JPS61100374A - 研削工具 - Google Patents

研削工具

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JPS61100374A
JPS61100374A JP22268684A JP22268684A JPS61100374A JP S61100374 A JPS61100374 A JP S61100374A JP 22268684 A JP22268684 A JP 22268684A JP 22268684 A JP22268684 A JP 22268684A JP S61100374 A JPS61100374 A JP S61100374A
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grinding
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boron nitride
bond
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Kunio Takahashi
邦夫 高橋
Yasuhisa Sekiya
泰久 関谷
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Toyoda Van Moppes Ltd
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Toyoda Van Moppes Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • B24D3/342Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties incorporated in the bonding agent
    • B24D3/344Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties incorporated in the bonding agent the bonding agent being organic
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B17/00Guiding record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor
    • G11B17/32Maintaining desired spacing between record carrier and head, e.g. by fluid-dynamic spacing
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20Driving; Starting; Stopping; Control thereof

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、最も硬い研磨材とされているダイヤモンドま
たは立方晶窒化ホウ素の超砥粒を備えた樹脂結合(レジ
ンボンド)研削工具に関するものである。
〔従来技術〕
ダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素を研磨材とする、いわ
ゆる超砥粒研削工具は、各種セラミックス、FRP、F
RM等の新素材、炭化タングステン、高速度鋼、ダイス
鋼、千pド鋳物の研削用として定着しており、中でもレ
ジンボンド超砥粒研削工具は、メタルボンドやビトリフ
ァイドボンドに比べて安価かつ製品性能のバラツキなく
安定的に製造でき、また使用機械剛性や研削条件に対す
る制約も比較的少なく、使いやすいため最も多く使用さ
れている。
しかしながらレジンポンド超砥粒研削工具は、一般的に
七の樹脂結合剤が耐熱性および抗摩耗性に弱いため、研
削能率を大幅に改良することが至難とされていた。即ち
、研削工具の切込み量を多くしていくと、主として結合
剤部と被工作物の摩擦熱のために樹脂が軟化し、かつ切
屑によって樹脂部が激しく摩耗して超砥粒の保持力を失
うため、高価な砥石の寿命を急減させるに至るためであ
る。
レジンポンド超砥粒工具の研削性能改良のためなされて
きた従来の主な対策に次のようなものがある。
(1)樹脂結合剤中へ抗摩耗不活性充填剤として炭化ケ
イ素、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素等の粉末を含有
させる。
この方式は従来最も標準的なフェノ−/L’樹脂結合砥
石に採用されているものであるが、これ等抗摩耗充填剤
の結合剤中における含有iを30容量%以上に高めてそ
の抗摩耗特性、即ち砥石寿命を向上させるに従って結合
剤部の被研削物との摩擦が大きくなるため、砥石の切れ
味が劣下し、被研削面に焼付けやクラックを発生させて
しまう。
(2)樹脂結合剤中へ黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化
タングステン、六方晶窒化ホウ素、ポリテトラフルオロ
エチレン等の無機あるいは有機性の固体膜形成潤滑剤を
5〜b せる(特公昭5ニ一39398号、特公昭53−895
0号)。
しかしながらこの対策は、結合剤の抗摩耗特性に関して
は改良効果があまり期待できない。
(3)  発生研削熱を効率よく逃がすために鰍扮砕さ
れた銀、銅または低融点金属粉末を結合剤中に含有させ
てその熱伝導性全改良する(特公昭49−4555’7
号、特公昭51−39398号、特公昭51−3819
2号、特公昭55−114’74号、米国特杵第2.2
58.’? ’74号)。
(4)結合剤中へ10〜60容量%、好まし、くは30
〜50容!96の漱粉砕された銀または銅、および5〜
30#量%、好ましくは10〜20容量%の固体膜形成
潤滑剤の両者を含有させることによって主として耐熱性
を改良する(特公昭51−39398号)。
上記(3)、(4)の単段はいずれも主として工具の乾
式研削性能を改良することを目的としている。
従って湿式研削について要求されるもう一つの重要要因
である結合剤の抗摩耗対策についてはほとんど考置けな
されておらず、湿式高能率研    1削用としては必
ずしも最適のものとは言えない。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、湿式高能
率研削において砥石寿命や砥石切れ味等の研削性能を大
幅に改善して上記の問題点を解決する超砥粒研削工具を
提供することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段および作用効果〕本発明
の研削工具はダイヤモンド粒子または立方晶窒化ホウ素
の超砥粒を研磨材として備え、有機重合体を基材とする
結合剤中には抗岸耗不活性充填剤たる粒径5oμ以下の
炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、二酸化ケイ素の
1種または2種以上を20〜35容量%、固体膜形成潤
滑剤たる二硫化タングステン、六方晶窒化ホウ素の1種
または双方を3〜15容iit*を含有する。
本発明は無機または有機の固体膜形成潤滑剤中から特定
の潤滑剤を選択し、また抗摩耗不活性充填剤から特定の
充填剤を選択し、かつこれ等潤滑剤および充填剤を特定
の含有割合とすることで、これ等の相乗効果によシ結合
剤部の抗摩耗特性とともに耐熱性を大きく向上せしめ、
もって湿式高能率研削性能を大幅に改良するものである
。また本発明の研削工具は砥石形状、用途両面における
すぐれた汎用性を有し、なおかつ既存の設備と技能をも
ってしても経済的に安定した品質を保証しつつ製造し得
るものである。
二硫化タングステンおよび六方晶窒化ホウ素は高温高圧
下においても多くの固体膜形成潤滑剤のうちで最もすぐ
れた潤滑性を発揮し、少量で高能率研削時の超砥粒砥石
と被研削物間の摩擦発熱を抑えて樹脂結合剤の軟化や切
屑の凝着による切れ味の劣下全最小限に食い止める作用
をなす。
また炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニアおよび二酸化
タングステンは各種金属粉末に比べてはるかに少量の充
填によって樹脂結合剤の抗摩耗特性を大幅に改良して切
屑等による損耗、これに基因する(iff磨材の脱落を
防止する。
なお、結合剤中に含有せしめる充填剤たる上配置体膜形
成潤滑剤および抗厚耗不活性充填剤の各々の量が上記範
囲の下限よりも少くなると両者による相乗効果が充分に
発揮されず、一方、上限を越えるとその分、結合剤の基
材たる有機重合体の蛍が少くなって超砥粒研磨材の保持
力が湿式高能率研削をするに不充分となる。
〔実施例1〕 フェノール樹脂結合剤中の充*MJの種類および含有量
を変化させた同一形状(14Al型、直径150fi−
幅4鴎)の立方晶窒化ホウ素砥石を製作し、高速度*(
硬度HRC66−68のSKH57)を同一の研削(切
込み0.1簡/pass、−7−ブルトラパース速度6
 s / mi、n。
砥石周速2 s、 3 m / sec、水溶性クーラ
ント使用)で湿式平面研削して、その研削性能を主とし
て砥石寿命(研削比、GR=研削された高速度鋼の容量
/摩耗した砥石の容量)および同一所定量研削後の砥石
の切れ味(研削所要人力電流値、アンペアA)について
実測比軟した結果を謁1表および第2表に示す。使用し
た研磨材の立方晶窒化ホウ素の種類はすべて同一で、6
0重量%のニッケルで被償され、その粒度は井140、
/170(未被m)であり、かつ七の含有量はすべて2
0キヤラツトである。
なお、上記研削条件(切込みO,l m/ pass)
は高速度鋼の通常の研削条件(切込みQ、Q、gm/ 
pa8s )に比べ数倍高能率である。
表において砥石Ale  2*  3*  4s  5
s  6+7.8が本発明品であシ、池は比較材である
またWJ1表中、BNは六方晶窒化ホウ素であシ、TF
Eはポリテトラ7       〃オロコロ 第      2      表 第1表における砥石誉号應10の砥石は平均粒径20μ
の炭化ケイ素(Si、C)を結合剤に30容量%含有す
る最も標準的な砥石である。第2表における*GRおよ
び%Aは標準対照砥石(&10)に対比したときの%で
ある。
$2表から明かなように炭化ケイ素(抗摩耗充填剤)、
二硫化タングステン(WSり(固体膜形成潤滑剤)とも
に単独で含有されるかぎり、たとえその容量%を変化さ
せても著しい効?   +3 果は発揮されない(砥石番号AS−A S)。
また、抗摩耗充填剤と固体膜形成潤滑剤とを組合せても
これ等の種類を適切に選択しないかぎシ、著しい効果は
発揮されない(砥石番号屋3〜黒19)。
上記両充填剤を本発明によシ適正な比率で組合せること
Kよシはじめて相乗効果によって標準対照砥石に比して
性能を大幅に改良すること促よイ3         
           −             
      (A  I  O)7の2種類の砥石につ
いて切込み量を変えて高速度鋼の湿式平面研削を行い、
切込み量と牽欄凄研削抵抗の関係をしらべた結果を示す
。他の研削条件は上記の条件と同じである。切込み量が
大きい高能率研削時の切れ味において本発明品は極めて
すぐれていることがわかる。
〔実施例2〕 第3表は本発明品(煮2勺と標準対照砥石(A10勺と
の乾式平面研削(クーラントを使用せず、他の条件は上
記と同じ)における研削性能を比較したものである。
WI3表 砥石番号JFfa 2’、&10’は上記第1表の砥石
番号A2、黒10の立方晶窒化ホウ素の粒度のみを井1
70/200へ変更し、その他の砥石組成は&2、&1
0と同一である。
本発明品は従来の標準砥石に比べて砥石寿命、切れ味と
もに2倍以上の性能を発揮する。
〔実施例3〕 超砥粒研磨材として56重景%ニッケルで被覆されたダ
イヤモンドを採用し、その他の砥石組成、即ち結合剤の
種類、結合剤中の充填剤の組合せおよび含有量はすべて
第1表の砥石A2と同一条件とした本発明品による窒化
ケイ素セラミックの高能率研削性能をしらべた。砥石仕
様はダイヤモンドの粒度井140、集中度85、フェノ
ール樹脂結合剤とした。
その結果、砥石寿命(研削比GR)985、研削能率1
5. Q 篇−/ mt・SeCであった。なお研削能
率はダイヤモンド砥石の単位幅(1tHL)、単位時間
(l 5ec)当勺の被研削セラミックの容* (st
+s”) t 示ス。
本発明品と砥石仕様がほぼ同じの従来のレジンボンドダ
イヤモンド砥石の砥石寿命が100〜300程度、研削
性能が2.5〜6.5であるのに対し、大幅な性能向上
が実現される。
〔実施例4〕 第2図は、本発明品(井230ダイヤモンド、他は上記
黒2と同じ)および第1の比較材(井230ダイヤモン
ド、他は上記&10と同じ)、第2の比較材(井230
ダイヤモンド、他は上記煮12と同じ)につき切込み量
を変化せしめて窒化ケイ素セフミックの湿式平面研削を
行ない、切込み量と研削抵抗の関係t−突測、図示した
ものである。図において線C,D、Eはそれぞれ本発明
品、第1の比較材、第2の比較材に関する。
本発明品は切込み量が大きい高能率研削時の切れ味にお
いて、比較材に比べ特に顕著な効果を示す。
以上、各実施例に示すように本発明は結合剤中の充填剤
として、特定の固体膜形成潤滑剤と抗摩耗充填剤とを組
合せて両者の相乗効果を利用することにより、各種のセ
ラミックス、炭化ルド鋳物等、多種の被研削材料の主と
して湿式高能率研削性能を大幅に改良し、なおかつ乾式
研削にも対応できる汎用性の高い超砥粒研削工具を提供
するものである。
また、本発明の超砥粒研削工具は、従来の標準的レジン
ボンド超砥粒研削工具の製造設備および技能をそのまま
利用しながら製品性能のバラツキなく安定的かつ経済的
に製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ、本発明品と比較材の研
削性能に関する実験結果を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ダイヤモンド粒子または立方晶窒化ホウ素粒子の研磨材
    と、有機重合体を基材とする結合剤とからなる研削工具
    において、結合剤が炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニ
    ア、二酸化ケイ素の少くとも1種20〜35容量%、お
    よび二硫化タングステン、六方晶窒化ホウ素の少くとも
    1種3〜15容量%を充填剤として含有し、かつ充填剤
    の粒径が50μ以下である研削工具。
JP22268684A 1984-10-23 1984-10-23 研削工具 Granted JPS61100374A (ja)

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