JPH03161276A

JPH03161276A - メタルボンド研削砥石

Info

Publication number: JPH03161276A
Application number: JP30026889A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Okawa; 康夫大川; Yasuo Imoto; 井元　保雄
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1991-07-11

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】（・技術分野）本発明は、セラミックス等の難加工材料の研削加工に用
いられるメタルボンド研削砥石に係り、特に砥石部とこ
れを支持する支持部とを接合する技術に関するものであ
る。

（背景技術）一般に、メタルポンド砥石、例えば軸付砥石やストレー
トホイール砥石等は、砥粒を金属ボンド材にて結合せし
めた焼結砥石部と、該焼結砥石部を支持する台金やシャ
フト乃至はシャンク（軸）等の支持部とから戒っている
。そして、通常、焼結砥石部は、ダイヤモンドや立方晶
窒化ホウ素（ＣＢＮ）等の砥粒と、純鉄粉、鋳鉄粉等の
金属ボンド材からなるマトリックス粉末とを、均一に混
合してなる混合粉末を、所定形状にプレス戒形した後、
焼結することにより作製されており、このような焼結砥
石部が作製された後に、台金やシャンク等の支持部が接
合せしめられることによって、目的とする砥石製品とさ
れているのである。

ところで、このような焼結砥石部と支持部との接合には
、従来から、銀ろう等を用いたろう付けが行なわれたり
、或いはホットプレスによって、砥石部の焼結と同時に
接合が為されている。これら従来の接合方法の利点は、
焼結砥石部と支持部との間の導電性が極めて良好に確保
されることにあり、それ故、かかるメタルボンド研削砥
石は、従来から、電解研削や放電加工用に有利に用いら
れているのである。

しかしながら、そのような利点を有する反面、ホットプ
レスによる同時接合は、一回のプレス操作で処理できる
個数が限られ、量産するのが難しいことに加え、前記金
属ボンド材には多くの場合歓系金属が使用されるところ
から、金属ボンド材の焼結温度が高く、技術的にも問題
があったのである。

また、ろう付けにより接合を行なう場合においては、高
周波ろう付けや火炎ろう付けでは、空気中で少なくとも
７００゜Ｃ以上の熱をかけるため、砥粒の酸化劣化や台
金の表面酸化が生じる問題があり、また、炉内ろう付け
では、長時間熱に曝されるため、砥粒の熱劣化や台金の
変形が生じ、更には処理時間が長いため、ホットプレス
と同様に、量産が困難となっていた。

（解決課題）かかる状況下において、本発明は為されたものであり、
その課題とするところは、焼結砥石部と支持部との接合
に際して、それらの接合温度を低下せしめ、砥粒および
白金への悪影響を防止することにあり、また、接合時間
の短縮および接合処理能力の改善を図って、メタルボン
ド研削砥石の量産性を高めることにある。

（解決手段）そして、上記課題を解決するため、本発明にあっては、
ダイヤモンド等の砥粒を金属ボンド材の焼結により結合
せしめてなる焼結砥石部と、該焼結砥石部を支持する台
金、シャフト等の支持部とからなる研削砥石において、
該焼結砥石部と該支持部とを、導電性のある粉末粒子を
混入してなる接着剤を用いて接合せしめたのである。

また、このようなメタルボンド研削砥石にあっては、有
利には、金属ボンド材の焼結により形戒される、前記焼
結砥石部の母材成分が、少なくとも鉄、ケイ素、炭素に
て構成されることとなる。

（具体的構成）このように、本発明は、焼結砥石部と支持部とを接合す
る手段として、導電性の粉末粒子を混合してなる接着剤
を用いることを、趣旨とするものであり、それ以外の構
或、即ち、焼結砥石部自体および支持部自体は、従来と
同様にして作製され、準備されるのである。

例えば、焼結砥石部を作製するに当たって、母材（マト
リックス相）を構威する金属ボンド材としては、従来と
同様に、カーボニル鉄粉の如き純鉄粉や、鋳鉄粉、鋳鉄
を粉砕したダライ粉、ケイ素調粉等の鉄系材料の粉末及
びそれらの混合粉末等が用いられることとなる。そして
、このようなカーボニル鉄粉等の鉄系粉末にて構威され
る焼結相の強度の向上等のために、通常、全体の２〜５
重量％程度となるように、黒鉛が配合せしめられるので
ある。

なお、本発明にあっては、かかる金属ボンド材のＩＩ戒
成分の一つとして、ケイ素鋼粉等のケイ素を含有する鉄
系粉末を用い、以て該金属ボンド材の焼結によって形戒
される母材戒分が、少なくとも鉄、ケイ素、炭素から構
成されるようにすることが、好適に採用される。このよ
うな母材戒分から横威されるマトリックス相は、強度が
適度に向上せしめられ、研削時に適度に崩壊するため、
該マトリックス相がセラミックス等の被加工品に溶着す
ることが良好に防止され得る利点がある。また、このケ
イ素の含有量は、一般に１〜３重量％程度とされること
となる。

また、かかる母材戒分に対して、ダイヤモンドや立方晶
窒化ホウ素（ＣＢＮ）等の砥粒が混合されて、砥石原料
（混合粉末）が調製されるのである。なお、砥粒は、金
属ボンド材と砥粒とからなる焼結砥石部において、一般
に、１０〜５０容量％程度の割合となるように含有せし
められることとなる。

そして、このように調製された砥石原料を、常法に従い
、５〜７　ｔｏｎ／ｃｍ”程度の成形圧力にて、リング
状や円筒状等の所定形状にプレス或形した後、還元性雰
囲気中、１０５０〜１１４０゜Ｃの温度で、１０〜６０
分間程度の焼結操作を施すことによって、目的とする砥
石（焼結砥石部）が作製されるのである。なお、かかる
焼結砥石部には、その後、サイジング加工や旋削加工が
実施され、表面凹凸が平滑化されると共に、本発明にあ
っては、支持部との間で接着層の厚みに対応したギャッ
プが形成せしめられることとなる。なお、このギャップ
は、台金やシャフト等の支持部を切削することにより、
形成されるようにしても良い。また、ギャップ幅は、好
ましくは０．０５〜０．　２　ｍｍ程度に設定される。

本発明は、上記の如くして得られる焼結砥石部に対して
、別途準備された台金やシャフト等の支持部を、特定の
接着剤にて接合せしめたものであって、その際、使用さ
れる接着剤は、導電性のある粉末粒子が混合せしめられ
たものである。なお、この接着剤に混合せしめられる導
電性のある粉末粒子としては、例えばアルミニウム、鉄
、銅等の金属粒子が好適に用いられ、また、その粒径は
、３０〜１００μｍ程度のものが好ましく選択される。

一方、接着剤としては、本発明の主旨から、１３０〜１
　５　０　”Ｃ程度の温度にて、１〜２時間程度の加熱
操作によって、硬化するものが、有利に選択されるので
あり、主にエボキシ系、フェノール系、アクリル系等の
有機接着剤が好適に選択されることとなる。そして、か
かる接着剤と前記粉末粒子とは、特に限定されるもので
はないが、一般に、体積比で接着剤と粉末粒子とが６〜
８：４〜２程度となるように混合され、調製されるので
ある。

そして、かかる導電性粒子混入接着剤を用いて、前記焼
結砥石部と支持部とを接合せしめるに際しては、それら
焼結砥石部と支持部の各接合面に、該接着剤を塗布した
後、それらを嵌合させて、必要に応じて加熱操作を施す
ことにより、接合せしめることができるのであり、更に
必要に応じてツルーイングが施されて、目的とする砥石
製品に仕上げられるのである。

このような本発明に従うメタルボンド研削砥石にあって
は、焼結砥石部と支持部との接合に際しての加熱操作が
、使用する有機接着剤の硬化を促す程度の穏やかな条件
（例えば、１５０゜ＣＸ１時間程度）で行なわれるとこ
ろから、砥粒や台金等が酸化してしまったり、熱劣化や
熱変形を起こすことが良好に防止され得るのである。ま
た、ろう付け操作に比較して、大幅に処理時間が短縮さ
れ得ると共に、恒温槽を使用すること等によって、ホッ
トプレスに比較して、一回の操作による接合処理個数が
大幅に増やせるため、著しい量産が可能となるのである
。しかも、接着剤に混合される導電性を有する粉末粒子
によって、焼結砥石部と支持部との間の導電性は良好に
維持されているのである。

（実施例）以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に
具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのよ
うな実施例の記載によって、何等の制約をも受けるもの
でないことは、言うまでもないところである。

また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正
、改良等を加え得るものであることが、理解されるべき
である。

本実施例においては、第ｌ図及び第２図に示される如き
、リング状の焼結砥石部１の内側に接着Ｎ３により台金
２を接合せしめた、外径が７５鵬のストレートホイール
を製作した。

先ず、粒度が１〜５μｍのカーボニル鉄粉と５〜５０μ
ｍのケイ素銅粉を用意し、それらカーボニル鉄粉とケイ
素鋼粉との割合が重量比で２：１となるように混合し、
更に粉末黒鉛を、全体の３重量％となるような割合で配
合せしめて、均一に混合し、マトリックス粉末を調製し
た。更に、かかるマトリックス粉末に対して、ダイヤモ
ンド砥粒（＃ｌ４０／１７０）を均一に混合せしめて、
ダイヤモンド砥粒が２５容量％含まれてなる砥石原料（
混合粉）を調製した。

次いで、この得られた砥石原料を、常法に従って、６　
ｔｏｎ／ｃｍ”の戒形圧力でブレス戒形した後、１１４
０’Ｃの温度にて４０分間焼結操作を施すことにより、
リング状の焼結砥石部１を得た。その後、この得られた
リング状の焼結砥石部１の内径を測定し、その内径に対
して０．　１　＝０．　１　５　ｍＩｎのギャップがで
きるように、台金２の外径を旋削加工することによって
、目的とする台金形状と為すと共に、熱硬化性一液性エ
ポキシ系接着剤に対して、アルミニウム粒子（粒径：５
０〜８０μｍ）を、該接着剤と該粒子がそれぞれ体積比
で８０　：　２０になるように、混合せしめて、導電性
粒子配合接着剤を調製した。

そして、この導電性粒子配合接着剤を、上記した焼結砥
石部１の内周面および台金２の外周面に対してそれぞれ
塗布し、それら焼結砥石部ｌと台金２を嵌合せしめた。

しかる後、恒温槽中で１４０−１５０℃の温度で１時間
加熱し、接着剤を硬化させることにより、焼結砥石部１
と台金２とが接着層３により一体的に接合せしめられた
ストレートホイールを完威した。

上述のようにして得られたストレートホイールを用いて
、セラミックスの研削を行なった結果、問題なく研削す
ることができた。また、接着層３は良好な導電性を有し
ており、電解研削や放電加工が可能であることが判った
。

（発明の効果）以上説明したところから明らかなように、本発明に従う
メタルボンド研削砥石にあっては、焼結砥石部と支持部
との接合が、比較的低温の加熱条件にて行なわれ得ると
ころから、砥粒や台金の酸化が効果的に抑制され、また
、砥粒の熱劣化や台金の変形等の問題が良好に防止され
るのであり、更には、そのような接合操作は、その処理
能力が高められ得、著しく生産性が向上する効果も奏す
るのである。

そして、そのようなメタルボンド研削砥石にあっては、
導電性を有する粉末粒子が混合せしめられた接着剤を使
用するところから、台金等の支持部と焼結砥石部との間
の導電性が良好に確保され得るのであり、従来と同様に
、電解研削や放電加工の実施が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例で作製されたストレートホイールの断
面図であり、第２図は、その半截平面図である。１：焼結砥石部　　　　２：白金３：接着層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ダイヤモンド等の砥粒を金属ボンド材の焼結によ
り結合せしめてなる焼結砥石部と、該焼結砥石部を支持
する台金、シャフト等の支持部とからなる研削砥石にお
いて、該焼結砥石部と該支持部とを、導電性のある粉末
粒子を混入してなる接着剤を用いて接合せしめたことを
特徴とするメタルボンド研削砥石。
（２）前記金属ボンド材の焼結により形成される、前記
焼結砥石部の母材成分が、少なくとも鉄、ケイ素、炭素
にて構成される請求項（１）記載のメタルボンド研削砥
石。