KR20010033885A - 베이스원판형 연삭숫돌 - Google Patents

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사에기 스스므
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Abstract

베이스원판은 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금으로서, Si를 15∼40wt%, Cu를 0.5∼6wt%, Mg를 0.2∼3wt% 및 실질적으로 알루미늄으로 이루어지는 잔부를 함유하고, 동시에 그것의 합금중의 Si입자의 평균입자경이 5㎛이하, 그것의 합금중의 기공율이 1vol%이하, 그것의 베이스원판의 인장강도와 비중의 비(인장강도[MPa]/비중)가 90이상, 그것의 베이스원판의 피로강도와 비중의 비(피로강도[MPa]/비중)가 30이상인 것이다. 한번의 합금제조 공정으로 많은 베이스원판을 제조할 수 있어서 저코스트화가 가능하다. 또, Si의 함유율이 높고 탄성율이 높으므로, 고주속시의 원심력에 의한 연장이나 변형이 억제되어 숫돌입자층의 박리가 알맞게 방지된다. 또, 5㎛이하의 미세한 Si입자가 석출되고 동시에 그것이 균일하게 분산 되므로서, 고강도가 분산없이 얻어져서 높은 안정성을 얻을 수 있음과 동시에, 부서지기 쉬워서 강도가 저하되는 것이 억제되어, 고강도가 분산되지 않고 얻어져서 높은 안정성이 얻어진다. 또, 알루미늄합금의 기공율이 1vol%이하이기 때문에, 알루미늄합금의 강도가 높아짐과 동시에, 연삭액에 침범되기 어렵게 된다. 또, 베이스원판의 인장강도와 비중의 비나 피로강도와 비중의 비가 높아지게 되므로, 베이스원판의 강도등에 대하여 높은 안정성이 얻어져서 장시간의 사용 및 장기간의 재이용이 가능하게 된다. 더욱더 알루미늄합금으로 이루어지는 베이스원판을 그대로 재이용할 수 있으므로, 폐기처리가 불필요하게 되고, 환경문제를 고려하는 점에서 유리하게 된다.

Description

베이스원판형 연삭숫돌{BASE DISK TYPE GRINDING WHEEL}
예를들면 CBN 숫돌입자를 유리질(무기질)결합제에 의하여 결합한 유리질 CBN 숫돌을 사용하여 행하는 고속연삭은 드레싱까지의 수명의 향상, 숫돌마모의 감소, 고연삭능률 및 고품위 가공을 가능하게 하는 이점이 있다. 종래, 상기와 같은 고속연삭은 숫돌의 연삭폭이 얇은 원통외주면 연삭의 분야를 중심으로 하여 실용화되어 왔지만, 숫돌폭이 넓은 센터리스연삭의 분야에서도 60m/초 정도이상의 고주속도를 사용한 고속연삭이 요망하게 되었다. 여기서 문제로 되는 것은 고주속도회전에서도 충분히 견디는 강도를 갖춤으로써 안전성을 보증하는 것이다. 일반적으로 부착구멍이 중심부에 설치된 연삭숫돌에서는 그것의 부착구멍의 둘레가장자리에 최대의 응력이 작용하게 되므로, 부착구멍의 내벽을 구성하는 숫돌재료의 파괴강도에 도달하지 않도록 할 필요가 있다.
여기서, 고속회전하는 유리질 연삭숫돌의 부착구멍의 둘레가장자리부를 그것의 연삭숫돌의 재료보다도 강도가 높은 재료로 치환하므로서 주속도를 높인 유리질 연삭숫돌, 예를들면 강철제, 알루미늄제, 혹은 CFRP(탄소섬유강화 플라스틱)제의 베이스원판의 외주면에, 고리상 혹은 세그먼트상의 유리질 숫돌을 고착한 베이스원판형 연삭숫돌이 제안되어 있다.
그러나, 강철제의 베이스원판을 사용한 센터리스 연삭숫돌의 큰 숫돌은 100kg를 초과하는 중량으로 되는 경우가 있고, 연삭반의 출력이나 축강성(軸剛性)등을 높게하거나 혹은 연삭반 자체를 고강성의 것으로 치환하는 등의 대책이 필요로 되기 때문에, 실제에는 채용이 곤란하였다.
또, CFRP는 가볍고 고강도이기 때문에 베이스원판을 구성하기 위한 우수한 재료이지만, 아직도 여러가지 문제가 남겨져 있다. 예를들면, 의사(疑似)등방 적층법을 사용하여 구성되는 경우에서는 두께가 큰 베이스원판을 제조하는 것은 곤란하고, 또 베이스원판의 연장을 억제하여 숫돌 입자층에 작용하는 응력을 저하시키기 위해서는 고탄성율의 탄소섬유를 사용하여야 하고, 코스트가 높아지는 결점이 있었다.
이에 대하여 일본특개평 6-91542호 공보에 기재되어 있는 바와같은 CFRP를 베이스원판의 외주층에만 사용하므로서 2중 구조인 베이스원판이 제안되어 있다. 이에 의하면, CFRP의 사용량을 줄일수가 있고, 동시에 외주부의 연장을 작게 할 수 있는 등의 이점이 있다. 그러나, 100m/초를 초과하는 초고주속의 회전범위에서는 경제적 이익을 누릴 수 있지만, 예를들면 60 내지 100m/초의 고주속 범위에서는 주속향상의 이익이 작고, 베이스원판의 가격상승분을 흡수하는 것은 곤란하였다. 또, 베이스원판의 재이용의 경우에는, CFRP를 사용하고 있기 때문에 숫돌 입자층 즉 세그먼트 숫돌을 태워 벗길수는 없고, 물리적으로 깍아 떨어뜨릴 필요가 있고 코스트가 높아지기 쉽고, 또 CFRP의 일부도 절삭되기 때문에 외경이 점차로 작아져서 재이용에 제한이 있었다. 또 폐기되는 경우에는 CFRP 자체를 리사이클링 할 수 없으므로, 환경에 대하여도 불리하게 된다.
그래서, 알루미늄 합금분말과 규소(Si)분말을 사용하고, 분말야금법에 의하여 압축, 가열하여 베이스원판을 제조하므로서, 개량한 성질의 알루미늄합금을 베이스원판으로 사용하는 것이 제안되고 있다. 예를들면, 일본특개평 7-116963호 공보에 기재된 것이 그것이다. 그러나, 이와 같은 알루미늄 합금제의 베이스원판에서는 Si분말의 분산이 불충분하고, 균일성이 나쁘기 때문에 충분한 강도를 얻을 수가 없고, 베이스원판의 각각에 대하여 분말야금법에 의하여 압축, 가열할 필요가 있기 때문에 코스트가 높아짐과 동시에 기공율이 높기 때문에 강도를 얻기 어렵고, 게다가 두께가 큰 것을 제조할 수 없는 등의 결점이 있었다.
본 발명은 연삭면에 숫돌 입자층을 고착한 회전연삭용의 베이스원판형 숫돌에 관하고, 특히 다이아몬드 숫돌 입자, CBN(입방 정질화붕소)숫돌입자등의 초(超)숫돌입자를 결합한 숫돌입자층을 베이스원판의 외주면에 고착한 고주속(高周速)연삭용의 베이스 원판형 숫돌에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 한실시예의 베이스원판형 연삭숫돌을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 베이스원판형 연삭숫돌에서, 베이스원판의 외주면에 고착되어 있는 세그먼트 칩 숫돌을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1의 베이스원판형 연삭숫돌에 사용되고 있는 베이스원판의 제조공정을 설명하는 공정도이다.
도 4는 실시예 1 및 실시예 2의 알루미늄 합금제 베이스원판을 제조하기 위하여 사용되는 알루미늄 용탕의 조성을 설명하는 도표이다.
도 5는 상기 실시예 1 및 실시예 2에서 알루미늄 합금제 베이스원판의 물성치를 다른 비교예의 베이스원판과 비교하여 설명하는 도표이다.
발명의 개시
본 발명은 이상의 사정을 배경으로 이루어진 것이고, 그 목적하는 바는 고주속의 회전에 견딜 수 있는 충분한 강도를 갖고, 경량이고, 동시에 베이스원판의 재이용을 가능하게 하는 베이스원판형 연삭숫돌을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 제 1발명의 요지로 하는 바는 숫돌 입자층을 베이스원판에 고착하여 이루는 베이스원판형 연삭숫돌로서, 그것의 베이스원판은 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금으로서, 규소(Si)를 15∼40wt%, 구리(Cu)를 0.5∼6wt%, 마그네슘(Mg)을 0.2∼3wt% 및 실질적으로 알루미늄으로 이루어지는 잔부를 함유하고 동시에 그것의 베이스원판의 인장강도와 비중의 비(인장강도[MPa]/비중)가 90이상, 그것의 베이스원판의 피로강도와 비중의 비(피로강도[MPa]/비중)가 30이상인 것에 있다.
본 제 1발명에 의하면, 미리 Si를 포함하는 알루미늄합금의 용탕이 급냉응고되므로, 급냉응고된 큰 소재를 소정의 치수로 절단하는 등의 가공을 가하는 것으로, 개개의 베이스원판마다 분말야금공정을 필요로 하지 않고, 한번의 합금제조 공정으로 많은 베이스원판을 제조할 수가 있어, 저코스트화가 가능하게 된다.
또, 본 제 1발명에 의하면, 15wt%이상의 Si를 포함하는 알루미늄합금이므로, 탄성율이 높게되고, 고주속시의 원심력에 의한 연장이나 변형이 억제되어 숫돌입자층의 박리가 알맞게 방지된다. 또 15wt% 이상의 Si를 포함하는 알루미늄합금이므로 열팽창계수가 낮게되고, 열에 의한 변형이 억제되어 숫돌입자층과 베이스원판과의 사이의 고착잔류응력이 작게되고, 고착강도가 높아짐과 동시에, 열에 의한 가공정밀도에의 영향이 작게된다. 또, 40wt%이하의 Si를 포함하는 알루미늄합금이므로, 베이스원판이 과도하게 무르게 되는 것이 방지된다.
또, 본 제 1발명에 의하면, 15∼40wt%의 Si를 포함하는 알루미늄합금의 용탕이 급냉응고되게 되므로 알루미늄합금내에 5㎛이하의 미세한 Si입자가 석출되게 되고 동시에 그것이 균일하게 분산되게 하여, 고강도가 분산되지 않고 얻어져서 높은 안정성이 얻어진다.
또, 본 제 1발명에 의하면, 15∼40wt%의 Si를 포함하는 알루미늄합금의 용탕이 급냉응고하게 되므로 알루미늄합금내에 미세한 Si입자가 석출하게되어 동시에 그것이 균일하게 분산되어 있으므로, 무르게 되어 강도가 저하하는 것이 억제되어 고강도가 분산되지 않고 얻어져서 높은 안정성이 얻어진다.
또, 본 제 1발명에 의하면 알루미늄합금에 포함되는 0.5∼6wt%의 Cu와 0.2∼3wt%의 Mg는 공동하여 Al2CuMg상을 형성하므로, 시효경화작용 혹은 석출경화작용에 의하여 200 내지 400℃ 가열후의 강도저하가 억제되고, 상온의 강도가 높아진다. Cu가 0.5wt%이하 혹은 Mg가 2wt%이하인 경우는 상기 시효경화작용 혹은 석출경화작용을 얻기 어렵게되고 Cu가 6wt%이상 혹은 Mg가 3wt% 이상인 경우는 내식성이나 절삭성이 열화(劣化)된다.
또, 본 제 1발명에 의하면, 베이스원판(알루미늄합금)의 인장강도와 비중의 비(인장강도[MPa]/비중)가 90이상이고, 동시에 그것의 베이스원판의 피로강도와 비중의 비(피로강도[MPa]/비중)이 30이상으로 되어 있으므로 베이스원판의 강도등에 대하여 높은 안정성이 얻어져서 장시간의 사용 및 장기간의 재이용이 가능하게 된다.
또, 본 제 1발명에 의하면 알루미늄합금로 이루어지는 베이스원판을 그대로 재이용할 수 있으므로, 폐기처리가 불필요하게 되고, 환경문제를 고려하는 점에서 유리하게 된다.
또, 상기 목적을 달성하기 위한 제 2발명의 요지로 하는 바는, 숫돌입자층을 베이스원판에 고착하여 이루는 베이스원판형 연삭숫돌로서, 그것의 베이스원판은 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금으로서 Si를 15∼40wt%, Cu를 0.5∼6wt%, Mg를 0.2∼3wt%, Fe, Mn, Ni중 적어도 하나를 3∼10wt% 및 실질적으로 알루미늄으로 이루어지는 잔부를 함유하고, 동시에, 그것의 베이스원판의 인장강도와 비중의 비(인장강도[MPa]/비중)가 90이상, 그것의 베이스원판의 피로강도와 비중의 비(피로강도[MPa]/비중)가 30이상인 것에 있다.
이와같이하면, 제 1발명과 동일한 효과가 얻어지는 것에 더하여, 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni)중 적어도 1종이 3∼10wt%함유되므로 베이스원판의 인장강도나 피로강도가 한층 높아진다.
여기서, 알맞게는 상기 제 1발명 및 제 2발명에서, 상기 Si를 주성분으로하는 급냉응고 알루미늄합금은 평균입자경이 5㎛이하의 Si입자를 포함하는 것이다. 이렇게하면, 석급냉응고 알루미늄합금중에 석출하는 Si입자가 미세하고 동시에 균일하게 되므로, 상기 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금이 무르게되어 강도가 저하하는 것이 억제되어, 고강도가 분산되지 않고 얻어져서 높은 안정성이 얻어진다.
또, 알맞게는 상기 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금은 기공율이 1vol%이하이다. 이와같이하면, 상기 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금의 강도가 한층 높여짐과 동시에 연삭액에 침식되기 어려워진다.
또, 알맞게는 상기 베이스원판형 연삭숫돌은 그것의 베이스원판의 외주면에 복수의 세그먼트 칩 숫돌이 고착된 센터리스 연삭숫돌이다. 이와같이하면, 원고리상의 숫돌을 베이스원판의 외주면에 고착하는 경우에 비교하여, 용이하게 구성할 수 있는 이점이 있다.
또, 알맞게는 상기 세그먼트 칩 숫돌은 초숫돌입자가 결합제에 의하여 결합된 외주숫돌층과, 그것의 초숫돌입자 보다도 경도가 낮은 숫돌입자가 그 외주숫돌층과 같은 결합제에 의하여 결합된 내주 숫돌층이 일체적으로 구성된 것이다. 이와 같이하면, 초숫돌입자가 실제로 연삭에 관여하는 영역내에만 설치되므로, 코스트가 낮아짐과 동시에, 내주 숫돌층이 외주숫돌층과 같은 결합제에 의하여 결합되어 있으므로, 서로가 공고히 접합된다.
또, 알맞게는 상기 초숫돌입자는 그것의 인성(靭性)을 저하시키기 위한 열처리가 실시된 것이다. 이와 같이하면, 소파쇄가 가능하게 되므로, 연삭개시전의 면 거칠음의 확보나 초숫돌입자의 절삭날의 재생을 위한 드레싱이나 트루잉이 충분히 가능하게 됨과 동시에, 숫돌입자의 큰파쇄나 탈락이 억제되므로, 숫돌수명이 길게 된다. 더욱이, 숫돌입자의 소파쇄가 가능하게 되므로 연삭층이나 절삭분의 막힘이나 용착이 알맞게 억제되어 용착하기 쉬운 피삭재 일지라도 연삭가공이 용이하게 된다.
또, 알맞게는 상기 열처리는 진공 또는 산소를 포함하지 않는 비산화성 가스분위기내에서 400 내지 1200℃의 온도에서 처리하는 것이다. 이와 같이하면, 초숫돌입자 본래의 연삭성능을 손상하는 일없이 초숫돌입자의 인성의 저하가 충분히 얻어진다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
도 1은 본 발명의 한실시예의 베이스원판형 연삭숫돌(10)을 도시하고 있다. 이 베이스원판형 연삭숫돌(10)은 100m/초 이상의 주속의 초고속 연삭에 사용되는 것이고, 두꺼운 원판상을 이루는 알루미늄합금제의 코어부 즉 베이스원판(금속기재)(12)과, 그것의 베이스원판(12)의 외주면에 고착된 숫돌입자층 즉, 그것의 외주면에 예를들면 에폭시수지계 접착제에 의하여 접착된 세그먼트칩 숫돌(14)로 구성되어 있다. 상기 세그먼트 칩숫돌(14)은 도 2에 도시하는 바와같이 전체로서 판재가 베이스원판(12)의 외주면과 같은 곡률로 원호상으로 만곡된 형상을 이루고, 서로 인접한 상태에서 베이스원판(12)의 외주면에 간극 없이 고착되어 있다. 이 세그먼트칩 숫돌(14)은 예를들면 오로지 연삭에 관여하는 외주숫돌층(14A) 및 그것의 외주숫돌층(14A)를 기계적으로 지지하기 위한 기대(基台)로서 기능하는 내주숫돌층(14B)로 동시소성에 의하여 일체적으로 구성되어 있다. 외주 숫돌층(14A) 및 내주숫돌층(14B)은 상호공통의 유기결합제 혹은 무기결합제에 의하여 숫돌입자가 결합된 것이지만, 숫돌입자의 재질은 상호상이하다. 외주숫돌층(14A)은 CBN숫돌입자의 누프경도가 3000이상의 초숫돌입자가 결합된 것이지만, 내주숫돌층(14B)은 용융알루미나질 숫돌입자, 탄화규소질 숫돌입자등의 일반 숫돌입자가 결합된 것이다. 더욱이, 상기 초숫돌입자는 10∼230정도 혹은 그 미만의 집중도, 더욱더 알맞게는 20∼200정도의 집중도로 되는 비율로 외주숫돌층(14A)에 포함되어 있고, 60메시(평균입경 220㎛) 내지 800메시(평균입경 20㎛)의 범위내의 크기의 것이 알맞게 사용되고, 그것의 인성치 즉 터프니스값을 저하시키기 위하여, 400 내지 1200℃의 온도범위의 진공 또는 산소를 포함하지 않는 가스분위기내에서 열처리된 것이다. 400℃를 하회하면 인성치의 충분한 저하을 얻을 수 없고, 1200℃를 상회하면 파쇄가 불필요하게 발생하여 본래의 연삭성능을 얻을 수 없게 되어 내구성이 손상된다.
상기 베이스원판(12)은 예를들면 도 3에 도시하는 제조공정에 따라 제조된 것이다. 용해공정(20)에서는 도시하지 않는 용해로내에서 Si가 1.5∼40wt%, Cu가 0.5∼6wt%, Mg가 0.2∼3wt%, 잔부가 실질적으로 알루미늄으로 이루어지는 용탕을 얻기 위하여 여러가지 재료가 투입되어 용해되므로서 성분조정이 행해진다. 이 잔부에는 제법상 혼입하는 불가피적 불순물이 포함되는 것이다. 뒤이어 급냉 및 빌레트형성공정(22)에서는 예를들면, 상기 용해공정(20)에 의하여 얻어진 용탕의 흐름에 대하여 질소가스가 내뿜어지므로 미세한 액적이 이산한 상태에서 콜렉터의 일면에 개구하는 원기둥상 성형공간내에 불어 들어가게 한다. 이과정에서, 미세하게 분무된 액적은 급속히 냉각되어 응고가 개시되게 하고, 반용융 혹은 용융액적입자는 입자간의 접착제의 기능을 다하면서 콜렉터의 원기둥상 성형공간의 내벽면에 부착직후 가스체류 냉각으로 응고되어, 예를들면 400mmø×750mm 정도의 원기둥상의 빌레트가 얻어진다. 계속되는 표층제거공정(24)에서는 상기 원기둥상의 빌레트중, 기공율이 높은 표층(예를들면 5mm정도의 깊이까지의 표층)이 기계가공등에 의하여 제거된다. 빌레트절단공정(26)에서는 1개의 베이스원판(12)보다도 약간 큰 용적에 대응하는 크기로 되도록 예를들면 500mm정도로 상기 원기둥상의 빌레트가 절단된 후, 압축공정(28)에서 냉간단조, 열간단조, 핫프레스, 압출등의 압축에 의한 치밀화 처리가 실시되므로서 기공율이 1vol%이하로 된다. 그리고, 다듬질공정(30)에서, 기계가공에 의하여 소망의 다듬질치수로 다듬질되므로서 베이스원판(12)이 얻어진다.
이상과 같이하여 구성된 베이스원판(12)은 베이스원판형 연삭숫돌(10)의 100m/초 이상의 고주속연삭을 가능하게 하는 성질, 즉, 경량이고, 급냉에 의하여 알루미늄합금중에서 석출한 Si입자가 5㎛이하라는 미세하고 동시에 균질한 것으로서 게다가 알루미늄합금중의 기공율이 1vol%이하이기 때문에 높은 강도가 균질하게 얻어져서 연장이 작고 인장강도 및 피로강도가 높기 때문에, 베이스원판(12)의 인장강도와 비중의 비(인장강도[MPa]/비중)가 90이상, 베이스원판(12)의 피로강도와 비중의 비(피로강도[MPa]/비중)가 30이상이라는 성질을 구비하고 있다. 또, 이 베이스원판(12)은 숫돌폭이 큰 것일지라도 제조상의 지장이 없고 알맞게 제조할 수 있고, 한번의 알루미늄합금의 용해로 복수의 것이 제조되므로 저코스트로 되고, 기공율이 낮기 때문에 고내식성으로 얻을 수 있음과 동시에, 접착제를 열분해 혹은 용제에 의하여 제거하여 세그먼트 칩 숫돌(14)을 용이하게 제거할수 있으므로 재이용이 가능하게 된다.
다음에 본 발명이 다른 실시예를 설명한다. 더욱이, 이하의 설명에서, 상기의 실시예와 공통하는 부분에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
본 실시예의 베이스원판(12)은 도 3에 도시하는 공정과 동일한 구성에 의하여 제조되지만 Si를 15∼40wt%, Cu를 0.5∼6wt%, Mg를 0.2∼3wt%, Fe, Mn, Ni중 적어도 하나를 3∼10wt% 및 실질적으로 알루미늄으로 이루어지는 잔부를 함유하고, 동시에, 그것의 합금중의 Si입자의 평균입자경이 5㎛이하, 그것의 합금중의 기공율이 1vol%이하, 그것의 베이스원판(12)의 인장강도와 비중의 비(인장강도[MPa]/비중)가 90이상, 그것의 베이스원판(12)의 피로강도와 비중의 비(피로강도[MPa]/비중)가 30이상이다. 즉, 상기의 베이스원판(12)의 조성과 비교하여, Fe, Mn, Ni중 적어도 하나가 3∼10wt%만큼 상기 용해공정(20)에서 더욱더 가해져 있는 점에서 상이하다.
본 실시예에 의하면 상기의 실시예의 효과가 얻어지는 것에 더하여, Fe, Mn, Ni중 적어도 1종이 3∼10wt% 함유되므로, 베이스원판의 인장강도나 피로강도가 한층 더 높아진다.
다음에, 본 발명자등이 행한 물성시험 및 실용시험을 설명한다. 우선 물성시험에서는 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 제조조건으로 얻은 시험편(실시예 1이라함), 실시예 2와 동일한 조성 및 제조조건으로 얻은 시험편(실시예 2라함), 실시예 1과 동일한 조성이지만 분말야금법에 의하여 얻은 시험편(비교예 1이라함), 4A알루미늄합금으로 이루어지는 시험편(비교예 2라함), 경강으로 이루어지는 시험편(비교예 3이라함), CFRP 2층 구조의 베이스원판을 공지의 방법에 의하여 작성한 시험편(비교예 4라함)에 대하여, 이하에서 대표적인 시험에 대하여 설명하는 조건을 사용하여 측정하였다. 도 4는 상기 실시예 1 및 실시예 2의 조성을 표시하고, 도 5는 각 시험편의 물성치를 표시하고 있다.
[인장강도, 탄성율시험]
만능시험기를 사용하여 JISZ 2241에 따라 측정한다.
측정부: 7mm×3mm의 스트레이트부
[피로시험]
모노식회전 굽힘시험(1750r.p.m)
측정부: 8mmø×15mm의 원기둥 형상부
[침지시험]
교호침지 환경시험을 사용하여, 시험액인 40℃의 연삭액(케미컬솔루션 타입: 희석배율 50배)에 30분침지, 50℃에서 30분 건조의 반복을 1주간 연속하여 행한 후에, 시험편 소재(40mm×5mm×5mm)의 치수감소를 측정한다.
도 5로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1의 급냉응고 알루미늄합금은 비교예 1의 분말야금 알루미늄합금에 비교하여 비중, 탄성율, 열팽창 계수는 동등하지만, 인장강도, 피로강도가 모두 높고, 고주속 숫돌용 베이스원판으로서 유리하다. 또 침지시험결과로부터 명백한 바와 같이, 비교예 1의 분말야금 알루미늄합금 보다도 실시예 1 및 실시예 2의 급냉응고 알루미늄합금의 편이 치수감소량이 적고, 내식성에 우수하다. 더욱이 내식성이 매우 문제로 되는 경우에는 베이스원판의 표면에 알루마이트 처리 등을 실시하므로서 대처된다.
다음에, 실용시험결과를 설명한다. 상기의 실시예 1(도 3)의 제조방법에 의하여 베이스원판(외경 237mmø×두께 30mmT×부착구멍 직경 20mmH)을 제조하고, 그것의 베이스원판의 외주면에 세그먼트 칩 숫돌(길이 40mm×폭 30mm×두께 7mm)을 에폭시수지 접착제를 사용하여 고착하므로서 베이스원판형 연삭숫돌을 작성하였다. 상기 세그먼트칩 숫돌은 #80/#100의 CBN 숫돌입자가 50용량부, 유리질본드가 16용량부, 기공이 34용량부로 이루어지는 외주숫돌층(두께 3mm)와, #180/#220의 멀라이트분말이 50용량부, 유리질본드가 16용량부, 기공이 34용량부로 이루어지는 내주숫돌층이 일체적으로 결합된 것이다. 상기의 베이스원판형 연삭숫돌을 스핀테스터를 사용하여 진공중에서 파괴시험을 행한 즉, 파괴주속은 335m/초 였다. 사용주속도를 파괴주속도의 1/2로하면, 167m/초로 된다. 또 파괴시의 외주부 변형은 FEM해석으로부터 5.9×10-4이었다.
더욱더, 상기의 실시예 1(도 3)의 제조방법에 의하여 제조한 베이스원판(외경 439mmø×두께 100mmT×부착구멍직경 203.2mmH)를 사용하여 센터리스 연삭에 사용하는 베이스원판형 연삭숫돌(외경 455mmø×두께 100mmT×부착구멍직경 203.2mmH)를 작성하여, 주속 100m/초로 회전구동한 상태에서 FEM해석을 행하므로서 베이스원판에 작용하는 원심력 즉 응력을 측정한 결과, 약 23MPa이 얻어졌다. 이 값은 도 5의 실시예 1의 피로강도의 약 4배, 인장강도의 약 11배의 안전율로 된다. 또, 상기 FEM해석에 의하여 산출된 베이스원판 외주부의 변형은 0.98×10-4이었다. 외주부 변형이 상기 파괴시험의 실즉치 5.9×10-4로 파괴된다고 가정하면, 외주부 변형은 숫돌주속의 2승에 비례하므로(5.9×10-4/0.98×10-4)1/2=2.5배의 안전율로 된다. 이상으로부터 베이스 원판형 연삭숫돌 및 그것의 베이스원판의 안정성이 충분하다는 것이 확인된다.
또, 베이스원판의 안전성의 지표로서는 단위비중당 피로강도로 3배, 인장강도로 10배정도 필요하다고 생각되고 있다. 따라서 23MPa×3/2.6=27.23MPa×10/2.6=88인 것으로부터 피로강도와 비중의 비(피로강도[MPa]/비중)에서는 30MPa이상, 인장강도와 비중의 비(인장강도[MPa]/비중)에서는 90MPa이상, 안전지표치로서 필요하다. 도 5로 부터 명백한 바와같이, 종래의 비교예 1 및 2에서는 피로강도와 비중의 비 및 인장강도와 비중의 비는 어느것이나 상기 안전지표치를 만족하지 않지만, 실시예 1 및 실시예 2에서는 각각 안전지표치를 만족하고, 높은 안전성이 얻어지는 것이 확인된다.

Claims (14)

  1. 숫돌 입자층을 베이스원판에 고착하여 이루어지는 베이스원판형 연삭숫돌로서, 상기 베이스원판은 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금으로서, Si를 15∼40wt%, Cu를 0.5∼6wt%, Mg를 0.2∼3wt% 및 실질적으로 알루미늄으로 이루어지는 잔부를 함유하고 동시에 그 베이스원판의 인장강도와 비중의 비(인장강도[MPa]/비중)가 90이상, 그 베이스원판의 피로강도와 비중의 비(피로강도[MPa]/비중)가 30이상인 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금은 평균입자경이 5㎛이하의 Si입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금은 기공율이 1vol% 이하인 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한항에 있어서, 상기 베이스원판형 연삭숫돌은 그것의 베이스원판의 외주면에 복수의 세그먼트칩 숫돌이 고착된 센터리스 연삭숫돌인 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한항에 있어서, 상기 세그먼트칩 숫돌은 초숫돌입자가 결합제에 의하여 결합된 외주숫돌층과, 그 초숫돌입자 보다도 경도가 낮은 숫돌입자가 그 외주 숫돌층과 같은 결합제에 의하여 결합된 내주 숫돌층이 일체적으로 구성된 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 초숫돌입자는, 그것의 인성을 저하시키기 위한 열처리가 실시된 것임을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 열처리는 진공 또는 산소를 포함하지 않는 비산화성 가스 분위기내에서 400 내지 1200℃의 온도로 처리하는 것임을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  8. 숫돌입자층을 베이스원판에 고착하여 이루어지는 베이스원판형 연삭숫돌로서, 상기 베이스원판은 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금으로서 Si를 15∼40wt%, Cu를 0.5∼6wt%, Mg를 0.2∼3wt%, Fe, Mn, Ni중 적어도 하나를 3∼10wt% 및 실질적으로 알루미늄으로 이루어지는 잔부를 함유하고, 동시에 그 베이스원판의 인장강도와 비중의 비(인장강도[MPa]/비중)가 90이상, 그 베이스원판의 피로강도와 비중의 비(피로강도[MPa]/비중)가 30이상인 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금은 평균입자경이 5㎛이하의 Si입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 Si를 주성분으로 하는 급냉응고 알루미늄합금은 기공율이 1vol% 이하인 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항의 어느 한항에 있어서, 상기 베이스원판형 연삭숫돌은 그것의 베이스원판의 외주면에 복수의 세그먼트칩 숫돌이 고착된 센터리스 연삭숫돌인 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항의 어느 한항에 있어서, 상기 세그먼트칩 숫돌은 초숫돌입자가 결합제에 의하여 결합된 외주숫돌층과, 그 초숫돌입자 보다도 경도가 낮은 숫돌입자가 그 외주숫돌층과 같은 결합제에 의하여 결합된 내주숫돌층과 일체적으로 구성된 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 초숫돌입자는 그것의 인성을 저하시키기 위한 열처리가 실시된 것임을 특징으로 하는 원판형 연삭숫돌.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 열처리는 진공 또는 산소를 포함하지 않는 비산화성 가스 분위기내에서 400 내지 1200℃의 온도로 처리하는 것을 특징으로 하는 베이스원판형 연삭숫돌.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101056741B (zh) 2004-11-19 2010-12-08 丰田万磨株式会社 砂轮
US9266220B2 (en) 2011-12-30 2016-02-23 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive articles and method of forming same
WO2016033080A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Nano Materials International Corporation Aluminum diamond cutting tool
DE102016105049B4 (de) * 2016-03-18 2018-09-06 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Wiederbelegung eines Schleifwerkzeugs sowie wiederbelegbares Schleifwerkzeug hierzu
JP7034547B2 (ja) * 2018-02-02 2022-03-14 株式会社ディスコ 環状の砥石、及び環状の砥石の製造方法
CN109894991A (zh) * 2019-03-28 2019-06-18 上海橄榄精密工具有限公司 组合物及其制得的砂轮
CN110125819A (zh) * 2019-06-12 2019-08-16 郑州中岳机电设备有限公司 一种梯型钢板为底层的金属结合剂砂轮
KR102379910B1 (ko) * 2019-12-24 2022-03-29 이화다이아몬드공업 주식회사 피삭재의 표면가공을 위한 연삭휠 및 그 연삭휠의 트루잉 또는 드레싱 방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5597447A (en) 1979-01-19 1980-07-24 Sumitomo Electric Ind Ltd Aluminum sintered alloy and production of the same
JPS58191779A (ja) 1982-05-01 1983-11-09 Showa Denko Kk 立方晶ｂｎ砥粒の改質法及び砥石の製造法
US5552110A (en) * 1991-07-26 1996-09-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Heat resistant magnesium alloy
JPH05125473A (ja) * 1991-11-01 1993-05-21 Yoshida Kogyo Kk <Ykk> アルミニウム基合金集成固化材並びにその製造方法
JP2514542B2 (ja) 1992-09-08 1996-07-10 大阪ダイヤモンド工業株式会社 超砥粒砥石
JP2781131B2 (ja) 1993-08-30 1998-07-30 住友軽金属工業株式会社 低線膨張急冷凝固アルミニウム合金およびその製造方法
JP3189535B2 (ja) * 1993-10-27 2001-07-16 豊田工機株式会社 砥石車
JP2884031B2 (ja) 1993-12-17 1999-04-19 旭ダイヤモンド工業株式会社 メタルボンド超砥粒砥石及びその製造方法
JPH0890424A (ja) 1994-09-22 1996-04-09 Mitsui Kensaku Toishi Kk 研削砥石用の円盤状基台
JPH08243926A (ja) * 1995-03-08 1996-09-24 Osaka Diamond Ind Co Ltd 超砥粒砥石及びその製造方法
JP2835425B2 (ja) 1995-03-27 1998-12-14 大阪ダイヤモンド工業株式会社 砥石用台金並びに超砥粒砥石及びそれらの製造方法
JPH09176771A (ja) * 1995-10-27 1997-07-08 Osaka Diamond Ind Co Ltd 超砥粒砥石及びその製造方法
JP3391636B2 (ja) * 1996-07-23 2003-03-31 明久 井上 高耐摩耗性アルミニウム基複合合金
JP3959766B2 (ja) * 1996-12-27 2007-08-15 大同特殊鋼株式会社 耐熱性にすぐれたＴｉ合金の処理方法
JPH10202539A (ja) * 1997-01-16 1998-08-04 Jiibetsuku Technol:Kk 加工材並びに回転工具
US6074278A (en) * 1998-01-30 2000-06-13 Norton Company High speed grinding wheel

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JP3426522B2 (ja) 2003-07-14

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