JPH06226634A - Water jet machining method - Google Patents

Water jet machining method

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Publication number
JPH06226634A
JPH06226634A JP2000193A JP2000193A JPH06226634A JP H06226634 A JPH06226634 A JP H06226634A JP 2000193 A JP2000193 A JP 2000193A JP 2000193 A JP2000193 A JP 2000193A JP H06226634 A JPH06226634 A JP H06226634A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
silicon carbide
article
water jet
water
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Hanzawa
茂 半澤
Naotaka Kato
尚孝 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06226634A publication Critical patent/JPH06226634A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable the machining of a silicon carbide sintered body or the like to be conducted with high hardness by using silicon carbide grain as abrasive grain at the time of machining an article by a water jet machining method using liquid intermixed with abrasive grain. CONSTITUTION:In a water jet machining method, the jet-stop of liquid such as water jetted from a jet water nozzle 1 is controlled by a valve 2 disposed upstream of the nozzle 1. Abrasive grain is supplied to a mixing area 4 through an opening part 3. After being mixed with the liquid jetted from the nozzle 1 in this mixing area 4, the mixed abrasive grain is jetted toward an article from the discharge opening 6 of a mixing nozzle 5 to cut the article for machining. In the case of using a silicon carbide sintered body as the machined article, silicon carbide grain (SiO) is used as the abrasive grain, and this SiO grain can be obtained by grinding and grading an ingot obtained by reacting quartzite and coke in an electric resistance furnace.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、研摩性粒子を混入した
水を使用し、ウォータージェット法によって物品を加工
するに際して、研摩性粒子にシリコンカーバイド(Si
C)粒子を使用するウォータージェット加工方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses water mixed with abrasive particles, and when the article is processed by the water jet method, the abrasive particles are coated with silicon carbide (Si).
C) Water jet processing method using particles.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、高圧水をノズルから噴射して
物品を加工するウォータージェット加工法は知られてい
る。このウォータージェット加工法は、材質的には比較
的柔軟な、例えば紙、布、ゴム、皮革、木質材、合成樹
脂などを主な対象物として産業的に利用されている。一
方、前記ウォータージェット加工法では加工が難しい材
料、例えばコンクリート、セラミック、石材、金属材
料、ガラス、硬質合成樹脂などの比較的硬質な材料を加
工するに当たっては、前記したウォータージェットの加
工特性を生かした方法で加工するために、ウォータージ
ェットに研摩性粒子を混入してノズルから噴射して加工
する方法が行われており(例えば、特開昭63−120
098号参照)、これに使用される研摩性粒子として
は、従来、主にガーネットが使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a water jet processing method has been known in which high pressure water is jetted from a nozzle to process an article. This water jet processing method is industrially used as a main object, which is relatively flexible in terms of material, such as paper, cloth, rubber, leather, wood, and synthetic resin. On the other hand, when processing a material that is difficult to process by the water jet processing method, for example, a relatively hard material such as concrete, ceramic, stone, metal material, glass, or hard synthetic resin, the processing characteristics of the water jet described above are used. In order to process by the above method, a method in which abrasive particles are mixed in a water jet and jetted from a nozzle is used (for example, JP-A-63-120).
No. 098), and as the abrasive particles used for this purpose, garnet has been mainly used conventionally.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガーネ
ットを混入したウォータージェットによっては、硬質の
物品、例えば、シリコンカーバイド(SiC)と珪素
(Si)を含有するシリコンカーバイド焼結体のような
硬質の物品を加工する場合、切断できないか、あるいは
切断できても切断速度が極めて遅いという問題があっ
た。特に、板材の場合、厚さが5mm以上になると切断
能力が極端に低下するという問題があった。そこで本発
明者は、上記した従来の問題点について種々検討した結
果、SiC粒子を使用することにより上記した問題を解
決できることを見出し本発明に至った。
However, depending on the water jet mixed with garnet, a hard article, for example, a hard article such as a silicon carbide sintered body containing silicon carbide (SiC) and silicon (Si). When processing, there was a problem that it could not be cut, or even if it could be cut, the cutting speed was extremely slow. Particularly, in the case of a plate material, there is a problem that the cutting ability is extremely reduced when the thickness is 5 mm or more. Therefore, as a result of various studies on the above-mentioned conventional problems, the present inventor has found that the problems described above can be solved by using SiC particles, and has reached the present invention.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明によれ
ば、研摩性粒子を混入した液体を使用し、ウォータージ
ェット法によって物品を加工する方法において、研摩性
粒子としてSiC粒子を使用するウォータージェット加
工方法が提供される。本発明においては、シリコンカー
バイドを60重量%以上含有する焼結体のごとき硬質の
物品を加工することに適用することが望ましい。
That is, according to the present invention, in a method for processing an article by a water jet method using a liquid containing abrasive particles, water jet processing using SiC particles as the abrasive particles. A method is provided. In the present invention, it is desirable to apply it to processing a hard article such as a sintered body containing 60% by weight or more of silicon carbide.

【0005】[0005]

【作用】本発明では、研摩性粒子としてSiC粒子を液
体(主に、水)に混入したウォータージェットを用い
る。SiC粒子を混入することにより、ガーネットを混
入した場合と異なり、硬質の物品に対しても切断を迅速
・容易に行うことができる。又、被加工物品として、シ
リコンカーバイドと珪素を含有するシリコンカーバイド
焼結体を用いた場合には、加工の際に得られる研摩微粉
を回収して研摩性粒子として再使用できる。次に、Si
C粒子を用いたウォータージェット加工法の概要を述べ
る。
In the present invention, a water jet in which SiC particles are mixed with a liquid (mainly water) as abrasive particles is used. By mixing the SiC particles, unlike the case of mixing the garnet, it is possible to quickly and easily cut a hard article. Further, when a silicon carbide and a silicon carbide sintered body containing silicon are used as the article to be processed, the fine abrasive powder obtained during the processing can be recovered and reused as the abrasive particles. Next, Si
The outline of the water jet processing method using C particles will be described.

【0006】図1はウォータージェット加工法に使用す
る公知のノズル装置の一例であり、ジェット水用ノズル
1から噴射される水等の液体は、ジェット水用ノズル1
の上流側に配設された弁2によって噴射及び停止が制御
される。SiC粒子はSiC粒子用ノズルの開口部3を
介して混合領域4に供給され、この混合領域4におい
て、ジェット水用ノズル1から噴射された液体と混合さ
れて、混合ノズル5の吐出口6から物品(図示せず)に
向かって噴射され、物品を切断・加工する。
FIG. 1 shows an example of a known nozzle device used in the water jet processing method. A liquid such as water jetted from the jet water nozzle 1 is a jet water nozzle 1.
Injection and stop are controlled by a valve 2 arranged on the upstream side of. The SiC particles are supplied to the mixing region 4 through the opening 3 of the nozzle for SiC particles, and in this mixing region 4, the SiC particles are mixed with the liquid ejected from the nozzle 1 for jet water, and the discharge port 6 of the mixing nozzle 5 is used. It is jetted toward an article (not shown) to cut and process the article.

【0007】SiC粒子は、通常、酸化珪素質原料(珪
石)と炭素材(コークス)とを電気抵抗炉で反応させて
得られたインゴットを粉砕・整粒して得られる。使用す
るSiC粒子の粒度は特に制限されないが、20メッシ
ュ(1000μm)〜400メッシュ(30μm)の範
囲が好ましい。400メッシュ未満では研摩性が低下す
るほか原料コストが上昇し、20メッシュを超えるとノ
ズルの詰まりを生じ易いため好ましくない。SiC粒子
は硬度が大きく、シリコンカーバイド焼結体のような硬
質材の加工も容易に行うことができる。
The SiC particles are usually obtained by crushing and sizing an ingot obtained by reacting a silicon oxide raw material (silica stone) and a carbon material (coke) in an electric resistance furnace. The particle size of the SiC particles used is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 mesh (1000 μm) to 400 mesh (30 μm). If it is less than 400 mesh, the polishing property is lowered and the raw material cost is increased, and if it exceeds 20 mesh, the nozzle is easily clogged, which is not preferable. The SiC particles have a large hardness, and a hard material such as a silicon carbide sintered body can be easily processed.

【0008】研摩性粒子として使用するSiC粒子の量
は、原料コストがかかることから毎分50〜200g/
分の範囲であることが好ましい。SiC粒子の量がこれ
より少ないと、研摩性が低下するため好ましくない。こ
のような加工ができる理由としては、被加工体の硬度と
同等以上の硬度を有する研摩性粒子を用いることによる
と考えられる。従って、この硬度差が大きい程加工の効
率が高い。一般に市販されている低価格な高硬度材料は
SiCであり、これを活用することが極めて便利であ
る。
The amount of SiC particles used as abrasive particles is 50 to 200 g / min / min because of the high raw material cost.
It is preferably in the range of minutes. If the amount of SiC particles is less than this, the polishing property is deteriorated, which is not preferable. It is considered that the reason why such processing is possible is to use abrasive particles having a hardness equal to or higher than the hardness of the object to be processed. Therefore, the greater the hardness difference, the higher the processing efficiency. A low-priced high hardness material that is generally commercially available is SiC, and it is extremely convenient to use this.

【0009】またシリコンカーバイド焼結体等から成る
耐熱性棚板には、一般に耐スポーリング性を向上させる
ために、例えば、図2に示すように、棚板11にスリッ
ト(溝)12を設けるが、このスリット12の切削加工
に、SiC粒子を混入したウォータージェット加工法を
適用すると、スリット先端部13の形状が、混合ノズル
5(図1)の形状に従って半円形状を形成する。スリッ
ト先端部13が角状の場合には、この先端部13から応
力割れを起こすことが多いが、上記のように半円形を形
成することにより応力割れの発生を防ぎ、棚板の寿命を
延ばすことができる。
In order to improve the spalling resistance, a heat-resistant shelf board made of a silicon carbide sintered body or the like is generally provided with a slit (groove) 12 in the shelf board 11, for example, as shown in FIG. However, when a water jet processing method in which SiC particles are mixed is applied to the cutting processing of the slit 12, the shape of the slit tip portion 13 forms a semicircular shape according to the shape of the mixing nozzle 5 (FIG. 1). When the slit tip portion 13 is angular, stress cracks often occur from the tip portion 13, but by forming the semicircle as described above, the occurrence of stress cracks is prevented and the shelf life is extended. be able to.

【0010】更に、SiC粒子を使用してスリットを加
工した場合には、図3の棚板のスリット部の横断面概要
図に示すように、スリット12の上面部14が広く、下
面部15が狭い形状に形成されるので、棚板の表面に施
した耐火性コーティング材や目砂、熱処理中に発生した
ダストなどがスリット12から落下することを防ぎ、ス
リット12に充填材を充填する必要がなく、また充填材
自体の劣化による落下を防止することができる。
Further, when the slit is processed using SiC particles, the upper surface portion 14 of the slit 12 is wide and the lower surface portion 15 is wide as shown in the schematic cross-sectional view of the slit portion of the shelf plate of FIG. Since it is formed in a narrow shape, it is necessary to prevent the refractory coating material, grain sand, dust generated during heat treatment, etc. applied to the surface of the shelf from dropping from the slit 12 and filling the slit 12 with a filler. Moreover, it is possible to prevent the filler from dropping due to deterioration of the filler itself.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。 (実施例1〜8、比較例1〜9)図1に示すジェットノ
ズル装置を用いたウォータージェット加工方法により、
ジェット水用ノズル1の出口圧力を3000Kgf/c
2 とし、研摩性粒子として、SiC粒子とガーネット
粒子を使用し、それぞれの粒子の粒径、混入量、研摩性
粒子用ノズル開口部3の直径及びジェット水用ノズル1
の直径を、それぞれ表1のように変化させて、シリコン
カーバイド80重量%と珪素20重量%を含有するシリ
コンカーバイド焼結体(Si−SiC)からなる板材の
切断を行ない、その切断性能(切断速度)をテストし
た。その結果を表1に示す。
The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the invention is not intended to be limited to these examples. (Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 9) By the water jet processing method using the jet nozzle device shown in FIG.
The outlet pressure of the jet water nozzle 1 is 3000 Kgf / c
m 2 and SiC particles and garnet particles are used as the abrasive particles. The particle diameter of each particle, the mixing amount, the diameter of the abrasive particle nozzle opening 3 and the jet water nozzle 1
The diameter of each is changed as shown in Table 1, and a plate material made of a silicon carbide sintered body (Si-SiC) containing 80% by weight of silicon carbide and 20% by weight of silicon is cut, and its cutting performance (cutting Speed) tested. The results are shown in Table 1.

【0012】実施例1〜7で用いたSiC粒子は昭和電
工製であり、実施例8で用いたSiC粒子はESK製
で、他のSiCとは原料が丸みを帯びている点で相違す
る。表1の結果より明らかな通り、研摩性粒子としてS
iC粒子を使用した場合には、ガーネットを使用した場
合に比べてはるかに切断性能に優れていることが分か
る。
The SiC particles used in Examples 1 to 7 are manufactured by Showa Denko, the SiC particles used in Example 8 are manufactured by ESK, and differ from other SiC in that the raw material is rounded. As is clear from the results shown in Table 1, S was used as the abrasive particles.
It can be seen that the cutting performance is far better when iC particles are used than when garnet is used.

【0013】[0013]

【表1】 [Table 1]

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウォータージェット加工法に使用する研摩性粒子として
SiC粒子を使用することによって、硬度の高いシリコ
ンカーバイド焼結体等の加工も容易に行なうことができ
る。また、棚板についてスリット加工を行った際には、
スリットの先端部形状を半円形状に加工できるので、ス
リットの先端部からクラックの発生することを防ぎ、棚
板の寿命を延ばすことができる。さらにスリットは断面
における上面部が広く、下面部が狭い形状に形成できる
ので、耐火性コーティング材や目砂、ダストなどがスリ
ットから落下することがなく、スリットに充填材を充填
する必要がない等の優れた効果を有する。
As described above, according to the present invention,
By using SiC particles as the abrasive particles used in the water jet processing method, it is possible to easily process a silicon carbide sintered body having a high hardness. Also, when slitting is performed on the shelf board,
Since the shape of the tip of the slit can be processed into a semicircular shape, it is possible to prevent the occurrence of cracks from the tip of the slit and extend the life of the shelf board. Further, since the slit can be formed in such a shape that the upper surface portion in the cross section is wide and the lower surface portion is narrow, the refractory coating material, grain sand, dust, etc. do not fall from the slit, and it is not necessary to fill the slit with a filler material. Has the excellent effect of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のウォータージェット加工方法に使用す
るジェットノズル装置の一例を示す断面概要図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a jet nozzle device used in a water jet processing method of the present invention.

【図2】棚板の一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a shelf board.

【図3】棚板のスリット部を示す横断面概要図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a slit portion of a shelf board.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ジェット水用ノズル 2 弁 3 研摩性粒子用ノズルの開口部 4 混合領域 5 混合ノズル 6 吐出口 11 棚板 12 スリット 13 スリット先端部 14 スリット上面部 15 スリット下面部 1 Jet Water Nozzle 2 Valve 3 Abrasive Particle Nozzle Opening 4 Mixing Region 5 Mixing Nozzle 6 Discharge Port 11 Shelf Board 12 Slit 13 Slit Tip 14 Slit Top 15 Slit Bottom

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 研摩性粒子を混入した液体を使用し、ウ
ォータージェット法によって物品を加工する方法におい
て、研摩性粒子としてシリコンカーバイド(SiC)粒
子を使用することを特徴とするウォータージェット加工
方法。
1. A method for processing an article by a water jet method using a liquid in which abrasive particles are mixed, characterized in that silicon carbide (SiC) particles are used as the abrasive particles.
【請求項2】 物品が、シリコンカーバイドを60重量
%以上含有する焼結体である請求項1記載のウォーター
ジェット加工方法。
2. The water jet processing method according to claim 1, wherein the article is a sintered body containing 60% by weight or more of silicon carbide.
JP2000193A 1993-02-08 1993-02-08 Water jet machining method Withdrawn JPH06226634A (en)

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Cited By (3)

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