JP2549548B2 - 超多孔質砥石及びその製造方法 - Google Patents
超多孔質砥石及びその製造方法Info
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- JP2549548B2 JP2549548B2 JP63204725A JP20472588A JP2549548B2 JP 2549548 B2 JP2549548 B2 JP 2549548B2 JP 63204725 A JP63204725 A JP 63204725A JP 20472588 A JP20472588 A JP 20472588A JP 2549548 B2 JP2549548 B2 JP 2549548B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，気孔率が大きい超多孔質砥石，特に超多孔
質超砥粒砥石及びその製造方法に関する。
質超砥粒砥石及びその製造方法に関する。
（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 超多孔質砥石の製造法としては，「細かい砥粒と，結
合剤原料としてけい酸塩鉱物粉末またはガラス粉末を砥
粒重量の70％以上と，発泡剤として窒化ほう素，窒化け
い素微粉末の１種又は２種以上を結合剤原料重量の１〜
10％とを配合し，該配合物を十分に混合した後，結合剤
原料が溶融してガラス化する温度以上に焼成することを
特徴とするビトリファイド研磨砥石の製造法（特開昭61
-197163号公報）。」があった。
合剤原料としてけい酸塩鉱物粉末またはガラス粉末を砥
粒重量の70％以上と，発泡剤として窒化ほう素，窒化け
い素微粉末の１種又は２種以上を結合剤原料重量の１〜
10％とを配合し，該配合物を十分に混合した後，結合剤
原料が溶融してガラス化する温度以上に焼成することを
特徴とするビトリファイド研磨砥石の製造法（特開昭61
-197163号公報）。」があった。
しかしこの方法によれば，乾燥時，焼成時の収縮変形
が大きいために所定の寸法の砥石に対する仕上取代が極
めて大きく，原材料のむだが多かった。特に高価な超砥
粒を使用する場合には前記製造方法を適用できなかっ
た。
が大きいために所定の寸法の砥石に対する仕上取代が極
めて大きく，原材料のむだが多かった。特に高価な超砥
粒を使用する場合には前記製造方法を適用できなかっ
た。
一方，従来より砥石については，その摩耗の極力小さ
いものが求められており，砥粒，特に超砥粒が強固に保
持された砥石が必要とされている。このような要請に対
して，「金属アルコキシドが添加された水溶液と硬質体
とを混合し，この混合液を成形型に注入しあるいは耐火
物からなる基材に塗布し，ついでこれらを乾燥後焼結処
理することを特徴とする砥石および刃物工具の製造方法
（特開昭62-136374号公報）。」があった。
いものが求められており，砥粒，特に超砥粒が強固に保
持された砥石が必要とされている。このような要請に対
して，「金属アルコキシドが添加された水溶液と硬質体
とを混合し，この混合液を成形型に注入しあるいは耐火
物からなる基材に塗布し，ついでこれらを乾燥後焼結処
理することを特徴とする砥石および刃物工具の製造方法
（特開昭62-136374号公報）。」があった。
しかし，前記方法で用いられる水溶液を用いて超多孔
質砥石を製造すると，乾燥時及び焼成時の収縮，変形は
より一層増大してしまい，特に超多孔質超砥粒砥石の製
造はますます困難となる。
質砥石を製造すると，乾燥時及び焼成時の収縮，変形は
より一層増大してしまい，特に超多孔質超砥粒砥石の製
造はますます困難となる。
本発明は，上記従来の技術の問題点を解決した超多孔
質砥石及びその製造方法を提供することを目的とする。
質砥石及びその製造方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば，次の超多孔質砥石及びその製造方法
により前記目的を達成できる。
により前記目的を達成できる。
Al2O3、SiO2、ZrO2、B2O3及びLi2Oを含有して成る乾
燥ゲルの焼成体を結合材とし複数の砥粒を含む多孔質の
粒状体（以下，複数砥粒含有多孔質粒状体という。）と
磁器質結合材部から成り、前記多孔質の粒状体は気孔率
が５〜50％で複数の微小気孔が分散して存在し、多数の
前記粒状体と前記磁器質結合材部により区画される気孔
部を有することを特徴とする超多孔質砥石。
燥ゲルの焼成体を結合材とし複数の砥粒を含む多孔質の
粒状体（以下，複数砥粒含有多孔質粒状体という。）と
磁器質結合材部から成り、前記多孔質の粒状体は気孔率
が５〜50％で複数の微小気孔が分散して存在し、多数の
前記粒状体と前記磁器質結合材部により区画される気孔
部を有することを特徴とする超多孔質砥石。
Al2O3、SiO2、ZrO2、B2O3及びLi2Oを含有して成る乾
燥ゲルの焼成体を結合材とし複数の砥粒を含む多孔質の
粒状体と磁器質結合材から成る成形体を焼成する方法で
あって、前記多孔質の粒状体として複数の微小気孔が分
散して存在する多孔質の粒状体を用いることを特徴とす
る超多孔質砥石製造方法。
燥ゲルの焼成体を結合材とし複数の砥粒を含む多孔質の
粒状体と磁器質結合材から成る成形体を焼成する方法で
あって、前記多孔質の粒状体として複数の微小気孔が分
散して存在する多孔質の粒状体を用いることを特徴とす
る超多孔質砥石製造方法。
好ましくは，複数砥粒含有多孔質粒状体の径は30〜20
0μｍであり，砥粒は平均径0.5〜30μｍの超砥粒であ
る。また，超多孔質砥石の全体の気孔率は，好ましくは
50〜85％である。
0μｍであり，砥粒は平均径0.5〜30μｍの超砥粒であ
る。また，超多孔質砥石の全体の気孔率は，好ましくは
50〜85％である。
また，好ましくは，多孔質の粒状体は，Al2O3、Si
O2、ZrO2、B2O3及びLi2Oを含有して成る乾燥ゲルと砥粒
の混合物を焼成して得る。
O2、ZrO2、B2O3及びLi2Oを含有して成る乾燥ゲルと砥粒
の混合物を焼成して得る。
（好適な実施態様及び作用） 複数砥粒含有多孔質粒状体は，Al2O3、SiO2、ZrO2、B
2O3及びLi2Oを含有して成る乾燥ゲルの焼成体を結合材
とする（以下，この結合材をセラミックス結合材とい
う。）該乾燥ゲルは，粒径が0.1μｍ以下である。その
ため，砥石として焼成された後は，砥粒に強力に結合し
て砥粒を強力に保持する。前記乾燥ゲル（焼成前）は,
0.1μｍ以下の粒子が多くの結晶水を含む形でアモルフ
ァス状態で結合しており，この乾燥ゲルを焼成するとガ
ラス状になる。前記乾燥ゲル（焼成前）の一例として
は，その密度が2.2g/cm3のものがあり，これを焼成する
とその密度は約2.5g/cm3になる。
2O3及びLi2Oを含有して成る乾燥ゲルの焼成体を結合材
とする（以下，この結合材をセラミックス結合材とい
う。）該乾燥ゲルは，粒径が0.1μｍ以下である。その
ため，砥石として焼成された後は，砥粒に強力に結合し
て砥粒を強力に保持する。前記乾燥ゲル（焼成前）は,
0.1μｍ以下の粒子が多くの結晶水を含む形でアモルフ
ァス状態で結合しており，この乾燥ゲルを焼成するとガ
ラス状になる。前記乾燥ゲル（焼成前）の一例として
は，その密度が2.2g/cm3のものがあり，これを焼成する
とその密度は約2.5g/cm3になる。
前記乾燥ゲル（焼成前）及びこれを焼成したもの共に
結晶の析出はない。結晶の析出は微粒砥材の結合力を低
下させる場合が多い。
結晶の析出はない。結晶の析出は微粒砥材の結合力を低
下させる場合が多い。
前記セラミックス結合材は，好ましくは乾燥固形分が
40〜60wt％SiO2,5〜15wt％Al2O3,5〜7wt％Li2O,15〜35w
t％B2O3及び２〜15wt％ZrO2から成る。
40〜60wt％SiO2,5〜15wt％Al2O3,5〜7wt％Li2O,15〜35w
t％B2O3及び２〜15wt％ZrO2から成る。
前記セラミックス結合材は，少なくとも750℃以上で
焼成でき，超砥粒を用いる場合には好ましくは800〜900
℃で焼成を行なう。
焼成でき，超砥粒を用いる場合には好ましくは800〜900
℃で焼成を行なう。
セラミックス結合材は磁器質結合材よりも高い温度で
焼結することが望ましく，また750℃未満で焼結する磁
器質結合材を用いた場合十分な結合力を得られない傾向
がある。このためセラミックス結合材の焼成は750℃以
上で行なう。また，焼成温度が900℃を超えると超砥粒
を用いた場合に超砥粒が劣化する傾向があるので900℃
以下で焼成することが好ましい。
焼結することが望ましく，また750℃未満で焼結する磁
器質結合材を用いた場合十分な結合力を得られない傾向
がある。このためセラミックス結合材の焼成は750℃以
上で行なう。また，焼成温度が900℃を超えると超砥粒
を用いた場合に超砥粒が劣化する傾向があるので900℃
以下で焼成することが好ましい。
複数砥粒含有多孔質粒状体の径は，好ましくは30〜20
0μｍにする。該多孔質粒状体の砥粒を立方晶窒化硼素
砥粒又はダイヤモンド砥粒等の超砥粒にする場合は，好
ましくは砥粒平均径を0.5〜30μｍにする。該多孔質粒
状体の気孔率は,5〜50％にする。該多孔質粒状体の気孔
（以下，微小気孔という。）の平均径は，好ましくは0.
1〜30μｍである。
0μｍにする。該多孔質粒状体の砥粒を立方晶窒化硼素
砥粒又はダイヤモンド砥粒等の超砥粒にする場合は，好
ましくは砥粒平均径を0.5〜30μｍにする。該多孔質粒
状体の気孔率は,5〜50％にする。該多孔質粒状体の気孔
（以下，微小気孔という。）の平均径は，好ましくは0.
1〜30μｍである。
磁器質結合材は，複数砥粒含有多孔質粒状体と結合し
て本発明の超多孔質砥石を形成する主結合材であり，前
記複数砥粒含有多孔質粒状体のセラミックス結合材の軟
化点（又は焼成温度）に対し50〜100℃低い公知の結合
材を用いることができる。
て本発明の超多孔質砥石を形成する主結合材であり，前
記複数砥粒含有多孔質粒状体のセラミックス結合材の軟
化点（又は焼成温度）に対し50〜100℃低い公知の結合
材を用いることができる。
代表的な磁器質結合材の組成範囲は，次のとおりであ
る。
る。
SiO2 10〜50（wt％） Al2O3 0〜15 MgO＋CaO＋BaO 0〜15 Na2O＋Li2O 0〜15 P2O5 0〜15 B2O3 15〜30 ZrO2 0〜15 PbO2 0〜50 ZnO 0〜50 合計 100（wt％） 磁器質結合材は，例えばSiO2，Al2O3,MgO,CaO,BaO,Li
2O，B2O3，ZrO2，P2O5を成分とした結合材にする。好ま
しくは第１表に示す磁器質結合材にする。磁器質結合材
は，上記各構成成分を溶解，冷却後粉砕したものが一般
的である。
2O，B2O3，ZrO2，P2O5を成分とした結合材にする。好ま
しくは第１表に示す磁器質結合材にする。磁器質結合材
は，上記各構成成分を溶解，冷却後粉砕したものが一般
的である。
本発明の超多孔質砥石は，多数の前記多孔質粒状体と
前記磁器質結合材部により区画される気孔部を有し，砥
石全体に占める気孔率を50〜85％にできる。そのため，
研削焼けを生じることなく加工できる。
前記磁器質結合材部により区画される気孔部を有し，砥
石全体に占める気孔率を50〜85％にできる。そのため，
研削焼けを生じることなく加工できる。
以下，図面により本発明の超多孔質砥石の一実施態様
を説明する。
を説明する。
第１図は本発明の超多孔質砥石（焼成後）の概略拡大
断面図である。複数砥粒含有多孔質粒状体Ａは，超砥粒
1,セラミックス結合材２及び微小気孔３から成り，超砥
粒１はセラミックス結合材２に強力に結合している。複
数砥粒含有多孔質粒状体Ａには、複数の微小気孔３が分
散して存在する。微小気孔３の平均径は，例えば0.1〜3
0μｍである。磁器質結合材部Ｂは，前記多孔質粒状体
Ａと強力に結合しており，磁器質結合材部Ｂと多数の前
記多孔質粒状体Ａにより区画される気孔部Ｃが示されて
いる。
断面図である。複数砥粒含有多孔質粒状体Ａは，超砥粒
1,セラミックス結合材２及び微小気孔３から成り，超砥
粒１はセラミックス結合材２に強力に結合している。複
数砥粒含有多孔質粒状体Ａには、複数の微小気孔３が分
散して存在する。微小気孔３の平均径は，例えば0.1〜3
0μｍである。磁器質結合材部Ｂは，前記多孔質粒状体
Ａと強力に結合しており，磁器質結合材部Ｂと多数の前
記多孔質粒状体Ａにより区画される気孔部Ｃが示されて
いる。
第２〜３図は，本発明の超多孔質砥石Ｐを保持体部Ｈ
とともに製造した砥石車を示す図である。円形状の孔を
回転軸を中心として有する，高さの低い円筒形の保持体
部Ｈの側面（第２図）又は平坦な端面（第３図）に本発
明の超多孔質砥石Ｐが結合している。該保持体部Ｈは，
安価なセラミックスから成る。
とともに製造した砥石車を示す図である。円形状の孔を
回転軸を中心として有する，高さの低い円筒形の保持体
部Ｈの側面（第２図）又は平坦な端面（第３図）に本発
明の超多孔質砥石Ｐが結合している。該保持体部Ｈは，
安価なセラミックスから成る。
第２図には鏡面仕上用の砥石車［350mm（φ）×20mm
（Ｔ）×127mm（φ）3x］が示されている。
（Ｔ）×127mm（φ）3x］が示されている。
第３図にはラップ用の砥石車［350mm（φ）×15mm
（Ｔ）×127mm（φ）3x］が示されている。
（Ｔ）×127mm（φ）3x］が示されている。
第４図は,40mm（Ｌ）×10mm（Ｂ）×8mm（Ｔ）の本発
明の超多孔質砥石を示す。この砥石はホーニング用のも
のである。
明の超多孔質砥石を示す。この砥石はホーニング用のも
のである。
本発明の超多孔質砥石は，Al2O3，SiO2，ZrO2，B2O3
及びLi2Oから成る乾燥ゲルの焼成体を結合材とし複数の
微小気孔が分散して存在する複数砥粒含有多孔質粒状体
と磁器質結合材から成る成形体を焼成して製造すること
ができる。そのため，焼成時に亀裂を発生することな
く，また乾燥時及び焼成時の収縮，変形を極めて小さく
して超多孔質砥石を製造できる。
及びLi2Oから成る乾燥ゲルの焼成体を結合材とし複数の
微小気孔が分散して存在する複数砥粒含有多孔質粒状体
と磁器質結合材から成る成形体を焼成して製造すること
ができる。そのため，焼成時に亀裂を発生することな
く，また乾燥時及び焼成時の収縮，変形を極めて小さく
して超多孔質砥石を製造できる。
前記多孔質粒状体は，Al2O3，SiO2，ZrO2，B2O3及びL
i2Oから成る乾燥ゲルと砥粒の混合物を，例えば，焼成
後に厚み1mm以下の薄板状になるよう焼成し，この薄板
状の砥石を粉砕して得ることができる。前記乾燥ゲル
は，例えば，金属アルコキシドを加水分解させ，又はア
ルミナゾル，ジルコニアゾル，リチウムシリケート水溶
液及びホウ酸水溶液を混合してゲル化させ，乾燥して得
ることができる。
i2Oから成る乾燥ゲルと砥粒の混合物を，例えば，焼成
後に厚み1mm以下の薄板状になるよう焼成し，この薄板
状の砥石を粉砕して得ることができる。前記乾燥ゲル
は，例えば，金属アルコキシドを加水分解させ，又はア
ルミナゾル，ジルコニアゾル，リチウムシリケート水溶
液及びホウ酸水溶液を混合してゲル化させ，乾燥して得
ることができる。
（実施例） 第２表に示された原料を同表に示された割合でポット
ミルにて48時間混合し各原料が均一に分散した混合液状
体を得る。
ミルにて48時間混合し各原料が均一に分散した混合液状
体を得る。
該混合液状体は、無機固形分換算で第３表の成分であ
る。
る。
前記液状体と立方晶窒化硼素砥粒（昭和電工製SBN−
Ｆタイプ０−２μｍ）を混合し，この混合物を100mmφ
のガラス容器に流し込み105℃で３時間保持してゲル化
乾燥する。この乾燥物をガラス容器から取り出し900℃
窒素雰囲気で焼成し，外径80mm,厚み0.8mmの多孔質の超
砥粒砥石を得た。
Ｆタイプ０−２μｍ）を混合し，この混合物を100mmφ
のガラス容器に流し込み105℃で３時間保持してゲル化
乾燥する。この乾燥物をガラス容器から取り出し900℃
窒素雰囲気で焼成し，外径80mm,厚み0.8mmの多孔質の超
砥粒砥石を得た。
該超砥粒砥石を乳棒と乳鉢を用いてクラッシングして
ふるいにかけ，メッシュ140/170の複数砥粒含有多孔質
粒状体を得た。この多孔質粒状体は，砥材率35vol％，
結合材率12vol％，気孔扱53vol％であった。
ふるいにかけ，メッシュ140/170の複数砥粒含有多孔質
粒状体を得た。この多孔質粒状体は，砥材率35vol％，
結合材率12vol％，気孔扱53vol％であった。
前記多孔質粒状体と，前記第１表に示された磁器質結
合材と，成形助剤ブチルカルビドールアセテートとの混
合物を金型にて乾式プレスし，N2雰囲気750℃で焼成
し，本発明の超多孔質砥石を得た。この砥石は，亀裂等
の発生はなく，生砥石との寸法差も極めて少ないため仕
上取代も極めてわずかであった。また，この砥石は，砥
材率16vol％，結合材率13vol％，気孔率71vol％であっ
た。
合材と，成形助剤ブチルカルビドールアセテートとの混
合物を金型にて乾式プレスし，N2雰囲気750℃で焼成
し，本発明の超多孔質砥石を得た。この砥石は，亀裂等
の発生はなく，生砥石との寸法差も極めて少ないため仕
上取代も極めてわずかであった。また，この砥石は，砥
材率16vol％，結合材率13vol％，気孔率71vol％であっ
た。
（発明の効果） 本発明の超多孔質砥石は，乾燥ゲルの焼成体を結合材
とする複数砥粒含有多孔質粒状体に砥粒が存在するの
で，該砥粒は強力に保持される。そのため，ドレッシン
グ時において，ドレッサの衝撃によっても前記多孔質粒
状体の大破壊や砥粒の脱落なしに，前記多孔質粒状体を
形成する砥粒単位でドレスを行なうことができ，砥材率
が小さい場合でも作用砥粒数が多く高い研削比が得られ
る。
とする複数砥粒含有多孔質粒状体に砥粒が存在するの
で，該砥粒は強力に保持される。そのため，ドレッシン
グ時において，ドレッサの衝撃によっても前記多孔質粒
状体の大破壊や砥粒の脱落なしに，前記多孔質粒状体を
形成する砥粒単位でドレスを行なうことができ，砥材率
が小さい場合でも作用砥粒数が多く高い研削比が得られ
る。
本発明の超多孔質砥石は，磁器質結合材部と前記多孔
質粒状体により区画される比較的大きな気孔部を有する
ので，ドレッシングが容易であり，高い削除率の高能率
加工が可能である。
質粒状体により区画される比較的大きな気孔部を有する
ので，ドレッシングが容易であり，高い削除率の高能率
加工が可能である。
同時に，前記多孔質粒状体も微小の気孔を有するの
で，研削条件の変更により鏡面仕上といった超高精度加
工も可能である。
で，研削条件の変更により鏡面仕上といった超高精度加
工も可能である。
本発明の超多孔質砥石製造方法は，複数の微小気孔が
分散して存在する複数砥粒含有多孔質粒状体を含ませて
焼成するため，焼成後に亀裂等の発生がなく，焼成前と
比較して寸法差も極めて少なく仕上取代も極めて少なく
てすむ。従って，低コストかつ高歩留で超多孔質砥石を
製造できる。
分散して存在する複数砥粒含有多孔質粒状体を含ませて
焼成するため，焼成後に亀裂等の発生がなく，焼成前と
比較して寸法差も極めて少なく仕上取代も極めて少なく
てすむ。従って，低コストかつ高歩留で超多孔質砥石を
製造できる。
第１図は本発明の超多孔質砥石（焼成後）の概略拡大断
面図，第２〜４図は本発明の超多孔質砥石の実施態様の
例を示す図である。 １……超砥粒 ２……セラミックス結合材 ３……微小気孔 Ａ……複数砥粒含有多孔質粒状体 Ｂ……磁器質結合材部、Ｃ……気孔部 Ｐ……超多孔質砥石、Ｈ……保持体部
面図，第２〜４図は本発明の超多孔質砥石の実施態様の
例を示す図である。 １……超砥粒 ２……セラミックス結合材 ３……微小気孔 Ａ……複数砥粒含有多孔質粒状体 Ｂ……磁器質結合材部、Ｃ……気孔部 Ｐ……超多孔質砥石、Ｈ……保持体部
Claims (6)
- 【請求項１】Al2O3、SiO2、ZrO2、B2O3及びLi2Oを含有
して成る乾燥ゲルの焼成体を結合材とし複数の砥粒を含
む多孔質の粒状体と磁器質結合材部から成り、前記多孔
質の粒状体は気孔率が５〜50％で複数の微小気孔が分散
して存在し、多数の前記粒状体と前記磁器質結合材部に
より区画される気孔部を有することを特徴とする超多孔
質砥石。 - 【請求項２】前記粒状体の径は30〜200μｍであること
を特徴とする請求項１記載の超多孔質砥石。 - 【請求項３】前記粒状体の砥粒は平均径0.5〜30μｍの
超砥粒であることを特徴とする請求項１ないし２の一に
記載の超多孔質砥石。 - 【請求項４】気孔率が50〜85％であることを特徴とする
請求項１ないし３の一に記載の超多孔質砥石。 - 【請求項５】Al2O3、SiO2、ZrO2、B2O3及びLi2Oを含有
して成る乾燥ゲルの焼成体を結合材とし複数の砥粒を含
む多孔質の粒状体と磁器質結合材から成る成形体を焼成
する方法であって、前記多孔質の粒状体として複数の微
小気孔が分散して存在する多孔質の粒状体を用いること
を特徴とする超多孔質砥石製造方法。 - 【請求項６】前記粒状体は、Al2O3、SiO2、ZrO2、B2O3
及びLi2Oを含有して成る乾燥ゲルと砥粒の混合物を焼成
して得ることを特徴とする請求項５記載の超多孔質砥石
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204725A JP2549548B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 超多孔質砥石及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204725A JP2549548B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 超多孔質砥石及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255272A JPH0255272A (ja) | 1990-02-23 |
| JP2549548B2 true JP2549548B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=16495276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63204725A Expired - Fee Related JP2549548B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 超多孔質砥石及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2549548B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59107859A (ja) * | 1982-12-09 | 1984-06-22 | Inoue Japax Res Inc | 研削砥石 |
-
1988
- 1988-08-19 JP JP63204725A patent/JP2549548B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0255272A (ja) | 1990-02-23 |
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