JP2007144922A - Manufacturing method of ceramic honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミックハニカム構造体の端面を加工する製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method for processing an end face of a ceramic honeycomb structure.
ディーゼルエンジンなどの排気ガス中には炭素を主体とするPM(微粒子状物質)が多量に含まれており、これが大気中に放出されると、人体や環境に悪影響を与える。このため、ディーゼルエンジンなどの排気系部品には、PMを捕集するためのフィルタが搭載されている。図4は、自動車の排気ガス中のPMを捕集、浄化するフィルタに用いられるハニカム構造体の一例を示したものであり、(a)は正面模式図、(b)は側断面模式図である。図4(a)(b)において、ハニカム構造体20は、多孔質セラミックからなり、外周壁21と、この外周壁21の内側に各々直交する隔壁22で仕切られた複数のセル23、24を有しており、セル23、24は、排気ガスの流入側端面27と流出側端面28において交互に封止部25、26で封止されている。また、外周壁21は、金属メッシュあるいはセラミックス製のマットなどで形成された把持部材(図示せず)で使用中に動かないように把持され、金属製の収納容器(図示せず)に配置されている。
Exhaust gas from diesel engines and the like contains a large amount of PM (particulate matter) mainly composed of carbon, and if this is released into the atmosphere, it will adversely affect the human body and the environment. For this reason, exhaust system parts, such as a diesel engine, are equipped with a filter for collecting PM. FIG. 4 shows an example of a honeycomb structure used for a filter for collecting and purifying PM in automobile exhaust gas, (a) is a schematic front view, and (b) is a schematic side sectional view. is there. 4 (a) and 4 (b), the
このようなフィルタに用いられるセラミックハニカム構造体は、セラミック原料を混合、混練して粘土質素材とし、この粘土質素材を押出し成形後、例えば、特許文献1に記載の極細鋼線で切断し、乾燥、焼成して得られる。焼成して得られたセラミックハニカム構造体の端面にフィルムもしくはマスクを貼り付け、封止部を形成するセルのフィルムもしくはマスクを開孔し、開孔されたセルに目封止用スラリーを充填して封止部を形成し、セラミックハニカムフィルタが得られる。このセラミックハニカム構造体は、PMの捕集性能と低い圧力損失の実現のために、最近では高気孔率のものが使用されてきている。 The ceramic honeycomb structure used for such a filter is made by mixing and kneading ceramic raw materials into a clay material, and after extruding the clay material, for example, cutting with an ultrafine steel wire described in Patent Document 1, Obtained by drying and firing. A film or mask is attached to the end face of the ceramic honeycomb structure obtained by firing, the film or mask of the cell forming the sealing portion is opened, and the plugged slurry is filled in the opened cell. Thus, a sealing portion is formed, and a ceramic honeycomb filter is obtained. This ceramic honeycomb structure has recently been used with a high porosity in order to achieve PM collection performance and low pressure loss.
ところで、特許文献1に記載の極細鋼線で切断して得られたセラミックハニカム構造体は、切断時に端面での隔壁の変形や欠けが生じていることがあるので、端面の研削を行い、最終的な長さにすることが必要である。端面でセルが変形していたり、隔壁に欠けが生じていると、封止部を形成する工程において、セラミックハニカム構造体の端面と、その端面に貼り付けたフィルムもしくはマスクとの間に隙間が生じる。そして、目封止用スラリーを充填する際に、その隙間から、本来、封止部を形成すべきでない隣接するセルに目封止用スラリーが漏洩する。これにより、本来、封止部を形成すべきでないセルが塞がれてしまうので、フィルタとして使用した場合に、圧力損失が大きくなるという問題を生じるからである。 By the way, since the ceramic honeycomb structure obtained by cutting with the ultra fine steel wire described in Patent Document 1 may have deformation or chipping of the partition wall at the end face at the time of cutting, the end face is ground, It is necessary to make it as long as possible. If the cell is deformed at the end face or the partition wall is chipped, a gap is formed between the end face of the ceramic honeycomb structure and the film or mask attached to the end face in the step of forming the sealing portion. Arise. When the plugging slurry is filled, the plugging slurry leaks from the gap to the adjacent cells where the sealing portion should not be originally formed. As a result, the cells that should not originally form the sealing portion are blocked, and therefore, when used as a filter, the problem of increased pressure loss arises.
そこで、これを避けるため、本発明者は、特願2005−101978号において、カップ形砥石を用いて該カップ形砥石の端面がセラミックハニカム構造体の端面に略平行となるように研削加工を行うセラミックハニカム構造体の製造方法を提案している。これにより、加工に要する時間を短縮することができるとともに、隔壁に欠けを生じ難くすることができるとしている。そして、図5(a)(b)に示すように、カップ形砥石の外周面とセラミックハニカム構造体の端面とのなす角度θが、90°以上の場合と90°未満の場合があって、90°未満とすることで、隔壁に欠けをより生じ難く加工することができるとしている。 Therefore, in order to avoid this, in the Japanese Patent Application No. 2005-101978, the present inventor uses a cup-shaped grindstone to perform grinding so that the end face of the cup-shaped grindstone is substantially parallel to the end face of the ceramic honeycomb structure. A method for manufacturing a ceramic honeycomb structure is proposed. Thereby, the time required for processing can be shortened, and the partition wall can be made less likely to be chipped. And as shown to Fig.5 (a) (b), the angle (theta) which the outer peripheral surface of a cup-shaped grindstone and the end surface of a ceramic honeycomb structure make may be 90 degrees or more, and may be less than 90 degrees, By setting it to less than 90 °, it is said that the partition wall can be processed with less difficulty in chipping.
また、特許文献2には、平面部を研削する際に用いられるカップ形砥石に関し、砥石主軸に直交する砥石面を備えたカップ形砥石において、リング状の砥石面を同心状に複数形成し、砥石面の高さを周方向外側から内側にかけて漸次高くしたことを特徴とするカップ形砥石が開示されている。
In addition,
しかしながら、本発明者が特願2005−101978号において提案した製造方法では、次のような不具合を十分に防ぐことはできなかった。
つまり、図5(a)に示すような、カップ形砥石の外周面とセラミックハニカム構造体の端面とのなす角度θが、90°以上や90°未満のカップ形砥石を用いてセラミックハニカム構造体の端面を加工した場合、加工が終了する直前に、未研削部の隔壁や外周壁が欠けて飛散してしまい、加工終了位置付近の外周に生じる欠けを十分に防ぐことはできなかったり、加工された後の切粉がセル内に詰まり易くなり、セルに詰まった切粉に加工時の力が隔壁に過剰に作用し、隔壁に生じる微小な欠け(チッピング)を十分に防ぐことができなかった。また、カップ砥石の端面側と外周側に2種類の砥粒を用いて加工することが記載されているが、2種類の砥粒のうち、相対的に粒径の大きい砥粒層が外周側に、相対的に粒径の小さい砥粒層がカップ砥石の端面側に形成されていることで、粒径の大きい砥粒層がハニカム構造体の端面を加工した後に、粒径の小さい砥粒層で加工する加工しろは必然的に小さくなり、粒径の大きい砥粒層がハニカム構造体の端面を加工した際に生じた欠けを十分に取り除くことはできなかった。
However, the manufacturing method proposed by the present inventor in Japanese Patent Application No. 2005-101978 cannot sufficiently prevent the following problems.
That is, as shown in FIG. 5A, a ceramic honeycomb structure using a cup-shaped grindstone having an angle θ between the outer peripheral surface of the cup-shaped grindstone and the end face of the ceramic honeycomb structure of 90 ° or more and less than 90 °. When machining the end face, the partition wall and outer peripheral wall of the unground part are chipped and scattered immediately before the end of processing, and it is not possible to sufficiently prevent the chipping generated on the outer periphery near the processing end position. The chip after clogging is easily clogged in the cell, and the processing force is excessively applied to the partition wall of the cell clog, and the minute chipping (chipping) generated in the partition wall cannot be prevented sufficiently. It was. In addition, it is described that processing is performed using two types of abrasive grains on the end face side and the outer peripheral side of the cup grindstone, but among the two types of abrasive grains, the abrasive grain layer having a relatively large particle diameter is the outer peripheral side. In addition, since the abrasive grain layer having a relatively small particle diameter is formed on the end face side of the cup grindstone, the abrasive grain having a small grain diameter is processed after the abrasive grain layer having a large particle diameter has processed the end face of the honeycomb structure. The machining margin to be processed by the layer is inevitably small, and the chip generated when the abrasive grain layer having a large particle diameter processes the end face of the honeycomb structure cannot be sufficiently removed.
そこで、前記したような問題を改善するために、特許文献2に開示されるようなカップ形砥石を用いて、セラミックハニカム構造体の端面を研削加工してみたが、セラミックハニカム構造体は多孔質の隔壁で形成されるので、微小な欠けの発生を十分には防ぐことができなかった。そして、欠けが生じた場合は、砥粒の細かい仕上げ用の砥石を用いて再度加工をする必要があり、加工に多くの時間を要していた。
Thus, in order to improve the above-described problems, the end face of the ceramic honeycomb structure was ground using a cup-shaped grindstone as disclosed in
本発明の課題は、セラミックハニカム構造体の端面をカップ形砥石を用いて加工する際に、隔壁に生じる欠けを防止することができるセラミックハニカム構造体の製造方法を得ることにある。 An object of the present invention is to obtain a method for manufacturing a ceramic honeycomb structure capable of preventing chipping generated in partition walls when the end face of the ceramic honeycomb structure is processed using a cup-shaped grindstone.
上記課題を解決する為、具体的に本発明は、多孔質の隔壁により形成されるセルを多数有するセラミックハニカム構造体の端面を、カップ形砥石を用いて加工を行うセラミックハニカム構造体の製造方法において、前記カップ形砥石はその外周側の端面が、内周側の端面に対して、前記カップ形砥石の軸方向取付部側に段差を有し、前記カップ形砥石の研削部位に砥粒層を有し、前記砥粒層は、前記カップ形砥石の外周側と内周側で、それぞれ粒径の異なる砥粒の砥粒層であり、前記砥粒のうち相対的に粒径の大きい砥粒層を外周側に形成し、相対的に粒径の小さい砥粒層を内周側に形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention specifically relates to a method for manufacturing a ceramic honeycomb structure in which an end face of a ceramic honeycomb structure having a large number of cells formed by porous partition walls is processed using a cup-shaped grindstone. The cup-shaped grindstone has a step on the outer peripheral side of the cup-shaped grindstone with respect to the inner circumferential side end surface on the axial mounting portion side of the cup-shaped grindstone. The abrasive layer is an abrasive layer of abrasive grains having different particle sizes on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the cup-shaped grindstone, and the abrasive grains having a relatively large particle size among the abrasive grains. The grain layer is formed on the outer peripheral side, and the abrasive grain layer having a relatively small particle diameter is formed on the inner peripheral side.
本発明において、前記段差が0.1〜5.0mmであることが好ましい。 In the present invention, the step is preferably 0.1 to 5.0 mm.
さらに、本発明において、前記カップ形砥石の外周側の端面と、内周側の端面との間に凹部を有していることが好ましい。 Furthermore, in this invention, it is preferable to have a recessed part between the outer peripheral side end surface of the said cup-shaped grindstone, and an inner peripheral side end surface.
さらに、本発明において、外周側の端面と、内周側の端面にR部を有することが好ましい。 Furthermore, in this invention, it is preferable to have R part in the end surface of an outer peripheral side, and the end surface of an inner peripheral side.
次に、本発明の作用効果について図1〜3に基き説明する。
本発明は、カップ形砥石の外周側の端面151が、内周側の端面152に対して、前記カップ形砥石の軸方向取付部14側に段差Hを有し、カップ形砥石の研削部位15に砥粒層17を有し、砥粒層17を、図1(c)に示すように、外周側の端面151と内周側の端面152に、それぞれ粒径の異なる砥粒の砥粒層17A、砥粒層17Bとし、相対的に粒径の大きい砥粒層17Aを外周側の端面151側に形成し、相対的に粒径の小さい砥粒層17Bを内周側の端面152側に形成さることで、次のような作用効果を有する。図1で、カップ型砥石10は、図1(b)で示すように切り込み量tを設定した後に、回転をしながらハニカム構造体の端面27に対して矢印の方向に相対的に移動して研削を行う。そして、カップ型砥石10の外周側の端面151の砥粒層17Aが、まずハニカム構造体の端面27を研削加工し、次いで、端面151の砥粒層17Aが加工した後に段差Hだけ残ったハニカム構造体の端面を、カップ型砥石の内周側の端面152の砥粒層17Bが研削加工を行う。この場合、砥粒層17Aで研削された部位は、ハニカム構造体としては不要な部位であるので、粉砕粉として排出できればよいので砥粒層17Aは2種類の砥粒のうち相対的に粒径の大きい砥粒を用いることができ、砥粒層17Bを2種類の砥粒のうち相対的に粒径の小さい砥粒層17Bで研削することで、仕上加工することになる。これにより、カップ型砥石10の外周側の端面151の砥粒層17Aが研削した際に生じた欠けを、次にカップ型砥石の内周側の端面152の砥粒層17Bが仕上げ加工をすることで、ハニカム構造体の端面部で隔壁の欠けが生じ難くなり、良好に加工することができる。さらに、セラミックハニカム構造体の端面27からの切り込み量tが、外周側の端面151での切り込み量t1と内周側の端面152での切り込み量t2の和となるので、一つの砥粒層での切り込み量を小さくでき、セラミックハニカム構造体の端面に生じる加工負荷を小さくでき、隔壁の欠けを防止することができる。さらに、切り込み量tが大きい場合に、隔壁との接触面が大きくなることで、砥粒層17Aで加工される際に伴う負荷が大きくなり隔壁に欠けが生じた場合であっても、砥粒層17Bが仕上加工するので、砥粒層17Aで加工された際に生じた欠けを砥粒層17Bが除去するので欠けを生じ難くすることができる。これは、特に、ハニカム構造体の気孔率が55%以上と高い気孔率で、隔壁が脆い場合であっても、欠けを生じ難く良好に加工をすることができるのである。
ここで、カップ型砥石の内周側の内周側の端面152が、段差Hだけ残ったハニカム構造体の端面の研削加工を行う際に、セラミックハニカム構造体の端面に生じる加工負荷を小さくでき、隔壁の欠けを十分防止するためには、段差Hは0.1〜5.0mmであることが好ましい。段差Hが0.1mm未満である場合、カップ型砥石の外周側の端面151が、セラミックハニカム構造体の端面27を研削加工した際に生じた欠けを、内周側の端面152が研削加工で除去することが難くなるので、欠けを十分に防止することができなくなるので、0.1mm以上が好ましい。一方、段差Hが5.0mmを超えると、カップ型砥石の外周側の端面151が、ハニカム構造体の端面を研削加工した後に残った段差Hを、カップ型砥石の内周側の端面152が研削加工を行う際、隔壁に作用する負荷が大きくなり、隔壁に欠けが生じ易くなるので、5.0mm以下が好ましい。
なお、本発明において、カップ形砥石の外周面18とセラミックハニカム構造体の端面27とのなす角度θが略直角であると、加工した切粉がセル内に詰まり難くなり、隔壁に欠けが生じ難くなるので好ましい。ここで、カップ形砥石の外周面18とセラミックハニカム構造体の端面27とのなす角度θが略直角とは、θが75°〜105°の範囲のことを言う。
Next, the effect of this invention is demonstrated based on FIGS.
In the present invention, the
Here, when the
In the present invention, if the angle θ formed between the outer
さらに、図2に示すように、カップ形砥石の外周側の端面151と、内周側の端面152との間に凹部16を有していることで、カップ型砥石の凹部16よりも外周側の端面151が、ハニカム構造体の端面を研削加工し、次いで、カップ型砥石の凹部16よりも内周側の端面152が、段差Hだけ残ったハニカム構造体の端面の研削加工を行う。この場合、端面151で研削されて生じた切粉は、凹部16にも集まり、集まった切粉はカップ型砥石の回転によってセラミックハニカム構造体の端面から排出されるので、切粉がセルに詰まることを防ぐことができ、隔壁に生じる欠けを防止することができる。
ここで、加工によって生じた切粉が凹部16に集まり、カップ型砥石の回転によってセラミックハニカム構造体の端面から十分に排出されるためには、凹部16の幅L1は端面15の幅Lに対して、L1/Lが0.1〜0.7であることが好ましい。また、凹部16の深さh1は、凹部16の幅L1に対して、h1/L1が0.5〜2.0であることが好ましい。凹部16の幅L1と端面15の幅Lとの比L1/Lが0.1未満の場合、加工によって生じた切粉が凹部16に集まり難くなるので、セル内へ切粉が詰まり易くなり、隔壁に欠けが生じ易くなるので0.1以上が好ましい。一方、L1/Lが0.7を超えると、カップ形砥石10の端面15が狭くなり、十分な研削加工を行うことができなくなるので0.7以下が好ましい。また、凹部16の深さh1と凹部16の幅L1の比h1/L1が0.5未満の場合、加工によって生じた切粉が凹部16に集まり難くなるので、セル内へ切粉が詰まり易くなり、隔壁に欠けが生じ易くなるので0.5以上が好ましい。一方、h1/L1が2.0を超えると、カップ形砥石10自体の強度が低下して研削加工ができなくなるので2.0以下が好ましい。
Furthermore, as shown in FIG. 2, it has the recessed
Here, in order for the chips generated by the processing to collect in the
また、図3(a)(b)に示すように、外周側の端面151と、内周側の端面152にR部R1〜R4を有することで、カップ形砥石がハニカム構造体の隔壁を加工する際に、隔壁に作用する負荷が軽減され、隔壁の欠けがより生じ難くなるので好ましい。このR部は、R1〜R4の全てを有する必要は無く、少なくとも一箇所存在すればよいが、カップ形砥石の送り方向と一致する少なくともR1とR3に有していることが好ましい。ここで、R部の半径は、0.5〜3mmであることが好ましい。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the cup-shaped grindstone has a partition wall of the honeycomb structure by having R portions R 1 to R 4 on the
本発明のセラミックハニカム構造体の製造方法によれば、セラミックハニカム構造体の端面をカップ形砥石を用いて加工する際に、隔壁に生じる欠けを防止することができるセラミックハニカム構造体を得ることができる。 According to the method for manufacturing a ceramic honeycomb structure of the present invention, it is possible to obtain a ceramic honeycomb structure capable of preventing chips generated in partition walls when the end face of the ceramic honeycomb structure is processed using a cup-shaped grindstone. it can.
以下、本発明の実施の形態を図1〜3をもとに詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1において、セラミックハニカム構造体20は、次のようにして準備される。セラミック原料として、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト、ジルコニア、チタン酸アルミニウムあるいはこれらの組合せからなる群から選ばれた少なくとも一種のセラミックを用いる。このセラミック原料に、メチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロース等のバインダー、界面活性剤、水、及び必要に応じてカーボン等の造孔剤を添加、混練して可塑性の坏土を作成する。この杯土を押出し成形することで、セルを多数有するセラミックハニカム構造の成形体を成形する。この成形体を所定の長さに極細鋼線で切断し、乾燥の後、焼成して多孔質の隔壁により形成されるセルを多数有するセラミックハニカム構造体20が得られる。
次に、カップ形砥石10は、炭素鋼、高速度鋼、ダイス鋼等の鋼材製の基台11と軸12で構成され、基台11の中央部には逃げ部13を有しており、その研削部位15には砥粒層17が形成されている。この砥粒層17に形成される砥粒の材質には、ダイヤモンド、立方晶窒化ほう素等を用いることができ、その粒度は、#50〜#270程度のものを用いることができる。そして、図1(c)に示すように、砥粒層17には2種類の砥粒を用い、2種類の砥粒のうち相対的に粒径の大きい砥粒層17Aを外周側の端面151の研削部位に形成し、2種類の砥粒のうち相対的に粒径の小さい砥粒層17Bを内周側の端面152の研削部位に形成させる。したがって、例えば、砥粒層17Aに粒度が#50〜#120程度の粗用のものを、砥粒層17Bに粒度が#100〜#270程度の仕上用のものを用いることができる。また、砥粒層17の厚さは0.5〜5mm程度とすることができる。そして、砥粒層17が形成されたその研削部位15において、外周側の端面151が、内周側の端面152に対して、カップ形砥石の軸方向取付部14側に段差Hを有している。尚、カップ形砥石10の外径は、セラミックハニカム構造体20の外径と同じか、それより大きい外径を有していると、セラミックハニカム構造体の端面全面を1回の加工で完了するので好ましい。
そして、このカップ形砥石によりセラミックハニカム構造体の端面は次のように加工される。
セラミックハニカム構造体20の外周を加工装置の取付具31で固定する。セラミックハニカム構造体20の一方の端面27からの切り込み量tが0.1〜5mmとなるように、カップ形砥石10の位置を決める。次いで、カップ形砥石10を回転させて送り(図中矢印)をかけ、セラミックハニカム構造体20の端面27を加工する。まず、カップ形砥石10の研削部位15に形成された砥粒層17Aが、ハニカム構造体20の隔壁を加工する。この場合、砥粒層17Aで研削される部位は、ハニカム構造体としては不要な部位であり、砥粒層17Aの粒度は、砥粒層17Bと比べて相対的に粗いので、容易に粉砕粉として排出される。次いで、砥粒層17Aにより粗加工されたハニカム構造体の隔壁を、砥粒層17Bが仕上加工していく。この場合、砥粒層17Aで研削された部位を2種類の砥粒のうち相対的に粒径の小さい砥粒層17Bで加工するので、ハニカム構造体20の端面27で隔壁の欠けが生じ難くなり、良好に加工することができる。このことは、特に、ハニカム構造体の気孔率が55%以上と高い気孔率で隔壁が脆く欠けが生じ易い場合であっても、欠けを生じず良好に加工をすることができるのである。そして、一方の端面27の加工が完了すると、取付具31を外して、セラミックハニカム構造体20を取付け直し、他方の端面28を同様にして加工を行う。このようにして加工されたセラミックハニカム構造体は、次に、端面27、28にフィルムを貼り付け、封止する所定のセルのフィルムをレーザー光等の熱で開孔し、開孔されたセルに目封止用スラリーを充填し、焼成してセラミックハニカムフィルタとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
(Embodiment 1)
In FIG. 1, the
Next, the cup-shaped
Then, the end face of the ceramic honeycomb structure is processed as follows by this cup-shaped grindstone.
The outer periphery of the
(実施の形態2)
実施の形態1で示したカップ形砥石10を、図2に示すように、カップ形砥石の外周側の端面151と、内周側の端面152との間に凹部16を有するものを用いる。この凹部16は、その幅L1が端面15の幅Lに対して、L1/L=0.1〜0.7の範囲とし、その深さh1を凹部16の幅L1に対して、h1/L1=0.5〜2.0の範囲で形成する。本実施の形態2のカップ形砥石を用いることで、カップ形砥石10の端面151で研削されて生じた切粉は、凹部16にも集まり、集まった切粉はカップ型砥石の回転によってセラミックハニカム構造体の端面から排出されるので、切粉がセルに詰まることを防ぐことができ、隔壁に生じる欠けを防止することができる。
(Embodiment 2)
As the cup-
(実施の形態3)
実施の形態1で示したカップ形砥石10を、図3に示すように、外周側の端面151と、内周側の端面152にR部R1〜R4を有するものを用いる。R部の半径は、0.5〜3mmとし、R部は、R1〜R4の全てを有する必要は無く、少なくとも一箇所存在すればよいが、カップ形砥石の送り方向と一致する少なくともR1とR3に有していて良い。本実施の形態3のカップ形砥石を用いることで、カップ形砥石がハニカム構造体の隔壁を加工する際に、隔壁に作用する負荷が軽減され、隔壁の欠けがより生じ難くなるのである。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 3, the cup-shaped
先ず、次のようにしてセラミックハニカム構造体を準備した。
カオリン、タルク、シリカ、アルミナなどの粉末を調整して、質量比で、SiO2:48〜52%、Al2O3:33〜37%、MgO:12〜15%を含むようなコージェライト生成原料粉末とし、この、コージェライト生成原料粉末に、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のバインダー、潤滑剤、造孔材としてグラファイトを添加し、乾式で十分混合した後、規定量の水を添加、十分な混練を行って可塑化したセラミック杯土を作製した。次に、押出し成形用金型を用いて坏土を押出し成形し、切断してハニカム構造を有する成形体とした。そして、この成形体を、乾燥、焼成させ、隔壁厚0.3mm、気孔率65%、平均細孔径20μm、ピッチ1.5mmで、外径D2277mm、全長320mmのコージェライト質セラミックハニカム構造体とした。
First, a ceramic honeycomb structure was prepared as follows.
Kaolin, talc, silica, by adjusting the powder such as alumina, in a mass ratio, SiO 2: 48~52%, Al 2 O 3: 33~37%, MgO: cordierite generation such as those containing from 12 to 15% As a raw material powder, to this cordierite-producing raw material powder, a binder such as methylcellulose and hydroxypropylmethylcellulose, a lubricant, and graphite as a pore-forming material are added, and after mixing thoroughly in a dry process, a specified amount of water is added, and sufficient Kneaded to produce a plasticized ceramic clay. Next, the kneaded material was extruded using an extrusion mold and cut to obtain a formed body having a honeycomb structure. Then, the formed body is dried and fired, and a cordierite ceramic honeycomb structure having a partition wall thickness of 0.3 mm, a porosity of 65%, an average pore diameter of 20 μm, a pitch of 1.5 mm, an outer diameter of D 2 277 mm, and an overall length of 320 mm. It was.
次に、このセラミックハニカム構造体20を、図1に示すように、取付具31で固定する。そして、端面の加工に用いるカップ形砥石10は、その外径D1が300mm、端面部15の幅Lが30mmで、表1に示すように、外周側の端面151が内周側の端面152に対して段差Hが形成されたもの、外周側の端面151と、内周側の端面152との間に凹部16の有無とその寸法、砥粒層17の種類、及び、端面のR部の有無を変更させたものを用いて、セラミックハニカム構造体20の一方の端面27から所定の切り込み量5mmとなるように、カップ形砥石10の位置を決める。次いで、カップ形砥石10を400回転/分で回転させて1m/分の送りをかけ、セラミックハニカム構造体20の端面27を加工する。そして、取付具31を外して、セラミックハニカム構造体20を取付直し、他方の端面28を同様にして加工を行った。
そして、加工が完了したセラミックハニカム構造体の端面に隔壁の欠けの有無を評価した。結果を表1に示す。隔壁の欠けの有無の評価は、端面当りに生じた大きさ5mm以上の欠け発生数(個/端面)を、比較例1で発生した端面当りの欠け発生数(個/端面)を1としてその比率で表した。
Next, the
And the presence or absence of a chip of a partition wall was evaluated on the end face of the ceramic honeycomb structure that had been processed. The results are shown in Table 1. The evaluation of the presence or absence of cracks in the partition wall was made by assuming that the number of chips generated per end face of 5 mm or more (pieces / end face) was 1, and that the number of chips generated per end face (pieces / end face) generated in Comparative Example 1 was 1. Expressed as a ratio.
表1に示す結果から、本発明の実施例1〜20のカップ形砥石は、カップ形砥石の外周側の端面が、内周側の端面に対して、カップ形砥石の軸方向取付部側に段差を有し、カップ形砥石の研削部位に砥粒層が形成され、その砥粒層が、相対的に粒径の大きい砥粒層を外周側に、相対的に粒径の小さい砥粒層を内周側に形成されているので、比較例1〜3のカップ形砥石を用いて研削加工したものと比べて、欠けの発生が小さいことがわかる。なかでも、実施例2〜8、10〜20のカップ形砥石は、段差が0.1〜5.0mmであるので、欠けの発生が小さくなった。さらに、実施例10〜20のカップ形砥石は、カップ形砥石の外周側の端面と、内周側の端面との間に凹部を有し、外周側の端面と、内周側の端面にR部を有しているので、欠けの発生が非常に小さいことがわかる。 From the results shown in Table 1, in the cup-type grindstones of Examples 1 to 20 of the present invention, the end surface on the outer peripheral side of the cup-shaped grindstone is closer to the axial mounting portion side of the cup-shaped grindstone than the end surface on the inner peripheral side. An abrasive layer is formed at the grinding site of the cup-shaped grindstone, and the abrasive layer has a relatively large grain layer on the outer peripheral side and a relatively small grain layer. Since it is formed on the inner peripheral side, it can be seen that the occurrence of chipping is small as compared with the case of grinding using the cup-shaped grindstones of Comparative Examples 1 to 3. Especially, since the level | step difference was 0.1-5.0 mm in the cup-shaped grindstone of Examples 2-8, 10-20, generation | occurrence | production of a chip | tip became small. Furthermore, the cup-shaped grindstones of Examples 10 to 20 have a recess between the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface of the cup-shaped grindstone, and the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface are R. It can be seen that the occurrence of chipping is very small.
10:カップ形砥石
11:基台
12:軸
13:逃げ部
14:取付部
15:カップ形砥石の研削部位
151:外周側の端面
152:内周側の端面
16:凹部
17:砥粒層
17A:砥粒層A
17B:砥粒層B
18:外周面
20:セラミックハニカム構造体
21:外周壁
22:隔壁
23、24:セル
25、26:封止部
27、28:セラミックハニカム構造体の端面
31:取付具
D1:カップ形砥石の外径
D2:ハニカム構造体の外径
H:段差
h1:凹部の深さ
h2:端面152からの位置
L:カップ形砥石の端面の幅
L1:凹部の幅
L2:カップ形砥石の外周側からの位置
t、t1、t2:切り込み量
R1、R2、R3、R4:R部
θ:カップ形砥石の外周面とセラミックハニカム構造体の端面とのなす角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Cup-shaped grindstone 11: Base 12: Shaft 13: Relief part 14: Mounting part 15: Grinding
17B: Abrasive grain layer B
18: outer peripheral surface 20: ceramic honeycomb structure 21: outer peripheral wall 22:
Claims (4)
The method for manufacturing a ceramic honeycomb structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the outer peripheral side end surface and the inner peripheral side end surface have an R portion.
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