JP4023900B2 - 無機質中空体を含むビトリファイド砥石及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削砥石の技術分野に属するものであり、特に無機質中空体を含むビトリファイド砥石及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、ビトリファイド砥石中に中空気孔を形成する1つの手法として、砥粒とは別にアルミナやコランダムなどの球またはこれに類する形状の無機質中空体を配合し、これらをビトリファイド結合材で結合することがなされている。このようなビトリファイド砥石は、例えば特公昭37−8695号公報や特開昭62−251077号公報に記載されている。
【0003】
このような無機質中空体含有ビトリファイド砥石は、製造上においてはプレス成形及び焼成の工程を経ても所要の中空気孔が維持されるため気孔率が容易に制御できるという利点があり、また研削性能の点では研削時に無機質中空体が適度に破壊せしめられることで、自生発刃が良好になされるという利点がある。
【0004】
しかるに、従来の以上のような無機質中空体含有ビトリファイド砥石は、研削加工中に無機質中空体が脱落する頻度がかなり高く、切れ味は良好であるが、研削比(被研削物の研削量と砥石の減耗量との比)が十分には高くないという難点のあることが判明した。
【0005】
そこで、本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決して、研削比が高く研削性能の良好な無機質中空体含有ビトリファイド砥石を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
アルミナ中空体と一般砥粒とをビトリファイド結合材により結合してなるビトリファイド砥石を製造する方法であって、
前記アルミナ中空体に前記ビトリファイド結合材のうちの一部及び糊材を混合し攪拌して第1混合体を調製する第1工程、
前記第1混合体に前記一般砥粒を混合し攪拌して第2混合体を調製する第2工程、
前記第2混合体に前記ビトリファイド結合材のうちの他部及び糊材を混合し攪拌して第3混合体を調製する第3工程、及び
前記第3混合体を成形して焼成する第4工程、
を含むことを特徴とする、ビトリファイド砥石の製造方法、
が提供される。
【0007】
本発明の一態様においては、
前記第1工程は、前記アルミナ中空体に糊材及び水を混合し攪拌して第1a混合体を調製する第1a工程と、前記第1a混合体に前記ビトリファイド結合材の一部及び糊材を混合し攪拌して前記第1混合体を調製する第1b工程とからなり、
前記第3工程は、前記第2混合体に糊材及び水を混合し攪拌して第3a混合体を調製する第3a工程と、前記第3a混合体に前記ビトリファイド結合材の他部及び糊材を混合し攪拌して前記第3混合体を調製する第3b工程とからなる。
【0009】
以上のような発明の一態様においては、前記一般砥粒としてアルミナ質砥粒及び炭化けい素質砥粒のうちの少なくとも一方を用いる。
【0010】
以上のような発明の一態様においては、前記第3混合体は、前記アルミナ中空体100重量部に対して、前記一般砥粒20〜100重量部、前記ビトリファイド結合材10〜20重量部、前記糊材3〜6重量部及び水1〜3重量部を含む。
【0011】
以上のような製造方法により得られたビトリファイド砥石の一態様において、前記アルミナ中空体は外径が1〜5mmで膜厚が0.2〜0.3mmであり、前記一般砥粒は粒径が0.07〜0.3mmである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【0013】
図1は本発明による無機質中空体を含むビトリファイド砥石の製造方法の一実施形態を説明する工程図である。
【0014】
第1工程では、アルミナ中空体にビトリファイド結合材のうちの一部及び糊材を混合し攪拌して第1混合体を調製する。アルミナ中空体としては、例えば外径1〜5mmで膜厚が0.2〜0.3mmのものを用いることができる。また、糊材としては、ワックスエマルジョン、デキストリン、リグニンその他公知の糊材を用いることができる。ここで、球形以外の異方性アルミナ中空体の場合の外径としては長径を採用する。
【0015】
第1工程は、第1a工程と第1b工程とからなる。第1a工程では、上記アルミナ中空体100重量部に対して第1糊材(例えばワックスエマルジョン)0.75〜1.5重量部及び水0.5〜1.5重量部を混合し攪拌して第1a混合体を調製する。また、第1b工程では、第1a混合体に対して平均粒径10μm程度のビトリファイド結合材5〜10重量部及び第2糊材(例えばデキストリン)0.75〜1.5重量部を混合し攪拌して第1混合体を調製する。以上の第1工程により、アルミナ中空体に対して糊材が均等に付着し、この糊材によりビトリファイド結合材が均等且つ強固に固着した第1混合体が得られる。
【0016】
第2工程では、第1混合体に一般砥粒20〜100重量部を混合し攪拌して第2混合体を調製する。一般砥粒としてはホワイトアランダム(WA)やアランダム(A)などのアルミナ質砥粒やグリーンカーボランダム(GC)やカーボランダム(C)などの炭化けい素質砥粒を用いることができる。一般砥粒の粒度は、例えば#60〜220(粒径0.07〜0.3mmにほぼ対応)である。この第2工程により、アルミナ中空体に均等に付着したビトリファイド結合材に対して一般砥粒が均等に付着している第2混合体が得られる。
【0017】
第3工程では、第2混合体に更にビトリファイド結合材のうちの他部及び糊材を混合し攪拌して第3混合体を調製する。
【0018】
第3工程は、第3a工程と第3b工程とからなる。第3a工程では、上記第2混合体に対して第1糊材(例えばワックスエマルジョン)0.75〜1.5重量部及び水0.5〜1.5重量部を混合し攪拌して第3a混合体を調製する。また、第3b工程では、第3a混合体に対して上記ビトリファイド結合材5〜10重量部及び第2糊材(例えばデキストリン)0.75〜1.5重量部を混合し攪拌して第3混合体を調製する。以上の第3工程により、アルミナ中空体に対して均等に付着した糊材により均等且つ強固に固着した第1半量(厳密に半分でなくともよく、例えば35〜65%であってもよい)のビトリファイド結合材に対して一般砥粒が均等に付着している形態に対して、更に均等に付着した糊材により残りの第2半量のビトリファイド結合材が均等且つ強固に固着した形態の第3混合体が得られる。
【0019】
第4工程では、第3混合体を所望形状に成形して焼成する。成形は例えばプレスなどの常法により行うことができ、焼成温度は例えば1200〜1300℃である。
【0020】
以上により、アルミナ中空体含有ビトリファイド砥石が得られ、この砥石では、図2に示すように、アルミナ中空体2の周囲に均等に固着したビトリファイド結合材4により一般砥粒6が均等に保持され、そして、ビトリファイド結合材によりアルミナ中空体2及び一般砥粒6どうしが強固に結合せしめられている。尚、図2において、符号8はアルミナ中空体2の内部以外に形成された気孔を示す。
【0021】
このようにして得られたアルミナ中空体含有ビトリファイド砥石は、アルミナ中空体2が強固に結合保持せしめられているので、研削加工中にアルミナ中空体2が脱落するよりはむしろ本来の作用である部分的破壊に基づく切刃形成により徐々に減耗する傾向が著しく高くなり、切れ味が良好である上に研削比が高くなり研削性能は良好である。
【0022】
また、このアルミナ中空体含有ビトリファイド砥石は、研削抵抗が低いため、高い切込みが可能であり、発熱が少なく研削焼けが発生しにくく、研削精度を向上させることができる。
【0023】
以上の説明では、第1工程が第1a工程と第1b工程とからなり、第3工程が第3a工程と第3b工程とからなっているが、第1a工程で混合する材料と第1b工程で混合する材料とを同時に混合した場合や第3a工程で混合する材料と第3b工程で混合する材料とを同時に混合した場合にも類似の効果が得られる。
【0025】
以下に、本発明の実施例を示す。
【0026】
実施例1:
以下のようにして、図1に示す工程を行った。尚、アルミナ中空体として、外径2mmのもの20%と外径5mmのもの80%との混合体を用いた。アルミナ中空体の膜厚は0.2〜0.3mmであった。
【0027】
・第1a工程
アルミナ中空体100重量部に対して第1糊材(ワックスエマルジョン)0.75重量部及び水0.75重量部を混合し攪拌して第1a混合体を調製した。
【0028】
・第1b工程
第1a混合体に対して平均粒径10μmのビトリファイド結合材(SiO2 =70重量%;Al2 O3 =17重量%;MgO=3重量%;その他10重量%)5重量部及び第2糊材(デキストリン)1.5重量部を混合し攪拌して第1混合体を調製した。
【0029】
・第2工程
第1混合体に一般砥粒(WA#100:粒径160μm)40重量部を混合し攪拌して第2混合体を調製した。
【0030】
・第3a工程
第2混合体に第1糊材(ワックスエマルジョン)0.75重量部及び水0.75重量部を混合し攪拌して第3a混合体を調製した。
【0031】
・第3b工程
第3a混合体に対して平均粒径10μmのビトリファイド結合材(SiO2 =70重量%;Al2 O3 =17重量%;MgO=3重量%;その他10重量%)5重量部及び第2糊材(デキストリン)1.5重量部を混合し攪拌して第3混合体を調製した。
【0032】
・第4工程
第3混合体をホイール形状にプレス成形して1250℃で焼成した。
【0033】
実施例2:
以下のようにして、図1に示す工程を行った。尚、アルミナ中空体として、外径2mmのもの20%と外径5mmのもの80%との混合体を用いた。アルミナ中空体の膜厚は0.2〜0.3mmであった。
【0034】
・第1a工程
アルミナ中空体100重量部に対して第1糊材(ワックスエマルジョン)0.75重量部及び水0.75重量部を混合し攪拌して第1a混合体を調製した。
【0035】
・第1b工程
第1a混合体に対して平均粒径10μmのビトリファイド結合材(SiO2 =65重量%;Al2 O3 =21重量%;CaO=3重量%;その他11重量%)6重量部及び第2糊材(デキストリン)1.5重量部を混合し攪拌して第1混合体を調製した。
【0036】
・第2工程
第1混合体に一般砥粒(GC#80:粒径200μm)30重量部を混合し攪拌して第2混合体を調製した。
【0037】
・第3a工程
第2混合体に第1糊材(ワックスエマルジョン)0.75重量部及び水0.75重量部を混合し攪拌して第3a混合体を調製した。
【0038】
・第3b工程
第3a混合体に対して平均粒径10μmのビトリファイド結合材(SiO2 =65重量%;Al2 O3 =21重量%;CaO=3重量%;その他11重量%)6重量部及び第2糊材(デキストリン)1.5重量部を混合し攪拌して第3混合体を調製した。
【0039】
・第4工程
第3混合体をホイール形状にプレス成形して1250℃で焼成した。
【0040】
比較例:
実施例1で使用したアルミナ中空体100重量部に対して、実施例1で使用した一般砥粒40重量部、実施例1で使用したビトリファイド結合材10重量部、実施例1で使用した第1糊材1.5重量部、実施例1で使用した第2糊材3.0重量部、水1.5重量部を混合し攪拌して混合体を調製した。この混合体を実施例1と同様にしてホイール形状にプレス成形し焼成した。
【0041】
加工例:
以上の実施例1、実施例2及び比較例で得られたアルミナ中空体含有ビトリファイド砥石を用いて、鋼材(SKD11HRC63)の表面を研削加工した。取り代を0.35mmとし、テーブル送り速度を15m/分とし、砥石の周速を2000m/分とし、設定切込量を1パス当たり5μmとして加工した。
【0042】
その結果、実際の切込量及び鋼材の加工後の表面粗さは以下の表1の通りであった。また、研削比は、比較例のものを1とした相対値で示すと以下の表1の通りであった。
【0043】
【表1】
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、研削比が高く研削性能の良好なアルミナ中空体含有ビトリファイド砥石が提供される。しかも、この砥石は、研削抵抗が低いため、高い切込みが可能であり、発熱が少なく研削焼けが発生しにくく、高い研削精度での加工が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による無機質中空体を含むビトリファイド砥石の製造方法の一実施形態を説明する工程図である。
【図2】本発明による無機質中空体を含むビトリファイド砥石の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
2 アルミナ中空体
4 ビトリファイド結合材
6 一般砥粒
8 気孔
Claims (8)
- アルミナ中空体と一般砥粒とをビトリファイド結合材により結合してなるビトリファイド砥石を製造する方法であって、
前記アルミナ中空体に前記ビトリファイド結合材のうちの一部及び糊材を混合し攪拌して第1混合体を調製する第1工程、
前記第1混合体に前記一般砥粒を混合し攪拌して第2混合体を調製する第2工程、
前記第2混合体に前記ビトリファイド結合材のうちの他部及び糊材を混合し攪拌して第3混合体を調製する第3工程、及び
前記第3混合体を成形して焼成する第4工程、
を含むことを特徴とする、ビトリファイド砥石の製造方法。 - 前記第1工程は、前記アルミナ中空体に糊材及び水を混合し攪拌して第1a混合体を調製する第1a工程と、前記第1a混合体に前記ビトリファイド結合材の一部及び糊材を混合し攪拌して前記第1混合体を調製する第1b工程とからなり、
前記第3工程は、前記第2混合体に糊材及び水を混合し攪拌して第3a混合体を調製する第3a工程と、前記第3a混合体に前記ビトリファイド結合材の他部及び糊材を混合し攪拌して前記第3混合体を調製する第3b工程とからなる、
ことを特徴とする、請求項1に記載のビトリファイド砥石の製造方法。 - 前記第1a工程で使用される糊材と前記第1b工程で使用される糊材とが互いに異なり、前記第3a工程で使用される糊材と前記第3b工程で使用される糊材とが互いに異なることを特徴とする、請求項2に記載のビトリファイド砥石の製造方法。
- 前記一般砥粒としてアルミナ質砥粒及び炭化けい素質砥粒のうちの少なくとも一方を用いることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のビトリファイド砥石の製造方法。
- 前記第3混合体は、前記アルミナ中空体100重量部に対して、前記一般砥粒20〜100重量部、前記ビトリファイド結合材10〜20重量部、前記糊材3〜6重量部及び水1〜3重量部を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のビトリファイド砥石の製造方法。
- 前記一般砥粒の粒径は0.07〜0.3mmであり、前記ビトリファイド結合材の平均粒径は10μm程度であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のビトリファイド砥石の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法により得られたビトリファイド砥石。
- 前記アルミナ中空体は外径が1〜5mmで膜厚が0.2〜0.3mmであり、前記一般砥粒は粒径が0.07〜0.3mmであることを特徴とする、請求項7に記載のビトリファイド砥石。
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1998
- 1998-04-02 JP JP08982398A patent/JP4023900B2/ja not_active Expired - Lifetime
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