JPS6257467B2 - - Google Patents

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JPS6257467B2
JPS6257467B2 JP18794482A JP18794482A JPS6257467B2 JP S6257467 B2 JPS6257467 B2 JP S6257467B2 JP 18794482 A JP18794482 A JP 18794482A JP 18794482 A JP18794482 A JP 18794482A JP S6257467 B2 JPS6257467 B2 JP S6257467B2
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JP
Japan
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abrasive grains
polishing
aggregated
abrasive
binder
Prior art date
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Application number
JP18794482A
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English (en)
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JPS5976772A (ja
Inventor
Hisao Adachi
Yoshio Ban
Takuji Umagoe
Susumu Sudo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sankyo-Rikagaku Co Ltd
Pacific Rundum Co Ltd
Original Assignee
Sankyo-Rikagaku Co Ltd
Pacific Rundum Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sankyo-Rikagaku Co Ltd, Pacific Rundum Co Ltd filed Critical Sankyo-Rikagaku Co Ltd
Priority to JP18794482A priority Critical patent/JPS5976772A/ja
Publication of JPS5976772A publication Critical patent/JPS5976772A/ja
Publication of JPS6257467B2 publication Critical patent/JPS6257467B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • C09K3/1436Composite particles, e.g. coated particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は長寿命で研磨性が良く、かつ長時間に
わたり常に均一な研磨加工面粗さを与え得る研磨
布紙用集合砥粒に関するものである。 本発明における集合砥粒とは、複数個の研磨砥
粒が結合剤により塊状に集合され、適当な粒径の
顆粒体となつているものを言う。 研磨布紙用の砥粒は、砥粒の圧壊強度がある程
度以上に増大すると研磨性は圧壊強度に比例して
向上するものではなく、圧壊強度には限界があつ
て、砥粒は研磨作業時においてある程度の微構造
的破壊を行いながら断続的に新しい切れ刃を生じ
させることが必要であることや、長時間の研磨加
工時における研磨焼け、目詰り、融着、目つぶれ
等の防止の面から研磨布紙用の砥粒として最近、
集合砥粒が有用視されている。 集合砥粒の大きな分類として、有機系物質を結
合剤とした、いわゆるレジノイド法により製造さ
れるものと、無機系物質を結合剤としたビトリフ
アイド法により製造されるものとに区分される。 レジノイド法により製造される集合砥粒は比較
的多く見受けられるが、ビトリフアイド法により
製造されるものは少ない。その理由として、レジ
ノイド法により製造される集合砥粒は、その製造
法が比較的簡単で、熱エネルギー的にも経済的で
ある反面、砥粒を単に樹脂系結合剤で塊状集合体
としたもので気孔のないものとなり、研磨作業時
に目詰りが生じ効率的な研磨ができない欠点があ
る。また樹脂系結合剤は熱に弱く、研磨時に発生
する熱により研磨焼けを生じたり、融着、目つぶ
れ等の欠点を持つ。 また、従来、ビトリフアイド法による集合砥粒
の製造例が少ないのは、例えば既知の発明では高
温加熱を要する無機系物質を結合剤とするもの
で、その工程で砥粒と少量の粘土質結合剤との集
合体を焼成によつて結合するものや、溶融アルミ
ナ砥粒に少量のガーネツトを混合し、ガーネット
を溶融することによつて結合させる方法がある。 これらの方法は、いずれも1250℃以上もの結合
剤溶融温度での加熱を必要とすることから多量の
エネルギーを費やすので不経済であり、更には焼
成後に所望の粒度に解砕する作業が煩雑でである
ことなどがあげられる。このため融点の低いハロ
ゲン化物、硫化物等を結合剤とした集合砥粒もあ
るが、これらの結合剤は耐水性に劣り大気中の水
分による強度の低下が見られ、ましてや湿式研磨
には対応できない欠点を有する。 本発明者らは、従来の集合砥粒における上記の
問題点に鑑み、集合砥粒における結合剤、砥粒
率、および圧壊強度等の関係について種々、研究
を行つた結果、研磨布紙用集合砥粒として最適な
条件を究明し、本発明に至つたものである。 すなわち本発明は、砥粒に無機質結合剤と成形
助剤を加え、又は加えないで混合し、該混合物を
成形後乾燥した成形体を解砕し、次いで篩い分け
等により所望の粒度に調整された砥粒の集合体を
焼成して得る集合砥粒において、該無機質結合剤
としてシリコマンガンスラグ又は中・低炭素フエ
ロマンガンスラグを用いたことを特徴とするもの
であり、本発明はビトリフアイド法により製造さ
れる集合砥粒で、研磨性が良く長寿命で、かつ長
時間にわたり常に均一な研磨加工面粗さを維持
し、しかも湿式研磨においても高研磨能を有した
研磨布紙用集合砥粒を提供するものである。 本発明の要旨とするところは砥粒同志が、シリ
コマンガンスラグ又は中・低炭素フエロマンガン
スラグを結合媒体として塊状に集合され顆粒体を
構成していることを特徴とする研磨布紙用集合砥
粒にある。 次に本発明による集合砥粒の構成を、製造例に
基づき詳細に説明する。 まず結合剤として用いるシリコマンガンスラグ
又は中・低炭素フエロマンガンスラグは、平均粒
径で約10μまでに微粉砕する。次にこのスラグの
粉砕物と、所望の研磨砥粒とを所定の配合割合に
て混合し、水および成形助剤を添加して混練し加
圧成形を行う。この成形物が乾燥後、所定の粒度
に解砕し、次いで焼成炉にて焼結を行い所望の集
合砥粒を得るものである。 本発明の集合砥粒の構造は、第1図の模式図に
示すごとく、複数個の砥粒1は結合剤2であるス
ラグの焼結によつて適度の強さで固着保持され、
微小な気孔3を有しながら一塊の集合砥粒4を形
成している。 このような構造状態を形成させることは集合砥
粒として極めて重要であり、研磨時に微小破壊を
生じさせるためには、砥粒と結合剤との結合強度
は充分考慮されなければならない。このような集
合砥粒は研磨作業時に砥粒が遂次脱落し、常に鋭
利な切削面を形成するため、長時間の研磨作業に
おいても優れた研磨能力を発揮することができ
る。 本発明者らは、集合砥粒における無機質系結合
剤について、種々調査を行つた結果、シリコマン
ガンスラグ又は中・低炭素フエロマンガンスラグ
が結合剤として最も有効であるとの結論に至つ
た。 その理由は、これらのスラグは融点が低いため
低温での焼結が可能であり集合砥粒の製造上、熱
エネルギー面で経済的であると同時に、砥粒との
濡れ性が良く結合性が非常に優れておるため前述
した集合砥粒の構成を形成させやすいからであ
る。またシリコマンガンスラグ及び中・低炭素フ
エロマンガンスラグは耐水性に優れ、水中浸漬に
よる分解や粉化が見られず、大気中に放置しても
崩壊を生じないため湿式研磨にも対応可能であ
り、更にこれらのスラグは研磨作業時に発生する
大量の研磨熱を研磨面より効率よく逃がす作用を
も有する。 またシリコマンガンスラグは産業廃棄物として
大量に発生し、容易に入手できることや、これら
の有用な用途開発などがあげられる。 シリコマンガンスラグ又は中・低炭素フエロマ
ンガンスラグの組成は、シリコマンガン又は中・
低炭素フエロマンガンの製造条件によつて表―1
に示したような範囲で多少変動するものである
が、本発明の実施においては特別な影響を及ぼさ
ず、特に限定されない。但しマンガンの含有量が
少ない方が焼成温度を低くできる傾向が確認され
好ましい。 国内で発生するシリコマンガンスラグ及び中・
低炭素フエロマンガンスラグの化学組成範囲を表
―1に示す。
【表】 本発明の集合砥粒において、集合体における砥
粒の割合(以下、砥粒率と称する)は好ましくは
重量比率で60〜90%の範囲とする。その理由は、
砥粒率が60%以下であると被削材との研磨面で砥
粒の接触割合が少なくなるため著しく研磨能力が
低下し高い研磨性が得られなくなるからであり、
また反対に砥粒率が90%を超えると結合剤の割合
が少ないため集合砥粒としての構造を維持するこ
とが困難となり、十分な強度が得られなくなるば
かりでなく、砥粒率の低いものと同等の強度のも
のを求めようとする場合には、焼成温度を極端に
高くしなければならず、熱エネルギー面で非常に
不経済となるからである。 尚、本発明の集合砥粒における砥粒率と研磨性
との関係は、後述の実施例にて示す通りである。 また本発明の集合砥粒における圧壊強度は好ま
しくは0.45〜4.0Kg/mm2の範囲とする。集合砥粒
を形成する構造、即ち結合剤が砥粒を固着保持す
る結合状態が弱ければ圧壊強度は低くなり、反対
に結合状態が強くなれば圧壊強度は高くなる。集
合砥粒の圧壊強度は砥粒率と同様に、研磨性能に
影響を及ぼすもので、圧壊強度が0.45Kg/mm2未満
では研磨時に集合砥粒の微小破壊が生じやすく、
砥粒が被削材を研磨し始めるとすぐに脱落を生
じ、高い研磨性が得られない。また圧壊強度が
4.0Kg/mm2を超えると反対に、砥粒との結合度が
強いため、集合砥粒の微小破壊が生じにくく、集
合砥粒の特徴である研磨使用時における断続的に
新しい切れ刃を生じさせることができなくなる。 尚、圧壊強度とは、一集合砥粒の破壊に要する
荷重(Kg)をその集合砥粒の平均径断面積(mm2
で除して求めた値である。 本発明の集合砥粒における圧壊強度は、集合砥
粒の製造工程における成型圧力、砥粒率および焼
成温度等の条件によつて影響を受けるものであ
る。 本発明の集合砥粒において使用できる砥粒の種
類は特に限定されるものでなく、溶融アルミナ質
砥粒、炭化ケイ素質砥粒を始めとし、ジルコニア
系砥粒、エメリー、ダイヤモンド、その他の砥粒
にも適用される。 また母材原鉱として使用される砥粒のサイズも
被削材の対象によつて任意選択されるものである
が、実質的に使用され得る砥粒のサイズは平均粒
径で40〜300μ程度の範囲のものが実用的であ
る。 また集合砥粒として研磨布紙に使用されるサイ
ズは平均粒径で0.1〜2.0m/mの範囲のものが最
も一般的である。 次に本発明をより詳細にするため実施例に基づ
き具体的に説明する。 実施例 1 砥粒として粒度#180の褐色溶融コランダム質
単結晶砥粒を選び、これと結合剤として、平均粒
径で約10μにまで微粉砕した表―2に示す組成の
シリコマンガンスラグとを表―3に示す配合割合
にてそれぞれ混合し、成形助剤としてデキストリ
ン10%水溶液を5wt%添加して混練した。
【表】 この混練物を400Kg/cm2の重量で加圧成形した
後、乾燥を行つた。成形物を乾燥後、解砕および
篩い分けにより#80の粒度に調整し、次いでロー
タリーキルンにて表―3に示す温度条件にてそれ
ぞれ焼成を行い所望の集合砥粒を得た。 得られた集合砥粒の圧壊強度(平均値)を表―
3に示す。 表から判るように、同じ圧壊強度を求めようと
するには砥粒率が高くなれば焼成温度を高くする
必要が生じる。
【表】 次に本実施例で得られた集合砥粒の研磨性能を
調べるため、表―3に示したそれぞれの集合砥粒
を用い、研磨ベルトを作製して研磨試験を行つ
た。 研磨ベルトの製造は一般に知られている方法に
よるもので、第2図の模式図に示すごとく、布基
材5上に第一次接着層6で被覆し、次いで集合砥
粒4を施し、第一次接着層6が乾燥後、第二次接
着層7を被覆した。各接着層を完全に乾燥固化さ
せて所望の研磨ベルトを得た。 尚、接着剤は第一次層、第二次層ともフエノー
ル樹脂を用いた。 研磨誌験は各ベルトとも下記に示した条件で行
い、併せて従来タイプの研磨ベルトとの比較も行
つた。その結果を表―4及び第3図、第4図に示
す。 尚、従来タイプの研磨ベルトとは、#180の粒
度のアランダム砥粒を用いた単層研磨ベルトであ
り、市販品の内、従来最も研磨性能が優れている
ものである。 研磨条件 研磨方式 定圧乾式研磨 研磨荷重 15Kg/50mm巾(静止時) ベルトスピード 1400m/min 被削材送りスピード 2.2m/min 被削材 SUS―304 研磨時間 15分間
【表】 この結果から判るように、砥粒率が研磨性に影
響を与えていることが明白である。 尚、表中、総研磨量とは研磨試験中における被
削材の累積研磨重量を意味し、研磨率は従来品の
総研磨量を基準とした割合を示すものであり、寿
命率は従来品のベルト寿命(研磨不能となるまで
の時間又は距離)を基準とした割合を示すもので
ある。 実施例 2 次に実施例1と同一の研磨ベルトにより、被削
材をS45Cに変更し、湿式による研磨試験を行つ
た。その場合の研磨条件を下記に、研磨試験結果
を表―5に示す。 研磨条件 研磨方式 平面研削盤研磨 湿式 研磨負荷 3〜4Amp/50mm巾(実負荷) ベルトスピード 1200m/min 被削材送りスピード 6m/min 被削材 S45C 研磨距離 200m 研磨液 ルゾール 40倍希釈液
【表】
【表】 以上の結果から明らかなごとく、本発明の集合
砥粒を用いた研磨ベルトは、湿式研磨においても
優れた特性を発揮することがわかる。 実施例 3 次に粒度#240の褐色溶融コランダム質単結晶
砥粒を母材とし、結合剤として表―6に示す組成
の低炭素フエロマンガンスラグを用い、実施例1
の場合と同様な製造方法により、粒度#120の表
―7に示すそれぞれの集合砥粒を得た。
【表】
【表】 本発明の範囲を外れる砥粒率が93%(試料No.
7)のものは、焼成温度を1200℃に昇げても、
2.86Kg/mm2以上の圧壊強度は得られなかつた。 この事は結合剤が少ないと十分な強度が得られ
ず、集合砥粒としての構造を十分維持できない事
を意味する。 続いて実施例1の場合と同一の方法により研磨
ベルトを作製し、下記に示す条件によりベルト研
磨試験を行つた。その結果を表―8に示す。 研磨条件 研磨方式 定圧乾式研磨 研磨荷重 16Kg/50mm巾(静止時) ベルトスピード 1400m/min 被削材送りスピード 2.2m/min 被削材 SUS 304 研磨時間 15分間
【表】 実施例 4 次に砥粒率を一定とし圧壊強度を変化させた場
合における集合砥粒の圧壊強度と研磨量との関係
について試験を行つた。その結果を表―9に示
す。 尚、用いた砥粒の種類や粒度、結合剤の組成、
集合砥粒の製造方法、粒度、およびベルト研磨試
験条件等は実施例1と全て同一である。
【表】
【表】 以上に示してきた実施例の研磨試験結果から明
らかなごとく本発明に従つた集合砥粒は、従来タ
イプのものに較べ、被削材の種類、砥粒の種類、
および研磨方式を問わず、研磨能力、寿命、およ
び仕上り面とも優れた成績を示しており、産業上
利用価値の大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の集合砥粒の断面構造を示す模
式図、第2図は本発明の集合砥粒を用いて作製し
た研磨ベルトの断面模式図、第3図は実施例1に
おける表―3中のNo.4に示す本発明の集合砥粒を
用いた研磨ベルトと従来タイプの研磨ベルトとの
研磨時間と研磨量との関係を示すグラフ図、第4
図は同じく本発明品と従来品との研磨時間と加工
面粗さとの関係を示すグラフ図である。 1……砥粒、2……結合剤、3……気孔、4…
…集合砥粒、5……基材、6……第一次接着層、
7……第二次接着層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 砥粒同志が、シリコマンガンスラグ又は中・
    低炭素フエロマンガンスラグを結合媒体として塊
    状に集合され顆粒体を構成していることを特徴と
    する研磨布紙用集合砥粒。 2 集合砥粒における砥粒の割合が60〜90重量%
    の範囲であり、なおかつ集合砥粒の圧壊強度が
    0.45〜4.0Kg/mm2の範囲であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の研磨布紙用集合砥
    粒。
JP18794482A 1982-10-26 1982-10-26 研磨布紙用集合砥粒 Granted JPS5976772A (ja)

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JPS5976772A JPS5976772A (ja) 1984-05-01
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US6679758B2 (en) * 2002-04-11 2004-01-20 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Porous abrasive articles with agglomerated abrasives
US6797023B2 (en) * 2002-05-14 2004-09-28 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Coated abrasives
JP2008200780A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 混合砥粒砥石

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