JP2003165056A

JP2003165056A - 鋳鉄管内面粗研削仕上用の溶浸焼結砥石の製造方法

Info

Publication number: JP2003165056A
Application number: JP2001361117A
Authority: JP
Inventors: Makoto Saito; 誠斉藤
Original assignee: TONE MATERIAL KK
Current assignee: TONE MATERIAL KK
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2003-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】鋳鉄管の内面粗研削仕上用の砥石で、砥石の
長寿命化と安全性や環境改善を図り、かつ生産性向上と
経済的にも供給可能な粗研削用砥石を製造する。【解決手段】ダクタイル鋳鉄管内面粗研削用砥石の製
法において、円筒母型１１の内面にダイヤモンド砥粒
９を一層接着散在固定する。この成形組型の空間に骨
材（金属粉末）１５を充填する。成形組型に金属ろう
材１６を高温加熱して溶融浸透させダイヤモンド砥粒９
と骨材１５を一体化して焼結金属８を形成する。焼結
金属８の外表面を溶解して任意の砥粒突出量を形成する
（図４）。これにより、砥石の長寿命化と安全性が顕著
に向上し、環境改善と経済的生産性が可能となる。特に
粒径20〜60メッシュ、砥粒の比表面積あたりの集中度60
〜150％、砥粒突出量10〜30％、焼結金属の硬さＨＢ200
以下にすると好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋳鉄管内面粗研削仕
上用焼結砥石の製造方法に係り、特に、ダクタイル鋳鉄
管の内面仕上げ用砥石において、優れた耐久性、安全性
のほか、生産性に優れた溶浸焼結砥石で、主としてダク
タイル鋳鉄管の内面コーティングの前処理としての粗研
削仕上げに使用される焼結砥石の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダクタイル鋳鉄管は、上水道または下水
道用配管材として多用されているが、特に、上水道用の
鋳鉄管は飲料水としての配管材であり、配管内の水質汚
染や錆発生を防止する目的で、鋳鉄管の内面にモルタル
コンクリートのライニングで内張りをしたり、最近では
エポキシ系樹脂をコーティングした粉体塗装管が採用さ
れるようになっている。

【０００３】その結果、遠心鋳造法にて製造された直管
であるダクタイル鋳鉄管内面に、コーティング処理を施
す前処理として、鋳造後の内面は、酸化スケールや凹凸
面が発生しており、この内面を除去仕上げを行わない
と、コーティングの密着性の劣化の要因になるため、鋳
鉄管の内面を全体にわたり粗研削をして清浄な内面に仕
上げる必要がある。

【０００４】従来、鋳鉄管の内面粗研削工程に多用され
る研削砥石としては、一般に硬質砥粒である酸化物や炭
化物の砥粒と、結合剤であるフェノール樹脂とを混錬し
た後に成形して焼結された、いわゆるレジンボンド砥石
や、結合剤がガラス系であるビトリファイドボンド砥石
が多用されている。

【０００５】しかしながら、これらの従来の砥石では、
研削中に砥石が破損したり耐久性が短かいので、砥石交
換のロスタイムによる生産性の低下が起こっていた。そ
のため、耐久性と安全性の高い好適な砥石が待望されて
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ダクタイル鋳鉄直管の
内面を粗研削仕上げする砥石として、従来多用されてい
るレジンボンド砥石などの研削メカニズムは、結合剤で
焼結されたアルミナや炭化珪素などの硬質砥粒と鋳鉄管
との接触により、砥粒による研削と砥粒を摩滅させなが
らの研削とを繰り返すものであり、結果として鋳物の微
細な研削切粉と摩滅された砥石の粉塵が飛散し、周囲の
環境を汚染し、且つ樹脂の燃焼による悪臭を誘発すると
いう問題があった。

【０００７】さらに研削時に振動や衝撃が加わり、砥石
自体が破損したり、環境衛生上あるいは安全面からも問
題点を有し、その上、砥石の摩耗に伴う頻繁な砥石の交
換によって、作業時間のロスタイムにつながり、生産性
が低下するなど多くの問題点を有していることが判明
し、本出願人らによってこれらの問題点を解決する砥石
として電着ダイヤモンド砥石の研究開発も推進されてい
る。

【０００８】鉄の切断や研削には、ダイヤモンド砥石は
不適合と考えられていたが、一般に鋳鉄の組成ではＣ、
Ｓｉが多く組織的に析出点在する遊離グラファイトが、
切断や研削に際し固形潤滑剤の役割をなすことと、鋼に
比べ脆弱であることとにより、結果として電着ダイヤモ
ンド砥石は、従来のレジンボンド砥石などの耐久性や環
境などの問題はある程度大きく改善するに至ったが、全
ての課題要件を満足できるものではなく、電着砥石との
比較試験による問題点は下記に述べるとおりであった。

【０００９】（１）すなわち、電着ダイヤモンド砥石は
レジンボンド砥石などで発生する粉塵などの環境改善効
果は発揮できたが、耐久性的にレジンボンド砥石の１０
倍程度であり、そのため、経済性に問題があった。

【００１０】（２）電着砥石での研削作用は、製法上、
夫々のダイヤモンドの頭が不揃いのため、研削当初は、
頭の高い砥粒が作用するので、作用するダイヤモンドが
少ないため初期の研削特性は良いが、継続して使用して
いく過程で、最初に作用したダイヤモンドがフラット摩
耗をきたし、その砥粒が逆にブレーキとして作用し、徐
々に研削力が低下する。寿命と判定されたダイヤモンド
を検鏡すると、ある程度、未作用のダイヤモンド砥粒が
残存している状態のままで研削力が低下して寿命となっ
ている。

【００１１】（３）自動粗仕上げの機械装置では、長尺
回転ロッドによる研削仕上げのために発生する振動など
によって、砥粒の欠損を誘発している。特に紛体塗装管
用の粗仕上げ研削は乾式研削であり、連続研削による発
熱によって熱磨耗が助長され、これらの相乗作用によっ
て寿命となっている。

【００１２】以上説明したような事情から、電着ダイヤ
モンド砥石は、生産ラインの工業製品としては、仕上げ
コスト面から実用には至らなかった経緯もあり、さらな
る好適な砥石の開発が待望されていた。

【００１３】本発明の目的は、上記従来のレジンボンド
砥石などが有する多くの問題点を解消し、鋳鉄管の内面
粗研削仕上げ工程において、砥石の長寿命化を図ると共
に安全性や環境改善を図り、かつ生産性の向上と経済的
にも供給可能な焼結砥石を提供しようとするものであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、鋳鉄管の内面粗研削仕上げ用の焼結砥石
であって、略円筒形状の金属パイプの外表面に超硬質砥
粒を焼結した焼結砥石の製造方法において、前記超硬質
砥粒を略円筒形状のカーボン母型の内面に一層散在させ
て接着固定する工程と、前記カーボン母型の中央部に前
記金属パイプを配置した成形組型の空間部に、骨材とし
ての金属粉末を充填する工程と、前記成形組型に溶浸浸
透させるロウ材を設置して加熱することにより、前記超
硬質砥粒および前記金属粉末を溶浸焼結して前記金属パ
イプと一体化して砥石を形成する工程と、前記溶浸焼結
した砥石の表層の焼結金属を溶解し、前記超硬質砥粒が
任意の突出量を有するように薬品処理する工程と、を有
することを特徴とする。

【００１５】本発明によれば次のような作用が生じる。
すなわち、溶浸焼結された外表面のダイヤモンド等の超
硬質砥粒は、予め焼結前に定量的な大きさと適時なる粒
数が、夫々の砥粒の先端が外周に対し一定の高さに固定
されて焼結できる点と、後処理にて焼結金属を薬品で溶
解させて、ダイヤモンド砥粒が電着製法で得られるよう
に突出している点とから、全てのダイヤモンド砥粒が使
用開始当初から研削に寄与する結果となる。

【００１６】さらに、乾式による粗研削工程ラインで
も、全体のダイヤモンド砥粒が作用するため夫々の砥粒
の発熱が減少し、ダイヤモンドの熱磨耗形態が減少し
た。内面粗研削仕上げ中に鋳鉄管に接触するのはダイヤ
モンド砥粒であり、ダイヤモンド砥粒は超硬度特性をも
つ反面、脆い特性を有している。

【００１７】そのダイヤモンド砥粒の研削作用を抱きか
かえている焼結金属自体が、研削を受ける応力に耐え、
且つ稼動中の回転振動などで生じる衝撃に対して緩衝効
果を発揮する。そのために、溶浸焼結金属の機械的特性
が、例えば、ブリネル硬さＨＢ２００以下の特性を持た
せることで、ダイヤモンド砥粒の欠損形態を激減させる
ことが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の概略は、鋳
鉄直管の内面を研削する略中空円筒形状の砥石の製造方
法において、砥石表面のダイヤモンド（もしくは立方晶
窒化硼素）の砥粒の先端が一定の高さになるように、金
属ろう材を用いて溶浸焼結にて一体的に固定し、その後
薬品処理で焼結金属の表面を溶解し、全てのダイヤモン
ド砥粒を突出させて使用開始当初から研削に寄与できる
ようにした。これにより、乾式研削でも全体のダイヤモ
ンド砥粒が作用するため、砥粒の発熱が減少し、ダイヤ
モンドの熱磨耗形態が減少した。

【００１９】具体的な砥石構成は、ダイヤモンド砥粒の
粒径が２０〜６０メッシュ、比表面積あたりの集中度が
６０〜１５０％、砥石表面の砥粒突出量が、固定される
砥粒平均粒径の１０〜３０％、溶浸焼結金属の硬さがＨ
Ｂ２００以下になるようにした。

【００２０】以下、本発明の実施の形態を、添付図面を
参照して説明する。これまで鋳物の製造工場における粗
仕上げ作業工程での切断、研削用は、レジンボンド砥石
などが多用されていたが、最近はこの分野の粗仕上げ用
の工具にも、ダイヤモンド砥粒を使った電着砥石なども
普及し始めてきている。

【００２１】本出願人らも、この分野での粗仕上げ用電
着砥石の様々な研究開発実験を推進し、本願の鋳鉄管の
内面粗仕上げ用への適応の可能性も種々実験を重ねてき
た経緯をもつが、特にこの粗仕上げ工程での電着砥石に
ついて、種々の実験を繰り返し、様々な問題点を掌握し
た。

【００２２】その結果、ダイヤモンド砥粒や立方晶窒化
硼素砥粒の特性を生かし、超硬質砥粒が研削で有効に作
用することと、欠損磨耗を低減させることとを主眼とし
て構成することで、鋳鉄管の乾式内面自動研削ラインと
しての耐久性を向上させ、経済ベースに乗せることが可
能であることを見出し、本発明を完成することができた
ものである。

【００２３】図１は、本発明による焼結砥石を自動仕上
げラインに装着して、ダクタイル鋳鉄直管の内面を粗研
削しているライン装置の概要断面図であり、図２は装着
された溶浸焼結砥石の一具体例を示す取付断面図であ
る。

【００２４】図１に示すように、遠心鋳造法にて製造さ
れたダクタイル鋳鉄直管１は、定尺の多くは５〜６ｍの
長尺管であり、内面は鋳造鋳肌を呈した状態で、自動ラ
インの受台２に搬送され、受台２上で砥石３とは逆の約
７０回転／ｍｉｎで回転（Ｎ2）させ、この鋳鉄管１の
内面に、回転ロッド４の先端の回転軸に装着された溶浸
焼結砥石３が、駆動源５によって約４０００ｒｐｍ程度
の高速回転状態（Ｎ1）で挿入される。

【００２５】さらに、回転ロッド４に垂直な推力（Ｐ）
が加わって、結果として回転ロッドを介して先端の砥石
３に研削力が作用する機構であり、同時に動力装置全体
が、ベース６上のある一定の走行距離を、前後に約３５
００ｍｍ／ｍｉｎの送り速度（Ｆ）で往復動し、数回の
前後移動研削を行って、鋳鉄管１の内面の粗仕上げ工程
が完了し、次いで新たな鋳鉄管が搬送されるシステムの
自動研削装置である。

【００２６】この溶浸焼結砥石３は、図２に示すよう
に、回転ロッド４の先端回転軸６にボルト７によって締
付固定され、焼結金属８の表面に一体的に一層のダイヤ
モンド砥粒９が固結されている。

【００２７】次に、本実施形態の溶浸焼結砥石の製造方
法の詳細について説明する。図３に焼結前の全体の成形
組型を示す。溶浸焼結前の工程として、始めに、分割さ
れたカーボン母型１１の所定内面に接着材をコーティン
グして、所定量秤量された超硬質砥粒であるダイヤモン
ドもしくは立方晶窒化硼素の砥粒９を散在固定する。

【００２８】次に、前記カーボン母型１１をカーボン型
１２、１３で組み込み、さらに回転工具（回転ロッド４
等）の回転軸６に嵌合される部位に金属パイプ１４を組
み込む。この金属パイプ１４は溶浸焼結砥石の重量や強
度の関係で設定されるもので、略中空円筒形状が強度的
にも好適であるが、全体的に粉末焼結金属だけでも対応
可能な場合は、カーボン丸棒型を組み込むこともでき
る。

【００２９】次に、全体の成形型が組み込まれた空間部
分に骨材としての金属粉末１５を充填し、組型上部に溶
融浸透させる金属ろう材１６をセットし、水素雰囲気中
の炉内で高温加熱することで、金属ろう材１６を溶融浸
透させて、金属パイプ１４に骨材１５とダイヤモンド砥
粒９が一体化される焼結を完了する。

【００３０】次に、型ばらしされた溶浸焼結体を、回転
工具の回転軸に取り付けできるように所定寸法に機械加
工を施した後、略中空円筒形状の砥石の外表面以外を、
マスキングテープなどで防護した状態で、焼結金属が溶
解し易い薬品に浸漬させる。

【００３１】この浸漬によって、図４に示す断面図のよ
うに、表層の焼結金属８からの突出量が、採用したダイ
ヤモンド砥粒９の平均粒径の１０〜３０％の突出量
（Ｈ）になるまで溶解させ、最後にマスキングテープな
どを除去する一連の工程が本実施形態の溶浸焼結砥石の
製造方法である。

【００３２】研削粗仕上げされるダクタイル鋳鉄直管
は、小口径から大口径まであり、溶浸焼結砥石の外径
は、鋳鉄管の内径に砥石が内接する形での研削であるの
で、口径によって砥石の寸法が異なってくる。そのた
め、研削粗さや耐久特性あるいは経済性などに鑑み、超
硬質砥粒の粒径と比表面積あたりの集中度（集中度の定
義は１立方センチメートルの容積にダイヤモンドが１カ
ラット内在する場合を集中度１００％とする）とを、適
時に組み合わせて効率を高める必要がある。

【００３３】本発明者らによる電着砥石による研削実験
などから、一般に電着製法によって製造されるダイヤモ
ンド砥粒の比表面積あたりの集中度は、２００％前後の
砥粒が固着されてしまう。その結果として、砥粒の数が
多く固着されることになる。

【００３４】さらに、図５の電着砥石表面の断面図に示
すように、金属基板２１に金属メッキ２２で電着された
ダイヤモンド砥粒９の先端の頭が不揃いなため、砥粒間
に高低差（Ｄ）がでるので、有効な研削作用の形態を呈
しないうちに寿命となってしまう。

【００３５】本発明者らは、砥粒粒径と集中度との有効
作用の関係について、様々な組み合わせによる実験を繰
り返した結果、前記鋳鉄管の研削ワークに対して、超硬
質砥粒の粒径は、ＵＳメッシュサイズで２０〜６０メッ
シュの範囲から適当なサイズを採用し、さらにこの超硬
質砥粒の比表面積あたりの集中度が６０〜１５０％とな
るような砥粒数が有効作用する範囲であり、これらの粒
径と集中度の組み合わせによって最適な構成が得られる
ことを見い出したものである。

【００３６】さらに溶浸焼結金属（マトリックスとも呼
称する）の機械的特性で、硬さがＨＢ２００以下（ブリ
ネル硬さのＪＩＳ規格表示）となる組成の組み合わせ金
属であることにより、自動仕上げラインに装着される砥
石が受ける衝撃などが、緩衝力のある実用的なマトリッ
クスを適応することにより、電着砥石などで露呈した欠
損現象が解消され、耐久性および経済性を兼ね備えるこ
とを可能としたものである。

【００３７】上記電着砥石の実験においては、比表面積
あたりの集中度が高いために、ダイヤモンド砥粒間が狭
いことと、一般的に普及しているＮｉメッキ組成は光沢
剤などの添加組成によって硬さが高いことなどから、砥
粒に加わる応力に対して抱き力が大きいので、ダイヤモ
ンド砥粒の欠損現象を誘発し、耐久性に悪影響を与えた
ものである。

【００３８】一方、本発明により、ダクタイル鋳鉄管の
内面粗研削仕上げ用砥石として、従来のレジンボンド砥
石や電着砥石などに代えて、ダイヤモンドもしくは立方
晶窒化硼素などの超硬質砥粒を使い溶浸焼結法にて製造
し、後処理にて超硬質砥粒を理想的に突出させた本実施
形態の焼結砥石を用いることにより、次のような作用効
果をあげることができた。

【００３９】溶浸焼結された外表面のダイヤモンド砥粒
は、予め焼結前に定量的な大きさと適時なる粒数が、夫
々の砥粒の先端が外周に対し一定の高さに固定されて焼
結されている点と、後処理にて焼結金属を薬品で溶解さ
せて、ダイヤモンド砥粒が電着製法で得られるように突
出している点とから、全てのダイヤモンド砥粒が使用開
始当初から研削に寄与する結果となった。

【００４０】さらに、乾式による粗研削工程ラインで
も、全体のダイヤモンド砥粒が作用するため夫々の砥粒
の発熱が減少し、ダイヤモンドの熱磨耗形態が減少し
た。内面粗研削仕上げ中に鋳鉄管に接触するのはダイヤ
モンド砥粒であり、ダイヤモンド砥粒は超硬度特性をも
つ反面、脆い特性を有している。

【００４１】そのダイヤモンド砥粒の研削作用を抱きか
かえている焼結金属自体が、研削を受ける応力に耐え、
且つ稼動中の回転振動などで生じる衝撃に対して緩衝効
果を発揮する。そのために、溶浸焼結金属の機械的特性
が、ブリネル硬さＨＢ２００以下の特性を有すること
で、ダイヤモンド砥粒の欠損形態が激減した。

【００４２】「試験１」以下に、具体的な試験内容を示
す。鋳鉄管の内面粗研削機構の概要図を図１に示した
が、様々な研削特性を立証するための模擬試験装置の概
要を図６に示す。研削ワークとしてダクタイル鋳鉄管３
１を旋盤３２に取り付けて、回転（Ｎ2）させる。一
方、砥石の各種サンプル３３を稼動モータ３４の回転軸
３５に取り付けて回転（Ｎ1）させ、送り速度（Ｆ）で
軸方向に往復動させて鋳鉄管３１の内面を研削した。な
お、符号の３５は切り込み設定ハンドルである。

【００４３】以上の試験装置で、ダクタイル鋳鉄管３１
の内面研削に関し、本発明になる焼結砥石（サンプル
Ａ）と、従来のビトリファイドボンド砥石（サンプル
Ｂ）、および電着砥石（サンプルＣ）とを比較評価し
た。

【００４４】サンプルＡ（本発明品）は、図３に示した
溶浸焼結製法で試作した。ダイヤモンド粒度は４０／５
０ＵＳメッシュ（ＧＥ製；ＭＢ−７６０）を適用し、比
表面積当りの集中度は７５％とした。充填する金属粉末
は、Ｆｅ、Ｍｏ等の中から、市販の１００〜２００メッ
シュの正規分布粒度に造粒されたＦｅ粉を適用した。

【００４５】また、ろう材の金属丸棒にはＣｕ−２０％
Ｓｎ合金を使用し、溶浸焼結体を得た。さらに、所定寸
法に加工された焼結体の外表面のみ、６２％硝酸−５％
弗酸（ｖｏｌ）に一定時間浸漬させて表面の金属を溶解
し、ダイヤモンド砥粒の突出量を２０％程度とすること
でサンプルとした。

【００４６】サンプルＢ（ビトリファイドボンド砥石）
は、現場で使用されているアルミナ／炭化珪素粒で、サ
イズが２０番のビトリファイドボンド砥石を使用した。

【００４７】サンプルＣ（電着砥石）は、図５に示すよ
うな電着砥石で、ダイヤモンド粒度は４０／５０ＵＳメ
ッシュ（ＧＥ製；ＭＢ−７６０）を適用し、集中度はほ
ぼ２００％でニッケルメッキにより固着されたものをサ
ンプルとした。

【００４８】評価比較試験の試験条件を以下に示す。旋盤の回転数（Ｎ１）；９６ｒｐｍ（動力；２００
Ｗ、５.５Ｋｗ）稼動モータ回転数（Ｎ２）；１５００ｒｐｍ（動
力；２００Ｗ、１.５Ｋｗ）研削材；ダクタイル鋳鉄管（ＦＣＤ４５０）（寸
法；外径φ２００×内径φ７０×長さ３００ｍｍ）サンプル寸法；φ６０×６０ｍｍＬ

【００４９】ＦＣＤ４５０のワークの内径に砥石が接触
してから、径で１ｍｍの切り込み量をハンドルでセット
し、２２０ｍｍのストロークを、前進・後進を１０回繰
り返すことを１回の仕事量として、下記の測定を行ない
継続して比較した。（１）砥石の磨耗量を測定し、磨耗状態を比較する。（２）ワーク内の径の変化量を測定し、研削性能を比較
する。

【００５０】試験結果（１）サンプルＢのビトリファイドボンド砥石のみが磨耗し、
１回当たり、０.９５ｃｍ^３の磨耗を示した。他のサン
プルＡ、Ｃに変化はなかった。

【００５１】試験結果（２）図７にサンプルＡ、Ｂ、Ｃの研削力の比較を示す。ま
た、表１には研削回数と研削量の関係を示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】以上の試験結果から、図７および表１にも
示すように、ワークの径の変化研削量が０.１ｍｍにな
った時点を寿命と定義して比較した結果、サンプルＢ
は、全体の研削力は高いが、２３回で砥石の磨耗により
寿命となった。

【００５４】サンプルＣは、初期研削力は非常に高い
が、徐々に低下し、２９０回近辺から０.１ｍｍ以下の
研削力になっているので３００回で寿命とした。したが
って、本発明品であるサンプルＡは、１１３０回の研削
回数においても安定した研削力を示しており、試験を中
断した。本発明品のサンプルＡの仕事量を、実際の鋳鉄
管５ｍの研削本数に換算すると、約４１本の仕事量に値
するが、最終的には実機による比較試験を行なった。

【００５５】さらに、以下のような追加試験を行なっ
た。上記サンプルＡの焼結体は、薬品処理によりダイヤ
モンドを突出させているが、一般の様々な用途で使用さ
れる多層型メタルボンド砥石は、初期の切れ味を出すた
めに、ドレッシング処理として炭化珪素やアルミナの砥
粒を使用したレジボンド砥石を装着したグラインダなど
で目だし処理している。

【００５６】そこで、追加試験として、本発明で得られ
た溶浸焼結体を、薬品処理をしないで、上記レジボンド
砥石で目だしを行なったものを用意し、同様の研削試験
を行なった。その結果、本発明焼結体のように、いくら
時間をかけても、ドレッシングしている砥石の消耗ばか
りで、ダイヤモンド砥粒を１０〜３０％の突出量とする
ことはできなかった。

【００５７】本発明品では、結果的に突出量が小さいの
で研削量が悪く、また、研削された切り屑が砥石のダイ
ヤモンド間にまとわり付き、切り屑の排出も悪く、さら
に、グラインダによる目だし処理時にダイヤモンドをい
ためることもあり、総合評価として評価できるものでは
なかった。

【００５８】「試験２」図６に示した試験装置による砥
石の比較試験として、サンプルＡ、Ｂ、Ｃの処理本数
（寿命）を測定した。呼称６ｍ定尺φ１００ｍｍのダク
タイル鋳鉄直管の研削本数は以下のとおりで、本発明品
が各段の耐久特性を示していることがわかる。サンプル
Ｂ（ビトリファイドボンド砥石）；４〜２８本、サンプ
ルＣ（電着砥石）；１０２本、サンプルＡ（本発明焼結
砥石）；４８６０本。

【００５９】さらに、追加試験として、本発明品は、ダ
イヤモンド砥粒が、砥石表面のみの単層型であり、さら
なる耐久特性が得られる可能性のある多層型のメタルボ
ンド砥石を試作して追加試験を行なった。しかし結果的
に、表層のダイヤモンド砥粒から新たなダイヤモンド砥
粒が作用するいわゆる自生作用効果が認められないうち
に、初期に作用したダイヤモンドが損傷した状態で研削
力が低下し、砥石の交換を余儀なくされてしまうもので
あることも判明した。

【００６０】また、鋳鉄管の口径サイズによっては、略
円筒形状の砥石表面に、取付け軸方向に対して、ある等
分で溝を入れることにより、鋳鉄管の切り屑の排出に有
効であることなどの砥石の形状効果を、本発明になる溶
浸焼結製法での砥石においても簡単に付与することが可
能である。

【００６１】

【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、、鋳鉄管
の内面粗研削仕上げ工程において、ダイヤモンドもしく
は立方晶窒化硼素などの超硬質砥粒を溶浸焼結すること
により、長寿命で且つ安全性に優れ、しかも環境改善や
生産性向上が実現し、経済的にも供給可能な焼結砥石が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による焼結砥石を自動仕上げラインに装
着してダクタイル鋳鉄直管の内面を粗研削しているライ
ン装置の概要断面図である。

【図２】図１における溶浸焼結砥石の一具体例を示す取
付断面図である。

【図３】本発明における焼結前の全体の成形組型を示す
断面図である。

【図４】本発明における焼結砥石の砥粒突出量を示す断
面図である。

【図５】従来の電着砥石の砥粒突出量を示す断面図であ
る。

【図６】鋳鉄管内面粗研削用の模擬試験装置の概要を示
す断面図である。

【図７】本発明になる焼結砥石（サンプルＡ）と、従来
のビトリファイド砥石（サンプルＢ）および電着砥石
（サンプルＣ）の研削力の比較を示す図である。

【符号の説明】

１ダクタイル鋳鉄管３溶浸焼結砥石４回転ロッド８焼結金属９ダイヤモンド砥粒１１カーボン母型１２、１３カーボン型１４金属パイプ１５骨材（金属粉末）１６金属ろう材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳鉄管の内面粗研削仕上げ用の焼結砥石
であって、略円筒形状の金属パイプの外表面に超硬質砥
粒を焼結した焼結砥石の製造方法において、前記超硬質
砥粒を略円筒形状のカーボン母型の内面に一層散在させ
て接着固定する工程と、前記カーボン母型の中央部に前
記金属パイプを配置した成形組型の空間部に、骨材とし
ての金属粉末を充填する工程と、前記成形組型に溶浸浸
透させるロウ材を設置して加熱することにより、前記超
硬質砥粒および前記金属粉末を溶浸焼結して前記金属パ
イプと一体化して砥石を形成する工程と、前記溶浸焼結
した砥石の表層の焼結金属を溶解し、前記超硬質砥粒が
任意の突出量を有するように薬品処理する工程と、を有
することを特徴とする鋳鉄管内面粗研削仕上用の溶浸焼
結砥石の製造方法。
【請求項２】前記超硬質砥粒は、２０〜６０メッシュ
のダイヤモンドもしくは立方晶窒化硼素で、該超硬質砥
粒の比表面積あたりの集中度を６０〜１５０％とするこ
とを特徴とする請求項１に記載の溶浸焼結砥石の製造方
法。
【請求項３】前記超硬質砥粒の突出量を、接着固定さ
れた平均粒径の１０〜３０％とすることを特徴とする請
求項１に記載の溶浸焼結砥石の製造方法。
【請求項４】前記溶浸焼結金属の硬さを、ＨＢ２００
以下の硬さとすることを特徴とする請求項１に記載の溶
浸焼結砥石の製造方法。
【請求項５】前記金属パイプの代わりに、金属丸棒を
用いたことを特徴とする請求項１に記載の溶浸焼結砥石
の製造方法。
【請求項６】請求項１〜５のうちいずれか１項に記載
の製造方法によって製造されたことを特徴とする溶浸焼
結砥石。