JPS6248465A

JPS6248465A - 金属材料切断用カツテイングホイ−ル

Info

Publication number: JPS6248465A
Application number: JP18799185A
Authority: JP
Inventors: Kenji Niuchi; 似内　賢司
Original assignee: NISSHIN DAIYAMONDO KK
Current assignee: NISSHIN DAIYAMONDO KK
Priority date: 1985-08-27
Filing date: 1985-08-27
Publication date: 1987-03-03

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、金属材料切断用カッティングホイールに関
し、とくに、細粒ダイヤモンドの結合剤による焼結成形
体を切刃とするカッティングホイールによって、金属材
料の高速切断ができるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、金属材料の機械的切断、たとえば鋳造品の湯口、
押湯等を切断除去する装置として、高速切断機が使用さ
れている。この高速切断機には、円形砥石が回転可能に
装着されているが、この種の円径砥石は、溶融アルミナ
、炭化けい素等の微細粒を砥粒材として、これを硬質ゴ
ム、フェノール樹脂等の有機質結合剤によって成形した
、いわゆるレジンボンド砥石が一般に用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

各種機械部品に使用されている鋳鉄鋳物のうち、とくに
高い靭性を有する球状黒鉛鋳鉄による鋳造品にあっては
、従来の円形砥石によって湯口、押湯等を切断した場合
、切刃面の摩耗が著しく進行して早期に切断限界直径ま
で減少するため、使用寿命が短かくなる欠点があり、ま
た回転速度を上げると、摩擦熱によって結合剤の有機物
質が燃焼して有毒ガスが発生するほか、粉じんの飛散量
が増大するため、作業環境が悪くなり、作業員の健康を
害するという好ましくない事態が生ずる。

この発明者は、円形砥石の切刃の砥粒および結合剤につ
いて種々の実験と研究とを重ねた結果、従来の技術では
金属材料、とくに鉄系の機械的切断には不適当であると
されていたダイヤモンド砥粒を用いることに着目し、コ
バルトとニッケルとの一方または双方を一定量含有する
耐熱性金属または台金に、所定量の黒鉛を添加して潤滑
性を付与した母材によってダイヤモンド砥粒を焼結成形
し、これを台金の円周方向に連続したリング状の切刃と
してろう付けすることにより、従来の円形砥石の欠点の
すべてが解消されるとの結論に達してこの発明を完成す
るに至ったのである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のカッティングホイールは、円盤状の台金の外
周面に、細粒ダイヤモンドを金属質結合剤の母材により
結合した切刃を、リング状に連続してろう付けにより接
合した構成になっている。

細粒ダイヤモンドの粒度は、２０〜５０メツシュの範囲
のものを使用し、切刃の全組成中におけるダイヤモンド
の集中度は、１０〜３５％（０，４４〜１．５４　ｃｔ
／ｃｃ）の範囲とする。集中度が１０％未満であると、
金属材料切断時に母材から脱落して切削性が低下するだ
けでなく、摩耗量が増大するので好ましくなく、また集
中度が３５％を超えると、母材のダイヤモンド保持力が
低下して切削性に悪影響を与えるので好ましくない。

ダイヤモンドの粒度および集中度は、被切断物の金属材
料に応じて、それぞれもっとも適当な範囲のものを選定
することにより、高速回転で経済的に使用可能な切刃が
得られる。たとえば、ねずみ鋳鉄鋳物切断用としては、
ダイヤモンドの粒度を２０〜３０メツシュ、集中度を１
０〜２０％とし、球状黒鉛鋳鉄鋳物切断用としては、ダ
イヤモンドの粒度を２０〜３０メソシユ、集中度を２０
〜３０％とするのが好ましい。

結合剤としては、耐熱性にすぐれたコバルト。

ニッケルを単独でそれぞれ９５〜９９容量％とするか、
あるいはコバルトとニッケルとの双方を任意の割合で混
合して合計で９５〜９９容量％とし、これに黒鉛を潤滑
剤として１〜５容量％添加したものを使用する。黒鉛の
添加量を１％未満にすると、母材として必要な潤滑性が
失われて、金属材料切断時に派生する摩擦熱により母材
のクリープ現象が起り、ダイヤモンドが脱落しやすくな
るので好ましくない。また黒鉛を５％を超えて添加する
と、母材のダイヤモンド保持力が低下して切削性が劣化
するので適当でない。

上記の結合剤は、粉末コバルトと粉末ニッケルとを単独
で、あるいは併用してそれぞれの組成範囲としたものに
、所定量の粉末黒鉛を添加して混合し、これを加熱溶融
した後、冷却してコバルト。

ニッケルの金属あるいは台金組織に黒鉛を均一に分散析
出させ、これを粉砕して粉体としたものを使用する。

上記の粉体結合剤に所定量の細粒ダイヤモンドを混合し
、適宜の半径のリング状、または円弧状に圧縮成形し、
この成形体を焼結して、切刃の素材を製作する。

この切刃を、円盤状の台金の外周面に連続してリング状
にろう付けして接合させることにより、この発明のカッ
ティングホイールが得られる。

〔実施例〕

第１図は、この発明のカッティングホイールの一例を示
す正面図であり、同図において、符号１０は円盤状の台
金を示し、台金１０の外周部には表裏面に貫通するスロ
ット１１を適宜の円周間隔で放射状に配置して、外周面
に開口させて設けである。この台金１０の外周面には、
切刃１２が円周方向に連続してリング状にろう付けされ
て一体に接合している。

切刃１２のろう付け時において、台金１０の外周部が加
熱されて生ずる歪は、スロット１１によって吸収させ、
台金１０の変形を防止するようになっている。

次に、この発明のカッティングホイールの試験品（４種
類）を使用して、鋳造品の切断試験を行い、切断回数に
対応する仕事量（最大電流量と切断時間との積）を調査
した結果を第２図に示す。

カッティングホイールの仕様は、次表に示すとおりであ
る。

被切断物は、球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ−５０）の丸棒（直
径５０鶴）である。

第２図の各線図を比較すると、外径寸法の大きいものほ
ど仕事量が小さく、同一外径寸法のものでも、ダイヤモ
ンドの粒度が粗いものほど仕事量が小さくなっているが
、いずれの場合でも、切断回数の増加に伴なう仕事量の
増大傾向は比較的ゆるやかであって、切削性が殆ど低下
しないことが分かる。これは切刃の母材中に含まれる黒
鉛の潤滑性によって、切刃のダイヤモンドおよび母材と
被切断物との間の摩擦抵抗が減少するため、切刃の母材
の摩擦熱によるクリープ、ひいては母材のダーイヤモン
ド保持力の低下によるダイヤモンドの脱落が生じないこ
とに基づくものである。

次に、この発明のカッティングホイールにより、ねずみ
鋳鉄と球状黒鉛鋳鉄との各鋳物の切断試験を種々の異な
る周速で行なって、仕事量の変化を調べた結果を、従来
のレジンボンド砥石と対比して第３図に示す。

被切断物は、ねずみ鋳鉄（ＦＣ−２０）および球状黒鉛
鋳鉄（ＦＣＤ−５０）の双方とも、直径５０ｍｍの丸棒
である。

本発明品は、次表に示す３種の仕様のものを使用した。

同図の実′ｌａＡおよび破線Ａは、それぞれ本発明品Ｉ
および■による球状黒鉛鋳鉄丸棒についての仕事量を示
し、また実線Ｂおよび破線Ｂは、それぞれ本発明品■お
よび■によるねずみ鋳鉄丸棒についての仕事量を示す。

従来品は、次の仕様（ＪＩＳ規格）からなる外径寸法４
０５龍のレジンボンド砥石を使用した。

砥材　　　Ａ（アルミナ質）粒度　　　２４＃結合剤　　フェノール樹脂結合度　　Ｐ同図の実線Ｃは、従来品による球状黒鉛鋳鉄丸棒につい
ての仕事量、破線りは、従来品によるねずみ鋳鉄丸棒に
ついての仕事量を、それぞれ示す。

第３図に示した本発明品による仕事量を、ダイヤモンド
粒度の大小による周速との関係でみると周速６００　ｍ
／ｍｉｎ以下ではダイヤモンド粒度が　′２０〜３０メ
ツシュのもの（破線ＡおよびＢ）の方が４０〜５０メツ
シュのものの仕事量（実％５１ＡおよびＢ）よりも大き
くなるが、周速がほぼ６００ｍ／＋１ｌｉｎを超えると
、２０〜３０メツシュのものの仕事量が４０〜５０メツ
シュのものよりも小さくなり、周速の増加とともに仕事
量の減少割合が著しくなることがわかる。

これに対して従来品は、周速を変化させても仕事量はほ
ぼ一定である。

次に、本発明品と従来品との仕事量を被切断物の対象別
に比較すると、ダイヤモンドの粒度が２０〜３０メツシ
ュの本発明品では、集中度が２５％のもので球状黒鉛鋳
鉄丸棒を切断したときの仕事量（破線Ａ）は、周速が１
２００　ｍ／ｍｉｎ以上になるとき、集中度が１５％の
ものでねずみ鋳鉄丸棒を切断したときの仕事量（破ｆＩ
Ｂ　）は、周速が１６００　ｍ／ｍｉｎ以上になるとき
に、それぞれ従来品による切断仕事量（実線Ｃおよび破
線Ｄ）よりも小さくなって経済的な切断が可能となるこ
とがわかる。

一方、ダイヤモンド粒度が４０〜５０メツシュの本発明
品については、試験を行なった周速範囲内では、被切断
物がいずれの場合でも従来品よりも大きい仕事量になっ
ているが、さらに周速を高速化することにより、従来品
と同等もしくはそれ以下の仕事量で切断できるようにな
ることがわかる。

さらに、上記の本発明品■（ダイヤモンド粒度２０〜３
０メツシュ、集中度２５％）と従来品とを用いて、球状
黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ−５０）の丸棒（直径５０鶴）を同一
の切断機を使用して繰返し切断したときの摩耗量を調査
したところ、従来品は３本切断した時点で当初の外径４
０５　ｍ＋ｗが３９５■ｌまで減少したが、本発明品で
は２０本切断後においても外径の変化は認められず、従
来品に比べて使用寿命が大幅に長くなることが確認され
た。

ちなみに、上記の試験結果から直径５０龍の丸棒を切断
するときの従来品の使用寿命（切断可能本数）を試算し
てみると、次のようになる。

円形砥石の側面には、切断機に装着するためのフランジ
（直径１１０ｍｍ）が取り付けられているから、５０龍
直径の丸棒を切断し得る最小限度の円形砥石の外径（切
断限界直径）は２１０ｍｍ”？’ある。

したがって、円形砥石の外径が摩耗して当初の４０５　
ｕ＋から２１０１１に減少するまでの間の砥石側面の使
用可能面積は、となる。

丸棒を３本切断したときの砥石側面の減少面積は、であるから、丸棒１本切断するごとに、６２、８　／　
３掬２０．９　ｃｄの面積が摩耗により減少したことになる。

そこで、円形砥石の使用可能面積を丸棒１本当たりの摩
耗面積で割って切断可能本数を求めると、９４１．４０
／２０．９掬４５本が得られる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、この発明によれば、円盤状の台
金に、細粒ダイヤモンドが黒鉛を含む金属質母材によっ
て結合された切刃をリング状にろう付けすることにより
、金属材料、とくに高い靭性を有する鋳鉄鋳物に対する
切断が可能となり、周速を高速にすれば仕事量が減少し
て、従来のレジンボンド砥石と比べて経済的に有利な切
削性が得られるだけでなく、使用寿命を大幅に延長する
ことができる。また、この発明によれば、切刃の摩耗量
が僅少であるため、粉じんが飛散せず、高速回転で使用
しても有毒ガスが発生することはないから、作業環境を
快適な状態に保持することが併せて可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のカッティングホイールの一例を示
す正面図、第２図は、切断回数と仕事量との関係を示す
線図、第３図は、周速と仕事量との関係を示す線図であ
る。図中、１０は台金、１２は切刃である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コバルトもしくはニッケルを９５〜９９容量％、
あるいはコバルトとニッケルとを合計して９５〜９９容
量％、黒鉛を１〜５容量％含有する母材中に、粒度２０
〜５０％メッシュのダイヤモンドを集中度１０〜３５％
の割合で混合して焼結された成形体を切刃として、円盤
状の台金の外周面の円周方向にリング状に連続してろう
付け接合したことを特徴とする金属材料切断用カッティ
ングホイール。
（２）切刃の母材中に、粒度２０〜３０メッシュのダイ
ヤモンドが集中度１０〜２０％の割合で含まれている特
許請求の範囲第１項記載のねずみ鋳鉄鋳物切断用カッテ
ィングホイール。
（３）切刃の母材中に、粒度２０〜３０メッシュのダイ
ヤモンドが集中度２０〜３０％の割合で含まれている特
許請求の範囲第１項記載の球状黒鉛鋳鉄鋳物切断用カッ
ティングホイール。