JPH10113875A

JPH10113875A - 超砥粒研削砥石

Info

Publication number: JPH10113875A
Application number: JP28598696A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ito; 健二伊藤; Tsuyoshi Fujii; 剛志藤井
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】超砥粒の集中度の低い場合であっても研削性能
の高い研削砥石を提供する。【解決手段】立方晶窒化ホウ素砥粒と最大寸法１．０μ
ｍ以下の微結晶から主として成る窒化珪素質焼結研磨材
を含有する砥石部１とベース基材２から成るビトリファ
イドセグメントチップ砥石。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド砥
粒、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）砥粒のような超砥粒を
含む超砥粒研削砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】研磨材、特に研削砥石を構成する研磨材
粒子である砥粒としては、従来、アルミナ質、炭化けい
素質の一般研磨材が用いられてきた。しかし、近年より
高精度の精密研削加工に対応するため、ダイヤモンド、
立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）から成る超砥粒を用いた超
砥粒砥石に徐々にその重要性が移行しつつある。

【０００３】かかる超砥粒砥石としては、超砥粒とこれ
以外の砥粒を含有させた砥石も知られている。例えば、
特開昭５８−９０４６６号公報、特公表平２−５０１２
０９号公報に記載のものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】超砥粒砥石は優れた性
能を有する。特に、結合剤としてビトリファイド質ボン
ドを用いたビトリファイド超砥粒砥石は、砥粒保持力が
強く、また気孔を有するため、目立てが容易などの特徴
を有するなど、優れた性能をもつ。しかし、超砥粒砥石
に用いられているダイヤモンド砥粒や立方晶窒化ホウ素
（ｃＢＮ）砥粒のような超砥粒は、その他の一般研磨材
と比較して価格がおよそ１００〜２００倍程度であり高
価なので、超砥粒砥石は価格が高いという問題点を有す
る。

【０００５】超砥粒砥石の価格を低減するためには、超
砥粒の含有率を低下させること、例えば超砥粒を結合剤
で置き換えて結合剤の量だけを増やすことが考えられ
る。しかし、本来結合剤は砥粒を保持するための必要最
小限あれば良いのであって、それ以上あると研削の邪魔
となる。従って、やみくもに増やすわけにはいかない。
また、砥粒を減らし結合剤を増やすと焼成収縮が大きく
なるため、製造安定上好ましくない。

【０００６】また、超砥粒の含有率が低い超ポーラス砥
石にすることも考えられる。かかる超ポーラス砥石は、
製造可能であるが一般的に砥粒保持力が弱いので、引き
続き十分に使用可能な超砥粒も十分に用い尽くさないう
ちに早期に脱落してしまうから、高価格で高硬度の超砥
粒を用いる意味がない。従って、超砥粒砥石における超
砥粒の砥粒率が４５〜５０体積％（以下、Ｖｏｌ％）
（集中度１８０〜２００）の高集中度の砥石が適するこ
とになる。

【０００７】しかし、そのような高集中度の超砥粒砥石
は、「専用の研削盤が必要である」、「ドレス条件が難
しい」及び「価格が高い」などの理由で、超砥粒とこれ
以外の砥粒を含有させることにより超砥粒の集中度を低
下させた低集中度ビトリファイド超砥粒砥石が使用され
ることも多い。

【０００８】例えば、超砥粒の集中度の低い（超砥粒の
集中度１５０以下、超砥粒の砥粒率が３７．５Ｖｏｌ％
以下）ビトリファイド超砥粒砥石を製造する場合には、
超砥粒と一般の研磨材（例えばアルミナ質系成分、炭化
ケイ素質系成分）を混入することにより、超砥粒の集中
度を下げる手段が一般に用いられている。

【０００９】しかし、アルミナ質系成分の研磨材を含有
させた超砥粒砥石は、前記アルミナ質系成分の研磨材の
熱膨張係数が約６〜９×１０^-6であり、ダイヤモンド、
ｃＢＮの超砥粒の熱膨張係数３〜５×１０^-6に比較して
大きいため、熱膨張係数の差によって、ダイヤモンド、
ｃＢＮの超砥粒の保持力が低下してしまう。また、アル
ミナ質系成分の研磨材を含有させた超砥粒砥石は強度が
弱いので、砥石自体の強度が必要である高周速度で使用
する用途の砥石には、不向きであった。

【００１０】炭化ケイ素質系成分の研磨材とｃＢＮを組
み合わせた超砥粒砥石の場合は、被加工物として一般的
である鉄を加工する時に、炭化ケイ素が鉄と反応しやす
いため磨耗が早く、その上、ｃＢＮの保持力が不十分と
なってしまっていた。さらに、工具鋼のような硬い被加
工物に用いた場合、砥石中の一般研磨材（超砥粒以外の
研磨材）は一種の充填材として機能し、砥粒としてはほ
とんど寄与しなかった。

【００１１】かかる問題点の解決手段として、「焼結型
アルミナ多結晶砥粒」と超砥粒とを組み合わせること
で、従来の一般砥粒を組み合わせるより、性能を向上さ
せようとする砥石も存在する（特公表平２−５０１２０
９号公報）。しかしながら、超砥粒と組み合わせる砥粒
は微結晶アルミナなので、超砥粒との熱膨張係数との差
は依然として存在し、超砥粒の保持力がなお不十分であ
るという問題点を残していた。

【００１２】特に砥石中の全研磨材（超砥粒とこれ以外
の砥粒を含む全研磨材）のうちで、アルミナ質研磨材が
２０〜８０重量％含まれる場合は、熱膨張係数の影響が
大きいので、超砥粒の保持力が不十分である。なお、ア
ルミナ質研磨材が２０％未満の場合は砥石の価格の低減
の効果が減少する傾向にあり、８０％を越える場合は超
砥粒を用いる効果が著しく低くなる。よって、これらの
場合は超砥粒の保持力の著しい低下は防げるものの異な
る砥粒を組み合わせる意義がなくなってしまう傾向にあ
る。

【００１３】特開昭５８−９０４６６号公報には、ホッ
トプレス窒化珪素にＣｕ又はＮｉコーティングした補助
砥粒を超砥粒と共に用いたレジンボンド研削砥石が記載
されているが、研削比がなお不十分である。前記レジン
ボンド研削砥石の樹脂結合剤をビトリファイド結合剤に
代える場合は、補助砥粒をＣｕ又はＮｉコーティングし
ているため、砥石製造過程の焼成中にＣｕ又はＮｉが酸
化されること、また、熱膨張係数がビトリファイド結合
剤と異なるため、補助砥粒の保持力は不十分である。

【００１４】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決する研削砥石、特に、超砥粒の集中度の低い場合で
あっても研削性能の高い研削砥石を提供することであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】超砥粒の集中度の低い
（超砥粒の集中度１５０以下、超砥粒の砥粒率が３７．
５Ｖｏｌ％以下）研削砥石の研削特性は、焼結した最大
寸法１．０μｍ以下の微結晶から主として成る窒化珪素
質焼結研磨材を超砥粒研磨材と組み合わせて用いること
により、多くの用途でかなり向上できることを本発明者
は見出し本発明を完成するに至った。

【００１６】即ち、本発明によれば、超砥粒研磨材と窒
化珪素質焼結研磨材を研磨材として含み、前記窒化珪素
質焼結研磨材は最大寸法１．０μｍ以下の微結晶から主
として成る研削砥石（請求項１）により、上記目的を達
成することができる。本発明の研削砥石において、以下
の態様はそれぞれ好ましい。

【００１７】前記窒化珪素質焼結研磨材は、好ましく
は、加圧焼結によって製造された研磨材にする（請求項
２）。前記窒化珪素質焼結研磨材は、好ましくは、アル
ミナ、希土類酸化物（イットリアを包含する）を構成成
分とする粒界相を有し、窒化珪素含有量８０重量％以
上、最大寸法１．０μｍ以下で、かつ、平均結晶粒径
０．２〜１．０μｍ、相対密度９０％以上、及び硬度１
８ＧＰａ以上の特徴を有する焼結粒にする（請求項
３）。

【００１８】好ましくは、研磨材と研磨材を結合する結
合剤はビトリファイド質である（請求項４）。全研磨材
における窒化珪素質焼結研磨材の含有割合は、好ましく
は、１０〜９０重量％にする（請求項５）。好ましく
は、研削砥石における超砥粒研磨材の砥粒率を３７．５
体積％以下にする（請求項６）。

【００１９】前記窒化珪素質焼結研磨材は窒化珪素を含
有し、この窒化珪素は、熱膨張係数が２〜３×１０^-6で
あり、ダイヤモンドやｃＢＮの熱膨張係数と近い。その
ため本発明の研削砥石は、ビトリファイド質ボンドを用
いた場合において超砥粒研磨材とアルミナ質系成分の研
磨材の併用時に問題となっていた超砥粒研磨材の保持力
の低下という問題点を解消することができる。

【００２０】また、窒化珪素は炭素を含まないため、鉄
を含有する被加工物を研削する時に鉄と反応することも
ないので、ｃＢＮ砥粒と組み合わせて鉄系の素材の研削
に有利である。

【００２１】最大寸法１．０μｍ以下の微結晶から主と
して成る窒化珪素質焼結研磨材は、結晶粒が非常に細か
いため、研削が進行するにつれて、この窒化珪素質焼結
研磨材は微小破砕する。これに対し、本発明で特定する
窒化珪素質焼結研磨材以外の従来の一般研磨材では結晶
粒が大きいため研削が進行するにつれて大破砕しやす
い。よって、この窒化珪素質焼結研磨材を超砥粒と併用
した場合、研削面での超砥粒の刃先と窒化珪素質焼結研
磨材の刃先の高さが、本発明で特定する窒化珪素質焼結
研磨材以外の一般研磨材を使用した場合に比較して揃い
やすい。

【００２２】また、本発明で特定する窒化珪素質焼結研
磨材は大破砕をおこさないので、研磨材として働かなく
なっても、骨材としても働き続けることになる。よっ
て、本発明で特定する窒化珪素質焼結研磨材以外の一般
研磨材を超砥粒と組み合わせた場合よりも、高品位の加
工が期待できる。

【００２３】また、本発明で特定する窒化珪素質焼結研
磨材自体の強度も高いため、砥石強度は高くなり、高周
速度でも使用することが可能である。なお、本願発明に
おいて数値範囲の記載は、両端値のみならず、その中に
含まれる全ての任意の中間値を含むものとする。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の研削砥石は、超砥粒研磨
材と窒化珪素質焼結研磨材を研磨材として含有する。窒
化珪素質焼結研磨材は、最大寸法１．０μｍ以下の微結
晶から主として成るものを用いる。窒化珪素質焼結研磨
材の平均粒子径は、好ましくは超砥粒研磨材の平均粒子
径の１／２〜２倍程度とし、より好ましくは３／４〜３
／２倍程度とすると良い。超砥粒研磨材には、ダイヤモ
ンド砥粒、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）砥粒あるいはこ
れらと同等の硬度を有する砥粒が含まれる。

【００２５】窒化珪素質焼結研磨材は、例えば特開平３
−２８７６８７号公報に記載された焼結法によって製造
できる。好ましくは、加圧焼結によって製造された研磨
材を用いる。

【００２６】窒化珪素質焼結研磨材は、アルミナ、希土
類酸化物（イットリアを包含する）を構成成分とする粒
界相を有することができる。窒化珪素質焼結研磨材の窒
化珪素含有量は、７０重量％以上であれば良く、好まし
くは８０重量％以上とする。

【００２７】窒化珪素質焼結研磨材は、最大寸法１．０
μｍ以下（より好ましくは最大寸法０．８μｍ以下、さ
らに好ましくは最大寸法０．６μｍ以下）の微結晶から
主として成る。窒化珪素質焼結研磨材の平均結晶粒径
は、０．２〜１．０μｍ以下で良いが、より好ましくは
０．２〜０．８μｍ、さらに好ましくは０．２〜０．６
μｍにする。

【００２８】窒化珪素質焼結研磨材の相対密度は、８５
％以上で良いが、好ましくは９０％以上、より好ましく
は９３％以上、さらに好ましくは９５％以上にする。窒
化珪素質焼結研磨材の硬度は、１６ＧＰａ以上で良く、
好ましくは１８ＧＰａ以上、より好ましくは１９ＧＰａ
以上、さらに好ましくは２０ＧＰａ以上にする。

【００２９】研磨材と研磨材を結合する結合剤として
は、好ましくはビトリファイド質結合剤を用いる。ビト
リファイド質結合剤を用いた場合は、砥粒とビトリファ
イド質結合剤が製造過程で化学的に反応して結合してい
るので、樹脂質結合剤や金属質結合剤を用いた場合より
も保持力が大きい。なお、樹脂質結合剤や金属質結合剤
も用いることは可能である。

【００３０】本発明の研削砥石におけるビトリファイド
質結合剤の体積は、１２〜３２Ｖｏｌ％にすることがで
き、好ましくは１６〜３２Ｖｏｌ％にする。

【００３１】本発明の研削砥石が結合剤としてビトリフ
ァイド質結合剤を用いた場合における気孔の体積（気孔
率）は、１８〜４５Ｖｏｌ％にすることができ、好まし
くは１８〜４０Ｖｏｌ％にする。

【００３２】全研磨材における窒化珪素質焼結研磨材の
含有割合は、任意の割合にすることができ、好ましくは
２５Ｖｏｌ％以上とする。

【００３３】（窒化珪素質焼結研磨材）本発明の研削砥
石における研磨材として用いる窒化珪素質焼結研磨材に
ついてさらに詳細に説明する。

【００３４】窒化珪素質焼結研磨材は、好ましくは、１
μｍ以下の平均結晶粒径を有する窒化珪素粉末に１μｍ
以下の平均結晶粒径を有するアルミナ、希土類酸化物
（イットリアを包含する）から選択される焼結助剤粉末
を３〜20重量％（対窒化珪素）混合し、これを冷間成形
後圧潰し、六方晶窒化ほう素を固体圧媒として混在させ
て1700℃以下の温度で焼成して製造することができる。
この場合、好ましくは焼成は加圧焼結によって行う。

【００３５】こうして得られる窒化珪素質焼結研磨材
は、アルミナ、希土類酸化物（イットリアを包含する）
を構成成分とする粒界相を有し、窒化珪素含有量80重量
％以上、平均結晶粒径 0.2〜 1.0μｍ、相対密度（実測
密度／理論密度）90％以上、及び硬度21GPa 以上の特性
を有する焼結粒である。なお、被覆層（ＣｕやＮｉ等の
金属被覆層）を有していない。

【００３６】窒化珪素質研磨材を得るにあたり、焼結助
剤としてアルミナ及びイットリアを含む希土類酸化物か
ら選択される成分の一種以上を３重量％以上添加する。
一方、この助剤の添加によっても精密研削加工用の研磨
材として十分な高温高強度、高硬度を有し得ることが必
要である。そのため、助剤の合計量は20重量％以下とす
る。特に、アルミナ３〜10重量％、イットリア３〜10重
量％の範囲内で添加することが好ましく、アルミナ約５
重量％及びイットリア５重量％を添加したものが最適で
ある。

【００３７】この原料粉末の平均結晶粒径は、主成分た
る窒化珪素、副成分（助剤成分）たるアルミナ、希土類
酸化物のいずれについても１μｍ以下とする。これによ
って得られる窒化珪素質焼結粒が１μｍ以下の微細結晶
構造となり、これを研磨材として用いたとき高い研削比
を発現することに寄与する。好ましくは原料粉末の平均
粒径を 0.2〜 0.4μｍにするとよい。

【００３８】成形は、公知の種々の方法、例えば加圧成
形、スリップキャスティングを、目的に応じて選択して
使用できる。冷間成形品はその後かつ焼成前に圧潰され
るので、成形品の形状についても塊状、シ―ト状更には
ひも状などにすることができる。

【００３９】圧潰によって研磨材として適した粒径に略
相当する粒径まで粉砕する。鋼の精密研削の場合、例え
ば 250μｍ〜 350μｍ（＃60〜＃80）程度にすることが
できる。

【００４０】この窒化珪素質粉砕物を焼成するにあた
り、各粉末に均一な圧力をかけ、研磨材、特に砥粒とし
て所期の粒度の焼結粒を得るためにも、固体の圧媒を混
在させる。この固体圧媒としては低硬度でありかつ安価
な六方晶窒化ホウ素(hBN) が好ましく、その平均粒径は
１〜２μｍ、その混在量は窒化珪素粉砕物１００重量部
に対して８０〜１２０重量部程度にするとよい。他の圧
媒、例えば黒鉛(C)を使用した場合、炭化珪素を形成す
ることがある。

【００４１】焼成方法としては常圧焼結、加圧焼結、プ
ラズマ放電焼結、マイクロ波加熱のいずれの方法でもよ
いが、焼結性を高めて高密度、高硬度の窒化珪素質研磨
材を得るためには加圧焼結、即ちホットプレス(HP)焼
結、静水圧ホットプレス(HIP)焼結、或いは所定の窒素
分圧（例えば９kg／ｃｍ²以上）で行なう雰囲気加圧焼
結が好ましい。焼成温度は窒化珪素の分解を防止する見
地から1700℃以下とすることが好ましい。

【００４２】こうして得られた窒化珪素質焼結粒は１μ
ｍ以下、特に0.2〜0.5μｍ程度の極微細な平均結晶粒径
を有する窒化珪素の多結晶体であり、液相焼結によって
助剤を主たる構成成分とする粒界相が存在する。この粒
界相は、例えばＳｉ₃Ｎ₄−ｎＹ₂Ｏ₃−ｍＡｌ₂Ｏ₃で表わ
される化合物からなる結晶相や、窒化ガラス等のガラス
相となって存在する。

【００４３】窒化珪素質焼結研磨材の製造において、窒
化珪素質成形物を焼結する前に予め圧潰し、ｈＢＮ固体
圧媒の存在下で焼結させることにより、焼成物それ自体
例えば200〜300μｍ程度の粒径を有しかつ極めて緻密な
窒化珪素質焼結粒として得ることができる。そのため、
高破壊エネルギを要する焼結体粉砕を別途行う必要がな
い。

【００４４】窒化珪素質焼結研磨材のより詳細な製造例
は、以下のとおりである。平均粒径0.3μｍの窒化珪素
粉末に平均粒径0.5μｍのＡｌ₂Ｏ₃５重量％と平均粒径
1.0μｍのＹ₂Ｏ₃５重量％を混合添加して調製してある
宇部興産(株)の市販品のSN-C-OA 粉を冷間静水圧加圧成
形(以下、C.I.P.という。)用のビニ―ル袋の中へ100〜2
00ｇ程度つめ脱気して真空パックを施した。

【００４５】そして、真空パックの袋ごと２ ton／ｃｍ
²の圧力をかけC.I.P.した。C.I.P.後、ある程度硬くな
った窒化珪素質のC.I.P.品をビニ―ル袋より取り出し乳
鉢等で圧潰し、所望の粒径にふるい分けた。この所望の
粒径にふるい分けた窒化珪素質成形粉末と圧媒としての
六方晶窒化ホウ素(hBN) 粉末とを各 300ｇづつ取りビニ
―ル袋で軽く混合した。

【００４６】この混合粉体を内径80ｍｍの黒鉛の金型に
充てんし、これをホットプレス焼成炉（富士電波工業
(株)製）にセットして20℃／min の昇温速度で1600℃迄
加熱し、同温度で圧力 400kg／ｃｍ²をかけ、60分間加
圧焼成した。焼成後、窒化珪素質焼結粒は圧媒のhBN 粉
とふるい分けされ、その後超音波洗浄器にて完全に分離
した。洗浄した窒化珪素質焼結粒は、乾燥機にて乾燥し
て完全に水分を除去した。

【００４７】この焼結砥粒は、平均結晶粒径 0.2〜 0.5
μｍの窒化珪素の微結晶の構造組織を有し、ビッカ―ス
硬度は22GPa（２．２４×１０³ｋｇ／ｍｍ²）、密度は
3.3であった。この焼結砥粒より再び＃60の砥粒をふる
い分けて窒化珪素質焼結研磨材を得た。

【００４８】

【実施例】

［実施例１及び比較例１〜６］超砥粒と窒化珪素質焼結
研磨材を用いた本発明にかかる回転研削用の研削砥石を
作成し、その性能につきテストを行い、その結果を表３
及び表４に示した。以下、これらを詳述する。

【００４９】まず、本実施例１の研削砥石は、以下のよ
うにして製造した。超砥粒と窒化珪素質焼結研磨材を含
有する砥石部１とベース基材２から成る図１に示すビト
リファイドセグメントチップ砥石を作成し、このセグメ
ントチップ砥石を図２に示すがごとく円筒形のベース円
板２２の外周面に接着し、研削試験用砥石（実施例１）
とした。接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤を用い
た。該ベース円板２２は、回転軸に装着するための回転
軸用穴２０を中央部に有する。なお、ベース円板の材質
はスチールを用いた。

【００５０】実施例１及び後述の比較例５に使用した窒
化珪素質焼結研磨材は、特開平３−２８７６８７号公報
に記載されたホットプレス焼結法によって製造したもの
を用いた。以下、実施例において窒化珪素質焼結研磨材
をＭＣＳＮ研磨材と呼称する。

【００５１】ここで、このＭＣＳＮ研磨材の比較対照例
として最大寸法１．０μｍ以上の微結晶から主として成
るホットプレス焼結法で製造された窒化珪素質研磨材
（以下、ＢＣＳＮ研磨材と称する。）をＭＣＳＮ研磨材
の代わりに用いることを除き実施例１と同様にして研削
砥石（比較例１）を製造した。ＭＣＳＮ研磨材とＢＣＳ
Ｎ研磨材の代表的性質を表１で比較した。

【００５２】

【表１】

【００５３】尚、さらに比較の為、ｃＢＮと組み合わせ
る砥粒として従来の溶融型アルミナ単結晶砥粒（太平洋
ランダム（株）製；３２Ａ）（比較例３）及び、焼結型
アルミナ多結晶砥粒（米国３Ｍ社製；Ｃｕｂｉｔｏｒｏ
ｎ−３２１：以下、ＣＭと略す。）（比較例２）を用い
ることを除き実施例１と同様な研削砥石を製造し、同じ
く研削試験に供した。また、砥粒としてｃＢＮのみを用
いることを除き実施例１と同様に製造した研削砥石（比
較例４）と、砥粒としてＭＣＳＮ研磨材のみを用いるこ
とを除き実施例１と同様に製造した研削砥石（比較例
５）と、砥粒としてＭＣＳＮ研磨材の代わりにＢＣＳＮ
研磨材にニッケルを被覆したＢＣＳＮＮｉコート砥材
を用いることを除き実施例１と同様に製造した研削砥石
（比較例６）を、それぞれ製造した。

【００５４】もちいた砥粒は、ＡＮＳＩ（American Nat
ional Standard Checking the Sizeof Diamond Abrasiv
e Grain）の標準でｃＢＮは粒度＃８０／１００、その
他の組み合わせる砥粒はＡＮＳＩの標準で粒度＃８０の
ものを使用した。

【００５５】又、もちいたビトリファイド結合剤として
は、長石、粘土、フリットガラス（ホウケイ酸ガラス）
から成るものを用いた。

【００５６】これらの原料を次の表２の様に配合し、超
砥粒を含むビトリファイドセグメントチップ砥石の生砥
石を製作し、電気炉に入れて５０℃／Ｈｒの昇温速度で
９００℃まで加熱し、同温度で３時間焼成して実施例１
及び比較例１〜６の各々のビトリファイドセグメントチ
ップ砥石を得た。

【００５７】

【表２】

【００５８】これらのセグメントチップ砥石の寸法は、
それぞれ、長さ４０ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚み７ｍｍであ
る。

【００５９】前記実施例１及び比較例１〜６のビトリフ
ァイドセグメントチップ砥石の各々を用いて製造した研
削試験用砥石は、その外径が３０５ｍｍ、回転軸用の穴
の径が７６．２ｍｍ、厚さが１５ｍｍである。

【００６０】焼成後に得られた前記実施例１及び比較例
１〜６のビトリファイドセグメントチップ砥石の各々の
超砥粒層（図１〜２の砥石部１）の構造は下記の表３の
ようである。

【００６１】

【表３】

【００６２】なお、表３における砥石の坑折強度は、別
途長さ４０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚み６ｍｍの砥石を製作
し、スパン３０ｍｍ、ヘッドスピード１ｍｍ／ｍｉｎで
米倉製万能試験機にて測定した。

【００６３】これら製作した実施例１及び比較例１〜６
の各々の研削試験用砥石ホイールを用いて研削試験を行
った。試験条件は次の通りである。砥石周速度２７００ｍ／ｍｉｎテーブル送り速度７５ｍ／ｍｉｎ研削能率３．４ｍｍ³／ｍｍ・ｓ比削材ＳＮＣＭ４２０Ｈ（ニッケルクロムモリブデン鋼）比削材寸法 φ５０φ×ｔ１３×３０（単位はｍｍ）

【００６４】研削試験の結果を表３に示す。なお、上記
比削材ＳＮＣＭ４２０Ｈは、構造用鋼中で最も強靱性を
有する。

【００６５】

【表４】

【００６６】表４から明らかな様に、本実施例１の研削
砥石は、比較例１〜３及び比較例６と比較して研削比が
１．５〜３．０倍であり、消費電力、平均面粗さは同程
度、また研削焼けに関しては、比較例１〜３と比較して
少ない等のきわめて優れた研削性能を示した。

【００６７】また、砥粒としてｃＢＮ砥粒を１００％用
いた比較例４の砥石と比較しても実施例１の砥石は研削
比が２０％しかダウンせず、さらに、砥粒としてＭＣＳ
Ｎ研磨材を１００％用いた比較例５の砥石と比較しても
実施例１の砥石は約７倍の研削比であり、きわめて優れ
た研削性能を示した。

【００６８】また、本実施例１の最大寸法１．０μｍ以
下の微結晶から主として成るＭＣＳＮ研磨材を含むｃＢ
Ｎ研削砥石は、最大寸法１．０μｍ以上の微結晶から主
として成る窒化珪素質研磨材を含むｃＢＮ研削砥石（比
較例１）と比較して研削比が約３．０倍であり、消費電
力は低く、平均面粗さは同程度である等、優れた研削性
能を示した。

【００６９】

【発明の効果】焼結した最大寸法１．０μｍ以下の微結
晶から主として成る窒化珪素質焼結研磨材と超砥粒研磨
材とを組み合わせた研摩材を用いる請求項１〜６に記載
の本発明の研削砥石により、以下の基本的な効果を奏す
ることができる。

【００７０】集中度の低い研削砥石、例えば集中度１
５０以下、砥粒率が３７．５Ｖｏｌ％以下の研削砥石の
場合であっても、その研削性能を飛躍的に高める事がで
きるようになった。このように研削性能を著しく低下さ
せることなしに砥石における超砥粒の砥粒率を低下させ
ることができるので、価格が安く、専用の研削盤は必須
でなく、ドレス条件も難しくない。この結果、研削比は
高いものの、「専用の研削盤が必要である」、「ドレス
条件が難しい」及び「価格が高い」などの問題点を有す
る高集中度ビトリファイドｃＢＮ砥石にも代わり得る事
ができる大変有望なビトリファイドｃＢＮ砥石である。

【００７１】また、窒化珪素質焼結研磨材と超砥粒研
磨材の保持力が大きいと共に、鉄を加工する時でも鉄と
反応しないので、長期間使用することができる。さらに、砥石自体の強度が大きいので高周速度用の砥
石としても使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例のビトリファイドセ
グメントチップ砥石の斜視図である。

【図２】図２は、本発明の一実施例の研削試験用砥石の
斜視図である。

【符号の説明】

１…砥石部２…ベース基材２０…回転軸用穴２２…ベース円板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超砥粒研磨材と窒化珪素質焼結研磨材を研
磨材として含み、前記窒化珪素質焼結研磨材は最大寸法
１．０μｍ以下の微結晶から主として成ることを特徴と
する研削砥石。
【請求項２】前記窒化珪素質焼結研磨材は加圧焼結によ
って製造された研磨材であることを特徴とする請求項１
に記載の研削砥石。
【請求項３】前記窒化珪素質焼結研磨材は、アルミナ、
希土類酸化物（イットリアを包含する）を構成成分とす
る粒界相を有し、窒化珪素含有量８０重量％以上、最大
寸法１．０μｍ以下で、かつ、平均結晶粒径０．２〜
１．０μｍ、相対密度９０％以上、及び硬度１８ＧＰａ
以上の特徴を有する焼結粒であることを特徴とする請求
項１〜２のいずれかに記載の研削砥石。
【請求項４】研磨材と研磨材を結合する結合剤がビトリ
ファイド質であることを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載の研削砥石。
【請求項５】全研磨材における窒化珪素質焼結研磨材の
含有割合が１０〜９０重量％であることを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載の研削砥石。
【請求項６】研削砥石における超砥粒研磨材の砥粒率が
３７．５体積％以下であることを特徴とする請求項１〜
５のいずれかに記載の研削砥石。