JPH0420586A

JPH0420586A - アルミナ質焼結砥粒の製造方法

Info

Publication number: JPH0420586A
Application number: JP2124446A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Morimoto; 森元　久志; Yuji Hayasaka; 裕二早坂; Hideaki Takatsu; 高津　英明
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1990-05-15
Publication date: 1992-01-24
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0681832B2

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、重研削に適したアルミナ質焼結砥粒に関する
ものである。

従来の技術重研削用砥粒は、ボーキサイトの様なアルミナ質物質の
微粉を焼結した砥粒（特公昭３９−４３９８号、特公昭
３９−２７６１２号、特公昭３９−２７６１３号、特公
昭３９−２７６１４号）や溶融アルミナ−ジルコニア砥
粒（特公昭３９−１６５９２号）や高純度アルミナ微粉
末に酸化マグネシウム等の結晶粒成長抑制剤を添加した
砥粒（特開昭５２−１４９９：１号）が知られている。

近年では特開昭５６−３２３６９号の様にゾルゲル法に
よるアルミナ質焼結砥粒も知られている。

発明が解決しようとする課題砥粒の強度を増し、研削比等の特性を向上させるために
は、見掛比重が高く、焼結後の結晶サイズが小さいこと
の他に砥粒内のクラックを少なくする必要がある。

クラックを内在する砥粒は、研削中に全部砥粒が摩耗せ
ず、途中から折れて、砥石から脱落し、研削に関与しな
いことになり、研削比の低下を招いている。

本発明は、砥粒内のクラックを低減することにより、脱
落砥粒を少なくし、研削比向上を目的とする。

課題を解決するための手段本発明者は、上記の目的を達成すべく種々検討した結果
、砥粒内クラックは焼結前の成形時に発生するクラック
に起因していることがわかった。

重研削用砥粒の形状は、製造のし易さの点から円柱状が
一般的であるが、原料粉末を円柱状等に成形する際に成
形体内にクラックが発生し、そのクラックが焼結後の砥
粒内に残ることになるので、本発明者は純度９８ｗｔ％
以上の高純度アルミナ微粉末に対し、粘土を砥粒中に二
酸化ケイ素として０．０５〜３．Ｏｗｔ％含有する様に
添加混合し、成形、焼結することを特徴とするアルミナ
質焼結砥粒の製造方法を見出し、砥粒内に存在するクラ
ックを著しく低減することができた。

本発明に使用する高純度アルミナ原料微粉末は、純度と
しては９８ｗｔ％以上、好ましくは９９ｗｔ％以上で、
粒度は、１０μｍ以下、好ましくは２μｍ以下の微粉末
である。純度が９８ｗｔ％未満では焼結砥粒の強度が劣
ることとなる。

この高純度アルミナ微粉末に対し、砥粒組成中に０．１
〜３．Ｏｗｔ％含有される様に、焼結時の結晶粒成長抑
制剤として酸化マグネシウム、酸化コバルトまたは酸化
ニッケルを添加するのが好ましい。更に砥粒の形状を円
柱状等に成形するためにＰＶＡ等の水溶性バインダーを
０．２〜３ｗｔ％入れ、水を加えた高純度アルミナの混
線物を成形機にかける。

これらのアルミナ微粉末等の混線物は、可塑性、柔軟性
が不足し、成形した時に、その形成体の内部または表面
にクラックを生じ易い。

また、そのクラックを低減するために混線物の含水量を
多くすると成形体の保形性が劣ることになる。そのため
、本発明では、これらの高純度アルミナ微粉末等の原料
の他に、粘土を更に添加し、混線物の可塑性、柔軟性を
向上させ、成形体のクラックを低減させるのである。

粘土の添加量は、焼結砥粒中に二酸化ケイ素として０．
０５〜３．Ｏｗｔ％含有される量である。０．０５ｗｔ
％未満では効果が十分でなく、また、：１０ｗｔ％を超
えるとガラス質やムライト質を生成し、砥粒の摩耗率を
大きくしてしまうとともに、焼結結晶が成長しすぎて強
度が低下する。

粘土には多くの種類があるが、特に本発明には混線物の
可塑性を著しく向上させるものとして、ベントナイト、
木節粘土、蛙目粘土、エナメル・クレー、妬器粘土、セ
リサイト粘土のうち少なくとも１種を使用するのが望ま
しい。

焼結砥粒中に二酸化ケイ素として０．０５〜３．０ｗｔ
％含有される量の粘土を添加して、ミックスマラー、ニ
ーダ−等の混線機にて十分に混練し、製造のし易さの点
から好ましくは円柱状に成形するための押出し成形機に
て成形し、その円柱状の長さ／直径が１〜３位になる様
に適当に切断する。

この成形体をロータリーキルン内で転動させながら１６
５０〜１７５０℃、３０分〜２時間焼成し、結晶サイズ
が１０μｍ以下の焼結砥粒を製造する。

結晶サイズは大きすぎるものは機械的強度が悪いので１
０μｍ以下にすることが必要である。

実施例本発明を実施例にて詳細に説明する。

実施例１．２平均粒径約１．５μｍに粉砕した溶焼アルミナ（Ａｌ２
Ｏ２９９，５ｗｔ％）に対しベントナイトを０．４ｗｔ
％添加し、更にＰＶＡとマグネシアを表・１に不す様に
配合し、その総重量に対し約３０ｗｔ％の水を加えてミ
ックスマラーにて混練し、真空式押出機を用いてＪＩＳ
　Ｒ６００１−１９７３の粒度＃ｌＯおよび＃１６の砥
粒にするため、それぞれ２．４ｍｍφ、　１．５ｍｍφ
の孔径を有する口金より押出し、　１５０℃で１時間位
乾燥した。この乾燥品を＃ｌＯでは２〜７ｍｍの長さに
、＃１６では１〜４ＩＩＩＩ＋の長さに切断し、ロータ
リーキルンで１７００℃で１時間焼成した。かくして得
られた砥粒のクラック含有率、圧壊強度等の特性を表・
１に示す。

なお、粒内クラックは、円柱状の砥粒の中心を長さ方向
にスライスした断面部を１０倍の顕微鏡で観察した。

また、圧壊強度は（破砕荷重）／（砥粒の投影面積）で
求めた値であり、結晶サイズはＳＥＭより測定した。

比較例１．２ベントナイトを添加しないこと以外は、実施例１．２と
同条件で、粒度＃ｌＯおよび＃１６の砥粒を得た。その
特性値を表・１に示す。

なお、比較例１および２の砥粒中のＳｉＯ□量はアルミ
ナ原料の不純物として混入した量である。

表・１かられかる様に＃１０、＃１６砥粒ともにベント
ナイトを添加したものはクラック粒含有率が低く、クラ
ックの軽減化にベントナイト添加の効果が著しく、圧壊
強度も高くなっている。

実施例３〜６＃ｌＯ砥粒につき、ベントナイト含有量を表・２の様に
変え、砥粒中ＳｉＯ□含有量を０．０５．０２５、■、
０、３．０ｗｔ％として実施例１．２と同一条件で砥粒
を造った。

それらの砥粒のクラック粒含有率と結晶サイズ値を表・
２に示す。

（以下余白）表・２比較例３．４ベントナイトを７，０．９．０ｗｔ％含有させ、砥粒中
３１０２含有量を４．０．５．５ｗｔ％とじた試料を実
施例３〜６と同一条件で造った。それらの砥粒のクラッ
ク粒含有率と結晶サイズ値を表・２に示す。

表・２より、砥粒中のＳｉＯ□含有量が０．０５〜３．
０ｗｔ％の範囲のものがクラック粒含有率が少なく、か
つ結晶サイズが１０ｕｍ以下を維持している。

結晶サイズカ月０１１ｍを超えると砥粒強度に悪影響を
及ぼすため好ましくない。

ベントナイトの他に木節粘土、蛙目粘土、エナメル・ク
レー、妬器粘土、セリサイト粘土についてもベントナイ
トと同様に混線物の可塑性を著しく向上させ同様にクラ
ック粒含有率を減少させることがわかった。

発明の効果本発明の製造方法により、低価格の粘土を添加すること
により、有機成形助剤の添加量を従来より減少させるこ
とができるため、原材料コストも低減できるとともに、
砥粒内クラックを減少させ、アルミナ質焼結砥粒として
高強度の優れた特性を有するものを製造することができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）純度９８ｗｔ％以上の高純度アルミナ微粉末に対
し、粘度を砥粒中に二酸化ケイ素として０．０５〜３．
０ｗｔ％含有する様に添加混合し、成形、焼結すること
を特徴とするアルミナ質焼結砥粒の製造方法。
（２）粘土がベントナイト、木節粘土、蛙目粘土、エナ
メル・クレー、■器粘土、セリサイト粘土のうち少なく
とも１種であることを特徴とする請求項１記載のアルミ
ナ質焼結砥粒の製造方法。