WO2013108898A1 - ビトリファイド超砥粒砥石 - Google Patents

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WO2013108898A1
WO2013108898A1 PCT/JP2013/050995 JP2013050995W WO2013108898A1 WO 2013108898 A1 WO2013108898 A1 WO 2013108898A1 JP 2013050995 W JP2013050995 W JP 2013050995W WO 2013108898 A1 WO2013108898 A1 WO 2013108898A1
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WO
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abrasive grains
grinding
vitrified
diamond abrasive
grindstone
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Application number
PCT/JP2013/050995
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English (en)
French (fr)
Inventor
聡浩 水野
今井　憲生
吉村　晃一
武史 三島
Original Assignee
株式会社ノリタケカンパニーリミテド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/14—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental

Definitions

  • the present invention relates to a vitrified grindstone formed by bonding superabrasive grains using vitrified bonds, and more particularly to a technique for suppressing deterioration of a work material, hardness reduction, and generation of residual stress due to grinding heat.
  • Vitrified superabrasive grindstones for example, bond superabrasive grains by melting inorganic vitrified bonds at a firing temperature of about 500 to 1000 ° C., so that the abrasive holding power is higher than when organic resin bonds are used. That is, a high adhesive force can be obtained between the superabrasive grains and the vitrified bond.
  • abrasive holding power is increased.
  • shaft parts such as camshafts and crankshafts, which are the main parts of automobile engines, have been applied with high-precision grinding to improve engine performance, but they occur during grinding.
  • the grinding heat causes deterioration of the shaft part as a work material, a decrease in hardness, and residual stress.
  • Patent Document 1 Since the grindstones proposed in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 are all less likely to generate grinding heat during grinding, they are effective for grinding burn. However, all of these proposals are qualitative, and each time the product specification, production efficiency, that is, grinding efficiency changes, a lot of man-hours are required for the production of the optimum conditions for obtaining high quality and high efficiency. . Therefore, when the product specification, production efficiency, that is, the grinding efficiency of the work material changes, there is a problem that structural limitations occur, which greatly affects the quality of the work material, including the machining accuracy and the grinding wheel life. Further, in the grindstone proposed in Patent Document 4, there is no knowledge about the residual stress of the workpiece.
  • the present applicant uses the CBN abrasive grains as the main abrasive grains and the diamond abrasive grains with high thermal conductivity as the auxiliary abrasive grains, so that the generation of grinding heat, the alteration of the workpiece and the wheel are performed.
  • the proposal was made to suppress the wear of the wheel and to increase the life of the wheel.
  • This is Japanese Patent Application No. 2011-070354, which is a previously unknown application. According to this, problems such as an increase in processing resistance and a decrease in dressing performance still remain.
  • the present invention has been made against the background described above, and its purpose is not only to suppress the generation of grinding heat, alteration of the workpiece and wear of the wheel, but also to reduce machining resistance and dressing performance.
  • An object of the present invention is to provide a vitrified superabrasive grindstone that can improve the above.
  • the gist of the present invention is (a) a vitrified superabrasive grindstone in which superabrasive grains containing CBN abrasive grains as main abrasive grains and diamond abrasive grains as auxiliary abrasive grains are bonded using vitrified bonds.
  • the auxiliary abrasive grains have an average particle size of 1/2 to 1/10 of the main abrasive grains, and
  • the auxiliary abrasive grains have the main abrasive grains as 1.
  • the toughness value is 0.4 to 1.
  • the superabrasive grains include CBN abrasive grains as main abrasive grains and diamond abrasive grains as auxiliary abrasive grains, and the auxiliary abrasive grains are 1 / of the main abrasive grains. Since it has an average particle size of 2 to 1/10, the average particle size of the auxiliary abrasive grains enhances the CBN abrasive dispersibility, and is about twice that of CBN abrasive grains, for example, 20 of alumina abrasive grains used for fillers.
  • the auxiliary abrasive has a toughness value of 0.4 to 1 when the main abrasive is 1, and has an appropriate crushability while having a high Knoop hardness. The increase and the decrease in dressing performance are suppressed, and the durable life of the grinding wheel is increased.
  • the auxiliary abrasive has a contact angle with the vitrified bond of 90 to 150 °.
  • the contact angle of the vitrified bond with respect to the auxiliary abrasive grains is less than 90 °, the auxiliary abrasive grains are buried in the vitrified bond and the endothermic effect of the auxiliary abrasive grains is reduced.
  • the contact angle exceeds 150 °, the auxiliary abrasive grains The holding power is reduced and the dropout increases.
  • the auxiliary abrasive is included in a volume ratio of 3 to 13% by volume.
  • the endothermic effect due to the high thermal conductivity of diamond used as auxiliary abrasive grains, and the effect of suppressing the increase in processing resistance and the decrease in dressing performance due to moderate crushability while having high Knoop hardness Is preferably obtained.
  • the volume ratio of the auxiliary abrasive grains is less than 3% by volume, it becomes difficult to obtain the endothermic effect derived from the diamond and the effect of suppressing the processing resistance and dressing performance deterioration, and the volume ratio of the auxiliary abrasive grains exceeds 13% by volume. If it turns, the sharpness, grinding accuracy, and dressing performance deteriorate.
  • the vitrified bond is contained in a volume ratio of 15 to 30% by volume, so that an effect derived from the presence of the diamond abrasive grains can be obtained.
  • the volume ratio of vitrified bond is less than 15% by volume, the proportion of diamond abrasive grains exposed to the surface of the vitrified bond increases, and the control ratio of diamond abrasive grains with respect to grinding becomes relatively high, resulting in decreased sharpness and grinding accuracy. To do.
  • the volume ratio of vitrified bond exceeds 30% by volume, the diamond abrasive grains are buried in the vitrified bond, the function of the diamond abrasive grains is lowered, and it is difficult to sufficiently obtain the effect derived from the presence.
  • the segment grindstone is at least the superabrasive grain in the outer peripheral side layer.
  • a vitrified superabrasive grindstone bonded using the vitrified bond. Because of this, expensive superabrasive grains are exclusively arranged in the area of the vitrified superabrasive grindstone that is involved in grinding, and other parts can use inorganic fillers such as general abrasive grains, so vitrified superabrasive grains A grindstone becomes cheap.
  • FIG. 1 It is a front view which shows the superabrasive grinding wheel manufactured by the manufacturing method of a present Example. It is the perspective view which showed the vitrified grindstone piece of FIG. It is a figure which expands and demonstrates the structure of the surface layer of the vitrified grindstone piece of FIG. It is process drawing explaining the principal part of the manufacturing method of a vitrified superabrasive grindstone. It is a figure which shows the grinding
  • the principal part shows the state which is grinding the camshaft which is a work material with the cylindrical grinding machine with which the vitrified superabrasive grinding wheel was mounted
  • grinding performance evaluation test 1 while comparing the wheel radius wear amount by grinding using the vitrified grindstone piece of the present invention with the wheel radius wear amount by grinding using the vitrified grindstone piece of the control product, the change with respect to the number of machining is shown.
  • FIG. The figure which shows the change with respect to a process number, comparing the power consumption value in the grinding using the vitrified whetstone piece of this invention product with the power consumption value in the grinding using the vitrified whetstone piece of a control
  • grinding performance evaluation test 1 it is a figure which shows the dressing rate of the vitrified whetstone piece of this invention product compared with the dressing rate of grinding using the vitrified whetstone piece of a control
  • contrast product In the grinding performance evaluation test 2, it is a graph which shows the grinding result when nine types of samples which changed the average particle diameter of the diamond abrasive grain of the vitrified grindstone piece of this invention product are used.
  • the grinding performance evaluation test 3 it is a graph which shows the grinding result when using nine types of samples which changed the volume ratio of the diamond abrasive grain of the vitrified grindstone piece of this invention product.
  • the grinding performance evaluation test 4 it is a graph which shows the grinding result when using 10 types of samples which changed the volume ratio of the vitrified bond of the vitrified grindstone piece of this invention product.
  • the grinding performance evaluation test 5 it is a graph which shows the grinding result when using 8 types of samples from which the toughness value of the diamond abrasive grain of the vitrified grindstone piece of this invention was changed.
  • the grinding performance evaluation test 6 it is a graph which shows the grinding result when eight types of samples which changed the contact angle of the vitrified bond of the vitrified grindstone piece of this invention product are used.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the state before the heating of the test piece which evaluates the wettability with respect to the vitrified bond of the alumina abrasive grain, CBN abrasive grain, and diamond abrasive grain contained in the vitrified grindstone piece of FIG. It is a perspective view which shows the state after the heating of the test piece of FIG. It is a schematic diagram explaining the wettability with respect to the vitrified bond of an alumina abrasive grain. It is a schematic diagram explaining the wettability with respect to the vitrified bond of a CBN abrasive grain. It is a schematic diagram explaining the wettability with respect to the vitrified bond of a diamond abrasive grain.
  • FIG. 1 is a front view showing a superabrasive grinding wheel 10 manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the superabrasive grinding wheel 10 is a disk made of metal such as carbon steel or aluminum alloy, and has a mounting portion having a mounting hole 14 for mounting to a grinding device (for example, a cylindrical grinding machine 12 described later) at the center thereof.
  • a grinding device for example, a cylindrical grinding machine 12 described later
  • a core that is, a base metal 18, a circular arc plate shape curved along an arc whose center of curvature is the rotation axis W of the base metal 18, and a grinding surface 20 corresponding to the outer peripheral surface thereof and the grinding surface 20
  • a plurality of (12 in this embodiment) vitrified grindstones having a bonding surface 22 corresponding to the inner peripheral surface on the opposite side, and the bonding surface 22 bonded to the outer peripheral surface 24 of the base metal 18 without a gap.
  • a piece (segment grindstone) 26 is provided.
  • the size is appropriately set depending on the application, but the superabrasive grinding wheel 10 of the present embodiment is configured, for example, to have an outer diameter dimension D of 380 mm ⁇ and a thickness excluding the mounting portion 16 of about 10 mm. is there.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the vitrified grindstone piece 26.
  • FIG. 3 is an example of a schematic diagram showing an enlarged cross section of the surface layer 30 composed of a vitrified superabrasive grindstone structure, and shows the vitrified bond 32, the CBN abrasive grains 34, and the diamond abrasive grains 36 in the interior thereof. It is a schematic diagram explaining a combined state. 1 to 3, a vitrified grindstone piece 26 has an inner peripheral side in which ceramic general abrasive grains such as fused alumina, silicon carbide, or mullite or inorganic fillers are bonded by vitreous vitrified bonds 32.
  • ceramic general abrasive grains such as fused alumina, silicon carbide, or mullite or inorganic fillers are bonded by vitreous vitrified bonds 32.
  • a layer that is, an underlayer 28, and a CBN abrasive grain 34 and a diamond abrasive grain 36 having a smaller diameter than the outer peripheral side layer, that is, a surface layer 30 formed by bonding with a vitreous inorganic binder.
  • the underlayer 28 functions exclusively as a base for mechanically supporting the surface layer 30.
  • the surface layer 30 functions exclusively as a grindstone for grinding a work material 104 described later, a CBN abrasive grain 34 functioning as a main abrasive grain, and a diamond abrasive grain 36 functioning as an auxiliary abrasive grain or filler. , And pores 38.
  • the CBN abrasive grains 34 are cubic boron nitride particles having a Knoop hardness of about 4700 Kg / mm 2 and a toughness value of about 55, for example, 60 mesh (average particle diameter 250 ⁇ m) to 3200 mesh (average particle diameter). The thing of the magnitude
  • the diamond abrasive grain 36 has a smaller diameter than the CBN abrasive grain 34, and has a Knoop hardness that is higher than that of the CBN abrasive grain 34, for example, about 6000 Kg / mm 2 , and is equal to or less than that of the CBN abrasive grain 34, for example 33 It has a toughness value of a certain level and functions as an abrasive grain to some extent, but also functions as a thermal conductor of grinding heat and has a function of being exposed to the grinding surface 20 and suppressing grinding wheel wear.
  • the diamond abrasive grains 36 have an average particle diameter of 1/2 to 1/10 of the average particle diameter of the CBN abrasive grains 34, for example, a volume ratio of 3 to 13% by volume. It is mixed to become. That is, in the surface layer 30, for example, the volume ratio of the CBN abrasive grains 34 is 30 to 40% by volume, the volume ratio of the diamond abrasive grains 36 is 3 to 13% by volume, the volume ratio of the vitrified bond 32 is 20 to 30% by volume, The volume ratio of the remaining pores 38 is 17 to 47% by volume.
  • the vitrified bond 32 is preferably composed of, for example, borosilicate glass or crystallized glass.
  • crystallized glass include those that deposit willemite.
  • it is preferably ⁇ 2 ⁇ 10 ⁇ 6 (1 / K) (room temperature to 500 ° C.) with respect to the CBN abrasive grains 34.
  • Preferred glass compositions for the vitrified bond 32 include, for example, SiO 2 : 40 to 70 parts by weight, Al 2 O 3 : 10 to 20 parts by weight, B 2 O 3 : 10 to 20 parts by weight, and RO (alkaline earth metal). : 20 to 10 parts by weight, R 2 O: 2 to 10 parts by weight.
  • diamond abrasive grains 36 having a diameter smaller than that of the CBN abrasive grains 34 are dispersed in and on the vitrified bond 32.
  • the diamond abrasive grains 36 have relatively low wettability with respect to the vitrified bond 32 and are less likely to be covered with the vitrified bond 32 than the general abrasive grains such as alumina abrasive grains (alundum WA) and the CBN abrasive grains 34. It tends to be exposed on the surface and the surface of the surface layer 30, that is, the surface of the grindstone. For this reason, the grinding heat generated at the grinding point between the workpiece 104 and the grinding surface 20 of the surface layer 30 is efficiently passed through the metal base 18 side through the diamond abrasive grains 36 having high thermal conductivity. Can be absorbed.
  • FIG. 4 is a process diagram for explaining a main part of an example of a method for manufacturing the superabrasive grinding wheel 10.
  • the raw material shown in Table 2 for the base layer 28 constituting the vitrified grindstone piece 26 and the raw material shown in Table 1 for the surface layer 30 constituting the vitrified grindstone piece 26 are used. Prepare each.
  • alumina abrasive grains such as Al 2 O 3 series, ZrO 2 —B 2 O 3 series, B 2 O 3 —Al 2 O 3 —SiO 2 series, LiO—Al 2 O 3 —SiO
  • a glassy vitrified bond (inorganic binder) such as type 2 and a molding binder (binding agent or amount of glue) such as dextrin for generating a certain amount of mutual binding force at the time of molding are preliminarily used as the base layer 28.
  • the raw materials shown in Table 2 for the underlayer 28 are prepared by weighing at a set ratio and mixing them.
  • CBN abrasive grains 34 diamond abrasive grains 36, vitrified bonds 32, pore forming agents such as organic substances or inorganic balloons mixed as necessary, dextrins for generating a certain amount of mutual caking force during molding, etc.
  • the molding binder (binding agent or amount of glue) is weighed at a ratio set in advance as the surface layer 30 and mixed to prepare the raw materials shown in Table 1 for the surface layer 30.
  • diamond abrasive grains 36 having a toughness value of 0.4 to 1 when CBN abrasive grains 34 are set to 1 are used.
  • This toughness value is obtained by separating 0.4 g of a sample screened by a sieve mesh specified by the particle size (screen with the highest residual ratio in ISO 6106: 2005) and one steel ball of 2.040 g, 12.5 mm in diameter, long 5 mm and placed in a cylindrical metal cylinder of 19 mm and pulverized at 2400 rpm with an amplitude of 8 mm for a pulverization time specified according to the particle size shown in FIG.
  • the highest residual rate is specified, and # 400 is sieved with the same sieve as # 325) and is expressed as a percentage by weight remaining on the sieve screen.
  • the equipment and method used for sieving conform to JIS B4130.
  • the sample 10% particle diameter is measured, and after pulverization by the above-described pulverization method, it is represented by the remaining percentage of the volume of particles larger than the previously measured 10% particle diameter. .
  • the 10% particle diameter means the particle diameter at an integrated value of 10% from the particle size distribution obtained by the laser diffraction / scattering method.
  • the ratio of the toughness value of the diamond abrasive grains 36 to the CBN abrasive grains 34 (the toughness value of the diamond abrasive grains 36 / CBN grinding) The toughness value of the grain 34 is calculated.
  • the above-mentioned mixed raw material for the surface layer 30 and raw material for the underlayer 28 are sequentially filled in a molding cavity of a predetermined molding die and pressed, thereby forming the shape shown in FIG.
  • the molded body is molded.
  • the firing step P3 the molded body is fired at, for example, a temperature of 1000 ° C. or less for 5 hours, thereby producing a vitrified grindstone piece 26 having a length of 40 mm, a width of 10.4 mm, and a thickness of 7.4 mm, for example. .
  • the vitrified grindstone pieces 26 are attached to the cylindrical outer peripheral surface 24 of the base 18 prepared in advance using, for example, an epoxy resin adhesive without any gaps.
  • the outer diameter of the superabrasive grinding wheel 10 is applied to the base 18 to which the vitrified grinding wheel piece 26 is attached, that is, the surface of the superabrasive grinding wheel 10 by using a dressing tool or a cutting tool. D, the roundness of the outer diameter dimension D, the thickness dimension, etc. are adjusted.
  • the vitrified grindstone piece 26 is produced so as to have a predetermined size that is larger by the above-described cutting allowance when the firing step P3 is completed.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a usage state of the manufactured superabrasive grinding wheel 10, and a steel work material (by a cylindrical grinding machine 12 to which the superabrasive grinding wheel 10 is attached). It is the side view which showed the state which grinds the cam surface which is an outer peripheral surface of (camshaft) 104.
  • the cylindrical grinding machine 12 sandwiches an elliptical cam-shaped workpiece 104 between a bed 106 as a base and a tailstock shaft of a tailstock (not shown) provided on the bed 106.
  • a headstock 108 having a spindle that is driven to rotate around an axis W2 perpendicular to the paper surface, and a servomotor 110 that can be moved in a direction parallel to the axis W2 along a pair of rails 112 and a pair of servomotors 114
  • a table 120 movable in a direction Y perpendicular to the axis W2 along the rail 116, and an axis perpendicular to the paper surface via a pulley 124, a belt 126, and a pulley 128 provided on the table 120 by a motor 122.
  • a grindstone base 132 having a rotation spindle 130 that is driven to rotate around W3 and coolant (also called grinding fluid) supplied by a pump (not shown) are predetermined.
  • a pair of nozzles 134, 136 are jetted at a pressure comprises.
  • the superabrasive grinding wheel 10 is attached to the rotation main shaft 130 in a state where the rotation axis W of the superabrasive grinding wheel 10 and the axis W3 coincide with each other.
  • the grinding by the cylindrical grinder 12 is performed by supplying coolant to the grinding point P between the superabrasive grinding wheel 10 rotating from one nozzle 134 and the work material 104 and from the other nozzle 136.
  • the grinding wheel base 132 While the coolant is sprayed onto the grinding surface 20 of the abrasive grinding wheel 10, the grinding wheel base 132 is moved in the direction Y toward the work material 104, so that the grinding surface 20 of the rotating superabrasive grinding wheel 10 is covered.
  • the cutting material 104 is ground.
  • the grinding surface 20 is cleaned by spraying coolant onto the superabrasive grinding wheel 10 at a position away from the grinding point P in the direction opposite to the rotation direction R of the superabrasive grinding wheel 10 by the nozzle 136. It is like that.
  • the vitrified grindstone piece (vitrified superabrasive grindstone) 26 of the superabrasive grinding wheel 10 configured as described above includes CBN abrasive grains 34 as main abrasive grains and diamond abrasive grains 36 as auxiliary abrasive grains,
  • the diamond abrasive grain 36 has a toughness value of 0.4 to 1 when the CBN abrasive grain 34 is 1, and has an average grain size 1/2 to 1/10 that of the CBN abrasive grain 34. It is contained in a volume ratio of 3 to 13% by volume.
  • the diamond abrasive grains 36 as auxiliary abrasive grains have an average particle diameter of 1/2 to 1/10 of the CBN abrasive grains 34 as main abrasive grains.
  • the abrasive dispersibility of the CBN abrasive grains 34 is enhanced, and the grinding heat is increased by the presence of the diamond abrasive grains 36 having a thermal conductivity approximately twice that of the CBN abrasive grains 34, for example, approximately 20 times that of alumina abrasive grains used for fillers. It is efficiently absorbed by the vitrified grindstone piece 26.
  • the diamond abrasive grain 36 has a toughness value of 0.4 to 1 when the CBN abrasive grain 34 is 1, and has a moderate crushability while having a high Knoop hardness. Therefore, an increase in processing resistance of the superabrasive grinding wheel 10 and a decrease in dressing performance are suppressed, and the durable life of the superabrasive grinding wheel 10 is increased.
  • the diamond abrasive grains 36 which are auxiliary abrasive grains have a contact angle with the vitrified bond 32 of 90 to 150 °, so the diamond abrasive grains 36 are vitrified bond 32. Therefore, the endothermic effect of the diamond abrasive grains 36 is maintained and the diamond abrasive grains 36 are preferably prevented from falling off.
  • the contact angle of the vitrified bond 32 with respect to the diamond abrasive grains 36 is below 90 °, the diamond abrasive grains 36 are buried in the vitrified bond 32 and the endothermic effect of the diamond abrasive grains 36 is reduced.
  • the contact angle of the vitrified bond 32 with respect to the diamond abrasive grains 36 exceeds 150 °, the holding power of the diamond abrasive grains 36 decreases and drops off, and the diamond abrasive grains 36 absorb the grinding heat. It becomes insufficient. In any case, since the endothermic effect of the grinding heat by the diamond abrasive grains 36 is reduced, it becomes difficult to obtain the effect of suppressing the processing resistance and the dressing performance, and the sharpness, grinding accuracy, and dressing performance are lowered.
  • the diamond abrasive grains 36 as auxiliary abrasive grains are included in a volume ratio of 3 to 13% by volume. For this reason, the endothermic effect due to the high thermal conductivity of the diamond abrasive grains 36 and the effect of suppressing an increase in processing resistance and a decrease in dressing performance due to having an appropriate crushability while having a high Knoop hardness are suitably obtained. It is done.
  • the volume ratio of the diamond abrasive grains 36 is less than 3% by volume, it becomes difficult to obtain the endothermic effect derived from diamond, the processing resistance and the effect of suppressing the deterioration of the dressing performance, and the volume ratio of the diamond abrasive grains 36 becomes 13% by volume. If it goes over, the sharpness, grinding accuracy, and dressing performance will deteriorate.
  • the vitrified bond 32 is contained at a volume ratio of 15 to 30% by volume, so that an effect derived from the presence of the diamond abrasive grains 36 can be obtained.
  • the volume ratio of the vitrified bond 32 is less than 15% by volume, the ratio exposed on the surface of the diamond abrasive grains 36 becomes high, the holding of the diamond abrasive grains 36 becomes unstable, and the sharpness and the grinding efficiency are lowered.
  • the volume ratio of the vitrified bond 32 exceeds 30% by volume, the diamond abrasive grains 36 are buried in the vitrified bond 32, and the heat absorption function by the diamond abrasive grains 36 is lowered, and the effect derived from the presence is sufficient. It becomes difficult to obtain.
  • Main abrasive grains CBN abrasive grains # 120 (Knoop hardness 4700 kg / mm 2 , thermal conductivity 1200 w / m ⁇ k, toughness value 55)
  • Auxiliary abrasive grains Diamond abrasive grains # 500 (Knoop hardness 6000 kg / mm 2 , thermal conductivity 2000 w / m ⁇ k, toughness value 62)
  • Auxiliary abrasive grains Diamond abrasive grains # 500 (Knoop hardness 6000 kg / mm 2 , thermal conductivity 1
  • Measurement of wheel radius wear Measurement device Surface roughness meter (made by Taylor Hobson) Measurement location: carbon molding, cross-sectional step measurement Depth of dent formed by sliding contact with camshaft on grinding surface of grinding wheel used for grinding test using surface shape roughness measuring instrument PGI1250A manufactured by Taylor Hobson The step ( ⁇ m) in the direction of the rotational axis corresponding to is measured at a predetermined interval as the number of machining increases.
  • Measurement of power consumption Measuring device Wattmeter (manufactured by Hioki) Measurement location: Grinding wheel shaft motor The power consumption (kW) of the grinding wheel shaft drive motor of the grinding machine during grinding was measured at a predetermined interval with an increase in the number of workpieces using a power meter manufactured by Hioki Electric.
  • Measurement of dress rate Measuring device Contour measuring instrument (Mitutoyo Co., Ltd.) Measurement location: Dressing surface of the rotary dresser Using the contour shape measuring instrument CV-2000 manufactured by Mitutoyo Corporation, the outer diameter of the rotary dresser before and after the dressing on the outer peripheral surface of the vitrified wheel is measured to measure the amount of wear due to the dress. The ratio of the wheel radius wear amount (step difference ⁇ m) to that, that is, the dress rate (%) was calculated for each grinding.
  • FIG. 7 shows the measurement of the workpiece residual stress (MPa) of the work material ground under the above grinding conditions, and displays these measured values for each number of grinding operations. From FIG. 7, there is no difference between the value of the vitrified wheel of the present invention (black circle mark) and the value of the vitrified wheel of the control product (square mark). In both cases, the compressive stress of the surface is increased and the wear resistance is improved.
  • FIG. 8 shows measured values of the amount of wear ( ⁇ m) in the radial direction of the wheel for each machining number. There is no difference between the value of the vitrified whetstone of the present invention (black circle mark) and the value of the vitrified whetstone of the control product (square mark). In both cases, the wear resistance is improved with less wear in the wheel radial direction.
  • FIG. 9 shows measured values of power consumption value (kW) during grinding for each machining number.
  • the value of the vitrified whetstone of the present invention product black circle mark
  • the vitrified whetstone of the present invention has lower rotational resistance during grinding than the control vitrified whetstone, and the sharpness of the vitrified whetstone is greatly improved.
  • FIG. 10 shows the dressing rate when dressing the vitrified grindstone of the present invention when dressing with a constant (5 ⁇ m) incision in comparison with the dressing rate when dressing the vitrified grindstone of the control product.
  • the dressing rate of the vitrified grinding wheel of the present invention is 80% (when the dresser wear is 20%, but 80% of the cutting of the vitrified grinding wheel is obtained), while the control vitrified grinding wheel is dressed.
  • the dress rate was 50%. According to the vitrified grindstone of the present invention product, dressing performance is greatly improved with little dresser wear during dressing.
  • the diamond abrasive grains are too small to sufficiently appear from the vitrified bond.
  • sufficient heat conduction and wear suppression were not obtained.
  • the volume percentage of the diamond abrasive grains is 14 volume%, the number of diamond abrasive grains is excessively increased and the sharpness tends to be lowered, and the shape accuracy is not sufficiently obtained. Therefore, a favorable result was obtained with respect to the ratio of the diamond abrasive grains in the range of 3% by volume to 13% by volume.
  • FIG. 13 shows the result. As shown in FIG. 13, Sample 21, Sample 22, Sample 23, Sample 24, in which the volume% of the vitrified bond is 15% by volume, 18% by volume, 21% by volume, 24% by volume, 27% by volume, 30% by volume, The grinding results of Sample 25 and Sample 26 were satisfactory performance as a grindstone product.
  • the proportion of the vitrified bond is too small and the protruding amount of the diamond abrasive grains from the vitrified bond is 70% or more, 60 %, The holding of the diamond abrasive grains becomes unstable and falls off, so that sufficient heat conduction and wear suppression of the diamond abrasive grains cannot be obtained.
  • the protruding amount of the diamond abrasive grains from the vitrified bond is 20% and 10% or less.
  • the residual stress was not sufficiently reduced. Therefore, a favorable result was obtained with the ratio of vitrified bond in the range of 15% by volume to 30% by volume.
  • grinding performance evaluation test 6 the composition is the same as the vitrified grinding wheel of the present invention used in the grinding performance evaluation test 1, but only the contact angle of the vitrified bond to the diamond abrasive grains differs depending on the composition of the vitrified bond or the firing temperature. Samples 37 to 44 were prepared, and the same grinding test as described above was performed. FIG. 15 shows the result.
  • the contact angle of the vitrified bond is an angle formed between the liquid level of the liquid and the solid wall surface in contact with the melted vitrified bond.
  • the contact angle of vitrified bond is similarly formed not only for diamond abrasive grains but also for general abrasive grains used as CBN abrasive grains and fillers. It can be measured using a scanning electron microscope (SEM) from a cross section of a fixed surface (sample) of vitrified bond and diamond.
  • SEM scanning electron microscope
  • CBN abrasive grains 34, diamond abrasive grains 36, and alumina abrasive grains 40 are placed on a button 50 in which a powder of vitrified bond 32 is formed into a pellet by press molding.
  • the button 50 is heated at, for example, 750 ° C. in a firing furnace in a state where the button 50 is placed on the refractory plate 52 to melt the button 50 as shown in FIG.
  • the boundary between the abrasive grains and the vitrified bond 32 of the CBN abrasive grains 34, diamond abrasive grains 36, and alumina abrasive grains 40 on the melted button 50 is observed using a scanning electron microscope (SEM).
  • the boundary between the alumina abrasive grains 40 and the vitrified bond 32 is observed in a blurred manner as the liquid competes (crawls up) the interface. Thereby, it is presumed that the contact angle of the alumina abrasive grains 40 with respect to the vitrified bond 32 is small and the mutual affinity is high.
  • the boundary between the CBN abrasive grain 34 and the vitrified bond 32 is observed as blurred as if the liquid competes (crawls up) the interface, but the degree is lower than that of the alumina abrasive grain 40.
  • the contact angle of the CBN abrasive grains 34 to the vitrified bond 32 is small and the mutual affinity is high, but not as large as the alumina abrasive grains 40.
  • the boundary between the diamond abrasive grains 36 and the vitrified bond 32 is observed as if the liquid is repelling without a portion where the liquid competes (crawls up) the interface.
  • the contact angle of the diamond abrasive grains 36 with respect to the vitrified bond 32 is relatively large and the mutual affinity is relatively low.
  • FIG. 18 shows the state after melting of the vitrified bond 32 of abrasive grains located in the same place in the powder of the vitrified bond 32 based on the above results.
  • FIG. 18 is a schematic diagram explaining the wettability with respect to the vitrified bond 32 of the grain 36 and the alumina abrasive grain 40.
  • the alumina abrasive grains 40 having the smallest contact angle and the best wettability are covered with the vitrified bond 32 after the vitrified bond 32 is melted.
  • FIG. 18 shows the alumina abrasive grains 40 having the smallest contact angle and the best wettability
  • the CBN abrasive grains 34 that are not as good as the alumina abrasive grains 40 but have relatively good wettability are partially exposed from the vitrified bond 32 and covered in a protruding state after the vitrified bond 32 is melted. Yes.
  • the diamond abrasive grains 36 having a larger contact angle and lower wettability than the CBN abrasive grains 34 are covered with the vitrified bond 32 in a state where a part of the diamond abrasive grains 36 are exposed and protruded. It has been broken.
  • the grinding results of Sample 39, Sample 40, Sample 41, Sample 42, and Sample 43 in which the contact angles of the vitrified bond to the diamond abrasive grains are 90 °, 110 °, 130 °, 140 °, and 150 °. was satisfactory performance as a grinding wheel product.
  • the diamond abrasive grains are buried in the vitrified bond and the diamond abrasive grains absorb the heat of grinding. It does not function as particles and the endothermic effect is reduced.
  • the vitrified superabrasive grindstone of the present invention is applied to the surface layer 30 of the vitrified grindstone piece 26, but is applied to the entire vitrified grindstone piece 26 without the base layer 28.
  • the diamond abrasive grains 36 are used as auxiliary abrasive grains, but other abrasive grains or fillers may be added.

Abstract

　ビトリファイド超砥粒砥石（２６）は、ＣＢＮ砥粒（３４）とダイヤモンド砥粒（３６）とを含み、ダイヤモンド砥粒（３６）は、ＣＢＮ砥粒（３４）の１／２乃至１／１０の平均粒径を有し、ＣＢＮ砥粒（３４）を１としたときに０．４～１の範囲のタフネス値を有する。このダイヤモンド砥粒（３６）の平均粒径によりＣＢＮ砥粒（３４）の砥粒分散性が高められるとともに、高い熱伝導率を有するダイヤモンド砥粒（３６）の存在によって研削熱が効率よく砥石に吸収されて研削熱の発生が抑制され被削材（１０４）の変質が抑制される。また、ダイヤモンド砥粒（３６）は、ＣＢＮ砥粒（３４）を１としたときに０．４～１の範囲のタフネス値を有していて、ヌープ硬度が高いながらも適度の破砕性を有しているので、超砥粒砥石車（１０）の加工抵抗の増大やドレッシング性能の低下が抑制されて、超砥粒砥石車（１０）の耐久寿命が高められる。

Description

ビトリファイド超砥粒砥石
　本発明は、超砥粒をビトリファイドボンドを用いて結合させて成るビトリファイド砥石に関し、特に研削熱による被削材の変質、硬度低下、残留応力の発生を抑える技術に関するものである。
　ビトリファイド超砥粒砥石は、たとえば５００乃至１０００℃程度の焼成温度で無機質のビトリファイドボンドを溶融させることで超砥粒を結合させるため、有機質のレジンボンドを用いる場合に比較して、砥粒保持力すなわち超砥粒とビトリファイドボンドとの間に高い接着力が得られる。たとえば、ＣＢＮ砥粒では、Ｂ元素やその合成工程で添加された触媒中のＫ或いはＮａ元素等がその表面に存在することから、それらの元素がビトリファイドボンドと反応し、その化学的結合力が砥粒保持力を高めていると考えられている。
　従来から鋼材製被削材の中でも自動車のエンジンの主要部品であるカムシャフトやクランクシャフトなどの軸部品はエンジンの性能向上のために高精度の研削加工が適用されているが、研削時に発生する研削熱によって被削材である軸部品の加工変質、硬度低下、残留応力が発生するという問題があった。この問題の発生を解消するための一般的な対策としては、（ａ）切れ味のよい砥石を用いること、（ｂ）ポーラスな砥石を用いて研削時の切込み量を少なくすること、（ｃ）結合度の低い軟質な砥石を用いて加工条件を軽減すること、（ｄ）研削点にクーラントを十分に供給して冷却すること、（ｅ）ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒とを種々の比率で混合した砥石を用いること等が、提案されている。たとえば特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載された砥石がそれである。
特開２００９－０７２８３５号公報 特開２００３－３００１６５号公報 特開２０００－１５８３４７号公報 特開２００８－２００７８０号公報
　このような特許文献１、特許文献２、特許文献３にて提案されている砥石は、いずれも研削時において研削熱が発生し難くされているため、研削焼けには効果がある。しかし、それらの提案は、いずれも定性的であって、製品仕様、生産能率すなわち研削能率が変化する毎に、高品質且つ高効率の得られる最適条件の作込みに多くの工数を必要とする。そのため、被削材の製品仕様、生産能率すなわち研削能率が変化すると、構造的な制限が発生し、加工精度や砥石寿命を始めとして被削材の品質に大きく影響するという問題があった。また、特許文献４にて提案されている砥石では、加工物の残留応力については何等の知見はない。
　これに対し、本出願人は、先に、ＣＢＮ砥粒を主砥粒として用いるとともに熱伝導性の高いダイヤモンド砥粒を補助砥粒として用いることで、研削熱の発生、加工物の変質およびホイールの摩耗を抑制し、ホイールの寿命を高めるようにした提案を行なった。未公知の先願である特願２０１１－０７０３５４がそれである。これによれば、加工抵抗の増大及びドレッシング性能の低下などの問題が未だ残されていた。
　本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、研削熱の発生、加工物の変質およびホイールの摩耗が抑制されるだけでなく、加工抵抗の低下およびドレッシング性能の向上が得られるビトリファイド超砥粒砥石を提供することにある。
　本発明者等は、上記事情を背景とし、ビトリファイド超砥粒砥石の熱伝導率を高めて上記研削熱を抑制することについて種々検討を重ねた結果、従来は鋼材製被削材の研削には不向きとされていたダイヤモンド粒子をその高熱伝導率に着目して、ＣＢＮ砥粒を主砥粒としている用いられていたビトリファイド超砥粒砥石に所定の割合で混入すると、高精度且つ高能率の研削性能を維持しつつ、従来よりも研削熱の発生が抑制され、残留応力が小さくなるという事実を見いだした。同時に、補助砥粒として用いるダイヤモンド砥粒のタフネス値を、主砥粒であるＣＢＮ砥粒を１としたときに０．４～１とすると、ヌープ硬度が高いながらも適度の破砕性を有する補助砥粒となり、加工抵抗の増大やドレッシング性能の低下を好適に抑制できるという事実を見いだした。本発明はこの知見に基づいて為されたものである。
　すなわち、本発明の要旨とするところは、（ａ）主砥粒としてＣＢＮ砥粒を、補助砥粒としてダイヤモンド砥粒を含む超砥粒をビトリファイドボンドを用いて結合したビトリファイド超砥粒砥石であって、（ｂ）前記補助砥粒は、その主砥粒の１／２乃至１／１０の平均粒径を有し、（ｃ）その補助砥粒は、前記主砥粒を１としたときのタフネス値が０．４～１であることにある。
　本発明のビトリファイド超砥粒砥石によれば、その超砥粒は、主砥粒としてＣＢＮ砥粒と補助砥粒としてダイヤモンド砥粒とを含み、その補助砥粒は、その主砥粒の１／２乃至１／１０の平均粒径を有するので、その補助砥粒の平均粒径によりＣＢＮの砥粒分散性が高められるとともに、ＣＢＮ砥粒の２倍程度たとえばフィラーに用いられるアルミナ砥粒の２０倍程度の熱伝導率を有するダイヤモンド砥粒の存在によって研削熱が効率よく吸収されて、被削材の残留応力が小さくされる。また、補助砥粒は、主砥粒を１としたときに０．４～１のタフネス値を有していて、ヌープ硬度が高いながらも適度の破砕性を有しているので、加工抵抗の増大やドレッシング性能の低下が抑制されて、砥石ホイールの耐久寿命が高められる。
　ここで、好適には、前記補助砥粒は、前記ビトリファイドボンドとの接触角が９０～１５０°である。このようにすれば、補助砥粒がビトリファイドボンドに埋没しない状態でそのビトリファイドボンドにより保持されるので、補助砥粒による吸熱効果が維持されるとともに補助砥粒の脱落が好適に防止される。補助砥粒に対するビトリファイドボンドの接触角が９０°を下まわると、補助砥粒がビトリファイドボンドに埋没して補助砥粒による吸熱効果が低下し、接触角が１５０°を上まわると、補助砥粒の保持力が低下して脱落が多くなる。
　また、好適には、前記補助砥粒は、３～１３体積％の体積比率で含まれる。このようにすれば、補助砥粒として用いるダイヤモンドの高熱導電性による吸熱効果と、ヌープ硬度が高いながらも適度の破砕性を有していることによる加工抵抗の増大やドレッシング性能の低下の抑制効果が、好適に得られる。補助砥粒の体積比率が３体積％を下まわると、上記ダイヤモンドに由来する吸熱効果や加工抵抗およびドレッシング性能低下の抑制効果が得られ難くなり、補助砥粒の体積比率が１３体積％を上まわると、切れ味、研削加工精度、ドレッシング性能が低下する。
　また、好適には、前記ビトリファイドボンドは、１５～３０体積％の体積比率で含まれるので、前記ダイヤモンド砥粒の存在に由来する効果が得られる。ビトリファイドボンドの体積比率が１５体積％を下まわると、ダイヤモンド砥粒がビトリファイドボンドの表面に露出する割合が高くなり研削に対するダイヤモンド砥粒の支配率が相対的に高くなって切れ味や研削精度が低下する。反対に、ビトリファイドボンドの体積比率が３０体積％を上まわると、ダイヤモンド砥粒がビトリファイドボンドに埋没して上記ダイヤモンド砥粒の機能が低下しその存在に由来する効果が十分に得られ難くなる。
　また、好適には、円筒状の外周面を有するコアと、該コアの外周面に貼り付けられた複数個のセグメント砥石とを有し、そのセグメント砥石は、少なくとも外周側層において前記超砥粒が前記ビトリファイドボンドを用いて結合されたビトリファイド超砥粒砥石である。このことから、高価な超砥粒は専らビトリファイド超砥粒砥石のうちの研削に関与する領域に配設、他の部分は一般砥粒などの無機フィラーを用いることができるので、ビトリファイド超砥粒砥石が安価となる。
本実施例の製造方法によって製造された超砥粒砥石車を示す正面図である。 図１のビトリファイド砥石片を示した斜視図である。 図２のビトリファイド砥石片の表面層の構造を拡大して説明する図である。 ビトリファイド超砥粒砥石の製造方法の要部を説明する工程図である。 図１の超砥粒砥石車に用いるダイヤモンド砥粒のタフネス値の測定に用いる、粒度に応じて変更する粉砕時間を示す図である。 図１の超砥粒砥石車の使用状態の一例を示す図であって、ビトリファイド超砥粒砥石が装着された円筒研削盤により被削材であるカムシャフトを研削している状態を要部を切り欠いて示した側面図である。 研削性能評価試験１において、本発明品のビトリファイド砥石片を用いた研削によるワーク残留応力を、対照品のビトリファイド砥石片を用いた研削によるワーク残留応力と対比しつつ、加工本数に対する変化を示す図である。 研削性能評価試験１において、本発明品のビトリファイド砥石片を用いた研削によるホイール半径摩耗量を、対照品のビトリファイド砥石片を用いた研削によるホイール半径摩耗量と対比しつつ、加工本数に対する変化を示す図である。 研削性能評価試験１において、本発明品のビトリファイド砥石片を用いた研削における消費電力値を、対照品のビトリファイド砥石片を用いた研削における消費電力値と対比しつつ、加工本数に対する変化を示す図である。 研削性能評価試験１において、本発明品のビトリファイド砥石片のドレス率を、対照品のビトリファイド砥石片を用いた研削のドレス率と対比して示す図である。 研削性能評価試験２において、本発明品のビトリファイド砥石片のダイヤモンド砥粒の平均粒径を変化させた９種類の試料を用いたときの研削結果を示す図表である。 研削性能評価試験３において、本発明品のビトリファイド砥石片のダイヤモンド砥粒の体積比率を変化させた９種類の試料を用いたときの研削結果を示す図表である。 研削性能評価試験４において、本発明品のビトリファイド砥石片のビトリファイドボンドの体積比率を変化させた１０種類の試料を用いたときの研削結果を示す図表である。 研削性能評価試験５において、本発明品のビトリファイド砥石片のダイヤモンド砥粒のタフネス値を変化させた８種類の試料を用いたときの研削結果を示す図表である。 研削性能評価試験６において、本発明品のビトリファイド砥石片のビトリファイドボンドの接触角を変化させた８種類の試料を用いたときの研削結果を示す図表である。 図２のビトリファイド砥石片に含まれるアルミナ砥粒、ＣＢＮ砥粒、ダイヤモンド砥粒のビトリファイドボンドに対する濡れ性を評価する試験片の加熱前の状態を示す斜視図である。 図１６の試験片の加熱後の状態を示す斜視図である。 アルミナ砥粒のビトリファイドボンドに対する濡れ性を説明する模式図である。 ＣＢＮ砥粒のビトリファイドボンドに対する濡れ性を説明する模式図である。 ダイヤモンド砥粒のビトリファイドボンドに対する濡れ性を説明する模式図である。
　以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
　図１は、本発明の一実施例の製造方法によって製造された超砥粒砥石車１０を示す正面図である。超砥粒砥石車１０は、たとえば炭素鋼、アルミニウム合金などの金属製の円盤状であってその中央部に研削装置（たとえば後述の円筒研削盤１２）に取り付けるための取付穴１４を有する取付部１６が設けられたコアすなわち台金１８と、その台金１８の回転軸心Ｗを曲率中心とする円弧に沿って湾曲させられた円弧板状であってその外周面にあたる研削面２０とそれに対して反対側の内周面にあたる貼着面２２とを有し、その貼着面２２が台金１８の外周面２４に隙間なく貼着された複数個（本実施例では１２個）のビトリファイド砥石片（セグメント砥石）２６とを、備えている。その大きさは用途により適宜設定されるが、本実施例の超砥粒砥石車１０は、たとえば、外径寸法Ｄが３８０ｍｍφ、取付部１６を除く厚みが１０ｍｍ程度の寸法に構成されたものである。
　図２は、ビトリファイド砥石片２６を示す斜視図である。図３は、ビトリファイド超砥粒砥石組織により構成された上記表面層３０の断面を拡大して示す模式図一例であって、その内部におけるビトリファイドボンド３２とＣＢＮ砥粒３４およびダイヤモンド砥粒３６との結合状態を説明する模式図である。図１乃至図３において、ビトリファイド砥石片２６は、熔融アルミナ質、炭化珪素質、またはムライト質等のセラミック質の一般砥粒或いは無機フィラーがガラス質のビトリファイドボンド３２により結合されて成る内周側層すなわち下地層２８と、ＣＢＮ砥粒３４およびそれよりも小径のダイヤモンド砥粒３６がガラス質の無機結合剤により結合されて成る外周側層すなわち表面層３０とから一体的に構成されている。上記下地層２８は、専ら表面層３０を機械的に支持するための基台として機能するものである。
　表面層３０は、専ら後述の被削材１０４を研削するための砥石として機能するものであり、主砥粒として機能するＣＢＮ砥粒３４と、補助砥粒或いはフィラーとして機能するダイヤモンド砥粒３６と、気孔３８とを含んでいる。ＣＢＮ砥粒３４は、立方晶窒化硼素粒子であってたとえば４７００Ｋｇ／ｍｍ２程度のヌープ硬度と５５程度のタフネス値とを有し、たとえば６０メッシュ（平均粒子径２５０μｍ）乃至３２００メッシュ（平均粒子径５μｍ）の範囲内の大きさのものが好適に用いられる。
　ダイヤモンド砥粒３６は、ＣＢＮ砥粒３４よりも小径であって、ＣＢＮ砥粒３４に対して高いヌープ硬度たとえば６０００Ｋｇ／ｍｍ２程度のヌープ硬度と、ＣＢＮ砥粒３４に対して同等以下のたとえば３３程度のタフネス値とを有し、ある程度は砥粒として機能するが、研削熱の熱伝導体として機能するとともに研削面２０に露出して砥石摩耗を抑制する機能をも有している。この機能を効率良く発生させるために、ダイヤモンド砥粒３６は、たとえばＣＢＮ砥粒３４の平均粒径の１／２乃至１／１０の平均粒径を有し、たとえば３乃至１３体積％の体積比率となるように混入されている。すなわち、表面層３０において、たとえば、ＣＢＮ砥粒３４の体積比率は３０乃至４０体積％、ダイヤモンド砥粒３６の体積比率は３乃至１３体積％、ビトリファイドボンド３２の体積比率は２０乃至３０体積％、残部の気孔３８の体積比率は１７乃至４７体積％である。
　ビトリファイドボンド３２は、たとえばホウ珪酸ガラス或いは結晶化ガラスから好適に構成される。結晶化ガラスとしては、例えばウイレマイトを析出するものなどがある。砥粒の保持力を十分なものとするため、好適には、ＣＢＮ砥粒３４に対して±２×１０－６（１／Ｋ）（室温～５００℃）とされる。上記ビトリファイドボンド３２として好ましいガラス組成は、たとえば、ＳｉＯ２：４０～７０重量部、Ａｌ２Ｏ３：１０～２０重量部、Ｂ２Ｏ３：１０～２０重量部、ＲＯ（アルカリ土類金属）：２０～１０重量部、Ｒ２Ｏ：２～１０重量部である。
　図３において、ビトリファイドボンド３２内および表面には、ＣＢＮ砥粒３４よりも小径のダイヤモンド砥粒３６が分散されている。ダイヤモンド砥粒３６は、アルミナ砥粒（アランダムＷＡ）などの一般砥粒やＣＢＮ砥粒３４よりも、ビトリファイドボンド３２に対する濡れ性が相対的に低くビトリファイドボンド３２により被覆され難く、ビトリファイドボンド３２の表面や表面層３０の表面すなわち砥石の表面に露出する傾向にある。このため、被削材１０４と表面層３０の研削面２０との間の研削点に発生する研削熱を、熱伝導率の高いダイヤモンド砥粒３６を介して、効率良く金属製の台金１８側へ吸収させることができる。
　図４は、上記超砥粒砥石車１０の製造方法の一例の要部を説明する工程図である。図４において、先ず、原料混合工程Ｐ１では、ビトリファイド砥石片２６を構成する下地層２８用の表２に示す原料と、ビトリファイド砥石片２６を構成する表面層３０用の表１に示す原料とをそれぞれ用意する。すなわち、アルミナ砥粒として知られるＡｌ２Ｏ３系などの一般砥粒、ＺｒＯ２－Ｂ２Ｏ３系、Ｂ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系、ＬｉＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系などのガラス質のビトリファイドボンド(無機結合剤) 、成形時においてある程度の相互粘結力を発生させるためのデキストリンなどの成形用バインダー（粘結剤或いは糊量）を、下地層２８として予め設定された割合で秤量して、それぞれ混合し、下地層２８用の表２の原料を用意する。また、ＣＢＮ砥粒３４、ダイヤモンド砥粒３６、ビトリファイドボンド３２、必要に応じて適宜混入される有機物あるいは無機バルーンなどの気孔形成剤、成形時においてある程度の相互粘結力を発生させるためのデキストリンなどの成形用バインダー（粘結剤或いは糊量）を、表面層３０として予め設定された割合で秤量して、それぞれ混合し、表面層３０用の表１の原料を用意する。
［表１］
　　原材料名　　　　　　　　　　　　割合　　
　　ＣＢＮ砥粒 (#100/120) 　　　４０容量部
　　ダイヤモンド砥粒 (#700/800)　 ５容量部
　　ビトリファイドボンド　　　　２０容量部
　　糊量　　　　　　　　　　　　　６容量部
［表２］
　　原材料名　　　　　　　　　　　割合　　
　　球状ムライト　　　　　　　３５容量部
　　電溶ムライト　　　　　　　１４容量部
　　ビトリファイドボンド　　　２０容量部
　　糊量　　　　　　　　　　　　６容量部
　ここで、ダイヤモンド砥粒３６は、そのタフネス値がＣＢＮ砥粒３４を１としたときに０．４～１であるものを用いる。このタフネス値は、粒度により指定された篩網（ＩＳＯ６１０６：２００５で最も残留率の多い篩）で篩別した試料０．４ｇと２．０４０ｇの鋼球１個とを、直径１２．５ｍｍ、長さ１９ｍｍの円筒状金属筒内に入れて、２４００ｒｐｍ、振幅８ｍｍで図５に示す粒度に応じて規定された粉砕時間で粉砕した後、指定された篩網（ＩＳＯ６１０６：２００５で１粒度細かい粒度分布規定の最も残留率の多い、なお、＃４００については＃３２５と同じ篩）で篩別し、篩網上の残存重量百分率で表わしたものである。この篩分けに関する使用機器及び方法はＪＩＳ　Ｂ４１３０に準ずる。なお、＃４００より細粒の場合は、試料１０％粒子径を測定し、前述した粉砕方法で粉砕した後、予め測定した１０％粒子径より大きい粒子の体積の残存百分率で表わしたものである。また、１０％粒子径とはレーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布から積算値で１０％での粒径をいう。このようにして測定されたＣＢＮ砥粒３４のタフネス値とダイヤモンド砥粒３６のタフネス値とから、ダイヤモンド砥粒３６のＣＢＮ砥粒３４に対するタフネス値の割合（ダイヤモンド砥粒３６のタフネス値／ＣＢＮ砥粒３４のタフネス値）を算出する。
　次いで、成形工程Ｐ２では、所定の成形金型の成形キャビティー内に上記混合された表面層３０用の原料および下地層２８用の原料を順次充填し、加圧することにより、図２に示す形状の成形体を成形する。次いで、焼成工程Ｐ３では、上記成形体をたとえば１０００℃以下の温度で５時間焼成することにより、たとえば長さが４０ｍｍ、幅が１０．４ｍｍ、厚みが７．４ｍｍのビトリファイド砥石片２６を作製する。上記焼成により、原料に含まれる粘結剤等の有機物が消失させられるとともに無機結合剤が熔融させられ、その後固まった無機結合剤によって砥粒が相互に結合される。これにより、作製されたビトリファイド砥石片２６には、超砥粒が無機結合剤により結合された多数の連続気孔を有する多孔質のビトリファイド砥石組織が形成される。
　次いで、貼着工程Ｐ４では、予め作製された台金１８の円筒状の外周面２４にビトリファイド砥石片２６をたとえばエポキシ樹脂接着剤等を用いて隙間無く貼着する。次いで、仕上げ工程Ｐ５では、上記ビトリファイド砥石片２６が貼着された台金１８すなわち超砥粒砥石車１０の表面をドレッシング工具や切削工具を用いて、その超砥粒砥石車１０の外径寸法Ｄやその外径寸法Ｄの真円度、および厚み寸法などを整える。なお、ビトリファイド砥石片２６は、焼成工程Ｐ３を終えた時点において上記の削り代だけ大きい所定の寸法となるように作製する。以上の各工程を経ることによって、図１に示すような、超砥粒が無機結合剤により結合されたビトリファイド砥石片２６が台金１８の外周面２４に貼着された超砥粒砥石車１０が製造される。
　図６は、上記製造された超砥粒砥石車１０の使用状態の一例を示す図であって、上記超砥粒砥石車１０が装着された円筒研削盤１２により、鋼材製の被削材（カムシャフト）１０４の外周面であるカム面を研削している状態を示した側面図である。図６において、円筒研削盤１２は、基台であるベッド１０６と、そのベッド１０６の上に設けられ図示しない心押台の心押軸との間で楕円型カム形状の被削材１０４を挟持して紙面に垂直な軸心Ｗ２まわりに回転駆動する主軸を有する主軸台１０８と、サーボモータ１１０により一対のレール１１２に沿って軸心Ｗ２と平行な方向に移動可能且つサーボモータ１１４により一対のレール１１６に沿って軸心Ｗ２に直行する方向Ｙに移動可能なテーブル１２０と、そのテーブル１２０の上に設けられモータ１２２によりプーリー１２４、ベルト１２６、およびプーリー１２８を介して紙面に垂直な軸心Ｗ３まわりに回転駆動させられる回転主軸１３０を備える砥石台１３２と、図示しないポンプにより供給されるクーラント（兼研削液）が所定の圧力で噴射させられる一対のノズル１３４、１３６とを、備えている。超砥粒砥石車１０は、自身の回転軸心Ｗと上記軸心Ｗ３を一致させた状態で回転主軸１３０に取り付けられている。この円筒研削盤１２による研削加工は、一方のノズル１３４から回転している超砥粒砥石車１０と被削材１０４との間の研削点Ｐにクーラントが供給されるとともに他方のノズル１３６から超砥粒砥石車１０の研削面２０にクーラントが噴射されながら、砥石台１３２が被削材１０４に向かって方向Ｙに移動されることによって、回転する超砥粒砥石車１０の研削面２０により被削材１０４が研削されるようになっている。この際、超砥粒砥石車１０には、ノズル１３６により研削点Ｐから超砥粒砥石車１０の回転方向Ｒと逆方向の離れた位置でクーラントが吹き付けられることにより研削面２０が洗浄されるようになっている。
　以上のように構成された超砥粒砥石車１０のビトリファイド砥石片(ビトリファイド超砥粒砥石) ２６は、主砥粒としてのＣＢＮ砥粒３４と補助砥粒としてのダイヤモンド砥粒３６とを含み、そのダイヤモンド砥粒３６は、そのタフネス値がＣＢＮ砥粒３４を１としたときに０．４～１であって、ＣＢＮ砥粒３４の１／２乃至１／１０の平均粒径を有し、３～１３体積％の体積比率で含まれる。このことから、補助砥粒としてのダイヤモンド砥粒３６は、主砥粒としてのＣＢＮ砥粒３４の１／２乃至１／１０の平均粒径を有するので、そのダイヤモンド砥粒３６の平均粒径によりＣＢＮ砥粒３４の砥粒分散性が高められるとともに、ＣＢＮ砥粒３４の２倍程度たとえばフィラーに用いられるアルミナ砥粒の２０倍程度の熱伝導率を有するダイヤモンド砥粒３６の存在によって研削熱が効率よくビトリファイド砥石片２６に吸収される。また、ダイヤモンド砥粒３６は、そのタフネス値がＣＢＮ砥粒３４を１としたときに０．４～１の値を有していて、ヌープ硬度が高いながらも適度の破砕性を有しているので、超砥粒砥石車１０の加工抵抗の増大やドレッシング性能の低下が抑制されて、超砥粒砥石車１０の耐久寿命が高められる。
　また、本実施例のビトリファイド砥石片２６によれば、補助砥粒であるダイヤモンド砥粒３６は、ビトリファイドボンド３２との接触角が９０～１５０°であることから、ダイヤモンド砥粒３６がビトリファイドボンド３２に埋没しない状態でそのビトリファイドボンド３２により保持されるので、ダイヤモンド砥粒３６による吸熱効果が維持されるとともにダイヤモンド砥粒３６の脱落が好適に防止される。ダイヤモンド砥粒３６に対するビトリファイドボンド３２の溶融時の接触角が９０°を下まわると、ダイヤモンド砥粒３６がビトリファイドボンド３２に埋没してダイヤモンド砥粒３６による吸熱効果が低下する。反対に、ダイヤモンド砥粒３６に対するビトリファイドボンド３２の溶融時の接触角が１５０°を上回ると、ダイヤモンド砥粒３６の保持力が低下して脱落が多くなり、ダイヤモンド砥粒３６による研削熱の吸収が不十分なる。いずれにおいても、ダイヤモンド砥粒３６による研削熱の吸熱効果が低下するので、加工抵抗およびドレッシング性能低下の抑制効果が得られ難くなり、切れ味、研削加工精度、ドレッシング性能が低下する。
　また、本実施例のビトリファイド砥石片２６によれば、補助砥粒であるダイヤモンド砥粒３６は、３～１３体積％の体積比率で含まれる。このため、ダイヤモンド砥粒３６の高熱導電性による吸熱効果と、ヌープ硬度が高いながらも適度の破砕性を有していることによる加工抵抗の増大やドレッシング性能の低下の抑制効果が、好適に得られる。ダイヤモンド砥粒３６の体積比率が３体積％を下まわると、ダイヤモンドに由来する吸熱効果や加工抵抗およびドレッシング性能低下の抑制効果が得られ難くなり、ダイヤモンド砥粒３６の体積比率が１３体積％を上まわると、切れ味、研削加工精度、ドレッシング性能が低下する。
　また、本実施例のビトリファイド砥石片２６によれば、ビトリファイドボンド３２は、１５～３０体積％の体積比率で含まれることから、ダイヤモンド砥粒３６の存在に由来する効果が得られる。ビトリファイドボンド３２の体積比率が１５体積％を下まわると、ダイヤモンド砥粒３６の表面に露出する割合が高くなってダイヤモンド砥粒３６の保持が不安定となり、切れ味や研削能率が低下する。反対に、ビトリファイドボンド３２の体積比率が３０体積％を上まわると、ダイヤモンド砥粒３６がビトリファイドボンド３２に埋没して上記ダイヤモンド砥粒３６による熱吸収機能が低下しその存在に由来する効果が十分に得られ難くなる。
　また、本実施例の超砥粒砥石車１０によれば、円筒状の外周面２４を有するコアすなわち台金１８と、その台金１８の外周面に貼り付けられた複数個のビトリファイド砥石片２６とを有し、そのビトリファイド砥石片２６のうちの少なくとも表面層３０は、ＣＢＮ砥粒３４およびダイヤモンド砥粒３６がビトリファイドボンド３２を用いて結合されたものであることから、高価な超砥粒は専らビトリファイド砥石片２６のうちの研削に関与する領域に配設され、他の部分は一般砥粒などの無機フィラーを用いることができるので、超砥粒砥石車１０が安価となる。
　以下に、超砥粒砥石車１０の研削性能を評価するために本発明者が行なった評価試験１～６をそれぞれ以下に説明する。
[研削性能評価試験１] 
　この評価試験１では、以下に説明する対照品から成るビトリファイド砥石と本発明品から成るビトリファイド砥石を、基本的には以下に示す材料および比率から図４に示す工程を用いて作成し、両者を用いて以下に説明する条件で研削試験および測定を行なった。図７乃至図１０はこの評価試験１の結果をそれぞれ示している。
＜対照品＞
・主砥粒：ＣＢＮ砥粒＃１２０（ヌープ硬度４７００ｋｇ／ｍｍ２、熱伝導率１２００ｗ／ｍ・ｋ、タフネス値５５）
・補助砥粒：ダイヤモンド砥粒＃５００（ヌープ硬度６０００ｋｇ／ｍｍ２、熱伝導率２０００ｗ／ｍ・ｋ、タフネス値６２）
・主砥粒の体積比率：４０％
・補助砥粒の体積比率：９％
・ボンド比率２６％
＜本発明品＞
・主砥粒：ＣＢＮ砥粒＃１２０（ヌープ硬度４７００ｋｇ／ｍｍ２、熱伝導率１２００ｗ／ｍ・ｋ、タフネス値５５）
・補助砥粒：ダイヤモンド砥粒＃５００（ヌープ硬度６０００ｋｇ／ｍｍ２、熱伝導率２０００ｗ／ｍ・ｋ、タフネス値３３）
・主砥粒の体積比率：４０％
・補助砥粒の体積比率：９％
・ボンド比率２６％
＜研削試験条件＞
・マシニングセンタ：NTC カムプロファイル研削盤NTG-CMQII2060 
・砥石寸法：３５０ｍｍφ×３５ｍｍＴ×２０ｍｍＨ
・加工ワーク：ＦＣＤ７００（カムシャフト）
・切込み：１μｍ／１パス
・送り速度：１５０～１０ｍｍ／ｍｉｎ(４ステップ研削) 
・研削液：（株）ノリタケカンパニーリミテド製ＮＫ－Ｚ（３０倍希釈）
・ドレス：１２０ｍｍφシャープナー、５μｍ切込、リード０．２８ｍｍ／ｒｅｖ　
＜測定項目＞
・残留応力の測定　
　測定装置：Ｘ線応力測定器（株式会社リガク製）
　測定箇所：カムリフト部
　株式会社リガク製のＸ線応力測定装置ＡｕｔｏＭＡＴＥを用いて、被削材のカム面のうちカムリフト部の残留応力（ＭＰａ）を、加工本数の増加に伴って所定の間隔で測定した。
・ホイール半径摩耗量の測定
　測定装置：面粗さ計（テーラーホブソン製）
　測定箇所：カーボン型取り、断面段差測定
　テーラーホブソン社製の表面形状粗さ測定器ＰＧＩ１２５０Ａを用いて、研削試験に用いた砥石の研削面においてカムシャフトに摺接することで形成される凹みの深さに相当する回転軸心方向の段差（μｍ）を、加工本数の増加に伴って所定の間隔で測定した。
・消費電力量の測定
　測定装置：電力計（日置電機製）
　測定箇所：砥石軸モータ
　日置電機製の電力計を用いて、研削中の研削盤の砥石軸駆動モータの消費電力（ｋＷ）を、加工本数の増加に伴って所定の間隔で測定した。
・ドレス率の測定
　測定装置：輪郭形状測定器（株式会社ミツトヨ製）
　測定箇所：ロータリドレッサのドレス面
　株式会社ミツトヨ製の輪郭形状測定器ＣＶ－２０００を用いて、ビトリファイド砥石外周面のドレス前後のロータリドレッサの外径を測定してドレスによる摩耗量を測定するとともに、それに対する前記ホイール半径摩耗量（段差μｍ）の割合すなわちドレス率（％）を研削毎に算出した。
　図７は、前記研削条件で研削を行なった被削材のワーク残留応力（ＭＰａ）を測定し、それら測定値を研削加工本数毎に表示している。図７から、本発明品のビトリファイド砥石の値（黒丸印）と対照品のビトリファイド砥石の値（四角印）との差はみられない。両者共に、表面の圧縮応力が高められ、耐摩耗性が向上している。
　図８は、加工本数毎のホイール半径方向の摩耗量（μｍ）の測定値を示している。本発明品のビトリファイド砥石の値（黒丸印）と対照品のビトリファイド砥石の値（四角印）との差はみられない。両者共に、ホイール半径方向の摩耗量が少なく耐摩耗性が向上している。
　図９は、加工本数毎の研削中の消費電力値（ｋＷ）の測定値を示している。本発明品のビトリファイド砥石の値（黒丸印）は、対照品のビトリファイド砥石の値（四角印）よりも１０％程度低くなっている。本発明品のビトリファイド砥石は、対照品のビトリファイド砥石よりも研削中の回転抵抗が低く、ビトリファイド砥石の切れ味が大幅に向上している。
　図１０は、一定(５μｍ) の切り込みでドレッシングを行なったときの、本発明品のビトリファイド砥石のドレス時のドレス率を、対照品のビトリファイド砥石のドレス時のドレス率と対比して示している。本発明品のビトリファイド砥石のドレス率は８０％（ドレッサの摩耗が２０％であるのにビトリファイド砥石の切り込みが８０％が得られた) であるのに対して、対照品のビトリファイド砥石のドレス時のドレス率５０％であった。本発明品のビトリファイド砥石によれば、ドレッシング時のドレッサ摩耗が少なくドレッシング性が大幅に向上している。
[研削性能評価試験２] 
　研削性能評価試験２では、前記研削性能評価試験１で用いた本発明品のビトリファイド砥石と同じ組成および体積％という条件下で、ＣＢＮ砥粒の平均粒径に対するダイヤモンド砥粒の平均粒径を相違させて９種類の試料１～９を作成し、それら試料１～９を用いて前記と同様の研削試験を行った。図１１はその結果を示している。図１１に示すように、ＣＢＮ砥粒の平均粒径に対してダイヤモンド砥粒の平均粒径が０．５倍、０．３８倍、０．２５倍、０．２倍、０．１倍である試料４、試料５、試料６、試料７、試料８による研削結果は砥石製品として満足すべき性能であった。しかし、ＣＢＮ砥粒の平均粒径に対してダイヤモンド砥粒の平均粒径が１．５倍、１倍、０．７５倍である試料１、試料２、試料３による研削では、研削に寄与するダイヤモンド砥粒の支配率が高くなり過ぎて、切れ味低下傾向となり、形状精度が十分に得られなかった。反対に、ＣＢＮ砥粒の平均粒径に対してダイヤモンド砥粒の平均粒径が０．０５倍である試料９による研削では、ダイヤモンド砥粒が小さ過ぎて熱伝導や摩耗抑制に対して十分に寄与できないので、研削熱の熱伝導や摩耗抑制が十分に得られず、残留応力や摩耗について不十分となっていた。従って、ダイヤモンド砥粒の平均粒径については、ＣＢＮ砥粒の平均粒径に対してダイヤモンド砥粒の平均粒径が０．５倍乃至０．１倍の範囲で、好適な結果が得られた。
[研削性能評価試験３] 
　研削性能評価試験３では、組成は前記研削性能評価試験１で用いた本発明品のビトリファイド砥石と同じであるが、ダイヤモンド砥粒の体積％のみを相違させて試料１０乃至１８を作成し、前記と同様の研削試験を行った。図１２はその結果を示している。図１２に示すように、ダイヤモンド砥粒の体積％が３体積％、５体積％、７体積％、９体積％、１２体積％、１３体積％である試料１２、試料１３、試料１４、試料１５、試料１６、試料１７による研削結果は砥石製品として満足すべき性能であった。しかし、ダイヤモンド砥粒の体積％が１．５体積％、２．７５体積％である試料１０、試料１１による研削では、ダイヤモンド砥粒が少な過ぎてビトリファイドボンドから十分に表れないので、ダイヤモンド砥粒の熱伝導や摩耗抑制が十分に得られなかった。反対に、ダイヤモンド砥粒の体積％が１４体積％である試料１８による研削では、ダイヤモンド砥粒の数が多くなり過ぎて、切れ味低下傾向となり、形状精度が十分に得られなかった。従って、ダイヤモンド砥粒の割合については、３体積％乃至１３体積％の範囲で、好適な結果が得られた。
[研削性能評価試験４] 
　研削性能評価試験４では、組成は前記研削性能評価試験１で用いた本発明品のビトリファイド砥石と同じであるが、ビトリファイドボンドの体積％のみを相違させて試料１９乃至２８を作成し、前記と同様の研削試験を行った。図１３はその結果を示している。図１３に示すように、ビトリファイドボンドの体積％が１５体積％、１８体積％、２１体積％、２４体積％、２７体積％、３０体積％である試料２１、試料２２、試料２３、試料２４、試料２５、試料２６による研削結果は砥石製品として満足すべき性能であった。しかし、ビトリファイドボンドの体積％が１４体積％、１６体積％である試料１９、試料２０による研削では、ビトリファイドボンドの割合が少な過ぎてビトリファイドボンドからのダイヤモンド砥粒の突出し量が７０％以上、６０％以上となってダイヤモンド砥粒の保持が不安定となり、脱落するので、ダイヤモンド砥粒の熱伝導や摩耗抑制が十分に得られなかった。反対に、ビトリファイドボンドの体積％が３１体積％、３３体積％、である試料２７、試料２８による研削では、ビトリファイドボンドからのダイヤモンド砥粒の突出し量が２０％、１０％以下となり、ダイヤモンド砥粒の熱伝導効果が低下傾向となり、残留応力が十分に低くならなかった。従って、ビトリファイドボンドの割合については、１５体積％乃至３０体積％の範囲で、好適な結果が得られた。
［研削性能評価試験５］ 
　研削性能評価試験５では、組成は前記研削性能評価試験１で用いた本発明品のビトリファイド砥石と同じであるが、ダイヤモンド砥粒のタフネス値のみを相違させて試料２９乃至３６を作成し、前記と同様の研削試験を行った。図１４はその結果を示している。図１４に示すように、ＣＢＮ砥粒のタフネス値を１としたときのダイヤモンド砥粒のタフネス値が、０．４、０．６、０．８、０．９、１．０である試料３１、試料３２、試料３３、試料３４、試料３５による研削結果は砥石製品として満足すべき性能であった。しかし、ＣＢＮ砥粒のタフネス値を１としたときのダイヤモンド砥粒のタフネス値が０．２、０．３である試料２９、試料３０による研削では、ダイヤモンド砥粒の破砕性が過度によいので砥石摩耗が多く、砥石寿命が得られなかった。反対に、ＣＢＮ砥粒のタフネス値を１としたときのダイヤモンド砥粒のタフネス値が１．１である試料３６による研削では、ダイヤモンド砥粒の破砕が不十分となるため、ドレス率が低下した。従って、ダイヤモンド砥粒のタフネス値については、ＣＢＮ砥粒のタフネス値を１としたときの値が０．４～１．０の範囲で、好適な結果が得られた。
［研削性能評価試験６］
　研削性能評価試験６では、組成は前記研削性能評価試験１で用いた本発明品のビトリファイド砥石と同じであるが、ビトリファイドボンドの組成或いは焼成温度によりダイヤモンド砥粒に対するビトリファイドボンドの接触角のみを相違させて試料３７乃至４４を作成し、前記と同様の研削試験を行った。図１５はその結果を示している。
　ここで、ビトリファイドボンドの接触角は、溶融するビトリファイドボンドを液体としたとき、その液体の液面とそれに接触する固体の壁面との成す角度である。ビトリファイドボンドの接触角は、ダイヤモンド砥粒のみならず、ＣＢＮ砥粒やフィラーとして用いる一般砥粒に対しても同様に形成される。ビトリファイドボンドとダイヤモンドの固着面（試料）の断面から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定できる。図１６および図１７は、ビトリファイドボンドの濡れ性を確認した実験を説明するためのものである。この実験では、先ず、ビトリファイドボンド３２の粉体をプレス成形によってペレット状に成形したボタン５０の上に、ＣＢＮ砥粒３４、ダイヤモンド砥粒３６、アルミナ砥粒４０を載置する。次いで、そのボタン５０を耐火物プレート５２上に載置した状態で焼成炉内でたとえば７５０℃にて加熱し、図１７に示すようにボタン５０を溶融する。そして、溶融されたボタン５０上のＣＢＮ砥粒３４、ダイヤモンド砥粒３６、アルミナ砥粒４０を、走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ）を用いて砥粒とビトリファイドボンド３２との境界を観察する。アルミナ砥粒４０とビトリファイドボンド３２との境界は、液体が界面を競り上がって（這い上がって）いるようにぼやけて観察される。これにより、アルミナ砥粒４０のビトリファイドボンド３２対する接触角が小さく、相互の親和性が高いとことが推認される。ＣＢＮ砥粒３４とビトリファイドボンド３２との境界は、液体が界面を競り上がって（這い上がって）いるようにぼやけて観察されるが、アルミナ砥粒４０の場合よりも程度が低い。これにより、ＣＢＮ砥粒３４のビトリファイドボンド３２対する接触角は小さく相互の親和性が高いが、アルミナ砥粒４０ほど大きくはないということが推認される。ダイヤモンド砥粒３６とビトリファイドボンド３２との境界は、液体が界面を競り上がって（這い上がって）いるような部分がなく、液体がはじいているように観察される。これにより、ダイヤモンド砥粒３６のビトリファイドボンド３２対する接触角は相対的に大きく、相互の親和性は相対的に低いことが推認される。
　図１８、図１９、図２０は、ビトリファイドボンド３２の粉体中の同じ場所に位置する砥粒のビトリファイドボンド３２の溶融後の状態を、上記の結果に基づいて、ＣＢＮ砥粒３４、ダイヤモンド砥粒３６、およびアルミナ砥粒４０のビトリファイドボンド３２に対する濡れ性を説明する模式図である。接触角が小さく最も濡れ性のよいアルミナ砥粒４０は、図１８に示すように、ビトリファイドボンド３２の溶融後ではビトリファイドボンド３２により覆われている。アルミナ砥粒４０ほどではないが比較的濡れ性のよいＣＢＮ砥粒３４は、図１９に示すように、ビトリファイドボンド３２の溶融後ではビトリファイドボンド３２から一部露出し、突き出した状態で覆われている。ＣＢＮ砥粒３４よりも接触角が大きく濡れ性の低いダイヤモンド砥粒３６は、図２０に示すように、ＣＢＮ砥粒３４よりも多く一部が露出し、突き出した状態で、ビトリファイドボンド３２により覆われている。
　図１５に示すように、ビトリファイドボンドのダイヤモンド砥粒に対する接触角が９０°、１１０°、１３０°、１４０°、１５０°である試料３９、試料４０、試料４１、試料４２、試料４３による研削結果は砥石製品として満足すべき性能であった。しかし、ビトリファイドボンドのダイヤモンド砥粒に対する接触角が７０°、８０°である試料３７、試料３８による研削では、濡れ性が高くダイヤモンド砥粒がビトリファイドボンドに埋没してダイヤモンド砥粒が研削熱の吸熱粒子として機能せず吸熱効果が低下する。反対に、ビトリファイドボンドのダイヤモンド砥粒に対する接触角が１６０°である試料４４による研削では、ダイヤモンド砥粒に対するビトリファイドボンドの濡れ性が悪くてダイヤモンド砥粒の保持力が低下して脱落が多いため、ダイヤモンド砥粒３６による研削熱の吸収が不十分となる。いずれにおいても、加工抵抗およびドレッシング性能低下の抑制効果が得られ難くなる。
　以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
　たとえば、前述の実施例では、本発明のビトリファイド超砥粒砥石が、ビトリファイド砥石片２６の表面層３０に適用されていたが、下地層２８を備えないビトリファイド砥石片２６の全体に対して適用されてもよく、また、円板形砥石、カップ状砥石、ホーニング砥石、ブロック状砥石の全体または表層に対して適用されてもよい。
　また、前述の実施例のビトリファイド砥石片２６の表面層３０では、補助砥粒としてダイヤモンド砥粒３６のみが用いられていたが、その他の砥粒或いはフィラーが添加されていてもよい。
　なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１０：超砥粒砥石車
１８：台金（コア）
２４：外周面
２６：ビトリファイド砥石片（セグメント砥石、ビトリファイド超砥粒砥石）
３０：表面層
３２：ビトリファイドボンド
３４：ＣＢＮ砥粒（超砥粒）
３６：ダイヤモンド砥粒（超砥粒） 
３８：気孔

Claims (5)

  1. 　主砥粒としてＣＢＮ砥粒を、補助砥粒としてダイヤモンド砥粒を含む超砥粒をビトリファイドボンドを用いて結合したビトリファイド超砥粒砥石であって、
    　前記補助砥粒は、該主砥粒の１／２乃至１／１０の平均粒径を有し、
    　該補助砥粒は、前記主砥粒を１としたときのタフネス値が０．４～１であることを特徴とするビトリファイド超砥粒砥石。
  2. 　前記補助砥粒は、前記ビトリファイドボンドとの接触角が９０～１５０°であることを特徴とする請求項１のビトリファイド超砥粒砥石。
  3. 　前記補助砥粒は、３～１３体積％の体積比率で含まれることを特徴とする請求項１または２のビトリファイド超砥粒砥石。
  4. 　前記ビトリファイドボンドは、１５～３０体積％の体積比率で含まれることを特徴とする請求項１または２のビトリファイド超砥粒砥石。
  5. 　円筒状の外周面を有するコアと、該コアの外周面に貼り付けられた複数個のセグメント砥石とを有し、
    　該セグメント砥石は、少なくとも外周側層において、前記超砥粒が前記ビトリファイドボンドを用いて結合されたものである請求項１または２のビトリファイド超砥粒砥石。
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