JP2008229794A

JP2008229794A - 超砥粒メタルボンド砥石

Info

Publication number: JP2008229794A
Application number: JP2007074806A
Authority: JP
Inventors: Noboru Matsumori; ▲昇▼ 松森; Akio Yoshioka; 昭男吉岡
Original assignee: Mizuho Co Ltd
Current assignee: Mizuho Co Ltd
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2027-03-22
Also published as: JP4964636B2

Abstract

【課題】ホーニングや超仕上げ加工などの精密な切削・研磨加工に用いられる砥石の長寿命性(耐磨耗性)と安定した高切削性を得ることであり、特に冷却性に優れた水溶性油を使用しても目詰まりを起こさずに微細な切り屑を排出できることにより、長寿命性と安定した高切削性が得られるメタルボンド砥石とすることである。
【解決手段】金属質粒子とガラス質粒子を含有する焼結性メタルボンドに、超砥粒および硫酸バリウムを含む軟質砥粒を分散させて焼結により一体化したものからなる超砥粒メタルボンド砥石とする。硫酸バリウムを配合することによって、焼結性メタルボンドのガラス質成分が崩壊してチップポケットを生じる際に、崩壊した粒子片の流動により排出性を高めるので、チップポケットを速やかに、またより確実に形成できる作用がある。
【選択図】なし

Description

この発明は、メタルボンド砥石に関し、詳しくは砥粒やメタル系結合剤の成分が調整されホーニングや超仕上げ加工等に適用される超砥粒メタルボンド砥石に関する。

一般に、自動車用ガソリンエンジンに要求される性能が向上し、鋳鉄製のエンジン用シリンダの内面ホーニング加工によって馬力やトルクなどの動的性能が向上され、シリンダ形状の精度ばかりでなく、さらに表面性状の向上も要求されるようになってきている。

最近では、燃費やエミッションという環境性能からも好ましい表面性状が安定して得られるように求められ、そのための高品位ホーニング加工への需要が高まっている。

高品位ホーニング加工での好ましい表面性状としては、所望の交差角（例えば２５°〜３５°）を持った２方向からの鮮明なクロスハッチ面であり、切削条痕は「むしれ」や「盛り上がり(まくれ)」が無く、また頂部は先鋭でなく美麗な仕上げ面である。

また、砥石の加工断面形状で見ると、表面は異物の埋め込みが無く、バニシまたは目つぶれがなく、特に粗さのある頂上の平らな部分（プラトー面）が、全表面の一定割合（例えば５０〜７０％）を満足させることが好ましい。

最近では、良好な表面性状を得るために、ホーニング仕上げ工程で表面性状を管理するための制御技術などが開発され、更には、冷却性能に優れた水溶性クーラント(水溶性油)による高精度加工が進められている。

しかし、粗用ホーニング砥石と同様に仕上げ用に超砥粒メタルボンド砥石を使用する場合には、発生する微細な切り屑の排出は容易でなく、加工後には間もなく目つぶれまたは目詰まりの状態となり、切削(研磨)面に好ましい表面性状を永続的に得ることは容易ではない。まして水溶性油を使用する切削加工では、好ましい表面性状を得ることはできない。

このようなメタルボンド砥石の切り屑の排出性を改善するために、メタルボンド成分に超砥粒とガラス質成分とを分散して焼結した砥粒層を有するメタルボンド砥石が知られている(特許文献１)。

上記した特許文献１に記載の技術では、脆弱なガラス質成分が徐々に破砕されながら細かく砥粒層から脱落してゆくこととなるので、一般的な切削加工では、切刃の自生作用やチップポケットの生成が損なわれず、良好な切れ味を維持しつつ砥石寿命の延長を図ることができる。

また、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）およびダイヤモンド（ＳＤ）などの超砥粒を用いた砥石では、目詰まりや目つぶれが起こったとき、加工面にスクラッチ傷などの損傷が起こらないように、酸化セリウムや硫酸バリウムなどの被削材に対する化学反応性を有し、切削性を有しない軟質砥粒を超砥粒と併用した複合砥粒のビトリファイドボンド超仕上げ砥石が知られている(特許文献２)。

参考のため、メタルボンド砥石の使用状態における砥石表面の状態について、以下に詳細に説明する。
メタルボンド砥石は、加熱時に金属成分の一部が液相を形成して焼結を促進するものであるから、例えば銅錫基複合材料の組織として、銅錫合金相と固体潤滑材等の混合相から成るものでは、加工物と接する砥石作用面は被覆層からなる。
このようにメタルボンド砥石のボンドマトリックスは、内部では相として、表面では被覆層として作用し、耐磨耗性に優れている。

しかしながら、切り屑が小さくなると摺動によって砥石表面の変化は少なくなり、発生する切り屑の排出は困難になる。切り屑は、ボンド相を侵食破壊（エロージョン）しながら切削砥粒の後方に排出される。微粒砥石による微細切り屑では、ボンドエロージョンをも困難なものとし、切削性の維持は難しく好ましい表面性状の生成は容易でない。

メタルボンド砥石は、内部ではボンド相として、表面では被覆層として加工物と接触する。この結果、砥粒による加工物との真実接触部を創成する必要がある。
いわゆる砥粒による真実接触は、砥石表面から顕出した砥粒によってのみ生じ、切削作用は顕出した砥粒によって行われる。
真実接触を維持するため、メタルボンドホーニング砥石は、砥石をホーニングツールにセットした状態で真円度及び円筒度を作り出すと同時に、ボンド層から砥粒を突き出させるようにセットする必要がある。通常、これはツルーイング治具を用いて、一般砥粒（GC）ビトリファイド砥石による円筒研磨によって行われる。

例えば、砥石のセット状態でホーニングへッドの真円度と円筒度は、数１０μｍ以下、初期の砥石面粗さ及び砥粒突き出し量は砥粒径の３０〜５０％を提示できる。見掛け上、無気孔（マトリックス型）メタルボンド砥石がボンド母体で砥粒を保持しているのに対し、有気孔（ブリッジ型）ビトリファイド砥石は、砥粒をボンド帯で接合している。このため砥石作用面での真実接触部数（砥粒の接触数）は増加するが、接触面積は減少する。

特開２００５−１１１５６９号公報特開２００６−１３０６３５号公報

しかし、上記した特許文献１に記載された発明では、超砥粒とガラス質成分とを分散して焼結した材質が、砥石表面に一層だけ形成されているに過ぎないから、砥石の精密な研磨面の調整は困難であり、ホーニングツールにセットした状態では、被研磨面の円筒面に沿った円筒度を作製することは困難であり、さらにはボンド層から砥粒を突出させるようにツルーイングによる一般砥粒(WA,GC)のビトリファイド砥石による研磨を行なうなどの調整は充分に行なうことができない。

そのため、ホーニングや超仕上げ加工などの精密な切削・研磨加工に用いられる砥石の長寿命性と安定した高切削性を得ることは困難であった。

また、上記した特許文献２に記載された発明では、耐磨耗性が充分ではなく、特に加工物と砥石が面接触するホーニング加工または超仕上げ加工で冷却性に優れた水溶性油を使用すると、油分を乳化した水溶性油に含まれる界面活性剤の一部が、水に不溶性の粘着物となって砥粒表面に付着し、これによって激しい目詰まり状態が生じる。

そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、ホーニングや超仕上げ加工などの精密な切削・研磨加工に用いられる砥石の長寿命性(耐磨耗性)と安定した高切削性を得ることであり、特に冷却性に優れた水溶性油を使用しても目詰まりを起こさずに微細な切り屑を排出できることにより、長寿命性と安定した高切削性が得られるメタルボンド砥石とすることである。

上記の課題を解決するために、この発明では、金属質粒子とガラス質粒子を含有する焼結性メタルボンドに、超砥粒および硫酸バリウムを含む軟質砥粒を分散させて焼結により一体化したものからなる超砥粒メタルボンド砥石としたのである。

上記したように構成されるこの発明の超砥粒メタルボンド砥石は、焼結性メタルボンドが金属質粒子とガラス質粒子を含有することにより、砥石表面で耐磨耗性に優れた金属に比べて脆いガラス質が崩壊していわゆるチップポケットを形成し、すなわち砥石表面を適当に粗くするため、切り屑の排出が促進される。

また、耐磨耗性に富むメタルボンド砥石における軟質砥粒として、硫酸バリウムを配合することによって、焼結性メタルボンドのガラス質成分が崩壊してチップポケットを生じる際に、崩壊した粒子片の流動により排出性を高めるので、チップポケットを速やかに、またより確実に形成できる作用がある。

これによって超砥粒メタルボンド砥石は、金属性結合剤による耐磨耗性を獲得すると同時に、硫酸バリウムによる微細な切り屑の排出性によってガラス質成分によるボンドエロージョンが適当な速度で確実に起こすことができ、経時的に安定して精密な切削性を維持できる高性能メタルボンド微粒砥石になる。

また、硫酸バリウムを配合することによって、焼結性メタルボンドのガラス質成分が崩壊する際、複合砥粒と複合メタルボンドからなる超砥粒メタルボンド砥石は、微細な焼結気孔とボンドエロージョンによる気孔が連続した三次元の多孔質構造を呈するので、これにより形成された微細なフラクタル構造によって、表面に撥水性または撥油性を有する超砥粒メタルボンド砥石になる。

そのため、超砥粒メタルボンド砥石が、合成油などの油成分が乳化した状態のクーラントと称される冷却性に優れた水溶性切削油を用いても界面活性剤に油分が結合したミセル分子が切削面に粘着するようなことはなくなり、精密なホーニング加工または超仕上げ加工を安定的に連続して行なうことが可能になり、精密かつ効率の良い切削機能を充分に発揮できる超砥粒メタルボンド砥石になる。

そして、このように優れた精密かつ高効率の切削機能を有する超砥粒メタルボンド砥石をより確実に構成するためには、焼結性メタルボンドの組成が、金属質粒子２５〜７５体積％とガラス質粒子２５〜７５体積％であるものを採用することが好ましい。

また、同様の理由により、ガラス質粒子は、平均粒子径３〜５μｍのガラス質粒子であることが好ましく、超砥粒と軟質砥粒の配合割合については、全１００重量％中の超砥粒５〜７５重量％であり、かつ軟質砥粒２５〜９５重量％である上記の超砥粒メタルボンド砥石とすることが好ましい。

この発明は、金属質粒子とガラス質粒子を含有する焼結性メタルボンドに、超砥粒および硫酸バリウムを含む軟質砥粒を分散させて焼結により一体化したので、金属性結合剤による耐磨耗性を獲得すると同時にガラス質成分によるボンドエロージョン性が、硫酸バリウムによる微細な切り屑の排出性によって適当な速度で確実に現れ、これによってホーニングや超仕上げ加工などの精密な切削・研磨加工に用いても砥石の長寿命性と安定した高切削性が奏される超砥粒メタルボンド砥石となる利点がある。

また、冷却性に優れた水溶性油を使用しても目詰まりを起こさずに微細な切り屑を排出でき、長寿命性と安定した高切削性が得られる超砥粒メタルボンド砥石となる利点もある。

この発明の実施形態では、超砥粒および硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄ ）を含む軟質砥粒からなる混合砥粒を、金属質粒子及びガラス質粒子の複合ボンドで焼結した超砥粒メタルボンド砥石であり、これによって自動車用鋳鉄製のエンジンシリンダの内面仕上げホーニングの実用化を可能とする。

上記した超砥粒としては、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）およびダイヤモンド（ＳＤ）が代表的なものである。これらの超砥粒の好ましい粒子径は、１〜２００μｍである。

一方、軟質砥粒は、好ましい表面性状を得るためには、凝集砥粒として存在しても粗粒として作用しても加工面を損傷することはない性質が好ましい。また、軟質砥粒は、砥石加熱時に焼結または変質してはならないため、焼結温度は約６００℃未満のものを採用し、特に好ましくは５８０℃以下のものを採用する。

このような軟質砥粒の具体例としては、硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄ 、モース硬度３〜３．５）の他にも、酸化セリウム（ＣｅＯ₂ ,モース硬度５）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ、モース硬度６)、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂、モース硬度８〜９）、シリカ（ＳｉＯ₂、モース硬度６．５）等を挙げることができる。

この発明では、軟質砥粒として硫酸バリウムを使用するが、硫酸バリウムは加熱によって約６００〜７００℃付近から焼結する性質がある。硫酸バリウムの一次粒子の平均粒径は６μｍ程度であり、市販品の純度は９８％程度である。
硫酸バリウムの一次粒子径は、あまりに微細過ぎると粒子間の凝集が強くなり、二次粒子を形成して好ましくなく、また他の粉末粒子間に入ってバインダ効果となるため適切な粒子径としては３〜１２μｍであり、より好ましくは５〜１０μｍである。

この発明では、粉末焼結型複合材料として硬質、軟質砥粒のほかにボンド(結合剤)として金属質粒子及びガラス質粒子(ガラス質セラミック粉とも称される。)を配合する。
金属質粒子は、結合剤の基材となるように配合され、具体例としては銅（Ｃｕ)、錫(Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、コバルト（Ｃｏ）及びこれらの金属のうちのいずれかの合金粉末などを挙げることができ、粒子径は１〜５０μｍである。

粉末焼結型複合材料には、この他に固体潤滑剤として二硫化タングステン（ＷＳ_２）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、黒鉛（グラファイト）などを配合することもできる。
金属質粒子とガラス質粒子を含有する焼結性メタルボンドのうち、ガラス質セラミック粉の組成系としては、ＳｉＯ_２・Ｂ_２Ｏ_３・ＲＯ（但し、Ｒはアルカリ土類金属のＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを示す。）、ＳｉＯ_２・Ｂ_２Ｏ_３・Ｒ_２Ｏ（但し、Ｒはアルカリ金属のＬｉ、Ｎａ、Ｋを示す。）などが挙げられ、これらは結晶性、非結晶性または複合系などであってもよい。

ガラス質粒子は、溶融することなく焼結状態で砥石焼結性を高めると共に、砥石作用面での真実接触部の創生を活発にする機能に貢献して、砥石表面の微細な凹凸構造の形成により実表面積を増大させる作用がある。
このようなガラス質粒子の平均粒子径は、粉末粒子間に入ってバインダ効果とならぬよう３〜５μｍであるものが好ましい。

上記したこの発明の焼結性メタルボンドは、従来のメタルボンド砥石の相系組織とミクロ的に見た外観においても異なっており、粒子系組織の違いはＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察によると明白である。
図１、２に示すように、硬質及び軟質砥粒の混合砥粒に対し、金属及びガラス質粒子を配合し、５８０℃以下で焼結したこの発明の実施形態の焼結性メタルボンドは、図３、４に示した従来のメタルボンド砥石の相系組織に比較すると、特微ある微粒子系組織を呈しており、すなわち、焼結により形成された表面に微細な凹凸を有する微細な気孔がフラクタル構造を呈しており、表面に撥水性または撥油性を有する砥石となる。

このような表面の微細凹凸構造は、実表面積が増大しており、浸透性や潤滑性能に優れているので、水溶性切削油の使用時には、表面がよく濡れるようになり高性能砥石が可能となる。このように凹凸を有する微細な気孔がフラクタル構造を呈する微粒子系組織からなる砥石の表面は、撥油作用もしくは油膜形成を弱くする作用があり、または油より表面張力の大きいエマルジョンである水溶性油に対しては、撥水作用がある。そのため、この発明の超砥粒メタルボンド砥石は、加工中に目詰まりを防止し潤滑性を活性化する機能があり、鋳鉄材料の仕上げホーニングに使用して好ましい表面性状への寄与が期待できる。

また、この発明では、軟質砥粒による化学的な仕上げ作用も認められる。即ち、水溶性油を使用した鋳鉄材料のホーニング加工では、軟質砥粒の硫酸バリウムは、鉄イオンと反応して水和物（水酸化第二鉄Ｆｅ(ＯＨ)₃）となった加工物表面の軟質皮膜に対する切削仕上げ作用がある。このように硬質及び軟質砥粒の混合砥粒によると、超砥粒による高能率切削と同時に軟質砥粒による加工物表面への好ましい切削仕上げ作用が認められる。

この発明は、超砥粒と軟質砥粒の配合割合が、全１００重量％中の超砥粒５〜７５重量％であり、かつ軟質砥粒２５〜９５重量％を採用することが好ましい。なぜなら、超砥粒が５重量％未満の少量であると、十分な切削性が得られず、７５重量％を超える多量に配合した場合には微細切り屑の排出が困難となり、砥石作用面は目詰まり気味で好ましい表面性状が得られないからである。

他方、硫酸バリウムが２５重量％未満では、粒子系組織または微細な凹凸を有するフラクタル的構造を持った砥石作用面の形成は困難となり、好ましい仕上げ表面性状は得られない。また硫酸バリウムが９５重量％を超える場合は、粒子系組織あるいはフラクタル構造を有する砥石表面は、切削性はあるが、砥石磨耗量の多いものとなり経済的に使用できない点で実用性が低下する。

以上の理由からみて、より好ましい複合砥粒の重量比は、超砥粒１０〜６０重量％、硫酸バリウム４０〜９０重量％である。

これらを体積％で示せば、超砥粒の体積含有量５〜３０体積％（コンセントレーション２０〜１２０）である。超砥粒が５％未満では、砥石組成で軟質砥粒（硫酸バリウム）が３５体積％を越え多くなるものの、切削機能的に不十分となるからである。また超砥粒が３０％を越える場合は、作用砥粒数の増加により切り屑の排出は容易でなく目詰まりなどの発生原因となる。
因みに、コンセントレーションとは、砥石１立方センチメートル当たりの砥粒（ダイヤモンド、CBN）量をいい、4.4カラット（0.88g)含有する砥石をコンセントレーション１００という。

他方、硫酸バリウムは砥石組成で１０体積％未満となり、フラクタル的砥石構造または砥石表面の微細な凹凸構造の形成を困難なものとする。従って、より好ましい超砥粒の体積含有量は、６％以上２０％以下（コンセントレーション２５〜８０）である。

この発明では、金属質粒子とガラス質粒子（ガラス質セラミック）の複合ボンドを採用し、金属質粒子としては、銅（Ｃｕ)及び錫（Ｓｎ)の混合粉または合金粉を採用することができる。複合ボンドの組成は、体積比で金属質粒子及びガラス質粒子ともに２５〜７５％（重量比で示すと、金属質粒子５０〜９０％、ガラス質粒子１０〜５０％）である。好ましくは、金属質粒子４５〜７５体積％（７０〜９０重量％）、ガラス質粒子２５〜５５体積％（１０〜５０重量％）である。

上記した所定の数値範囲が好ましい理由は、所定範囲を超えて金属質粒子の割合が増える場合、砥石耐磨耗性は向上するが、切り屑の排出は困難となり切削性は低下するからであり、また所定範囲を超えてガラス質ボンドが増加すると、切削性は活性化するものの、砥石磨耗は多くなり超砥粒の脱落による切削痕など仕上げ面粗さ及び表面性状は悪化するからである。

［実施例１〜７、比較例１〜５］
表１に示す砥粒を用い、同表に示す重量比および体積比となるように配合された超砥粒メタルボンド砥石を製造した。
メタルボンド成分については、実施例１〜７に用いた金属質粒子（粒径５〜２０μｍ）は、Ｃｕ、Ｓｎの２成分で、ガラス質粒子（粒径３〜５μｍ）は、Na_２Ｏ・B_２O_３・ＲＯ組成系（但し、Ｒはアルカリ土類金属のＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを示す。）であり、体積比で金属質粒子６０％、ガラス質ボンド４０％の複合ボンドとなるようにした。比較例１〜３に用いた金属質粒子は、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｏの３成分であり、ガラス質粒子は、ＳｉＯ₂・B_２Ｏ₃・ＲＯ組成系である。これらの実用可能な使用範囲を想定して、実施例では超砥粒の体積含有量であるコンセントレーションを低濃度の２５及び高濃度の７５の２種類に設定した。

製造条件は、硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄）を含む実施例の砥石の焼結温度５００℃及び成型圧力１５ＭＰａであった。いずれも調合した混合粉末を同時に過熱加圧（ホットプレス）して製作した。

比較例１〜３は、軟質砥粒を使用せずに表１に示した硬質砥粒を用いたこと以外は、実施例と同様に金属質粒子とガラス質セラミックの複合ボンドを使用した。比較例の製造条件は、焼結温度５２０℃及び成型圧力２０ＭＰａであった。
表2に示す比較例4及び5は、通常のＧＣ砥粒を使用したビトリファイドボンド砥石である。

得られた実施例と比較例の砥石について、以下のホーニング加工試験を行ない、その性能を比較した。
すなわち、実施例及び比較例の砥石を用いて、鋳鉄シリンダ内面をホーニング加工し、その性能を調べた。その際、立型精密ホーニング盤により加工物は固定型取り付け具を使用し、ホーニングツールはフローティング形式とし、砥石拡張方式は、定速切込みであり、加工物サイズは内径８０mm 、加工長１３０mmとした。

そして、前加工は、ダイヤモンド２８０メッシュ（平均砥粒直径４５〜５５μｍ）メタルボンド砥石により、交差角（２α）３０度で面粗度４〜５μｍRzに揃えた。砥石サイズは、長さ７０mmで、超砥粒砥石は幅４mm、ＧＣ砥石は幅５mmでいずれも１セット８本で使用した。

超砥粒砥石は、ツルーイング用治具を使用して、円筒研削盤により通常のWA ビトリファイド砥石で所要の円筒度及び真円度を作り出し、同時に目立て作用により砥石修正面粗度及び砥粒突き出し量を確認して略一定に揃えた。ホーニング条件はホーニング速度５２ｍ／ｍｉｎ、交差角（２α）４５度とした。加工物１個当たりの総切り込み量は、直径で水溶性油では０．１０５ｍｍ、不水溶性油では０．０７５ｍｍとした。

加工油剤は、水溶性油では特殊潤滑剤、脂肪酸石鹸、有機防錆剤、無機防錆剤を主成分する水溶性合成潤滑油（ソリューション形シンセティック水溶性油剤）を希釈倍率３０倍で使用した。３０倍希釈でのＰＨは８．５、表面張力３５．５(10^-3Ｎ／ｍ）である。

不水溶性油では、主成分が精製鉱物油、いおう系極圧添加剤、油性向上剤からなる粘度（cＳt、４０℃)５．２、引火点（COC)１５２℃の不活性硫化型油剤を使用した。

測定項目は切削量（Ｔ）、砥石磨耗量（Ｗ）、面粗度（Ｒｚ）及びホーニング抵抗（watt）とした。ホーニング抵抗は、主軸電力計で負荷状態（平均消費電力watt）の表示によるものである。表面性状は、ホーニング面の転写膜による複写（ＳＵＭＰ）、また加工物からの切断試料の表面顕微鏡写真によっても観察した。

加工数は、超砥粒砥石では、連続して３０個とし、ＧＣビトリファイド砥石では、連続３個とした。また砥石作用面の目詰まりないし目つぶれ状態など、変化についても顕微鏡下で観察した。

測定値は、砥石作用面に着目して初期磨耗も含めて不安定領域にあると思われる１０個までと、安定領域にあると思われる１１個目から３０個の試料について、それぞれの平均値とした。また面粗度（Ｒｚ)と面性状は、１０個目と３０個目について測定し、これらの結果を表３〜５に示した。

表３に示される結果からも明らかなように、水溶性油を使用した場合、実施例は比較例に比べると切削量（Ｔ）も多く、切削除去率（Ｔ％)も約５０％以上と大きかった。また比較例では加工数の増加によって切削性が低下し、目詰まり・目つぶれ気味となり砥石磨耗量の減少によって仕上げ比（Ｔ／Ｗ）が加工初期（加工数１〜１０個目）より大きな値になっているのに対し、実施例では変化は少なく安定していた。同様に単位切削量当りの消費電力（watt/T）についても変動が少なく、面粗度（Ｒｚ)及び面性状についても安定して好ましい結果が得られていた。

また、実施例のうち、軟質砥粒（ＢａＳＯ_４）の含有量の多い１、２及び３の砥石で切削性に優れており、ホーニング抵抗（watt/T）も小さく、面粗度及び面性状についても最良の結果が得られた。

また表５の通常のＧＣビトリフアイド砥石以外では、比較例４の無機処理砥石は、激しく目詰まりするのに対し比較例５の有機質処理砥石では好結果が得られた。しかし、砥石磨耗量（Ｗ）で実施例の約２〜５倍と大きく、従って仕上げ比（Ｔ／Ｗ）も５未満と経済性において劣るものであった。

また、表４及び表５の結果からも明らかなように、現在広く実用されている不水溶性油を用いた研削結果では、実施例２、４、５、６及び比較例１、２、４、５共に水溶性油に比較して、切削除去率（Ｔ％）は大きな値となった。しかし、その場合でも軟質砥粒（ＢａＳＯ_４）を含む実施例２、４、５、６は、比較例より切削性に優れており、面粗度および面性状においても安定して好ましい結果が得られた。特に切削抵抗（watt/T）においては、水溶性油と不水溶性油の使用による影響を比べると、比較例１、２が約４５％の減少改善効果であるのに対して、実施例２、６での改善効果は約２５％と優れており、水溶性油および不水溶性油のいずれに対しても安定した切削性能が認められた。

これらの結果から、軟質砥粒として硫酸バリウムを含み、金属質及びセラミック質複合ボンドで焼結した超砥粒メタルボンド砥石は、水溶性油及び不水溶性油に対しても安定した高切削性及び好ましい表面性状が得られることが判明した。

このような超砥粒メタルボンド砥石を使用すると、自動車用鋳鉄製エンジンシリンダの内面仕上げホーニングでの高経済性が達成されるのみならず、エンジンの動的性能向上と燃費やエミッションと言う環境性能の面からもその貢献度は誠に大であると考えられる。

実施形態の超砥粒メタルボンド砥石表面の走査型電子顕微鏡写真図１の一部を拡大して示す走査型電子顕微鏡写真従来のメタルボンド砥石表面の走査型電子顕微鏡写真図３の一部を拡大して示す走査型電子顕微鏡写真

Claims

金属質粒子とガラス質粒子を含有する焼結性メタルボンドに、超砥粒および硫酸バリウムを含む軟質砥粒を分散させて焼結により一体化してなる超砥粒メタルボンド砥石。
焼結性メタルボンドの組成が、金属質粒子２５〜７５体積％とガラス質粒子２５〜７５体積％である請求項１に記載の超砥粒メタルボンド砥石。
ガラス質粒子が、平均粒子径３〜５μｍのガラス質粒子である請求項１に記載の超砥粒メタルボンド砥石。
超砥粒と軟質砥粒の配合割合が、全１００重量％中の超砥粒５〜７５重量％であり、かつ軟質砥粒２５〜９５重量％である請求項１または２に記載の超砥粒メタルボンド砥石。
超砥粒メタルボンド砥石が、焼結により形成された微細な気孔がフラクタル構造を呈し、表面に撥水性または撥油性を有する砥石である請求項１〜４のいずれかに記載の超砥粒メタルボンド砥石。
超砥粒メタルボンド砥石が、水溶性切削油を用いたホーニング加工または超仕上げ加工に用いられる砥石である請求項１〜５のいずれかに記載の超砥粒メタルボンド砥石。