JPH05177548A

JPH05177548A - Ａｌ基メタルボンド砥石

Info

Publication number: JPH05177548A
Application number: JP25945591A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takahashi; 務高橋; Masanobu Osada; 正信長田; Naoto Oikawa; 尚登及川
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-10-07
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【目的】レジンボンド砥石と同様の研削性を有し、か
つ接触検出が可能な砥石を提供する。【構成】ＡｌまたはＡｌ合金を含む結合相３中に、こ
の結合相３よりも硬質の金属間化合物層２が表面に形成
されている超砥粒１を分散させてなる砥粒層４を設け
た。【効果】超砥粒１と超砥粒１の間の結合相３が軟質で
超砥粒１の外周の金属間化合物層２が硬質であるため、
前記結合相３から摩耗が進行し、確実にチップポケット
になる。従ってメタルボンド砥石であるにもかかわら
ず、レジンボンド砥石と同様の研削性が得られる。ま
た、砥粒層４は導電性を有するので、金属等の被削材と
の接触検出を容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砥粒を分散させた砥粒
層にＡｌを含んでなるＡｌ基メタルボンド砥石に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的なメタルボンド砥石は、通常、Ｃ
ｕ，Ｓｎ，Ｃｏ，Ａｇ等からなる粉末状の金属結合剤と
超砥粒とを均一に混合し、この混合粉末を台金とともに
型込めした後、これらを圧粉成形および焼結して製造さ
れている。

【０００３】なお、上記超砥粒の表面に、無電解めっき
法や蒸着法を用いて薄い金属被覆層を予め形成してお
き、後は上記と同様に金属結合剤に混合し、圧粉成形お
よび焼結してメタルボンド砥石を製造する場合もある。
このような金属被覆超砥粒を用いれば、切削時に発生す
る砥粒の熱が金属被覆層を通して発散するため、超砥粒
の局部的な過熱が防止できる。また、金属被覆層を介在
させることにより、結合相と砥粒との間の接合強度が増
すため、結合相による砥粒保持力が向上し、超砥粒の脱
落頻度が低下して寿命が延長するという効果が得られ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なメタルボンド砥石は、レジンボンド砥石に比べて結合
相が硬質であるため、チップポケットが生じにくく、切
粉排出性に劣るうえ、自生発刃作用（砥粒層が摩耗する
ことによってこの砥粒層の内部に形成されている砥粒が
新たに表面に現れる作用）が劣っている。このため、セ
ラミックス，水晶，サーメット等の難削材料を研削する
場合には、早期に切れ味が低下して使用に耐えない欠点
があり、この種の難削材には主にレジンボンド砥石が使
用されていた。

【０００５】ところが、レジンボンド砥石では研削特性
に優れているものの、砥粒層が絶縁体であるため、メタ
ルボンド砥石とは異なり、金属等の被削材と砥石との通
電から両者の接触を検出することができないという不満
があった。

【０００６】また、一般的なメタルボンドは、Ｃｕ，Ｓ
ｎ等で構成されるため、砥石重量が大きく、このためス
ピンドルに掛かる負荷が大きく、砥石の回転速度を上げ
ることができないという問題点を有していた。一方、Ａ
ｌ基のメタルボンドについては焼結性が悪く実用化され
ていないのが実情であった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、レジンボンド砥石と同様の研削性を有し、かつ接触
検出が可能な軽量砥石を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のＡｌ基メ
タルボンド砥石では、Ａｌ合金よりなる結合相中に超砥
粒をほぼ等ピッチで分散させてなる砥粒層において、前
記超砥粒の近傍に前記結合相より硬質のＡｌ基金属間化
合物層を設けたことを課題解決の手段とした。

【０００９】請求項２記載のＡｌ基メタルボンド砥石で
は、請求項１記載の硬質のＡｌ基金属間化合物層の厚さ
を１〜５０μｍにしたことを課題解決の手段とした。

【００１０】請求項３記載のＡｌ基メタルボンド砥石で
は、請求項１記載の硬質のＡｌ基金属間化合物層の硬さ
をビッカース硬さで４００ｋｇ／ｍｍ²以上にしたこと
を課題解決の手段とした。

【００１１】請求項４記載のＡｌ基メタルボンド砥石で
は、請求項１記載のＡｌ合金よりなる結合相においてＳ
ｎ，Ｐｂ，Ｉｎ，およびＡｇより選ばれる１種または２
種以上の金属が合計で５〜５０ｗｔ％含有することを課
題解決の手段とした。

【００１２】請求項５記載のＡｌ基メタルボンド砥石で
は、請求項１記載の結合相の硬さをビッカース硬さで２
００ｋｇ／ｍｍ²以下にしたことを課題解決の手段とし
た。

【００１３】

【作用】ＡｌまたはＡｌ合金を含む結合相は軟質であ
り、小さいせん断力を有し、潤滑性に優れるため、メタ
ルボンド砥石であるにもかかわらず、レジンボンド砥石
と同様の研削性が得られる。また、砥粒層は導電性を有
するので、金属等の被削材との接触検出を容易に行うこ
とができる。さらにＡｌまたはＡｌ合金は軽量かつ放熱
性に優れているため、これを結合相に用いると、従来に
比べて重量が軽減されかつ放熱性が向上する。

【００１４】また、ＡｌまたはＡｌ合金を含む結合相中
の個々の超砥粒の表層部には、前記結合相よりも硬質の
金属間化合物層が形成されているため超砥粒と超砥粒の
間が軟質で、超砥粒の外周が硬質であるため、前記超砥
粒と超砥粒の間から摩耗が進行し、確実にチップポケッ
トが形成され、研削液の導入が向上し、また切粉の排出
性が向上するため研削抵抗が低減し、切れ味に優れる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明のＡｌ基メタル
ボンド砥石について詳しく説明する。

【００１６】図１は本発明のＡｌ基メタルボンド砥石の
一実施例を示す平面図である。このＡｌ基メタルボンド
砥石は、図示しない砥石の外周面に設けられた砥粒層４
を有しており、この砥粒層３は、超砥粒１と、この超砥
粒１上に設けられたＡｌ基金属間化合物層２と、この金
属間化合物層２と強固に接合したＡｌ合金よりなる結合
層３とを具備している。

【００１７】上記Ａｌ合金よりなる結合相３は、Ｓｎ，
Ｐｂ，ＩｎおよびＡｇより選ばれる１種または２種以上
の金属を、その合計で５〜５０ｗｔ％含有しているた
め、結合相３は耐摩耗性が比較的低く、小さいせん断力
を有し、潤滑性に優れるため、研削時においては上記結
合相３の超砥粒間の中央ほど摩耗が進行しやすくチップ
ポケットが形成され、また研削抵抗が小さく切れ味に優
れるので、超硬等難削材を研削するために適した砥石特
性が得られる。

【００１８】また、Ａｌ合金よりなる結合相３ではＳ
ｎ，Ｐｂ，Ｉｎ，およびＡｇ以外の合金成分については
被削材や加工方法に対応した結合相特性を得るためにＭ
ｇ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｍｎ等の合金成分が少量
添加されていても良い。

【００１９】結合相３の体積率は、後述する製造工程に
おける被覆金属量を変えることにより容易に変化でき
る。この結合相３の体積率を変えることによってチップ
ポケットの深さや幅をコントロールすることができる。
また、結合相３の硬さをビッカース硬さで２００ｋｇ／
ｍｍ²以下にするとチップポケットの形成が容易となる
とともに研削抵抗の低減が図れる。

【００２０】上記超砥粒１は、ダイヤモンドやｃＢＮ等
の超硬質粒子である。超砥粒１の形状は、製造上および
使用上の理由から、正多面体が好ましい。しかし、極端
な鱗片状でない限り、不定形の超砥粒を用いても良い。
砥粒１の平均粒径は使用目的によっても異なるが、製造
上の理由から１０〜５００μｍ程度、特に２０〜２００
μｍが好ましい。１０μｍ未満では後述する製造工程に
おいて超砥粒１に被覆層を形成する際に砥粒１が中心核
となりにくく、５００μｍを越えると超砥粒１に被覆が
困難になる。

【００２１】このＡｌ基メタルボンド砥石では、Ａｌま
たはその合金を含む軟質なＡｌ合金よりなる結合相３中
に超砥粒１をほぼ等ピッチ分散させたものであり、超砥
粒１の近傍には硬質なＡｌ基金属間化合物が形成されて
いるため、上記の結合相３の超砥粒１間の中央部から摩
耗が進行し、確実にチップポケットになる。このチップ
ポケットの深さや幅は、結合相３の体積率を変えること
によって容易に変化させることができる。Ａｌ基金属間
化合物層の硬さはビッカース硬さで４００ｋｇ／ｍｍ²
以上であり、その厚さは１〜５０μｍであることが望ま
しい。硬さが４００ｋｇ／ｍｍ²未満では耐摩耗性が充
分でなく、保持力も充分でない。厚さが１μｍ未満では
硬質層としての保持力向上、耐摩耗性向上の機能を充分
発揮できず、５０μｍを超えると金属間化合物層がもろ
くなり保持力が低下するとともに、超砥粒からの熱放散
性が悪くなる。また硬質金属間化合物層２と軟質結合相
３との硬さの差はビッカース硬さで２５０ｋｇ／ｍｍ²
以上あることが望ましく、このような構成のときに砥粒
保持力とチップポケット形成のための摩耗速度のバラン
スがとれ、良好な切れ味と良好な自生発刃性が得られ
る。このため、このＡｌ基メタルボンド砥石では、メタ
ルボンド砥石であるにもかかわらず、レジンボンド砥石
と同様の研削性が得られる。また、Ａｌ基層２は導電性
を有するので、金属等の被削材との接触検出を容易に行
うことができる。さらにＡｌ基層２は軽量かつ放熱性に
優れているため、従来のボンドに比べて重量が軽減され
かつ放熱性が向上する。

【００２２】従ってこのＡｌ基メタルボンド砥石によれ
ば、従来のレジンボンド砥石、ビトリファイド砥石の代
替としてのみならず、新たな機能を付与した砥石を提供
する事が出来る。また、このＡｌ基メタルボンド砥石に
よれば、自生発刃作用（砥粒層が摩耗することによって
この砥粒層の内部に形成されている超砥粒が新たに表面
に現れる作用）および切粉排出性に優れた砥石を容易に
提供する事ができる。

【００２３】以下、図１に示すＡｌ基メタルボンド砥石
の製造方法について説明する。まず、この砥石の製造の
ために用いられる複合超砥粒２０の製造方法について説
明する。

【００２４】この複合超砥粒２０は、図２に示すように
超砥粒１と、この超砥粒１上に設けられた第１次金属被
覆層２１と、この第１次金属被覆層２１上に設けられた
ＡｌまたはＡｌ合金よりなる第２次金属被覆層２２と、
この第２次金属被覆層２２上に設けられた軟質金属層２
３とを具備している。

【００２５】上記第１次金属被覆層２１と第２次金属被
覆層２２とが砥石製造の焼結時に反応して硬質のＡｌ基
金属間化合物２を形成するため、Ａｌ基金属間化合物２
と結合相３の結合性は非常に高く、また、第２次金属被
覆層２２と軟質金属層２３とが、砥石製造の焼結時に反
応して、軟質の結合相３を形成する。更に複合超砥粒２
０間は、焼結時に軟質金属層２３を介して強固に結合さ
れる。第１次金属被覆層２１としては、Ｃｒ，Ｃｕ，Ｍ
ｎ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｚｒより選ばれる
１種または２種以上の金属および合金の１種以上の被覆
が好ましい。第１次金属被覆層２１の被覆厚さとして
は、焼結時に生成するＡｌ基金属間化合物２の厚さ１〜
５０μｍに相当する厚さとして０．５〜３０μｍが好ま
しい。

【００２６】上記第２次金属被覆層２２は、Ａｌ単体の
みならずＡｌ合金でも良く、Ａｌ−Ｓｎ系、Ａｌ−Ｃｕ
系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系等が望ましい。上記のようなＡ
ｌまたはＡｌ合金は耐摩耗性が比較的低いため、砥石に
した場合に後述するように上記Ａｌ基層２がチップポケ
ットとなり、超硬等難削材の研削にも適した砥石特性が
得られる。さらに、上記第１次金属被覆層２１に接する
層に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を
被覆し、さらに外方に向かって、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−
Ｍｎ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｎ系合金を順次被覆し
ても良い。このように第２次金属被覆層２２を多層状に
被覆すると、砥粒保持力が強く、かつ砥粒間ではその中
央ほど摩耗が進むため、被削材の研削に適した砥石表面
構造が得られる。

【００２７】上記軟質金属層２３は、上記ＡｌまたはＡ
ｌ合金よりなる第２次金属被覆層２２の表面に形成する
Ａｌ酸化皮膜を破壊しつつ被覆され、後述する砥石化時
の焼結性を向上させるものである。上記軟質金属層２３
として用いられる金属は、Ｓｎ，Ｐｂ，Ｉｎ，Ａｇ等が
好ましい。この軟質金属層２３の被覆層厚さは、１〜３
０μｍ程度が望ましい。これは、１μｍ未満では、焼結
時に十分な焼結助剤の役目を果たさず、３０μｍを越え
ると、砥石全体の強度が低下するためである。

【００２８】最適は軟質金属層２３の厚さは超砥粒の粒
径，含有率および被削材から要求される研削性能との観
点より一概には特定できないが、焼結後の結合層３中の
軟質金属元素の割合を５〜５０ｗｔ％になるように設定
するのがよい。

【００２９】次に、このような複合砥粒２０を製造する
方法について説明する。まず、図３に示すようにダイヤ
モンドやｃＢＮ等の超砥粒１の表面に、無電解めっき法
を用いて第１次金属被覆層２１である薄い金属めっき層
を形成する。この金属めっき層２１はその上に設けられ
るＡｌまたはＡｌ合金よりなる第２次金属被覆層２２と
反応することにより図１に示す硬質の金属間化合物層２
を形成するとともに第２次金属被覆層２２の形成を容易
にするためのもので、その金属種としては、Ｃｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｏ等およびこれらの合金が挙げられる。また、Ｐ
ＶＤ，ＣＶＤ，電気めっき，無電解めっき等適宜組合せ
ることにより前記金属および合金の他にＣｒ，Ｍｎ，Ｔ
ａ，Ｆｅ，Ｔｉ，Ｚｒが活用できる。

【００３０】金属めっき層２１の厚さは、超砥粒１の平
均粒径にもよるが、０．５〜３０μｍ、特に２〜１０μ
ｍ程度が望ましい。第２次金属被覆層２２の形成の容易
性から第１次金属被覆層２１の厚さを考えると、０．１
μｍ以上の厚さの第１次金属被覆層２１が必要である。
更に第１次金属被覆層２１については最初に無電解Ｎｉ
めっきを施し、次に無電解Ｃｕめっきを施して、２層の
金属被覆とすると、焼結時にＡｌと反応して生成される
金属間化合物が超砥粒に近い内層ほど硬質になるので好
ましい。

【００３１】次に、こうして得られた金属めっき砥粒２
５上に、Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末を摩擦圧接被覆し
た後、さらに軟質金属粉であるＳｎ粉またはＰｂ粉等を
摩擦圧接被覆する。上記Ａｌ粉末またはＡｌ合金粉末
は、平均粒径が０．１μｍ以上のものが望ましい。０．
１μｍ未満であると摩擦圧接作用が充分効率的に作用せ
ず、第２次金属被覆層２２の形成に時間が掛かるととも
に被覆収率が低下する。金属めっき超砥粒２５とＡｌ粉
末またはＡｌ合金粉末との大きさの関係は、金属めっき
超砥粒２５の大きさに対するＡｌ粉末またはＡｌ合金粉
末の大きさを１／１００〜１／２とするのが被覆効率の
点より望ましい。

【００３２】上記の金属めっき砥粒２５上に、Ａｌ粉末
またはＡｌ合金粉末、および軟質金属粉例えばＳｎ粉，
Ｐｂ粉を順次摩擦圧接被覆するには、図４に示すような
装置を用いる。そしてこれらの粉末に加圧転動運動を加
えることにより、第１次金属被覆層である金属めっき層
２１の上に所望の厚さを有するＡｌまたはＡｌ合金より
なる第２次金属被覆層２２および軟質金属層２３を摩擦
圧接法によって形成する。

【００３３】図４に示す加圧転動装置の構成を簡単に説
明すると、図中符号１０は軸線を水平に設置された円筒
状のドラムであり、軸線を中心として回転される。ドラ
ム１０の内部には、軸線に沿って固定シャフト１２が配
置され、このシャフト１２には下向きに加圧アーム１
３、およびその回転方向後方側の斜め下方に延びる掻き
取りアーム１４がそれぞれ固定されている。ドラム１０
内に金属めっき超砥粒２５と金属粉末１７（Ａｌ粉末ま
たはＡｌ合金粉末）を添加した後、蓋（図示せず）で塞
ぐことにより、ドラム１０内はほぼ密閉される。

【００３４】加圧アーム１３の下端には、ドラム１０の
内面と平行な円弧状をなす加圧板１５が固定され、この
加圧板１５とドラム１０内面との間には、一定の間隙が
形成されている。一方、掻き取りアーム１４の下端は刃
先状に形成され、ドラム１０内面に付着した粉体を掻き
落とす構成となっている。

【００３５】摩擦圧接被覆を行うには、まず、金属めっ
き超砥粒２５と金属粉末（Ａｌ粉またはＡｌ合金粉末）
１７とを所定の割合でドラム１０に入れる。図５は、超
砥粒１に金属めっき層２１を形成してなる金属めっき超
砥粒２５と、金属粉末１７の粒子とが混合された状態を
示す拡大図である。

【００３６】上記の混合粉末をドラム１０に入れて蓋を
した後、ドラム１を回転させると、混合粉体が加圧板５
とドラム１０との隙間で加圧され、混合粉体に転動運動
が加わりつつ互いに擦り合わされる。このような粉体同
士の衝突および摩擦によって金属めっき砥粒８と金属粉
末１７との界面に局所的な発熱および衝撃力、延性力が
生じ、金属めっき超砥粒２５の表面に金属粉末１７が団
子状に固着する。さらにこれら団子状粒子の表面に、隣
接する団子状粒子から力が繰り返し加わることにより、
上記固着層が塑性変形を生じて偏平化し、さらに金属め
っき層２１内に練り込まれて互いに結合される。

【００３７】またドラム１０の内面に付着した粉体は掻
き取りアーム１４で粉砕され、未付着の金属粉末１７は
再び加圧アーム１３で金属めっき超砥粒２５の表面上に
団子状に固着される。この作業を一定時間繰り返すこと
により、金属粉末１７は金属めっき超砥粒２５の表面に
順次摩擦圧接被覆されて被覆層が厚くなり、図６に示す
ように最終的にはほぼ全量摩擦圧接被覆されて均一な被
覆厚さを有するＡｌまたはＡｌ合金よりなる第２次金属
被覆層２２となるとともに球形化が進む。

【００３８】次にドラム１０内に軟質金属層２３を構成
する金属粉末（ＳｎまたはＰｂ等）１８を入れ、前記同
様にドラム１０を回転させて、図２に示すように、第２
次金属被覆層２２上に、ＳｎまたはＰｂ等からなる軟質
金属層２３を形成する。

【００３９】上記のような複合超砥粒２０では、超砥粒
１に第１次金属被覆層２１を形成する際に主に無電解め
っき法を使用するものの、その厚さは薄いため短時間で
済むうえ、その上に厚いＡｌまたはＡｌ合金よりなる第
２次金属被覆層２２を摩擦圧接法では、短時間で形成す
ることができる。従って厚い被覆層が必要な場合にも、
全体としての製造時間を短縮することができ、生産性を
高めて量産を可能とし、製造コストの低減が図れる。

【００４０】またこの摩擦圧接法では、無電解めっき法
が適用できない金属種であるＡｌまたはＡｌ合金も金属
めっき超砥粒２５の外周に被覆形成することができ、金
属種の選択の自由度を高めることが可能であるうえ、こ
れらが設けられた複合超砥粒２０はほぼ球形になるため
流動性が良く、砥粒製造時の取扱いが容易になる。軟質
金属層２３の形成には摩擦圧接法の他に電気めっき、無
電解めっき等が適用できる。また軟質金属層２３が複層
構造になっていてもよい。

【００４１】次に、上記複合超砥粒２０を用いた砥石製
造方法について説明する。この方法では複合超砥粒２０
を台金とともに型込めし、圧粉成形および焼結する。す
ると、個々の複合超砥粒２０中の酸化膜が生じにくい軟
質金属層２３が互いに容易に接合し合うとともに各金属
被覆層間の相互拡散が進む。その結果、図７に示すよう
に複合超砥粒２０が相互に強固に結合した結合相が形成
され、複合超砥粒２０間の境界は消失する。同時に、金
属間化合物層２に取囲まれた個々の超砥粒１はこの結合
相中で３次元的にほぼ等間隔に分散され、台金の砥粒層
形成面に砥粒層が形成される。なお、上記圧粉成形およ
び焼結には、ホットプレス法等も含まれる。成形、焼結
の雰囲気は大気中でも可能であるが、不活性あるいは還
元性雰囲気がより好ましい。

【００４２】使用する台金および砥粒層の形状は、従来
実用化されているいかなる形状であっても良い。また、
台金を使用せず、砥石全体が砥粒層のみで構成されてい
る砥石も製造可能である。成形時のプレス条件従来と同
じで良い。加熱条件は第１次金属被覆層２１と第２次金
属被覆層２２とが反応して硬質の金属間化合物が形成さ
れる温度領域が良い。

【００４３】上記のような砥石製造方法によれば、Ａｌ
基でかつ個々の超砥粒１が硬質の金属間化合物層２で支
持された砥粒層を容易に形成することができるので、砥
粒保持力が大きい一方、相対的に軟質なＡｌ合金よりな
る結合相４は容易に摩耗するため、個々の砥粒１の間の
部分に確実にチップポケットが生じる。また本方法では
Ａｌ基への多量添加の難しいＳｕ，Ｐｂ等の潤滑性金属
も容易に多量に添加でき、このため研削抵抗の低減と切
れ味の向上を一層図ることができる。

【００４４】従ってこの砥石製造方法によれば、自生発
刃作用（砥粒層が摩耗することによってこの砥粒層の内
部に形成されている砥粒が新たに表面に現れる作用）お
よび切粉排出性に優れた砥石を容易に提供する事ができ
る。

【００４５】さらにこの複合超砥粒２０を原料として例
えばストレート型研削砥石を作成すると、砥粒が均一に
分散しているため、研削比、仕上げ面粗さ、刃先形状維
持能力等を向上させることができる。

【００４６】またこの砥石では、図７に示すように超砥
粒１同士の間隔が砥粒層の全域に亙ってほぼ等しく、超
砥粒１の分布密度が均一になる。従って超砥粒と結合剤
粉末とを混合する従来の方法に比して、研削面における
超砥粒１の露出密度が均一になるため、研削面の全域に
亙って切れ味が一定になり、良好な被削材面粗さが得ら
れると共に、研削むらや砥石の異常振動が生じにくく、
良好かつ安定した研削機能が得られる。

【００４７】また、超砥粒１は硬質な金属間化合物層２
１によって強固に支持されるとともに超砥粒間の配置ピ
ッチが一定であるので結合相３による超砥粒１の保持力
が均一になるため、超砥粒１の無駄な脱落を防いで等速
的な摩耗となり、砥石寿命の延長が図れる。しかも上記
効果は、超砥粒の集中度を高めた場合に一層顕著にな
る。

【００４８】なお、上述した複合超砥粒２０の製造方法
において、各金属被覆層の形成時に金属粉末に各種フィ
ラーを添加しても良い。その場合には、成形後の砥石に
フィラー種に応じた機能を付与することが可能である。
例えば、第２次金属被覆層２２においてフィラーとして
カーボン粉を金属粉末１７に混合すれば、最終的に得ら
れた砥石を研削に使用した際に、研削面に徐々にカーボ
ン粉が供給されるため、潤滑性や超砥粒の自生発刃作用
を高めることができる。また、第１次金属被覆層２１の
一部または全てにＳｉＣやＡｌ₂Ｏ₃等の硬質粒子を添加
しておけば、個々の砥粒１の周囲に形成される金属間化
合物層２中にフィラーを均一に配置することができるか
ら、成形後の砥石にそれに基づく機能を効果的に付与す
ることが可能である。

【００４９】また、第２次金属被覆層２２は、上記だけ
でなく、Ａｌ層と添加元素被覆層との多層構造、Ａ
ｌ合金層同士による多層構造、Ａｌ合金粉の単層被覆
膜、〜の組み合わせによる複合化、等に変化さ
せることにより砥石化時点での特性コントロールを容易
に行うことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のＡｌ基メタ
ルボンド砥石では、Ａｌ合金よりなる結合相中に超砥粒
をほぼ等ピッチで分散させてなる砥粒層において、前記
超砥粒の近傍に前記結合相より硬質のＡｌ基金属間化合
物層を形成したものであるため、メタルボンド砥石であ
るにもかかわらず、レジンボンド砥石と同様の研削性が
得られ、セラミックス、水晶、サーメット等の難削材の
研削においても良好な加工効率が得られる。また、砥粒
層は導電性を有するので、レジンボンド砥石とは異な
り、金属等の被削材との接触検出を容易に行うことがで
き、研削盤の制御が容易である。さらにＡｌまたはＡｌ
合金は軽量かつ放熱性に優れているため、これを結合相
に用いると、従来に比べて重量が軽減されかつ放熱性が
向上する。

【００５１】従って本発明のＡｌ基メタルボンド砥石に
よれば、従来のレジンボンド砥石、ビトリファイド砥石
の代替としてのみならず、新たな機能を付与した砥石を
提供する事が出来る。

【００５２】また、個々の超砥粒の表層部に、前記結合
相よりも硬質の金属間化合物層が形成されているため、
超砥粒と超砥粒の間が軟質で、砥粒の外周が硬質である
ため、前記砥粒と砥粒の間から摩耗が進行し、確実にチ
ップポケットになる。このチップポケットの深さや幅
は、結合相の体積率を変えることによって容易に変化さ
せることができる。更に結合相にはＳｎ，Ｐｂ等の潤滑
性金属が含有されている場合は一層の研削抵抗の低減が
図れる。

【００５３】従って本発明のＡｌ基メタルボンド砥石に
よれば、自生発刃作用（砥粒層が摩耗することによって
この砥粒層の内部に形成されている超砥粒が新たに表面
に現れる作用）および切粉排出性に優れた砥石を容易に
提供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＡｌ基メタルボンド砥石の第１実施例
を示す平面図である。

【図２】本発明のＡｌ基メタルボンド砥石を製造するた
めに用いられる複合超砥粒を示す断面図である。

【図３】金属めっき砥粒を示す断面図である。

【図４】本発明の砥石の製造方法に使用される装置の説
明図である。

【図５】回転転動前運動前の金属めっき砥粒と金属粉末
の混合状態を示す拡大図である。

【図６】本発明の砥石の製造方法を説明するための工程
図である。

【図７】複合砥粒を使用した砥粒層を示す組織図であ
る。

【符号の説明】

１超砥粒２金属間化合物層３結合相（Ａｌ基）４砥粒層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｌ合金よりなる結合相中に超砥粒をほ
ぼ等ピッチで分散させてなる砥粒層において、前記超砥
粒の近傍に前記結合相より硬質のＡｌ基金属間化合物層
が形成されていることを特徴とするＡｌ基メタルボンド
砥石。
【請求項２】硬質のＡｌ基金属間化合物層の厚さが１
〜５０μｍであることを特徴とする請求項１記載のＡｌ
基メタルボンド砥石。
【請求項３】硬質のＡｌ基金属間化合物層の硬さがビ
ッカース硬さで４００ｋｇ／ｍｍ²以上であることを特
徴とする請求項１または２記載のＡｌ基メタルボンド砥
石。
【請求項４】Ａｌ合金よりなる結合相において、Ｓ
ｎ，Ｐｂ，Ｉｎ，およびＡｇより選ばれる１種または２
種以上の金属が合計で５〜５０ｗｔ％含有することを特
徴とする請求項１，２または３記載のＡｌ基メタルボン
ド砥石。
【請求項５】結合相の硬さがビッカース硬さで２００
ｋｇ／ｍｍ²以下であることを特徴とする請求項１，
２，３または４記載のＡｌ基メタルボンド砥石。