JP2000141231A - ベース円板型研削砥石 - Google Patents
ベース円板型研削砥石Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高周速の回転に耐え得る強度を有し軽量で伸び
が小さく、かつベース円板の再利用を可能とするベース
円板型研削砥石を提供すること。 【解決手段】前記ベース円板がＳｉを主成分とする急冷
凝固アルミニウム合金で、Ｓｉ：１５〜４０ｗｔ％とＣ
ｕ：０．５〜６ｗｔ％とＭｇ：０．２〜３ｗｔ％とを含
有し残部が実質的にアルミニウム及び不可避的不純物で
あって、合金中のＳｉ粒子の平均粒子径が５μｍ以下、
合金中の気孔率が１ｖｏｌ％以下、該ベース円板の引張
強度と比重の比（引張強度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ
３］）が９０以上、該ベース円板の疲労強度と比重の比
（疲労強度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が３０以
上、とした。また、該ベース円板の急冷凝固アルミニウ
ム合金において、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉの１種を少なくとも
３〜１０ｗｔ％を含有させた。
が小さく、かつベース円板の再利用を可能とするベース
円板型研削砥石を提供すること。 【解決手段】前記ベース円板がＳｉを主成分とする急冷
凝固アルミニウム合金で、Ｓｉ：１５〜４０ｗｔ％とＣ
ｕ：０．５〜６ｗｔ％とＭｇ：０．２〜３ｗｔ％とを含
有し残部が実質的にアルミニウム及び不可避的不純物で
あって、合金中のＳｉ粒子の平均粒子径が５μｍ以下、
合金中の気孔率が１ｖｏｌ％以下、該ベース円板の引張
強度と比重の比（引張強度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ
３］）が９０以上、該ベース円板の疲労強度と比重の比
（疲労強度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が３０以
上、とした。また、該ベース円板の急冷凝固アルミニウ
ム合金において、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉの１種を少なくとも
３〜１０ｗｔ％を含有させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は研削面に砥粒層を接
合した回転研削用のベース円板型研削砥石に関し、特に
ダイヤモンド、ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）等の超砥粒層
を接合した高周速回転研削用のベース円板型研削砥石に
関する。
合した回転研削用のベース円板型研削砥石に関し、特に
ダイヤモンド、ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）等の超砥粒層
を接合した高周速回転研削用のベース円板型研削砥石に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ビトリファイドｃＢＮ砥石を用いて行う
高周速研削は、ドレス寿命の向上、砥石摩耗の減少、高
能率、及び高品位加工を可能にするといった利点を有す
る。従来、高周速研削は幅薄の円筒外周研削の分野を中
心に実用化されてきたが、砥石幅の広いセンタレス研削
の分野においても使用周速度の高周速化を求める動きが
ある。ここで問題となるのは高周速度下での安全性を保
証することである。一般に、取付け穴を有し回転させて
使用する研削砥石においては、穴部の周辺に最大の作用
応力がかかるため、穴の内壁が砥石材料の破壊強度に達
すれば、砥石は破壊する。
高周速研削は、ドレス寿命の向上、砥石摩耗の減少、高
能率、及び高品位加工を可能にするといった利点を有す
る。従来、高周速研削は幅薄の円筒外周研削の分野を中
心に実用化されてきたが、砥石幅の広いセンタレス研削
の分野においても使用周速度の高周速化を求める動きが
ある。ここで問題となるのは高周速度下での安全性を保
証することである。一般に、取付け穴を有し回転させて
使用する研削砥石においては、穴部の周辺に最大の作用
応力がかかるため、穴の内壁が砥石材料の破壊強度に達
すれば、砥石は破壊する。
【０００３】そこで、高速回転するビトリファイド研削
砥石の取付け穴周辺を研削砥石材料よりも強度の高い材
料に置換えることによって、砥石の破壊周速度を高める
ことができる。具体的には、鋼製、アルミニウム製ある
いはＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）製のベース
円板にリング又はセグメント形状の砥石を接着した研削
砥石がある。
砥石の取付け穴周辺を研削砥石材料よりも強度の高い材
料に置換えることによって、砥石の破壊周速度を高める
ことができる。具体的には、鋼製、アルミニウム製ある
いはＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）製のベース
円板にリング又はセグメント形状の砥石を接着した研削
砥石がある。
【０００４】しかしベース円板に鋼を用いるとセンタレ
ス研削砥石等の大物砥石は、１００Ｋｇを越えるような
重量となることがあり、研削盤の出力・軸剛性等を改良
するか研削盤自体を高剛性なものに置換えるなどの対策
が必要で採用は困難であった。また、ＣＦＲＰはベース
円板としては優れた材料であるが、種々の問題が残され
ている。たとえば、疑似等方積層法に於いては厚みの大
きなベース円板は製造が困難であり、また、ベース円板
の伸びを抑制して砥石部にかかる応力を低下させるため
には高弾性率の炭素繊維を用いなければならず製造コス
トが高くなる欠点がある。そこで、特開平６−９１５４
２号公報にはＣＦＲＰをベース円板の外周層のみに用
い、心材を別に用意し２重構造とすることが提案されて
いる。この方法によれば使用するＣＦＲＰ量を減らすこ
とができ、かつ外周部の伸びを小さくできることなどの
優位性が生れる。しかし、超高周速の範囲では経済的メ
リットを出しやすいが使用周速度が６０ｍ／ｓを越え１
００ｍ／ｓ以下程度の範囲では周速度向上による研削性
能の向上メリットは小さく、この方法に於いてもベース
円板の価格上昇分を吸収することが困難であった。ま
た、再利用の際には、ＣＦＲＰを使用しているため、セ
グメント砥石部を焼剥がすことができず物理的に削り落
す必要があり高コストになりやすく、またＣＦＲＰの一
部も削られるため外径が次第に小さくなり再利用には限
度があった。また、廃棄となった場合ＣＦＲＰ自体はリ
サイクルすることができないため環境に対しても不利と
なる。
ス研削砥石等の大物砥石は、１００Ｋｇを越えるような
重量となることがあり、研削盤の出力・軸剛性等を改良
するか研削盤自体を高剛性なものに置換えるなどの対策
が必要で採用は困難であった。また、ＣＦＲＰはベース
円板としては優れた材料であるが、種々の問題が残され
ている。たとえば、疑似等方積層法に於いては厚みの大
きなベース円板は製造が困難であり、また、ベース円板
の伸びを抑制して砥石部にかかる応力を低下させるため
には高弾性率の炭素繊維を用いなければならず製造コス
トが高くなる欠点がある。そこで、特開平６−９１５４
２号公報にはＣＦＲＰをベース円板の外周層のみに用
い、心材を別に用意し２重構造とすることが提案されて
いる。この方法によれば使用するＣＦＲＰ量を減らすこ
とができ、かつ外周部の伸びを小さくできることなどの
優位性が生れる。しかし、超高周速の範囲では経済的メ
リットを出しやすいが使用周速度が６０ｍ／ｓを越え１
００ｍ／ｓ以下程度の範囲では周速度向上による研削性
能の向上メリットは小さく、この方法に於いてもベース
円板の価格上昇分を吸収することが困難であった。ま
た、再利用の際には、ＣＦＲＰを使用しているため、セ
グメント砥石部を焼剥がすことができず物理的に削り落
す必要があり高コストになりやすく、またＣＦＲＰの一
部も削られるため外径が次第に小さくなり再利用には限
度があった。また、廃棄となった場合ＣＦＲＰ自体はリ
サイクルすることができないため環境に対しても不利と
なる。
【０００５】そこで、改良したアルミ合金をベース円板
として使用することが考えられている。たとえば、特開
平７−１１６９６３号公報にはアルミニウム合金粉末と
Ｓｉ粉末を用い粉末冶金法により圧縮・加熱してベース
円板を製造することが記載されている。しかし、この方
法ではＳｉ粉末の分散が不十分で均一性が悪く強度が
低い。ベース円板１枚につき１回製造する必要があり
高コストとなる。鍛造・押出し加工がされておらず気
孔率が大きいため耐食性が低い。厚みの大きなものが
製造できない。などの欠点があった。すなわち、強度が
低いため砥石を高周速で使用することが困難であり、気
孔率が大きいと研削液によってはアルミニウム合金を腐
食させるものがあり、ベース円板自体の劣化により耐久
性が問題となっていた。
として使用することが考えられている。たとえば、特開
平７−１１６９６３号公報にはアルミニウム合金粉末と
Ｓｉ粉末を用い粉末冶金法により圧縮・加熱してベース
円板を製造することが記載されている。しかし、この方
法ではＳｉ粉末の分散が不十分で均一性が悪く強度が
低い。ベース円板１枚につき１回製造する必要があり
高コストとなる。鍛造・押出し加工がされておらず気
孔率が大きいため耐食性が低い。厚みの大きなものが
製造できない。などの欠点があった。すなわち、強度が
低いため砥石を高周速で使用することが困難であり、気
孔率が大きいと研削液によってはアルミニウム合金を腐
食させるものがあり、ベース円板自体の劣化により耐久
性が問題となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上の事情に鑑みて、
本発明は高周速の回転に耐え得る強度を有し軽量であ
り、かつベース円板の再利用を可能とするベース円板型
研削砥石を提供することを課題とする。
本発明は高周速の回転に耐え得る強度を有し軽量であ
り、かつベース円板の再利用を可能とするベース円板型
研削砥石を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のベース円板型研削砥石は、砥粒層をベース
円板に接着してなる回転研削用の研削砥石であって、前
記ベース円板がＳｉを主成分とする急冷凝固アルミニウ
ム合金で、Ｓｉ：１５〜４０ｗｔ％とＣｕ：０．５〜６
ｗｔ％とＭｇ：０．２〜３ｗｔ％とを含有し残部が実質
的にアルミニウム及び不可避的不純物であって、合金中
のＳｉ粒子の平均粒子径が５μｍ以下、合金中の気孔率
が１ｖｏｌ％以下、該ベース円板の引張強度と比重の比
（引張強度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が９０以
上、該ベース円板の疲労強度と比重の比（疲労強度［Ｍ
Ｐａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が３０以上、としたこと
である。
め、本発明のベース円板型研削砥石は、砥粒層をベース
円板に接着してなる回転研削用の研削砥石であって、前
記ベース円板がＳｉを主成分とする急冷凝固アルミニウ
ム合金で、Ｓｉ：１５〜４０ｗｔ％とＣｕ：０．５〜６
ｗｔ％とＭｇ：０．２〜３ｗｔ％とを含有し残部が実質
的にアルミニウム及び不可避的不純物であって、合金中
のＳｉ粒子の平均粒子径が５μｍ以下、合金中の気孔率
が１ｖｏｌ％以下、該ベース円板の引張強度と比重の比
（引張強度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が９０以
上、該ベース円板の疲労強度と比重の比（疲労強度［Ｍ
Ｐａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が３０以上、としたこと
である。
【０００８】また、該ベース円板の急冷凝固アルミニウ
ム合金において、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉの１種を少なくとも
３〜１０ｗｔ％を含有させたものである。
ム合金において、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉの１種を少なくとも
３〜１０ｗｔ％を含有させたものである。
【０００９】本発明において、あらかじめＳｉを含んだ
アルミニウム合金溶湯を急冷凝固させるため、あとで粉
末冶金工程を必要とせず、また急冷凝固させた大きな素
材を所定の寸法に切断等の加工を加えることで、一度の
合金製造プロセスでたくさんのベース円板を製造するこ
とができ、低コスト化が可能となる。
アルミニウム合金溶湯を急冷凝固させるため、あとで粉
末冶金工程を必要とせず、また急冷凝固させた大きな素
材を所定の寸法に切断等の加工を加えることで、一度の
合金製造プロセスでたくさんのベース円板を製造するこ
とができ、低コスト化が可能となる。
【００１０】ここで、Ｓｉ含有量を１５ｗｔ％以上とし
ているため、弾性率が高い。高周速時の遠心力による
伸び・変形が小さく砥石層の剥離周速度が高くなる。
熱膨張係数が低い・・・熱による変形が小さく、砥石と
ベース円板の接着残留応力が小さくでき、接着強度が高
くなる。また、加工精度への影響が小さい。といった超
高周速研削回転砥石に有利な効果を生ずる。また、Ｓｉ
含有量を４０ｗｔ％以下としているため、ベース円板が
過度に脆くなることを防いでいる。
ているため、弾性率が高い。高周速時の遠心力による
伸び・変形が小さく砥石層の剥離周速度が高くなる。
熱膨張係数が低い・・・熱による変形が小さく、砥石と
ベース円板の接着残留応力が小さくでき、接着強度が高
くなる。また、加工精度への影響が小さい。といった超
高周速研削回転砥石に有利な効果を生ずる。また、Ｓｉ
含有量を４０ｗｔ％以下としているため、ベース円板が
過度に脆くなることを防いでいる。
【００１１】一般にＳｉを多く含むアルミニウム合金は
脆くなりやすく、強度に問題が起りやすいが、本アルミ
ニウム合金に用いるＳｉ粒子は５μｍ以下と小さくし、
合金中に均一に分散させることで、高強度と高い安定性
が得られる。
脆くなりやすく、強度に問題が起りやすいが、本アルミ
ニウム合金に用いるＳｉ粒子は５μｍ以下と小さくし、
合金中に均一に分散させることで、高強度と高い安定性
が得られる。
【００１２】Ｃｕ及びＭｇは共存して合金を時効・析出
処理することでＡｌ２ＣｕＭｇ層を形成し、常温の強度
を高める。好ましくはそれぞれ０．５〜６％及び０．２
〜３％であり、下限未満では効果が少なく、上限以上で
は耐食性や切削性が劣化する。また、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ
の１種を少なくとも３〜１０ｗｔ％を含有することで引
張強度や疲労強度を高めることができる。下限未満では
効果が少なく、上限以上では加工性が劣化する。
処理することでＡｌ２ＣｕＭｇ層を形成し、常温の強度
を高める。好ましくはそれぞれ０．５〜６％及び０．２
〜３％であり、下限未満では効果が少なく、上限以上で
は耐食性や切削性が劣化する。また、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ
の１種を少なくとも３〜１０ｗｔ％を含有することで引
張強度や疲労強度を高めることができる。下限未満では
効果が少なく、上限以上では加工性が劣化する。
【００１３】さらに、気孔率を１ｖｏｌ％以下としてい
るため強度が高く研削液に侵されにくい。
るため強度が高く研削液に侵されにくい。
【００１４】また、該ベース円板の引張強度と比重の比
（引張強度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が９０以
上、該ベース円板の疲労強度と比重の比（疲労強度［Ｍ
Ｐａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が３０以上、としたこと
により安全性が高く長時間の使用・再利用が可能とな
る。
（引張強度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が９０以
上、該ベース円板の疲労強度と比重の比（疲労強度［Ｍ
Ｐａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が３０以上、としたこと
により安全性が高く長時間の使用・再利用が可能とな
る。
【００１５】さらに、アルミニウム合金素材自体の再利
用が可能であり、環境問題を考えると有利である。な
お、本発明について「高周速研削」という場合、別段の
定義がない場合は周速度６０ｍ／ｓ以上の場合をいう。
さらに、本発明のベース円板型研削砥石は、周速度１０
０、１２０、１４０又は１６０ｍ／ｓ以上の超高周速研
削にも好適である。以下本発明の実施例を比較例と対比
して説明する。
用が可能であり、環境問題を考えると有利である。な
お、本発明について「高周速研削」という場合、別段の
定義がない場合は周速度６０ｍ／ｓ以上の場合をいう。
さらに、本発明のベース円板型研削砥石は、周速度１０
０、１２０、１４０又は１６０ｍ／ｓ以上の超高周速研
削にも好適である。以下本発明の実施例を比較例と対比
して説明する。
【００１６】
【実施例】［ベース円板製造工程］ １．表１に示すアルミニウム溶湯を用意する。なお、用
いたＳｉの平均粒子径は２μｍである。 ２．溶湯の急冷凝固 アルミニウム合金溶湯流に窒素ガスを吹付けスプレーす
る。細かく噴霧された液滴は、飛散中に窒素ガスにより
急速に冷却され凝固を開始する。粒子中の半溶融・溶融
粒子が粒子間の接着剤の役割を果す。付着直後、ガスの
対流冷却で凝固し、最終的にビレットが得られた。（ビ
レット寸法：φ４００×７５０ｍｍ） ３．表層部の除去 やや気孔率の大きい表層の５ｍｍ程度の部分を切削加工
等で除去する。 ４．切断 所定の厚み５００ｍｍに切断する。 ５．鍛造（押出し） φ５００の金型内でホットプレスする。 （プレス後寸
法：φ５００×４８０ｍｍ）または押出し加工により、
所望の外径にすることも可能である。（例えば、φ５０
に） ６．切削加工 ベース円板を所望の形状に加工する。（ホイール破壊試
験用：φ２３７×３０Ｔ×２０Ｈ）
いたＳｉの平均粒子径は２μｍである。 ２．溶湯の急冷凝固 アルミニウム合金溶湯流に窒素ガスを吹付けスプレーす
る。細かく噴霧された液滴は、飛散中に窒素ガスにより
急速に冷却され凝固を開始する。粒子中の半溶融・溶融
粒子が粒子間の接着剤の役割を果す。付着直後、ガスの
対流冷却で凝固し、最終的にビレットが得られた。（ビ
レット寸法：φ４００×７５０ｍｍ） ３．表層部の除去 やや気孔率の大きい表層の５ｍｍ程度の部分を切削加工
等で除去する。 ４．切断 所定の厚み５００ｍｍに切断する。 ５．鍛造（押出し） φ５００の金型内でホットプレスする。 （プレス後寸
法：φ５００×４８０ｍｍ）または押出し加工により、
所望の外径にすることも可能である。（例えば、φ５０
に） ６．切削加工 ベース円板を所望の形状に加工する。（ホイール破壊試
験用：φ２３７×３０Ｔ×２０Ｈ）
【００１７】
【表１】
【００１８】上記製法により、実施例１及び２のベース
円板を得た。比較例１として実施例１と同一組成でかつ
特開平７−１１６９６３号公報の製法によるベース円板
を製造した。また比較例２〜４として、４Ａアルミ、硬
鋼、ＣＦＲＰ２層構造のベース円板を公知の方法により
製造した。
円板を得た。比較例１として実施例１と同一組成でかつ
特開平７−１１６９６３号公報の製法によるベース円板
を製造した。また比較例２〜４として、４Ａアルミ、硬
鋼、ＣＦＲＰ２層構造のベース円板を公知の方法により
製造した。
【００１９】［素材物性確認試験］素材物性を確認する
ために引張試験、疲労試験、環境試験を行った。 引張試験：測定部 ７ｍｍ×３ｍｍのストレート部 疲労試験：小野式回転曲げ試験（１７５０ｒｐｍ）
測定部 φ８×１５ｍｍ の円柱形状部 環境試験：交互浸漬環境試験 試験液：研削液（ケミカルソリューションタイプ：希釈
倍率５０倍）、４０℃の試験液に３０ｍｉｎ浸漬、５０
℃にて３０ｍｉｎ乾燥の繰返し、試験期間：１週間 試験片素材（４０ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍ）の寸法減少を
測定。 得られた結果を表２に示す。
ために引張試験、疲労試験、環境試験を行った。 引張試験：測定部 ７ｍｍ×３ｍｍのストレート部 疲労試験：小野式回転曲げ試験（１７５０ｒｐｍ）
測定部 φ８×１５ｍｍ の円柱形状部 環境試験：交互浸漬環境試験 試験液：研削液（ケミカルソリューションタイプ：希釈
倍率５０倍）、４０℃の試験液に３０ｍｉｎ浸漬、５０
℃にて３０ｍｉｎ乾燥の繰返し、試験期間：１週間 試験片素材（４０ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍ）の寸法減少を
測定。 得られた結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】実施例１の急冷凝固アルミニウムは比較例
１の粉末冶金アルミニウムと比較して、比重・弾性率・
熱膨張係数は同等であるが、引張強度、疲労強度とも高
く、高周速砥石用ベース円板として有利であることがわ
かる。また、素材（４０ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍ）の浸漬
試験では、比較例１の粉末冶金アルミニウムより実施例
１及び２の急冷凝固アルミニウムの方が寸法減少量が小
さく耐食性に優れることがわかる。なお、耐食性が非常
に問題となる場合にはベース円板表面をアルマイト処理
するなどすると、防ぐことができる。
１の粉末冶金アルミニウムと比較して、比重・弾性率・
熱膨張係数は同等であるが、引張強度、疲労強度とも高
く、高周速砥石用ベース円板として有利であることがわ
かる。また、素材（４０ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍ）の浸漬
試験では、比較例１の粉末冶金アルミニウムより実施例
１及び２の急冷凝固アルミニウムの方が寸法減少量が小
さく耐食性に優れることがわかる。なお、耐食性が非常
に問題となる場合にはベース円板表面をアルマイト処理
するなどすると、防ぐことができる。
【００２２】［ホイール破壊強度の確認］前述の実施例
１の製法により、ベース円板（φ２３７×３０Ｔ×２０
Ｈ）を得る。別途、セグメント砥石（４０長×３０幅×
７厚）を製造したあとでベース円板に接着し、その後で
外周及び両端部を研削仕上加工し試験砥石（φ２５０×
３０Ｔ×２０Ｈ）を得た。接着剤としては、エポキシ系
接着剤を用いた。なお、セグメント砥石の超砥粒砥石層
部（３ｍｍ厚）の構造は次の通りである。 ・ｃＢＮ砥粒（＃８０／＃１００） ・・・５０容量部 ・ビトリファイドボンド ・・・１６容量部 ・気孔 ・・・３４容量部 また、下地層部（４ｍｍ厚）の構造は次の通りである。 ・ムライト粉末（＃１８０／＃２２０） ・・・５０容量部 ・ビトリファイドボンド ・・・１６容量部 ・気孔 ・・・３４容量部 完成品をスピンテスターにて真空中で破壊試験を行っ
た。破壊周速度は３３５ｍ／ｓであった。使用周速度を
破壊周速度の１／２とすると１６７ｍ／ｓとなる。ま
た、破壊時の外周部歪みはＦＥＭ解析から、５．９×１
０−４であった。
１の製法により、ベース円板（φ２３７×３０Ｔ×２０
Ｈ）を得る。別途、セグメント砥石（４０長×３０幅×
７厚）を製造したあとでベース円板に接着し、その後で
外周及び両端部を研削仕上加工し試験砥石（φ２５０×
３０Ｔ×２０Ｈ）を得た。接着剤としては、エポキシ系
接着剤を用いた。なお、セグメント砥石の超砥粒砥石層
部（３ｍｍ厚）の構造は次の通りである。 ・ｃＢＮ砥粒（＃８０／＃１００） ・・・５０容量部 ・ビトリファイドボンド ・・・１６容量部 ・気孔 ・・・３４容量部 また、下地層部（４ｍｍ厚）の構造は次の通りである。 ・ムライト粉末（＃１８０／＃２２０） ・・・５０容量部 ・ビトリファイドボンド ・・・１６容量部 ・気孔 ・・・３４容量部 完成品をスピンテスターにて真空中で破壊試験を行っ
た。破壊周速度は３３５ｍ／ｓであった。使用周速度を
破壊周速度の１／２とすると１６７ｍ／ｓとなる。ま
た、破壊時の外周部歪みはＦＥＭ解析から、５．９×１
０−４であった。
【００２３】次に、センターレス砥石に適用した場合を
考える。 ベース円板：φ４３９×１００Ｔ×２０３．２Ｈ 砥石 ：φ４５５×１００Ｔ×２０３．２Ｈ 使用周速度を１００ｍ／ｓと設定し、ＦＥＭ解析により
ベース円板穴部にかかる応力を計算すると約２３ＭＰａ
となり、表２の実施例１の物性値より疲労強度で約４
倍、引張強度で約１１倍の安全率となることがわかる。
また、外周部歪みもＦＥＭ解析から、０．９８×１０
−４と計算され、外周部歪みが上記破壊試験の実測値
５．９×１０−４の時に破壊すると仮定すると、外周部
歪みは砥石周速の２乗に比例するので（５．９×１０
−４／０．９８×１０−４）１／２＝２．５倍の安全率
となる。以上から砥石、及びベース円板の安全性が確認
される。また、ベース円板の安全性の指標としては、対
比重当りの疲労強度で３倍、引張強度で１０倍程度必要
と考えられ、 ２３× ３／２．６＝２７ ２３×１０／２．６＝８８ となり、疲労強度と比重の比が３０ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３
以上、引張強度と比重の比が９０ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３以
上程度、必要であることがわかる。ここで、表２を参照
すると、従来の比較例１、２では疲労強度と比重の比及
び引張強度と比重の比のいずれもその値に達していない
が、本実施例１、２では両方が満足されており、高い安
全性が確保されている。
考える。 ベース円板：φ４３９×１００Ｔ×２０３．２Ｈ 砥石 ：φ４５５×１００Ｔ×２０３．２Ｈ 使用周速度を１００ｍ／ｓと設定し、ＦＥＭ解析により
ベース円板穴部にかかる応力を計算すると約２３ＭＰａ
となり、表２の実施例１の物性値より疲労強度で約４
倍、引張強度で約１１倍の安全率となることがわかる。
また、外周部歪みもＦＥＭ解析から、０．９８×１０
−４と計算され、外周部歪みが上記破壊試験の実測値
５．９×１０−４の時に破壊すると仮定すると、外周部
歪みは砥石周速の２乗に比例するので（５．９×１０
−４／０．９８×１０−４）１／２＝２．５倍の安全率
となる。以上から砥石、及びベース円板の安全性が確認
される。また、ベース円板の安全性の指標としては、対
比重当りの疲労強度で３倍、引張強度で１０倍程度必要
と考えられ、 ２３× ３／２．６＝２７ ２３×１０／２．６＝８８ となり、疲労強度と比重の比が３０ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３
以上、引張強度と比重の比が９０ＭＰａ／ｇ／ｃｍ３以
上程度、必要であることがわかる。ここで、表２を参照
すると、従来の比較例１、２では疲労強度と比重の比及
び引張強度と比重の比のいずれもその値に達していない
が、本実施例１、２では両方が満足されており、高い安
全性が確保されている。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、軽量で且つベース円板
の伸びが小さく疲労強度の高い高周速研削が可能な回転
研削用砥石が提供される。従って、本発明は砥石幅が大
きく重くなりがちな大型回転研削砥石に好適に用いられ
る。また、気孔率も １ｖｏｌ％以下としているため強
度が高く研削液に侵されにくい。さらに、急冷凝固させ
た大きな素材を所定の寸法に切断等の加工を加えること
で、一度の合金製造プロセスでたくさんのベース円板を
製造することができ、低コスト化が可能となる。
の伸びが小さく疲労強度の高い高周速研削が可能な回転
研削用砥石が提供される。従って、本発明は砥石幅が大
きく重くなりがちな大型回転研削砥石に好適に用いられ
る。また、気孔率も １ｖｏｌ％以下としているため強
度が高く研削液に侵されにくい。さらに、急冷凝固させ
た大きな素材を所定の寸法に切断等の加工を加えること
で、一度の合金製造プロセスでたくさんのベース円板を
製造することができ、低コスト化が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 健二 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 Ｆターム(参考） 3C063 AA02 AB03 BA03 BB02 BG01 BG02 BG07 BH07 FF23 FF30
Claims (2)
- 【請求項１】砥粒層をベース円板に接着してなるベース
円板型の回転研削砥石において、 前記ベース円板がＳｉを主成分とする急冷凝固アルミニ
ウム合金であり、Ｓｉ：１５〜４０ｗｔ％とＣｕ：０．
５〜６ｗｔ％とＭｇ：０．２〜３ｗｔ％とを含有し残部
が実質的にアルミニウム及び不可避的不純物であって、
合金中のＳｉ粒子の平均粒子径が５μｍ以下、合金中の
気孔率が１ｖｏｌ％以下、該ベース円板の引張強度と比
重の比（引張強度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が
９０以上、該ベース円板の疲労強度と比重の比（疲労強
度［ＭＰａ］／比重［ｇ／ｃｍ３］）が３０以上、であ
ることを特徴とするベース円板型研削砥石。 - 【請求項２】該ベース円板において、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ
の１種を少なくとも３〜１０ｗｔ％を含有することを特
徴とする請求項１記載のベース円板型研削砥石。
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| DE102016105049B4 (de) * | 2016-03-18 | 2018-09-06 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Wiederbelegung eines Schleifwerkzeugs sowie wiederbelegbares Schleifwerkzeug hierzu |
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| JPS58191779A (ja) * | 1982-05-01 | 1983-11-09 | Showa Denko Kk | 立方晶ｂｎ砥粒の改質法及び砥石の製造法 |
| US5552110A (en) * | 1991-07-26 | 1996-09-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heat resistant magnesium alloy |
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| JP2514542B2 (ja) | 1992-09-08 | 1996-07-10 | 大阪ダイヤモンド工業株式会社 | 超砥粒砥石 |
| JP2781131B2 (ja) * | 1993-08-30 | 1998-07-30 | 住友軽金属工業株式会社 | 低線膨張急冷凝固アルミニウム合金およびその製造方法 |
| JP3189535B2 (ja) * | 1993-10-27 | 2001-07-16 | 豊田工機株式会社 | 砥石車 |
| JP2884031B2 (ja) * | 1993-12-17 | 1999-04-19 | 旭ダイヤモンド工業株式会社 | メタルボンド超砥粒砥石及びその製造方法 |
| JPH0890424A (ja) * | 1994-09-22 | 1996-04-09 | Mitsui Kensaku Toishi Kk | 研削砥石用の円盤状基台 |
| JPH08243926A (ja) * | 1995-03-08 | 1996-09-24 | Osaka Diamond Ind Co Ltd | 超砥粒砥石及びその製造方法 |
| JP2835425B2 (ja) * | 1995-03-27 | 1998-12-14 | 大阪ダイヤモンド工業株式会社 | 砥石用台金並びに超砥粒砥石及びそれらの製造方法 |
| JPH09176771A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-07-08 | Osaka Diamond Ind Co Ltd | 超砥粒砥石及びその製造方法 |
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| JPH10202539A (ja) * | 1997-01-16 | 1998-08-04 | Jiibetsuku Technol:Kk | 加工材並びに回転工具 |
| US6074278A (en) * | 1998-01-30 | 2000-06-13 | Norton Company | High speed grinding wheel |
-
1998
- 1998-11-06 JP JP35371498A patent/JP3426522B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1999
- 1999-11-05 KR KR1020007007457A patent/KR100611936B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-11-05 WO PCT/JP1999/006186 patent/WO2000027593A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1999-11-05 EP EP99954415A patent/EP1046465A4/en not_active Withdrawn
- 1999-11-05 US US09/582,704 patent/US6319109B1/en not_active Expired - Fee Related
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| CN110125819A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-16 | 郑州中岳机电设备有限公司 | 一种梯型钢板为底层的金属结合剂砂轮 |
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