JPS61265277A - セラミツク結合砥石の製法 - 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〕 本発明は、新規なセラミック結合砥石車及びその製造方
法に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

（発明の背景） ホーニング砥石（スティック）のようなセラミック結合
砥石車及び研削工具（ガラス結合、又はビトリアス結合
、又はビトリファイドと呼ばれる）は、結合剤と砥粒の
湿潤混合物を密閉型中でプレスして、ガラスを軟化（仕
上げ）させる焼成工程の間に、底部だけで支持してその
形状を保持するのに充分な強度を有する「生（グリーン
）」（未焼成）の成形体を形成し、焼成の後室温に冷却
することによって強く結合した砥石車を製造する。

特に、高価な「超研削」砥粒（ダイアモンド又は立方晶
系窒化硼素）の環状の研削部（リム型砥石車）に使用す
るときに、研削部はこの場合も密閉型中でプレスにより
形成されるが、時々、該研削部はセラミック製中心部又
はコアに付着する。

圧力を掛けずに開放した型中で混合物を流し込み成形し
てビトリファイド輪体やホーンを製造することは旧来の
方法であって、これは密閉型中での常温プレス技術に置
き換えられてきている。

常温プレス方における１つの困難は特に広幅のリムを有
する輪体を製造する際に、従来の装置では圧力は単一軸
方向に掛けなければならないのでリムの軸幅方向に均一
な密度が得られないことである。他の困難は、型の費用
が高いことと型を満たすことが難しいことである。

本発明は、型を使用することなくリムタイプのセラミッ
ク結合砥石車を製造する方法を提供する。

これは特に超研削砥石車及び広幅の砥石車の製造に好適
である。

〔問題点を解決するための手段および作用効果］任意の
タイプの砥粒を含んでいてもよいが、特別には立方晶系
窒化硼素又はダイアモンド又はこれらの混合物又は他の
砥粒との混合物を含むリムタイプの砥石車が、本発明で
は、所望の砥粒及びセラミ、り結合材料のスラリー又は
スリップを予備形成した多孔質コアの周面上に被覆する
ことにより形成される。コアの多孔性は研削部が結合す
ることを補助し、必要ならばコアの中心孔を通して減圧
にすることを許容し周縁上にスラリーの被覆を形成する
ことを補助する。従来の任意のセラミック結合剤を使用
することができる。該結合剤はコアの材料と両立するも
のでなければならず、例えば、該結合剤は砥石車の焼成
、冷却及び使用中に割れや破損が生ずるほど熱膨張係数
が異なっていてはならない。結合剤組成物は乾燥後かつ
焼成前に充分に強く、取扱中に自身を保持し、生（未焼
成）の被覆に成形操作を行うことを許容しなければなら
ない。

第１図中には、本方法の概略が示されている。

Ａにおいて、回転しながら一部がスラリー１２の容器ｌ
ｌ中に浸された砥石車のコア１０上にスラリーが被覆さ
れる。Ａの被覆工程の後、被覆は乾燥し、次いでＢにお
いて表面を削って整形し、そして最後に焼成してセラミ
ック結合を熟成させる。

その代わりに、砥石車は乾燥の完了前にＣにおいて成形
し次いで乾燥するようにしてもよい。焼成後は更に、表
面仕上げやブッシング等の従来の仕上げ操作を行うこと
ができる。切削操作はネジ。

肩部及び溝等の特殊な定常を研削するために砥石車の表
面を所望の輪郭に形成することを含んでいてもよい。多
くの場合、特に深いか複雑な形状の成形を伴う場合には
、研磨用リムの外面の最終的な形状に平行である形状を
コアの外面に砥粒と結合剤の混合物を被覆する前に形成
すべきである。

〔実施例〕

６０グリソトの熔融アルミナ砥粒とセラミック結合剤を
含む、直径３／４インチ（１，９ｃ＋ｎ）、厚さ３／４
インチ（１，９ｃｍ）でその中央に×インチ（０，６４
ａｎ）の孔を有する小型のセラミック結合砥石車を、２
つの直径７／８インチ（２，２ｃｍ）のアルミニウム製
フランジ間に挟持し、砥石車とフランジは間に２つの等
径のゴム製ガスケットを挿入して分離した。第２図は、
コア２０、フランジ２１及びガスケット２２を示す。コ
アはスピンドル２４の孔２３の上方に位置していた。核
化２３は、真空ポンプと連結された内孔２５に連通して
いる。

変速電動機及び減速歯車により毎分約１２回転の速度で
回転しながら、コアを水で飽和するまで満たした。リム
組成物の水性懸濁液を含む小型の水槽を砥石車の下方に
上げて砥石車をその中に浸し、そして徐々に減圧してリ
ムのキャスティングを開始した。必要な減圧の程度はキ
ャスティングの進み具合を視覚での観察により調節し、
それは一般的に１／６〜１／２気圧であった。砥石車の
全表面を側面のフランジより若干大きくなる厚さに被覆
した後、水槽を下げ、リムが剛性を有するようになるま
で砥石車の回転を減圧下で続けた。

リムを有する砥石車の固定を解除し、乾燥し、続いて砥
石車の周囲がコアに対して同心状になるように切削した
。該複砥石車を焼成した後、リムの結合剤は熟成され、
リムはコアに強固に固着されていた。

第１図の概略図に示されるように、リムの外面は完全に
乾燥する前にリムに対して同心状となるように切削する
ことができる。砥粒と結合剤の混合物の特別な物理的性
質及び焼成砥石車の所望の性質に応じて、研粒被覆は更
にローラーを使用してコンパクト化しても、あるいは例
えば砥石車の形状に一致する可撓性フィルムを使用して
等圧的にプレスし、流体圧により砥石車に対して押しつ
けるようにしてもよい。焼尽性物質や多孔粒子の揮発性
物質のような孔形成剤を最終生成物の有孔率に調節する
ために結合剤−砥粒混合物に含ませるさとができる。

本性により厚さ９／１６インチ（１，４ｃｍ）までのリ
ムを製造したが、特に型への充填と装置に関する問題が
従来のプレスを困難なものとしている厚さ１／１６イン
チ（０，１６ｃｍ）及びそれ以下のリムに通している。

この操作は、従来の単一軸プレスによるリムを有する砥
石車に伴う圧力勾配の問題を解決し、厚さ数インチの砥
石車に通用することができる。この方法はまたコア表面
上においである形状を機械的に得ることを許容し、その
形状は、キャストしたリムに非常に近く、焼成後の変化
は僅かに予想できる程度である。

選択した砥粒と両立し得る従来のセラミック結合剤を、
コア上に被覆するスラリーに使用することができる０例
えばダイアモンドの場合、低温焼成の結合剤がダイアモ
ンド砥粒と使用できる。このような好適なガラス組成物
が米国特許第４，１５７゜８４７号及び米国特許第３，
９８６，８４７号に記載されている。結合剤−砥粒混合
物の製造に使用するセラミック組成物が生強度を与える
粘度のような物質を含んでいなければ、澱粉、ゴム又は
類似するバインダーを加えてキャストするリムに生強度
を与えることが必要である。

リムをキャスティングするために好適なスラリーは次の
ものを混合することにより得ることができる。

０．５％のキサンタンゴム溶液　　　　９．４１ｃｃ水
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９．４
１ＣＣ粉末ガラス結合剤フリット１３．５９　ｇコアの
孔中に過度に引き込まれて結合剤の固体の分離が問題と
なるのであれば、結合剤を合成ゴムラテックス等の粘着
剤により砥粒の表面に粘着させてもよく、予備被覆した
砥粒−結合剤複合粒子は次いで液体と増粘剤と混合して
混合物のコア上への被覆を容易にする。

砥粒（１８０グリソトサイズ）を被覆するための好適な
組成物は、オハイオ州クリーブランドのＢ、　Ｆ、グッ
ドリンチ社から入手できる５０％固体Ｈｙｃａｒ　２６
１２０アクリル系ラテンクスで構成する。

砥粒１ｇ当たり０．０３５グレインの量のラテツクスを
、砥粒１ｇ当たり０．００８ｇの水と混合し、砥粒１ｇ
当たり０．４ｇのセラ・ミンク結合剤を加える。次に混
合物を平面上に広げて乾燥し、室温で２時間空気乾燥す
る。次に部分的に乾燥した混合物を粒子の分離を保証す
るためにスクリーンを通し、オーブン中７５°Ｃで４時
間乾燥し、そして再度スクリーンを通した。次に該混合
物を全重量の３６％となるように０．５％固体キサンタ
ンゴム水溶液に懸濁させる。追加の水（約１５％）を加
えて混合物の粘度を調節する。最後に混合物を真空室で
税気して本発明で使用する準備が完了する。

本方法では当業者に明らかであるような多くの変更が可
能である。変更は特別の結合剤物質や有機成分について
行うことができ、非水性溶液を水性溶液で置換してもよ
い。

本発明の砥石車は円筒状周縁に通用された砥粒を有する
代わりに、全て又は一部の外面に通用された砥粒を有し
ていてもよく、これにより研削表面のある平面はカップ
形砥石やディスク砥石の場合のように回転軸に対して垂
直になる。

ホーニング砥石を製造する際には砥粒スラリーをホーン
の作動面に通用する。

ハブ又はコア部材は一般に好ましい予備焼成したビトリ
ファイド輸体であってもよいが、砥粒スラリーを通用す
るときには未焼成又は一部焼成されたものであってもよ
い。従来の砥粒ビトリファイド輸体は本発明のコア又は
ハブとして特に通している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の概略を示すダイヤグラム、第２
図は本発明に従って被覆されるコアの据え付は状態を示
す図である。 １０・・・コア、　　　　　１１・・・容器、１２・・
・スラリー、　　　２０・・・コア、２１・・・フラン
ジ、　　　２２・・・ガスケット、２３・・・孔、　　
　　　　２４・・・スピンドル。 以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多孔質セラミック製ハブ部材の周面に砥粒とビトリ
   アス結合剤のスリップを被覆し、該被覆物の表面を所望
   形状に一致させ、そして該被覆物を焼成して前記ハブ上
   にビトリアス結合した研削用環状体を形成することを特
   徴とするビトリファイド結合研削工具の製造方法。 ２、前記被覆物が、ダイヤモンド及び立方晶系窒化硼素
   及びこれらの混合物又はこれらと他の砥粒との混合物と
   から成るグループから選択される砥粒を含む特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３、前記スリップ中のビトリアス結合剤が砥粒の表面に
   結合した被覆として含有され、砥粒−結合剤複合粒子が
   増粘剤を含む液体媒体中に懸濁されている特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ４、前記ハブ部材を予備焼成する特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ５、前記ハブ部材の前記周面が側面である特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ６、前記ハブ部材の前記周面が円筒表面である特許請求
   の範囲第１項記載の方法。