JPH11285975A - 無機質中空体を含むビトリファイド砥石及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研削比が高く研削性能の良好な無機質中空体
含有ビトリファイド砥石を提供する。 【解決手段】 アルミナ中空体に糊材及び水を混合し攪
拌し第１ａ混合体を調製し、第１ａ混合体にビトリファ
イド結合材の一部及び糊材を混合し攪拌して第１混合体
を調製し、第１混合体に一般砥粒を混合し攪拌して第２
混合体を調製し、第２混合体に糊材及び水を混合し攪拌
して第３ａ混合体を調製し、第３ａ混合体にビトリファ
イド結合材の他部及び糊材を混合し攪拌して第３混合体
を調製し、第３混合体を成形して焼成する。一般砥粒と
してアルミナ質砥粒及び炭化けい素質砥粒のうちの少な
くとも一方を用いる。第３混合体は、アルミナ中空体１
００重量部に対して、一般砥粒２０〜１００重量部、ビ
トリファイド結合材１０〜２０重量部、糊材３〜６重量
部及び水１〜３重量部を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研削砥石の技術分
野に属するものであり、特に無機質中空体を含むビトリ
ファイド砥石及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ビトリファイド砥石中に中空気孔を形成する１つの手法
として、砥粒とは別にアルミナやコランダムなどの球ま
たはこれに類する形状の無機質中空体を配合し、これら
をビトリファイド結合材で結合することがなされてい
る。このようなビトリファイド砥石は、例えば特公昭３
７−８６９５号公報や特開昭６２−２５１０７７号公報
に記載されている。

【０００３】このような無機質中空体含有ビトリファイ
ド砥石は、製造上においてはプレス成形及び焼成の工程
を経ても所要の中空気孔が維持されるため気孔率が容易
に制御できるという利点があり、また研削性能の点では
研削時に無機質中空体が適度に破壊せしめられること
で、自生発刃が良好になされるという利点がある。

【０００４】しかるに、従来の以上のような無機質中空
体含有ビトリファイド砥石は、研削加工中に無機質中空
体が脱落する頻度がかなり高く、切れ味は良好である
が、研削比（被研削物の研削量と砥石の減耗量との比）
が十分には高くないという難点のあることが判明した。

【０００５】そこで、本発明は、以上のような従来技術
の問題点を解決して、研削比が高く研削性能の良好な無
機質中空体含有ビトリファイド砥石を提供することを目
的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、アルミナ中空体と一般
砥粒とをビトリファイド結合材により結合してなるビト
リファイド砥石を製造する方法であって、前記アルミナ
中空体に前記ビトリファイド結合材のうちの一部及び糊
材を混合し攪拌して第１混合体を調製する第１工程、前
記第１混合体に前記一般砥粒を混合し攪拌して第２混合
体を調製する第２工程、前記第２混合体に前記ビトリフ
ァイド結合材のうちの他部及び糊材を混合し攪拌して第
３混合体を調製する第３工程、及び前記第３混合体を成
形して焼成する第４工程、を含むことを特徴とする、ビ
トリファイド砥石の製造方法、が提供される。

【０００７】本発明の一態様においては、前記第１工程
は、前記アルミナ中空体に糊材及び水を混合し攪拌して
第１ａ混合体を調製する第１ａ工程と、前記第１ａ混合
体に前記ビトリファイド結合材の一部及び糊材を混合し
攪拌して前記第１混合体を調製する第１ｂ工程とからな
り、前記第３工程は、前記第２混合体に糊材及び水を混
合し攪拌して第３ａ混合体を調製する第３ａ工程と、前
記第３ａ混合体に前記ビトリファイド結合材の他部及び
糊材を混合し攪拌して前記第３混合体を調製する第３ｂ
工程とからなる。

【０００８】本発明によれば、また、以上の如き目的を
達成するものとして、アルミナ中空体と一般砥粒とをビ
トリファイド結合材により結合してなるビトリファイド
砥石を製造する方法であって、前記アルミナ中空体に糊
材を混合し攪拌した後に、前記一般砥粒、前記ビトリフ
ァイド結合材及び糊材を混合し攪拌して成形用混合体を
調製し、該成形用混合体を成形して焼成することを特徴
とする、ビトリファイド砥石の製造方法、が提供され、
更に、アルミナ中空体と一般砥粒とをビトリファイド結
合材により結合してなるビトリファイド砥石を製造する
方法であって、前記アルミナ中空体に前記ビトリファイ
ド結合材の一部と糊材とを混合し攪拌した後に、前記一
般砥粒、前記ビトリファイド結合材の他部及び糊材を混
合し攪拌して成形用混合体を調製し、該成形用混合体を
成形して焼成することを特徴とする、ビトリファイド砥
石の製造方法、が提供される。

【０００９】以上のような発明の一態様においては、前
記一般砥粒としてアルミナ質砥粒及び炭化けい素質砥粒
のうちの少なくとも一方を用いる。

【００１０】以上のような発明の一態様においては、前
記第３混合体または前記成形用混合体は、前記アルミナ
中空体１００重量部に対して、前記一般砥粒２０〜１０
０重量部、前記ビトリファイド結合材１０〜２０重量
部、前記糊材３〜６重量部及び水１〜３重量部を含む。

【００１１】以上のような製造方法により得られたビト
リファイド砥石の一態様において、前記アルミナ中空体
は外径が１〜５ｍｍで膜厚が０．２〜０．３ｍｍであ
り、前記一般砥粒は粒径が０．０７〜０．３ｍｍであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は本発明による無機質中空体を含むビ
トリファイド砥石の製造方法の一実施形態を説明する工
程図である。

【００１４】第１工程では、アルミナ中空体にビトリフ
ァイド結合材のうちの一部及び糊材を混合し攪拌して第
１混合体を調製する。アルミナ中空体としては、例えば
外径１〜５ｍｍで膜厚が０．２〜０．３ｍｍのものを用
いることができる。また、糊材としては、ワックスエマ
ルジョン、デキストリン、リグニンその他公知の糊材を
用いることができる。ここで、球形以外の異方性アルミ
ナ中空体の場合の外径としては長径を採用する。

【００１５】第１工程は、第１ａ工程と第１ｂ工程とか
らなる。第１ａ工程では、上記アルミナ中空体１００重
量部に対して第１糊材（例えばワックスエマルジョン）
０．７５〜１．５重量部及び水０．５〜１．５重量部を
混合し攪拌して第１ａ混合体を調製する。また、第１ｂ
工程では、第１ａ混合体に対して平均粒径１０μｍ程度
のビトリファイド結合材５〜１０重量部及び第２糊材
（例えばデキストリン）０．７５〜１．５重量部を混合
し攪拌して第１混合体を調製する。以上の第１工程によ
り、アルミナ中空体に対して糊材が均等に付着し、この
糊材によりビトリファイド結合材が均等且つ強固に固着
した第１混合体が得られる。

【００１６】第２工程では、第１混合体に一般砥粒２０
〜１００重量部を混合し攪拌して第２混合体を調製す
る。一般砥粒としてはホワイトアランダム（ＷＡ）やア
ランダム（Ａ）などのアルミナ質砥粒やグリーンカーボ
ランダム（ＧＣ）やカーボランダム（Ｃ）などの炭化け
い素質砥粒を用いることができる。一般砥粒の粒度は、
例えば＃６０〜２２０（粒径０．０７〜０．３ｍｍにほ
ぼ対応）である。この第２工程により、アルミナ中空体
に均等に付着したビトリファイド結合材に対して一般砥
粒が均等に付着している第２混合体が得られる。

【００１７】第３工程では、第２混合体に更にビトリフ
ァイド結合材のうちの他部及び糊材を混合し攪拌して第
３混合体を調製する。

【００１８】第３工程は、第３ａ工程と第３ｂ工程とか
らなる。第３ａ工程では、上記第２混合体に対して第１
糊材（例えばワックスエマルジョン）０．７５〜１．５
重量部及び水０．５〜１．５重量部を混合し攪拌して第
３ａ混合体を調製する。また、第３ｂ工程では、第３ａ
混合体に対して上記ビトリファイド結合材５〜１０重量
部及び第２糊材（例えばデキストリン）０．７５〜１．
５重量部を混合し攪拌して第３混合体を調製する。以上
の第３工程により、アルミナ中空体に対して均等に付着
した糊材により均等且つ強固に固着した第１半量（厳密
に半分でなくともよく、例えば３５〜６５％であっても
よい）のビトリファイド結合材に対して一般砥粒が均等
に付着している形態に対して、更に均等に付着した糊材
により残りの第２半量のビトリファイド結合材が均等且
つ強固に固着した形態の第３混合体が得られる。

【００１９】第４工程では、第３混合体を所望形状に成
形して焼成する。成形は例えばプレスなどの常法により
行うことができ、焼成温度は例えば１２００〜１３００
℃である。

【００２０】以上により、アルミナ中空体含有ビトリフ
ァイド砥石が得られ、この砥石では、図２に示すよう
に、アルミナ中空体２の周囲に均等に固着したビトリフ
ァイド結合材４により一般砥粒６が均等に保持され、そ
して、ビトリファイド結合材によりアルミナ中空体２及
び一般砥粒６どうしが強固に結合せしめられている。
尚、図２において、符号８はアルミナ中空体２の内部以
外に形成された気孔を示す。

【００２１】このようにして得られたアルミナ中空体含
有ビトリファイド砥石は、アルミナ中空体２が強固に結
合保持せしめられているので、研削加工中にアルミナ中
空体２が脱落するよりはむしろ本来の作用である部分的
破壊に基づく切刃形成により徐々に減耗する傾向が著し
く高くなり、切れ味が良好である上に研削比が高くなり
研削性能は良好である。

【００２２】また、このアルミナ中空体含有ビトリファ
イド砥石は、研削抵抗が低いため、高い切込みが可能で
あり、発熱が少なく研削焼けが発生しにくく、研削精度
を向上させることができる。

【００２３】以上の説明では、第１工程が第１ａ工程と
第１ｂ工程とからなり、第３工程が第３ａ工程と第３ｂ
工程とからなっているが、第１ａ工程で混合する材料と
第１ｂ工程で混合する材料とを同時に混合した場合や第
３ａ工程で混合する材料と第３ｂ工程で混合する材料と
を同時に混合した場合にも類似の効果が得られる。

【００２４】更に、以上の説明では第４工程で第３混合
体を成形用混合体として用いているが、本発明では成形
工程に供する混合体として、（ａ）アルミナ中空体に糊
材を混合し攪拌した後に、一般砥粒、ビトリファイド結
合材及び糊材を混合し攪拌して得たもの、や（ｂ）アル
ミナ中空体にビトリファイド結合材の一部と糊材とを混
合し攪拌した後に、一般砥粒、ビトリファイド結合材の
他部及び糊材を混合し攪拌して得たもの、を用いること
も可能である。この場合にも、成形体を焼成することで
得られたビトリファイド砥石により、本発明で目的とす
る効果が得られる。

【００２５】以下に、本発明の実施例を示す。

【００２６】実施例１：以下のようにして、図１に示す
工程を行った。尚、アルミナ中空体として、外径２ｍｍ
のもの２０％と外径５ｍｍのもの８０％との混合体を用
いた。アルミナ中空体の膜厚は０．２〜０．３ｍｍであ
った。

【００２７】・第１ａ工程 アルミナ中空体１００重量部に対して第１糊材（ワック
スエマルジョン）０．７５重量部及び水０．７５重量部
を混合し攪拌して第１ａ混合体を調製した。

【００２８】・第１ｂ工程 第１ａ混合体に対して平均粒径１０μｍのビトリファイ
ド結合材（ＳｉＯ₂ ＝７０重量％；Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝１７重
量％；ＭｇＯ＝３重量％；その他１０重量％）５重量部
及び第２糊材（デキストリン）１．５重量部を混合し攪
拌して第１混合体を調製した。

【００２９】・第２工程 第１混合体に一般砥粒（ＷＡ＃１００：粒径１６０μ
ｍ）４０重量部を混合し攪拌して第２混合体を調製し
た。

【００３０】・第３ａ工程 第２混合体に第１糊材（ワックスエマルジョン）０．７
５重量部及び水０．７５重量部を混合し攪拌して第３ａ
混合体を調製した。

【００３１】・第３ｂ工程 第３ａ混合体に対して平均粒径１０μｍのビトリファイ
ド結合材（ＳｉＯ₂ ＝７０重量％；Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝１７重
量％；ＭｇＯ＝３重量％；その他１０重量％）５重量部
及び第２糊材（デキストリン）１．５重量部を混合し攪
拌して第３混合体を調製した。

【００３２】・第４工程 第３混合体をホイール形状にプレス成形して１２５０℃
で焼成した。

【００３３】実施例２：以下のようにして、図１に示す
工程を行った。尚、アルミナ中空体として、外径２ｍｍ
のもの２０％と外径５ｍｍのもの８０％との混合体を用
いた。アルミナ中空体の膜厚は０．２〜０．３ｍｍであ
った。

【００３４】・第１ａ工程 アルミナ中空体１００重量部に対して第１糊材（ワック
スエマルジョン）０．７５重量部及び水０．７５重量部
を混合し攪拌して第１ａ混合体を調製した。

【００３５】・第１ｂ工程 第１ａ混合体に対して平均粒径１０μｍのビトリファイ
ド結合材（ＳｉＯ₂ ＝６５重量％；Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝２１重
量％；ＣａＯ＝３重量％；その他１１重量％）６重量部
及び第２糊材（デキストリン）１．５重量部を混合し攪
拌して第１混合体を調製した。

【００３６】・第２工程 第１混合体に一般砥粒（ＧＣ＃８０：粒径２００μｍ）
３０重量部を混合し攪拌して第２混合体を調製した。

【００３７】・第３ａ工程 第２混合体に第１糊材（ワックスエマルジョン）０．７
５重量部及び水０．７５重量部を混合し攪拌して第３ａ
混合体を調製した。

【００３８】・第３ｂ工程 第３ａ混合体に対して平均粒径１０μｍのビトリファイ
ド結合材（ＳｉＯ₂ ＝６５重量％；Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝２１重
量％；ＣａＯ＝３重量％；その他１１重量％）６重量部
及び第２糊材（デキストリン）１．５重量部を混合し攪
拌して第３混合体を調製した。

【００３９】・第４工程 第３混合体をホイール形状にプレス成形して１２５０℃
で焼成した。

【００４０】比較例：実施例１で使用したアルミナ中空
体１００重量部に対して、実施例１で使用した一般砥粒
４０重量部、実施例１で使用したビトリファイド結合材
１０重量部、実施例１で使用した第１糊材１．５重量
部、実施例１で使用した第２糊材３．０重量部、水１．
５重量部を混合し攪拌して混合体を調製した。この混合
体を実施例１と同様にしてホイール形状にプレス成形し
焼成した。

【００４１】加工例：以上の実施例１、実施例２及び比
較例で得られたアルミナ中空体含有ビトリファイド砥石
を用いて、鋼材（ＳＫＤ１１ＨＲＣ６３）の表面を研削
加工した。取り代を０．３５ｍｍとし、テーブル送り速
度を１５ｍ／分とし、砥石の周速を２０００ｍ／分と
し、設定切込量を１パス当たり５μｍとして加工した。

【００４２】その結果、実際の切込量及び鋼材の加工後
の表面粗さは以下の表１の通りであった。また、研削比
は、比較例のものを１とした相対値で示すと以下の表１
の通りであった。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
研削比が高く研削性能の良好なアルミナ中空体含有ビト
リファイド砥石が提供される。しかも、この砥石は、研
削抵抗が低いため、高い切込みが可能であり、発熱が少
なく研削焼けが発生しにくく、高い研削精度での加工が
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による無機質中空体を含むビトリファイ
ド砥石の製造方法の一実施形態を説明する工程図であ
る。

【図２】本発明による無機質中空体を含むビトリファイ
ド砥石の一実施形態を示す模式図である。

【符号の説明】

２ アルミナ中空体 ４ ビトリファイド結合材 ６ 一般砥粒 ８ 気孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミナ中空体と一般砥粒とをビトリフ
   ァイド結合材により結合してなるビトリファイド砥石を
   製造する方法であって、 前記アルミナ中空体に前記ビトリファイド結合材のうち
   の一部及び糊材を混合し攪拌して第１混合体を調製する
   第１工程、 前記第１混合体に前記一般砥粒を混合し攪拌して第２混
   合体を調製する第２工程、 前記第２混合体に前記ビトリファイド結合材のうちの他
   部及び糊材を混合し攪拌して第３混合体を調製する第３
   工程、及び前記第３混合体を成形して焼成する第４工
   程、 を含むことを特徴とする、ビトリファイド砥石の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記第１工程は、前記アルミナ中空体に
   糊材及び水を混合し攪拌して第１ａ混合体を調製する第
   １ａ工程と、前記第１ａ混合体に前記ビトリファイド結
   合材の一部及び糊材を混合し攪拌して前記第１混合体を
   調製する第１ｂ工程とからなり、 前記第３工程は、前記第２混合体に糊材及び水を混合し
   攪拌して第３ａ混合体を調製する第３ａ工程と、前記第
   ３ａ混合体に前記ビトリファイド結合材の他部及び糊材
   を混合し攪拌して前記第３混合体を調製する第３ｂ工程
   とからなる、ことを特徴とする、請求項１に記載のビト
   リファイド砥石の製造方法。
3. 【請求項３】 アルミナ中空体と一般砥粒とをビトリフ
   ァイド結合材により結合してなるビトリファイド砥石を
   製造する方法であって、 前記アルミナ中空体に糊材を混合し攪拌した後に、前記
   一般砥粒、前記ビトリファイド結合材及び糊材を混合し
   攪拌して成形用混合体を調製し、該成形用混合体を成形
   して焼成することを特徴とする、ビトリファイド砥石の
   製造方法。
4. 【請求項４】 アルミナ中空体と一般砥粒とをビトリフ
   ァイド結合材により結合してなるビトリファイド砥石を
   製造する方法であって、 前記アルミナ中空体に前記ビトリファイド結合材の一部
   と糊材とを混合し攪拌した後に、前記一般砥粒、前記ビ
   トリファイド結合材の他部及び糊材を混合し攪拌して成
   形用混合体を調製し、該成形用混合体を成形して焼成す
   ることを特徴とする、ビトリファイド砥石の製造方法。
5. 【請求項５】 前記一般砥粒としてアルミナ質砥粒及び
   炭化けい素質砥粒のうちの少なくとも一方を用いること
   を特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のビトリ
   ファイド砥石の製造方法。
6. 【請求項６】 前記第３混合体または前記成形用混合体
   は、前記アルミナ中空体１００重量部に対して、前記一
   般砥粒２０〜１００重量部、前記ビトリファイド結合材
   １０〜２０重量部、前記糊材３〜６重量部及び水１〜３
   重量部を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれ
   かに記載のビトリファイド砥石の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の製造方
   法により得られたビトリファイド砥石。
8. 【請求項８】 前記アルミナ中空体は外径が１〜５ｍｍ
   で膜厚が０．２〜０．３ｍｍであり、前記一般砥粒は粒
   径が０．０７〜０．３ｍｍであることを特徴とする、請
   求項７に記載のビトリファイド砥石。