ダイヤモンド超砥粒（２００〜２４０メツンユ）を、実
験例１と同じ樹脂結合剤粉末中に２０ｖｏ１％添加し、
十分に混合し、型込めして砥石台金上に固定したのち、
ホットプレスおよび焼結を行ない、砥石形状に整形し、
実験例と同形状のレジノイドボンド砥石を得た。

次いで、前記２つのレジン１′ドボンド砥石を用い、以
下の研削条件（湿式）により研削を行なった。

研削条件　　　被研削材：９６％アルミナ材砥石周速：
１５００ｘ／ｗｉｎ。

送り速度：　ｌ　Ｏｘ／　ｍｉｎ。

クロス送り：２ｘｍ切り込み：０．０１ｚｚ表１は、前記２つのレジノイドボンド砥石の研削結果を
示すものである。

表１上表から明らかなように、実験例のレノノイドボンド砥
石では研削抵抗が低減した。

（実験例２）次に、本発明を適用した電鋳薄刃砥石を作成し、従来の
電鋳薄刃砥石と比較した。

第３図は、その際に使用した製造装置の縦断面図である
。符号ＩＯはメツキ槽であり、このメッキ槽１０内には
、Ｎｉイオンを含むメツキ液Ｍが満たされている。また
、このメツキ槽ｌＯには、図示しない超音波撹拌機等の
撹拌機が配設されている。メツキ槽ＩＯ内には、非導電
性の台座１１が水平に配置されており、この台座１１上
には、ステンレス製の平面基板１２が載置されている。

この平面基板１２の上面には、製造すべき砥石の原型形
状をなす部分を残してマスキングが施されている。また
、平面基板１２の上方には、平面基板Ｉ２と平行に陽極
板１３が配置され、図示しない電源の陽極に接続されて
いる。

電鋳薄刃砥石を製造するに際して、まず、メッキ槽１０
内のメツキ液Ｍに、実験例Ｉと同様の方法により２５μ
肩のダイヤ超砥粒の表面に２μｌのｈＢＮ粒子を配置し
た複合砥粒を所定量添加し、撹拌機によってメツキ液間
中に均一に分散させた。

次いで平面基板１２を電源の陰極に接続し、陽極板１３
との間に通電し、平面基板１２の表面にＮｉメッキ相１
４を形成しつつ、このＮｉメッキ相Ｉ４内に複合砥粒を
均一に分散させて取り込ませた。

やがて、金属メッキ相１４が所定の肉厚に達したら通電
を停止し、平面基板１２をメツキ槽ｌＯから取り出して
水洗した。そして、この平面基板１２から金属メッキ相
１４を剥がし、ラッピングおよび外周研磨を施して所定
形状に整形し、電鋳薄刃砥石を得た。

（比較例２）前記実験例２と同様の方法により、複合砥粒の代わりに
超砥粒を使用して、比較例２の電鋳薄刃砥石を作成した
。

次いで、これら実験例２および比較例２の砥石を用い、
以下の研削条件により研削切断を行なった。

研削条件　　被研削材：フエライト砥石周速：　ｌ　５００　ｚ／ｍｉｎ送り速度　１００　ｚｔｔｔ／　ｍｉｎ。

切り込み：２．０ｘｘ表２は、これらの電鋳薄刃砥石による研削結果を示すも
のである。

（以下、余白）表２表２に示される通り、実験例２の電鋳薄刃砥石では、比
較例２の砥石に比べて研削抵抗およびチッピングを低減
することができた。

「発明の効果」本発明の砥石によれば、次のような優れた効果が得られ
る。

■個々の超砥粒の回りに潤滑性粒子を固着して複合砥粒
を形成した後、この複合砥粒を金属メツキ相中に分散し
て砥粒層を形成するので、砥粒層中に潤滑性粒子が偏在
することかなく、常に適正な密度で砥粒層の表面から潤
滑性粒子を露出させることが可能である。したがって、
このような電着砥石によれば、必要以上に潤滑性粒子を
砥粒層表面から突出させて砥石の切れ味を低下させるこ
となく、被研削材料との摩擦係数を低下させ、研削抵抗
を小さくすることができるとともに、研削中に発生する
摩擦熱を減じて、砥石の過熱を防止することができる。

■超砥粒の周囲に金属被覆との接合強度が比較的小さい
潤滑性粒子を配置しているので、超砥粒に大きな力がか
かった場合には、潤滑性粒子と金属被覆との界面から金
属被覆が剥離して超砥粒が脱落する。したがって、この
電着砥石では、従来の電着砥石に比べ、超砥粒保持力を
適度に低下させることができ、超砥粒の自生全刃作用を
促すことにより、砥石の切れ味向上が図れるとともに、
被研削材に生じる加工損傷を低減することが可能である
。また同時に、チップポケットの形成が容易になるので
、切り屑の排出性向上が図れるうえ、砥粒層表面での冷
却水保持効果が高まり、砥石の冷却効率向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電着砥石の部分拡大断面図
、第２図は同砥石の複合砥粒の断面図、第３図は本発明
の実験例の砥石を製造するための製造装置の縦断面図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

超砥粒にこの超砥粒平均粒径の１／１００〜２／３の平
均粒径を有する潤滑性粒子を金属被覆によって固着させ
てなる複合砥粒を、結合剤相中に分散させてなる砥粒層
を有することを特徴とする砥石。