【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]
本考案は、例えば磁気を利用して丸棒材、線
材、帯材、角鋼などの被研摩材を連続的に研摩す
る装置に用いられる強磁性研摩材に関し、更に詳
述すれば、鋭い陵角部を有し、熱処理により硬化
した鉄製粗粒状物７の外面に接着剤２３にて砥粒
２２を積層して鉄製粗粒状物７の外周に研摩層１
３を構成してなることを特徴とする強磁性研摩材
にかかるものである。
従来、地場産業や線材加工メーカにあつては、
線材の表面に形成される酸化皮膜を除去するため
に酸処理を行つてきたが、酸処理廃液の処理に多
額の費用と設備及び周到な管理を必要とし、これ
に加えて大量のスラツジの処理に苦慮しているの
が現状である。そこでこのよう湿式処理から次第
に線材の表面の酸化皮膜を物理的に取り除く乾式
処理（例えば、ホイルブラシを使用するブラツシ
ング法その他サンドブラスト法やシヨツトブラス
ト法）にその比重が次第に移つてきた。しかしな
がら前者にあつてはホイルブラシの摩擦抵抗が大
きく、被研摩材のパスラインの通過に過大の動力
を必要とするという欠点や研摩力が弱いため、ホ
イルブラシを多段に必要とするという欠点などが
あり、また、研摩も正確に行なわれないという欠
点もあつた。後二者にあつては、高圧で研摩材を
被研摩材に吹き付けるため、振動の発生、仕上が
りの不正確さ、高圧吹き付けによる騒音公害など
の問題点があつた。そこで、磁気を利用した研摩
方法が最近注目されるようになつた来た。処が、
研摩材として単なる鉄粉やシヨツト又はグリツト
のような鋼粒を用いるだけでは研摩力が比較的弱
く、高速且つ精密な研摩が不可能で実用上問題が
あつた。そこで、特公昭46−11395号公報に記載
されているように、フエライト粒の表面に研摩剤
を焼結した強磁性研摩材が提案されたが、フエラ
イト粒を粗粒にした場合にはその粒界から割れ易
く、粗粒状では実用に供しえなかつた。従つて、
フエライト利用の強磁性研摩材はフエライト単粒
の微粉状のものであり、研摩による表面研削量が
少ないために表面粗さが非常に細かい仕上げの要
求される用途には威力を発揮するものの鋼線や棒
鋼表面のスケールや錆取りなど短時間で大量の表
面研削を行わねばならないような用途には不向き
であつた。
本考案は係る経緯に鑑みて為されたもので、そ
の目的とするところは、磁気利用の研摩方法にお
いて、高速且つ精密な研摩が可能な強磁性研摩材
を提供するにある。
以下、本考案を図示実施例に従つて詳述する。
本考案で使用される鉄製粗粒状物７は、グリツト
（溶解鋳造乃至ワイヤをカツトした鋭い陵角部を
有する金属粒で、熱処理によつて硬化している。）
のようなものであり、鋳鉄製のものや鋳鋼製のも
のなどがあり、高硬度、高靭性を有している。
本考案で使用するグリツドの規格を示す。
The present invention relates to a ferromagnetic abrasive used in a device that uses magnetism to continuously polish materials to be polished such as round bars, wire rods, strips, and square steel. The abrasive grains 22 are laminated with an adhesive 23 on the outer surface of the iron coarse granules 7 which have been hardened by heat treatment, thereby forming an abrasive layer 1 on the outer periphery of the iron coarse granules 7.
This invention relates to a ferromagnetic abrasive material characterized by comprising: 3. Traditionally, for local industries and wire processing manufacturers,
Acid treatment has been used to remove the oxide film that forms on the surface of wire rods, but treatment of acid treatment waste requires a large amount of money, equipment, and careful management. The current situation is that we are struggling with this. Therefore, the emphasis has gradually shifted from such wet processing to dry processing (for example, brushing using a foil brush, sandblasting, and shotblasting) that physically removes the oxide film on the surface of the wire. However, in the case of the former, the disadvantages are that the frictional resistance of the foil brush is large and excessive power is required for the material to be polished to pass through the pass line, and that the polishing force is weak, requiring multiple stages of foil brushes. There was also the drawback that polishing could not be done accurately. In the latter two, the abrasive material is sprayed onto the material to be polished at high pressure, resulting in problems such as generation of vibration, inaccurate finishing, and noise pollution caused by high-pressure spraying. Therefore, polishing methods using magnetism have recently been attracting attention. The place is
Simply using steel grains such as iron powder, shot, or grit as the abrasive material has a relatively weak abrasive power, making it impossible to perform high-speed and precise polishing, which poses a practical problem. Therefore, as described in Japanese Patent Publication No. 46-11395, a ferromagnetic abrasive material was proposed in which an abrasive agent was sintered on the surface of ferrite grains, but when the ferrite grains were made into coarse grains, It was easily cracked by particles and could not be put to practical use in coarse-grained form. Therefore,
Ferromagnetic abrasives using ferrite are in the form of a fine powder of single grains of ferrite, and because the amount of surface abrasion caused by polishing is small, they are effective in applications that require a very fine surface finish. It was unsuitable for applications that require a large amount of surface grinding in a short period of time, such as removing scale and rust from the surface of steel bars. The present invention was devised in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a ferromagnetic abrasive material that enables high-speed and precise polishing in a magnetic polishing method. The present invention will be described in detail below with reference to illustrated embodiments.
The coarse iron particles 7 used in the present invention are grits (metal grains with sharp ridges made by melting and casting or cutting wire, and are hardened by heat treatment).
They are made of cast iron or cast steel, and have high hardness and toughness. The standards of the grid used in this invention are shown below.
【表】
砥粒２２には例えばカーボランダム、ホワイト
アランダム、グリーンカーボン又はカーボンアラ
ンダムの粉又は小粒状のものが用いられる。砥粒
２２を固める接着剤２３としてはゴムラテツクス
系のものやエポキシ系、無機接着剤その他各種の
ものなどが利用される。
しかして、ホワイトアランダムを主とし、必要
があればカーボアランダムやグリーンカーボンな
どを混入し、接着剤２３と共に混練する。次に、
鉄製粗粒状物７を混入して泥状に混練し、この混
練物を押し出し、板状に展延してから乾燥し、半
乾燥状態にする。半乾燥状態となつた混練物はロ
ーラにかけられて破砕され、鉄製粗粒状物７の外
面に砥粒２２が積層した強磁性研摩材５と砥粒２
２だけの粒状物とに分かれる。第６図中、７が鉄
製粗粒状物でその外面に接着剤２３にて固化・積
層している砥粒２２の層が研摩層１３である。次
いで、電磁石にて内部に鉄製粗粒状物７を含む強
磁性研摩材５のみを磁着して砥粒２２だけのもの
と分離する。然る後、大小取り混ぜて分離された
強磁性研摩材５をふるいわけ、粒径をそろえる。
前述のようにふるい分けられた砥粒２２だけのも
のは原料として最初の段階に戻され、細かく粉砕
されて次ロツトの砥粒２２及び鉄製粗粒状物７に
投入され、混練・再利用される。
次ぎに、本考案に係る強磁性研摩材５を使用す
る研摩装置の一実施例に付いて説明する。第１図
において、装置の中央を通るパスライン２の上下
に一対の電磁回転体３が前後２組配設されてい
る。電磁回転体３の断面は第３図のような構造
で、可変速モータ（図示せず）にて回転駆動され
るようになつており、電磁回転体３内に設けられ
た励磁コイル１７に給電するようになつている。
集電機１６には（＋）（−）の給電ブラシ１８が
摺接していて（＋）（−）が回転中に所定時間
（１／60秒程度）経過すると切替わるようになつ
ている。励磁コイル１７の外周にはアルミニウム
製の円筒１９が嵌着されている。円筒１９の外周
中央には非磁性リング１４が嵌め込まれており、
非磁性リング１４の両側に永久磁石の研摩用リン
グ２０が嵌め込まれており、最も外側に鉄のよう
な強磁性体の電磁リング１５が嵌め込まれてお
り、電磁回転体３の両側面には鉄製の側板２１を
張設してある。（もち論、研摩用リング２０と電
磁リング１５とは逆の配置になつていても良いも
のである。）研摩用リング２０の外周面全周には
被研摩材１の形状に合わせた研摩溝１２を凹設し
てあり、本実施例の場合は被研摩材１が丸棒のた
め研摩溝１２は断面が半円状となつている。被研
摩材１が平板の場合は、研摩溝１２を要しないも
のである。電磁回転体３の上方には、研摩材供給
箱８が配設されており、その底部からプラスチツ
ク製の研摩材供給筒９が突出しており、電磁回転
体３に強磁性研摩材５を連続的に注ぐようになつ
ている。電磁回転体３の下方には摺り鉢状の集粒
箱１０が配置されており、研摩時に跳ね飛ばされ
た強磁性研摩材５が集粒箱１０に集められる。集
められた強磁性研摩材５は装置本体の背部に設け
られた搬送手段１１であるホツパに入れられて上
方に運ばれ、再び研摩材供給箱８に投入される。
２４は排気孔で集塵機（図示せず）へ連結されて
おり、研摩時に発生した砥粒２２の微粉塵を排出
するもので、排出された砥粒２２に再利用される
ものである。尚、研摩材供給箱８は防振ばね２５
によつて支持されている。装置本体の入口２６及
び出口２７近傍にてパスライン２の上下にガイド
ローラ２８を配置してある。
而して、パスライン２に被研摩材１を通し、一
度速度で一方向に移送する。これと同時に研摩材
供給筒９を通して強磁性研摩材５を回転せる電磁
回転体３に注ぎ、電磁回転体３の回転研摩面４に
強磁性研摩材５を積層して研摩材磁着層６を形成
し、この研摩材磁着層６にて被研摩材１の表面を
研摩する。電磁回転体３は被研摩材１の種類によ
り可変速モータにて最適の回転数に制御される。
電磁回転体３の回転方向は第１図からわかるよう
に、通常は被研摩材１の進行方向に抗する方向に
回転する。電磁回転体３に設けられた電磁リング
１５がある瞬間励磁コイル１７によつて磁化さ
れ、第５図のようにＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ・Ｎ，Ｓ，
Ｎ，Ｓと順方向に磁極が並んだ時、永久磁石の研
摩用リング２０と協働して磁界を強め、強磁性研
摩材５を磁着する。次の瞬間、励磁コイル１７を
流れる電流の方向が逆向きとなり、電磁リング１
５と永久時の研摩用リング２０の極性がＳ，Ｎ，
Ｎ，Ｓ・Ｎ，Ｓ，Ｓ，Ｎと逆方向になり、互いに
磁力を打ち消しあつて消磁する。このような動作
を瞬時に繰り返して被研摩材１への強磁性研摩材
５の付着を防止している。尚、本考案に係る強磁
性研摩材５図示実施例の装置にのみ使用されるも
のでなく、磁気利用の研摩装置にはもれなく適用
出来るものである。
本考案は叙上のように、熱処理が施されて硬化
しており、鋭い陵角部を有する鉄製粗粒状物の外
面に砥粒を積層して鉄製粗粒状物の外周に研摩層
を構成してあるので、パスラインと接する電磁回
転体の回転研摩面に強磁性研摩材の研摩材磁着層
を形成し、パスライン上を通過する被研摩材の表
面を研摩する事になり、被研摩材と直接接触する
のは強磁性研摩材の砥粒部分であり、砥粒による
高速度な研摩効果を得る事が出来るものである。
又、この場合研摩材磁着層は回転研摩面に磁着さ
れているのみで、流動性があるため被研摩材の表
面への接触圧はどの強磁性研摩材を取つても均一
であり、高い寸法精度及び優れた表面荒さを得る
事が出来るものである。又、砥粒を積層するため
の粒状物は鉄製であるので、粒度を大きくしても
従来のフエライトのように割れたりすると言う事
がなく、しかもこの鉄製粗粒状物は鋭い陵角部を
有するので、表面の砥粒と協働して鋼材の表面の
スケールや錆取りなど研削量の大きい用途に最適
である。更に、この鉄製粗粒状物は熱処理にて高
い硬度を有するために研摩により鋭い陵角部の摩
滅が少なく、繰り返しての使用が可能となる。[Table] As the abrasive grains 22, for example, powder or small grains of carborundum, white alundum, green carbon, or carbon alundum are used. As the adhesive 23 for hardening the abrasive grains 22, rubber latex-based adhesives, epoxy-based adhesives, inorganic adhesives, and various other adhesives are used. The mixture is mainly made of white alundum, and if necessary, carboriandum, green carbon, etc. are mixed therein and kneaded together with the adhesive 23. next,
Coarse iron particles 7 are mixed and kneaded into a slurry, and the kneaded material is extruded, spread into a plate shape, and then dried to a semi-dry state. The semi-dry kneaded material is crushed by rollers, and a ferromagnetic abrasive material 5 with abrasive grains 22 laminated on the outer surface of coarse iron particles 7 and abrasive grains 2 are formed.
It is divided into only 2 granules. In FIG. 6, reference numeral 7 denotes iron coarse particles, and a layer of abrasive grains 22 solidified and laminated with an adhesive 23 on the outer surface thereof is a polishing layer 13. Next, only the ferromagnetic abrasive material 5 containing coarse iron particles 7 inside is magnetically attracted using an electromagnet to separate it from the abrasive grains 22 only. After that, the ferromagnetic abrasive material 5, which has been mixed and separated in size, is sieved to make the particle size uniform.
The abrasive grains 22 that have been sieved as described above are returned to the initial stage as a raw material, are finely ground, and are fed into the next lot of abrasive grains 22 and coarse iron particles 7, where they are kneaded and reused. Next, an embodiment of a polishing apparatus using the ferromagnetic abrasive material 5 according to the present invention will be described. In FIG. 1, a pair of electromagnetic rotating bodies 3 are arranged above and below a pass line 2 passing through the center of the device. The cross section of the electromagnetic rotating body 3 has a structure as shown in FIG. 3, and is designed to be rotated by a variable speed motor (not shown), which supplies power to an excitation coil 17 provided within the electromagnetic rotating body 3. I'm starting to do that.
(+) and (-) power supply brushes 18 are in sliding contact with the current collector 16, and the (+) and (-) are switched over after a predetermined time (about 1/60 second) has elapsed during rotation. An aluminum cylinder 19 is fitted around the outer periphery of the excitation coil 17. A non-magnetic ring 14 is fitted into the center of the outer circumference of the cylinder 19.
Abrasive rings 20 made of permanent magnets are fitted on both sides of the non-magnetic ring 14, and an electromagnetic ring 15 made of a ferromagnetic material such as iron is fitted on the outermost side. A side plate 21 is stretched. (Of course, the polishing ring 20 and the electromagnetic ring 15 may be arranged in opposite directions.) The polishing ring 20 has polishing grooves that match the shape of the material 1 on the entire outer circumference. In this embodiment, since the material 1 to be polished is a round bar, the polishing groove 12 has a semicircular cross section. If the material 1 to be polished is a flat plate, the polishing grooves 12 are not required. An abrasive supply box 8 is disposed above the electromagnetic rotor 3, and a plastic abrasive supply tube 9 protrudes from the bottom of the box 8, which continuously supplies the ferromagnetic abrasive 5 to the electromagnetic rotor 3. It is now pouring into the water. A mortar-shaped particle collection box 10 is arranged below the electromagnetic rotating body 3, and the ferromagnetic abrasive material 5 splashed away during polishing is collected in the particle collection box 10. The collected ferromagnetic abrasive material 5 is put into a hopper, which is a conveying means 11 provided at the back of the apparatus main body, is carried upward, and is again thrown into the abrasive material supply box 8.
Reference numeral 24 is connected to a dust collector (not shown) through an exhaust hole, which discharges fine dust of the abrasive grains 22 generated during polishing, and is reused as the discharged abrasive grains 22. In addition, the abrasive material supply box 8 is equipped with an anti-vibration spring 25.
Supported by. Guide rollers 28 are arranged above and below the pass line 2 near the entrance 26 and exit 27 of the main body of the apparatus. The material to be polished 1 is then passed through the pass line 2 and transported once in one direction at a high speed. At the same time, the ferromagnetic abrasive 5 is poured into the rotating electromagnetic rotating body 3 through the abrasive supply cylinder 9, and the ferromagnetic abrasive 5 is laminated on the rotary polishing surface 4 of the electromagnetic rotating body 3 to form an abrasive magnetic layer 6. The surface of the material to be polished 1 is polished using this abrasive magnetic layer 6. The electromagnetic rotating body 3 is controlled to an optimum rotational speed by a variable speed motor depending on the type of material 1 to be polished.
As can be seen from FIG. 1, the electromagnetic rotating body 3 normally rotates in a direction opposite to the direction in which the material to be polished 1 moves. The electromagnetic ring 15 provided on the electromagnetic rotating body 3 is magnetized by a momentary excitation coil 17, and as shown in FIG.
When the magnetic poles are aligned in the forward direction of N and S, the magnetic field is strengthened in cooperation with the permanent magnet polishing ring 20, and the ferromagnetic abrasive material 5 is magnetically attached. At the next moment, the direction of the current flowing through the excitation coil 17 is reversed, and the electromagnetic ring 1
5 and the polarity of the permanent polishing ring 20 is S, N,
The directions are opposite to N, S, N, S, S, N, and their magnetic forces are canceled out and demagnetized. This operation is repeated instantaneously to prevent the ferromagnetic abrasive material 5 from adhering to the material 1 to be polished. The ferromagnetic abrasive material 5 according to the present invention is not only used in the apparatus shown in the illustrated embodiment, but can be applied to any polishing apparatus utilizing magnetism. As mentioned above, the present invention is made by laminating abrasive grains on the outer surface of a coarse iron granule that has been hardened by heat treatment and has sharp ridges to form an abrasive layer around the outer periphery of the coarse iron granule. Therefore, an abrasive magnetic layer of ferromagnetic abrasive material is formed on the rotating polishing surface of the electromagnetic rotating body in contact with the pass line, and the surface of the material to be polished passing on the pass line is polished. The abrasive grains of the ferromagnetic abrasive material are in direct contact with the material, and the abrasive grains can provide a high-speed polishing effect.
In addition, in this case, the abrasive magnetic layer is only magnetically attached to the rotating polishing surface, and since it has fluidity, the contact pressure to the surface of the polished material is uniform no matter which ferromagnetic abrasive material is used. It is possible to obtain high dimensional accuracy and excellent surface roughness. In addition, since the granules used to stack the abrasive grains are made of iron, even if the grain size is increased, they do not break like conventional ferrite, and these coarse iron granules have sharp ridges. Therefore, it works in cooperation with the abrasive grains on the surface, making it ideal for applications that require a large amount of grinding, such as removing scale and rust from the surface of steel materials. Furthermore, since this coarse iron granule has high hardness when heat treated, the sharp ridges are less likely to be worn away by polishing, making it possible to use it repeatedly.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図…本考案に使用する研摩装置の一部切欠
正面図、第２図…本考案に使用する研摩装置の一
部切欠側断面図、第３図…本考案の電磁回転体の
１実施例の断面図、第４図…本考案の電磁回転体
の縦断面図、第５図…第３図の正面図、第６図…
本考案の強磁性研摩材の一部切欠正面図。
１……被研摩材、２……パスライン、３……電
磁回転体、４……回転研摩面、５……強磁性研摩
材、６……研摩材磁着層、７……鉄製粗粒状物、
８……研摩材供給箱、９……研摩材供給筒、１０
……集粒箱、１１……搬送手段、１２……研摩
溝、１３……研摩層、１４……被磁性リング、１
５……電磁リング、１６……集電機、１７……励
磁コイル、１８……給電ブラシ、１９……円筒、
２０……研摩用リング、２１……側板、２２……
砥粒、２３……接着剤、２４……排気孔、２５…
…防振ばね、２６……入口、２７……出口、２８
……ガイドローラ。
Fig. 1... A partially cutaway front view of the polishing device used in the present invention, Fig. 2... A partially cutaway side sectional view of the polishing device used in the present invention, Fig. 3... One implementation of the electromagnetic rotating body of the present invention. A sectional view of an example, FIG. 4...A longitudinal sectional view of the electromagnetic rotating body of the present invention, FIG. 5...A front view of FIG. 3, FIG. 6...
FIG. 2 is a partially cutaway front view of the ferromagnetic abrasive material of the present invention. 1... Material to be polished, 2... Pass line, 3... Electromagnetic rotating body, 4... Rotating polishing surface, 5... Ferromagnetic abrasive material, 6... Abrasive magnetic layer, 7... Iron coarse grains thing,
8... Abrasive material supply box, 9... Abrasive material supply cylinder, 10
... Grain collection box, 11 ... Conveyance means, 12 ... Polishing groove, 13 ... Polishing layer, 14 ... Magnetized ring, 1
5... Electromagnetic ring, 16... Current collector, 17... Excitation coil, 18... Power supply brush, 19... Cylinder,
20... Polishing ring, 21... Side plate, 22...
Abrasive grain, 23...Adhesive, 24...Exhaust hole, 25...
...Anti-vibration spring, 26...Inlet, 27...Outlet, 28
...Guide roller.