JPH06344264A

JPH06344264A - 導電性砥石

Info

Publication number: JPH06344264A
Application number: JP16629693A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Koseki; 宣裕小関; Koji Sato; 康治佐藤
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1994-12-20
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: JP3321250B2

Abstract

(57)【要約】【目的】充分な導電性と強度を備えた導電性砥石を提
供する。【構成】セグメント砥石１６の組織は、ＣＢＮ砥粒１
８が結合剤２０で結合された状態になっている。この結
合剤２０中には、酸化ルテニウムが略均一に分散してお
り、酸化ルテニウムの導電性により結合剤２０に導電性
が与えられている。そのためセグメント砥石１６にはス
チール等から成るコアに固着された状態において、コア
とセグメント砥石１６の外周面間の抵抗値が、例えば１
ｋΩ以下となるように導電性が付与されている。また、
酸化ルテニウムは結合剤２０中で分散し易く、結合剤２
０の結合力を損なわないため、セグメント砥石１６の強
度が充分に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電研削或いは電解放
電複合研削等に用いられる導電性砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＵＳ鋼や窒化ケイ素セラミックス等の
難削材は、通常の研削加工では良好な研削面が得られ
ず、また、加工能率も高くない。そこで、このような難
削材を研削加工するには放電研削或いは電解放電複合研
削等が行われる。これらの研削加工は、一般に砥石と工
作物との間に電圧をかけることにより放電或いは電解作
用を発生させながら行われ、被削材の表面層が変化して
研削が容易になると同時に、放電作用で砥石が常時ドレ
ッシングされるため、高能率且つ高品質の研削加工が可
能となる。したがって、この加工に用いられる砥石には
導電性が要求され、従来は結合剤自体に導電性を有する
メタルボンド砥石が主に用いられていた。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】ところが、研削加工において
は、ツルーイングおよびドレッシングの容易性や被削材
が限定されないという利点から、ビトリファイド砥石が
必要とされることも多い。このビトリファイド砥石に導
電性をもたせるには、例えばこの砥石の多孔質性を利用
して、砥粒の結合後に内部の気孔表面にニッケル等の無
電解メッキを施すという方法があるが、この砥石は、研
削加工中の切り屑による表層のメッキの剥がれ等によ
り、研削点での導電性がなくなって比較的短時間で放電
或いは電解作用がなくなる。特にＣＢＮ砥粒を用いた砥
石においては、メッキ強度が得られ難いので上記の不都
合が顕著である。そこで、砥粒とビトリファイド結合剤
を混合する際にＩｒＯ₂，ＳｎＯ₂，Ａｇ₂Ｏ等の還元
し易い金属酸化物を添加して焼成後にこれを還元したも
の（例えば特公昭５３−４１８３３号公報）や、上記金
属酸化物に替えて有機化合物を添加して焼成時にこれを
炭化したもの（例えば特公昭５３−３６６３８号公報）
や、或いは砥粒の一部をＴｉＣ等の導電性のあるもので
構成したもの（例えば、特開昭６２−２６４８５５号公
報）等が提案された。しかしながら、これらの技術で
は、導電性が不充分であったり、結合剤の結合力が添加
された金属等によって損なわれるため、砥石の強度が不
充分になるという問題があった。

【０００４】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は充分な導電性と強度を備え
た導電性砥石を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の要旨とするところは、砥粒と、その砥粒を
結合しているビトリファイド結合剤とを含む導電性砥石
であって、前記ビトリファイド結合剤中に酸化ルテニウ
ムが含まれていることにある。

【０００６】

【作用および発明の効果】このようにすれば、結合剤中
に含まれている酸化ルテニウムが導電性を有すると共に
ビトリファイド結合剤中で分散し易いため、砥石の強度
を損なうことなく砥粒の結合剤全体すなわち砥石全体に
良好な導電性が得られる。

【０００７】好適には、前記導電性砥石は開放性気孔を
備え、その開放性気孔の内表面に、ニッケルメッキ層が
形成されている。このような導電性砥石は、その内部が
気孔表面のニッケルメッキ層によって高い導電性を有す
るため、砥石全体として一層高い導電性が得られる。

【０００８】好適には、前記砥粒は、ダイヤモンド砥粒
またはＣＢＮ砥粒である。このような導電性砥石は、砥
粒自体が高い研削性能を有するため、放電或いは電解作
用と併せて一層高い加工能力が得られる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００１０】図１は、本発明の一実施例の導電性砥石１
０を示す斜視図である。この導電性砥石１０は、円筒研
削、平面研削やロール研削等において放電研削或いは電
解放電複合研削等に用いられるものであって、中央部に
取付穴１２を有する例えばスチール製の円板状のコア１
４と、そのコア１４の外周面に例えば銀ペースト等の導
電性を有する接着剤で固着された、略矩形状の複数のセ
グメント砥石１６とから構成されている。なお、複数の
セグメント砥石１６間も相互に同じ接着剤で接合され
て、導電性砥石１０の強度が高められている。このセグ
メント砥石１６は例えば砥粒率４５ｖｏｌ％程度、気孔
率３３ｖｏｌ％程度に構成されており、以下のようにし
て製造される。

【００１１】例えば表１に示す組成のガラスフリット
（すなわちビトリファイド結合剤）を、ポットミルにて
粉砕・混合し、平均粒径３〜１０μｍの粉末を得る。例
えばこの粉末８０ｖｏｌ％に酸化ルテニウム（Ｒｕ
Ｏ₂）粉（平均粒径０．９６μｍ）を２０ｖｏｌ％添加
し、混合して結合剤を得る。次に、例えばＣＢＮ砥粒
（ＧＥ社製、ＴＹＰＥ−Ｉ、＃８０）４５ｖｏｌ％と、
上記結合剤２２ｖｏｌ％と、デキストリン等の有機接着
剤である一次粘結剤１０ｖｏｌ％とを混合し、例えば油
圧プレス装置を用いて約４０×１７×４ｍｍの大きさの
略矩形状の成形体を得る。この成形体を窒素雰囲気下９
００℃で焼成すると、図１に示したセグメント砥石１６
が得られる。

【００１２】

【表１】

【００１３】このセグメント砥石１６の組織は、図２に
模式的に示すように、ＣＢＮ砥粒１８が結合剤２０で結
合された状態になっており、砥粒１８間には多数の開放
性気孔２２が形成されている。この結合剤２０中には、
前記の酸化ルテニウムが略均一に分散しており、酸化ル
テニウムの導電性により結合剤２０に導電性が与えられ
ており、そのためセグメント砥石１６にはその固着状態
において、前記コア１４とセグメント砥石１６の外周面
２４間の抵抗値が、例えば１ｋΩ以下となるように導電
性が付与されている。また、酸化ルテニウムは結合剤２
０中で分散し易く、結合剤２０の結合力を損なわないた
め、セグメント砥石１６の強度が充分に得られる。した
がって、導電性砥石１０は、放電研削或いは電解放電複
合研削等に用いる導電性砥石として好適であり、ＳＵＳ
鋼、窒化ケイ素セラミックス等の難削材の研削に用いら
れた場合には、高品質の加工を高能率で行い得る。

【００１４】また、本実施例においては、セグメント砥
石１６に用いられる砥粒がＣＢＮ砥粒であって砥粒自体
が高い研削能力を有するため、放電或いは電解作用と併
せて一層高い加工能力が得られる。

【００１５】なお、前記の酸化ルテニウム粉末の混合比
率は以下の実験で定めたものである。例えば、前記のガ
ラスフリット粉末に、前記の酸化ルテニウム粉末を表２
に示す比率で混合後、φ１０×１０ｍｍの円柱形状にプ
レス成形して試験片を作製する。この試験片の一方の端
面を上側に位置させて９００℃で加熱、冷却後、前記端
面の円周上の径方向に対向する任意の二点間の抵抗値を
測定した。なお、加熱時に溶融して変形しているものは
上記の二点に相当する二点間の抵抗値を測定した。結果
を表２の右列に示す。

【００１６】

【表２】

【００１７】導電性砥石１０のセグメント砥石１６は、
前述のように固着状態において抵抗値が約１ｋΩ以下で
あることが必要であり、そのため、砥粒１８が含有され
ていない上記の試験片においては、抵抗値が数百Ω以下
であることが必要である。すなわち、添加量は約２０ｖ
ｏｌ％以上必要となる。また、一方、酸化ルテニウムは
結合剤２０中で分散し易く、結合剤２０の結合力を損な
い難いものではあるが、過度に添加されると結合剤２０
の量が不充分となって、セグメント砥石１６の結合強度
が充分に維持できなくなる。上記実験においては添加量
２０ｖｏｌ％でもやや結合強度の低下が見られた。した
がって、酸化ルテニウムの添加量は本実施例のセグメン
ト砥石１６においては約２０ｖｏｌ％程度が適切とな
る。

【００１８】一方、上記の酸化ルテニウムの添加量にお
いて、セグメント砥石としての強度を充分に維持できる
ガラスフリットの組成を決定するため、数種の組成のガ
ラスフリット粉末を用意し、上記セグメント砥石１６と
同様な方法で同砥粒率、同気孔率の４０×４×６ｍｍの
曲げ試験片を作製して、その特性を比較した。その結
果、長手方向の両端面間の抵抗値は何れも約０．７ｋΩ
で大差なく、３点曲げ強度は表１の組成のガラスフリッ
トが約４００ｋｇ／ｃｍ²と最も高強度であり、従来の
ニッケルメッキにより導電性を与えていた砥石と同等の
強度が得られた。なお、３点曲げ強度はＪＩＳＲ１６
０１に準じて測定した。

【００１９】図３は、セグメント砥石１６の焼結後に、
その内部に形成されている気孔２２の内表面に例えばニ
ッケルメッキ層２６が形成された、メッキ付きセグメン
ト砥石２８の組織を模式的に示した図である。この気孔
２２は殆どが開放性気孔として形成されているため、セ
グメント砥石２８の内部にまでニッケルメッキ層２６が
形成されている。このニッケルメッキ層２６は、例え
ば、脱脂を含む前処理が施されたセグメント砥石１６内
をニッケルメッキ液が貫流させられることにより、無電
解メッキによって気孔２２内表面に形成される。このメ
ッキ付きセグメント砥石２８を用いた導電性砥石１０
は、放電研削或いは電解放電複合研削等に用いられる際
に、例え表層のニッケルメッキ層２６が切り屑によって
剥離したとしても、表層では結合剤２０により導電性を
有し、内部ではニッケルメッキ層２６によって一層高い
導電性を有する。したがって、単にビトリファイド結合
剤で砥粒を結合した後にメッキが施された導電性砥石に
比較して、放電研削或いは電解放電複合研削について高
い耐久性を有すると共に、前記のセグメント砥石１６を
用いたものよりも一層高い導電性を有する。

【００２０】図４は、ＣＢＮ砥粒１８に酸化ルテニウム
或いは前記の酸化ルテニウムを含む結合剤を例えば２〜
３ｖｏｌ％添加・混合して、例えば９００℃で焼成した
後に解砕して被覆砥粒を作製し、例えば、この被覆砥粒
４５ｖｏｌ％と、前記ガラスフリット粉末２０〜１９ｖ
ｏｌ％と、一次粘結剤１０ｖｏｌ％とを混合して、前記
セグメント砥石１６と同様に成形・焼成した後、更にメ
ッキ付きセグメント砥石２８と同様にしてニッケルメッ
キを施した砥粒被覆セグメント砥石３０の組織を模式的
に示す図である。このセグメント砥石３０の砥粒１８の
周囲には酸化ルテニウムを含む皮膜３２が形成されてお
り、砥粒１８を結合している結合剤３４は、ビトリファ
イド結合剤中に砥粒１８の被覆３２から拡散した酸化ル
テニウムが含まれて構成されている。

【００２１】上記砥粒被覆セグメント砥石３０は、砥粒
１８を被覆している皮膜３２により気孔２４内表面のニ
ッケルメッキ層２６相互の導電性が高められていると共
に、結合剤３４内部にも酸化ルテニウムが拡散すること
によって充分な導電性が与えられている。したがって、
前述の実施例と同様に充分な導電性を有すると共に、従
来の、単にビトリファイド結合剤で結合した後にニッケ
ルメッキを施した砥石に比較して、表層のニッケルメッ
キが剥離した際の導電性の維持に優れている。また、結
合剤３４は、その大部分がビトリファイド結合剤から構
成されているため、前記の第一、第二実施例と比較して
一層高強度のセグメント砥石３０が得られる。

【００２２】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。

【００２３】前述の実施例においては、砥粒としてＣＢ
Ｎ砥粒１８を用いたが、ダイヤモンド砥粒を用いても同
様な効果が得られ、また、砥石寿命の点では少々難があ
るが必要に応じて一般砥粒にも適用される。なお、砥粒
の粒度は用途に応じて適宜定められるものである。

【００２４】また、結合剤としてのガラスフリットの組
成は、必ずしも実施例で述べたものに限られず、砥石に
要求される強度に応じて適宜定められるものである。し
たがって、第一実施例においては表１の組成を採用した
が、表１の組成の一部が変更されたものでも用いられ得
る。

【００２５】また、酸化ルテニウムの添加量は、第二実
施例で示したようなニッケルメッキ２６が併用される場
合には、２０ｖｏｌ％よりも少量に、すなわち結合剤２
０がやや高抵抗とされても良い。このような場合には、
コア１４からセグメント砥石２８表層近傍までの導電性
はニッケルメッキ２６によって確保されるため、結合剤
２０の導電性が問題となるのは表層近傍の短い距離とさ
れるからである。

【００２６】また、第三実施例において、皮膜３２に用
いられる結合剤の酸化ルテニウムの含有量は、２０ｖｏ
ｌ％よりも多くされても良い。このようにすれば、皮膜
３２内から結合剤３４中に拡散する酸化ルテニウムの量
が多くされて、一層導電性が向上させられると共に、結
合剤３４はその大部分がビトリファイド結合剤から構成
されていることに変わりはないためセグメント砥石３０
の強度は維持される。

【００２７】また、コア１４はスチールの他に、炭素繊
維強化樹脂や表面にメッキが施された繊維強化樹脂等で
構成されていても良い。このコア１４は、研削砥石とし
て通常要求される強度等の特性の他に、導電性を有する
ものであれば良い。

【００２８】また、導電性砥石１０は、前記実施例では
金属製のコア１４の外周面にセグメント砥石１６が接着
されることにより円筒研削等に用いられる円板状に構成
されたが、カップ状砥石や切断砥石等でも良く、単独の
セグメント砥石が所定の導電性を有するホルダに取り付
けられて用いられるものでも良い。なお、ホルダを用い
る場合にはコア１４は不要である。

【００２９】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の導電性砥石を示す斜視図で
ある。

【図２】図１におけるセグメント砥石の組織を模式的に
示す図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す図であって図２に対
応する図である。

【図４】本発明の更に他の実施例を示す図であって図２
に対応する図である。

【符号の説明】

１６：セグメント砥石１８：砥粒２０：結合剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥粒と、該砥粒を結合しているビトリフ
ァイド結合剤とを含む導電性砥石であって、前記ビトリファイド結合剤中に酸化ルテニウムが含まれ
ていることを特徴とする導電性砥石。
【請求項２】前記導電性砥石は開放性気孔を備え、該
開放性気孔の内表面に、ニッケルメッキ層が形成されて
いることを特徴とする請求項１の導電性砥石。
【請求項３】前記砥粒は、ダイヤモンド砥粒またはＣ
ＢＮ砥粒である請求項１の導電性砥石。