JPS62152677A - Manufacture of grindstone - Google Patents

Manufacture of grindstone

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JPS62152677A
JPS62152677A JP29069085A JP29069085A JPS62152677A JP S62152677 A JPS62152677 A JP S62152677A JP 29069085 A JP29069085 A JP 29069085A JP 29069085 A JP29069085 A JP 29069085A JP S62152677 A JPS62152677 A JP S62152677A
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JP
Japan
Prior art keywords
grindstone
abrasive grains
binder
grinding
fired body
Prior art date
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Pending
Application number
JP29069085A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Shimoda
下田 弘
Masanori Yoshikawa
吉川 昌範
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Tungaloy Corp
Original Assignee
Toshiba Tungaloy Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP29069085A priority Critical patent/JPS62152677A/en
Publication of JPS62152677A publication Critical patent/JPS62152677A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To remarkably increase the bending strength of grindstone and the bonding strength of abrasive grains with a binder by pressing with a hot isostatic hydraulic press a sinter containing very fine abrasive grains. CONSTITUTION:A sinter containing very fine abrasive grains comprising cubic system boron nitride and/or diamond is pressed with a hot isostatic hydraulic press for obtaining a grindstone having large bending strength. In pressing, argon, nitrogen, or helium is used as an atmosphere gas, and pressure used is 30-2,000 bar, and temperature is 500-1,200 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】 [Jr業上の利用分野] 本発明は砥石の製造方法に関し、さらに詳しくは、砥粒
と結合剤との結合力が強く、しかも、優れた研削性能を
有する砥石を得ることができ、とくに結合剤としてガラ
ス質無機物を使用した右気孔砥石の構造に適用して有用
な方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application in Junior Industry] The present invention relates to a method for manufacturing a grindstone, and more specifically, to a method for producing a grindstone, which has a strong binding force between abrasive grains and a binder, and has excellent grinding performance. The present invention relates to a method that can be obtained and is particularly useful when applied to the structure of right-pored grindstones using glassy inorganic materials as binders.

[従来技術] ダイヤモンドや立方晶窒化ホウ3’F(CBN)のよう
な極めて高い硬度を有゛する砥粒、所謂、超砥粒を含む
砥石は、セラミックスや鋼などの難加■材の研削加工に
賞用されている。
[Prior art] Grinding wheels containing extremely high hardness abrasive grains such as diamond or cubic boron nitride 3'F (CBN), so-called superabrasive grains, are suitable for grinding difficult-to-process materials such as ceramics and steel. It is prized for processing.

ところで、一般に砥石は砥粒の結合に使用する結合剤の
種類によって、レジンポンド砥石、メタルポンド砥石お
よびビトリファイドボンド砥石の3種に大別される。こ
のうち、レジンポンドおよびメタルポンド砥石は、高密
度、すなわち、気孔率がほぼゼロの状!凪で製造される
ので、小さくて短い切り屑を形成する被加工材の加工に
は適するものの、例えば、鋼のように長い切り屑を生・
しる材料を研削する場合には、目づまりや、目づまりに
よる摩!!!18などが発生するため適当であるとは言
い難い。
By the way, in general, whetstones are roughly classified into three types depending on the type of binder used to bond the abrasive grains: resin pound whetstones, metal pound whetstones, and vitrified bond whetstones. Among these, resin pound and metal pound whetstones have high density, that is, the porosity is almost zero! Because it is manufactured in a calm state, it is suitable for machining workpieces that produce small, short chips, but it is suitable for machining workpieces that produce long chips, such as steel.
When grinding material, avoid clogging and wear due to clogging! ! ! 18 etc. occur, so it is difficult to say that it is appropriate.

一方、どトリファイドポンド砥石は、結合剤としてガラ
ス質無機物を使用したものであり、唯一気孔率を調節し
て製造することが可能な砥石である。そのため、気孔の
うち、とくに研削作用面に開口した。所謂、開気孔(オ
ープンボア)の存在により、前述したような長い切り屑
の逃げに要するクリアランスを大きくとることができ、
ひいては切り屑による目づまりに起因する摩擦熱の発生
を抑制しうる、また、研削作用領域に冷却液を広範囲に
亘って散布させることができる、さらには砥粒の突き出
し量を最適なものにして被削材表面への食込みを改善し
、優れた被削材料除去率と良好な切れ味を実現すること
ができるなど数多くの利点を備えている。
On the other hand, a torrefied pound grindstone uses a glassy inorganic material as a binder, and is the only grindstone that can be manufactured by adjusting the porosity. Therefore, the pores were particularly opened on the grinding surface. Due to the existence of so-called open holes, the clearance required for long chips to escape as mentioned above can be increased.
Furthermore, it is possible to suppress the generation of frictional heat caused by clogging with chips, and it is also possible to spray the cooling liquid over a wide area in the grinding area. It has many advantages, such as improved penetration into the surface of the cutting material, excellent material removal rate, and good cutting quality.

したがって、前述したダイヤモンド、CBNなどの超砥
粒をガラス質無機物で結合せしめてなるビトリファイド
ボンド砥石の研削加工に対する応用範囲は著しく増大し
つつある。
Therefore, the scope of application of vitrified bond grindstones, which are formed by bonding superabrasive grains such as diamond and CBN with glassy inorganic materials, to grinding processes is increasing significantly.

[発明が解決しようとする問題点] このような超砥粒を有するヒドリファイトポンド砥石は
一般につぎのようして製造される。すなわち、まず、超
砥粒と、アルミナ、5iC5i02.ZrO2などの一
般砥粒、結合剤および添加剤を攪拌混合し、加圧成形し
たのち焼成するか、あるいは、加熱と加圧成形とを同面
に行なう、所謂ホットプレス法のいずれかを適用して行
なわれる。このうち、ホットプレス法はむしろ気孔率が
ゼロに近い砥石の製造に適したものであり、上述の如き
有気孔型のビトリファイドボンド砥石には前者の方法が
適用される。
[Problems to be Solved by the Invention] A hydrophite pound grindstone having such superabrasive grains is generally manufactured as follows. That is, first, superabrasive grains, alumina, 5iC5i02. General abrasive grains such as ZrO2, a binder, and additives are stirred and mixed, pressure molded, and then fired, or a so-called hot press method is applied, in which heating and pressure molding are performed on the same side. It is done. Of these, the hot press method is more suitable for manufacturing a grindstone with a porosity close to zero, and the former method is applied to the above-mentioned porous vitrified bond grindstone.

しかしながら、ダイヤモンドやCBNのような超砥粒は
」一連したように、極めて高い硬度を有するものの、そ
の結晶構造がいずれも共有結合による立方晶であるため
、そもそもその砥粒表面における他物質との化学結合力
は非常に弱い。しかも高温においては、砥粒自身が、酸
化されたり(ダイヤモンドの場合)、あるいは立方晶か
ら硬度の低い六方晶への逆変態(CBNの場合)が生ず
るため該砥粒と結合剤との結合力がさらに低下してしま
うなどの不都合がある。したがって、研削加工時に超砥
粒が砥石の研削作用面から脱落してしまい砥石の彦耗を
著しく促進させるという問題があった。
However, although superabrasive grains such as diamond and CBN have extremely high hardness, their crystal structures are all cubic crystals with covalent bonds, so in the first place there is no interaction with other substances on the surface of the abrasive grains. Chemical bond strength is very weak. Moreover, at high temperatures, the abrasive grain itself is oxidized (in the case of diamond) or reversely transformed from a cubic crystal to a hexagonal crystal with low hardness (in the case of CBN), which increases the bonding strength between the abrasive grain and the binder. There are inconveniences such as further decrease in Therefore, there is a problem in that the superabrasive grains fall off from the grinding surface of the grindstone during grinding, significantly accelerating wear of the grindstone.

本発明は、従来のかかる問題を解消し、砥粒としてダイ
ヤモンド、CBNを含有する有気孔型のヒドリファイト
ポンド砥石であって、砥粒と結合剤との結合力が強く、
しかも良好な切れ味を有する砥石を製造する方法の提供
を目的とする。
The present invention solves the conventional problems and provides a porous hydrifite pound grinding wheel containing diamond and CBN as abrasive grains, which has a strong binding force between the abrasive grains and a binder.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a grindstone having good sharpness.

[問題点を解決するための手段] 木発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を屯ねる中
で、以下に述べる知見を得た。すなわち、砥粒、結合剤
および添加剤の1g合物を成形・焼成して得られる成形
・焼成体は、気孔率、とくにオープンボアの含有率を所
qHの値に制御しうるが、このままでは、低粒と結合剤
との結合力が弱いという不都合がある。そこで、焼成体
を得たのちに、焼成体中に存在するオープンボアを消滅
させることなく砥粒と結合剤との結合力を増大せしめる
ような処理をさらに行なえばよい。木発明者らはこのよ
うな処理方法として、ガスを圧力媒体とする熱間等方静
水圧プレス(HIP)が好適であることを見出し、その
効果を確認して本発明を完成するに到った。
[Means for Solving the Problems] In the course of intensive research to achieve the above object, the wood inventors obtained the knowledge described below. That is, in the molded and fired body obtained by molding and firing 1 g of abrasive grains, binder, and additive, the porosity, especially the content of open pores, can be controlled to the desired value of qH; However, there is a disadvantage that the binding force between the particles and the binder is weak. Therefore, after obtaining the fired body, a treatment may be further performed to increase the bonding force between the abrasive grains and the binder without eliminating the open bores present in the fired body. The inventors discovered that hot isostatic pressing (HIP), which uses gas as a pressure medium, was suitable for such a treatment method, and after confirming its effectiveness, they completed the present invention. Ta.

すなわち、本発明の砥石の製造方法は、立方晶窒化ホウ
素および/またはダイヤモンドでなる超砥粒を含有する
焼成体を熱間等方静水圧プレスすることを牛ν徴とする
That is, the method for manufacturing a grindstone of the present invention is characterized by hot isostatic pressing of a fired body containing superabrasive grains made of cubic boron nitride and/or diamond.

[具体的説明] 本発明の砥石の製造方法は、いかなる種類の砥石の製造
に対しても適用することが可能であるが、とくに、所定
Hi−のオープンボアを有するビトリファイドボンド砥
石の製造に適用して有用な方法であるため、以下、この
ビトリファイドボンド砥石を例にとって説明する。
[Specific Description] The method for producing a grindstone of the present invention can be applied to the production of any type of grindstone, but is particularly applicable to the production of a vitrified bonded grindstone having an open bore of a predetermined Hi-. Since this is a useful method, the vitrified bond grindstone will be explained below as an example.

本発明方法において、まず、使用する砥粒はダイヤモン
ド粉末あるいは立方晶窒化ホウ素(CB N)粉末また
はこれらの混合物である。
In the method of the present invention, first, the abrasive grains used are diamond powder, cubic boron nitride (CBN) powder, or a mixture thereof.

このうち、ダイヤモンド粉末の種類および粒径はとくに
制限されるものではなく、天然、人工いずれのものであ
ってもよい。
Among these, the type and particle size of the diamond powder are not particularly limited, and may be either natural or artificial.

さらに、かかる砥粒粉末として、後述する表面処理が施
されたものを使用すると結合剤とのぬれ性が向上するた
め、結合剤との結合力を増大せしめるうえで好ましい。
Furthermore, it is preferable to use abrasive grain powder that has been subjected to the surface treatment described below, since this improves the wettability with the binder, thereby increasing the bonding force with the binder.

すなわち、具体的な表面処理法としては、エツチング、
表面被覆などをあげることができる。まず、エツチング
は、大気中酸化、薬品による酸処理またはアルカリ処理
などにより行なうことができる。
In other words, specific surface treatment methods include etching,
Examples include surface coating. First, etching can be performed by atmospheric oxidation, chemical acid treatment, alkali treatment, or the like.

一方、表面被覆において、被覆層となるべき物質として
はつぎのようなものがあげられる。
On the other hand, in surface coating, the following substances can be cited as substances that should form a coating layer.

(1)周期律表第4a、5a、6a族遷移金属の炭化物
、窒化物、ホウ化物、酸化物もしくはこれらの混合物ま
たは相互固溶体、とくに、次式:MCXN、O,(ただ
L、0≦X≦095.0≦y≦0.95、O≦2≦0.
9、x+y+z<0.98で、MはTi。
(1) Carbides, nitrides, borides, oxides, or mixtures thereof or mutual solid solutions of transition metals of groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table, especially those with the following formula: MCXN, O, (only L, 0≦X ≦095.0≦y≦0.95, O≦2≦0.
9, x+y+z<0.98, M is Ti.

ZrまたはHfを表わす)で示される高融点化合物およ
び/またはその混合物、相互固溶体 (2)AL;L203.Sio2.MgO1CaOおよ
びB2O3から選択された少なくとも1種よりなるセラ
ミックス (3)S i02 、Na20.Cab、Al103、
S iC,B203 、ZnO,に20およびLi2O
から選択された3種以上の成分よりなるガラス質 これらの被覆層を形成する方法としては、とくに制限さ
れるものではなく、例えば、スパッタ法、イオンブレー
ティング法に代表される物理的方法およびCVD法に代
表される化学的方法があげられ、このうち、とくにCV
D法は好ましいものである。また、これらの被覆層の層
厚は、通常0.5〜5−程度に設定することが好ましい
Zr or Hf) and/or mixture thereof, mutual solid solution (2) AL; L203. Sio2. Ceramics (3) consisting of at least one selected from MgO1CaO and B2O3 S i02 , Na20. Cab, Al103,
SiC, B203, ZnO, 20 and Li2O
The method of forming these glassy coating layers made of three or more components selected from the following is not particularly limited, and examples include physical methods such as sputtering and ion blasting, and CVD. There are chemical methods represented by CV method, and among these, CV
Method D is preferred. Moreover, it is preferable that the layer thickness of these coating layers is usually set to about 0.5 to 5 -.

この層厚が0.5−未満であると砥粒と被覆層との密着
強度が充分とならず、また、後述するHIP処理による
効果が小さくなってしまい、一方、層厚が5−を超える
と結合剤との結合力は増大するものの、結合剤との熱膨
張係数の差により、HIP処理による効果がそれほど顕
著とならない。さらに好ましくは、1〜3−である。
If this layer thickness is less than 0.5-2, the adhesion strength between the abrasive grains and the coating layer will not be sufficient, and the effect of the HIP treatment described below will be reduced.On the other hand, if the layer thickness exceeds 5- Although the bonding strength between the material and the binder increases, the effect of the HIP treatment is not so significant due to the difference in thermal expansion coefficient between the material and the binder. More preferably, it is 1-3-.

なお、結合剤であるガラス質無機物としては、とくに限
定されるものではなく1例えば、ホウ珪酸ガラス、鉛ガ
ラス、ナトリウムガラスなどをあげることができる。
The vitreous inorganic material used as the binder is not particularly limited, and examples include borosilicate glass, lead glass, and sodium glass.

ついで、本発明方法による砥石の製造工程を順次説明す
る。
Next, the manufacturing process of a grindstone according to the method of the present invention will be sequentially explained.

まず、砥粒、結合剤およびそれに加えてA文203.S
iC,5i02などの補助砥粒、さらにはデキストリン
、水ガラス、フルフラール、クリオライト、カーボン、
生石灰などの添加剤をそれぞれ所定量配合し混合する。
First, abrasive grains, a binder, and in addition A203. S
Auxiliary abrasive grains such as iC, 5i02, dextrin, water glass, furfural, cryolite, carbon,
Predetermined amounts of additives such as quicklime are added and mixed.

このとき、砥粒が次工程で得られる焼成体中に占める割
合を1.5〜75体積%とすることが好ましい。この割
合が1.5体積%未満であると、砥粒の配合効果か充分
ではなく、一方、75体積%を超えると結合相の占める
体積が大幅に少なくなり、後述するHIP処理による効
果が得られなくなってしまう。さらに好ましくは、lO
〜50体積%である。
At this time, it is preferable that the proportion of the abrasive grains in the fired body obtained in the next step is 1.5 to 75% by volume. If this ratio is less than 1.5% by volume, the effect of blending the abrasive grains will not be sufficient. On the other hand, if it exceeds 75% by volume, the volume occupied by the binder phase will be significantly reduced, and the effect of the HIP treatment described below will not be achieved. I can't do it anymore. More preferably, lO
~50% by volume.

ついで、得られた混合物を常法により所定形状に成形し
たのち焼成する。この場合の成形圧力は1〜5 kgf
/am2であることが好ましい、また焼成温度は結合剤
の軟化点に応じて決定することが必要であり、例えばホ
ウ珪酸ガラスでは800℃。
Next, the obtained mixture is formed into a predetermined shape by a conventional method and then fired. The molding pressure in this case is 1 to 5 kgf
/am2, and the firing temperature needs to be determined depending on the softening point of the binder; for example, 800°C for borosilicate glass.

高鉛ガラスでは500 ’00種に設定することが好ま
しい、このようにして得られた焼成体中にはオープンボ
アが5〜55体積%存在することが好ましい、オープン
ボアが5体積%未溝の場合は、砥粒のつき出しHIB−
が小さくなり、また、砥粒はHIP処理により強固に保
持されるので研削工程で砥粒が脱落しないため、ビトリ
ファイドボンド砥粒本来の切れ味に欠け、目づまりを起
こしやすいという不都合が生ずる。−・方、オープンボ
アが55体積%を超えて存在する場合には、HIP処理
を施したあとでも砥粒の保持力が充分とならず、切れ味
は良好であるものの摩耗の度合いが箸しく経済的でない
という不都合がある。オープンボアのさらに好ましい含
有率は15〜35体積%である。なお、かかる焼成体の
気孔率は、砥粒の粒径、粒度、配合量、成形条件、焼成
条件などによって制限される。
For high-lead glass, it is preferable to set the value to 500'00.It is preferable that the fired body thus obtained contains 5 to 55% by volume of open bores.5% by volume of open bores are ungrooved. In this case, the abrasive grain protrusion HIB-
In addition, since the abrasive grains are firmly held by the HIP treatment, the abrasive grains do not fall off during the grinding process, resulting in the inconvenience that the sharpness inherent to vitrified bond abrasive grains is lacking and clogging is likely to occur. - On the other hand, if open bores exceed 55% by volume, the retention force of the abrasive grains will not be sufficient even after HIP treatment, and although the sharpness will be good, the degree of wear will be poor and economical. It has the disadvantage of not being accurate. A more preferable content of open bores is 15 to 35% by volume. Note that the porosity of such a fired body is limited by the particle size, grain size, blending amount, molding conditions, firing conditions, etc. of the abrasive grains.

しかるのち、得られた焼成体に対してHIP処理を施す
。この工程において、圧力媒体として使用するガスとし
ては、例えば、アルゴン、窒素ヘリウムなどのガスが好
適である。また、ガスの圧力は30〜2000barに
設定することが好ましい。圧力が、30bar未満であ
る場合は、通常のコールドプレス法やホットプレス法と
比較してとくに顕著な効果が得られず、一方、2000
barを超えると焼結時のひずみが大きくなり、ワレを
生ずるおそれが太きい。さらに好ましくは100−10
00barである。さらに処理温度は500〜1200
℃に設定することが好ましい。
Thereafter, the obtained fired body is subjected to HIP treatment. In this step, gases such as argon, nitrogen helium, etc. are suitable as the gas used as the pressure medium. Moreover, it is preferable to set the gas pressure to 30 to 2000 bar. When the pressure is less than 30 bar, no particularly significant effect can be obtained compared to the usual cold press method or hot press method;
If it exceeds bar, the strain during sintering will increase, and there is a strong possibility that cracks will occur. More preferably 100-10
It is 00 bar. Furthermore, the processing temperature is 500-1200
It is preferable to set it at ℃.

この温度が500℃未満であると、本発明で使用する比
較的高融点の結合剤が充分に焼結しない。
If this temperature is less than 500°C, the relatively high melting point binder used in the present invention will not be sufficiently sintered.

一方、1200℃を超えると砥粒の変質を招来し、逆に
結合強度を低下せしめてしまう。なお、本発明における
HIP処理は、気孔を消滅することを目的としているの
ではなく、むしろ、気孔、とくにオープンポアはそのま
ま残留せしめて、砥粒と結合剤との結合力を強化するこ
とを目的としているため、焼結体を密封することなく焼
結炉の中に入れることが望ましい。
On the other hand, if the temperature exceeds 1200°C, the quality of the abrasive grains changes, and the bonding strength decreases. Note that the HIP treatment in the present invention is not intended to eliminate pores, but rather to leave pores, especially open pores, as they are and to strengthen the bonding force between the abrasive grains and the binder. Therefore, it is desirable to place the sintered body into the sintering furnace without sealing it.

かかるHIP処理工程において、焼成体内部のクローズ
ドポアは加圧によりほとんど消滅するが、しかし、オー
プンポアはそのまま残留するので、焼結体のオーブンポ
アの含有率はHIP処理前と略変化せずに維持されるた
め、好ましいオーブンポアの含有率を保ちつつ、しかも
砥粒と結合剤との結合力を極めて強固なもにすることが
可能となる。
In such a HIP treatment process, the closed pores inside the sintered body almost disappear under pressure, but the open pores remain as they are, so the content of oven pores in the sintered body remains almost unchanged from before the HIP treatment. Therefore, it is possible to maintain a preferable oven pore content while also making the bonding force between the abrasive grains and the binder extremely strong.

[実施例] 実施例I CB5粉末11+40/170    41 、6重量
%A立203粉末鱒150    23 、6重量%結
合剤ニホウ珪酸ガラス17058 27.6重量% 湿潤剤:水ガラス       7.2重量%以上の各
成分を混合して砥石の研削層用材料とした。
[Example] Example I CB5 powder 11+40/170 41 , 6% by weight A-203 powder trout 150 23 , 6% by weight Binder diborosilicate glass 17058 27.6% by weight Wetting agent: Water glass 7.2% by weight or more The components were mixed to form a material for the grinding layer of the whetstone.

一方で、A交203粉末(#150)、ホウ珪酸ガラス
および水ガラスを重量比で2:l二0.2の割合で配合
混合することにより上記研削層保持体(ハブ)用材料と
した。
On the other hand, the above-mentioned material for the grinding layer holder (hub) was prepared by mixing A-X 203 powder (#150), borosilicate glass, and water glass at a weight ratio of 2:120.2.

これらの材料を成形圧3 kgf/am2で4分間成形
することにより、円盤状の/\ブの外周面全面に厚さ3
mmの研削層が形成された成形体を得た。このものの外
径は1ooI+++a、lJさは5mmであった。しか
るのち、水素雰囲気中で、この成形体を昇温速度290
℃/時で加熱し、820℃で1時間保持したのち、降温
速度80℃/時で冷却することにより焼成した。
By molding these materials at a molding pressure of 3 kgf/am2 for 4 minutes, a thickness of 3 kg is formed on the entire outer peripheral surface of the disc-shaped /\b.
A molded body was obtained in which a grinding layer of mm thick was formed. The outer diameter of this product was 1ooI+++a, and the length of lJ was 5 mm. Thereafter, this molded body was heated at a temperature increase rate of 290 in a hydrogen atmosphere.
After heating at a rate of 820°C/hour and holding at 820°C for 1 hour, firing was performed by cooling at a temperature decreasing rate of 80°C/hour.

ついで、得られた焼成体にHIP処理を施した。すなわ
ち、雰囲気ガスとしてArガスを使用し、圧力1000
barにおいて、昇温速度290℃/時で加熱し、80
0℃で1時間保持したのち降温速度80℃/蒔で冷却す
ることにより本発明の砥石を得た。
Then, the obtained fired body was subjected to HIP treatment. That is, Ar gas is used as the atmospheric gas, and the pressure is 1000.
Heating at a heating rate of 290°C/hour at 80°C
The grindstone of the present invention was obtained by maintaining the temperature at 0° C. for 1 hour and then cooling at a cooling rate of 80° C./sow.

また、これとは別に、上記砥石のCBN層のみに対応す
る形状、すなわち環状の焼成体を上記と同様の条件で製
造し、さらに、同様の条件でHIP処理を行なって、テ
ストピースを得た。
Separately, a fired body with a shape corresponding only to the CBN layer of the grindstone, that is, an annular shape, was manufactured under the same conditions as above, and a test piece was obtained by performing HIP treatment under the same conditions. .

しかるのち、まず、上記の砥石を使用して実際に研削加
工を行ない、その研削比(=被削材の摩耗量(体積)/
砥石の摩耗量(体積))および被削材の単位研削量当り
の消費電力(W/cm3)を測定し、結果を第1表に示
した。さらに、テストピースについては、オープンポア
の気孔率および曲げ強さを測定し、結果を第1表に併せ
て示した。
After that, we first perform actual grinding using the above-mentioned grindstone, and calculate the grinding ratio (=amount of wear (volume) of the workpiece material/
The wear amount (volume) of the grinding wheel and the power consumption per unit grinding amount of the work material (W/cm3) were measured, and the results are shown in Table 1. Furthermore, the open pore porosity and bending strength of the test pieces were measured, and the results are also shown in Table 1.

なお、このときの研削試験条件は以下のとおりである。The grinding test conditions at this time are as follows.

被 削 材:JIS  5KH−57(0,フラニル硬
度Cスケール65、長さ 100mff1、幅10mm) 研 削 油:水溶性油 砥石周速度:1600m/分 テーブル送り速度:15m/分 切込み量:0.01mm/ストローク 比較例1 焼成後にHIP処理を施さなかった点を除いては、上記
実施例1と全く同様にして砥石およびテストピースを製
造し、それぞれについて同様の評価を行ない結果を第1
表に示した。
Work material: JIS 5KH-57 (0, furanyl hardness C scale 65, length 100mff1, width 10mm) Grinding oil: Water-soluble oil Grinding wheel peripheral speed: 1600m/min Table feed speed: 15m/min Depth of cut: 0. 01mm/Stroke Comparative Example 1 A grindstone and a test piece were manufactured in exactly the same manner as in Example 1 above, except that HIP treatment was not performed after firing, and the same evaluation was performed on each.
Shown in the table.

第1表 実施例2 CBN粉末+1120/140      42重量%
(CVD法を適用して厚さ2戸の Ti  (C,O)被覆層を有するもの)電融ムライト
 11100/120     23重量%結合剤ニガ
ラス質結合剤粉砕品−200#27重量% 湿潤剤:水ガラス         8重量%以上の各
成分を混合して砥石の研削層用材料とした。
Table 1 Example 2 CBN powder +1120/140 42% by weight
(Those with a Ti(C,O) coating layer of two thicknesses by applying the CVD method) Electrofused mullite 11100/120 23% by weight Binder Vitreous binder crushed product - 200#27% by weight Wetting agent: Water glass A material for the grinding layer of a whetstone was prepared by mixing 8% by weight or more of each component.

一方で、電融ムライト(#60/140)、ホウ珪酸ガ
ラスおよび水ガラスを重量比で4=に〇、2の割合で配
合混合することにより上記研削層保持体(ハブ)用材料
とした。
On the other hand, the above material for the grinding layer holder (hub) was prepared by mixing fused mullite (#60/140), borosilicate glass, and water glass at a weight ratio of 4 = 〇 and 2.

これらの材料を上記実施例1と同様に成形することによ
り、外径94mm、厚さ7mmの円盤状のハブの外周面
に厚さ5層層の研削層が形成されてなる成形体を得た。
By molding these materials in the same manner as in Example 1 above, a molded body was obtained in which a five-layered grinding layer was formed on the outer peripheral surface of a disk-shaped hub with an outer diameter of 94 mm and a thickness of 7 mm. .

しかるのち、水素雰囲気中で。Then, in a hydrogen atmosphere.

この成形体を昇温速度290℃/時で加熱し、770°
Cで1時間保持したのち、降温速度80℃/時で冷却す
ることにより焼成した。
This molded body was heated at a temperature increase rate of 290°C/hour to 770°C.
After being held at C for 1 hour, it was fired by cooling at a temperature decreasing rate of 80° C./hour.

ついで、得られた焼成体にHIP処理を施した。すなわ
ち、雰囲気ガスとしてN2ガスを使用し、圧力50ba
rにおいて、昇温速度290℃/時で加熱し、750℃
で1時間保持したのち降温速度80℃/時で冷却するこ
とにより砥石を得た。さらに、これとは別に、実施例1
と同様にしてテストピースを製造した。
Then, the obtained fired body was subjected to HIP treatment. That is, N2 gas is used as the atmospheric gas, and the pressure is 50 ba.
r, heated at a heating rate of 290°C/hour to 750°C.
A grindstone was obtained by maintaining the temperature at a temperature of 80° C./hour for 1 hour and then cooling at a cooling rate of 80° C./hour. Furthermore, apart from this, Example 1
A test piece was manufactured in the same manner.

このようにして得られた砥石およびテストピースについ
て実施例1と同様の評価試験を行ない結果を第2表に示
した。
The grindstone and test piece thus obtained were subjected to the same evaluation test as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

比較例2 焼成後にHIP処理を施さなかった点を除いては、上記
実施例2と全く同様にして砥石およびテストピースを製
造し、それぞれについて同様の評価を行ない結果を第2
表に示した。
Comparative Example 2 A grindstone and a test piece were manufactured in exactly the same manner as in Example 2 above, except that HIP treatment was not performed after firing, and the same evaluation was performed on each.
Shown in the table.

第2表 実施例3 ダイヤモンド粉末(11170/200)  44 、
7重量%SiC粉末(11200/230)     
13 、8重量%AfL203粉末(1200/230
)   10 、6 fff量%結合剤ニホウ珪酸ガラ
ス   22.4重量%添加剤:水ガラス      
 8.5重量%以上の各成分を混合して、砥石の研削層
用材料とし、実施例1と同様にして砥石およびテストピ
ースを製造した。
Table 2 Example 3 Diamond powder (11170/200) 44,
7wt% SiC powder (11200/230)
13, 8 wt% AfL203 powder (1200/230
) 10, 6 fff amount% Binder diborosilicate glass 22.4% by weight Additive: water glass
A grinding layer material of a grindstone was prepared by mixing 8.5% by weight or more of each component, and a grindstone and a test piece were manufactured in the same manner as in Example 1.

かかる砥石につき、以下の条件で研削試験を行なった。A grinding test was conducted on this grindstone under the following conditions.

被  削 剤:  S  i3  N4   AfL2
 03−Y2 03系焼結体(50X50X l Om
m)(IF  削  油:ジョンソンワラクツ50倍液
砥石周速度:1500m/分 テーブル送り速度:10m/分 切込み量:O,01mm/ストローク この研削試験における研削比、消費電力を、テストピー
スの特性とともに第3表に示した。
Cutting material: Si3 N4 AfL2
03-Y2 03 series sintered body (50X50X l Om
m) (IF cutting oil: Johnson Warakuts 50x liquid Grinding wheel circumferential speed: 1500 m/min Table feed speed: 10 m/min Depth of cut: 0.01 mm/stroke The grinding ratio and power consumption in this grinding test were determined by the characteristics of the test piece. They are also shown in Table 3.

比較例3 焼成後にHIP処理を施さなかった点を除いては、上記
実施例3と全く同様にして砥石およびテストピースを製
造し、それぞれについて同様の評価を行ない結果を第3
表に示した。
Comparative Example 3 A grindstone and a test piece were manufactured in exactly the same manner as in Example 3 above, except that HIP treatment was not performed after firing, and the same evaluation was performed on each.
Shown in the table.

第3表 実施例4 ダイヤモンド粉末CD A 1140/+70(CVD
法を適用して厚さ 46.3重量%2μmのTiC被覆
層を有す るもの) A!;L203粉末11150    23 、2重量
%結 合 剤ニホウ珪酸ガラスt?05B(−1124
0)25.5重量% 一次結合剤:50%デキストリン水溶液5重量% よりなる研削層用材料 および、電融ムライト#θO/
140 、ホウ珪酸ガラスを重量比で80:20および
50%デキストリン5重量%からなるハブ材料を使用し
、実施例1と全く同様にして成形、焼成、HIP処理を
行ない砥石およびテストピースを製造した。
Table 3 Example 4 Diamond powder CD A 1140/+70 (CVD
(TiC coating layer having a thickness of 46.3% by weight and 2 μm by applying the method) A! ; L203 powder 11150 23, 2% by weight binder diborosilicate glass t? 05B(-1124
0) 25.5% by weight Primary binder: 50% dextrin aqueous solution 5% by weight Grinding layer material and fused mullite #θO/
140, using a hub material consisting of borosilicate glass in a weight ratio of 80:20 and 50% dextrin and 5% by weight, molding, firing, and HIP treatment were carried out in exactly the same manner as in Example 1 to produce a grindstone and a test piece. .

かかる砥石につき、以下の条件で研削試験を行なった。A grinding test was conducted on this grindstone under the following conditions.

被削材A : S iz N4−MgO−Y203系焼
結体(4X8X25mm+、HRA 93.0) 被削材B : AfL203−Tic系焼結体研 削 
油:水溶性油 砥石周速度:1600m/分 クロスフィード:2mm/パス テーブル送り速度:10m7分 切込み量:0.02mm/ストローク 被削材A、Hのそれぞれにつき研削比および消費電力を
測定し、結果をテストピースの特性と併せて第4表に示
した。
Workpiece material A: Siz N4-MgO-Y203-based sintered body (4X8X25mm+, HRA 93.0) Workpiece material B: AfL203-Tic-based sintered body ground
Oil: Water-soluble oil Grinding wheel circumferential speed: 1600 m/min Cross feed: 2 mm/pass Table feed speed: 10 m 7 min Depth of cut: 0.02 mm/stroke Measure the grinding ratio and power consumption for each of work materials A and H, The results are shown in Table 4 together with the characteristics of the test pieces.

比較例4 焼成後にHIP処理を施さなかった点を除いては、上記
実施例4と全く同様にして砥石を製造し、それぞれにつ
いて同様の評価を行なって結果を第4表に示した。
Comparative Example 4 Grindstones were produced in exactly the same manner as in Example 4 above, except that no HIP treatment was performed after firing, and the same evaluations were performed on each of the grindstones, and the results are shown in Table 4.

第4表 実施例5 ダイヤモンド粉末      12.5屯H,B%(m
14o/17a 、  イオンブレーティングにより2
−のTiC 被覆層を有するもの) CBN粉末         12.5屯4.H%(’
1140/170 、  CVD法により2 μmのA
立203被覆層を有するもの) AM203粉末(”150)       45 毛’
j:%結合剤(ホウ珪酸ガラス7740) 中気孔増加剤         25王■%−次結合剤
=50%デキストリン水溶液5王量% 以上の各成分を混合して砥石の研削層用材料とした。こ
の材料を成形圧1 kgf/mm2で成形することによ
り外径25mm、内径6mm、厚さ15mmの円筒状成
形体を得た。しかるのち、水套雰囲気中で、この成形体
を昇温速度250’C/蒔で加熱し、800°Cで1時
間保持したのち、降温速度60°C/時で冷却すること
により焼成した。
Table 4 Example 5 Diamond powder 12.5 tons H, B% (m
14o/17a, 2 by ion brating
- with a TiC coating layer) CBN powder 12.5 tons4. H%('
1140/170, 2 μm A by CVD method
AM203 powder ("150") 45 hair'
j: % binder (borosilicate glass 7740) medium pore increasing agent 25% - secondary binder = 50% dextrin aqueous solution 5% by weight The above components were mixed to prepare a material for the grinding layer of a grindstone. This material was molded at a molding pressure of 1 kgf/mm2 to obtain a cylindrical molded body with an outer diameter of 25 mm, an inner diameter of 6 mm, and a thickness of 15 mm. Thereafter, this molded body was heated in a water pouch atmosphere at a temperature increase rate of 250°C/h, held at 800°C for 1 hour, and then cooled at a temperature drop rate of 60°C/hour to be fired.

ついで、得られた焼成体にHIP処理を施した。すなわ
ち、雰囲気ガスとしてArガスを使用し、圧力500 
barにおいて、昇温速度200℃/時で加熱し、78
0°Cで1時間保持したのち降温速度60″C/時で冷
却することにより本発明の砥石を得た。
Then, the obtained fired body was subjected to HIP treatment. That is, Ar gas is used as the atmospheric gas, and the pressure is 500.
Heating at a heating rate of 200°C/hour at 78°C
The grinding wheel of the present invention was obtained by holding at 0° C. for 1 hour and then cooling at a temperature decreasing rate of 60″C/hour.

かかる砥石につき、以下の条件で研削試験を行なった。A grinding test was conducted on this grindstone under the following conditions.

被 削 材:Wi(SKD−11、内径50+++m、
厚さ1010ff1および超硬合金 (13%Co−WC1内iイ50 1、厚さ5 mff1)のり/グが2枚ずつ交qにろう
付はゴれたものを使 川し、その内周面を研削した。
Work material: Wi (SKD-11, inner diameter 50+++m,
Thickness: 1010FF1 was ground.

砥石周速度:800m/分 送り速度:10mm/分 切込み;:H: 0 、005 +11Q+以七の研削
試験における研削比、消費′Iじ力および鋼と超硬との
段差を砥石の気孔−(iとともに第5表に示した。
Grinding wheel circumferential speed: 800 m/min Feed speed: 10 mm/min Depth of cut: H: 0,005 It is shown in Table 5 along with i.

比較例5 焼成後にHIF処理を施さなかった点を除いては、上記
実施例5と全く同様にして砥石を製造し、同様の評価を
行なって結果を第5表に示した。
Comparative Example 5 A grindstone was manufactured in exactly the same manner as in Example 5 above, except that HIF treatment was not performed after firing, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 5.

第5表 [発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明方法を適用して
製造された砥石は1通常の焼成[程後にHIP処理が施
されているので、従来のものに比ニーで曲げ強さが著し
く増大しており、砥粒と結合剤との結合強度が非常に高
められていることが確認された。しかも、かがるHIP
処理後も砥石中のオープンボアは処理前と略回等番こ維
持されているため、目づまりもなく、す1れあじも極め
て良好であった。したがって 本発明方法は、とくに。
Table 5 [Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, the grindstone manufactured by applying the method of the present invention is compared to the conventional grindstone because it undergoes normal firing (after which HIP treatment is applied). It was confirmed that the bending strength at the knee was significantly increased, and the bond strength between the abrasive grains and the binder was greatly increased. Moreover, the HIP
Even after treatment, the open bore in the grindstone was maintained at approximately the same number of rotations as before treatment, so there was no clogging and the slippage was extremely good. Therefore, the method of the present invention is particularly useful.

長い研削1r(を生ずる泪の研削加口こ使用されるビ)
リファイトポ/1:砥石の製造に適用して有用であり、
その工業的4血値は高い。
long grinding 1r
Liphipo/1: Useful when applied to the production of grindstones,
Its industrial 4 blood value is high.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)立方晶窒化ホウ素および/またはダイヤモンドで
なる超砥粒を含有する焼成体を熱間等方静水圧プレスす
ることを特徴とする砥石の製造方法。
(1) A method for producing a grindstone, which comprises hot isostatically pressing a fired body containing superabrasive grains made of cubic boron nitride and/or diamond.
(2)該熱間等方静水圧プレスにおける雰囲気ガスの圧
力が30〜2000バール、温度が500〜1200℃
である特許請求の範囲第1項に記載の製造方法。
(2) The pressure of the atmospheric gas in the hot isostatic press is 30-2000 bar, and the temperature is 500-1200°C.
The manufacturing method according to claim 1.
(3)該超砥粒が、表面処理を施されたものである特許
請求の範囲第1項に記載の製造方法。
(3) The manufacturing method according to claim 1, wherein the superabrasive grains are surface-treated.
(4)該焼成体が、ガラス質無機物を含有している特許
請求の範囲第1項に記載の製造方法。
(4) The manufacturing method according to claim 1, wherein the fired body contains a glassy inorganic substance.
(5)該焼成体の気孔率が10〜55体積%であり、か
つ、その気孔の95%以上が開気孔である特許請求の範
囲第1項に記載の製造方法。
(5) The manufacturing method according to claim 1, wherein the fired body has a porosity of 10 to 55% by volume, and 95% or more of the pores are open pores.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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