JPH07116962A - 研削砥石 - Google Patents
研削砥石Info
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- JPH07116962A JPH07116962A JP26900693A JP26900693A JPH07116962A JP H07116962 A JPH07116962 A JP H07116962A JP 26900693 A JP26900693 A JP 26900693A JP 26900693 A JP26900693 A JP 26900693A JP H07116962 A JPH07116962 A JP H07116962A
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- JP
- Japan
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- grinding wheel
- inorganic particles
- knoop hardness
- grinding
- sheet
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩耗量が少なく、機械的特性、耐熱性等に優
れた研削砥石を提供する。 【構成】 ヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以上の無機粒
子を含有する炭素繊維強化炭素複合材からなることを特
徴とする研削砥石。
れた研削砥石を提供する。 【構成】 ヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以上の無機粒
子を含有する炭素繊維強化炭素複合材からなることを特
徴とする研削砥石。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、研削特性、機械特性、
耐熱性及び熱特性に優れたヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ
2 以上の無機粒子を含有する炭素繊維強化炭素複合材
（以下、Ｃ／Ｃ複合材という）からなる研削砥石に関す
るものである。
耐熱性及び熱特性に優れたヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ
2 以上の無機粒子を含有する炭素繊維強化炭素複合材
（以下、Ｃ／Ｃ複合材という）からなる研削砥石に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、研削砥石はダイアモンド、エメリ
ー、ザクロ石等の天然鉱物や溶融アルミナ、炭化珪素、
立方晶窒化硼素等の人造鉱物からなる研削砥粒に有機又
は無機結合剤を加え結合成形した物や、鋳鉄等の金属や
紙、布、不織布等に塗布した物が用いられてきた。更
に、近年無機繊維で補強した研削砥石が提案されてい
る。例えば、特開昭５２−３７９６号公報では、炭化珪
素繊維で補強した樹脂結合剤研削砥石が、特開昭５４−
８２７８６号公報、特開昭５５−１３１４７４号公報で
は、ガラス繊維で補強した樹脂結合剤研削砥石が、特開
昭５０−１６０８９７号公報では、炭素繊維で補強した
樹脂結合剤研削砥石が、特開昭６３−５２９７２号公報
では、硬化樹脂中に高強度の短繊維を分散含有した樹脂
結合剤研削砥石が、特開平５−１１８７６号公報では、
アルミナ質繊維で補強した樹脂結合剤研削砥石が、特開
昭６３−１４４９６８号公報では、炭素繊維又はガラス
繊維に金属メッキと共に砥粒を電着する研削砥石が提案
されている。
ー、ザクロ石等の天然鉱物や溶融アルミナ、炭化珪素、
立方晶窒化硼素等の人造鉱物からなる研削砥粒に有機又
は無機結合剤を加え結合成形した物や、鋳鉄等の金属や
紙、布、不織布等に塗布した物が用いられてきた。更
に、近年無機繊維で補強した研削砥石が提案されてい
る。例えば、特開昭５２−３７９６号公報では、炭化珪
素繊維で補強した樹脂結合剤研削砥石が、特開昭５４−
８２７８６号公報、特開昭５５−１３１４７４号公報で
は、ガラス繊維で補強した樹脂結合剤研削砥石が、特開
昭５０−１６０８９７号公報では、炭素繊維で補強した
樹脂結合剤研削砥石が、特開昭６３−５２９７２号公報
では、硬化樹脂中に高強度の短繊維を分散含有した樹脂
結合剤研削砥石が、特開平５−１１８７６号公報では、
アルミナ質繊維で補強した樹脂結合剤研削砥石が、特開
昭６３−１４４９６８号公報では、炭素繊維又はガラス
繊維に金属メッキと共に砥粒を電着する研削砥石が提案
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記樹
脂結合剤研削砥石は耐熱性・熱伝導性に劣り、現在望ま
れている高速研削（例えば周速１００ｍ／ｓ以上）には
適応が困難である。また金属メッキを施すと重量が増加
する為に、研削時のエネルギー損失が増大し、且つ次の
式で示される遠心力破壊に関し不利なものとなる。
脂結合剤研削砥石は耐熱性・熱伝導性に劣り、現在望ま
れている高速研削（例えば周速１００ｍ／ｓ以上）には
適応が困難である。また金属メッキを施すと重量が増加
する為に、研削時のエネルギー損失が増大し、且つ次の
式で示される遠心力破壊に関し不利なものとなる。
【０００４】
【数１】 ＶBel ：破壊周速度（ｃｍ／ｓ）、ｇ：重力加速度（ｃ
ｍ／ｓ2 ）、γ：砥石密度（ｇ／ｃｍ3 ） ν：ポアソン比、Ｑ：砥石内径／砥石外径、σ：砥石の
曲げ強度（ｇ／ｃｍ2）
ｍ／ｓ2 ）、γ：砥石密度（ｇ／ｃｍ3 ） ν：ポアソン比、Ｑ：砥石内径／砥石外径、σ：砥石の
曲げ強度（ｇ／ｃｍ2）
【０００５】また、殆どの上記公報では強度を確保する
ために無機繊維織物を使用しており、このものは短繊維
状の無機繊維に比べ高価なものとなる。そこで、耐熱性
及び熱特性に優れ、且つ高強度、軽量、安価な研削性に
優れる研削砥石について鋭意検討した。
ために無機繊維織物を使用しており、このものは短繊維
状の無機繊維に比べ高価なものとなる。そこで、耐熱性
及び熱特性に優れ、且つ高強度、軽量、安価な研削性に
優れる研削砥石について鋭意検討した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者等は上記課題に関
し、ブレーキ等の摺動材の用いられているＣ／Ｃ複合材
が優れた潤滑性を有し、且つ機械特性、耐熱性、熱伝導
性に優れ更に軽量であることに着目し、このものに砥粒
を含有させることによって、耐熱性及び熱特性に優れ、
且つ高強度、軽量な研削性に優れる研削砥石になると考
え、鋭意検討を繰り返した結果、ヌープ硬度３００ｋｇ
／ｍｍ2 以上の無機粒子を含有するＣ／Ｃ複合材からな
る研削砥石により、かかる課題を解決できることを見い
出し、本発明を完成するに到った。
し、ブレーキ等の摺動材の用いられているＣ／Ｃ複合材
が優れた潤滑性を有し、且つ機械特性、耐熱性、熱伝導
性に優れ更に軽量であることに着目し、このものに砥粒
を含有させることによって、耐熱性及び熱特性に優れ、
且つ高強度、軽量な研削性に優れる研削砥石になると考
え、鋭意検討を繰り返した結果、ヌープ硬度３００ｋｇ
／ｍｍ2 以上の無機粒子を含有するＣ／Ｃ複合材からな
る研削砥石により、かかる課題を解決できることを見い
出し、本発明を完成するに到った。
【０００７】更に本発明では、安価な短繊維強化型のＣ
／Ｃ複合材からなる研削砥石でも充分な強度を有するこ
とを見い出した。即ち、本発明は研削特性、機械特性、
耐熱性及び熱特性に優れたヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ
2 以上の無機粒子を含有するＣ／Ｃ複合材からなる研削
砥石に関する。
／Ｃ複合材からなる研削砥石でも充分な強度を有するこ
とを見い出した。即ち、本発明は研削特性、機械特性、
耐熱性及び熱特性に優れたヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ
2 以上の無機粒子を含有するＣ／Ｃ複合材からなる研削
砥石に関する。
【０００８】尚、本発明での研削砥石とは各種材料を研
磨、研削の他、切断に供されるものを言う。以下、本発
明の詳細を説明する。本発明で用いる炭素繊維として
は、ピッチ系、ＰＡＮ系、或いはレーヨン系炭素繊維等
の公知のものが使用できる。炭素繊維の形態としては通
常２０００〜８０００本の単繊維束からなるトウ、スト
ランド、ロービング、ヤーン等であり、これらをカッテ
ィングすることによって得られる短繊維状のものを使用
するが、更に必要に応じて長繊維の状態で織布として使
用しても良い。本発明においては、通常０．３〜１００
ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍ程度の短繊維束を使用す
る。炭素繊維自体の径や弾性率は、一般に複合材として
用いられる範囲で差し支えないが、好ましくは炭素繊維
直径が２０μｍ以下のものを使用し、弾性率は高過ぎる
と解繊工程時に切損する可能性があるため、通常５〜４
０Ｔ／ｍｍ2 程度のものを使用する。ここで乾式解繊
し、二次元ランダムに配向したシートの製造方法として
は、例えば紡績において一般的な機械的に炭素繊維をモ
ノフィラメント化し、シートを作製するランダムウェバ
ーを使用して製造したり、またはエアーにより解繊し、
シートを製造する方法等がある。
磨、研削の他、切断に供されるものを言う。以下、本発
明の詳細を説明する。本発明で用いる炭素繊維として
は、ピッチ系、ＰＡＮ系、或いはレーヨン系炭素繊維等
の公知のものが使用できる。炭素繊維の形態としては通
常２０００〜８０００本の単繊維束からなるトウ、スト
ランド、ロービング、ヤーン等であり、これらをカッテ
ィングすることによって得られる短繊維状のものを使用
するが、更に必要に応じて長繊維の状態で織布として使
用しても良い。本発明においては、通常０．３〜１００
ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍ程度の短繊維束を使用す
る。炭素繊維自体の径や弾性率は、一般に複合材として
用いられる範囲で差し支えないが、好ましくは炭素繊維
直径が２０μｍ以下のものを使用し、弾性率は高過ぎる
と解繊工程時に切損する可能性があるため、通常５〜４
０Ｔ／ｍｍ2 程度のものを使用する。ここで乾式解繊
し、二次元ランダムに配向したシートの製造方法として
は、例えば紡績において一般的な機械的に炭素繊維をモ
ノフィラメント化し、シートを作製するランダムウェバ
ーを使用して製造したり、またはエアーにより解繊し、
シートを製造する方法等がある。
【０００９】また湿式解繊し、二次元ランダムに配向し
たシートを製造する方法としては、例えばパルプ等の叩
解処理に通常使用されているビーターや解繊処理に用い
られるパルパーを使用し、溶媒中で短繊維状炭素繊維を
解繊後、例えば底部にスクリーンを有する型枠等に少量
ずつ供給したり、解繊後攪拌等の手段で均一に分散さ
せ、金網等で抄紙後、乾燥させて作製する方法がある。
短繊維状の炭素繊維を均一に分散させる溶媒としては、
好ましくは水、或いはアセトン、炭素数１〜５のアルコ
ール、アントラセン油等を用いるがその他の有機溶剤を
用いてもよい。又該溶媒中にフェノール樹脂、フラン樹
脂或いはピッチ等を分散もしくは溶解させておくと、炭
素繊維同士が接着された状態となり、次工程での取り扱
いをより容易とするので好ましい。また、繊維素グリコ
ール酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ヒドロキシ
セルロース、ポリエチレンオキサイド等の増粘剤を溶媒
中に加えておくと、その効果が更に増大となるので好ま
しい。シートの目付（１ｍ2当りの重量）としては、種
々のものが取り得るが、取り扱い性、含浸性、均一性を
考えると１０〜５００ｇ／ｍ2 が最適である。
たシートを製造する方法としては、例えばパルプ等の叩
解処理に通常使用されているビーターや解繊処理に用い
られるパルパーを使用し、溶媒中で短繊維状炭素繊維を
解繊後、例えば底部にスクリーンを有する型枠等に少量
ずつ供給したり、解繊後攪拌等の手段で均一に分散さ
せ、金網等で抄紙後、乾燥させて作製する方法がある。
短繊維状の炭素繊維を均一に分散させる溶媒としては、
好ましくは水、或いはアセトン、炭素数１〜５のアルコ
ール、アントラセン油等を用いるがその他の有機溶剤を
用いてもよい。又該溶媒中にフェノール樹脂、フラン樹
脂或いはピッチ等を分散もしくは溶解させておくと、炭
素繊維同士が接着された状態となり、次工程での取り扱
いをより容易とするので好ましい。また、繊維素グリコ
ール酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ヒドロキシ
セルロース、ポリエチレンオキサイド等の増粘剤を溶媒
中に加えておくと、その効果が更に増大となるので好ま
しい。シートの目付（１ｍ2当りの重量）としては、種
々のものが取り得るが、取り扱い性、含浸性、均一性を
考えると１０〜５００ｇ／ｍ2 が最適である。
【００１０】この様にして得られた二次元ランダムに配
向したシートにフェノール樹脂、フラン樹脂、或いは石
油系、石炭系ピッチ等のマトリックスを含浸させる。そ
の際、マトリックスはアルコール、アセトン、アントラ
セン油等の溶媒に溶解して適正な粘度に調整したものを
使用する。次いで、ヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以
上、好ましくは１０００ｋｇ／ｍｍ2 以上、更に好まし
くは１８００ｋｇ／ｍｍ 2 以上の無機粒子を散布する。
散布する方法としては、シートヘマトリックス含浸後に
散布してシートに付着させる方法や、該含浸シート乾燥
後にマトリックスを付着した無機粒子を散布する方法、
更に、樹脂やピッチへヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以
上の無機粒子を予め分散し、未含浸のシートへ該マトリ
ックスを含浸させる方法がある。また、必要な部分だけ
に該無機粒子を付着するために、不要部分にマスキング
することもできる。
向したシートにフェノール樹脂、フラン樹脂、或いは石
油系、石炭系ピッチ等のマトリックスを含浸させる。そ
の際、マトリックスはアルコール、アセトン、アントラ
セン油等の溶媒に溶解して適正な粘度に調整したものを
使用する。次いで、ヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以
上、好ましくは１０００ｋｇ／ｍｍ2 以上、更に好まし
くは１８００ｋｇ／ｍｍ 2 以上の無機粒子を散布する。
散布する方法としては、シートヘマトリックス含浸後に
散布してシートに付着させる方法や、該含浸シート乾燥
後にマトリックスを付着した無機粒子を散布する方法、
更に、樹脂やピッチへヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以
上の無機粒子を予め分散し、未含浸のシートへ該マトリ
ックスを含浸させる方法がある。また、必要な部分だけ
に該無機粒子を付着するために、不要部分にマスキング
することもできる。
【００１１】ヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以上として
は例えば天然ダイアモンド、天然コランダム、エメリ
ー、ザクロ石、ケイ砂、浮石、火山灰、ケイソウ土、石
英、長石、スピネル、リン灰石、螢石、人造ダイアモン
ド、立方晶窒化硼素、炭化硼素、酸化クロム、ベンガ
ラ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒
化珪素、アルミナ−炭化チタン、アルミナ−ジルコニ
ア、溶融アルミナ、焼結アルミナ、炭化珪素、酸化珪素
等があり、これらのものを単独或いは組み合わせて使用
することが出来る。これらの無機粒子の粒径は０．１〜
８００μｍ好ましくは０．５〜５００μｍ更に好ましく
は１〜４００μｍであり、粒径が小さすぎると添加剤の
効果が無くなり、大きすぎると機械強度が低下する。ま
た、無機粒子の散布量は、研削時に使用される砥石の部
分の体積含有量が１〜５０ｖｏｌ％好ましくは１〜３０
ｖｏｌ％となるように調整する。含有量が少なすぎると
添加剤の効果が無くなり、多すぎると機械強度が低下す
る。
は例えば天然ダイアモンド、天然コランダム、エメリ
ー、ザクロ石、ケイ砂、浮石、火山灰、ケイソウ土、石
英、長石、スピネル、リン灰石、螢石、人造ダイアモン
ド、立方晶窒化硼素、炭化硼素、酸化クロム、ベンガ
ラ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒
化珪素、アルミナ−炭化チタン、アルミナ−ジルコニ
ア、溶融アルミナ、焼結アルミナ、炭化珪素、酸化珪素
等があり、これらのものを単独或いは組み合わせて使用
することが出来る。これらの無機粒子の粒径は０．１〜
８００μｍ好ましくは０．５〜５００μｍ更に好ましく
は１〜４００μｍであり、粒径が小さすぎると添加剤の
効果が無くなり、大きすぎると機械強度が低下する。ま
た、無機粒子の散布量は、研削時に使用される砥石の部
分の体積含有量が１〜５０ｖｏｌ％好ましくは１〜３０
ｖｏｌ％となるように調整する。含有量が少なすぎると
添加剤の効果が無くなり、多すぎると機械強度が低下す
る。
【００１２】また、本発明に於いては、更に潤滑性を向
上させるために、一般に固体潤滑剤として用いられてい
る、二硫化モリブデン、黒鉛粉、フッ化黒鉛等を０．１
〜１０ｖｏｌ％を添加しても良い。この様にして得られ
た無機粒子含有シートを、乾燥後積層して金型へ充填し
１００〜５００℃の温度で加圧成形してＶｆ（繊維含有
量）＝５〜６５％、好ましくは１０〜５５％程度である
成形体を得る。その後Ｎ2 ガスなどの不活性ガス雰囲気
中で１〜２００℃／ｈの昇温速度で８００℃以上２８０
０℃以下、好ましくは緻密化を繰り返す際の最高温度以
上２５００℃以下、さらに好ましくは緻密化を繰り返す
際の最高温度以上、無機粒子が炭素と反応する温度また
は無機粒子が分解する温度以下の温度で焼成し、無機粒
子含有Ｃ／Ｃ複合材を得る。
上させるために、一般に固体潤滑剤として用いられてい
る、二硫化モリブデン、黒鉛粉、フッ化黒鉛等を０．１
〜１０ｖｏｌ％を添加しても良い。この様にして得られ
た無機粒子含有シートを、乾燥後積層して金型へ充填し
１００〜５００℃の温度で加圧成形してＶｆ（繊維含有
量）＝５〜６５％、好ましくは１０〜５５％程度である
成形体を得る。その後Ｎ2 ガスなどの不活性ガス雰囲気
中で１〜２００℃／ｈの昇温速度で８００℃以上２８０
０℃以下、好ましくは緻密化を繰り返す際の最高温度以
上２５００℃以下、さらに好ましくは緻密化を繰り返す
際の最高温度以上、無機粒子が炭素と反応する温度また
は無機粒子が分解する温度以下の温度で焼成し、無機粒
子含有Ｃ／Ｃ複合材を得る。
【００１３】しかしこの状態では気孔が多く、このまま
では特性的に実用に供することが出来ない。そこでこの
気孔を低減するために、例えば以下の緻密化処理を、単
独或いは組み合わせて実施する。
では特性的に実用に供することが出来ない。そこでこの
気孔を低減するために、例えば以下の緻密化処理を、単
独或いは組み合わせて実施する。
【００１４】（１）ＣＶＤによる緻密化処理 誘導加熱コイル等により反応器内に載置した上記無機粒
子含有Ｃ／Ｃ複合材を加熱し、ＣＶＤ原料ガスをキャリ
アガスとともに供給する。ＣＶＤの原料としては、メタ
ン、プロパン等の炭化水素系及びジクロロエチレン等の
ハロゲン化炭化水素系のいずれのものも使用できる。キ
ャリアガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウム等の不
活性ガスや水素等一般に使用されているものが使用でき
る。圧力としては１ｔｏｒｒ〜常圧で反応できる。生成
する熱分解炭素により気孔を含浸し、緻密化を実施す
る。更に必要に応じて２８００℃以下、好ましくは緻密
化を繰り返す場合の最高温度以上２５００℃以下、さら
に好ましくは緻密化を繰り返す場合の最高温度以上、無
機粒子が炭素と反応する温度または無機粒子が分解する
温度以下の温度で焼成することが出来る。
子含有Ｃ／Ｃ複合材を加熱し、ＣＶＤ原料ガスをキャリ
アガスとともに供給する。ＣＶＤの原料としては、メタ
ン、プロパン等の炭化水素系及びジクロロエチレン等の
ハロゲン化炭化水素系のいずれのものも使用できる。キ
ャリアガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウム等の不
活性ガスや水素等一般に使用されているものが使用でき
る。圧力としては１ｔｏｒｒ〜常圧で反応できる。生成
する熱分解炭素により気孔を含浸し、緻密化を実施す
る。更に必要に応じて２８００℃以下、好ましくは緻密
化を繰り返す場合の最高温度以上２５００℃以下、さら
に好ましくは緻密化を繰り返す場合の最高温度以上、無
機粒子が炭素と反応する温度または無機粒子が分解する
温度以下の温度で焼成することが出来る。
【００１５】（２）樹脂又はピッチによる緻密化処理 所定温度に加熱された槽内に上記無機粒子含有Ｃ／Ｃ複
合材を載置し、槽内を真空とした後、樹脂又は溶融ピッ
チを供給し、焼成により生じた気孔にマトリックスを含
浸する。この後再度８００℃以上２８００℃以下、好ま
しくは緻密化を繰り返す際の最高温度以上２５００℃以
下、さらに好ましくは緻密化を繰り返す際の最高温度以
上、無機粒子が炭素と反応する温度または無機粒子が分
解する温度以下の温度で焼成する。該工程を繰り返すこ
とにより目的の無機粒子含有Ｃ／Ｃ複合材の緻密化を実
施する。尚、好ましいピッチとしては、軟化点７０〜１
２０℃、更に好ましくは８０〜９０℃、トルエン不溶分
１０〜３０％、更に好ましくは１３〜２０％、キノリン
不溶分１％以下、固定炭素４０％以上更に好ましくは５
０％以上のものである。更に、より一層緻密化効発揮す
るために、特開平１−２９８０１３号公報に記載の方法
で含浸炭化する緻密化処理を実施するとより効率的であ
る。
合材を載置し、槽内を真空とした後、樹脂又は溶融ピッ
チを供給し、焼成により生じた気孔にマトリックスを含
浸する。この後再度８００℃以上２８００℃以下、好ま
しくは緻密化を繰り返す際の最高温度以上２５００℃以
下、さらに好ましくは緻密化を繰り返す際の最高温度以
上、無機粒子が炭素と反応する温度または無機粒子が分
解する温度以下の温度で焼成する。該工程を繰り返すこ
とにより目的の無機粒子含有Ｃ／Ｃ複合材の緻密化を実
施する。尚、好ましいピッチとしては、軟化点７０〜１
２０℃、更に好ましくは８０〜９０℃、トルエン不溶分
１０〜３０％、更に好ましくは１３〜２０％、キノリン
不溶分１％以下、固定炭素４０％以上更に好ましくは５
０％以上のものである。更に、より一層緻密化効発揮す
るために、特開平１−２９８０１３号公報に記載の方法
で含浸炭化する緻密化処理を実施するとより効率的であ
る。
【００１６】更に、機械的特性向上、耐酸化性及び熱特
性向上のために最終気孔率が２０％以下となるまで該緻
密化処理を実施する。このようにして、ヌープ硬度３０
０ｋｇ／ｍｍ2 以上の無機粒子を１〜５０ｖｏｌ％好ま
しくは１〜３０ｖｏｌ％含有する本発明のＣ／Ｃ複合材
研削砥石を得る。
性向上のために最終気孔率が２０％以下となるまで該緻
密化処理を実施する。このようにして、ヌープ硬度３０
０ｋｇ／ｍｍ2 以上の無機粒子を１〜５０ｖｏｌ％好ま
しくは１〜３０ｖｏｌ％含有する本発明のＣ／Ｃ複合材
研削砥石を得る。
【００１７】本発明の研削砥石は、ヌープ硬度３００ｋ
ｇ／ｍｍ2 以上の無機粒子を含有するＣ／Ｃ複合材をそ
のまま供する事もできるし、各種パラフィンワックスや
ステアリン酸等の高級脂肪酸等や硫黄を含浸し、砥石の
研削性や強度、温度特性を向上させることが出来る。ま
た、ヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以上の無機粒子を含
有するＣ／Ｃ複合材全体を砥石として使用する事も出来
るし、チップ状にして、例えばＦＲＰ、セラミックス、
金属と溶接したり、接着剤等による一般的な接合をして
使用する事が出来る。更に他の公知の砥石と組み合わせ
て使用する事もできる。このようにして、研削特性、機
械特性、耐熱性及び熱特性に優れたヌープ硬度３００ｋ
ｇ／ｍｍ2 以上の無機粒子を含有する無機粒子含有Ｃ／
Ｃ複合材からなる研削砥石を製造することが出来る。
ｇ／ｍｍ2 以上の無機粒子を含有するＣ／Ｃ複合材をそ
のまま供する事もできるし、各種パラフィンワックスや
ステアリン酸等の高級脂肪酸等や硫黄を含浸し、砥石の
研削性や強度、温度特性を向上させることが出来る。ま
た、ヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以上の無機粒子を含
有するＣ／Ｃ複合材全体を砥石として使用する事も出来
るし、チップ状にして、例えばＦＲＰ、セラミックス、
金属と溶接したり、接着剤等による一般的な接合をして
使用する事が出来る。更に他の公知の砥石と組み合わせ
て使用する事もできる。このようにして、研削特性、機
械特性、耐熱性及び熱特性に優れたヌープ硬度３００ｋ
ｇ／ｍｍ2 以上の無機粒子を含有する無機粒子含有Ｃ／
Ｃ複合材からなる研削砥石を製造することが出来る。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り、下記実施例に
よって限定されるものではない。
るが、本発明はその要旨を越えない限り、下記実施例に
よって限定されるものではない。
【００１９】（実施例１）３０ｍｍ長に切断したフィラ
メント数４０００のサイジング剤が付着していないピッ
チ系炭素繊維束をランダムウェバーにて解繊し、目付＝
１４０ｇ／ｍ2 の２次元ランダムに配向したシートを作
製した。更に該シートにエタノールで希釈したフェノー
ル樹脂を含浸させた後乾燥した１２５ｇ／ｍ2 のフェノ
ール樹脂を含浸したシートを作製した。
メント数４０００のサイジング剤が付着していないピッ
チ系炭素繊維束をランダムウェバーにて解繊し、目付＝
１４０ｇ／ｍ2 の２次元ランダムに配向したシートを作
製した。更に該シートにエタノールで希釈したフェノー
ル樹脂を含浸させた後乾燥した１２５ｇ／ｍ2 のフェノ
ール樹脂を含浸したシートを作製した。
【００２０】このシートを金型と同寸法（２１５ｍｍφ
×３０ｍｍφ）に切り抜いた物に、希釈したフェノール
樹脂で湿らせたローラーを用い、１００メッシュ（約１
５０μｍ）の溶融アルミナ（ヌープ硬度２０００ｋｇ／
ｍｍ2 ）をシート１枚当たり３ｇの割合で全体に均一に
付着した。該シートを約４０枚積層し、金型へ充填して
２５０℃にて加圧成形し、Ｖｆ≒４０％の成形体を得
た。この成形体を加熱炉で不活性雰囲気中１０００℃ま
で焼成し、Ｖａｌ（アルミナ体積含有率）≒１０％、気
孔率４５％の焼成体を得た。得られた焼成体と固形のピ
ッチを圧力容器内に入れ減圧状態のまま２５０℃まで昇
温し、次いで窒素を入れることにより雰囲気を陽圧とし
た後、昇温し８時間で５００℃迄到達させた後、５００
℃で５時間保持した。昇温時の圧力はバルブにより一定
に保持した。容器を冷却後Ｃ／Ｃ複合材を取り出し、１
０００℃まで昇温した。この操作を５回繰り返し、嵩密
度１．９ｇ／ｃｍ3 、気孔率９％、Ｖａｌ＝１０％、Ｗ
ａｌ（アルミナ重量含有率）≒２０％のアルミナ粒子含
有Ｃ／Ｃ複合材を得た。
×３０ｍｍφ）に切り抜いた物に、希釈したフェノール
樹脂で湿らせたローラーを用い、１００メッシュ（約１
５０μｍ）の溶融アルミナ（ヌープ硬度２０００ｋｇ／
ｍｍ2 ）をシート１枚当たり３ｇの割合で全体に均一に
付着した。該シートを約４０枚積層し、金型へ充填して
２５０℃にて加圧成形し、Ｖｆ≒４０％の成形体を得
た。この成形体を加熱炉で不活性雰囲気中１０００℃ま
で焼成し、Ｖａｌ（アルミナ体積含有率）≒１０％、気
孔率４５％の焼成体を得た。得られた焼成体と固形のピ
ッチを圧力容器内に入れ減圧状態のまま２５０℃まで昇
温し、次いで窒素を入れることにより雰囲気を陽圧とし
た後、昇温し８時間で５００℃迄到達させた後、５００
℃で５時間保持した。昇温時の圧力はバルブにより一定
に保持した。容器を冷却後Ｃ／Ｃ複合材を取り出し、１
０００℃まで昇温した。この操作を５回繰り返し、嵩密
度１．９ｇ／ｃｍ3 、気孔率９％、Ｖａｌ＝１０％、Ｗ
ａｌ（アルミナ重量含有率）≒２０％のアルミナ粒子含
有Ｃ／Ｃ複合材を得た。
【００２１】また、別途同様に製造したサンプルについ
て、曲げ強度を測定したところ８ｋｇ／ｍｍ2 であっ
た。このサンプルを２００ｍｍφ×６０ｍｍ×７ｍｍｔ
に加工し、横型平面研削盤にて、砥石周速：１６００ｍ
／分、テーブル速度５ｍ／分、切込み量：１０μｍ、総
切込み量：８ｍｍの条件にてＳ４５Ｃの湿式研削試験を
実施した。比較として市販のＣＢＮ含有ビトリファイド
砥石（ＣＢＮ２００Ｎ７５Ｖ）及びＣＢＮ含有レジノイ
ド砥石（ＣＢＮ２００Ｎ７５Ｂ）も同様な研削試験を実
施した。その結果、各々の研削比（被削材の除去体積／
砥石の減耗体積：値が大きい程、砥石寿命が長い）は表
１の様になり、本実施例の砥石は優れた研削性能を示し
た。
て、曲げ強度を測定したところ８ｋｇ／ｍｍ2 であっ
た。このサンプルを２００ｍｍφ×６０ｍｍ×７ｍｍｔ
に加工し、横型平面研削盤にて、砥石周速：１６００ｍ
／分、テーブル速度５ｍ／分、切込み量：１０μｍ、総
切込み量：８ｍｍの条件にてＳ４５Ｃの湿式研削試験を
実施した。比較として市販のＣＢＮ含有ビトリファイド
砥石（ＣＢＮ２００Ｎ７５Ｖ）及びＣＢＮ含有レジノイ
ド砥石（ＣＢＮ２００Ｎ７５Ｂ）も同様な研削試験を実
施した。その結果、各々の研削比（被削材の除去体積／
砥石の減耗体積：値が大きい程、砥石寿命が長い）は表
１の様になり、本実施例の砥石は優れた研削性能を示し
た。
【００２２】ここで、（１）式を用いてこのものの、破
壊周速度ＶBel （ｃｍ／ｓ）を求めると、ｇ：９８０
（ｃｍ／ｓ2 ）、γ：１．９（ｇ／ｃｍ3 ）、ν：０．
２、Ｑ：６０／２００＝０．３、σ：８×１０5 （ｇ／
ｃｍ2 ）より、ＶBel ＝２２３４５（ｃｍ／ｓ）＝２２
３（ｍ／ｓ）となり、高速研削砥石として充分な強度を
有している。
壊周速度ＶBel （ｃｍ／ｓ）を求めると、ｇ：９８０
（ｃｍ／ｓ2 ）、γ：１．９（ｇ／ｃｍ3 ）、ν：０．
２、Ｑ：６０／２００＝０．３、σ：８×１０5 （ｇ／
ｃｍ2 ）より、ＶBel ＝２２３４５（ｃｍ／ｓ）＝２２
３（ｍ／ｓ）となり、高速研削砥石として充分な強度を
有している。
【００２３】（実施例２）実施例１において、同様の溶
融アルミナをシート１枚当たり５ｇの割合で全体に均一
に付着した以外は同様な方法で嵩密度２．０ｇ／ｃ
ｍ3 、気孔率９％、Ｖａｌ＝１５％、Ｗａｌ≒３０％の
アルミナ粒子含有Ｃ／Ｃ複合材を得た。また、別途同様
に製造したサンプルについて、曲げ強度を測定したとこ
ろ８ｋｇ／ｍｍ2 であった。このサンプルを２００ｍｍ
φ×６０ｍｍ×７ｍｍｔに加工し、実施例１と同様の条
件にて湿式研削試験を実施した。その結果を表１に示
す。本実施例の砥石は優れた研削性能を示した。
融アルミナをシート１枚当たり５ｇの割合で全体に均一
に付着した以外は同様な方法で嵩密度２．０ｇ／ｃ
ｍ3 、気孔率９％、Ｖａｌ＝１５％、Ｗａｌ≒３０％の
アルミナ粒子含有Ｃ／Ｃ複合材を得た。また、別途同様
に製造したサンプルについて、曲げ強度を測定したとこ
ろ８ｋｇ／ｍｍ2 であった。このサンプルを２００ｍｍ
φ×６０ｍｍ×７ｍｍｔに加工し、実施例１と同様の条
件にて湿式研削試験を実施した。その結果を表１に示
す。本実施例の砥石は優れた研削性能を示した。
【００２４】ここで、（１）式を用いてこのものの、破
壊周速度ＶBel （ｃｍ／ｓ）を求めると、ｇ：９８０
（ｃｍ／ｓ2 ）、γ：２．０（ｇ／ｃｍ3 ）、ν：０．
２、Ｑ：６０／２００＝０．３、σ：８×１０5 （ｇ／
ｃｍ2 ）より、ＶBel ＝２１７７９（ｃｍ／ｓ）＝２１
８（ｍ／ｓ）となり、高速研削砥石として充分な強度を
有している。
壊周速度ＶBel （ｃｍ／ｓ）を求めると、ｇ：９８０
（ｃｍ／ｓ2 ）、γ：２．０（ｇ／ｃｍ3 ）、ν：０．
２、Ｑ：６０／２００＝０．３、σ：８×１０5 （ｇ／
ｃｍ2 ）より、ＶBel ＝２１７７９（ｃｍ／ｓ）＝２１
８（ｍ／ｓ）となり、高速研削砥石として充分な強度を
有している。
【００２５】（実施例３）実施例１において、溶融アル
ミナの代わりに、１４０メッシュ（約１００μｍ）の立
方晶窒化硼素を、シート１枚当たり０．４ｇの割合で２
００φ×１８０φの範囲に、均一に塗布した後に積層成
形した以外は同様な方法で嵩密度１．８ｇ／ｃｍ3 、気
孔率９％ＶCBN （立方晶窒化硼素重量含有率）＝１１
％、ＷCBN （立方晶窒化硼素体積含有率）≒２０％の立
方晶窒化硼素粒子含有Ｃ／Ｃ複合材を得た。
ミナの代わりに、１４０メッシュ（約１００μｍ）の立
方晶窒化硼素を、シート１枚当たり０．４ｇの割合で２
００φ×１８０φの範囲に、均一に塗布した後に積層成
形した以外は同様な方法で嵩密度１．８ｇ／ｃｍ3 、気
孔率９％ＶCBN （立方晶窒化硼素重量含有率）＝１１
％、ＷCBN （立方晶窒化硼素体積含有率）≒２０％の立
方晶窒化硼素粒子含有Ｃ／Ｃ複合材を得た。
【００２６】また、別途同様に製造したサンプルについ
て、曲げ強度を測定したところ１０ｋｇ／ｍｍ2 であっ
た。このサンプルを２００ｍｍφ×６０ｍｍ×７ｍｍｔ
に加工し、実施例１と同様の条件にて湿式研削試験を実
施した。その結果を表１に示す。本実施例の砥石は優れ
た研削性能を示した。更に、実施例１と同様な条件で、
湿式及び乾式でＳＫＤ１１、ＳＫＨ９の研削試験を実施
した所、優れた研削性能を示した。
て、曲げ強度を測定したところ１０ｋｇ／ｍｍ2 であっ
た。このサンプルを２００ｍｍφ×６０ｍｍ×７ｍｍｔ
に加工し、実施例１と同様の条件にて湿式研削試験を実
施した。その結果を表１に示す。本実施例の砥石は優れ
た研削性能を示した。更に、実施例１と同様な条件で、
湿式及び乾式でＳＫＤ１１、ＳＫＨ９の研削試験を実施
した所、優れた研削性能を示した。
【００２７】ここで、（１）式を用いてこのものの、破
壊周速度ＶBel （ｃｍ／ｓ）を求めると、ｇ：９８０
（ｃｍ／ｓ2 ）、γ：１．８（ｇ／ｃｍ3 ）、ν：０．
２、Ｑ：６０／２００＝０．３、σ：１０×１０5 （ｇ
／ｃｍ2 ）より、ＶBel ＝２５６６７（ｃｍ／ｓ）＝２
５７（ｍ／ｓ）となり、高速研削砥石として充分な強度
を有している。
壊周速度ＶBel （ｃｍ／ｓ）を求めると、ｇ：９８０
（ｃｍ／ｓ2 ）、γ：１．８（ｇ／ｃｍ3 ）、ν：０．
２、Ｑ：６０／２００＝０．３、σ：１０×１０5 （ｇ
／ｃｍ2 ）より、ＶBel ＝２５６６７（ｃｍ／ｓ）＝２
５７（ｍ／ｓ）となり、高速研削砥石として充分な強度
を有している。
【００２８】（実施例４）実施例１において、溶融アル
ミナの代わりに、１４０メッシュ（約１００μｍ）のニ
ッケルコーティング立方晶窒化硼素を、シート１枚当た
り０．６ｇの割合で２００φ×１８０φの範囲に均一に
塗布した後に積層成形した以外は同様な方法で嵩密度
１．８ｇ／ｃｍ3 、気孔率９％、ＶNi-CBN（ニッケルコ
ーティング立方晶窒化硼素体積含有率）＝１１％、Ｗ
Ni-CBN（ニッケルコーティング立方晶窒化硼素重量含有
率）≒３０％のニッケルコーティング立方晶窒化硼素粒
子含有Ｃ／Ｃ複合材を得た。
ミナの代わりに、１４０メッシュ（約１００μｍ）のニ
ッケルコーティング立方晶窒化硼素を、シート１枚当た
り０．６ｇの割合で２００φ×１８０φの範囲に均一に
塗布した後に積層成形した以外は同様な方法で嵩密度
１．８ｇ／ｃｍ3 、気孔率９％、ＶNi-CBN（ニッケルコ
ーティング立方晶窒化硼素体積含有率）＝１１％、Ｗ
Ni-CBN（ニッケルコーティング立方晶窒化硼素重量含有
率）≒３０％のニッケルコーティング立方晶窒化硼素粒
子含有Ｃ／Ｃ複合材を得た。
【００２９】また、別途同様に製造したサンプルについ
て、曲げ強度を測定したところ１０ｋｇ／ｍｍ2 であっ
た。このサンプルを２００ｍｍφ×６０ｍｍ×７ｍｍｔ
に加工し、実施例１と同様の条件にて湿式研削試験を実
施した。その結果を表１に示す。本実施例の砥石は優れ
た研削性能を示した。更に、実施例１と同様な条件で、
湿式及び乾式でＳＫＤ１１、ＳＫＨ９の研削試験を実施
した所、優れた研削性能を示した。ｇ：９８０（ｃｍ／
ｓ2 ）、γ：１．８（ｇ／ｃｍ3 ）、ν：０．２、Ｑ：
６０／２００＝０．３、σ：１０×１０5 （ｇ／ｃ
ｍ2 ）より、ＶBel ＝２５６６７（ｃｍ／ｓ）＝２５７
（ｍ／ｓ）となり、高速研削砥石として充分な強度を有
している。
て、曲げ強度を測定したところ１０ｋｇ／ｍｍ2 であっ
た。このサンプルを２００ｍｍφ×６０ｍｍ×７ｍｍｔ
に加工し、実施例１と同様の条件にて湿式研削試験を実
施した。その結果を表１に示す。本実施例の砥石は優れ
た研削性能を示した。更に、実施例１と同様な条件で、
湿式及び乾式でＳＫＤ１１、ＳＫＨ９の研削試験を実施
した所、優れた研削性能を示した。ｇ：９８０（ｃｍ／
ｓ2 ）、γ：１．８（ｇ／ｃｍ3 ）、ν：０．２、Ｑ：
６０／２００＝０．３、σ：１０×１０5 （ｇ／ｃ
ｍ2 ）より、ＶBel ＝２５６６７（ｃｍ／ｓ）＝２５７
（ｍ／ｓ）となり、高速研削砥石として充分な強度を有
している。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【発明の効果】本発明により、研削特性、機械特性、耐
熱性及び熱特性に優れたヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2
以上の無機粒子含有Ｃ／Ｃ複合材からなる研削砥石を容
易に製造する事が出来る。
熱性及び熱特性に優れたヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2
以上の無機粒子含有Ｃ／Ｃ複合材からなる研削砥石を容
易に製造する事が出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深川 敏之 香川県坂出市番の州町１番地 三菱化成株 式会社坂出工場内 (72)発明者 勝目 秀登 香川県坂出市番の州町１番地 三菱化成株 式会社坂出工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 ヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以上の無
機粒子を含有する炭素繊維強化炭素複合材からなること
を特徴とする研削砥石。 - 【請求項２】 無機粒子の粒径が０．１〜８００μｍで
ある請求項１に記載された研削砥石。 - 【請求項３】 無機粒子の体積含有量が１〜５０ｖｏｌ
％である請求項１又は請求項２に記載された研削砥石。 - 【請求項４】 複数の単繊維からなる短繊維状の炭素繊
維束を解繊し、繊維が２次元ランダムに配向したシート
を作製し、樹脂又はピッチを含浸後、該含浸シート上に
ヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以上の無機粒子を散布す
るか、或いはヌープ硬度３００ｋｇ／ｍｍ2 以上の無機
粒子を含有する樹脂又はピッチをシートに含浸した後、
該無機粒子含有シートを積層成形後、焼成・緻密化する
ことによって得られるものであることを特徴とする研削
砥石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26900693A JPH07116962A (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 研削砥石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26900693A JPH07116962A (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 研削砥石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07116962A true JPH07116962A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17466358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26900693A Pending JPH07116962A (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 研削砥石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116962A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007138048A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | 研磨材 |
| JP2009073940A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Toyota Motor Corp | 研削材及び研削材の製造方法。 |
| JP2013534257A (ja) * | 2010-07-21 | 2013-09-02 | バンベルガー カリコ ジーエムビーエイチ | 平たい研磨製品の中に加工するための複合材料とその製造方法 |
| CN104924223A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-23 | 贵州格勒尔高新材料有限公司 | 一种砂轮的磨料配方 |
-
1993
- 1993-10-27 JP JP26900693A patent/JPH07116962A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007138048A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | 研磨材 |
| JP2009073940A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Toyota Motor Corp | 研削材及び研削材の製造方法。 |
| JP2013534257A (ja) * | 2010-07-21 | 2013-09-02 | バンベルガー カリコ ジーエムビーエイチ | 平たい研磨製品の中に加工するための複合材料とその製造方法 |
| CN104924223A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-23 | 贵州格勒尔高新材料有限公司 | 一种砂轮的磨料配方 |
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