JPH033776A - 窒化物被覆砥粒の製法 - Google Patents

窒化物被覆砥粒の製法

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JPH033776A
JPH033776A JP13477389A JP13477389A JPH033776A JP H033776 A JPH033776 A JP H033776A JP 13477389 A JP13477389 A JP 13477389A JP 13477389 A JP13477389 A JP 13477389A JP H033776 A JPH033776 A JP H033776A
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JP
Japan
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sol
abrasive grains
film
powder
metal oxide
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JP13477389A
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English (en)
Inventor
Yoichi Fukuda
洋一 福田
Eiichi Hisada
久田 栄一
Takamasa Isobe
隆昌 磯部
Tetsushi Aoki
青木 哲史
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Noritake Co Ltd
Original Assignee
Noritake Co Ltd
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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〕 本発明は研削砥石等として好適に利用される被覆粉末、
特に被覆砥粒の製造方法に関する。
〔従来技術及び課題〕
砥粒の表面積を大きくして保持力を高め、研削点で発生
した熱を分散させるために、被覆砥粒。
特にNi被覆砥粒が一般に用いられる。しかし。
このN1被覆層は砥石の目詰りを起こし易い。
又、金属窒化物、金属炭化物が耐熱性及び靭性に優れて
いることを利用して、これら金属窒化物、炭化物で被覆
した砥粒も提案されている(特開昭61−247873
.同61−297079)。しかし。
これらの被膜は蒸着、スパッタリング(特開昭6l−2
47673) 、或は気相化学成長法(CVD法。
特開昭81−29709)に基づいて形成される。従っ
て、被覆の砥粒に対する被着性が不十分なものとなり、
しかも生産効率が低い。特に、被膜を厚くする場合、こ
の問題はより顕著となり、かなりのコスト高にもつなが
った。
〔課題の解決手段〕
そこで1本発明はかかる課題を下記手段によって解決し
た。
金属酸化物ゾルに砥粒を浸漬した後、該浸漬処理された
砥粒を窒化雰囲気で熱処理して、砥粒表面に金属窒化物
被膜を形成することを特徴とする被覆砥粒の製造方法。
又9本発明は砥粒以外に単なる粉末例えばセラミック粉
末についても同様な処理を施すことによってその特性(
焼結性、耐火性、耐薬品性等)を向上させることも可能
となる。従って1本発明は下記手段をも対象とする。
金属酸化物ゾルに粉末を浸漬した後、該浸漬処理された
粉末を窒化雰囲気で熱処理して、粉末表面に金属窒化物
被膜を形成することを特徴とする被覆粉末の製造方法。
本発明の金属酸化物ゾルとしては、 T I O2ゾル
、Aj20  ゾル、  Z r O2ゾル、 Y 2
0 aゾ3 ル及びS iO2ゾルが好ましい。これらは入手し易く
、又熱処理後の金属酸化物、更には金属窒化物として耐
火性に優れる。その他の遷移金属酸化物例えばTa  
O、HfO2のゾルでもよい。
5 これら金属酸化物ゾルは、所定量の金属アルコキシドの
アルコール溶液にアルコール、水及び微量の酸からなる
アルコール溶液を滴下して、金属アルコキシドを加水分
解、更には脱水縮合することにより、調整される。ゾル
粒子の平均粒径は小さいものほど好ましく2例えば50
〜5000人のもの。
更には1000Å以下のものを用いる。又、ゾル濃度(
金属固形分wt%)は、ゾル組成によって異なるが2例
えばTlO2ゾルの場合10.Bvt%にするとよい。
浸漬処理においては、ゾルがゲル化を生じさせない粘度
になるように調整したゾル溶液中に。
粉末(砥粒を含む。以下同じ)を浸漬させるとよい。こ
の場合、砥粒としてはダイヤモンド。
C−BN、A矛 0.SiC砥粒などに広く適8 用でき2粒度についても特に限定されない。
浸漬処理された粉末は酸化又は不活性雰囲気中にて30
0〜800°C1特に500℃程度で予備熱処理するこ
とが好ましい。これによって、金属酸化物ゲルで被覆さ
れた粉末を得る。又、金属酸化物ゾルの調整時に加水分
解等によって生じる副生成物1例えばアルコール、水を
完全に除去でき、しかもゲル化のための乾燥等を別途必
要としない。
そして、この金属酸化物ゾルの浸漬処理及び予備処理を
複数回繰返すことにより、簡便にゲル被膜を厚くするこ
とができる。通例のように乾燥等によってゲル化させ、
浸漬、ゲル化を繰返すことによりゲル被膜を厚くすると
、後述する窒化雰囲気での熱処理工程において、前記加
水分解等による副生成物が一気に除去されるので、被膜
にクラック等を生じ易くなる。
窒化雰囲気での熱処理によって、砥粒表面に被着された
金属酸化物が窒化して、金属窒化物被膜が形成される。
窒化雰囲気としては、NH3が好ましい。加熱分解によ
って還元性雰囲気を形成しくNH→l/2 N  +3
/2 N2) 、金属酸化物ゲ2 ル被膜の窒化を低温下で可能にする。又1分解によって
NHを生成するNH4OH等も挙げられる。熱処理温度
を10009C以上にすれば、N2ガスでもよい。又、
C(カーボン)等の還元剤などを添加してもよい。窒化
を促進できる。加熱温度は800℃以上、好ましくは1
000℃以上にする。例えば、 T iO2ゾル(ゲル
)をアンモニア雰囲気で加熱すればTiN被膜を得る。
又、SiO2ゾル(ゲル)をカーボンを混合して窒素雰
囲気で加熱すればS l 3 N 4被膜を得る。金属
窒化物被膜の厚みについても、特に限定されない。例え
ば、砥粒としてその表面積を大きくして保持力を高めた
い場合、 10μm以下にするとよく、又金属窒化物の
高耐熱性、高靭性をより活用したい場合、粉末の粒径よ
りも被膜の厚みを大にするとよい。
〔実施例〕
実施例A 実施例1 チタニウムイソプロポキシドTi  [OCR(CH)
 コ 0.1−と無水C2H50HO,5naffiと
を2 室温で撹拌しながら混合する。この混合液に。
C2H50H0,4d、 H2O[1,1−及びuc、
+20 、008 vQのアルコール性水溶液をビユレ
ットで滴下して、加水分解する。こうしてT iO2ゾ
ルを調整した。
次に、このT 102ゾルにダイヤモンド砥材#  1
40/ 170を0.15m+n/Sの浸漬速度で浸漬
する。
この浸漬砥材を500℃でlomin加熱して0.09
μl厚のT iO2ゲル被膜を形成させる。この操作を
5回繰返すことにより、 0.45μm厚のT iO2
ゲル被膜を形成した。更に500℃で10〜120分加
熱した後、NH3ガス雰囲気にて1050°Cで1 h
r、保持して、 0.45μm厚のTiN被膜ダイヤモ
ンド砥粒を得た。
実施例2 C−BN砥材#80/ 100を用い、NH3ガス雰囲
気での加熱処理温度を1000°Cとする以外、実施例
1と同様にしてTiN被膜C−BN砥粒を得た。
実施例3 アルミナ砥$4’#200を用い、NH3ガス雰囲気で
の加熱処理温度を1100℃とする以外、実施例1と同
様にしてTiN被膜アルミナ砥粒を得た。
実施例4 アルミニウムイソプロポキシドAJ [0CH(CH)
  10.1molと無水C2H50HO,5gm2 とを室温で撹拌しながら混合する。この混合液に、 C
HOH0,4gm、 H2O0,1−及び5 HC40,008m1のアルコール性水溶液をビユレッ
トで滴下して、加水分解する。こうしてA℃20 ゾル
を調整した。
次に、このA(203ゾルを用いてダイヤモンド砥材を
3回浸漬・加熱処理することにより0.24μl厚のA
(0ゲル被膜を形成し、又NH3ガ3 ス雰囲気にて1200℃で5 hr、保持する以外、実
施例1と同様にしてAj2N被膜ダイヤモンド砥粒を得
た。
実施例5 ジルコニウムtert−ブトキシドZr  [OC(C
H)]   0.Indと無水C2H50HO,5−と
3  3  3 を室温で撹拌しながら混合する。この混合液に。
CHOHO,4ml、 H200−1mof!及びHC
15 o、oogmlのアルコール性水溶液を滴下して、加水
分解する。こうしてZ r O2ゾルを調整した。
次に、このZ r O2ゾルを用いてダイヤモンド砥材
を5回浸漬・加熱処理することにより0.40μl厚の
ZrOゲル被膜を形成し、又NH3ガス雰囲気にて12
00°Cで5hr、保持する以外、実施例1と同様にし
てZrN被膜ダイヤモンド砥粒を得た。
実施例6 イソ トリウムエトキシドY (OC2H5)30.1
−と無水C2H50H0,5mPとを室温で撹拌しなが
ら混合する。この混合液に、  C2H50HO,4I
[lf!、 H2O0,Lml及びHCjqO,008
−のアルコール性水溶液を滴下して、加水分解する。こ
うしてY2O3ゾルを調整した。
次に、このY2O3ゾルを用いてダイヤモンド砥材を6
回浸漬・加熱処理することにより0.45μm厚のZr
Oゲル被膜を形成し、又NH3ガス雰囲気にて1250
℃で5 hr、保持する以外、実施例1と同様にしてY
N被膜ダイヤモンド砥粒を得た。
実施例7 珪素エトキシドSi(OC2H5)425g。
CH0H37,Gg、 H2O23,5g及びHC(5 0,3g混合して、  S i 02ゾルを調整した。
次に、このS iO2ゾルを用いてダイヤモンド砥材を
5回浸漬・加熱処理することにより0.45μm厚のS
 iO2ゲル被膜を形成し、又カーボン粉末(平均粒径
0.1μm)と混合して窒素雰囲気にて1250℃で5
br、保持する以外、実施例1と同様にして813N4
被膜ダイヤモンド砥粒を得た。
実施例8 実施例7と同様のS iO2ゾルを用いて、アルミナ砥
粒#200を6回浸漬・加熱処理することにより0.5
8μm厚のS I O2ゲル被膜を形成し、又カーボン
粉末(平均粒径0,1μm)と混合して窒素雰囲気にて
1250℃で5 hr、保持する以外、実施例1と同様
にして513N4披膜アルミナ砥粒を得た。
実施例9 実施例7と同様の8102ゾルを用いて、アルミナ砥材
#325を360回浸漬・加熱処理することにより35
μm厚のS iO2ゲル被膜を形成し、又カーボン粉末
(平均粒径0.1μm)と混合して窒素雰囲気にて15
50℃で2hr保持する以外、実施例1と同様にして5
iaN4被膜アルミナ砥粒を得た。
比較例 実施例1と同様のダイヤモンド砥料にCVD法によって
0.45μm厚のTiN被膜を形成しく比較例1)、又
同じ砥材にメツキによって0.45μm厚のNi被膜を
形成した(比較例2) 〔比較試験〕 こうした実施例1〜9及び比較例12によって得られた
被覆砥粒を14個の超硬合金製硬質ボール(直径4.6
+nm)とともに強化硬質ガラスビン(直径16.5m
m X 30 A )の中に装入して、そのガラスビン
を1.5Or、p、m、の速度で15分間回転さぜるこ
とにより、被膜密着性を調べた。その密着性は。
剥離の程度、即ち によって評価した。この試験結果も併せて、製造条件及
び被膜特性をまとめて下記第1表に示す。
C以下余白) 1 第  1 表 *1 (比較例1):CVD法によって被膜形成*2(
比較例2):メッキによって被膜形成2 上記表から明らかなように、実施例1〜9によって得ら
れた被覆砥粒は剥離の割合は小さく(35wt%以下)
被膜密着性に優れていた。これに対して、比較例1.2
によって得られた被覆砥粒はいずれも試験後において全
面剥離(100wt%剥離)を生じた。
又、実施例9の結果から、被膜を厚く形成した場合、剥
離の割合を極めて低く抑えることができることも確認で
きた。
更に2本実施例に係る被覆ダイヤモンド砥粒を用いて製
造したメタルボンドダイヤモンド砥石は、被膜を有しな
い従来のダイヤモンド砥粒を用いて製造したメタルボン
ドダイヤモンド砥粒と比較して約1.5倍の研削比の向
上、使用寿命の延長を可能にすることが確認された。
実施例B 平均粒径o、eμmのSi  N  を用い、NH3ガ
4 ス雰囲気での加熱処理温度を1200℃とする以外。
実施例1と同様にしてTiN被覆Si3N4粉末を得た
この粉末を用いて焼結したところ、TiN1覆を有しな
い粉末に比して、焼成性を高めることかできた。即ち、
 1500°C2圧力150kg/c+#で焼結させた
ところ、実施例粉末は対理論密度97%になるのに対し
、比較例粉末では対理論密度95%にすぎなかった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、砥粒への被膜の被着力が高められ、又
被膜自体が耐熱性及び靭性に優れている。従って、砥石
等として利用した場合、被膜剥離による目詰り発生を抑
制でき、研削性能を高め(研削比1.5以上)、耐久性
を向上できる。
又2本発明による粉末はその焼結性を高めることができ
る。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属酸化物ゾルに砥粒を浸漬した後、該浸漬処理
    された砥粒を窒化雰囲気で熱処理して、砥粒表面に金属
    窒化物被膜を形成することを特徴とする被覆砥粒の製造
    方法。
  2. (2)金属酸化物ゾルがTiO_2ゾル、Al_2O_
    3ゾル、ZrO_2ゾル、Y_2O_3ゾル及びSiO
    _2ゾルの少なくとも一種である請求項1記載の製造方
    法。
  3. (3)金属酸化物ゾルが、金属アルコキシドの加水分解
    、脱水縮合によって生じる請求項1又は2記載の製造方
    法。
  4. (4)窒化雰囲気がNH_3又はN_2雰囲気である請
    求項1記載の製造方法。
  5. (5)300〜800℃で予備熱処理する請求項1記載
    の製造方法。
  6. (6)金属酸化物ゾルに粉末を浸漬した後、該浸漬処理
    された粉末を窒化雰囲気で熱処理して、粉末表面に金属
    窒化物被膜を形成することを特徴とする被覆粉末の製造
    方法。
JP13477389A 1989-05-30 1989-05-30 窒化物被覆砥粒の製法 Pending JPH033776A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995016547A1 (en) * 1993-12-16 1995-06-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article
JP2008513227A (ja) * 2004-09-23 2008-05-01 エレメント シックス (プロプライエタリイ)リミテッド 多結晶研磨材及びその製造方法
JP2016221651A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社クリスタル光学 砥粒

Cited By (6)

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US9624135B2 (en) 2004-09-23 2017-04-18 Antionette Can Polycrystalline abrasive materials and method of manufacture
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