JPS6144970A - 研磨材の製造方法 - Google Patents

研磨材の製造方法

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JPS6144970A
JPS6144970A JP60169639A JP16963985A JPS6144970A JP S6144970 A JPS6144970 A JP S6144970A JP 60169639 A JP60169639 A JP 60169639A JP 16963985 A JP16963985 A JP 16963985A JP S6144970 A JPS6144970 A JP S6144970A
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abrasive
carbon
melt
reducing agent
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ハンス・ツアイリンガー
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TORAIBATSUHAA CHEM WERKE AG
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TORAIBATSUHAA CHEM WERKE AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409Abrasive particles per se
    • C09K3/1427Abrasive particles per se obtained by division of a mass agglomerated by melting, at least partially, e.g. with a binder

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (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α型Al20.及びオキシ炭化アルミニウムを
基本材料とし、必要に応じて他の添加剤を含む、高い研
摩性を備えた研摩材及び上記研摩材の製造方法に関する
〔従来の技術〕
欧州特許第0022420号によって酸化アルミニウム
の結晶と、2種類のオキシ炭化アルミニウムAl20C
及びAl404Cのうち少、くとも1つとの組合せから
成り N Al2o5+htacs状態図においてAl
4C3(D モ/l/分率が0.02ないし0.20と
なるような割合の酸化アルミニウムと炭素含有還元剤の
混合物を使用する研摩材が知られている。
これによれば熔融した混合物をその後毎分i。
ないし100′cまたはそれ以上に制御した温度降下速
度で冷却する。冷却した熔融物を次に公知の方法で破砕
9分級し、材料研削作業に使用する。
ところが酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを豊富
に含む物質と炭素含有還元剤の混合物を熔融し、続いて
熔融物を急冷する際炭素の含量が多いと、最終製品にお
けるAl4C,の割合が大幅に増加することが判明した
。Al4C、は周知のように研削の際、湿った空気中で
熱の作用によシ分解するから、研摩材の性能はAl4c
3の存在によって著しく低下する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで本発明は、酸化アルミニウムと炭素含有還元剤の
混合物を熔融し、熔融生成物を急冷して、2種類のオキ
シ炭化アルミニウムAL2oc及びAl404Cのうち
少くとも1種類とα型Al205・を基本材料とする研
摩材の製造方法において、必要に応じて添加剤を加えた
酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムを豊富に含む原
料と炭素含有還元剤との混合物を単独で、又は金属の還
元剤と共に熔融し、熔融物を急冷した後、凝固した熔融
物を破砕した砥粒に温度500ないし1500℃で3分
ないし24時間熱処理を施し、必要ならば熱処理の前又
は後に、材料にケイ酸塩、微粒コランダム、顔料及び/
又は酸化鉄から成る被板層を形成せしめることを特徴と
する方法に関する。
この熱処理は有害なAl4C3を除去するほかに、研摩
材の組成を特殊な準安定平衡に変え(熔融物の急冷は組
成に極度の不平衡をもたらす)、内部応力又は格子欠陥
を回復することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
冷却速度は好ましくは100℃/min以上にして、熔
融物を急冷することが是非とも必要である。なぜなら組
成物の平衡の改善たけでなく、優れた研削性をもたらす
微細結晶組成物が、これによって初めて保証されるから
である。
例えば50℃/m1 n以下の冷却速度で熔融物を徐冷
することによって得られる研摩材は、α型Al203の
ほかに2種類のオキシ炭化物Al20C及びAl404
Cを含むが、粗大な結晶組成であるため研削性が不十分
である。
熔融物の望ましい急冷は、所定のキャビチーを有する金
型に熔融物を鋳込むことにより、または金属製若しくは
非金属製鋳型上に流し込むことによって行われる。
余りに長時間の焼なまし、や余シに高温度での焼なまし
処理は組成の完全な平衡状態、すなわちAl20Cの消
失をもたらす。これは後述の実施例で明瞭に分るが、研
削性に対してマイナスの影響がある。
Mg+Ca+Zr+T’+ +S+ +Cr及び/又は
希土類元素からなる群より選ばれた元素を01〜10重
量%加えることによって、材料の性質の一層の改善を得
ることができた。
また2種類のオキシ炭化物すなわちAl20C及びAl
404Cの存在が最適の研削性のために好ましいことが
判明した。その場合、Al20Cの割合をAl404C
よシ大きくすることが好ましい。
炭素含有還元剤としてコークス、カービンブラック、黒
鉛、無煙炭、無定形炭素及び/又は炭化物を使用するこ
とができる。その他の還元剤として更にAl又はMgを
使用することができる。
被覆材料に応じて、焼な甘しの前又は後に研摩材に被覆
を施すと、本発明方法により製造される粒体の優秀な性
質が一層改善される。被覆処理の目的は粒体の表面積を
拡大し、それによって研削工具への固着を著しく改善す
ることである。
本発明に基づいて製造された研摩材の研削特性を測定す
るために、FEPA (欧州研削用製品製造業者連盟)
規格P36粒体について粒の強度(粒の摩耗度)と研削
性を定めた。
研削性決定のために、P36粒体を接着剤(プラスチッ
ク)を用いて布地の上に被着した。
この布地を用いたベルト式研削盤にょシ一定の押圧力の
下に炭素鋼C45の軸について摩耗研削を行って、その
研削性(単位時間当シの材料摩耗量)を溶融物冷却速度
の同じ共融組成の酸化ジルコン含有コランダムと比較し
て定めた。
キャビチーが5〜7爺の金型に鋳込んで作ったZr含有
研摩材の研削性指数を100と定めた。
粒の強度(粒の摩耗度)は次の方法で測定した。所定の
ふるい分は試験を施したP36粒体50gを、ねじで締
めあげる構造になっていて、中に直径19咽の鋼球12
個が入っている鋼製円筒に充填した。次いで密封したこ
の鋼製円筒をローラフレーム中において一定の回転速度
で10分間にわたり回転し、こうして得た粒について再
びふるい分は試験を行った。粒の摩耗度は粉砕処理の前
後の平均粒径の比から式によって得られる。
粒の摩耗は材料固有の性質はかシでなく、粒の形状にも
関係するから、得た値を粒の形状係数で補正した。
〔実施例〕
本発明を下記の実施例によシ詳述する。
実施例1(比較例) 焼成したアルミナ(NIL20を0.35重量%含む)
150ゆと粉砕コークス形の炭素0.6 kf+の混合
物をアーク炉で熔融した。次に熔融物をキャビチーが5
〜7w11の金型に鋳込んだ。凝固した板状材料のC含
量は0.04545重量%a 20含量は0.03重量
%であった。材料を通常の工業用粉砕装置で粉砕し、F
EPA規格の砥粒に分級した。内部応力の回復と、万一
存在するかもしれない炭化物の酸化のために、P36粒
体に1200℃で10分間にわたり熱処理を施した。
こうして作製した焼なまし及び非焼なまし砥粒とZrコ
ランダムの対照粒の試験結果を第1表に挙げる。
第  1  表 共晶Zrコランダム         38.2   
100焼なましをしなかったP36粒体  48.7 
   49.1焼なましをしたP36粒体     4
1.5    65.0材料のX線微細構造分析(以下
RDA )が明らかにしたところでは、焼なましをしな
かった粒も焼なましをした粒も所定の検出限界内ではも
っばらα型Al203からできていた。
次の実施例2ないし6では、おおむね実施例1と同じよ
うな処理を施した。変更点は還元剤の使用と焼なまし処
理の仕方(実施例7)に関するものである。
実施例2− 還元剤として3.5 kgの粉砕したコークスを使用し
た。凝固させた板状材料はCo、4重量%とNa2O0
,03重量%を含んでいた。RDAは、材料が主として
α型Al203から成シ、少量のAl2ocを含むこと
を示した。Al4C3を検出することはできなかった。
実施例3 還元剤には8kIIの粉砕したコークスを用いた。
生成物にはC1,1重量%及び0.02重量−以下のN
夛、Oが認められた。
RDAによれば、材料は主としてα型Al203とAl
20Cから成る。そのほか少量のAl404CとAl4
C3が認められた。
実施例4 粉砕したコークスの形の炭素添加は10kgで −あっ
た。生成物はC1,4重量%と0.02重量%以下のN
a 20を含んでいた。
RDAは、材料が主としてα型Al20. 、Al20
C及びAl404Cから成ることを示した。Al4C3
含量は。
実施例3の生成物に比して著しく増加し、2〜3重量%
であった。
実施例5 還元剤を16に9添加した。生成物はC2,4重量%と
0.02重量%以下のNa 20を含んでいた。
アーク炉での熔融の際にアルミニウムの気化が明瞭に行
った。また熔融物が極めて激しく泡立ったので、多量の
飛沫を防止するために、混合物を塊状化しなければなら
なかった。
RDAは、生成物がα型Al20. 、 Al20C及
びAl404Cから成ることを示し、そのはか約4〜5
重量%のAl4C6が認められた。
実施例6 本例においても焼成したアルミナ150kgと粉砕した
コークス形の炭素25に9から成る混合物を塊状化した
。塊状物熔解の際に多量のアルミニウムが気化し、更に
熔融物が激しく泡立った。金型に鋳込んだ生成物はC4
,5重量%を含み、Na2O含量は0.02重量%以下
であった。
RDAは、α型AA203のほかに多量O、m2oc及
びAl404Cがあることを示した。Al4C,含量は
10重量%であった。
実施例7 Al4C3を除去し、内部応力を回復し、そして組織固
有の準安定平衡を生じさせるために、実施例2ないし6
で得た、分級した粒体に焼なまし処理を施した。焼なま
し温度は1000℃、1100℃、1200℃、130
0℃、1500℃及び1800℃であった。焼なまし時
間は3分、5分、10分、20分、40分、60分、1
20分、及び240分であった。熱処理はもっばら炭化
物を酸化して可能なオキシ炭化物を生じさせるためのも
のであるから、制御された雰囲気(大部分は不活性雰囲
気)の下で10分間以以上外ましを行った。この際焼な
まし処理後の炭素含量が処理前よシ大幅に減少しないよ
うにした。
生成物の試験は前述のように行った。試験結果を第2表
に示す。
第  2  表 2  焼なましせず         45.0   
49.8#  1000 3 45.0 50.2# 
    10 41.3 60.2#     20 
41.1 65.8#     40 40.8 60
.3#    120 42.8 51.2#  11
00  3 44.8 54.62         
  10   39.8   65.420     
42.8     65.140     44.5 
    68.2“           120  
  45.8    51.5“          
 240    46.3    50.8″1200
      5    40.8    58.410
     39.3     67.51′20   
 39.8    67.340     43.5 
    58.1”              60
    44.9    51゜1240     4
8.0     47.1’     1300   
   3    41.8    59.55    
 39.9     64.510     41.5
     62.720     43.8     
59.1”            40    45
.5    50.6240     48.5   
  46.5”    1400      3   
 39.2    63.5“           
  10    43.5    58.2’    
          60    48.1    4
6.5“            240    48
.2    46.4〃    1500      
3    45.3’    52.5“      
        5    44.6    52.5
”            20    48.6  
  44.6“            60    
51.2    41.2240     ’51.8
.   41.02   1800      3  
  47.2    50.35     46.5 
    51.0/l              1
0    50.3    47.660     5
5.8    40.1tt            
 240    56.1    40.03  焼な
ましせず         41.2   66.3#
     1000      3    41.3 
   67.1//                
5    40.8    69.410    39
.1    78.2#              
 15    38.5    95.4#     
          20    37.8   10
2.340    37.8   100.160  
   38.9    91.4120    41.
5    68.3240    42.3    6
0.51100      5    39.4   
 81.2p               10  
   37゜8    98.520     37.
2   103.240    38.5    95
.8//             120    4
3.5    60.21200        5 
    37.6     90.3//      
           10     37.0   
 100.520     36.8    105.
6//                40    
 38.8     88.3//         
      120     42.3     61
.7/l      1300       3   
  40.5     78.63         
      5     36.5   104.31
0     35.8   106.2p      
          20     37.3   1
00.8#                40  
   39.8     81.4#        
       120     42.1     6
0.2/l     1500      3    
41.6    88.45     40.3   
  98.1〃10     42.8     87
.3/’                40   
  45.8     61.4N         
     120     52.5     54.
3/l     1800       3     
43.5     67.320’     52.5
     45.1240     58.3    
 39.54  焼なましせず         37
.4   95.3s     1000      
 5     35.4   104.510    
 34.6   106.3tt          
      20     34.3   108.5
40     35.8    106.360   
  38.9     97.2240     43
.0     71.31100       3  
   37.0   100.35     34.6
   107.310     33.9    11
8.5/l                 20 
    34.3    109.460     4
5.6     60.31200       3 
    35.8   102.64        
        5     33.9    114
.8〃10     32.4    130.31 
               20     35.
9    104.6//、            
     40     39.9     90.5
240      56.1      41.313
00        3     34.5    1
08.55     32.6    127.810
    32.8    129.3”       
           20     36.3   
 100.460     51.9     49.
61500        3     36.5  
  105.2N                 
  5     43,2     78.5It  
                 40      
58.6      44.61800       
 3     44、.3     60.55   
   51.6      52.3p       
         10     60,4     
40.6120     60.8     40.3
5  焼なましせず         35.8   
105.6/’      1000        
3     35.2    109.61     
              5     34.0 
   115.5#                
  10     33.2    118.5N  
                20     33
.0    128.6//            
      40     34.5    114.
0#                 60    
 35.8    108.6#          
      240     41.5     85
.91100      .3     35.1  
  108.25                5
     33.6   118.4N       
          10     32.9    
129.6#                 20
     32.5    136.3’/     
            40     36.8  
  105.2II               2
40     55.6     45.81200 
      3     35.2    109.5
tt                   5   
  32.8    132.310     32.
4    145.620     34.3    
117.6n                 40
     38.5    100.6240    
 56.3     53.Ott      130
0        3     34.6    11
2.55     32.6    140.610 
    33.8    120.3/I      
          20     37.2   1
00.5tt               120 
    54.6     51.3#     15
00       3     34.8   110
.5n                 5    
 40.2     98.3/l         
        20     53.5     5
5.3240     61.5     40.51
8(10348,661,3 4061,339,8 24060,339,4 6焼なましせず          37.0    
93.21000      3    36.1  
 104.6#              10  
  34.5   111.46          
    20     33.8   111.Ott
                40     35
.8   105.4#              
 60    41.3    90.6s     
         240    48.7    6
5.3s     1100      3    3
5.3   108.4#             
  10    33.4   119.5tt   
            20    35.6   
108.340    38.2   101.4# 
             240    50.2 
   55.01200      3    34.
8   112.3#               
  5     33.5   118.4p    
           10    33.2   1
18.6#               20   
 38.5   103.6g           
    240    55.1     48.3#
     1300       3    34.2
   117.3s                
 5     34.0   119.210    
 35.4   109.61F          
     20    40.3    98.4# 
               60     48.
3     61.4#     1500     
 3    39.2   100.8g      
            5     40.0   
  96.4#                40
     60.5     44.6240    
 71.0    28.0#     1800  
     3     51.5    50.5s 
              40    68.3 
   38.7〃240      ’72.3   
  28.3焼なました生成物のRDAが明らかにした
ところでは、例えば1200℃で10分間の焼なまし処
理をした後はもはやAA4C,を検出することができな
かった。温度が低ければ必要な焼なまし時間は長くなシ
、温度が高ければ必要な焼なまし時間は短くてすんだ。
炭化物の酸化と同時に、Al20Cの割合も変化した。
即ちAl404C相のためにAl20C相が僅かに減少
した。
実施例8(比較例) 焼成したアルミナ(NIL20の含量が0.35重量%
)150ゆ、MgO1,5kl?及び粉砕したコークス
0.6鞄から成る混合物を実施例1のようにアーク炉で
熔融した。次に熔融物をキャビチーが5〜7鴫の金型に
鋳込んだ。凝固した材料の炭素含量は0.05重量%、
MgOは1.03重量%、Na 20は0.03重量%
であった。材料を粉砕し、分級し、1200℃で10分
間焼なましをした。P36粒体(FEPA規格)の粒特
性の試験を前述のように行った。
第3表に試験結果を示す。
第  3  表 粒の摩耗度、チ 研削性指数 焼なましをしなかったP36粒体  45.8    
55.8焼なましをしたP36粒体     40.2
    71.3RDAは、との材料がα型Al20.
及びMg0・13Al203から成ることを示した。二
成分の比率は焼なましによっては有意な変化が生じなか
った。
以下の実施例9ないし15では、おおむね実施例1及び
8のような処理を施した。変更点は還元剤の添加、Mg
Oの添加及び実施例16で説明する焼なまし処理の仕方
に関するものである。
実施例9 焼成したアルミナ150 kli’ 、MgO1,5ゆ
及び粉砕したコークス形の炭素6kgの混合物をアーク
炉で熔解した。凝固した生成物はC018重量%、Mg
O1,08重量チ及び0.02重量−以下のNa 20
を含んでいた。RDAによれば、材料はα型Al203
と化合物Mg0・13 Al203. Mg−A/S−
0及びAl20Cから成っていた。Al4c3の含量は
検出限界以下であった。
実施例1゜ 焼成したアルミナ150 kli、 Mg01.5 k
g及U粉砕したコークス13kgを十分に混合して塊状
化しアーク炉で熔解した。生成物はC2,0重量%、M
gO1,1重量%及び0.02重量%以下のNa 20
を含んでいた。RDAが明らかにしたところでは、この
生成物は主としてα型Al203.MgO13Al20
3.Al2oc、Al4o4c及ヒAZ4C5カら成シ
、Al4C3含量は3〜4重量%であった。
実施例11 焼成したアルミナ150 kg、MgO1,5ky及ヒ
粉砕コークス20に9から成る塊状化した混合物をアー
ク炉で熔解した。金型の中で凝固した生成物はC3,1
重!−%、MgO1,1重量%及び0.02重量%以下
のNa 20を含んでいた。
RDAはα型A/1.203. Mg0 ・13 Al
20. 、 Al2QC。
Al404C及ヒAl4C3ノ各相を示した。Al4c
3含量は8重量%であった。
実施例12 焼成したアルミナ150kfI、 Mg03kll及び
粉砕コークス0.6 kgの混合物を実施例1で述べた
ように熔解し、鋳込んだ。生成物はC0,055重量、
MgO1,95重量う及びNa2Oo、 03重量%を
含んでいた。
RDAは主要な構成相としてα型Al2o3とMg0・
13Al203を示した。そのほかに更にMg−Al−
0が認められ、炭化物は検出されなかった。
実施例13 焼成アルミナ150 kli 、Mg03ゆ及び粉砕コ
ークス13kgを混合し、塊状化した。熔融し、金型に
鋳込んだ後、C1,96重量%、MgO2,04重量%
及び0.02重量%以下のNa 20を含む生成物を得
た。RDAによれば、材料はα型Al203゜Mg0・
13Al2031Al20C2Al404C及び4〜5
重量%のAl4C3から成っていた。
実施例14 焼成したアルミナtsokIIをMgO5,4殻、炭素
(粉砕コークス)0.6kgと十分に混合し、ア一り炉
で熔解した。熔融物をキャビチーが5〜7配の金型に鋳
込んだ。凝固した生成物はCO,045!i%、MgO
3,48重量%及びNa 2.o O,04重量%を含
んだ。
RDAは、生成物がα型Al20S、Mg0・13 A
l203゜若干のMg−Al−0及びスピネルから成る
ことを明らかにした。
実施例15 焼成アルミナ150 klil、MgO5,4kli及
び粉砕コークス13kgの混合物を塊状化して、実施例
1のように熔解し、鋳込んだ。生成物はC1,94重量
%、MgO3,55重量%及び0.02重量%以下のN
IL 20を含んでいた。RDAによれば、材料はα型
Al203. MgO= 13 Al203. Mg−
Al−0、、t キシ炭化物Al20C及びAl404
Cから成っていた。そのほか更に5重量%のAl4C3
が存在した。
実施例16 実施例9ないし15で得られた粒体を分級したものに、
実施例7で述べたように焼なまし処理を施した。実施例
12及び14の材料は炭化物の酸化が不要であったから
、それぞれ1200℃で10分間だけ焼なまし処理をし
た。その他のすべての生成物はやはシ種々の温度と釉々
の時間で焼なましを施した。
実施例9ないし15から得られたP36粒体(FEPA
規格)の試験結果を第4表に示す。
第  4  表 実施例 焼なまし温度 焼なまし時間 粒の摩耗度 研
削性指数9 貌なますせず         42,9
    65.31/    1000      3
    42.8    64.5/’       
       5    39.5    89.31
1            10    36.8  
 109.320    35.2   111.54
0    34.8   113.2//      
       60    37.5   105.3
〃120    39.6    92.5240  
  40.2    90.6#    1100  
    3    42.5    63.5N   
           5    38.6    9
6.4#             10    35
.2   115.6//             
20    34.5   120.140    3
6.3   112.360    38.5   1
0.0.39              240  
   44.4     68.31/     12
00        3     41.6     
77.3N                  5 
    37.8    103.2II      
           10     34.0   
 125.420     33.3   131.2
#                40     3
8.4    101.6//           
      60     41.5     81.
3//     1300        3    
 40.2     99.5〃5     35.3
    113.2/’              
   10     33.6    129.720
     37.5    102.6/J     
            40     40.3  
   91.51/                
 60     43.1     70.6240 
    44.6     59.8#     15
00        3     38.4    1
00.55    38.6    100.310 
    39.3     95.420     4
1.2     80.3〃60     44.6 
    60.5#     1800       
3    40.3    91.25     41
.5     80.41/            
    10     42.6     64.31
             240     45.3
     55.010 焼なましせず       
  37.3   102.3II     1000
        3     36.7    109
.95     35.2    118.610  
             10     33.0 
   132.6#                
20     32.3    150.5#    
            40     32.5  
  150.5#                6
0     34.7    118.6#     
          120     40.8   
 100.3#     1100        3
     35.0    117.6/l     
             5     33.3  
  129.4/l                
 10     32.0    151.3#   
              20     31.0
    153.6//              
   40     34゜1    122.5# 
                60     36
.3    113.1#             
   120     38.3    100.6#
     1200       3     35.
1   118.35     32.0    15
4.6tt                 10 
    31.4    160.220     3
1.0    171.340     35.3  
  120.6It                
120     44.6     67.51/  
   1300        3     34.8
    114.65     32.0    15
1.8tt                 10 
    32.3    148.520     3
2.8    138.4#            
      40     36.5    110.
6#                 60    
 42.6     67.3#     1500 
       3     34.5    115.
3N                  5    
 37.2    108.510         
    40    48.3    51.3tt 
             240    54.1 
    45.8#    1800       3
    36.3   111.5tt       
          5     44.3     
70.8g                20  
   50.4     50゜6#        
      120    54.8     45.
611 焼なましせず         36.4  
 108.4#    1000       3  
  36.4   110.6N          
       5    34.8   120.5/
I               10    33.
2   128.4g               
20    33.0   130.6s      
          40     38.5   1
05.4tt                60 
    39.8   10.0.6240    4
1.3    90.2#    1100     
  3    35.2   117.4tt    
             5     33.0  
 126.5#               10 
   32.8   140.820    32.1
   145.640     35.8   115
.360    39.9   100.3240  
  48.6    50.3#    1200  
     3    35.3   117.9#  
              5    32.8  
 138.810    32.0   159.6#
               20    32.3
   141.840     39.6   102
.511           60    45.2
    80.3N    1300      3 
   33.8   125.6#         
      5    32.4   141.510
    32.8   137.9#        
      20    37.0   108.5#
              40    43.5 
   76.2x             120 
   55.3    48.6tt    1500
      3    34.2   118.5s 
               5    38.6 
  101.220    48.3    50.6
240    61.3    42.3//    
1800      3    41.6    85
.710    51.3    50.6rt   
          240    66.8    
42.012 焼なましぜず         43.
2   65.8N    1200     10 
   41.1    68.513 焼なましせず 
        38.7   100.31/   
 1000      3    38゜5   10
0.4#              10    3
5.8   116.5s             
 20    34.3   128.4g     
         40    34.0   130
.Ott              60    3
6.0   110.2tt            
120    38.2   101.4s    1
100      3    36.7   108.
45   35.3   119.6 #              10    34.7
   125.413           20  
 33.9   135.6#           
   40    35.0   121.6//  
            60    38.4   
101.4〃240    50.3    67.6
#    1200       3    36.3
   112.3tt               
 5    34.5   121.6/’     
          10    33.5   13
7.6〃20    33.4   145.240 
    37.8   105.660     40
.2    100.4#             
 240    4’9.5    54.3//  
  1300       3    35.0   
120.35     33.8    130.21
0     33.2   141.620    3
7.6   108.4//            
    6047.3     65.21500  
     3    35.0   117.65  
  37.6   109.3 10    46.5    61.340    5
3.7    50.31/    1800    
   3    44.3    73.5tt   
            IQ     49.3  
  58.6〃60    65.4    40.3
14 焼な1しせず         46.8   
 61.41200      10    43.3
    75.615 焼な1しせず        
 40.:3   9o、s15          
       3     38.7     95.
3#                10     
36.8    109.820     34.8 
   115.67F               
  40     34.5    118.660 
    38.5     98.3/l      
          240     46.3   
  63.4#     1100        3
     38.1    102.45     3
6.8    108.910     35.3  
  118.4#                 
20     34.0    128.5”    
            40     36.3  
  109.460     40.2     93
.5/l               240   
  48.5     53.9II     120
0        3     35.8    11
5.95     35.7    120.610 
    33.5    130.2〃20     
33.9    135.640     39.3 
    90.41300        3    
 34.0    128.4#          
        5     33.6’137.41
0     35.2    121.3#     
           20     38.4   
 100.8//                1
20     54.3     50.0τ1500
        3     34.8   115.
0&                  5    
 39.2     90.Ort         
        10     44.6     7
1.515               40   
  54.3     50.6240     63
.4     42.51800        3 
    46.5     59.310     4
9.1     55.320    、  57.3
     50.2240     67.8    
 39.5焼なまし処理をした材料で行ったRDAは、
十分に焼な捷しを施した材料(例えば1200℃で10
分間)にはもはやAl4C3が検出されないことを明ら
かにした。ま* Al404C相がやや強く現れ、その
際Al20C相の割合がやや減少した。長時間の焼なま
し処理、特に高い温度(1200℃以上)での焼なまし
処理の場合はMg−Al−0相も(当初存在した場合)
明らかに減少した。
実施例17 焼成アルミナ(Na20の含量が0.35重量%)15
0kg、酸化ジルコン3.1 kg及び粉砕したコーク
ス形の炭素7 kgから成る混合物を、実施例1で述べ
たようにアーク炉で熔解した。熔融物をキャビチーが5
〜7咽の金型に鋳込んだ。凝固した生成物はC0,91
重量%とzrO22,06重量%を含んでいた。Na 
20の含量は0.02重量%以下であった。材料を粉砕
して分級し、焼ガましく 1200℃、io分間)の前
後の粒の摩耗度と研削性指数を測定した。生成物中のZ
rは主として炭化物又はオキシ炭化物及び亜酸化物とし
て存在するから、その強い酸化を避けるために、焼々ま
し処理の一部を不活性雰囲気下で行わなければならなか
った。
RDAによって、生成物はα型Al203. Al2Q
C及び炭化ジルコンから成ることが明らかになった。A
l4C3は検出することができなかった。焼なましの際
にAl404C相が僅かに現れるほかは、大きな組成変
化は生じなかった。
結果を第5表に挙ける。
第  5  表 焼なましをしたP36研摩材   36.3   11
0.4実施例18 焼成アルミナ150kg、希土類酸化物3 kg及び粉
砕コークス7 kgを混合し、アーク炉で熔解した。熔
融物をキャビチーが5〜7■の金型に鋳込んだ。凝固し
た生成物tic0.88重J1%、希土類酸化物2.1
重量%及び0.02重量%以下のNa 20を含有して
いた。破砕1分級した後、P36粒体について焼なまし
く 1200’Cで1o分間)の前後にやはシ粒の摩耗
度と研削性指数を測定した。
RDAによれば、焼なまさなかった生成物社α型Al2
03. Al2QC及び詳しく決定できなかった相から
成っていた。Al4C3は検出されなかった。
焼なましの際に若干のAl404Cが発生した。
結果を第6表に示す。
第  6  表 焼なましをしたP36研摩材   35.4   11
5.6実施例19 焼成したアルミナ(NazOの含量が0.35重量%)
110kg、MgO1,5kg及び微粉砕したA/、4
C。
28kgを十分に混合し、アーク炉で熔解した。
熔融物を実施例1のように急冷した。生成物はC0,8
3重量%、MgO1,1重量%及び0.02重量%以下
のNa 20を含んでいた。こうして得られたP36粒
体について、焼なましく 1200℃で10分間)の前
後の粒の摩耗度と研削性指数を測定した。RDAは、焼
なまさなかりた粒がα型k120. 、 MgO・13
 Al20.、Mg−AL−0及びAl20Cから成っ
ていることを示した。焼なましによってMg−A/1.
−0相がやや減少し、若干のAl404C相が現れた。
第7表は結果を示す。
第  7  表 焼ム壕しをしたP36研摩材   33.9   12
7.8実施例20 焼成アルミナ(Na2Oの含量が0.35重量%)13
5 kg、Al粒8 kli’ N Mg粒1.8kI
I及び粉砕コークス形の炭素7 kgから成る混合物を
熔融し、急冷した。生成物はMgO2,01重量%、C
1,89重量%及び0.02重量−以下のNa 20を
含んでいた。生成物を破砕2分級した後、P36粒体に
ついて焼なましく 1200℃で10分間)の前後の粒
の摩耗度と研削性指数を測定した。焼なましをしなかっ
た生成物のRDAはα型A/1.203.Mg0・13
 Al203. A/!、2QC、Al404C及びお
よそ1〜2重世係のAl4C3の存在を示した。また焼
なましによってAl4C3が消失した。Al20CとA
l404Cの比はAl404Cがやや多くなる方向に移
行(−た。試験結果を第8表に示す。
第  8  表 焼なましをしたP36研摩材   34.5   12
0.6実施例21 研摩ベルトの基礎結合(合成樹脂)への固着を改善する
ために、実施例10によシ得たP36砥粒に被覆を施し
た。被覆は種々の方式を用いて次のように施した。強制
式ミキサーの中で付着媒介剤(水ガラス、ケイ酸コロイ
ド・殿粉その他)を用いて砥粒を濡らした後、研摩材固
有の被覆材を被着した。その際、粒のなるべく完全な被
覆を得るように注意した。続いて表面組織の拡大及び被
覆の利好な付着のために、粒を焼成した。被覆が約12
00℃の焼成温度を必要とする場合は、焼なましと焼付
けを1工程で行った。それよシ低い焼成温度の場合は、
被覆する前に粒の焼なましを行った。
被覆方式 %式% 19.2 ケイ酸コロイド   CaO1200℃19
.3     #       ZrO−8iO120
0℃19.4殿粉     長石    1200℃こ
うして製造した被覆研摩材の粒の摩耗度及び研削性指数
の値を第9表に示す。粉砕に原因するひび割れが、割れ
目に浸透した付着剤で接合される結果、場合によっては
粒の強度が増加する。
第9表 粒の摩耗度9%  研削性指数 19.1の研摩材    32.4     175.
619.2の研摩材    30.5     185
.319.3の研摩材    30.1     19
1.119.4の研摩材    32.0      
x74.s個々の実施例の結果から、本発明方法によシ
望ましい粒子強度と研削性を有する研摩材が得られるこ
とが明瞭である。これらの性質は粒の低い摩耗度と高い
研削性指数で表される。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)酸化アルミニウムと炭素含有還元剤の混合物を熔融
    し、熔融生成物を急冷して、2種類のオキシ炭化アルミ
    ニウムAl_2OCとAl_4O_4Cのうち少くとも
    1つとα型Al_2O_3を基本材料とする研摩材を製
    造する方法において、酸化アルミニウム若しくは酸化ア
    ルミニウムを豊富に含む原料と、炭素含有還元剤との混
    合物を単独で、又は金属の還元剤と共に熔融し、熔融物
    を急冷した後、凝固した熔融物を破砕した砥粒に温度5
    00ないし1500℃で3分ないし24時間にわたり熱
    処理を施すことを特徴とする方法。 2)凝固した熔融物を破砕した砥粒に温度 1000ないし1300℃で、5ないし60分間熱処理
    を施すことを特徴とする、特許請求の範囲第1項記載の
    方法。 3)マグネシウム、カルシウム、ジルコニウム、チタン
    、ケイ素、クロム及び/又は希土類元素からなる群より
    選ばれた1種類又はそれ以上の元素0.1ないし10重
    量%を添加剤として酸化アルミニウム原料に加えること
    を特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし第2項のい
    ずれか1項に記載の方法。 4)前記添加剤が0.5ないし5重量%である特許請求
    の範囲第3項記載の方法。 5)還元剤としてコークス、カーボンブラック、黒鉛、
    無煙炭ないしは無定形炭素を使用することを特徴とする
    、特許請求の範囲第1項ないし第2項のいずれか1項に
    記載の方法。 6)還元剤として炭化物を使用することを特徴とする、
    特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項記載
    の方法。 7)炭化物還元剤としてAl_4C_3を用いる特許請
    求の範囲第6項記載の方法。 8)還元剤として炭素又は炭素含有化合物のほかにアル
    ミニウム又はマグネシウムを使用することを特徴とする
    、特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項に
    記載の方法。 9)金属若しくは非金属製鋳型に、又は金属若しくは非
    金属製金型のキャビチーに鋳込むことによりて熔融物の
    急冷を行うことを特徴とする、特許請求の範囲第1項な
    いし第8項のいずれか1項に記載の方法。 10)熔融物を毎分100℃以上の温度降下速度で冷却
    することを特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし第
    9項のいずれか1項に記載の方法。 11)生成した研摩材におけるオキシ炭化アルミニウム
    及び他の炭化物から得られることもある炭素含量が0.
    1ないし6.6重量%であることを特徴とする、特許請
    求の範囲第1項ないし第10項のいずれか1項に記載の
    方法。 12)生成した研摩材における炭素含量が1ないし3重
    量%であることを特徴とする特許請求の範囲第11項記
    載の方法。 13)生成した研摩材におけるAl_4C_3含量が5
    %未満であることを特徴とする、特許請求の範囲第1項
    ないし第10項のいずれか1項に記載の方法。 14)生成した研摩材におけるAl_4C_3含量が0
    .5%未満であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    3項記載の方法。 15)熔融物の熱処理の前または後に熔融物にケイ酸塩
    、微粒コランダム、顔料及び/又は酸化鉄から成る被覆
    層を形成せしめることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
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