JPH09272857A - 多結晶型立方晶窒化ほう素砥粒 - Google Patents
多結晶型立方晶窒化ほう素砥粒Info
- Publication number
- JPH09272857A JPH09272857A JP8084151A JP8415196A JPH09272857A JP H09272857 A JPH09272857 A JP H09272857A JP 8084151 A JP8084151 A JP 8084151A JP 8415196 A JP8415196 A JP 8415196A JP H09272857 A JPH09272857 A JP H09272857A
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- JP
- Japan
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- abrasive grains
- grinding
- boron nitride
- polycrystalline cubic
- cubic boron
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来よりも一段と優れた高能率研削が可能とな
る長寿命の多結晶型ｃＢＮ砥粒を提供すること。 【解決手段】窒素に対するほう素のモル比が０．９５以
上１．００未満である多結晶型立方晶窒化ほう素からな
り、比重３．３未満の粒子が含まれていないことを特徴
とする多結晶型立方晶窒化ほう素砥粒。
る長寿命の多結晶型ｃＢＮ砥粒を提供すること。 【解決手段】窒素に対するほう素のモル比が０．９５以
上１．００未満である多結晶型立方晶窒化ほう素からな
り、比重３．３未満の粒子が含まれていないことを特徴
とする多結晶型立方晶窒化ほう素砥粒。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、研削砥石用として
好適に用いられる多結晶型の立方晶窒化ほう素（以下、
「ｃＢＮ」という。）砥粒に関する。本発明の砥粒が応
用される研削砥石としては、例えばメタルボンド砥石、
電着砥石、ビトリファイド砥石、レジンボンド砥石等を
挙げることができ、また好適な用途としては、例えば重
研削、高速研削、クリープフィード研削等が挙げられ
る。
好適に用いられる多結晶型の立方晶窒化ほう素（以下、
「ｃＢＮ」という。）砥粒に関する。本発明の砥粒が応
用される研削砥石としては、例えばメタルボンド砥石、
電着砥石、ビトリファイド砥石、レジンボンド砥石等を
挙げることができ、また好適な用途としては、例えば重
研削、高速研削、クリープフィード研削等が挙げられ
る。
【０００２】
【従来の技術】ｃＢＮはダイヤモンドに次ぐ硬度を有
し、化学的には鉄系金属に対しても反応性が乏しいとい
うダイヤモンドにはみられない特徴を有する。ｃＢＮ砥
粒はこの特徴を活かし、研削加工に大きな比重を占めて
いる鉄系金属加工分野で急速に普及し、省力化、高能率
化に寄与している。
し、化学的には鉄系金属に対しても反応性が乏しいとい
うダイヤモンドにはみられない特徴を有する。ｃＢＮ砥
粒はこの特徴を活かし、研削加工に大きな比重を占めて
いる鉄系金属加工分野で急速に普及し、省力化、高能率
化に寄与している。
【０００３】ｃＢＮ砥粒のうち多結晶型砥粒と呼ばれる
ものは、単結晶型に比較して耐磨耗性と靱性に優れてい
る。これは単結晶型では、砥粒の粒子一つが一つの結晶
からなるのに対し、多結晶型では複数のｃＢＮ結晶粒子
が相互に強固に結合して砥粒の粒子を形成しているの
で、単結晶型におけるような粒子の劈開破壊等の大破壊
を起こしにくいためである。従って、多結晶型ｃＢＮ砥
粒は、特に高い靱性と耐磨耗性を必要とする重研削、高
速研削、クリープフィード研削等の高能率研削に多用さ
れている。
ものは、単結晶型に比較して耐磨耗性と靱性に優れてい
る。これは単結晶型では、砥粒の粒子一つが一つの結晶
からなるのに対し、多結晶型では複数のｃＢＮ結晶粒子
が相互に強固に結合して砥粒の粒子を形成しているの
で、単結晶型におけるような粒子の劈開破壊等の大破壊
を起こしにくいためである。従って、多結晶型ｃＢＮ砥
粒は、特に高い靱性と耐磨耗性を必要とする重研削、高
速研削、クリープフィード研削等の高能率研削に多用さ
れている。
【０００４】従来より、多結晶型ｃＢＮ砥粒を用いた高
能率研削の改良については種々の提案がある。例えば、
窒素に対するほう素のモル比（以下、「Ｂ／Ｎモル比」
と記載する。）を０．９５以上１．００未満とすること
によって、高負荷下における研削においても酸化による
破壊が少なく、初期の研削性能を長期に渡って維持する
ことができる多結晶型ｃＢＮ砥粒が提案されている（特
開平６−２４０２３６号公報）。
能率研削の改良については種々の提案がある。例えば、
窒素に対するほう素のモル比（以下、「Ｂ／Ｎモル比」
と記載する。）を０．９５以上１．００未満とすること
によって、高負荷下における研削においても酸化による
破壊が少なく、初期の研削性能を長期に渡って維持する
ことができる多結晶型ｃＢＮ砥粒が提案されている（特
開平６−２４０２３６号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな多結晶型ｃＢＮ砥粒においても、原料である六方晶
窒化ほう素（以下、「ｈＢＮ」という。）等の靱性の小
さい不純物が含まれており砥粒の強度に悪影響を与えて
いることが未解決であった。ｃＢＮ砥粒からｈＢＮを除
去する方法として、熱アルカリ金属水酸化物に対する溶
解度差を利用する方法（特開昭４９ー１５００号公報）
が提案されている。しかし、通常、ｈＢＮはｃＢＮ粒子
内に取り込まれておりその濃度はｃＢＮ粒子によってま
ちまちであるので、この方法ではｈＢＮを多く含む粒子
を選択的に除去することは困難であり、ｈＢＮを含有し
ないか又はその含有が非常に少ないｃＢＮ粒子の溶解も
犠牲にしなければならないので、研削性能は必ずしも向
上しなかった。
うな多結晶型ｃＢＮ砥粒においても、原料である六方晶
窒化ほう素（以下、「ｈＢＮ」という。）等の靱性の小
さい不純物が含まれており砥粒の強度に悪影響を与えて
いることが未解決であった。ｃＢＮ砥粒からｈＢＮを除
去する方法として、熱アルカリ金属水酸化物に対する溶
解度差を利用する方法（特開昭４９ー１５００号公報）
が提案されている。しかし、通常、ｈＢＮはｃＢＮ粒子
内に取り込まれておりその濃度はｃＢＮ粒子によってま
ちまちであるので、この方法ではｈＢＮを多く含む粒子
を選択的に除去することは困難であり、ｈＢＮを含有し
ないか又はその含有が非常に少ないｃＢＮ粒子の溶解も
犠牲にしなければならないので、研削性能は必ずしも向
上しなかった。
【０００６】本発明の目的は、特開平６−２４０２３６
号公報に記載された多結晶型ｃＢＮ砥粒の改良であり、
一段と優れた高能率研削が可能となる長寿命の多結晶型
ｃＢＮ砥粒を提供することである。
号公報に記載された多結晶型ｃＢＮ砥粒の改良であり、
一段と優れた高能率研削が可能となる長寿命の多結晶型
ｃＢＮ砥粒を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、Ｂ
／Ｎモル比が０．９５以上１．００未満である多結晶型
ｃＢＮからなり、比重３．３未満の粒子が含まれていな
いことを特徴とする多結晶型ｃＢＮ砥粒である。
／Ｎモル比が０．９５以上１．００未満である多結晶型
ｃＢＮからなり、比重３．３未満の粒子が含まれていな
いことを特徴とする多結晶型ｃＢＮ砥粒である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、さらに詳しく本発明を説明
する。
する。
【０００９】多結晶型ｃＢＮ砥粒に代表的に含まれる不
純物はｈＢＮと黒鉛である。ｃＢＮの比重は約３．５で
あり、ｈＢＮや黒鉛は約２．１５であるので、砥粒粒子
の比重はｈＢＮや黒鉛の含有量が増加するに伴い低下す
る。従って、鉱物の比重選鉱で用いられるような比重の
高い液体（以下、「重液」という。）を適切に選択する
ことによって、砥粒の溶解を阻止してｈＢＮや黒鉛を多
く含有した粒子を選択的に分離・除去することができ
る。
純物はｈＢＮと黒鉛である。ｃＢＮの比重は約３．５で
あり、ｈＢＮや黒鉛は約２．１５であるので、砥粒粒子
の比重はｈＢＮや黒鉛の含有量が増加するに伴い低下す
る。従って、鉱物の比重選鉱で用いられるような比重の
高い液体（以下、「重液」という。）を適切に選択する
ことによって、砥粒の溶解を阻止してｈＢＮや黒鉛を多
く含有した粒子を選択的に分離・除去することができ
る。
【００１０】本発明で使用される重液としては、例えば
ジヨードメタン（比重約３．３）を用いれば比重３．３
未満の粒子を除去することができる。これは、多結晶型
ｃＢＮ砥粒のｈＢＮの含有量をＸ線回折により１０％か
ら３％までに低減できることを意味し、また黒鉛の含有
量は光学顕微鏡で数えて１０００個の砥粒粒子あたり１
８個から０個にすることができることを意味している。
ジヨードメタン（比重約３．３）を用いれば比重３．３
未満の粒子を除去することができる。これは、多結晶型
ｃＢＮ砥粒のｈＢＮの含有量をＸ線回折により１０％か
ら３％までに低減できることを意味し、また黒鉛の含有
量は光学顕微鏡で数えて１０００個の砥粒粒子あたり１
８個から０個にすることができることを意味している。
【００１１】本発明において、多結晶型ｃＢＮ砥粒のＢ
／Ｎモル比を０．９５以上１．００未満と限定した理由
及びその製造方法については、特開平６−２４０２３６
号公報の段落番号
／Ｎモル比を０．９５以上１．００未満と限定した理由
及びその製造方法については、特開平６−２４０２３６
号公報の段落番号
〔０００９〕〜〔００１３〕に記載さ
れているとおりである。
れているとおりである。
【００１２】
【実施例】以下、 実施例と比較例を挙げて更に具体的
に本発明を説明する。
に本発明を説明する。
【００１３】実施例１ 温度１０℃、湿度２５％の大気中において、１００ｍｌ
のビーカーにジヨードメタン５０ｍｌを入れ、Ｘ線回折
によってｈＢＮを１０％含有することが明らかにされて
いる多結晶型ｃＢＮ砥粒を２ｇ加え撹拌した。１０分間
静置後、ジヨードメタン中の浮遊物をサイフォンで除去
してから沈降した成分を濾別分離し、アセトンで洗浄・
乾燥後、ｈＢＮの含有率をＸ線回折により測定したとこ
ろ、３％であった。
のビーカーにジヨードメタン５０ｍｌを入れ、Ｘ線回折
によってｈＢＮを１０％含有することが明らかにされて
いる多結晶型ｃＢＮ砥粒を２ｇ加え撹拌した。１０分間
静置後、ジヨードメタン中の浮遊物をサイフォンで除去
してから沈降した成分を濾別分離し、アセトンで洗浄・
乾燥後、ｈＢＮの含有率をＸ線回折により測定したとこ
ろ、３％であった。
【００１４】実施例２ 比較例１ Ｂ／Ｎモル比０．９４の熱分解窒化ほう素を使用し、特
開平６−２４０２３６号公報に開示されている方法によ
り、Ｂ／Ｎモル比０．９７の多結晶型ｃＢＮ砥粒を製造
した。この砥粒を２つの集団Ａ群、Ｂ群に分け、Ａ群の
砥粒を上記に準じて比重選別を行い比重３．３未満の粒
子を除去した（実施例１）。一方、Ｂ群は比重選別をし
なかった（比較例１）。これらの砥粒について、砥粒強
度の均一性を評価するため、以下の摩耗試験を行った。
開平６−２４０２３６号公報に開示されている方法によ
り、Ｂ／Ｎモル比０．９７の多結晶型ｃＢＮ砥粒を製造
した。この砥粒を２つの集団Ａ群、Ｂ群に分け、Ａ群の
砥粒を上記に準じて比重選別を行い比重３．３未満の粒
子を除去した（実施例１）。一方、Ｂ群は比重選別をし
なかった（比較例１）。これらの砥粒について、砥粒強
度の均一性を評価するため、以下の摩耗試験を行った。
【００１５】すなわち、特開平６−２４０２３６号公報
に示されているように、粒径が１ｍｍ程度の砥粒粒子を
Ａ群、Ｂ群から１個任意に取り出し、図１に示すよう
に、先端１２０度の円錐状多結晶型ｃＢＮ砥粒粒子２に
加工し、砥石状リング１の表面に円錐先端を外向きとし
支持具３を介して接着固定した。この砥石状リングを平
面研削盤のスピンドル部分に取り付け、周速１８００ｍ
／分、切り込み２０μｍ、送り３０ｃｍ／分、ダウンカ
ットの条件で被研削材５（高速度工具鋼ＳＫＨ−９：ロ
ックウェル硬度６５、焼入、焼き戻し）を長さ３０ｃｍ
にわたって研削し、砥粒粒子の磨耗量を以下に従い測定
した。この試験を各砥粒群の１００個の粒子について行
った。
に示されているように、粒径が１ｍｍ程度の砥粒粒子を
Ａ群、Ｂ群から１個任意に取り出し、図１に示すよう
に、先端１２０度の円錐状多結晶型ｃＢＮ砥粒粒子２に
加工し、砥石状リング１の表面に円錐先端を外向きとし
支持具３を介して接着固定した。この砥石状リングを平
面研削盤のスピンドル部分に取り付け、周速１８００ｍ
／分、切り込み２０μｍ、送り３０ｃｍ／分、ダウンカ
ットの条件で被研削材５（高速度工具鋼ＳＫＨ−９：ロ
ックウェル硬度６５、焼入、焼き戻し）を長さ３０ｃｍ
にわたって研削し、砥粒粒子の磨耗量を以下に従い測定
した。この試験を各砥粒群の１００個の粒子について行
った。
【００１６】砥粒粒子の摩耗量は、研削開始点及び終了
点における研削溝の深さの差４をタリサーフ表面粗さ計
（ランクテーラーホブソン社製）を用いて測定した。そ
の結果を表１に示す。
点における研削溝の深さの差４をタリサーフ表面粗さ計
（ランクテーラーホブソン社製）を用いて測定した。そ
の結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１から、実施例２は比較例１に比べて平
均砥粒摩耗量が少なく、しかも粒粒子間での摩耗量のば
らつきも小さく均一であることがわかる。
均砥粒摩耗量が少なく、しかも粒粒子間での摩耗量のば
らつきも小さく均一であることがわかる。
【００１９】実施例３ 比較例２ 砥石摩耗量によって砥粒の平均強度を評価し、被研削材
の表面粗さ（Ｒｍａｘ）によって砥粒の強度の均一性を
評価するため、以下の試験を行った。すなわち、Ａ群、
Ｂ群の母集団の中から、それぞれ任意に砥粒を２０ｇ抜
き出し、ＪＩＳＢ ４１３１に規定される１Ａ１型メタ
ルボンド砥石（コンセントレーション１００、結合度
Ｎ、２００（Ｄ）×１０（Ｔ）×５（Ｘ）×５０．８０
（Ｈ））を作製した。この砥石を研削開始直後の被研削
材の加工表面粗さ（ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定される最
大高さＲｍａｘ）が１μｍになるようにドレッシングし
た後、周速１８００ｍ／分、切り込み２０μｍ、送り９
ｍ／分、ダウンカットの条件で上記と同様の被研削材を
平面研削した。研削除去量６０００ｍｍ3 ／ｍｍに達し
たときの、砥石摩耗量と被研削材の表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）を測定した。その結果を表２に示す。
の表面粗さ（Ｒｍａｘ）によって砥粒の強度の均一性を
評価するため、以下の試験を行った。すなわち、Ａ群、
Ｂ群の母集団の中から、それぞれ任意に砥粒を２０ｇ抜
き出し、ＪＩＳＢ ４１３１に規定される１Ａ１型メタ
ルボンド砥石（コンセントレーション１００、結合度
Ｎ、２００（Ｄ）×１０（Ｔ）×５（Ｘ）×５０．８０
（Ｈ））を作製した。この砥石を研削開始直後の被研削
材の加工表面粗さ（ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定される最
大高さＲｍａｘ）が１μｍになるようにドレッシングし
た後、周速１８００ｍ／分、切り込み２０μｍ、送り９
ｍ／分、ダウンカットの条件で上記と同様の被研削材を
平面研削した。研削除去量６０００ｍｍ3 ／ｍｍに達し
たときの、砥石摩耗量と被研削材の表面粗さ（Ｒｍａ
ｘ）を測定した。その結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２から次のことが明らかとなった。砥石
磨耗量については、実施例３、比較例２とも大差はなく
砥粒の平均強度には大きな違いはなかったが、被研削材
の表面粗さ（Ｒｍａｘ）については、実施例３は比較例
２に比べて小さく砥粒の強度が均一であることが示され
た。表面粗さは砥石の寿命を決定する重要な要因の一つ
であることから、本発明の多結晶型ｃＢＮ砥粒は、初期
の研削性能を長期に渡って維持することのできる長寿命
砥石を提供する砥粒であることが明らかとなった。
磨耗量については、実施例３、比較例２とも大差はなく
砥粒の平均強度には大きな違いはなかったが、被研削材
の表面粗さ（Ｒｍａｘ）については、実施例３は比較例
２に比べて小さく砥粒の強度が均一であることが示され
た。表面粗さは砥石の寿命を決定する重要な要因の一つ
であることから、本発明の多結晶型ｃＢＮ砥粒は、初期
の研削性能を長期に渡って維持することのできる長寿命
砥石を提供する砥粒であることが明らかとなった。
【００２２】
【発明の効果】本発明の多結晶型ｃＢＮ砥粒によれば、
特開平６−２４０２３６号公報に示されたものに比べ
て、長時間に渡り初期の仕上げ面粗さを維持することが
でき、良好な高能率研削が可能となる。
特開平６−２４０２３６号公報に示されたものに比べ
て、長時間に渡り初期の仕上げ面粗さを維持することが
でき、良好な高能率研削が可能となる。
【図１】多結晶ｃＢＮ砥粒の摩耗特性を測定する説明図
である。（Ａ）は円錐状多結晶型ｃＢＮ砥粒粒子を研削
リングに固定した状態、（Ｂ）は研削後における被研削
材の状態を示す。なお、（Ａ）中の矢印は回転方向を表
す。
である。（Ａ）は円錐状多結晶型ｃＢＮ砥粒粒子を研削
リングに固定した状態、（Ｂ）は研削後における被研削
材の状態を示す。なお、（Ａ）中の矢印は回転方向を表
す。
１ 砥石状リング ２ 円錐状多結晶型ｃＢＮ砥粒粒子 ３ 支持具 ４ 研削前後における研削溝の深さの差 ５ 被研削材
Claims (1)
- 【請求項１】 窒素に対するほう素のモル比が０．９５
以上１．００未満である多結晶型立方晶窒化ほう素から
なり、比重３．３未満の粒子が含まれていないことを特
徴とする多結晶型立方晶窒化ほう素砥粒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8084151A JPH09272857A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 多結晶型立方晶窒化ほう素砥粒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8084151A JPH09272857A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 多結晶型立方晶窒化ほう素砥粒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09272857A true JPH09272857A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13822513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8084151A Pending JPH09272857A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 多結晶型立方晶窒化ほう素砥粒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09272857A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000051789A1 (fr) * | 1999-02-26 | 2000-09-08 | Sankyo Diamond Industrial Co., Ltd. | Lame circulaire a diamant |
| JP2003251222A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-09 | Showa Denko Kk | 立方晶窒化ホウ素の製造方法 |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP8084151A patent/JPH09272857A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000051789A1 (fr) * | 1999-02-26 | 2000-09-08 | Sankyo Diamond Industrial Co., Ltd. | Lame circulaire a diamant |
| JP2003251222A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-09 | Showa Denko Kk | 立方晶窒化ホウ素の製造方法 |
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