JP4072317B2

JP4072317B2 - 研磨粒子の配合物を含む研磨製品

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Publication number: JP4072317B2
Application number: JP2000505247A
Authority: JP
Inventors: アール．アブラハムソン，ジェラルド
Original assignee: 3M Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2018-06-24
Also published as: US5876470A; JP2002506084A; BR9810853A; DE69807900D1; KR20010022321A; DE69807900T2; EP1007599A1; CN1265699A; CA2296522A1; WO1999006500A1; EP1007599B1

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、２種類の砥粒の混合物を有する研磨製品、特に研削砥石に関する。第１の砥粒は、播種または有核αアルミナ、好ましくは酸化鉄有核αアルミナを含み、第２の砥粒は、希土類酸化物変性αアルミナを含む。
【０００２】
背景技術
溶融アルミナ砥粒または研磨粒子は、ほぼ１００年間にわたって研磨用途に使用されてきた。溶融アルミナ砥粒は、アルミナ源をその融点を超えるまで加熱して急冷した後に粉砕して、アルミナ砥粒を生成して製造される。１９８０年代の初期には、新しく実質的に改善されたタイプのアルミナ砥粒は、一般に「ゾルゲル」または「ゾルゲル誘導」砥粒と呼ばれて市販された。ゾルゲル砥粒は、溶融工程ではなく焼結工程に基づいていた。一般に、ゾルゲル砥粒は、水およびアルミナ一水化物（ベーマイト）を含む分散液またはゾルを生成し、この分散液をゲル化して、ゲル化分散液を乾燥させ、乾燥した分散液を粒子に粉砕して粒子を焼成し、焼成済み粒子をアルミナの融点未満の温度で焼結して製造される。多くの場合、この分散液は、１つまたは複数の酸化物変性剤、成核剤および／またはこれらの先駆物質をさらに含む。ゾルゲル砥粒、およびその製法に関する詳細は、米国特許第４，３１４，８２７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ等）、第４，６２３，３６４号（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ等）、第４，７４４，８０２号（Ｓｃｈｗａｂｅｌ）、第４，８８１，９５１号（Ｗｏｏｄ等）、第５，００１，５０８号（Ｗａｌｄ等）、第５，０９０，９６８号（Ｐｅｌｌｏｗ）、第５，２０１，９１６号（Ｂｅｒｇ等）、第５，２１３，５９１号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａ等）、および第５，３６６，５２３号（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ等）に記載されている。
【０００３】
ゾルゲル砥粒は、塗布研磨製品、不織研磨製品および結合研磨製品などのような研磨製品に一般に混入される。結合研磨製品としては、研削砥石、ストーン、研磨砥石、および切断砥石がある。砥粒を砥石内に保持または接着するために使用する接着剤は一般に樹脂または有機ポリマーだが、セラミックまたはガラスなどのような無機材料（つまりガラス質接着剤）でも良い。
【０００４】
切断砥石は、一般的な切削作業に使用される一般に小型で薄い砥石である。この砥石の直径は概して数インチ、厚さは数ミリである。この砥石は、約１０００〜５０，０００ＲＰＭの速度で動作し、金属またはガラスを公称長さに切削するなどの作業に使用される。切断砥石は、「工業用切断鋸刃」とも呼ばれるが、鋳物などの環境では「細断鋸」と呼ばれる。
【０００５】
市販の切断砥石の例としては、ミネソタ州、セントポールのＭｉｎｎｅｓｏｔａＭｉｎｉｎｇ＆ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ（３Ｍ）が「ＧｅｎｅｒａｌＰｕｒｐｏｓｅＣｕｔ−ＯｆｆＷｈｅｅｌ」（汎用切断砥石）の商標で市販しているものがある。こうした３Ｍの切断砥石は、溶融酸化アルミニウム砥粒を利用する。市販のその他の切断砥石としては、ミシガン州、バルカンのＵｎｉｔｅｄＡｂｒａｓｉｖｅｓＩｎｃ．が「Ｖｕｌｃａｎ」の商標で市販している砥石、およびカリフォルニア州、アデラントのＳｐｅｄｅｃｕｔが市販している砥石がある。これらの例はどちらも、本質的に１００％褐色溶融酸化アルミニウムを砥粒として使用している。上記などの切断砥石は、一般に、軟鋼（たとえば１０１８ＭＳ）およびガラスなどのような比較的軟質のワークピースの切削に使用される。
【０００６】
メーカーは、切削性能を改善するとともに、切断砥石のコストを削減するために、２種類以上の砥粒の配合物を有する砥石をさらに製造する。場合によっては、希少で高価な砥粒は、低品質で比較的安価な砥粒に部分的に置き換えられる。たとえば、米国特許第３，８６７，７９５号（Ｈｏｗａｒｄ）には、切断砥石および切断砥石製造方法が記載されている。これらの切断砥石は、溶融酸化アルミニウムおよび溶融アルミナ−ジルコニア砥粒の配合物を含む場合がある。アルミナ−ジルコニアは、ニッケル合金またはステンレス鋼材料の切削に特に有用な中間的な価格の砥粒である。３Ｍが「ＧＲＥＥＮＣＯＲＰＳ」の商標で市販している砥石は、等量の溶融アルミナ砥粒と、約４．５％の酸化マグネシウムを含む酸化鉄有核セラミック砥粒との配合物を使用する。マサシューセッツ州、ウォーセスターのＮｏｒｔｏｎＣｏｍｐａｎｙは、等量の褐色溶融酸化アルミニウムおよび溶融アルミナ−ジルコニア砥粒を含む切断砥石を製造している。また、Ｎｏｒｔｏｎが「Ｍｅｄａｌｌｉｏｎ」の商標で市販している切断砥石は、等量の溶融アルミナ−ジルコニア砥粒および播種セラミック酸化アルミニウム粗粒（Ｎｏｒｔｏｎが「ＳＧ」の商標で荒い砥粒として市販しているセラミック酸化アルミニウム粗粒）を有する。
【０００７】
セラミック酸化アルミニウム砥粒は、ゾルゲル工程から誘導され、炭素鋼製品に特に有用である。希少な砥粒と低品質の砥粒を組み合わせると、使用する砥粒のコストに基づく砥石全体のコストは減少する。残念ながら、砥石に低品質の砥粒を使用すると、砥石の切削性能が低下する場合がある。
【０００８】
研磨業界は、既存の希少砥粒を使用して切断砥石の性能を改善し、さらに良好な製品性能を維持し、かつコストを許容可能なレベルに保つ方法を探し続けている。各種の製品に良好に作用し、かつ合理的な価格を有する砥石を製造する必要がある。
【０００９】
【発明の開示】
本発明は、播種または有核αアルミナを含む第１砥粒と、αアルミナおよび希土類酸化物を含む第２砥粒とを含む研磨製品を提供する。第２砥粒は、播種剤または成核剤を本質的に含まない。適切な結合剤は、第１および第２砥粒を互いに結合して研磨製品を形成する。
【００１０】
研磨製品は、結合研磨製品であり、一般に研削砥石である。１つの好適な実施態様は、一般に切断砥石として周知の薄い研削砥石である。切断砥石は薄い研削砥石であり、概して１ｍｍ（０．０３５ｉｎ）〜８ｍｍ（０．３１５ｉｎ）厚、２．５ｃｍ（１ｉｎ）径である。切断砥石は、一般的な切削作業に使用される。
【００１１】
発明を実施するための最良の形態
図１は、本発明の実施態様の１つにより製造した切断砥石の斜視図である。切断砥石１０の厚さＴ（図２に示す）は、切断砥石１０の直径Ｄより実質的に小さい。切断砥石は、一般に１ｍｍ（０．０３５ｉｎ）〜１６ｍｍ（０．６３ｉｎ）厚、好ましくは１ｍｍ〜８ｍｍ（０．３１５ｉｎ）厚であり、直径は約２．５ｃｍ（１ｉｎ）〜１００ｃｍ（４０ｉｎ）、一般に約７ｃｍ（３ｉｎ）〜１３ｃｍ（５ｉｎ）であるが、１００ｃｍ（４０ｉｎ）径の砥石も公知である。中心孔１２は、切断砥石１０をたとえば電動工具に取り付けるために使用する。この中心孔は、一般に０．５ｃｍ〜２．５ｃｍ径である。
【００１２】
本発明の切断砥石は、結合剤２５により互いに保持された第１砥粒２０（播種または有核アルミナ砥粒）と第２砥粒２１（希土類酸化物変性アルミナ砥粒）とを有する。結合剤または接着媒体は、有機または無機結合剤で良い。代表的な無機接着剤としては、ガラス質結合剤（「ガラス」としても周知）、セラミック結合剤および金属結合剤がある。
【００１３】
本発明の切断砥石は、一般に成形工程により製造される。成形時、結合剤または接着媒体は、液体有機、粉末無機または粉末有機であるかどうかに関わらず、砥粒と混合される。場合によっては、液体媒体（樹脂または溶剤）は、先ず粗粒に塗布されて砥粒の外面を湿らせ、次に湿潤粗粒が粉末媒体と混合される。本発明の切断砥石は、圧縮成形、射出成形、トランスファー成形などにより製造することができる。成形は、熱間圧縮もしくは常温圧縮または当業者が周知の任意の適切な方法により行うことができる。
【００１４】
フェノール樹脂は、最も一般的に使用されている有機結合剤であり、粉末形態および液体状態の両方で使用される。フェノール樹脂は広く使用されているが、本発明の範囲には、その他の有機結合剤を使用することも含まれる。これらの結合剤としては、エポキシ樹脂、ユリアホルムアルデヒド、ゴム、セラック、アクリレート官能結合剤などがある。フェノール結合剤は、もう１つの結合剤で変性させてフェノール樹脂の特性を改善または変えることもできる。たとえば、フェノール樹脂をゴムで変性させると、結合剤全体の靭性を改善することができる。
【００１５】
ガラス化またはガラス結合剤は、各種の金属酸化物の混合物から製造することができる。こうした金属酸化物ガラス質結合剤の例としては、シリカ、アルミナ、カルシア、酸化鉄、チタニア、マグネシア、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウム、酸化マンガン、酸化ホウ素、酸化リンなどがある。重量に基づくガラス質結合剤の特定の例としては、４７．６１％のＳｉＯ_２、１６．５％のＡｌ_２Ｏ_３、０．３８％のＦｅ_２Ｏ_３、０．３５％のＴｉＯ_２、１．５８％のＣａＯ、０．１０％のＭｇＯ、９．６３％のＮａ_２Ｏ、２．８６％のＫ_２Ｏ、１．７７％のＬｉ_２Ｏ、１９．０３％のＢ_２Ｏ_３、０．０２％のＭｎＯ_２、０．２２％のＰ_２Ｏ_５、および６３％のシリカ、１２％のアルミナ、１．２％の酸化カルシウム、６．３％の酸化ナトリウム、７．５％の酸化カリウム、１０％の酸化ホウ素がある。モル比に基づくガラス質結合剤のさらに他の例としては、３．７７％のＳｉＯ_２、０．５８％のＡｌ_２Ｏ_３、０．０１％のＦｅ_２Ｏ_３、０．０３％のＴｉＯ_２、０．２１％のＣａＯ、０．２５％のＭｇＯ、０．４７％のＮａ_２Ｏ、０．０７％のＫ_２Ｏがある。ガラス質結合研磨製品を製造するとき、粉末形態のガラス質結合剤を一時的結合剤、一般に有機結合剤と混合する。ガラス化結合剤は、フリット、たとえば約１〜１００％のフリットなどから生成することができるが、一般には２０〜１００％のフリットから生成する。フリット結合剤に使用される一般的な材料の例をいくつか挙げると、長石、ホウ砂、石英、ソーダ灰、鉛丹、酸化亜鉛、白亜、三酸化アンチモン、二酸化チタン、ケイフッ化ナトリウム、フリント氷晶石、ホウ酸、およびこれらの組合せがある。こうした材料は、一般に粉末として互いに混合し、燃焼させて混合物を溶融してから、溶融した混合物を冷却する。冷却した混合物は、粉砕して篩い分けて非常に細かい粉末にしてから、フリット結合剤として使用する。こうしたフリット結合剤が熟成する温度は、その化学作用によって決まるが、約６００℃〜１８００℃の範囲である。
【００１６】
金属結合剤の例としては、錫、銅、アルミニウム、ニッケル、およびこれらの組合せがある。
【００１７】
殆どの場合、スクリム強化材料を切断砥石に混入するのは、回転破裂強さ、つまり砥石が、使用時における砥石の回転により生じる遠心力に耐える能力を改善するためである。砥石の摩耗特性または耐熱性も、スクリム強化材料を使用して改善することができる。図２は、線２−２に沿って切った図１の切断砥石の断面図である。第１の砥粒２０、第２の砥粒２１、および結合剤２５を示す。切断砥石１０は、切断砥石１０の外面に位置する第１スクリム１５と第２スクリム１６とを有する。一般に、砥石の各々の外面には、１枚のスクリム強化材料が配置される。あるいは、砥石の内面に１つまたは複数の強化スクリム片を備えて強度を高めることもできる。スクリムは、任意の適切な材料から製造することができる。たとえば、スクリムは織布またはメリヤス生地で良い。スクリム内の繊維は、ガラス繊維から製造することが好ましい。場合によっては、スクリムは、カップリング剤処理剤（たとえばシランカップリング剤）を含む。スクリムは、ポリアミド、ポリエステルまたはポリアラミドなどのような有機繊維をさらに含むことができる。場合によっては、結合媒体内に強化ステープルファイバを含み、繊維が切断砥石全体に均質に分散するようにすることが好ましい。
【００１８】
本発明の切断砥石には、２種類の砥粒を使用する。これらの砥粒はα−アルミナベースの砥粒であり、一方の砥粒は、適切な成核剤（たとえばαアルミナ播種粒子、酸化鉄またはその先駆物質、クロミア、酸化マンガン、チタネートなど）により播種または成核し、他方の砥粒は、砥粒全体の酸化物成分に基づく理論上の酸化物を基準に計算して少なくとも０．０１％、好ましくは０．１〜１０％の希土類酸化物変性剤を有する。第１および第２砥粒は、焼結工程から製造できるが、ゾルゲル工程で製造することが好ましい。これらの２種類の砥粒の組合せ、つまり播種または有核砥粒と希土類酸化物変性砥粒との組合せにより、研磨製品、特に切断砥石に使用するときのその他の砥粒または粗粒配合物全体の性能が改善される。意外なことに、この２種類のゾルゲル粗粒の配合物は相乗作用を示す。
【００１９】
一般に、ゾルゲル砥粒は、揮発性成分を有する液体（一般に水）、釈解剤およびアルミナ一水和物（ベーマイト）を含む分散液またはゾルを生成し、この分散液をゲル化して、ゲル化分散液を乾燥させ、乾燥分散液を先駆物質粒子に粉砕し、先駆物質粒子を焼成して、アルミナの融点未満の温度で焼成粒子を焼結させて製造する。多くの場合、この分散液は、１つまたは複数の酸化物変性剤、播種または成核剤および／またはその先駆物質をさらに含む。金属酸化物（金属酸化物変性剤と呼ばれることもある）を混入すると、結果として得られる砥粒の物理的特性および／または結晶微細構造を変えることができる。
【００２０】
本発明により砥粒中に含まれるが、必ずしも必要ではない金属酸化物の例としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化プラセオジム（Ｐｒ_２Ｏ_３）、酸化サマリウム（Ｓｍ_２Ｏ_３）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ_２Ｏ_３）、酸化ネオジム（Ｎｄ_２Ｏ_３）、酸化ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（Ｃｅ_２Ｏ_３）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ_２Ｏ_３）、酸化エルビウム（Ｅｒ_２Ｏ_３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ_２Ｏ_３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化クロミウム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）およびこれらの組合せがある。特定のこれらの金属酸化物はアルミナに反応して、アルミナとの反応生成物を形成するが、その他は金属酸化物として残る。たとえば、コバルト、ニッケル、亜鉛およびマグネシウムの酸化物は、一般にアルミナに反応して尖晶石を生成するが、ジルコニアおよびハフニアはアルミナに反応しない。あるいは、酸化ジスプロシウムおよび酸化ガドリニウムとアルミナとの反応生成物は一般にざくろ石である。酸化プラセオジム、酸化イッテルビウム、酸化エルビウムおよび酸化サマリウムとアルミナとの反応生成物は、灰チタン石および／またはざくろ石構造を一般に有する。イットリアもアルミナと反応して、ざくろ石結晶構造を有するＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１ _２を生成することができる。特定の希土類酸化物および二価金属陽イオンはアルミナと反応して、ＬｎＭＡｌ_１１Ｏ_１９で表される希土類アルミネートを生成するが、ここで、Ｌｎは、Ｌａ^３＋、Ｎｄ^３＋、Ｃｅ^３＋、Ｐｒ^３＋、Ｓｍ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｅｒ^３＋またはＥｕ^３＋などのような三価金属イオンであり、Ｍは、Ｍｇ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｎｉ^２＋、Ｚｎ^２＋またはＣＯ^２＋などのような二価金属陽イオンである。こうしたアルミネートは、六角形の結晶構造を有する。
【００２１】
分散液は、播種剤もしくは成核剤、またはαアルミナ先駆物質（αアルミナ一水和物）を確実に転換させる材料を含むことができる。適切な材料としては、αアルミナの微粒、またはα酸化第二鉄の微粒もしくは先駆物質、クロミア、チタネート、およびαアルミナ転換を成核するその他の任意の材料がある。播種剤または成核剤を添加すると、結果として得られるアルミナ砥粒中に比較的小さい微結晶または気泡が生じ、より耐久性のある砥粒が製造される。
【００２２】
ゾルまたは分散液を生成した後、強制空気オーブン内などで乾燥させて多孔質の固体を形成する。乾燥後、一般に、乾燥分散液を粉砕して不規則な先駆物質粒子を形成し、次に、この粒子を焼成する。あるいは、ゲル、乾燥ゲルまたは先駆物質粒子を賦形した後、分散液を焼成しても良い。焼成は、予備燃焼とも呼ばれ、本質的にすべての結合揮発性材料を除去し、一般に約４００℃〜８００℃の温度で行われる。次に、焼結は、燃焼とも呼ばれ、アルミナの融点未満の温度で行われる。代表的な焼結温度は、１１００℃〜１６５０℃であるが、約１２５０℃〜１４００℃であれば好ましい。
【００２３】
ゾルゲル砥粒のその他の詳細およびこうしたタイプの粗粒の一般的な製法は、たとえば米国特許第４，３１４，８２７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ等）、第４，７４４，８０２号（Ｓｃｈｖａｂｅｌ）および第４，８８１，９５１号（Ｗｏｏｄ等）に記載されている。
【００２４】
αアルミナ播種砥粒
一般に、αアルミナ播種砥粒は、αアルミナおよび任意の添加剤を含む。αアルミナ播種砥粒および該砥粒の製法の詳細は、たとえば米国特許第４，６２３，３６４号（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ等）および第４，７４４，８０２号（Ｓｃｈｗａｂｅｌ）に記載されている。
【００２５】
微粒子αアルミナ種の量は、著しく異なる。適切な播種は、アルミナ砥粒全体の重量に基づいて約０．０１重量％〜約５０重量％の量で得られるが、この範囲外の量も有用であると考えられる。しかし、約２％未満、一般的に１％未満が最適な量であるとされている。αアルミナ粒子の粒度は著しく異なって良いが、約８０〜７００ｎｍの粒度が有用であると考えられてきた。
【００２６】
αアルミナ種粒子源は、比較的重要ではない。市販の微粒子としては、ＳｕｍｉｔｏｍｏＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．Ｌｔｄ．が「ＡＫＰ−５０」の商標で市販している微粒子がある。あるいは、αアルミナ種粒子は、たとえば、分散液をαアルミナセラミック容器内で、またはαアルミナ微粉砕ボールを使ってボールミル粉砕して現場で生成することができる。
【００２７】
一般に、αアルミナ播種アルミナ砥粒は、高密度のミクロン以下の等軸アルミナ結晶または非気泡微細構造を有し、硬度は、少なくとも約１６ＧＰａである。
【００２８】
酸化鉄有核砥粒
一般に、酸化鉄有核砥粒は、砥粒全体の酸化物成分に基づく理論上の酸化物基準で約０．１〜約５重量％の酸化鉄を含む。酸化鉄有核砥粒および該砥粒の製法の詳細は、たとえば米国特許第４，７４４，８０２号（Ｓｃｈｗａｂｅｌ）および第４，９６４，８８３号（Ｍｏｒｒｉｓ等）に記載されている。
【００２９】
砥粒の製造に使用する酸化鉄源の種類は多様である。酸化鉄源は、場合によっては成核剤として作用するか、または成核剤として作用する材料を提供し、赤褐鉄（α−Ｆｅ_２Ｏ_３）およびその先駆物質（針鉄鋼（α−ＦｅＯＯＨ）、燐繊石（γ−ＦｅＯＯＨ）、磁鉄鋼（Ｆｅ_３Ｏ_４）および磁赤鉄鋼（γ−Ｆｅ_２Ｏ_３））などがある。酸化鉄の適切な先駆物質としては、加熱するとα−Ｆｅ_２Ｏ_３に転化する鉄含有材料がある。酸化鉄源は、結晶質微粒子材料であることが好ましい。こうした微粒子材料は、粒子の結晶性および／または製造方法に応じて球、針状またはプレート状で良い。微粒子材料は、その形状に関わらず、少なくとも約６０ｍ^２／ｇの表面積を有することが好ましく、少なくとも約８０ｍ^２／ｇであればさらに好ましく、少なくとも約１００ｍ^２／ｇであれば最も好ましく、平均粒度は、約１μｍ未満であることが好ましく、約０．５μｍ未満であればさらに好ましい。この点で、「粒度」とは、遊離した単一の粒子または砥粒の最長寸法で定義する。好適な実施態様では、結晶質粒子は、アスペクト比が少なくとも約２：１の針状である。特に好適な１つの材料は、長さ約０．０４〜０．１μｍおよび幅約０．０１〜０．０２μｍの針状粒子を有する。こうした粒子は、バージニア州、プラスキのＭａｇｎｏｘＰｕｌａｓｋｉ，Ｉｎｃ．など、磁気媒体顔料の様々なメーカーから入手可能であり、たとえば、オキシ水酸化鉄（α−ＦｅＯＯＨ）、平均粒度が約０．０８μｍおよび表面積が約１０４．５ｍ^２／ｇの針状粒子の水性ペーストとして「ＧＯＥＴＨＩＴＥＡ」の商標で市販されている。
【００３０】
酸化鉄の微粒子源の表面積は、一般に、フロリダ州、ボイントンビーチのＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅＣｏｒｐ．が市販しているＱｕａｎｔａｓｏｒｂＳｙｓｔｅｍＯＳ−１０を使用して窒素吸収により測定する。粒度は、様々な技術を使用して粒子の最長寸法を測定して決定する。たとえば、粒度は、伝導電子顕微鏡を使用して測定でき、この場合、粒子の集合を適切に拡大して顕微鏡写真を撮り、粒度を測定する。もう１つの粒度測定技術は、光ビームを粒子により散乱させる疑似弾性光散乱である。粒度は、粒子により散乱する光の光度の変動を数値分析して決定する。
【００３１】
一般に、酸化鉄有核アルミナ砥粒は、αアルミナ播種砥粒と類似する微細構造、つまり高密度のミクロン以下の等軸アルミナ結晶または非気泡微細構造を有し、硬度は、少なくとも約１６ＧＰａである。一般に、鉄は、アルミナ中の固体溶液または鉄−アルミナ尖晶石として存在する。
【００３２】
鉄源を分散液または先駆物質に添加するその他の詳細は、たとえば米国特許第５，６１１，８２９号（Ｍｏｎｒｏｅ等）および第５，６４５，６１９号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎ等）に記載されている。
【００３３】
希土類酸化物変性砥粒
第２の砥粒は、希土類酸化物またはイットリア変性アルミナ砥粒を含む。第２砥粒は、１）１種類のみの希土類酸化物変性剤、２）イットリアのみ（希土類酸化物変性剤は含まない）、３）１種類の希土類酸化物変性剤およびイットリア、４）２種類以上の希土類酸化物変性剤、または５）２種類以上の希土類酸化物変性剤およびイットリアを含む。一般に、好適な第２の砥粒は、ランタン、ネオジム希土類酸化物およびイットリアを含む。
【００３４】
本発明の希土類酸化物またはイットリア変性アルミナ砥粒は、砥粒全体の理論上の金属酸化物成分に基づく理論上の酸化物基準で少なくとも０．０１重量％、好ましくは少なくとも０．１〜１０重量％、さらに好ましくは約０．５〜約１０重量％の希土類金属酸化物またはイットリアの少なくとも一方を含む。希土類金属酸化物は、ランタニド系の酸化物に分類される。希土類金属酸化物は、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、ジスプロシウムおよびランタンの酸化物を含む。
【００３５】
希土類金属酸化物は、加熱により分解した後に金属酸化物に転化する希土類金属酸化物先駆物質（たとえば金属ニトレート塩、金属アセテート塩、金属シトレート塩、または金属ホルメート塩）、および／または好ましくは約５μｍ未満、さらに好ましくは約１μｍ未満の粒度つまり最長寸法を有する微粒子および／または金属酸化物ゾルとしてアルミナベースの分散液に添加された金属酸化物粒子により砥粒中に付与することができる。
【００３６】
希土類酸化物および／またはイットリアは、先駆物質材料をゾル中に導入するか、または乾燥先駆物質もしくは焼成先駆物質粒子に希土類酸化物もしくはその先駆物質を飽和させて、砥粒中に混入する。一般に、ゾル中に変性剤を含む方法は、たとえば米国特許第４，８８１，９５１号（Ｗｏｏｄ等）および第５，４９８，２６９号（Ｌａｒｍｉｅ）、並びに１９９６年９月１８日に提出された米国特許出願第０８／７１５，６７２号（Ｗｏｏｄ等）に記載されており、先駆物質粒子を飽和させる方法は、たとえば米国特許第５，１６４，３４８号（Ｗｏｏｄ）、および１９９７年１月９日に提出された米国特許出願第０８／７８１，５５８号（Ｗｏｏｄ）に記載されている。米国特許第４，７７０，６７１号（Ｍｏｎｒｏｅ等）には、希土類酸化物およびイットリア変性砥粒に関する詳細が記載されている。
【００３７】
希土類酸化物および酸化イットリアは、アルミナと反応して反応生成物、概してざくろ石を生成する傾向がある。たとえば、酸化ジスプロシウムおよびガ酸化ドリニウムと酸化アルミニウムとの反応生成物は、一般にざくろ石である。酸化プラセオジム、酸化イッテルビウム、酸化エルビウムおよび酸化サマリウムと酸化アルミニウムとの反応生成物は、概して灰チタン石および／またはざくろ石構造を有する。イットリアはアルミナとも反応して、ざくろ石結晶構造を有するＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２を生成することができる。特定の希土類酸化物および二価金属陽イオンはアルミナと反応して、公式ＬｎＭＡｌ_１１Ｏ_１９で表される希土類アルミネートを生成し、ここで、ＬｎはＬａ^３＋、Ｎｄ^３＋、Ｃｅ^３＋、Ｐｒ^３＋、Ｓｍ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｅｒ^３＋またはＥｕ^３＋などのような三価金属イオン、Ｍは、Ｍｇ^２＋、Ｍｎ^２＋、Ｎｉ^２＋、Ｚｎ^２＋またはＣｏ^２＋などのような二価金属陽イオンである。こうしたアルミネートは、六角形の結晶構造を有する。
【００３８】
希土類酸化物およびイットリア変性砥粒は、播種剤または成核剤を任意に含むことができる。こうした播種剤および成核剤については、上記に記載する。場合によっては、第２の砥粒（つまり、希土類酸化物またはイットリア変性アルミナ砥粒）は、播種剤または成核剤を本質的に含まないことが好ましい。
【００３９】
第１および第２砥粒は、たとえば重量で９０／１０〜１０／９０、好ましくは３０／７０〜７０／３０など、任意の割合で混合することができる。２つの砥粒の量は、重量で本質的に等しく、つまり何れかの粒子に対して５０／５０であることが最も好ましいが、６０／４０の割合でも好ましい。しかし、切断する製品に応じて好適なその他の割合もある。場合によっては、第３の砥粒を含むことが望ましい。この第３の砥粒は任意の量で良いが、本発明の製品中の砥粒の少なくとも５０％は、播種または有核粗粒および希土類酸化物変性砥粒であることが望ましい。
【００４０】
砥粒の粒度は、概して約０．１〜１５００μｍ、一般に１０〜１０００μｍ、好ましくは１８０〜８００μｍだが、これより大きいか小さい粒度も有用である。概して、切断砥石に使用する砥粒の平均粒度は、約５００〜７００μｍであり、これは、各々ＡＮＳＩグレード３６および２４に相当する。
【００４１】
本発明の範囲には、１種類の砥粒、たとえば播種または有核砥粒の平均粒度が、その他の砥粒、つまり希土類酸化物変性砥粒の平均粒度より大きいことも含まれる。あるいは、希土類酸化物変性砥粒は、平均粒度より大きくても良い。一般に、切削作業を行う砥粒は、砥粒配合物および充填剤粒子の大きい方の粒子であることが好ましい。この特定の発明では、２種類の砥粒は共同で作用して高度の切削性能を提供する。「共同」という用語は、２種類の砥粒の組合せが、個々の砥粒各々を単独で使用する場合に比べてより良好に作用することを意味する。第１および第２砥粒はともにほぼ同じ粒度範囲であれば最も好ましいが、必須ではない。
【００４２】
本発明に使用する一方または両方の砥粒は、不規則であっても賦形されていても良い。不規則に賦形された砥粒は、たとえば、先駆物質粒子を粉砕した後、先駆物資を焼結させて最終的な砥粒粒子を形成して製造することができる。賦形砥粒としては、任意の断面形状を有するロッド、角錐、および多角形の面を有する薄い面のある粒子がある。賦形砥粒およびその製法は、たとえば米国特許第５，０９０，９６８号（Ｐｅｌｌｏｗ）および第５，２０１，９１６号（Ｂｅｒｇ等）に記載されている。賦形砥粒を製造するその他の方法は、１９９６年９月に提出された米国特許出願第０８／７１５，６７２号（Ｗｏｏｄ）に記載されている。
【００４３】
あるいは、本発明の切断砥石内の砥粒は、凝集物の形態、つまり、互いに付着して研磨凝集物を形成する砥粒の形態でも良い。凝集物の詳細は、米国特許第４，３１１，４８９号（Ｋｒｅｓｓｎｅｒ）、第４，６５２，２７５号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ等）、第４，７９９，９３９号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ等）、第５，０３９，３１１号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）および第５，５００，２７３号（Ｈｏｌｍｅｓ等）に記載されている。
【００４４】
一方または両方の砥粒に表面コーティングを施すことも可能である。表面コーティングは、結合剤に対する付着を高めて研磨特性を変えるか、またはその他の目的で使用される。表面コーティングの例は、米国特許第４，９９７，４６１号（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ等）、第５，０１１，５０８号（Ｗａｌｄ等）、第５，１３１，９２６号（Ｒｏｓｔｏｋｅｒ）、第５，２１３，５９１号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａ等）および第５，４７４，５８３号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａ）に記載されている。特定の好適なコーティングは、第５，２１３，５９１号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａ等）に記載されている。
【００４５】
砥粒は、砥石の厚さ全体に配置しても、中間方向つまり砥石の外面から離れた部分に集中させても良い。あるいは、砥粒は、切断砥石の外縁つまり外周部に配置しても良い。もう１つの変形例では、第１砥粒は砥石の一方の面にあり、第２砥粒が他方の面にある。もう１つの実施態様では、一方の砥粒（たとえば、第１の播種または有核砥粒）が主に砥石の一方の面にあり、他方の砥粒（つまり、第２の希土類酸化物またはイットリア変性砥粒）が砥石の他方の面にある。あるいは、一方の砥粒は、切断砥石の外縁つまり外周部にあり、他方の砥粒が中心孔１２に最も近い砥石の中心部分にある。しかし、２種類の砥粒（つまり、希土類金属酸化物変性砥粒および播種または有核砥粒）は互いに均質であることが好ましい。なぜなら、砥石の製造が容易であり、２種類の砥粒が互いに近くに配置されると、共同切削作用が最適化されるからである。
【００４６】
本発明の切断砥石は、その他の砥粒、たとえば溶融酸化アルミニウム（溶融アルミナ−ジルコニアを含む）、褐色酸化アルミニウム、青色酸化アルミニウム、炭化ケイ素（緑色炭化ケイ素を含む）、ざくろ石、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、クロミア、セリア、およびこれらの組合せを含むことも考えられる。しかし、切断砥石中の少なくとも約５０重量％、好ましくは約８０重量％、最も好ましくは１００重量％の砥粒は、播種または有核砥粒および希土類酸化物変性砥粒であるべきである。
【００４７】
その他の添加剤
本発明の切断砥石は、一般に充填剤粒子を含む。充填剤粒子は、空間を充填するため、および／または多孔性を与えるために切断砥石に添加される。多孔性により、切断砥石は「破壊」することができる、つまり使用または摩耗した砥粒を脱皮させて、新しいつまり新鮮な砥粒を露出させることができる。この破壊特性は、砥粒、結合剤または結合媒体、および添加剤を含む切断砥石の組成に著しく依存する。多孔性の量は、切断砥石の破壊に強く影響する。切断砥石は、約１〜５０容量％、一般に１〜４０容量％など、任意の範囲の多孔度を有する。切断砥石に多孔性を組み込む方法としては、多孔性の物体、稀釈剤またはその他の軟質粒子を使用する方法がある。切断砥石に有用な充填剤の例としては、バブルおよびビーズ（たとえば、ガラス、セラミック（アルミナ）、クレー、ポリマー、金属）、コルク、石膏、大理石、石灰石、フリント、シリカ、およびケイ酸アルミニウムがあるが、これらだけに限らない。バブルおよびコルクは、頻繁に使用される多孔性源である。多孔性を組み込むもう１つの方法は、製品中に発泡剤を含むことである。有機または無機結合媒体を加熱するときに分解する不堅牢な材料は、一般に多孔性を生じるであろう。これらの不堅牢な材料は、一般に、樹脂結合製品よりもガラス化（つまり無機）材料に使用される。こうした不堅牢な材料の例としては、クルミ殻、糖、ジフタル炭化水素、および熱可塑性粒子がある。
【００４８】
たとえば氷晶石、塩化ナトリウム、ＦｅＳ_２（二硫化鉄）、またはＫＢＦは_４も砥石に添加することができる。研削助剤を添加すると、一般に切削界接面の温度を低下させることにより、切断砥石の切削特性を改善することができる。研削助剤は、単独の粒子または研削助剤粒子の凝集物の形態で良い。精密賦形研削助剤粒子の例は、１９９６年９月１１日に提出されたＰＣＴ出願第ＵＳ９６／１４５７０号に記載されている。
【００４９】
切断砥石の使用方法
本発明の切断砥石は、Ｉｎｇｅｒｓｏｌｌ−Ｒａｎｄ、Ｓｉｏｕｘ、ＭｉｌｗａｕｋｅｅおよびＤｏｔｃｏが市販しているような直角切削工具に使用できる。この工具は、電動でも空気圧駆動でも良いが、概して約１０００〜５０，０００ＲＰＭの速度で駆動される。使用中、切断砥石は、乾式でも湿式でも使用することができる。湿式切削の場合、砥石は、水、オイルベースの潤滑剤、または水ベースの潤滑剤と組み合わせて使用される。
【００５０】
本発明の切断砥石は、炭素鋼シートまたは棒材など、各種のワークピース材料に特に有用である。従来の切断砥石は、比較的硬質かつ比較的新種の金属（つまり、ステンレス鋼、チタンなど）、または比較的軟質かつ比較的鉄分が豊富な材料（つまり、軟鋼、低合金鋼、鋳鉄など）の何れか、または両方に良好な性能を与えるように設計される。
【００５１】
切断砥石の効率は、一般に、切削能力の量で測定する。この測定値は、一般に「Ｇ比」と呼ばれ、除去されたワークピース材料の量を失われた研磨製品の量で除算した値として計算する。Ｇ比が大きい場合、失われる研磨製品の量が比較的少ない状態で比較的多量のワークピースが除去されるので、小さいＧ比よりも好ましい。
【００５２】
本発明は、結合砥石、特に切断砥石を目標としているが、播種または有核砥粒と希土類酸化物変性砥粒との混合物は、その他の研磨製品、たとえば塗布、ラップ仕上げ、構造化および不織研磨製品などに有用である。
【００５３】
塗布研磨製品は、一般に、上に「メーク」コート（つまり、第１接着剤層）が付着した可撓性裏材を含む。研磨製品はメークコート中に埋め込まれ、粒子が「サイズ」コート（つまり、第２接着剤層）により覆われる。「スーパーサイズ」コートとして周知の任意の第２サイズコートは、サイズコート上に塗布される。一般に、スーパーサイズコーティングは、研削助剤材料または耐充填添加剤を含む。研削助剤については、以下でさらに説明する。裏材は、任意の適切な材料で良く、たとえば布、ポリマーフィルム、バルカンファイバ、不織ウェブ、紙、これらの組合せ、およびこれらを加工したものがある。結合剤は、無機または有機結合剤を含む任意の適切な結合剤で良い。砥粒の配合物は、塗布研磨製品の１層または２層に存在することができる。塗布研磨製品の好適な製法は、たとえば米国特許第４，７３４，１０４号（Ｂｒｏｂｅｒｇ）、第４，７５１，１３８号（Ｔｕｍｅｙ等）、第５，４９６，３８６号（Ｂｒｏｂｅｒｇ等）および第５，５７３，６１９号（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ等）に記載されている。
【００５４】
塗布研磨製品は、その裏面に取付手段を備え、塗布研磨製品を支持パッドまたはバックアップパッドに固定できるようになっている。こうした取付手段は、たとえば、感圧接着剤またはフック／ループ取付具のループ布で良い。塗布研磨製品の裏面は、滑り止めまたは摩擦コーティングをさらに含む場合がある。こうしたコーティングの例としては、接着剤中に分散した無機微粒子材料（たとえば、炭酸カルシウムまたは石英）がある。塗布研磨製品は、ベルト、シートおよびディスクなどのような従来の形状に転換することができる。
【００５５】
研磨製品のもう１つの例は、ラップ仕上げまたはスラリ塗布研磨製品である。ラップ仕上研磨製品は、砥粒、結合剤先駆物質（一般に、適切な接着剤材料）および任意の添加剤を組み合わせて均質なスラリを生成して製造する。このスラリは、液状で裏材に塗布され、砥粒の均一な層を形成してから硬化させる。ラップ仕上げ研磨製品に使用される代表的なコーティング技術の例としては、ナイフコータ、ダイコータ、真空ダイ、カーテンコータ、およびグラビアロールがある。グラビアロールを使用する多くの場合、スラリが硬化した後にコーティング内に残るテクスチャを研磨コーティングに与える。このテクスチャ付きつまり構造化コーティングは、不規則かつ正確ではない。
【００５６】
構造化研磨製品は、砥粒および結合剤を含む複数の研磨複合体から成り、結合剤は複合体を裏材に付着させる。複合体は、精密賦形することができる。一般に、各々の研磨複合体は、各々の研磨複合体に関する精密な形状を有する。精密な形状は、別個の識別可能な境界により決まる。こうした境界は、精密な形状の外形つまり輪郭を形成し、一つの研磨複合体を別の複合体からある程度分離する。こうした複合体は、工具内のキャビティに研磨粒子と結合剤先駆物質とを含む研磨スラリを充填してから、工具内で結合剤先駆物質を硬化させて、硬化した複合体がキャビティの逆の形状を有するようにして一般に形成される。不規則な複合体を含むテクスチャ付き研磨製品を形成するには、スラリを工具から取り出してから結合剤先駆物質を硬化させる。その結果、スラリは硬化する前にスランプして、不規則な形状の複合体が形成される。構造化研磨製品およびその製造方法のその他の詳細は、たとえば米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒ等）、第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎ等）、第５，４８９，２３５号（Ｇａｇｌｉａｒｄｉ等）、およびＰＣＴ出願公開第ＷＯ９５／０７７９７号に記載されている。
【００５７】
本発明の砥粒の配合物が有用なさらにもう１つのタイプの研磨製品は、不織研磨製品である。不織研磨製品は、一般に、目が粗く多孔性の嵩高なポリマーフィラメント構造を含み、砥粒は構造全体に分散し、有機結合剤により構造に結合されている。フィラメントの例としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維およびポリアラミド繊維がある。不織研磨製品のその他の詳細は、たとえば米国特許第２，９５８，５９３号（Ｈｏｏｖｅｒ等）に記載されている。
【００５８】
また、本発明の範囲には、砥粒を荒い研磨スラリに使用することも含まれる。これらの研磨スラリは、一般に砥粒と液体との混合物から成る。この液体は、一般に水だが、有機溶剤の場合もある。場合によっては、液体は、水とその他の添加剤、たとえば防錆剤、消泡剤、抗細菌化合物などとの混合物である。荒い研磨スラリは、サンドブラストタイプの作業に使用するように湿式でも乾式でも使用することができる。あるいは、荒い研磨スラリは、ラップ仕上げ用途のラップまたは研磨パッドと組み合わせて使用することができる。
【００５９】
上記の本発明による研磨製品に適する有機結合剤としては、熱硬化性有機ポリマーがある。適切な熱硬化性有機ポリマーの例としては、フェノール樹脂、ユリア−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、α，β−不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、エポキシ樹脂、およびこれらの組合せがある。結合剤および／または研磨製品は、繊維、潤滑剤、湿潤剤、チキソトロープ材料、界面活性剤、顔料、染料、帯電防止剤（カーボンブラック、酸化バナジウム、黒鉛など）、カップリング剤（シラン、チタネート、ジルコミネートなど）、可塑剤、沈殿防止剤などをさらに含むことができる。これらの任意の添加剤の量は、所望の特性を与えるように選択する。カップリング剤は、砥粒および／または充填剤に対する付着を改善することができる。
【００６０】
結合剤は、一般に微粒子に材料の形態の充填材料または研削助剤をさらに含むことができる。一般に、微粒子材料は無機材料である。充填剤として作用する微粒子材料の例としては、炭酸金属、シリカ、シリケート、硫酸金属、金属酸化物などがある。研削助剤として作用する微粒子材料の例としては、ハロゲン化物塩、たとえば塩化ナトリウム、塩化カリウム、ナトリウム氷晶石およびカリウムテトラフルオロボレート；錫、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、鉄およびチタン；ポリ塩化ビニルおよびテトラクロロナフタレンなどのような有機ハロゲン化物；硫黄および硫黄化合物；黒鉛などがある。研削助剤は、研磨の化学的および物理的特性に著しく影響し、性能を改善する材料である。塗布研磨製品の場合、研削助剤は、砥粒の表面に塗布されるスーパーサイズコートに一般に使用されるが、サイズコートに添加することもできる。一般に、必要なら、研削助剤は、研磨製品の約５０〜３００ｇ／ｍ^２（好ましくは、約８０〜１６０ｇ／ｍ^２）の量で使用される。
【００６１】
本発明の目的および利点について、以下の実施例によりさらに説明するが、これらの実施例に記載する特定の材料および量、並びにその他の条件および詳細は、本発明を不当に制限するものと解釈すべきではない。すべての部分および割合は、特記しない限り重量による。
【００６２】
実施例
切断砥石の一般的な製法
切断砥石は、以下に記載する一般的な方法により製造した。
【００６３】
６９．３１部の砥粒は、４．９５部の液状フェノール樹脂と櫂形攪拌機内で混合した。同時に、１３．８６部の乾燥粉末フェノール樹脂と１１．８８部の氷晶石を互いに混合した。樹脂と砥粒との湿った混合物は、乾燥粉末混合物に徐々に添加して混転させた。結果として得られた均質な微粒子混合物は、６９．３１重量％の砥粒、１８．８１重量％の樹脂および１１．８８重量％の氷晶石研削助剤を含み、この混合物を篩い分けて均質な粒子を生成した。これらの粒子は、油圧プレスのホッパ内に充填した。結果として得られる切断砥石の寸法（１０ｃｍ径、０．１６ｃｍ厚、中心孔０．９５ｃｍ（４ｉｎ×０．０６２５ｉｎ×０．３７５ｉｎ））に相当するダイをプレス内に配置した。ガラス繊維スクリムをダイの底部に挿入し、ダイを充填するのに十分な樹脂混合物を添加し、第２のスクリムをこの混合物の上に配置した。次に、これらの組合せを約１４１０〜２１１０ｋｇ／ｃｍ^２（１０〜１５ｐｓｉ）で圧縮して、緑色砥石を製造した。結果として得られた緑色砥石は、鋼プレートとテフロン塗布マットとの間に配置した。１５の層を積層して、約７ｋｇ／ｃｍ^２（１００ｐｓｉ）で圧縮した。圧縮された積層材料に圧力をかけて、１８５℃で約１６時間加熱したオーブン内に配置し、この温度を約１６時間維持してから冷却した。全体の加熱および冷却サイクルは４０時間だった。砥石をオーブンから取り出して、中心の心軸孔を標準サイズまでリーマー仕上げした。
【００６４】
実施例１および実施例２は、切断砥石の一般的な製造方法に従って製造した。酸化鉄有核ゾルゲル砥粒（９４．３％のＡｌ_２Ｏ_３、４．５％のＭｇＯ、１．２％のＦｅ_２Ｏ_３）は、米国特許第５，２１３，５９１号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａ等）に記載されている方法に従って製造した等量の希土類酸化物変性ゾルゲル砥粒と混合した。
【００６５】
実施例１の場合、酸化鉄有核砥粒と希土類酸化物変性砥粒は、どちらもＡＮＳＩグレード３６だった。
【００６６】
比較実施例Ａを実施例１と同様に製造したが、比較実施例Ａでは、ＡＮＳＩグレード３６の希土類酸化物変性砥粒のみを使用し、酸化鉄有核砥粒は使用しなかった。
【００６７】
実施例１および比較実施例Ａは、１０１８軟鋼（２０ゲージ）および３０４ステンレス鋼ワークピースに関して試験した。切断砥石は、１１，９５０ＲＰＭで駆動する電動モータ上に取り付けた。長さ６１ｃｍ（２４ｉｎ）、深さ１．２７ｃｍ（０．５０ｉｎ）の４つの直線切込みを０．６３５ｃｍ／ｓｅｃ（０．２５０ｉｎ／ｓｅｃ）の連続横送り速度でワークピース上に形成した。相対的な切削性能をその測定摩耗特性と比較した。砥石の摩耗は、砥石が失った重量の量から計算した。実証した砥石について計算した切削効率を表１に「Ｇ比」として記載する。
【００６８】
実施例２では、等量の酸化鉄有核砥粒と希土類酸化物変性砥粒とを使用した。各々の砥粒は、等量のＡＮＳＩグレード３６、５０および６０の配合物だった。
【００６９】
比較実施例Ｂは実施例２と同様に製造したが、比較実施例Ｂでは、同じ３種類のグレード比で希土類変性砥粒のみを使用し、酸化鉄有核砥粒は使用しなかった。
【００７０】
比較実施例Ｃは実施例２と同様に製造したが、比較実施例Ｃでは、ＡＮＳＩグレード３６のみの酸化鉄有核砥粒と、ＡＮＳＩグレード５０および６０の６０／４０の割合の加熱処理済み溶融酸化アルミニウム砥粒とを使用した。
【００７１】
比較実施例Ｄは比較実施例Ｃと同様に製造したが、比較実施例Ｄでは、ＡＮＳＩグレード３６の溶融酸化アルミニウムのみを使用し、酸化鉄有核砥粒は使用しなかった。
【００７２】
実施例２および比較実施例Ｂ〜Ｄは、上記の１０１８軟鋼および３０４ステンレス鋼ワークピースに関して試験した。試験結果を表１に記載する。
【００７３】
実施例３は実施例１と同様に製造したが、酸化鉄有核砥粒と希土類酸化物変性砥粒はともに、ＡＮＳＩグレード３６ではなくＡＮＳＩグレード３０だった。
【００７４】
比較実施例Ｅは実施例３と同様に製造したが、比較実施例Ｅでは、希土類変性砥粒のみを使用し、酸化鉄有核砥粒は使用しなかった。
【００７５】
比較実施例Ｆは実施例３と同様に製造したが、比較実施例Ｆでは、酸化鉄有核砥粒のみを使用し、希土類変性砥粒は使用しなかった。
【００７６】
比較実施例Ｇは比較実施例Ｆと同様に製造したが、砥粒は、ＡＮＳＩグレード３０ではなくＡＮＳＩグレード３６だった。
【００７７】
比較実施例Ｈは実施例３と同様に製造したが、比較実施例Ｈでは、等量のＡＮＳＩグレード３０の酸化鉄有核砥粒と、ＡＮＳＩグレード４０および６０の６０／４０の割合の溶融アルミナ砥粒（比較実施例Ｃに記載）を使用した。
【００７８】
比較実施例Ｉは比較実施例Ｈと同様に製造したが、酸化鉄有核砥粒はＡＮＳＩグレード３６であり、溶融アルミナ砥粒はＡＮＳＩグレード５０および６０の６０／４０混合物だった。
【００７９】
実施例３および比較実施例Ｅ〜Ｉは、上記のように１０１８軟鋼および３０４ステンレス鋼ワークピースに関して試験した。試験結果を表１に記載する。
【００８０】
実施例４は実施例１と同様に製造したが、酸化鉄有核砥粒と希土類酸化物変性砥粒はともに、ＡＮＳＩグレード３６ではなくＡＮＳＩグレード２４であり、切断砥石の厚さは０．３１７ｃｍ（０．１２５ｉｎ）だった。
【００８１】
実施例５は実施例４と同様に製造したが、砥粒はともにＡＮＳＩグレード２４ではなくＡＮＳＩグレード３０だった。
【００８２】
比較実施例Ｊは実施例４と同様に製造したが、希土類酸化物変性砥粒は使用しなかった。
【００８３】
比較実施例Ｋは実施例５と同様に製造したが、希土類酸化物変性砥粒は使用しなかった。
【００８４】
比較実施例Ｌは実施例４と同様に製造したが、希土類酸化物変性砥粒ではなく溶融アルミナ砥粒を使用した。
【００８５】
比較実施例Ｍは、比較実施例Ｌと同様に製造したが、溶融アルミナ砥粒は、ＡＮＳＩグレード３６および５０の６０／４０の混合物だった。
【００８６】
実施例４〜５および比較実施例Ｊ〜Ｍは、上記の１０１８軟鋼に関して試験した。試験結果を表１に記載する。
【００８７】
実施例６は、実施例１に略述した方法に従って製造した。
【００８８】
比較実施例Ｎは、実施例６に略述した方法に従って製造したが、酸化鉄有核砥粒は使用しなかった。
【００８９】
比較実施例Ｏは、実施例６に略述した方法に従って製造したが、希土類変性砥粒は使用しなかった。
【００９０】
比較実施例Ｐは、実施例６に略述した方法に従って製造したが、希土類酸化物変性砥粒ではなく溶融アルミナ砥粒を使用した。溶融アルミナ砥粒は、６０／４０の割合のＡＮＳＩグレード５０および６０だった。
【００９１】
実施例６および比較実施例Ｎ〜Ｐは、上記の１０１８軟鋼および３０４ステンレス鋼に関して試験した。試験結果を以下の表１に記載する。
【００９２】
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切断砥石の斜視図である。
【図２】線２−２に沿って切った図１の切断砥石の断面図である。

Claims

播種または有核αアルミナを含む第１砥粒と、希土類酸化物またはイットリア変性αアルミナを含む第２砥粒とを含み、第１砥粒および第２砥粒の重量比が３０／７０〜７０／３０である研磨製品。
第１砥粒が酸化鉄で成核され、第２砥粒が本質的に播種剤または成核剤を含まない、請求項１記載の研磨製品。
希土類酸化物変性砥粒が、前記砥粒全体の理論上の金属酸化物成分に基づいて０．１〜１０重量％の希土類酸化物変性剤を含む、請求項１または請求項２記載の研磨製品。