JPH11226876A

JPH11226876A - ステンレス鋼丸パイプ研磨用砥石

Info

Publication number: JPH11226876A
Application number: JP3023598A
Authority: JP
Inventors: Koji Enoki; 幸司榎; Shinobu Kano; 忍狩野; Kazunari Nakamoto; 一成中本
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【目的】砥石消耗量を少なくし、ステンレス鋼丸パイ
プを良好な表面品質に研磨仕上げする。【構成】最終仕上げ表面粗さがＲ_y ＜２．０μｍとな
るようにステンレス鋼丸パイプの研磨に使用される研磨
用砥石であって、ＪＩＳＲ６２４０の硬度規定でＰ〜
Ｔの硬度をもつ結合剤で粒度＃８０〜８００の砥粒をレ
ジンボンドしている。【効果】結合剤硬度を高くすることにより、丸パイプ
研磨時の砥石消耗量が少なくなり、研磨コストを低減で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低コストで能率良くス
テンレス鋼丸パイプを研磨する研磨砥石に関する。な
お、本明細書でいう「丸パイプ」は、真円状断面をもつ
ものの外に、オーバル状，卵状，半円状，甲丸状等の丸
みのある曲面をもつパイプを包含させた意味で使用す
る。

【０００２】

【従来の技術】装飾用のステンレス鋼丸パイプは、造管
後に研磨仕上げが施されて出荷されている。研磨される
ステンレス鋼丸パイプは、疵取り，粗研磨工程を経た
後、仕上げ研磨，光沢研磨される。粗研磨や仕上げ研磨
では、研磨ベルト，フラップホイール等が研磨工具とし
て使用されている。研磨ベルトは、パイプ表面を倣って
研磨する追従性があり、研磨力も高いが、砥粒の脱落に
起因する研磨力の低下が短時間に生じるため研磨力や研
磨面の品質が劣化し、品質安定性に欠ける。また、スク
ラッチ等の欠陥が研磨面に発生し易い。他方、フラップ
ホイールは、叩く作用が強いため基材先端部が引きちぎ
られて消耗し、連続研磨時に研磨力が経時変化し、パイ
プ表面に深いスクラッチ疵等が発生し易い。更に、研磨
ベルトやフラップホイールは、紙や布を基材とするた
め、高い研磨圧力をパイプ表面に付与できないため研磨
能力が低い。その結果、研磨に多大な工数を必要とし、
研磨コストの上昇を招く原因となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高い研磨能力は、砥石
研磨で得られる。一般にステンレス鋼板等に対する砥石
研磨には、レジンボンド砥石を用いたカップ型研磨が採
用されている。曲率表面をもたない鋼板，角材，角管等
の被加工材の研磨に際しては、砥石の研磨作用面積に応
じて研磨抵抗がかなり大きいため、ＪＩＳＲ６２４０
でＤ〜Ｈと低い結合剤硬度のレジンボンド砥石が使用さ
れている。なお、ＪＩＳＲ６２４０で規定される結合
剤硬度は、大越式結合度試験法による二股ビットの喰込
み深さを測定し、喰込み深さが最も低いＡから最も高い
Ｚまでの２６段階に区分した結合度記号で表示してい
る。低い結合剤硬度は、脱落砥粒及び研磨屑の排出性が
悪いことに起因する目詰りを防止する上でも有効である
とされており、結合剤硬度が高い砥石をステンレス鋼板
の研磨に使用することは検討対象外とされている。しか
し、ステンレス鋼板等の研磨に好適とされているレジン
ボンド砥石の砥粒粒度範囲＃８０〜８００において結合
剤硬度をＤ〜Ｈの範囲で選択し、ステンレス鋼丸パイプ
を研磨したところ、鋼板，角材，角管等の研磨に比較し
て砥石消耗率が非常に高いものであった。本発明は、こ
のような問題を解消すべく案出されたものであり、ステ
ンレス鋼丸パイプ特有の研磨砥石との接触関係を考慮し
て結合剤硬度及び砥粒粒度を選択することにより、砥石
消耗率を大幅に低下させ、研削比の優れた研磨用砥石を
提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のステンレス鋼丸
パイプ研磨用砥石は、その目的を達成するため、最終仕
上げ表面粗さがＲ_y ＜２．０μｍとなるようにステンレ
ス鋼丸パイプの研磨に使用される研磨用砥石であって、
ＪＩＳＲ６２４０の硬度規定でＰ〜Ｔの硬度をもつ結
合剤で粒度＃８０〜８００の砥粒をレジンボンドしたこ
とを特徴とする。砥粒には、ホワイトアランダム，グリ
ーンカーボランダム，アランダム等の材質が使用され、
平均粒径１８〜１５０μｍの範囲で目標表面粗さに応じ
て砥粒粒度が選定される。結合剤としては、Ｐ〜Ｔの硬
度である限り材質に制約を受けるものではないが、具体
的には熱硬化性フェノール樹脂，ベークライト樹脂等が
使用される。

【０００５】

【作用】レジンボンド砥石の砥粒を結合する結合剤の硬
度は一般的に砥粒の把握力，砥粒の自生作用に大きな影
響を及ぼす。結合剤硬度が高いほど、砥粒把握力が強く
自生作用が少なくなる傾向にある。曲率表面をもたない
鋼板等の被加工材をカップ型砥石で研磨する場合、砥石
の研磨作用面の面積が大きいため、砥粒が脱落しても結
合剤に保持され易く、また脱落した砥粒が遊離砥粒とし
て研磨作用に寄与している。しかも、遊離砥粒により結
合剤の消耗が抑制されている。このようなことから、結
合剤硬度の低い研磨砥石であっても消耗が大きくなく、
被加工材を研磨することが可能となる。他方、ステンレ
ス鋼丸パイプのように曲率表面をもつ被加工材では、研
磨砥石との接触状態が基本的に異なる。たとえば、カッ
プ型研磨での研磨作用領域は鋼板に対しては面状である
が、研磨作用面積の非常に小さい線状で丸パイプが研磨
されていると考えられる。しかも、脱落した砥粒を保持
する結合剤の有する領域が少ないため、絶えず消耗が進
行し、自生作用が高くなると考えられる。更に、丸パイ
プを回転させながら研磨することから、被研磨材の新し
い領域が絶えず出現しており、脱落砥粒や切り屑の排出
性が非常に高いことと相俟つて、目詰りが非常に発生し
難いと考えられる。このような前提に基づくと、従来に
比較して結合剤硬度の高い研磨砥石を丸パイプの研磨に
使用可能なことが予想される。

【０００６】そこで、本発明者等は、高い硬度をもつ結
合剤で砥粒を結合したレジンボンド砥石をステンレス鋼
丸パイプの研磨に使用し、砥石消耗，研磨面等に及ぼす
結合強度の影響を調査した。その結果、従来の研磨砥石
に比較して結合剤硬度がＰ〜Ｔと非常に高い研磨砥石を
使用すると、消耗率が大幅に低下し、研削比を高くでき
ることが判った。すなわち、結合剤硬度が高くなるに従
って砥粒把持力が強く、自生作用が少なくなるため、研
磨砥石の消耗が少なくなり、鋼板，角材，角管等の研磨
ではみられなかった大幅な研削比の向上が図られる。通
常、研磨前のステンレス丸パイプや鋼板の表面には、成
形途上又は取扱い上での疵等が存在しており、おおむね
Ｒ_y ２０μｍ程度の疵が多い。この疵を効率よく除去す
るためには、＃８０の砥粒粒度が適用下限と考えられ
る。砥粒粒度の番手を＃８０より更に下げる（粒度を大
きくする）ことは、却って表面を荒らすことになり、後
研磨に過大な負担がかかる。また、鏡面，準鏡面の品質
を効率的に得るためには、砥石研磨で得られる光沢研磨
前の下地表面粗さとして０．２μｍ未満が望まれてお
り、このことから砥石研磨での最終仕上げ表面粗さがＲ
_y ＜２．０μｍに設定される。そして、Ｒ_y ＜２．０μ
ｍの表面粗さが得られる砥石粒度は、＃８００が上限で
ある。このようなことから、本発明では、砥粒粒度を＃
８０〜８００に規定した。

【０００７】

【実施例】実施例１：研磨装置としては、図１に示すよ
うに空圧制御機構を備えた研磨ヘッドをもつ研磨装置を
使用して、丸パイプの研磨における結合剤硬度の影響を
調査した。なお、図１の研磨装置は定圧研磨用である
が、本発明はこれに拘束されることなく定寸切込み機構
を備えた研磨装置に対しても同様に適用される。この研
磨ヘッドは、有機結合剤で砥粒を結合したディスク状の
研磨砥石１を金属台座２に固着している。金属台座２
は、研磨砥石１と同じディスク形状をもち、反対面に回
転軸３が垂直に固着されている。回転軸３は、駆動軸を
介して空圧シリンダ４に連結されている。空圧シリンダ
４にはコンプレッサ（図示せず）につながる給気管５が
接続されており、給気管５にレギュレータ６が設けられ
ている。研磨用砥石１としては、＃８０，＃２２０，＃
４００，＃８００の４種類の砥粒粒度をもち、外径１５
０ｍｍ，孔径５０ｍｍ，厚み５０ｍｍのレジンボンド砥
石を使用した。レジンボンド砥石を、厚み５ｍｍのゴム
板を介して金属台座２に固着した。

【０００８】最大表面粗さがＲ_y ２０μｍで外径５０．
８ｍｍ，肉厚１．５ｍｍ，長さ５００ｍｍのＳＵＳ３０
４ステンレス鋼丸パイプを供試材とし、砥石移動速度４
ｍ／分，砥石回転速度１０００ｒｐｍ，パイプ回転速度
５００ｒｐｍの条件下でステンレス鋼丸パイプを研磨し
た。なお、研磨圧力は、空圧制御によって空圧荷重３０
ｋｇｆに設定した。また、比較材として、最大表面粗さ
がＲ_y ２０μｍで幅１５０ｍｍ，長さ１５０ｍｍ，板厚
２ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼板を同じ条件下で研
磨した。各結合剤硬度ごとに、（被研磨材の除去体積）
／（砥石消耗体積）で定義される研削比Ｇを測定し、砥
石消耗量を主たる指標とすることから研削比Ｇの逆数
Ｇ’（単位除去体積当りの砥石消耗量）を求めた。表１
の調査結果にみられるように、丸パイプと鋼板とでは砥
石消耗量に及ぼす結合剤硬度の影響が異なり、研磨時の
研磨作用に差があることが推察される。

【０００９】丸パイプ研磨について、結合剤硬度と砥石
消耗量Ｇ’との関係を図２にグラフ化した。図２は、何
れの砥粒粒度においても結合剤硬度がＰ〜Ｔの範囲にあ
るとき、砥石消耗量がＧ’＜４．０以下になることが示
している。板研磨では表１に示すように砥石消耗量が
Ｇ’≒４．０程度であることから、Ｇ’＝４．０を基準
にすると結合剤硬度Ｐ〜Ｔが最適範囲であることが判
る。砥石消耗量Ｇ’は、結合剤硬度ＯとＰとの間で急激
に低下している。これは、結合剤硬度をＰ以上にするこ
とにより、被研磨材の除去と砥石消耗量Ｇ’との間でバ
ランスが採れる安定領域に入ったものと推察される。他
方、高硬度側のＴとＵとの間では、砥石消耗量Ｇ’が急
激に大きくなっている。この砥石消耗量Ｇ’の急峻な立
上りは、結合剤硬度がＴを超えると適正な研磨が施され
ず、砥石消耗量Ｇ’に比較して被研磨材の除去量が異常
に小さくなったことを示す。

【００１０】

【００１１】実施例２：実施例１で砥石消耗量Ｇ’が最
も小さい値を示した結合剤硬度を選択したレジンボンド
砥石＃８０Ｓ，＃２２０Ｒ，＃４００Ｒ，＃８００Ｐを
用い、表２に示す工程１〜４の一連の研磨を行った。比
較のため、従来設定していた砥石結合剤硬度をもつレジ
ンボンド砥石を用い、各工程１パスずつ合計４パスで研
磨した。研磨された各丸パイプの最終仕上げ表面粗さを
測定し、測定結果を表２に対比して示す。表２にみられ
るように、結合剤硬度が本発明で規定した範囲にあるレ
ジンボンド砥石を使用した研磨では、砥石消耗量Ｇ’が
従来の砥石の半分以下になっており、板研磨時の砥石消
耗量Ｇ’より小さくなっている。すなわち、本発明に従
った研磨砥石では、砥石消耗量Ｇ’が少なくて高い研磨
除去率が得られ、所望の表面品質をもつ研磨材が効果的
に得られることが確認された。

【００１２】

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の研磨用
砥石は、従来に比較して結合剤硬度が非常に高いＪＩＳ
Ｒ６２４０でＰ〜Ｔの範囲に設定した結合剤で砥粒を
結合していることにより、砥石消耗量を大幅に下げるこ
とができ、高い研削比で丸パイプが良好な表面に研磨仕
上げされる。そのため、研磨に要するコストが節減さ
れ、高能率の研磨が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で使用した研磨装置の研磨ヘッド

【図２】結合剤硬度が砥石消耗量に及ぼす影響を表し
たグラフ

【符号の説明】１：砥石研磨２：金属台座３：回転軸４：
空圧シリンダ５：給気管６：レギュレータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】最終仕上げ表面粗さがＲ_y ＜２．０μｍ
となるようにステンレス鋼丸パイプの研磨に使用される
研磨用砥石であって、ＪＩＳＲ６２４０の硬度規定で
Ｐ〜Ｔの硬度をもつ結合剤で粒度＃８０〜８００の砥粒
をレジンボンドしたステンレス鋼丸パイプ研磨用砥石。