JPH0255272A

JPH0255272A - 超多孔質砥石及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0255272A
Application number: JP20472588A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 康治佐藤; Akira Nagata; 晃永田
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1988-08-19
Publication date: 1990-02-23
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JP2549548B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、気孔率が大きい越冬孔質砥石、特に越冬孔質
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）越冬孔
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１発泡剤として窒化はう素９窒化けい素微
粉末の１種又は２種以上を結合剤原料ｆｆｌ　はの１〜
１０％とを配合し、該配合物全十分に混合した後、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汁！−取代が極
めて大ぎく、原祠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ノブ法を適用できなかっ
た。

−Ｊｊ　、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
保詩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、・弧
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ｔ３２−１３Ｇ３７４
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越冬孔質
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、特に紐条孔質超砥粒砥石の製造
はまずます困難となる。

本発明は、　−１−記従来の技術の問題点を解決した越
冬孔、質砥石及びその製造ｈ゛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１次の越冬孔質砥石及びその製；２方法
により前記目的を達成できる。

Ａ、Ｑ　Ｏ、ＳｉＯ、ＺｒＯ、Ｂ　Ｏ及びＬ　１２０等
から成る乾燥ゲル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１多故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
徴とする越冬孔質砥石。

Ａｊ！　Ｏ、ＳｉＯ、ＺｒＯ、Ｂ　Ｏ及びＬ　ｌ　２０
から成る乾燥ゲルを結合）イとし１（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
ことを特徴とする越冬孔質砥石製造方法。

好ましくは、曳数砥粒含ａ多孔質粒状体の径は３０〜２
００μｍであり、気孔率は５〜５０％であり、砥粒は平
均径０．５〜３０μＩの超砥粒である。また、越冬孔質
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、Ａ　ｆ２２０　
　、ＳｉＯ、ＺｒＯ、Ｂ　　Ｏ及びＬ　１２０から成る
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）１夏数砥粒含釘多孔質粒状体は、Ａｉ！２０３゜ＳｉＯ
、ＺｒＯ、Ｂ　　Ｏ及びＬ　１２０から成る乾燥ゲルを
結合材とする（以−ド、この結合材をセラミックス結合
祠という。）。該乾燥ゲルは９粒重が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。

０．１μＩ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−例として
は、その密度が２．２Ｈ／ｃ＋ｎ３のものがあり、これ
を焼成するとその密度は約２．５Ｅ　／　ｃｍ　３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。

前記セラミックス結合材は、好ましくは乾燥固形分が４
０〜８０ｗｔ％Ｓｉ０　　、　５〜１５ｗｔ％Ａｊ２２
０．５〜７ｗｔ％Ｌ　１２０．　１５〜３５ｗｔ％　Ｂ
２Ｏ３及び２〜１５ｖｔ％Ｚ　ｒ　Ｏ２から成る。

前記セラミックス結合材は、少なくとも　７５０　’Ｃ
以上で焼成でき、超砥粒を用いる場合には好ましくは８
００〜９００℃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。こ
のためセラミックス結合材の焼成は７５０℃以−にで行
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ので９００℃以下で焼成す
ることが好ましい。

複数砥粒含ｑ多孔質粒状体の径は、好ましくは３０〜２
００μｍ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、好ましくは５〜５０％にする。

該多孔質粒状体の気孔（以ド、微小気孔という。）の１
シ均径は、好ましくは０．１〜３０μｌ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
本発明の越冬孔質砥石を形成する主結合材であり、前記
段数砥粒含ａ多孔質粒状体のセラミックス結合相の軟化
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１次のとおりである
。

　ｉＯ２Ａｌｌ！２０３Ｍ　ｇ　Ｏ＋　Ｃａ　Ｏ＋　Ｂ　　ａ　ＯＮａ　　Ｏ＋
Ｌｉ２ＯＢ　２０　ａＺ　ｒ　Ｏ２ｂＯ２１０〜５００〜１５０〜１５０〜１５０〜１５１５〜３００〜１５０〜５０（ｗｔ％）磁器質結合材は９例えばＳ　ｉＯ、Ａ　Ａ　２０３、　
Ｍ　ｇ　Ｏ、Ｃａ　Ｏ、Ｂ　ａ　Ｏ、Ｌ　１２０　、Ｂ
　２０３、ＺｒＯ、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、に記名構成成分を溶解、冷却後粉砕したもの
が一般的である。

第１表本発明の越冬孔質砥石は、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
、　［ｌＩ削焼けを生じることなく加工できる。

以下１図面により本発明の越冬孔質砥石の一実施態様を
説明する。

第１図は本発明の越冬孔質砥石（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
．セラミツクス結合材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。微
小気孔３の平均径は１例えば０．１〜３０１ｔｌ！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１本発明の越冬孔質砥石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）に本発明の越冬孔質砥石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」二角の砥石車［３５０ｍｍ　（φ）
Ｘ　２０ＩＩ１ｍ　（Ｔ）　Ｘ　　１２７＋ｎｍ　（φ
）　　３Ｘ］が示されている。

第３図にはラップ用の砥石車［３５０ｍｆｆ１（φ）×
１５ｍｍ　（Ｔ）　Ｘ　　Ｉ　２７ｍ１１（φ）　　３
ｘ］が示されている。

第４図は、　４０ｍｎ（１，）　Ｘ　１０ｍｍ（Ｂ）　
Ｘ　８　ａ＋ｎ＋（Ｔ）の本発明のＢｒ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Ｂｒ孔質砥石は＋Ａｊ！　　Ｏ、Ｓｉ０２　、
　　Ｚ　ｒ　Ｏ、Ｂ　　Ｏ及びＬ　１２０から成る乾燥
ゲルを結合材と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。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Ｂｒ孔質砥石を製造
できる。

前記多孔質粒状体は、　ＡＲＯ、Ｓ　ｔ　０２　。

ＺｒＯ、Ｂ　　Ｏ及びＬ　１２０から成る乾燥ゲルと砥
粒の混合物を２例えば、焼成後に厚み１關以ドの薄板状
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２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。

第２表二に混合液状体は、無機固形分樽算で第３表の成分であ
る。

第３表前記液状体と立方晶窒化硼索砥粒（昭和電工源５ＢＮ−
Ｆタイプ０−２μ１１）を混合し、この混合物を１００
　ｍ＋１φ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８０市、ｊｖ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ツシングしてふ
るいにかけ、メツシュ　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３
５ｖｏ１％、結合材率１２ｖｏ１％、気孔率５３ｖｏ１
％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ピト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１本発明のＢｒ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１６ｖｏ１％、結合祠率１３ｖｏ１％、気孔率７１
ｖｏ１％であった。

（発明の効果）本発明のＢｒ孔質砥石は、乾燥ゲルを結合材とする段数
砥粒倉何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９　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Ｂｒ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。

同時に、前記多孔質粒状体も微小の気孔を育するので、
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。

本発明の紐条孔質砥石製造方法は、曳数砥粒含ａ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越冬孔質砥石を製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の越冬孔質砥石（焼成後）の概略拡大断
面図、第２〜４図は本発明の越冬孔質砥石の実施態様の
例を示す図である。１・・・超砥粒２・・・セラミックス結合月３・・・微小気孔Ａ・・・復敗砥粉含有多孔質粒状体

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２、Ｂ＿
２Ｏ＿３及びＬｉ＿２Ｏ等から成る乾燥ゲルを結合材と
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、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。
（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。
（３）前記粒状体の気孔率は５〜５０％であることを特
徴とする請求項１又は２記載の超多孔質砥石。
（４）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３の一に記
載の超多孔質砥石。
（５）気孔率が５０〜８５％であることを特徴とする請
求項１ないし４の一に記載の超多孔質砥石。
（６）Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２、Ｂ＿
２Ｏ＿３及びＬｉ＿２Ｏから成る乾燥ゲルを結合材とし
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ことを特徴とする超多孔質砥石製造
方法。
（７）前記粒状体は、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、Ｚ
ｒＯ＿２、Ｂ＿２Ｏ＿３及びＬｉ＿２Ｏから成る乾燥ゲ
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６記載の超多孔質砥石製造方法。