JPH0839434A - 高研削比を示すビトリファイドボンド立方晶窒化硼素砥石 - Google Patents
高研削比を示すビトリファイドボンド立方晶窒化硼素砥石Info
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- JPH0839434A JPH0839434A JP19485694A JP19485694A JPH0839434A JP H0839434 A JPH0839434 A JP H0839434A JP 19485694 A JP19485694 A JP 19485694A JP 19485694 A JP19485694 A JP 19485694A JP H0839434 A JPH0839434 A JP H0839434A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い研削比を示すビトリファイドボンド立方
晶窒化硼素(CBN)砥石を提供する。 【構成】 CBN砥粒をガラス質結合剤で結合してなる
ビトリファイドボンドCBN砥石において、前記ガラス
質結合剤の主体が、Si,B,Al,Ti,Ca、およ
びNaの複合酸化物からなり、かつSi,B,Al,T
i,Ca、およびNaのそれぞれの酸化物を、Si
O2 ,B2 O3 ,Al2 O3 ,TiO2 ,CaO、およ
びNa2 Oで示した場合、前記複合酸化物が、モル%
で、B2 O3 :5〜20%、Al2 O3 :5〜15%、
TiO2 :2〜10%、CaO:2〜10%、Na
2 O:4〜10%、SiO2 :残り、(ただし60%以
上含有)からなる組成を有する。
晶窒化硼素(CBN)砥石を提供する。 【構成】 CBN砥粒をガラス質結合剤で結合してなる
ビトリファイドボンドCBN砥石において、前記ガラス
質結合剤の主体が、Si,B,Al,Ti,Ca、およ
びNaの複合酸化物からなり、かつSi,B,Al,T
i,Ca、およびNaのそれぞれの酸化物を、Si
O2 ,B2 O3 ,Al2 O3 ,TiO2 ,CaO、およ
びNa2 Oで示した場合、前記複合酸化物が、モル%
で、B2 O3 :5〜20%、Al2 O3 :5〜15%、
TiO2 :2〜10%、CaO:2〜10%、Na
2 O:4〜10%、SiO2 :残り、(ただし60%以
上含有)からなる組成を有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ガラス質結合剤が、
高強度を有する共に、立方晶窒化硼素(以下、CBNで
示す)砥粒に対する保持力にすぐれ、したがって、通常
条件での研削は勿論のこと、特に高速研削や重研削(高
切り込み研削)に用いた場合にも高い研削比を示すビト
リファイドボンドCBN砥石(以下、ビトリCBN砥石
という)に関するものである。
高強度を有する共に、立方晶窒化硼素(以下、CBNで
示す)砥粒に対する保持力にすぐれ、したがって、通常
条件での研削は勿論のこと、特に高速研削や重研削(高
切り込み研削)に用いた場合にも高い研削比を示すビト
リファイドボンドCBN砥石(以下、ビトリCBN砥石
という)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に図1に要部概略縦断面図で
示される通りビトリCBN砥石Tが、いずれも全体に占
める割合で20〜50容量%のCBN砥粒1を10〜4
0容量%のガラス質結合剤3でかためたものからなり、
かつ砥石中に存在する10〜70%の気孔2が被削材P
に対する研削抵抗の低下に寄与することも知られてい
る。また、上記ビトリCBN砥石としては、例えば特公
昭63−62344号公報や特開昭54−39292号
公報に記載される通り各種のものが知られている。
示される通りビトリCBN砥石Tが、いずれも全体に占
める割合で20〜50容量%のCBN砥粒1を10〜4
0容量%のガラス質結合剤3でかためたものからなり、
かつ砥石中に存在する10〜70%の気孔2が被削材P
に対する研削抵抗の低下に寄与することも知られてい
る。また、上記ビトリCBN砥石としては、例えば特公
昭63−62344号公報や特開昭54−39292号
公報に記載される通り各種のものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の研削装置
の高性能化および高出力化はめざましく、これに伴な
い、研削加工の省力化とも相まって、高速研削や重研削
が行なわれる傾向にあるが、上記の従来ビトリCBN砥
石においては、これを高速研削や重研削に用いた場合、
概してガラス質結合剤の強度およびCBN砥粒保持力が
十分でないために、相対的に低い研削比(研削量/砥石
の摩耗量)しか示さず、比較的短時間で使用寿命に至る
のが現状である。
の高性能化および高出力化はめざましく、これに伴な
い、研削加工の省力化とも相まって、高速研削や重研削
が行なわれる傾向にあるが、上記の従来ビトリCBN砥
石においては、これを高速研削や重研削に用いた場合、
概してガラス質結合剤の強度およびCBN砥粒保持力が
十分でないために、相対的に低い研削比(研削量/砥石
の摩耗量)しか示さず、比較的短時間で使用寿命に至る
のが現状である。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、ビトリCBN砥石のガラス質結
合剤に着目し研究を行なった結果、従来ビトリCBN砥
石を構成する通常のガラス質結合剤に比して、相対的に
Na酸化物の含有割合を増加させると共に、これに新ら
たにTi酸化物を含有させると、前記Na酸化物によっ
てCBN砥粒に対するガラス質結合剤のぬれ性が増し、
強固な密着性が得られることからガラス質結合剤のCB
N砥粒保持力が一段と大きくなり、かつ前記Ti酸化物
によってガラス質結合剤自体の強度が著しく向上し、し
たがってこの結果のビトリCBN砥石は、高速研削や重
研削で高い研削比を示すようになり、長期に亘ってすぐ
れた研削性能を発揮するという研究結果を得たのであ
る。
上述のような観点から、ビトリCBN砥石のガラス質結
合剤に着目し研究を行なった結果、従来ビトリCBN砥
石を構成する通常のガラス質結合剤に比して、相対的に
Na酸化物の含有割合を増加させると共に、これに新ら
たにTi酸化物を含有させると、前記Na酸化物によっ
てCBN砥粒に対するガラス質結合剤のぬれ性が増し、
強固な密着性が得られることからガラス質結合剤のCB
N砥粒保持力が一段と大きくなり、かつ前記Ti酸化物
によってガラス質結合剤自体の強度が著しく向上し、し
たがってこの結果のビトリCBN砥石は、高速研削や重
研削で高い研削比を示すようになり、長期に亘ってすぐ
れた研削性能を発揮するという研究結果を得たのであ
る。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、いずれも全体に占める割合で、
20〜50容量%、望ましくは30〜50容量%のCB
N砥粒を、10〜40容量%、望ましくは15〜30容
量%のガラス質結合剤で結合してなり、かつ気孔率が1
0〜70容量%、望ましくは20〜40容量%のビトリ
CBN砥石において、前記ガラス質結合剤の主体を、S
i,B,Al,Ti,Ca、およびNaの複合酸化物で
構成し、かつSi,B,Al,Ti,Ca、およびNa
のそれぞれの酸化物を、SiO2 ,B2 O3 ,Al2 O
3 ,TiO2 ,CaO、およびNa2 Oで示した場合、
前記複合酸化物の組成を、モル%(以下、%はモル%を
示す)、B2 O3 :5〜20%、 Al2 O3 :3〜
15%、TiO2 :2〜10%、 CaO:2〜10
%、Na2 O:4〜10%、 SiO2 :残り、(た
だし、SiO2 :60%以上)、からなるものとするこ
とにより、通常条件での研削は勿論のこと、高速研削や
重研削でも高い研削比を示すビトリCBN砥石に特徴を
有するものである。
なされたものであって、いずれも全体に占める割合で、
20〜50容量%、望ましくは30〜50容量%のCB
N砥粒を、10〜40容量%、望ましくは15〜30容
量%のガラス質結合剤で結合してなり、かつ気孔率が1
0〜70容量%、望ましくは20〜40容量%のビトリ
CBN砥石において、前記ガラス質結合剤の主体を、S
i,B,Al,Ti,Ca、およびNaの複合酸化物で
構成し、かつSi,B,Al,Ti,Ca、およびNa
のそれぞれの酸化物を、SiO2 ,B2 O3 ,Al2 O
3 ,TiO2 ,CaO、およびNa2 Oで示した場合、
前記複合酸化物の組成を、モル%(以下、%はモル%を
示す)、B2 O3 :5〜20%、 Al2 O3 :3〜
15%、TiO2 :2〜10%、 CaO:2〜10
%、Na2 O:4〜10%、 SiO2 :残り、(た
だし、SiO2 :60%以上)、からなるものとするこ
とにより、通常条件での研削は勿論のこと、高速研削や
重研削でも高い研削比を示すビトリCBN砥石に特徴を
有するものである。
【0006】なお、この発明のビトリCBN砥石を構成
するガラス質結合剤において、B2O3 ,Al2 O3 ,
CaO、およびSiO2 の含有割合を、それぞれB2 O
3 :5〜20%、Al2 O3 :3〜15%、CaO:2
〜10%、SiO2 :60%以上としたのは、どの成分
が前記含有範囲から外れてもガラス質結合剤に要求され
る基本的強度および砥粒保持力を確保することができ
ず、これら両特性のうちの少なくともいずれかの特性が
低下するようになるという理由によるものであり、望ま
しくはB2 O3 :8〜13%、Al2 O3 :5〜12
%、CaO:3〜7%、およびSiO2 :62%以上の
含有がよい。また、上記の通り、この発明のビトリCB
N砥石のガラス質結合剤は、基本的にB2 O3 、Al2
O3 、CaO、およびSiO2 からなるガラス質結合剤
に、さらに相対的に多量のNa2 Oを含有させると共
に、新らたにTiO2 を含有させてより一段の砥粒保持
力と強度の向上をはかったものであり、したがって、そ
の含有割合が、それぞれNa2 O:4%未満およびTi
O2 :2%未満では所望のすぐれた砥粒保持力および強
度を確保することができず、一方その含有割合がNa2
O:10%およびTiO2 :10%を越えると、前者の
場合は強度が、後者の場合は砥粒保持力が急激に低下す
るようになることから、その含有割合を、それぞれNa
2 O:4〜10%、望ましくは4〜8%、TiO2 :4
〜10%、望ましくは4〜7%と定めたのである。
するガラス質結合剤において、B2O3 ,Al2 O3 ,
CaO、およびSiO2 の含有割合を、それぞれB2 O
3 :5〜20%、Al2 O3 :3〜15%、CaO:2
〜10%、SiO2 :60%以上としたのは、どの成分
が前記含有範囲から外れてもガラス質結合剤に要求され
る基本的強度および砥粒保持力を確保することができ
ず、これら両特性のうちの少なくともいずれかの特性が
低下するようになるという理由によるものであり、望ま
しくはB2 O3 :8〜13%、Al2 O3 :5〜12
%、CaO:3〜7%、およびSiO2 :62%以上の
含有がよい。また、上記の通り、この発明のビトリCB
N砥石のガラス質結合剤は、基本的にB2 O3 、Al2
O3 、CaO、およびSiO2 からなるガラス質結合剤
に、さらに相対的に多量のNa2 Oを含有させると共
に、新らたにTiO2 を含有させてより一段の砥粒保持
力と強度の向上をはかったものであり、したがって、そ
の含有割合が、それぞれNa2 O:4%未満およびTi
O2 :2%未満では所望のすぐれた砥粒保持力および強
度を確保することができず、一方その含有割合がNa2
O:10%およびTiO2 :10%を越えると、前者の
場合は強度が、後者の場合は砥粒保持力が急激に低下す
るようになることから、その含有割合を、それぞれNa
2 O:4〜10%、望ましくは4〜8%、TiO2 :4
〜10%、望ましくは4〜7%と定めたのである。
【0007】
【実施例】つぎに、この発明のビトリCBN砥石を実施
例により具体的に説明する。原料として、酸洗けい砂、
硼酸、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、炭酸カルシ
ウム、および炭酸ナトリウムを用意し、これら原料を、
それぞれB2 O3 ,Al2 O3 ,TiO2 ,CaO,N
a2 O、およびSiO2 に換算して、表1に示される配
合組成に配合し、これに溶解促進剤としての苛性ソー
ダ、酸化促進剤としての硝酸ナトリウム、および撹拌剤
としての硫酸ナトリウムを前記配合原料に対する割合で
それぞれ0.5%づつを加え、白金るつぼにて、140
0〜1500℃の範囲内の所定温度に加熱してガラス化
し、急冷した後、粉砕していずれも300メッシュ以下
の粒度とすることにより上記配合組成と実質的に同じ組
成の複合酸化物からなるガラス質結合剤A〜Kをそれぞ
れ調整した。なお、ガラス質結合剤L〜Pは、これの構
成成分のうち、特に強度と砥粒保持力の向上に作用する
TiO2 とNa2 Oの少なくともいずれかの含有割合が
この発明の範囲から外れた組成をもつものである。
例により具体的に説明する。原料として、酸洗けい砂、
硼酸、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、炭酸カルシ
ウム、および炭酸ナトリウムを用意し、これら原料を、
それぞれB2 O3 ,Al2 O3 ,TiO2 ,CaO,N
a2 O、およびSiO2 に換算して、表1に示される配
合組成に配合し、これに溶解促進剤としての苛性ソー
ダ、酸化促進剤としての硝酸ナトリウム、および撹拌剤
としての硫酸ナトリウムを前記配合原料に対する割合で
それぞれ0.5%づつを加え、白金るつぼにて、140
0〜1500℃の範囲内の所定温度に加熱してガラス化
し、急冷した後、粉砕していずれも300メッシュ以下
の粒度とすることにより上記配合組成と実質的に同じ組
成の複合酸化物からなるガラス質結合剤A〜Kをそれぞ
れ調整した。なお、ガラス質結合剤L〜Pは、これの構
成成分のうち、特に強度と砥粒保持力の向上に作用する
TiO2 とNa2 Oの少なくともいずれかの含有割合が
この発明の範囲から外れた組成をもつものである。
【0008】ついで、上記のガラス質結合剤A〜Pを、
表2,3に示される粒度を有するCBN砥粒に同じく表
2,3に示される組合せおよび割合で加え、さらに成形
用バインダーとしてポリビニルアルコール:1重量%を
加え、混合した後、1ton /cm2 の圧力で成形体とし、
この成形体を、大気中、温度:600℃に1時間保持の
条件で脱脂処理し、引続いてN2 雰囲気中、温度:10
00℃に5時間保持の条件で焼結することにより長さ:
45mm×幅:13mm×厚さ:5mm×曲率:100Rのセ
グメント形状を有し、かつCBN砥粒、ガラス質結合
剤、および気孔が同じく表2に示される割合の本発明ビ
トリCBN砥石1〜11および比較ビトリCBN砥石1
〜5をそれぞれ製造した。なお、同時に同じ条件で長
さ:30mm×幅:12mm×厚さ:5mmの寸法をもった抗
折試験片を製造した。
表2,3に示される粒度を有するCBN砥粒に同じく表
2,3に示される組合せおよび割合で加え、さらに成形
用バインダーとしてポリビニルアルコール:1重量%を
加え、混合した後、1ton /cm2 の圧力で成形体とし、
この成形体を、大気中、温度:600℃に1時間保持の
条件で脱脂処理し、引続いてN2 雰囲気中、温度:10
00℃に5時間保持の条件で焼結することにより長さ:
45mm×幅:13mm×厚さ:5mm×曲率:100Rのセ
グメント形状を有し、かつCBN砥粒、ガラス質結合
剤、および気孔が同じく表2に示される割合の本発明ビ
トリCBN砥石1〜11および比較ビトリCBN砥石1
〜5をそれぞれ製造した。なお、同時に同じ条件で長
さ:30mm×幅:12mm×厚さ:5mmの寸法をもった抗
折試験片を製造した。
【0009】この結果得られた各種のビトリCBN砥石
を、外径:190mm×内径:50.8mm×幅:13mmの
寸法をもった高速度鋼(SKD−11)製円筒状台金に
接着剤を用いて張り付けた状態で、被削材:ロックウエ
ル硬さ(Cスケール):50を有する長さ:150mm×
幅:100mm×厚さ:13mmのSKD−11製角材、 砥石周速:2000m/min 、 テーブル送り速度:5m/min 、 切り込み:30μm、 研削液:JIS−W2相当、 の高切り込み条件での高速度鋼の湿式平面プランジ研削
試験、並びに、 被削材:上記高切り込み研削と同じ、 砥石周速:4000m/min 、 テーブル送り速度:5m/min 、 切り込み:15μm、 研削液:JIS−W2相当、の高速条件での高速度鋼の
湿式平面プランジ研削試験を行ない、被削材の表面粗さ
Raが0.6μm(JIS規格)に至るまでの研削量を
測定し、これにより研削比を算出した。また、上記抗折
試験片を用い、試験速度:0.5mm/min 、スパン:2
0mmの条件で3点曲げ試験を行ない、抗折強度を求め
た。これらの結果を表2,3に示した。
を、外径:190mm×内径:50.8mm×幅:13mmの
寸法をもった高速度鋼(SKD−11)製円筒状台金に
接着剤を用いて張り付けた状態で、被削材:ロックウエ
ル硬さ(Cスケール):50を有する長さ:150mm×
幅:100mm×厚さ:13mmのSKD−11製角材、 砥石周速:2000m/min 、 テーブル送り速度:5m/min 、 切り込み:30μm、 研削液:JIS−W2相当、 の高切り込み条件での高速度鋼の湿式平面プランジ研削
試験、並びに、 被削材:上記高切り込み研削と同じ、 砥石周速:4000m/min 、 テーブル送り速度:5m/min 、 切り込み:15μm、 研削液:JIS−W2相当、の高速条件での高速度鋼の
湿式平面プランジ研削試験を行ない、被削材の表面粗さ
Raが0.6μm(JIS規格)に至るまでの研削量を
測定し、これにより研削比を算出した。また、上記抗折
試験片を用い、試験速度:0.5mm/min 、スパン:2
0mmの条件で3点曲げ試験を行ない、抗折強度を求め
た。これらの結果を表2,3に示した。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
【表3】
【0013】
【発明の効果】表1〜3に示される結果から、本発明ビ
トリCBN砥石1〜11は、いずれも高切り込み条件の
重研削や高速研削で、一般に従来ビトリCBN砥石とし
て知られている比較ビトリCBN砥石1に比して一段と
すぐれた研削比を示し、相対的に長い使用寿命を示し、
一方比較ビトリCBN砥石2〜5に見られるように、ガ
ラス質結合剤を構成するTiO2 およびNa2 Oのいず
れかの含有量割合がこの発明の範囲から外れると、ガラ
ス質結合剤の強度および砥粒保持力の少なくともいずれ
かが低下し、摩耗進行が速くなって研削比の低下が避け
られないことが明らかである。上述のように、この発明
のビトリCBN砥石は、これを構成するガラス質結合剤
が高強度と高砥粒保持力を有するので、通常の条件での
研削は勿論のこと、高速研削や重研削においてもすぐれ
た研削性能を発揮し、長い使用寿命を示すのである。
トリCBN砥石1〜11は、いずれも高切り込み条件の
重研削や高速研削で、一般に従来ビトリCBN砥石とし
て知られている比較ビトリCBN砥石1に比して一段と
すぐれた研削比を示し、相対的に長い使用寿命を示し、
一方比較ビトリCBN砥石2〜5に見られるように、ガ
ラス質結合剤を構成するTiO2 およびNa2 Oのいず
れかの含有量割合がこの発明の範囲から外れると、ガラ
ス質結合剤の強度および砥粒保持力の少なくともいずれ
かが低下し、摩耗進行が速くなって研削比の低下が避け
られないことが明らかである。上述のように、この発明
のビトリCBN砥石は、これを構成するガラス質結合剤
が高強度と高砥粒保持力を有するので、通常の条件での
研削は勿論のこと、高速研削や重研削においてもすぐれ
た研削性能を発揮し、長い使用寿命を示すのである。
【図1】ビトリファイドボンドCBN砥石を示す要部概
略縦断面図である。
略縦断面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成6年11月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【表3】
Claims (1)
- 【請求項1】 立方晶窒化硼素砥粒をガラス質結合剤で
結合してなるビトリファイドボンド立方晶窒化硼素砥石
において、前記ガラス質結合剤の主体が、Si,B,A
l,Ti,Ca、およびNaの複合酸化物からなり、か
つSi,B,Al,Ti,Ca、およびNaのそれぞれ
の酸化物を、SiO2 ,B2 O3 ,Al2 O3 ,TiO
2 ,CaO、およびNa2 Oで示した場合、前記複合酸
化物は、モル%で、 B2 O3 :5〜20%、 Al2 O3 :3〜15%、 TiO2 :2〜10%、 CaO:2〜10%、 Na2 O:4〜10%、 SiO2 :残り、 (ただし、SiO2 :60%以上含有)、からなる組成
を有することを特徴とする高研削比を示すビトリファイ
ドボンド立方晶窒化硼素砥石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19485694A JPH0839434A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 高研削比を示すビトリファイドボンド立方晶窒化硼素砥石 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19485694A JPH0839434A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 高研削比を示すビトリファイドボンド立方晶窒化硼素砥石 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0839434A true JPH0839434A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16331430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19485694A Withdrawn JPH0839434A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 高研削比を示すビトリファイドボンド立方晶窒化硼素砥石 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0839434A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-07-27 JP JP19485694A patent/JPH0839434A/ja not_active Withdrawn
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