JPH03287380A

JPH03287380A - 多孔質ビトリファイド砥石の製造方法

Info

Publication number: JPH03287380A
Application number: JP2090927A
Authority: JP
Inventors: Motohide Kitahara; 北原　元秀; Hiroshi Ozaki; 宏尾崎; Koji Shishido; 浩二宍戸
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1991-12-18
Anticipated expiration: 2015-03-13
Also published as: KR920005710A; EP0450615A2; EP0450615A3; JP3018388B2; US5151108A

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、多孔質ビトリファイド砥石の製造方法に関し
、更に詳しくは多孔質ビトリファイド砥石の製造方法に
おいて、気孔付与剤としてメラミンシアヌレートを用い
るビトリファイド砥石の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般にビトリファイド砥石と称されている砥石は、主原
料たる砥粒と、これを結合させる役目を持つ無機質の粘
土類（２次バインダー）を混合・攪拌し、これを成形し
１３００°Ｃ前後の高温で焼結させたものであるが、そ
の混合及び成形法の違いにより、次の２種類に大別され
る。

その１つは、砥粒と無機質の粘土類（２次バインダー）
を混合・攪拌する時点で、大量の水を加えてスラリー状
とし、これを所定の型枠に流し込んで乾燥・成形する方
法（湿式攪拌・流込成形法）。

その２つは、砥粒と無機質の粘土類（２次バインダー）
を混合・攪拌する時点で、ごく少量の水あるいは油脂と
有機結合剤（１次バインダー）を添加し、これを所定の
金型に充填して、油圧プレス等によって加圧成形する方
法（乾式攪拌・プレス成形法）である。

いずれの方法によっても、ビトリファイド砥石の特徴で
ある、細かい連結した気孔をもつ製品が出来上がるが、
特に多くの気孔が望まれる場合、混合・攪拌の時点で種
々の気孔付与剤を添加して、気孔率を高める事がある。

このような処置が施されて作成された多孔質ビトリファ
イド砥石は、普通、多孔質砥石と呼ばれている。

−Ｃに気孔付与剤として用いられるものとしては５００
〜６００″Ｃまでの温度で燃焼または昇華してしまうも
のでなければならないが、具体的には、木粉、アクリル
樹脂、スチロール樹脂、ポリエステル樹脂、ナフタレン
、樟脳、過酸化水素水（鉄分と反応させて気孔を作る。

但しこれは、流込成形性特有の技術）等が用いられてい
る。

［発明が解決しようとする課題〕従来の多孔質砥石の製造方法には、その気孔付与剤が物
理的または化学的に極めて不安定な性質をもっているた
めに、非常に困難な技術的課題が存在している。

まず乾式攪拌・プレス成形法についてみると、従来使用
されている気孔付与剤の大半、例えば、木粉、アクリル
樹脂、スチロール樹脂、ポリエステル樹脂等が、砥石の
主原料に比較して極めて軟らかく、かつ、幾分かの弾性
をもっていることに起因する問題が指摘される。すなわ
ち、これらの気孔付与剤は、プレスにて加圧・圧縮した
時点では収縮しているが、圧力を取り除いた時点では再
び膨張してしまい、この為に、砥石の内部に太きな亀裂
が生じてしまう。またこれらの気孔付与剤は、燃焼後に
灰が残ったり（木粉）、燃焼に至るまでの間に液体化し
たりする（ポリエステル樹脂等）欠点がある。ナフタレ
ンや樟脳についてはこの様な問題はないが、常温で昇華
するので、その扱いは木粉やポリエステル樹脂よりもは
るかに困難なものである。以上のような理由によって、
プレス成形法にて添加できる気孔付与剤の量は、おのず
と゛限らたものとなってしまう。様々な改良を加えても
砥石原料の総攪拌量に対して、多くて５〜６重量％を添
加することしかできない。

次に、湿式攪拌・流込成形法についてみると、プレス成
形法に比較して数倍の気孔付与剤を添加することができ
る。その意味において、流込成形法は、多孔質砥石を作
るための理想的な方法と称することができるかもしれな
いが、しかしその反面、この製法が本来持っている欠点
を見落とすこともできない。即ち、この製法においては
、スラリー状の原料を型枠に流し込んだあと、完全乾燥
の状態に至るまでの間に、極めて長い時間が必要なので
ある。特に大きな砥石や、微粒子の砥石を作ろうとする
場合には、数か月の乾燥時間が必要な場合がある。また
、原料の攪拌・混合時に大量の水を使用することによる
制御技術の困難さも指摘しなければならない。例えば、
水のｐＨ値によって、製品の硬度に狂いが生しることが
る。要するに流込成形法は、非常に生産能率の悪い製法
であって、製品コストの低下、高品質化が望まれる現今
にあっては、極めて不利な製法であるといわねばならな
い。以上のように、従来の多孔質砥石の製造技術には克
服されるべき様々な問題が存在しているのである。

本発明者らは種々検討を行った結果、意外にもメラミン
シアヌレートを砥石の気孔付与剤として用いた場合、上
記の問題点を克服することができることを見出した。

即ち、メラミンシアヌレートを重力ｌしてプレス成形を
行った製品には、クランクが発生することもなく、しか
もその添加量は砥石原料の総攪拌量に対して、４０重量
％（らいにまで高めることが可能なのである。この添加
量は流込成形法で添加することが出来る気孔付与剤の量
に匹敵するものである。また、メラミンシアヌレートは
４００°Ｃまでの温度で完全に昇華してしまうために、
焼結中・焼結後の砥石にも、全く悪影響を与えることが
ない。

以上の事実から、気孔付与剤としてメラミンシアヌレー
トを用いることにより、プレス成形法を用いても、流込
成形法と同等の製品を提供することができるということ
を確認して本発明を完成した。

本発明の目的は、従来の製法の欠点を克服した優れた多
孔質ビトリファイド砥石の製造力７去の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、本発明は、多孔質ビトリファイド砥石の製造方法
において、気孔付与剤としてメラミンシアヌレートを用
いることを特徴とする多孔質ビトリファイド砥石の製造
方法に関する。

本発明で使用するメラミンシアヌレートは、メラミンと
シアヌル酸の付加物で、ナイロンの難燃剤等として、知
られているもので、容易に入手可能なものである。多孔
質砥石の気孔付与剤としては粉末で使用可能であるが、
好ましくは、粒径が１００〜６００ミクロンの範囲の顆
粒が好ましい。

砥粒としては、従来から知られているアルミナ、酸化ケ
イ素等の酸化物、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化硼素の
ような炭化物、窒化ケイ素、窒化チタン等の窒化物およ
びダイヤモンド等が使用可能である。

有機結合剤である１次バインダーとしては、通常用いら
れるものが使用可能で、例えばデキストリン等が挙げら
れる。２次バインダーも通常用いられるものが使用可能
である。例えば、長石、陶石、蛇目粘土、各種のフリッ
ト等が挙げられる。

砥粒、１次バインダー　２次バインダー及びメラミンシ
アヌレートの混合方法も、通常行われるでいる乾式・攪
拌方法で差支えない。メラミンシアヌレートの添加量は
総攪拌量に対して４０重量％、好ましくは３０重量％で
ある。メラミンシアヌレートの添加量の多少によって、
水分率等を若干変更する必要はあるが、これも通常の値
を大きく逸脱するものでない。なお、砥粒（酸化アルミ
ニウム　ＷＡ＃１５０）１０部に対して２次バインダー
３部、メラミンシアヌレート３部を添加した砥石の砥粒
率は、概ね３２％程度となる。この値を、ＪＩＳ　　Ｒ
６２１０に規定されているビトリファイド砥石の組織表
と対比してみると、組織呼称で粗と判断されている砥粒
率４２％よりもはるかに粗、すなわちポーラスであるこ
とが分かる。

従って、メラミンシアヌレートは、通常使用される組織
の砥石は、全て作成できると判断される。

加圧成形の方法についても、従来行われているプレス成
形法で良い。攪拌総量に対するメラミンシアヌレートの
添加量が４０％程度までならば、クランクのない製品を
成形することができる。

成形後の乾燥も通常の方法で、乾燥温度は８０〜１５０
°Ｃで良い。乾燥後の焼成方法も、通常の方法をもちい
て良い。焼成温度は１２００〜１３５０”Ｃの範囲であ
る。この際に、煙や臭いについてみでも、アクリル樹脂
や、ポリエステル樹脂を使用した場合よりはるかに少な
い。

このように、メラミンシアヌレートを気孔付与剤として
用いて製造した多孔質ビトリファイド砥石は、砥粒間隔
が極めて広く、多くの空隙があるために、非常に優れた
性質をもっている。すなわち、研削、研磨に要する時間
を大幅に短縮でき、しかも非常に精密な加工面を得るこ
とができる。

更には、砥石事態の摩耗速度が、同等の性能を持つ非多
孔質砥石に比較して非常に遅く、１本の・砥石によって
行なえる加工量が、飛躍的に改善されるのである。

以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に
説明する。

実施例１砥粒としてアルミナ（ＷＡ＃１５０）１０ｋｇ、１次バ
インダーとしてデキストリンを０．２　ｋ　ｇ、水を１
５０ｇ、２次バインダー（長石、陶石、蛇目粘土、石灰
よりなり化学組成；　Ｓ　ｉ○２６７．７％、Ａ　Ｉ　
２０３２１．０％、Ｎａｚｏ　４．７％、Ｋ、０１．９
％、Ｆｅｚ○３０．４％、ＣａＯ２，１％、ＭｇＯ０，
１％）２．３ｋｇ及びメラミンシアヌレートの顆粒（３
００〜４００μｍ）１ｋｇを混合撹拌し、縦１５５ｍｍ
、横１０５ｍｍ、厚さ３０ｍｍの型に入れて成形し、油
圧機を用いプレス（油圧１００ｋｇ／ｃｍ”）Ｌ、プレ
ス後、型より取り出し、１００〜１２０°Ｃで、６時間
乾燥し、１２８０°Ｃで４時間焼成した。冷却後、この
焼結体を１５０Ｘ１５Ｘ１５ｍｍにカットし、溶融硫黄
に含浸して評価用のホーニング砥石を作成した。

実施例２〜３砥粒をグリーンカーボランダム（ＧＣ＃２４０）を用い
、配合量を以下のようにした以外は実施例１と同様にし
た。尚、評価用に実施例２は１０１００Ｘ１０Ｘ８、実
施例３は１０１００ｘｌＯｘｌＯにカットした。

配合量（ｋｇ）砥粒　２次バインダー　ＭＣ（注）実施例　２１０　　２．２　　　１．２実施例　３１０
　　１．９　　　１．２注：　ＭＣ＝メラミンシアヌレ
ート比較例１〜３気孔付与剤のメラごンシアヌレートを用いず、比較例１
は実施例１で用いた砥粒を用い、比較例２〜３は実施例
２で用いた砥粒を用い、以下の配合で、実施例１と同様
にして砥石を作成し、評価用のホーニング砥石を作成し
た。尚、評価用の砥石は、比較例１は実施例１と同じに
、比較例２は実施例２と同じに、比較例３は、実施例３
と同じにカットした。

７配合！（部）砥粒　２次バインダー比較例　１１０１．７比較例　２１０１．５比較例　３１０１．９比較例４実施例１において、メラミンシアヌレートに変えて、気
孔付与剤として木粉を１ｋｇ配合した以外は実施例１と
同様に行った。

得られた焼結体は亀裂が１威していた。

評価１実施例１及び比較例１で作成した評価用砥石を４本で１
セツトとして引抜鋼管（１８０φ×１５００ｍｍ）の研
削評価を行った。

〔研削条件〕

回転数　６０ｒ、ｐ、ｍホーニング油　日本グリース　Ｎｏ　　１０ゲージ圧力
　１６ｋｇ／ｃｍ’ 〔評価結果〕実施例１の砥石では、加工時間４０分、砥石寿命は、ワ
ーク（被研削物）５本で張替えで済んだが、比較例１の
砥石では、加工時間約６０分で、砥石寿命は、ワーク３
木で張替えなければならなかった。本発明方法で得た砥
石は加工時間も少なく砥石の寿命が長い優れた砥石であ
ることがわかる。

評価２実施例２及び比較例２で作成した評価用砥石を４本で１
セツトとして、シリンダーライナー（８２φＸ　１５２
ｍｍ）の研削をおこなった。

〔研削条件〕

回転数　６Ｏｒ、ｐ、ｍホーニング油　灯油ゲージ圧力　　低圧　　５ｋｇ／ｃｍ”高圧　１１ｋｇ
／ｃｍ’ 〔評価結果〕実施例２の砥石では、加工時間５０秒、砥石寿命は、ワ
ーク２００個で交換であったが、比較例２の砥石では、
加工時間約６０秒で、ワーク約１４０個で交換しなけれ
ばならなかった。本発明方法で得た砥石は７加工時間も
少なく、砥石寿命も長い。

評価３実施例３及び比較例３で作成した評価用砥石を１２本で
１セントとして２サイクルエンジンのシリンダー（４６
Ｘ７１．２ｍｍ）の研削をおこなった。

〔研削条件〕

回転数　２６０ｒ、ｐ、ｍホーニング油　ユシロ　Ｈ−３５〔評価結果〕実施例３の砥石では、加工時間５０秒、砥石寿命はワー
ク１００個で交換であり、比較例３の砥石でも、加工時
間約６０秒で、砥石寿命はワーク１００個で交換であっ
たが、加工されたエンジンの真円度及び円筒度は、以下
の数値が得られ、本発明方法で得た砥石が、優れていた
。

実施例３　　　比較例３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多孔質ビトリファイド砥石の製造方法において、
気孔付与剤としてメラミンシアヌレートを用いることを
特徴とする多孔質ビトリファイド砥石の製造方法。