JPH11277439A - 混合砥粒超砥粒砥石 - Google Patents

混合砥粒超砥粒砥石

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JPH11277439A
JPH11277439A JP8746898A JP8746898A JPH11277439A JP H11277439 A JPH11277439 A JP H11277439A JP 8746898 A JP8746898 A JP 8746898A JP 8746898 A JP8746898 A JP 8746898A JP H11277439 A JPH11277439 A JP H11277439A
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JP
Japan
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abrasive
abrasive grains
abrasive grain
low
grain
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JP8746898A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Takeuchi
努 竹内
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Noritake Co Ltd
Noritake Diamond Industries Co Ltd
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Noritake Co Ltd
Noritake Diamond Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ボンドマトリックス中に破砕性の異なる
複数の砥粒を分散固定させた砥粒層を有する混合砥粒超
砥粒砥石であって、低破砕性砥粒と高破砕性砥粒の混合
比を50:50〜10:90の範囲とし、高破砕性砥粒
の砥粒保持力を100としたときに低破砕性砥粒の砥粒
保持力を60〜95の範囲として、高破砕性砥粒を低破
砕性砥粒よりも高保持力状態とした。 【効果】 高破砕性砥粒を低破砕性砥粒よりも高保持力
状態としたことによって、先に遊離した低破砕性砥粒が
高破砕性砥粒に衝突してドレッシング効果を発揮し、長
時間にわたってドレッシングなしで安定した切れ味を維
持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は超砥粒砥石、より詳
しくは、難削材や、そり、焼け、変形、割れ、カケが発
生し易い被削材の研磨や研削に好適に使用される超砥粒
砥石に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、超硬,セラミックス,サーメ
ット,フェライト,ガラスなどの研削・研磨用として、
ダイヤモンド砥粒を樹脂やメタルやビトリファイドなど
のボンドで固めた超砥粒砥石が研削・研磨用砥石として
使用されている。
【0003】このような超砥粒砥石には、切れ味に優
れ、しかもその切れ味が長期にわたって安定的に持続す
ることが要求される。ところが、ダイヤモンド砥粒にお
いても、研削作業の進行に伴い切れ味が低下する。その
主な原因として、研削作業によってダイヤモンド砥粒が
磨耗し鋭利さが失われることがあげられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この対策として、強靱
なダイヤモンド砥粒を使用し、磨耗速度を遅くして切れ
味の低下を抑制する方法がある。しかし、強靱なダイヤ
モンド砥粒は切刃角度が鈍角で破砕性も低いため、使用
初期から切れ味が悪く、破砕による新たな切刃の発生確
率も低い。逆に、高破砕性ダイヤモンド砥粒を使用する
と、使用初期の切れ味は良いが、砥粒の磨耗速度も速く
なり、切れ味が低下する。この時点で一部の砥粒は破砕
し切れ味が回復するが、難削材の研削加工やとくに優れ
た切れ味が必要とされる場合には切れ味がなお不十分で
ある。
【0005】本発明が解決すべき課題は、破砕性を異な
らせたダイヤモンド砥粒を使用することにより、磨耗の
抑制と切れ味の向上の両立をはかり、良好な切れ味を長
期間にわたって安定的に維持することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の混合砥粒超砥粒
砥石は、ボンドマトリックス中に破砕性を異ならせたダ
イヤモンド砥粒を分散固定させ、かつ前記ダイヤモンド
砥粒の破砕性に対応させて砥粒の保持力に差異を設け、
高破砕性とした砥粒を低破砕性とした砥粒よりも高保持
力状態としたことを特徴とする。
【0007】ここで、破砕性(Friability)
は、砥粒の脆弱さを示す指数であり、靭性あるいは衝撃
強度と逆の意味をもつ。この破砕性は、焼き入れをした
鋼製のカプセル中に、砥粒と鋼球とを入れ、一定振動数
で、一定振幅の振動を付加した後、一定の時間における
砥粒の粒度分布の変化を測定することにより求められる
ものである。
【0008】使用するボンドは特に限定されず、従来公
知の、メタルボンド、レジノイドボンド、ビトリファイ
ドボンドなどを使用することができ、本発明において
は、このボンド内に破砕性を異ならせたダイヤモンド砥
粒を分散固定する。分散の方法については、例えば、ボ
ンド材粉末と砥粒とを混合する工程において、それぞれ
の砥粒を混合し、これを、砥石形状に成形することによ
って達成できる。
【0009】ダイヤモンド砥粒の破砕性は、ダイヤモン
ド砥粒の合成条件を変化させることにより異なる破砕性
とすることができる。たとえば、合成時の触媒量を少な
くし長時間をかけて合成すると低破砕性砥粒となり、触
媒量を多くし短時間で合成すると高破砕性砥粒となる。
また、圧力や温度条件を変化させたり、微細砥粒を再合
成したりするなどして、破砕性を10〜70%の範囲で
変えたダイヤモンド砥粒を得ることができる。
【0010】また、砥粒保持力の差は、砥粒表面への金
属被覆の有無や被覆量、被覆金属の種類、砥粒表面への
離型剤塗布の有無、砥粒粒径の差、砥粒形状の差などに
よって調節することができる。たとえば、砥粒表面へN
iなどの金属を無電解メッキにより被覆することによっ
て、被覆しない砥粒にくらべ保持力を高めることができ
る。また、砥粒表面へシリコン、テフロン(ポリテトラ
フルオロエチレン)、カーボンなどの離型剤を塗布する
ことによりボンドとの接着性を低下させて、保持力を低
下させることができる。さらに、一般に大粒径砥粒は小
粒径砥粒よりも保持力は高く、また、複雑な形状の砥粒
は単純形状の砥粒に比べ、機械的なかみ合いによって砥
粒保持力に優れる。このような各手法を単独であるいは
組み合わせることによって、砥粒の保持力を調節するこ
とが可能となる。
【0011】この砥粒保持力の差を直接測定することは
困難であるので、本発明においては、砥粒保持力を間接
的に示す指標を用いて保持力の差を表すことにする。具
体的には、一定の研削条件で研削を行い、研削前後にお
ける砥粒の脱落程度を観察して、高破砕性ダイヤモンド
砥粒を使用したときの砥粒の脱落程度を基準とし、低破
砕性ダイヤモンド砥粒を使用したときの砥粒の脱落程度
をこの基準値と比較して、低破砕性ダイヤモンド砥粒の
砥粒保持力を高破砕性ダイヤモンド砥粒の砥粒保持力
(基準値100)に対する割合として表すことにする。
【0012】この砥粒保持力の差は、低破砕性ダイヤモ
ンド砥粒の保持力を高破砕性ダイヤモンド砥粒の保持力
の60〜95%の範囲とするのが望ましい。低破砕性ダ
イヤモンド砥粒の保持力が60%未満であると切れ味に
は優れるが寿命が短くなり、一方95%を越えると長寿
命とはなるが切れ味が悪くなる。
【0013】さらに、切れ味と寿命の点からは、高破砕
性ダイヤモンド砥粒と低破砕性ダイヤモンド砥粒の混合
比を50:50〜90:10の範囲とするのが望まし
い。低破砕性ダイヤモンド砥粒が10%未満であると高
破砕性ダイヤモンド砥粒の破砕確率が低く切れ味の向上
が小となり、また50%を越えると高破砕性ダイヤモン
ド砥粒の破砕確率が高くなり切れ味の向上は大である
が、高破砕性ダイヤモンド砥粒の砥粒数が少ないため寿
命が短くなる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下本発明の特徴を図面に示す実
施の形態に基づいて具体的に説明する。ここで、図1は
本発明の一実施の形態である超砥粒砥石の斜視図、図2
は同じく部分拡大図を示す。
【0015】図1、図2を参照して、11は円盤状の台
金で、この台金11の側面に砥粒層13が形成されてい
る。図2の拡大図に示すように、砥粒層13の内部は、
ボンドマトリックス15内に、高破砕性ダイヤモンド砥
粒17と低破砕性ダイヤモンド19が分散固定されてお
り、低破砕性ダイヤモンド砥粒19の砥粒保持力は、高
破砕性ダイヤモンド砥粒17の砥粒保持力の60%と
し、また、高破砕性ダイヤモンド砥粒17と低破砕性ダ
イヤモンド19の混合比を50:50としている。
【0016】図3はこの超砥粒砥石を用いた研削の状況
を示す説明図で、まず図3(a)に示すように、研削前
には砥粒層13の表面には、ほぼ同じ高さで、高破砕性
ダイヤモンド砥粒17と低破砕性ダイヤモンド砥粒19
とが突出しており、これらによって研削作業が行われ
る。研削が進むと、図3(b)に示すように、低砥粒保
持力状態の低破砕性ダイヤモンド砥粒19が高破砕性ダ
イヤモンド砥粒17よりも早く脱落して遊離状態とな
る。そして遊離した低破砕性ダイヤモンド砥粒19が高
破砕性ダイヤモンド砥粒17に衝突して破砕し、高破砕
性ダイヤモンド砥粒17をツルーイングやドレッシング
と同様に鋭利な状態に変化させることができる。
【0017】ここで、図4を参照して、高破砕性ダイヤ
モンド砥粒17と低破砕性ダイヤモンド砥粒19との間
に砥粒保持力の差が生じる機構について説明する。図4
は砥粒層13の拡大断面図である。本実施形態では、図
4に示すように、砥粒層13のボンドマトリックス15
内に、Niコートにより砥粒保持力を高めた高破砕性ダ
イヤモンド砥粒17と、Niコートなしの低破砕性ダイ
ヤモンド砥粒19を分散固定させている。高破砕性ダイ
ヤモンド砥粒17は、Ni層21が形成されているの
で、Ni層のない低破砕性ダイヤモンド砥粒19よりボ
ンドマトリックス15と強く接着し、この接着力の差に
より、高破砕性ダイヤモンド砥粒17と低破砕性ダイヤ
モンド砥粒19との間の砥粒保持力の差を発生させてい
る。このように、NiコートによりNi層21を形成し
た場合、Ni層21の存在とその表面の凹凸及び突起形
状により砥粒保持力を大幅に向上できるという特徴があ
る。
【0018】次に、図5を参照して、高破砕性ダイヤモ
ンド砥粒17と低破砕性ダイヤモンド砥粒19との間の
砥粒保持力の差を発生させる他の実施の形態について説
明する。
【0019】同図に示すように、砥粒層33のボンドマ
トリックス15内に分散固定されている高破砕性ダイヤ
モンド砥粒17および低破砕性ダイヤモンド砥粒19の
うち、低破砕性ダイヤモンド砥粒19は、その表面に予
めシリコンを塗布して離型剤層23を形成したものを使
用している。このため、ボンドマトリックス15との接
着力は、高破砕性ダイヤモンド砥粒17より離型剤層2
1を有する低破砕性ダイヤモンド砥粒19の方が弱い状
態にあり、この接着力の差により、高破砕性ダイヤモン
ド砥粒17と低破砕性ダイヤモンド砥粒19との間の砥
粒保持力の差を発生させている。本実施形態の超砥粒砥
石は、図4に示す超砥粒砥石と比較すると、高破砕性ダ
イヤモンド砥粒17にNi層を形成しなくても低破砕性
ダイヤモンド砥粒19との間に砥粒保持力の差をもたせ
ることができるので、研削時にNi層による切れ味の低
下が生じないという特徴がある。
【0020】なお、ダイヤモンド砥粒の表面に離型剤層
を形成するための物質としては、シリコンのほかにテフ
ロン(ポリテトラフルオロエチレン)、カーボンなどの
離型剤を使用することもできる。
【0021】
【実施例】本発明の超砥粒砥石の効果を確認するため、
ニッケルコートにより砥粒保持力を高めた高破砕性ダイ
ヤモンド砥粒とニッケルコートなしの低破砕性ダイヤモ
ンド砥粒を混合使用した本発明品と、ニッケルコートに
より砥粒保持力を高めた高破砕性ダイヤモンド砥粒のみ
を使用した比較品を用いて研削作業を行い切れ味の変化
を調査した。
【0022】〔研削条件〕 被削材:セラミックス製切削チップ 13.2×13.
2×5.2T mm 研削取り代:0.4T mm 研削機:平行平面ホーニング研削盤 砥石回転数:60rpm 1バッチの加工数:20個 砥石:寸法 350D ×45T ×145H ×100W
m ダイヤモンド砥粒の粒度 #270 結合剤 レジンボンド 集中度 100 砥粒の種類 本発明品(1);Niコート高破砕性砥粒
65%+コートなし低破砕性砥粒35% 本発明品(2);Niコート高破砕性砥粒90%+コー
トなし低破砕性砥粒10% 比較品(1) ;Niコート高破砕性砥粒100% 比較品(2) ;Niコート高破砕性砥粒40%+コー
トなし低破砕性砥粒60% 砥粒保持力指標 Niコート高破砕性砥粒;100 コートなし低破砕性砥粒; 60
【0023】研削結果を図6に示す。同図の横軸は加工
バッチ数を示し、縦軸は1回の加工バッチにおける加工
時間を示す。同図から明らかなように、1回の加工バッ
チにおける加工時間が300sec以内となる加工バッ
チ回数が、比較品(1)の砥石では9回であるのに対
し、本発明品(1)では19回、本発明品(2)では1
5回であり、本発明品の切れ味の良さが確認された。ま
た、比較品(2)の低破砕砥粒の割合が60%の砥石で
は、初期の切れ味は本発明品に比べよかったが、途中か
ら急激に劣化した。
【0024】以上のことから、破砕性を異ならせたダイ
ヤモンド砥粒を分散固定させ、かつ高破砕性ダイヤモン
ド砥粒の保持力を100とした場合、低破砕性ダイヤモ
ンド砥粒の保持力を60〜95の範囲とすることによ
り、砥石寿命を維持しつつ、良好な切れ味を持続できる
ことを確認できた。また、高破砕性ダイヤモンド砥粒と
低破砕性砥粒の混合比を50:50〜90:10の範囲
とすることにより、砥石寿命の低下を招くことなく、切
れ味の向上性を高水準に保つことができることを確認で
きた。
【0025】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
【0026】(1)破砕性を異ならせたダイヤモンド砥
粒を分散固定させ、かつ高破砕性としたダイヤモンド砥
粒を低破砕性としたダイヤモンド砥粒よりも高保持力状
態としたことによって、先に遊離した低破砕性ダイヤモ
ンド砥粒が高破砕性ダイヤモンド砥粒に衝突し、新たな
切刃を発生させてドレッシング効果を発揮し、長時間に
わたってドレッシングなしで安定した切れ味を維持する
ことができる。
【0027】(2)高破砕性ダイヤモンド砥粒の保持力
を100とした場合、低破砕性ダイヤモンド砥粒の保持
力を60〜95の範囲として保持力の差をもたせること
によって、砥石の寿命を維持しつつ良好な切れ味を持続
することができる。
【0028】(3)高破砕性ダイヤモンド砥粒と低破砕
性ダイヤモンド砥粒の混合比を50:50〜90:10
の範囲とすることによって、砥石寿命の低下を招くこと
なく、切れ味の向上性を高水準に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である超砥粒砥石の斜視
図である。
【図2】図1に示す超砥粒砥石の部分拡大図である。
【図3】図1に示す超砥粒砥石を用いた研削の状況を示
す説明図である。
【図4】図1に示す超砥粒砥石の砥粒層の拡大断面図で
ある。
【図5】他の実施形態である超砥粒砥石の砥粒層の拡大
断面図である。
【図6】研削実験における加工バッチ回数と加工時間の
関係を示すグラフである。
【符号の説明】
11 台金 13,33 砥粒層 15 ボンドマトリックス 17 高破砕性ダイヤモンド砥粒 19 低破砕性ダイヤモンド砥粒 21 Ni層 23 離型剤層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボンドマトリックス中に破砕性を異なら
    せたダイヤモンド砥粒を分散固定させ、かつ前記ダイヤ
    モンド砥粒の破砕性に対応させて砥粒の保持力に差異を
    設け、高破砕性とした砥粒を低破砕性とした砥粒よりも
    高保持力状態としたことを特徴とする混合砥粒超砥粒砥
    石。
  2. 【請求項2】 前記砥粒保持力の差異を、砥粒表面への
    金属被覆の有無、砥粒表面への離型剤塗布の有無、砥粒
    粒径の差、砥粒形状の差により達成していることを特徴
    とする請求項1記載の混合砥粒超砥粒砥石。
  3. 【請求項3】 前記高破砕性砥粒の保持力を100とし
    た場合、前記低破砕性砥粒の保持力を60〜95の範囲
    としたことを特徴とする請求項1,2記載の混合砥粒超
    砥粒砥石。
  4. 【請求項4】 前記高破砕性砥粒と前記低破砕性砥粒の
    混合比を50:50〜90:10の範囲としたことを特
    徴とする請求項1〜3記載の混合砥粒超砥粒砥石。
JP8746898A 1998-03-31 1998-03-31 混合砥粒超砥粒砥石 Pending JPH11277439A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003043784A1 (en) * 2001-11-19 2003-05-30 General Electric Company Mixture of abrasive particles with different toughness
JP2007203442A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Univ Kanagawa 金属被覆砥粒,金属被覆砥粒の製造方法,およびその金属被覆砥粒を使用した砥石
US9149912B2 (en) 2010-09-27 2015-10-06 Jtekt Corporation Cubic boron nitride grinding wheel

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WO2003043784A1 (en) * 2001-11-19 2003-05-30 General Electric Company Mixture of abrasive particles with different toughness
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Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031215