JPS61197163A - ピトリフアイド研摩砥石の製造法 - Google Patents

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） この発明は、ビトリファイド研摩砥石の製造法に関する
。更に詳しくは結合剤ガラス質相内に多数の研摩砥粒と
独立気泡の分散した状態のビトリファイド研摩砥石の製
造法に関する。

（従来の技術） 従来のビトリファイド研摩砥石の構成は、第２図に示す
ように砥石の主要構成成分である砥粒／間をビトリファ
イド結合剤量（主としてガラス質物質）で結び付けるこ
とによって砥石として必要な機械的強度を保持させると
共に希望する形状、寸法の砥石に仕上げられている。ま
た砥石に存在する気孔部分３はビ）　ＩＪソファド研摩
砥石で各種被削材を研摩した場合に生ずるけずり屑を作
業系外に排除させる機能を有する。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のような構造の、ビトリファイド研摩砥石において
は、砥粒量に対してあまり多量の結合剤を使用すると結
合剤部分２が増大し、これにつれて気孔部分３が次第に
減少し、遂には砥粒／と結合剤部分２のみの砥石、即ち
無気孔砥石になってしまう。

無気孔砥石では研摩作業にともなって生ずるけずり屑の
排除が進まず、このため被削材表面の汚染や、焼けの現
象が生ずる。逆にビトリファイド研摩砥石製造にあたっ
て、結合剤量を減らしていくと砥石内部の気孔は増加す
るが、その反面、砥石内部で砥粒間を結びつける結合剤
部分が減少するため、砥石の機械的強度は低下してしま
う。

したがって、従来のビトリファイド砥石製造方法を採用
するかぎり、砥粒に対する結合剤原料の配合比率には限
界があり、その限界は砥粒重量の１０〜３０　Ｘ程度と
されていた。そして、この配合比率を大きく逸脱した組
成をとるときは、得られた砥石の性質が不良となり、研
摩作業中に目詰りや、やけの現象を生じやすいものにな
る傾向が大きい。また、砥石製造面においてもいくつか
の難点が生じ、例えば粒径１００ｐｔｎ以下の細かい研
摩微粉を用いるビトリファイド砥石を製造しようとする
ときは焼成後の徐冷過程で砥石に亀裂の発生が生じやす
いなどの欠点が目立った。これは焼成後に砥粒と結合剤
の界面に、両者の熱膨張係数の差によって生ずるひずみ
、あるいは結合剤内部に生じた欠陥から生じるクラック
に起因するものである。こうした難点を解決し、砥粒保
持がすぐれ、しかも気孔率の大きいビ）　ＩＪソファド
研摩砥石の出現が待望されていた。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するため、この発明では細かい砥粒
と、結合剤原料としてけい酸塩鉱物粉末またはガラス粉
末を砥粒重量の７０％以上と、発泡剤として窒化ほう、
素、窒化けい素微粉末の１種又は２種以上を結合剤原料
重量の１〜ＩＯＸとを配合し、該配合物を十分に混合し
た後、結合剤原料が溶融してガラス化する温度以上に焼
成するビトリファイド研摩砥石の製造法を提案するもの
であり、この方法に従えば第１図に示すような結合剤ガ
ラス質相弘の中に砥粒／および独立気泡５が分散して存
在するビトリファイド研摩砥石が得られる。

ここで、細かい砥粒としては例えば平均粒径が１００μ
ｍ以下のものを使用する。

即ち、平均粒径がＺｏｏ／ｊ”以上の大きさになると、
第１図に示すような多泡質のビトリファイド砥石の形成
が著しく困難となり、更に砥粒が大きい場合は研削作業
にともなって生ずる被削材のけずり屑も大きくなるので
、砥石表面に散在する独立気泡Ｓに起因するくぼみでは
被削材けずり屑の排除が困難になる。

また結合剤原料としては長石等けい酸塩鉱物粉末または
ガラス粉末を使用し、これ等の結合剤原料は砥粒重量の
７０％以上配合する。

結合剤原料の配合風が７０％以下であると、結合剤ガラ
ス質相≠中に被剛材のけずり屑を作業系外に排除させる
だけの独立気泡Ｓを形成することができない。

また発泡剤として０ａＯＯＢ　、　ｙｉｆｏｏ、などに
代表される各種炭酸塩を使用した場合、Ｑ、ＯＱ、　、
　Ｍｆｏｏ。

など炭酸塩の発泡作用はそれら炭酸塩が加熱により熱分
解した際に生じる炭酸ガスに起因するものであるため、
結合剤原料の溶融温度と炭酸塩の熱分解温度が適合しな
いと結合剤ガラス質相内に独立気泡を残すことができな
いという使−１上の難点があり、使用できる砥石結合剤
の組成が大幅に制限される。

更に、Ｂ、０　、　ｓｓｏなどで代表される炭化物を発
泡剤として使用した場合、炭酸塩とは異なり、結合剤原
料の焼成による溶融物で侵蝕された炭化物が、侵蝕と共
に酸化反応を受けＣＯまたは００、ガスを生じ、これが
結合剤ガラス質相中に独立気泡を作る。しかし、前記炭
化物の微粉を実際に発泡剤として使用した場合、その発
泡作用の進行は急激に進み、結合剤ガラス質内に生ずる
気泡の大きさを均一に制御することが非常に困難である
。

これに対して、この発明において発泡剤として窒化ほう
素、窒化けい素を使用する場合は、焼成段階で徐々に酸
化された窒化ほう素、窒化けい素微粉が溶融した結合剤
ガラス質相に溶込む際にＮ、ガスなどを発生し、これに
より結合剤ガラス質中に気泡を形成する。

そして、この気泡は前記炭化物微粉を発泡剤に用いた場
合に比べて非常に緩やかに発泡作用−直進行し、砥石結
合剤中に比較的気泡径が揃った独立気泡を形成する。

以上の理由により、この発明においては発泡剤としては
窒化ほう素、窒化けい素の１種又は２種以上を使用し、
ここで窒化ほう素としては六方晶のＢＮ或いはこれを主
体とするものが好ま−しく、窒化けい素としてはβ型８
ｉｚＮ４或いはこれを主体とするものが好ましい。

また、発泡剤はその粒径が１０ｐｔｎ以下の微粉、好ま
しくは平均粒径が１〜２μｍの微粉を使用した場合に良
好な発泡作用を呈する。

更に発泡剤は、その量が結合剤原料重量の１に以下のと
きは結合剤ガラス質相に十分な独立気泡が生じないし、
逆にその量が結合剤原料重量の１０％以上になると、発
泡作用が進みすぎて独立気泡が結合剤ガラス質相から外
部に脱出したり、或いは連続気泡が形成きれ、気泡の大
ささが不揃いな状態となる。

以上のような配合割合の砥粒、結合剤原料、発泡剤を十
分に混合した後、結合剤原料が溶融角てガラス化する温
度以上に焼成することにより第１図に示すように結合剤
ガラス質相弘の中に多数の独立気泡よと細かい砥粒ｌを
包含したビトリファイド研摩砥石が得られる。

（発明の効果） 以上のように、この発明によれば結合剤ガラス質相μの
中に多数の独立気泡よと細かい砥粒ｌを包含したビトリ
ファイド研摩砥石が得られるが、この砥石によれば研摩
作業中細かい砥粒／により被削材の細かいけずり屑が形
成され、これ等の細かいけずり屑は独立気泡５より作業
系外に能率的に排除される。

なお−従来のビトリファイド砥石製造に二カいては、研
摩微粉をガラス質結合剤で結び付けるという製造方式を
採用していたため、砥石の組織は砥粒率（砥石内で砥粒
の占める容積比率）が４０〜６０％、ボンド率（砥石内
で結合剤の占める容積比率）は５〜３０Ｋが限度・であ
ったが、この発明により製造されたビトリファイド砥石
は多数の独立気泡を含む結合剤ガラス質相の中に舅÷奔
微粉が散在しているという状態をとるため、砥石の砥粒
率を極端に低下させることができ、砥粒率５〜３ＯＮと
いうビトリファイド砥粒砥石を製造することも可能であ
る。

したがって、この発明によれば砥粒保持の擾れたビトリ
７アイド研摩砥石が得られる。

またこの発明により得られたビトリファイド研摩砥石は
、従来のビトリファイド砥石に比べて砥粒微粉の使用量
が少なく、シかも多泡質な砥石であるため、非常に軽量
な研摩砥石が得られ、したがって研摩作業に際して必要
な動力が少なくて済み、同時に砥粒微粉の使用量が少な
いので砥石製造の原料費が節約できる利点もある。

更にこの発明により製造されたビトリファイド研摩砥石
は結合剤ガラス質相を母体としているため、従来の製造
法で作られたビトリファイド研摩砥石に比べ、砥石とし
ての硬度は低いが、プラスチックやゴムなど軟質で高弾
性の材料を研摩するには十分な研摩能力を発揮する。

なお、砥石としての硬さを調節する必要が生じた場合は
、結合剤原料を選択するか、或いは結合剤ガラス質相中
の独立気泡の気泡径や発生数を加減することによりある
程度の調節が可能である。

（実施例） 以下、この発明の実施例を示す。

実施例１ 長石（８ｉ０１６６．４％、Ａｔ、０，１９．３　Ｘ、
Ｆｅ１２，０．１％、ＣａＯＯ，６％、Ｍｆｏ　０．１
％、Ｋ、　Ｏ９，７Ｘ、Ｎａｎｏ　：Ｌ７Ｘ）と葉長石
（８ｉ０．７７、ＯＮ　、　ＡＡ、０．１７．５％、Ｆ
ｅ２０Ｂ　０．１％、ＯａＯＯ，２％、Ｍｆｏ　０．２
％、Ｋ、００．４％、Ｎａ、ＯＯ，１％、Ｌｉｆｆ１Ｏ
４５％）を重量比率で７：３の割合に混合し、これをボ
ッ）ミルで粉砕したのち、これに４ＸのＢＮ（六方晶）
の微粉（粒径ｌ〜２μｔｎ）を添加して再粉砕し、全原
料がφ３２５のふるいを全通させたものを結合剤原料と
して用意する。この結合剤原料を砥粒ＷＡ＋１０００と
等量に混合し、これに少量の成形用横材を入れてよく混
合したのち金型に入れて成形する。

７≦れを電気炉で１３００℃に焼成したのち炉内で徐冷
する。室温まで冷却した試料を取出し外面の凹凸部を研
摩して除去して修整を加えて製品とする。こうして作ら
れた多泡質のビトリファイド砥石は、かさ比重１，３の
軽量な研摩用砥石であり、ゴム加工品など軟質材料の研
摩に適したものである。

実施例２ 実施例１に示した化学組成の長石、葉長石の粉末を重量
比で７：３に混合し、これに重量比で３％のＢＮ　（粒
径１〜２μｒｎ）と２Ｎ（７）β型Ｓｉ　ＢＮ４（平均
粒径２μｒｎ）を添加した混合物を１２８０℃に仮焼す
る。この仮焼物は部分的に発泡しているが、これを乳鉢
で粉砕して１７０メツシユのふるいを全通させる。これ
を砥粒微粉（ＷＡす３２０）１００部に対して７４部の
割合に加えて混合したのち、成形助剤としてデキストリ
ン水溶液を少を添加して加圧成形し乾燥させる。

これを電気炉において１３２０℃に焼成したのち徐冷し
て取出す。取出した焼成物は表面部分を１門して所望寸
法に仕上げる。こうして得られた多泡質のビトリファイ
ド研摩砥石は、かさ比重が約１．５の軽量なものである
。

実施例３ ガラ７、　（８４０，７１，４％、Ａｉ、０．０．Ｉ　
Ｎ、Ｔｏｏ、　０．１％、Ｃα０８，１％、Ｍｆ０４２
Ｘ、Ｎα、０１４．ＩＸ）の粉末を３２５メツシユふる
いにかけて全通させたものを用意し、砥粒微粉ＷＡす２
５００、ＢＮ微粉（粒径１〜２μｍ）を下記の割合に混
合する。

この混合物を金型に入れて加圧成形したのち、アルミナ
製のさやに入れて９４０　℃に焼成する。

徐冷したのち取出して、表面の凹凸部分を切断して除去
し所望寸法の研摩用砥石に仕上げた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明により製造されたビトリファイド研
摩砥石の内部組織を模式的に示す図、第２図は、従来の
製造法で作られたビトリファ）↓び＊ｉ；ｓｏ内部１１
０５“吋１する。 図中、／は砥粒、弘は結合剤ガラス質相、ｊは独立気泡
。 指定代理人 手続補正書（自発） 昭和６０年５月　９日 １１許庁長官志賀　　学殿　　　　− 】、事件の表示 昭和６０年特許願第３５０８１号 ２　発明の名称 ビｌ−ＩＪファイド研鮎砥石の製造法 ３、補正をする者 ４、指定代理人 ６、補正により増加する発明の数　０ ７、補正の対象　明細書の発明の詳細な説明の欄補正の
内容 明細書第７頁第６行のｒ　Ｓ　＋　２Ｎ４　ＪをｒｓＩ
ａＮ＜Ｊに訂正します。 指定代理人　　　　　　　　　〜２、−一。 工業技術院名古屋工業技術試験茜長　　　゛長頗俊治

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 細かい砥粒と、結合剤原料としてけい酸塩鉱物粉末また
   はガラス粉末を砥粒重量の７０％以上と、発泡剤として
   窒化ほう素、窒化けい素微粉末の１種又は２種以上を結
   合剤原料重量の１〜１０％とを配合し、該配合物を十分
   に混合した後、結合剤原料が溶融してガラス化する温度
   以上に焼成することを特徴とするビトリファイド研摩砥
   石の製造法。