CN103282159A

CN103282159A - 滚筒研磨用无机介质

Info

Publication number: CN103282159A
Application number: CN2011800625676A
Authority: CN
Inventors: 内藤隆; 伊藤琢也
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-09-04
Also published as: WO2012086679A1; JP5720903B2; KR20130130800A; KR101856273B1; JPWO2012086679A1

Abstract

提供一种能够实现粗加工研磨且耐磨性优异的滚筒研磨用无机介质。鉴于由滚筒研磨产生的淤渣被作为产业废弃物处理因而对环境负荷的影响大、且对成本的影响也大，为了获得能够实现粗加工研磨且耐磨性优异的滚筒研磨用无机介质，将粘土质微粒和研磨材料颗粒的混合材料烧结，滚筒研磨用无机介质至少包含60重量%～80重量%的氧化铝、10重量%～30重量%的二氧化硅、4重量%～8重量%的氧化锆和1重量%～3重量%的氧化钙。

Description

滚筒研磨用无机介质

技术领域

本发明涉及为了被研磨物品的去毛刺、圆弧加工（rounding）、平滑化、抛光等而行进行的滚筒研磨中使用的滚筒研磨用无机介质。

背景技术

滚筒研磨用的介质（也称作“研磨石”）为相应于研磨目的而成形为数毫米至数十毫米的球形、圆柱形、三角锥形、三角柱形等任意形状的具有研磨力的小颗粒。该滚筒研磨用介质一般由主要负责研磨力的研磨材料和内含该研磨材料而实质上构成研磨石的粘合材料构成。

无机介质是将氧化铝等磨粒和铝土矿等无机粘合材料的混合材料烧结而形成的，其廉价且研磨力大，因此多用于去毛刺、圆弧加工等粗加工研磨（参照专利文献1、2）。

然而，滚筒研磨通过将由被研磨物品、研磨用介质和研磨水形成的块体（mass）装入研磨槽内，使研磨层自转、公转、或振动，或者使底部的旋转盘旋转从而使块体流动来进行。即，通过该块体流动的结果而产生的被研磨物品与介质的摩擦力来进行被研磨物品的去毛刺、圆弧加工、平滑化、抛光等。这样的滚筒研磨由于能够一下子处理大量形状复杂的物品，因而，一直以来被广泛用于物品的制造工序。但是，由研磨产生的淤渣是作为产业废弃物而处理，因此存在对环境负荷的影响大、成本也变高的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-146749号公报

专利文献2：日本特公昭44-23873号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种能够实现粗加工研磨且耐磨性优异的滚筒研磨用无机介质。

用于解决问题的方案

用于实现上述目的的本发明的滚筒研磨用无机介质的特征在于，其为烧结体，其至少包含60重量%～80重量%的氧化铝、10重量%～30重量%的二氧化硅、4重量%～8重量%的氧化锆和1重量%～3重量%的氧化钙。

像这样构成的本发明中，为烧结体的滚筒研磨用无机介质包含60重量%～80重量%的氧化铝作为主要成分，且包含4重量%～8重量%的氧化锆作为成分，因此能够在实现粗加工研磨的同时实现耐磨性的提高。

另外，本发明中，优选烧结体为将包含粘土质微粒和研磨材料颗粒的混合材料烧结而成的烧结体。

发明的效果

本发明能够在实现粗加工研磨的同时实现耐磨性的提高，由此实现了由降低产业废弃物带来的成本削減和环境负荷的降低。

附图说明

图1为示出本发明的实施方式的滚筒研磨用无机介质的例子的立体图。

图2为示出应用本发明的滚筒研磨用无机介质和比较例的介质的损耗率的实验结果的图。

图3为示出应用本发明的滚筒研磨用无机介质和比较例的介质的研磨量的实验结果的图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式的滚筒研磨用无机介质进行说明。图1为示出本发明的实施方式的滚筒研磨用无机介质的例子的立体图。

本实施方式的滚筒研磨用无机介质相应于研磨目的而成形为数毫米至数十毫米的球形、圆柱形、三角锥形、三角柱形等任意形状。图1的（a）～（d）示出了所述形状的例子。图1的（a）为三角柱形、图1的（b）为将三角柱的中间部斜着切断而得到的形状、图1的（c）为球形、图1的（d）为圆柱形。

本发明的实施方式的研磨用无机介质（以下也简称为“介质”或“本发明的介质”。）为将粘土质微粒和研磨材料颗粒的混合材料调整为至少含有60重量%～80重量%（相对于研磨用无机介质的重量的重量比）的氧化铝（Al₂O₃）、10重量%～30重量%的二氧化硅（SiO₂）、4重量%～8重量%的氧化锆（ZrO₂）和1重量%～3重量%的氧化钙（CaO），并将具有这样的组成的混合材料烧结而成的介质。通过将这样的组成的混合材料烧结而得到的介质包含60重量%～80重量%的氧化铝（Al₂O₃）、10重量%～30重量%的二氧化硅（SiO₂）、4重量%～8重量%的氧化锆（ZrO₂）和1重量%～3重量%的氧化钙（CaO）。如以下的实施例所示，与以往的介质相比，可以在维持了研磨力的状态下大幅改善损耗率。

在这里，粘土质微粒是指可聚集而成为粘土状的微粒。例如是指氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氧化钙、氧化镁等混在一起的状态。另外，研磨材料颗粒为至少包含氧化铝的颗粒即可。

接着，对本发明的实施例1～3的介质、以及用于与本发明比较的比较例1、2的介质进行说明。比较例1为一直以来广泛用于粗加工的介质的组成的一例。比较例2为在用于光泽加工的氧化铝主体的粘合材料中混合研磨材料颗粒使研磨力能够实现粗加工而配合的例子。实施例1～3与比较例1、2的各成分的比例如表1所示。

[表1]

	比较例1	比较例2	实施例1	实施列2	实施例3
						氧化铝	54%	88%	72%	70%	70%
二氧化硅	41%	10%	16%	19%	19%
						氧化锆	0%	0%	5.5%	5.9%	5.5%
氧化钙	0.1%	0.4%	1.4%	1.3%	1.3%

实施例1～3的介质和比较例1～2的介质例如可以通过接下来说明的与以往同样的方法得到。需要说明的是，制造方法并非限于此，可以根据相应于研磨目的而决定的介质的形状适宜选择一直以来惯用的方法来制造。

首先，如表1的各配合率所示将各原料混合，加入约15%的水而混炼成浆料，将得到的浆料投入挤出成形机中成形为1边为约15mm左右的三角柱状，将其切断为长度（三角柱的高度）约15mm左右，使其干燥而得到介质坯体。

接着，将得到的介质坯体放入耐热容器，在有温度管理的烧成炉内在温度1300℃～1500℃下烧成约2小时，从而得到各介质。此时，烧结温度低于1300℃时，介质的强度降低，烧成温度高于1500℃时，无法保持介质的形状。另外，对于温度1300℃～1500℃的范围内的优选的烧成温度（例如为约1400℃），需要根据介质的组成来调节，因此，自不必说，欲对新成分、新形状的介质进行烧成时，需要事先制作试样，对其进行烧成试验来调查优选的烧成温度。

在新东工业（株）制的滚筒研磨装置（POWER ROLL FLOW EVFX-1）中加入得到的介质12升、水10升、以及复合物（compounds）7毫升。混入直径22mm且长度15mm的圆柱状的碳素钢（S45C JIS规格）（C：0.42%～0.48%、Si：0.15%～0.35%、Mn：0.60%～0.90%、P：0.03%以下、S：0.035%以下）制的试验片作为被加工物，实施1小时的研磨测试。图2中示出了对研磨石的重量減少的比例进行测定而求出的损耗率的结果。图3中示出了对试验片的重量減少量进行测定而求出的研磨量（作为表示研磨力的标志）的结果。图2和图3中，E1、E2、E3分别表示实施例1、2、3的结果，CE1、CE2表示比较例1、2的结果。图2中的纵轴表示损耗率（%），图3中的纵轴表示研磨量（mg）。

根据图2的结果可知，对于损耗率，相对于比较例1（以往广泛使用的例子）为8.62%，比较例2（氧化铝主体的组成的例子）为5.20%，与比较例1相比得到了改善（比较例1的60%左右）。实施例1中，通过配合氧化锆成分，可以使损耗率为3.34%，显示出与比较例1、2相比得到了大幅改善（比较例1的39%左右、比较例2的64%左右）。在实施例2、3的情况下也得到了与实施例1大致同样的结果。

另外，根据图3的结果可知，相对于比较例1的研磨量为207mg、比较例2的研磨量为191.5mg，实施例1为162.5mg，随着损耗率的減少，研磨力減少。一般认为，损耗率与研磨力（研磨量）存在比例的关系，对相对于介质的损耗率1%的研磨量进行比较时，相对于比较例1中为24.0、比较例2中为36.8，实施例1中为48.7，可以确认实施例1的研磨效率非常高。在实施例2、3的情况下也得到了与实施例1大致同样的结果，可以确认该实施例的研磨效率非常高。

如上所述，实施例1～3的介质能够在实现粗加工研磨的同时实现耐磨性的提高。与以往（比较例1）的介质相比，损耗率达到约40%，达到2倍以上的寿命，且淤渣的产生量也減少，可大幅削减产业废弃物的产生量，可有助于环境负荷的降低。

本发明人等发现了，通过在韧性（toughness）低的氧化铝中添加韧性高的氧化锆，耐摩性得到提高，基于该见解，通过采用以氧化铝为介质的主要成分、并适当添加了氧化锆成分的配合，可以得到能够在实现粗加工研磨的同时实现耐磨性的提高的范围。

应用了本发明的滚筒研磨用无机介质通过将粘土质微粒和研磨材料颗粒的混合材料烧结，包含如上所述的成分状态的氧化铝、二氧化硅、氧化锆和氧化钙，能够在实现粗加工研磨的同时实现耐磨性的提高，由此实现了由产业废弃物的减少带来的成本削減和环境负荷的降低。

需要说明的是，上述的介质不限于三角柱形的形状的介质，也可以为球形、圆柱形、圆柱的截面为椭圆形状的形状、包含三角锥形在内的各种角锥形、包含三角柱形在内的各种角柱形等。另外，还可以为将圆柱、角柱沿着相对于与其轴（这里的轴是指例如与圆形、三角形截面垂直的方向）垂直的平面具有规定的角度的平面切断的形状。进而，还可以为大致三角柱形状的侧面向内侧凹陷、该大致三角柱形状的构成三角形的各顶角部分为圆弧形状（例如参照日本特开2003-231053号公报）的形状，更进而，还可以为将这些形状沿着相对于与其轴垂直的平面具有规定的角度的平面切断的形状。

附图标记说明

1 滚筒研磨用无机介质

E1、E2、E3 实施例1、2、3的结果

CE1、CE2 比较例1、2的结果

Claims

1.一种滚筒研磨用无机介质，其特征在于，其为烧结体，

所述无机介质至少包含60重量%～80重量%的氧化铝、10重量%～30重量%的二氧化硅、4重量%～8重量%的氧化锆和1重量%～3重量%的氧化钙。

2.根据权利要求1所述的滚筒研磨用无机介质，其中，所述烧结体为将包含粘土质微粒和研磨材料颗粒的混合材料烧结而成的烧结体。