JPS63200968A - 超砥粒砥石の製造方法 - 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、ダイヤモンド、ＣＢＮ　（キュービック、ボ
ロン、ナイトライド）等の超砥粒を用いて砥石を製造す
るのに好適な方法に関する。

（従来技術と問題点） 従来、超砥粒砥石としては、レジンを結合材としたレジ
ンボンド砥石、メタルを結合材としだメタルボンド砥石
およびガラス質ボンドを結合材としたビトリフッイドボ
ンド砥石等があり、これらの砥石は、いずれも、超砥粒
と結合材を金型に充填した後、加熱圧縮して固形化する
方法あるいは常温圧縮して固形化した後焼結あるいは焼
成する方法により製造されている。

したがって、これらの製造方法では、圧縮機と金型が必
要であるため製造コストが高く、しかも、金型を用いる
上に離型上の観点から製造される砥石は形状、肉厚およ
び大きさについて大幅な制約を受けるなどの問題があっ
た。

また、前記の砥石の他にメタルメッキで超砥粒を基材表
面に結合させた電着砥石があるが、この砥石では、砥粒
層が一層だけで非常に薄いため寿命が短い上にその砥粒
層は剥離しゃすく、しかも、基材と砥粒層との間に芯ず
れができたときに修正ができないなどの問題もあった。

（発明の目的） 本発明は上記の問題を解消するためになされたもので、
圧縮機や金型を必要とせず、しかも、形状、肉厚、大き
さの制約を受けることがなく、そのｔ、寿命の長い超砥
粒砥石を製造する方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明における超砥粒砥石の製造方法は、超砥粒および
金属粉末を含むスラリー状の混合物を基材表面に被覆し
た後該混合物を乾燥硬化せしめて基材表面に多孔状の砥
粒層骨格を形成し、該砥粒層骨格を前記金属粉末の焼結
温度で焼結すると共に該砥粒層骨格の多孔部に溶融金属
を浸透させ、該溶融金属の凝固により前記超砥石と金属
粉末との結合を強化することを特徴とするものである。

ところで、本発明において超砥粒としてダイヤモンド、
ＣＢＮを用い、これらの粒度は５〜２００μｍである。

また、金属粉末としてはコバルト粉末、ニッケルおよび
ニッケル合金粉末、銅および銅合金粉末、鉄および鉄合
金粉末、アルミニウムおよびアルミニウム合金粉末など
を用いる。これらの粒度は１〜２００μｍである。超砥
粒と金属粉末の配合割合は、製造される砥石の種類に応
じて適宜設定される。また、砥石は被研削物の物理的性
質に応じて各種の強度のものが使用される。したがって
、超砥粒、金属粉末の混合物には、砥石の強度向上のた
めに無機繊維、金属繊維を、また砥石の研削性能向上の
ために公知のフィラー（炭化珪素粉末、アルミナ粉末、
ガラス粉末、超硬粉末等）を必要に応じて適宜添加する
。

また、前記混合物をスラリー状態にするための液体とし
ては・水あるいは有機溶剤を用いるが、基材の形状に応
じてスラリー状混合物を基材表面に積極的に付着させる
ためにバインダを用いろ。

バインダとしては、エチルシリケートの加水分解物と酸
硬化剤の混合溶液、水ガラス・アルギン酸ソーダ、ＰＶ
Ａ等を必要に応じて稀釈して用いる。

基材としては、適宜の強度を有しかつ融点が金属粉末及
び後述する溶浸材のそれより高いものならどんなもので
もよい。

スラリー状混合物を基材表面に被覆する方法としては、
ディッピング、刷毛塗り、かき取り成形、流し込み等が
ある。ディッピングとはスラリー状混合物中へ基材を人
出する方法で、比較的薄肉状態に混合物を被覆するのに
適している。かき取り成形とは、混合物を基材の必要部
分に付着させへら等で形を作る方法で、混合物の粘性を
高めることによりかなり厚肉の砥粒層を成形できろ。流
し込みとは、基材の周縁部に堰を設けて凹み部を形成し
、その凹み部にスラリー状混合物を流し込む方法で、被
覆する基材表面が平坦である場合に適している。

基材表面に被覆された混合物の硬化方法としては、自然
乾燥または乾燥機による強制乾燥して液体分を除去する
方法がある。また、砥粒層骨格の焼結は、砥粒層骨格を
焼結炉により金属粉末の焼結温度で加熱して行う。なお
、砥粒層骨格の焼結は溶浸工程と同時に行うこともでき
る。

溶融されて砥粒層骨格の多孔部に浸透せしめられる金属
、すなわち溶浸材としては、鉄合金、ニッケル合金、コ
バルト合金、銅、銅合金、銀ろう、アルミニウム合金、
半田等を用いる。

溶浸材を溶融して砥粒層骨材の多孔部に浸透させる方法
、すなわち溶浸法としては、次のようなものがある。す
なわち、砥粒層骨格を基材と共に溶浸材の融点以上の温
度に加熱した後、その砥粒層骨格を溶浸材に接触させる
方法、予め溶浸材の必要量を砥粒層骨格の表面に接触さ
せておいて、それら全体を溶浸材の融点以上の温度に加
熱する方法、あるいは、溶融状態の溶浸材中に砥粒層骨
格および基材を浸漬させる方法などがある。なお、溶浸
は常圧で行うことができるが、溶浸に際して加圧あるい
は減圧を働かせることにより溶浸作用を向上させること
ができる。

また、溶浸材の量をコントロールすることにより、気孔
の量を変えろこともできる。

次に前述した超砥粒、金属粉末、基材等を用いて砥石を
製造する工程について説明すると、まず所要の配合割合
で超砥粒と金属粉末とを混合機で混合するとともに液体
を所要量添加してこれらを混合し、スラリー状の混合物
を作る。

次いで、所定の基材表面にスラリー状混合物を被覆しこ
れを硬化せしめて、多孔状の混合物でなる砥粒層骨格を
基材表面に形成し、続いて、砥粒層骨格を焼結せしめる
とともに該基材表面に溶浸材を溶浸せしめる。その後、
砥粒層の表面をツルーイング、ドレッシングすると、超
砥粒と金属粉末を溶浸材により結合強化して成る超砥粒
砥石が得られる。

〔実施例１〕 ダイヤモンド砥粒（＃１７０／２００）　４０重量部と
コバルト粉末１３５０）６０重量部とから成る混合物に
、６倍に稀釈した水ガラス水溶液３５重量部を添加して
これらを混合し、スラリー状の混合物を作る。

次いで、直径１５０Ｈのテーパ型円板状の基材表面に前
記スラリー状混合物をかき取り成形法で厚さ２ａｙに被
覆し、続いて、これらを乾燥機内で温度９０　’Ｃの下
に３時間乾燥して混合物を硬化せしめ、基材表面にダイ
ヤモンド砥粒とコバルト粉末との混合物でなる多孔状の
砥粒層骨格を形成する。次いで、砥粒層骨格の表面にブ
ロンズ粉末を被覆した後、還元性雰囲気の焼結炉内で温
度１０００°Ｃの下に３０分間保持してコバルト粉末を
焼結せしめるとともに砥粒層骨格に溶浸せしめ・続いて
、砥粒層の表面をツルーイング、ドレッシングして所定
のダイヤモンド砥石にした。この砥石を用いて超硬（Ｊ
ＩＳ、　Ｐ−３０）および常圧窒化珪素の研削を行った
ところ、寿命は、市販のレジンボンド砥石の３倍、市販
のビトリファイドボンド砥石の１０倍、また市販のメタ
ルボンド砥石と同等であった。

〔実施例２〕 ＣＢＮ砥粒（＃３２５／４００）　３００重量とカルボ
ニルニッケル粉末７０重量部とから成る混合物に・エチ
ルシリケートの加水分解物３０重量部と酸硬化剤０．３
重量との混合溶液を添加して混合し、スラリー状の混合
物を作る。次いで、丸棒状を成しかつ一部周面に凹部を
形成した基材（直径３０ａｒ）における凹部を含む凹部
付近に、スラリー状混合物をディッピング法で厚さ３１
ｒＩｌ被覆し、続いて、これらを２４時間自然放置した
後、乾燥機内で温度９０°Ｃの下に２時間乾燥して混合
物を硬化せしめ、基材表面の所定位置にＣＢＮ砥粒とカ
ルボニルニッケル粉末との混合物でなる多孔状の砥粒層
骨格を形成する。次いで、これを還元性雰囲気の焼結炉
内で温度８００°Ｃの下に３０分間焼結し、続いて、銀
ろう（ＪＩＳ、ＢＡｇ−７）の溶浸中に砥粒層骨格部分
を浸漬して砥粒層骨格部分に銀ろうを浸透せしめる。

次いで、それらを銀ろう溶湯中から取り出した後、砥粒
層の表面をツルーイングおよびドレッシングして軸付Ｃ
ＢＮ異形砥石にした。この砥石も第１実施例と同様の物
理的性質を有していた。

〔実施例３〕 ダイヤモンド砥粒（＃１７０／２００　）　４００重量
とブロンズ粉末（＃２７０）６０重量部とから成る混合
物に。

水ガラス５重量部および水２５重量部を添加して混合し
、スラリー状の混合物を作る。次いで、直径３００ＭＭ
、長さ２００Ｈの丸棒状の鉄製基材周面に混合物を付着
させるとともにへらで成形して厚さ２０Ｊｆｆ被覆し、
続いて、これを乾燥機内で温度９０°Ｃの下に３時間乾
燥して混合物を硬化せしめ、基材表面にダイヤモンド砥
粒とブロンズ粉末との混合物でなる多孔状の砥粒層骨格
を形成する。次いで、砥粒層表面に直径１１１ｒｌＩの
銀ろう（ＪＩＳ、ＢＡｇ−８）を巻き付け、続いて、還
元性雰囲気の焼結炉内で温度８２０°Ｃの下に３０分間
保持してブロンズ粉末の焼結と銀ろうの溶浸とを同時に
行う。その後、砥粒層表面をツルーイングおよびドレッ
シングしてセンタレス用ダイヤモンド砥石とした。

（発明の効果）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超砥粒および金属粉末を含むスラリー状の混合物を基材
   表面に被覆した後該混合物を乾燥硬化せしめて基材表面
   に多孔状の砥粒層骨格を形成し、該砥粒層骨格を前記金
   属粉末の焼結温度で焼結すると共に該砥粒層骨格の多孔
   部に溶融金属を浸透させ、該溶融金属の凝固により前記
   超砥粒と金属粉末との結合を強化することを特徴とする
   超砥粒砥石の製造方法。