WO2017163487A9 - 超砥粒ホイール - Google Patents
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Abstract
超砥粒ホイールは、台金と、台金の表面に設けられた超砥粒層とを備え、超砥粒層は、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とを含み、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とは台金に結合材で単層に固定されている。
Description
本発明は、超砥粒ホイールに関する。本出願は、２０１６年３月２４日に出願した日本特許出願である特願２０１６－０６０３７９号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。より特定的には、ダイヤモンド砥粒と、ＣＢＮ（cubic boron nitride）砥粒とを有する超砥粒ホイールに関するものである。
従来、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とを有する工具は、たとえば、特開平６－２６２５２７号公報（特許文献１）、特開２００８－２００７８０号公報（特許文献２）、特開２０１３－１４６８１７号公報（特許文献３）、特開２０１５－９３２５号公報（特許文献４）、特開２００２－１７８２６５号公報（特許文献５）、特開平６－１５５３０５号公報（特許文献６）、特開平７－７５９７１号公報（特許文献７）、特開平１１－２７７４４０号公報（特許文献８）に開示されている。
この発明に従った超砥粒ホイールは、台金と、台金の表面に設けられた超砥粒層とを備える。超砥粒層は、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とを含み、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とは台金に結合材で単層に固定されている。
このように構成された超砥粒ホイールでは、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とは台金に結合材で単層に固定されているため、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とが相互に補完することで工具寿命が長くなる。
[本開示が解決しようとする課題]
従来の技術では、工作物の種類、加工条件および工具仕様によっては、工具寿命が短くなる問題があった。
従来の技術では、工作物の種類、加工条件および工具仕様によっては、工具寿命が短くなる問題があった。
そこで、この発明は上記の問題点を解決するためになされたものである。この発明の目的は、工具寿命が長い超砥粒ホイールを提供することを目的とする。
[本開示の効果]
この発明に従えば、寿命が長い超砥粒ホイールを提供することができる。
[本開示の効果]
この発明に従えば、寿命が長い超砥粒ホイールを提供することができる。
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
１．超砥粒ホイール１の構成
図１は、実施の形態に従った超砥粒ホイールの一部分の断面図である。図１で示すように、超砥粒ホイール１は、台金１０と、台金の表面に設けられた超砥粒層１５とを備える。超砥粒層１５は、超砥粒（ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０）を含み、ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０とは台金１０に結合材４０で単層に固定されている。
図１は、実施の形態に従った超砥粒ホイールの一部分の断面図である。図１で示すように、超砥粒ホイール１は、台金１０と、台金の表面に設けられた超砥粒層１５とを備える。超砥粒層１５は、超砥粒（ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０）を含み、ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０とは台金１０に結合材４０で単層に固定されている。
超砥粒ホイール１は、工具鋼、高速度鋼、各種合金鋼、焼き入れ鋼などの金属材料、Ｎｉ，Ｃｏベースの超合金および耐熱合金、超硬合金、サーメット、半導体材料、セラミックス、カーボン、ゴム、樹脂、ＧＦＲＰ（Glass fiber reinforced plastics）などの各種材料の研削加工に用いられる。
台金１０は、超砥粒層１５を支持するための部材である。台金１０は、セラミックス、超硬合金、アルミニウムまたは鋼などの金属で構成される。台金１０は単一の材質で構成されていてもよく、複数の材質で構成されていてもよい。
ダイヤモンド砥粒２０の切れ刃には、主に磨滅型の摩耗が認められる。一方、ＣＢＮ砥粒３０の切れ刃の摩耗は破砕型(研削条件によっては大破砕)の摩耗が主体である。ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０とを結合材４０で単層に固定することによって、ＣＢＮ砥粒３０のみが結合材４０で単層に固定されている場合と比較して、効果的にダイヤモンド砥粒２０が作用して、ＣＢＮ砥粒３０の過剰な破砕および大破砕を防止できる。ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０が単層ではない状態で固定されていると、ＣＢＮ砥粒３０の過剰な微細破砕、および大破砕が発生しやすい。
もっとも好ましくは、ダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０が結合材４０で単層に固定され、かつ、ＣＢＮ砥粒３０を主として含む超砥粒ホイール１の組織中にダイヤモンド砥粒２０を散在する状態である。これにより、ＣＢＮ砥粒３０の過剰な微小破砕、および大破砕の発生を抑制することができる。その結果、ホイールの摩耗を少なくすることができると考えられる。もっとも好ましくは、ＣＢＮ砥粒に添加されたダイヤモンド砥粒が均一に分散していることである。
この実施の形態の超砥粒ホイール１は、ダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０が結合材４０によって単層に固定された超砥粒ホイールである。所要の形状に加工された鋼、超硬合金、アルミニウム合金などの台金１０の表面に、電気めっき法、化学めっき法によってダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０が固着されている。
電気めっき法とは、電解液中で台金を陰極、ニッケル板を陽極として電解液中で両極間に適切な電流を流し、台金表面にニッケル層を析出させることによって、超砥粒を固着する製造方法である。化学めっき法とは、めっき液に含まれる還元剤によってニッケルイオンを還元析出させることによって、超砥粒を固着する製造方法である。無電解メッキ法とも呼ばれている。
図２は、図１で示す超砥粒層を有する超砥粒ホイール（平形ホイール）の全体構成を示す断面図である。図２で示すように、超砥粒ホイール１の台金１０は、ボス部１２を有する。ボス部１２に貫通孔１１が設けられている。なお、図２では超砥粒ホイール１として平形ホイールを示しているが、超砥粒ホイール１は総形ホイールおよびカップ形ホイールであってもよい。
[規則91に基づく訂正 08.12.2017]
２．超砥粒層１５におけるダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の平均粒径比
ダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０の平均粒径の比率（（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径））は、５０～１１０％であることが好ましい。
２．超砥粒層１５におけるダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の平均粒径比
ダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０の平均粒径の比率（（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径））は、５０～１１０％であることが好ましい。
この比率が５０％未満であればダイヤモンド砥粒２０が小さくなりすぎてダイヤモンド砥粒２０の上記の機能を発揮できないおそれがある。この比率が１１０％を超えるとＣＢＮ砥粒３０よりもダイヤモンド砥粒２０の平均粒径が大きくなるため、ダイヤモンド砥粒２０が主として工作物と接触する。その結果、工作物の表面が粗くなってしまうおそれがある。
なお、「おそれがある」とは、僅かながらそのようになる可能性があることを示し、高い確率でそのようになることを意味するものではない。
（超砥粒の平均粒径を制御する方法）
砥粒メーカ（たとえば、トーメイダイヤ株式会社等）から入手したダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を所定の質量だけ取り出して、レーザー回折式粒度分布測定装置（たとえば、株式会社島津製作所製、ＳＡＬＤシリーズ）で測定して、超砥粒（原料）の平均粒径を測定することができる。種々の平均粒径の超砥粒（原料）を用いて超砥粒ホイール１を作製することにより、超砥粒ホイール１のダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０の平均粒径を制御することができる。
砥粒メーカ（たとえば、トーメイダイヤ株式会社等）から入手したダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を所定の質量だけ取り出して、レーザー回折式粒度分布測定装置（たとえば、株式会社島津製作所製、ＳＡＬＤシリーズ）で測定して、超砥粒（原料）の平均粒径を測定することができる。種々の平均粒径の超砥粒（原料）を用いて超砥粒ホイール１を作製することにより、超砥粒ホイール１のダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０の平均粒径を制御することができる。
（超砥粒ホイールの超砥粒の平均粒径を測定する方法）
完成した超砥粒ホイール１の平均粒径を測定するには、超砥粒層１５の結合材４０を酸等によって溶かしてダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を取り出す。超砥粒ホイール１が大きい場合には、超砥粒層１５を所定の体積(たとえば、０．５cm3)だけ切り取って、その部分からダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を取り出し、それぞれをルーペで観察することによりダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０とを分類する。レーザー回折式粒度分布測定装置（たとえば、株式会社島津製作所製、ＳＡＬＤシリーズ）で砥粒を測定して、平均粒径を測定する。
完成した超砥粒ホイール１の平均粒径を測定するには、超砥粒層１５の結合材４０を酸等によって溶かしてダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を取り出す。超砥粒ホイール１が大きい場合には、超砥粒層１５を所定の体積(たとえば、０．５cm3)だけ切り取って、その部分からダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を取り出し、それぞれをルーペで観察することによりダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０とを分類する。レーザー回折式粒度分布測定装置（たとえば、株式会社島津製作所製、ＳＡＬＤシリーズ）で砥粒を測定して、平均粒径を測定する。
３．超砥粒層１５におけるダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の質量比
超砥粒層１５におけるダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の質量比は、１：９９から５０：５０であることが好ましい。質量比が１：９９（１/９９）以下であれば、ダイヤモンド砥粒２０が少なくなり、ダイヤモンド砥粒２０による上記の機能を発揮できないおそれがある。質量比が５０：５０（５０／５０）を超えると、ダイヤモンド砥粒２０が多くなりすぎて、工作材が鋼である場合に鉄がダイヤモンド砥粒２０に反応してホイールの摩耗を大きくするおそれがある。より好ましくは、質量比は３：９７から４０：６０である。
超砥粒層１５におけるダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の質量比は、１：９９から５０：５０であることが好ましい。質量比が１：９９（１/９９）以下であれば、ダイヤモンド砥粒２０が少なくなり、ダイヤモンド砥粒２０による上記の機能を発揮できないおそれがある。質量比が５０：５０（５０／５０）を超えると、ダイヤモンド砥粒２０が多くなりすぎて、工作材が鋼である場合に鉄がダイヤモンド砥粒２０に反応してホイールの摩耗を大きくするおそれがある。より好ましくは、質量比は３：９７から４０：６０である。
（超砥粒の質量比を制御する方法）
砥粒メーカ（たとえば、トーメイダイヤ株式会社等）から入手したダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を所定の質量比となるように取り出す。この質量比は完成した超砥粒ホイール１でのダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０の質量比となるため、原料を準備する段階において質量比を調整することができる。
砥粒メーカ（たとえば、トーメイダイヤ株式会社等）から入手したダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を所定の質量比となるように取り出す。この質量比は完成した超砥粒ホイール１でのダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０の質量比となるため、原料を準備する段階において質量比を調整することができる。
（超砥粒ホイールの超砥粒の質量比を測定する方法）
完成した超砥粒ホイール１の質量比を測定するには、超砥粒層１５の結合材４０を酸等によって溶かしてダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を取り出す。超砥粒ホイール１が大きい場合には、超砥粒層１５を所定の体積(たとえば、０．５cm3)だけ切り取って、その部分からダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を取り出し、それぞれをルーペで観察することによりダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０とを分類して質量比を測定できる。
完成した超砥粒ホイール１の質量比を測定するには、超砥粒層１５の結合材４０を酸等によって溶かしてダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を取り出す。超砥粒ホイール１が大きい場合には、超砥粒層１５を所定の体積(たとえば、０．５cm3)だけ切り取って、その部分からダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０を取り出し、それぞれをルーペで観察することによりダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０とを分類して質量比を測定できる。
（ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０との超砥粒層１５における占有面積率）
超砥粒層１５において、ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の占有面積率は、１０％以上７０％以下であることが好ましい。占有面積率が１０％未満であれば超砥粒が少なく寿命が低下するおそれがある。占有面積率が７０％を超えると超砥粒が多すぎて切れ味が低下するおそれがある。
超砥粒層１５において、ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の占有面積率は、１０％以上７０％以下であることが好ましい。占有面積率が１０％未満であれば超砥粒が少なく寿命が低下するおそれがある。占有面積率が７０％を超えると超砥粒が多すぎて切れ味が低下するおそれがある。
ここで、占有面積率とは、超砥粒層１５を真上から観察したときに超砥粒層１５の単位面積当たり、たとえば１ｍｍ２当たりに超砥粒が占有する面積の割合と定義する。
ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の占有面積率を測定するには、まず、超砥粒層１５の表面のＳＥＭ(scanning electron microscope)観察から画像の電子データを得る。画像解析ソフトにて超砥粒（ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０）と結合材４０を分類する。超砥粒の面積を視野の面積で除して占有面積率を計算する。たとえば、１０００μｍ×１０００μｍの視野で、任意の３ヶ所で占有面積率を測定し、３ヶ所の占有面積率を平均する。
４．結合材
結合材４０は金属めっき、またはロウ材である。金属めっきとしてはニッケルめっきが好適であり、ロウ材としては銀ロウが好適である。
結合材４０は金属めっき、またはロウ材である。金属めっきとしてはニッケルめっきが好適であり、ロウ材としては銀ロウが好適である。
このように構成された超砥粒ホイール１では、ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０とは台金１０に結合材４０で単層に固定されているため、ダイヤモンド砥粒２０が工作物に作用することで、ＣＢＮ砥粒３０の過剰な微小破砕、および大破砕を抑制することができる。その結果、ダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０とが相互に補完することで工具寿命が長くなる。対象となる工作物は、鉄系金属および鉄系金属を主成分とする合金であることが好ましく、特に効果が大きいのはニッケルまたはコバルトを主成分とする超合金および耐熱合金である。
［本発明の実施形態の詳細な説明］
（実施例１）
（実施例１）
試料番号１～１０の作製：鋼製の台金を準備した。台金の外周部にロウ材（Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系）によって、ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合超砥粒を固着した。混合超砥粒の超砥粒層の占有面積率は１０％とした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は２００μｍ、ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２００μｍで、（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径）の比率は、１００％とした。
試料番号１～１０の実験条件：ホイールの形状は、ＪＩＳ Ｂ４１４０（２００６）で規定されている平形ホイール（図２）で外径（Ｄ）がΦ２００ｍｍ、厚さ（Ｔ）が１０ｍｍ、幅（Ｗ）が３ｍｍであった。横軸平面研削盤を用いて、水溶性研削液を供給しながら研削加工実験を行った。工作物は高速度鋼であった。ホイールの周速度は４０ｍ／秒、工作物の速度は１０ｍ／分とした。
実験結果：寿命は工作物に研削焼けが発生するまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
表１から、試料番号１０のＣＢＮホイールと比較して、ダイヤモンドが含まれていれば、寿命が長くなることが分かった。ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒との質量比は１：９９～５０：５０がより好ましく、３：９７～４０：６０が最も好ましいことが分かった。
（実施例２）
試料番号１１～２０の作製：鋼製の台金を準備した。台金の外周部にロウ材（Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系）によって、ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合超砥粒を固着した。混合超砥粒の超砥粒層の占有面積率は３０％とした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は１９６μｍ、ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２００μｍで、（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径）の比率は９８％とした。
試料番号１１～２０の実験条件：実施例１の試料番号１～１０と同様である。
実験結果：寿命は工作物に研削焼けが発生するまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号１４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号１４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号１４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号１４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
実験結果：寿命は工作物に研削焼けが発生するまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号１４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号１４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号１４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号１４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
表２から、試料番号２０のＣＢＮホイールと比較して、ダイヤモンドが含まれていれば、寿命が長くなることが分かった。ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒との質量比は１：９９～５０：５０が好ましく、３：９７～４０：６０が最も好ましいことが分かった。
（実施例３）
試料番号２１～３０の作製：鋼製の台金を準備した。台金の外周部にニッケルめっきによって、上記のＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合超砥粒を固着した。混合超砥粒の超砥粒層の占有面積率は５０％とした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は１９６μｍ、ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２００μｍで、（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径）の比率は９８％とした。
試料番号２１～３０の実験条件：上記の試料番号１～２０と同様である。
実験結果：寿命は工作物に研削焼けが発生するまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号２４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号２４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号２４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号２４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
実験結果：寿命は工作物に研削焼けが発生するまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号２４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号２４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号２４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号２４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
表３から、試料番号３０のＣＢＮホイールと比較して、ダイヤモンドが含まれていれば、寿命が長くなることが分かった。ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒との質量比は１：９９～５０：５０がより好ましく、３：９７～４０：６０が最も好ましいことが分かった。
（実施例４）
[規則91に基づく訂正 08.12.2017]
試料番号３１～４０の作製：鋼製の台金を準備して、台金の外周部にニッケルめっきによって、上記のＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合超砥粒を固着した。混合超砥粒の超砥粒層の占有面積率は７０％とした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は１８０μｍ、ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２００μｍで、（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径）の比率は９０％とした。
試料番号３１～４０の実験条件は、上記の試料番号１～３０と同様である。
実験結果：寿命は工作物に研削焼けが発生するまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号３４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号３４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号３４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号３４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
実験結果：寿命は工作物に研削焼けが発生するまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号３４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号３４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号３４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号３４の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
表４から、試料番号４０のＣＢＮホイールと比較して、ダイヤモンドが含まれていれば、寿命が長くなることが分かった。ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒との質量比は１：９９～５０：５０がより好ましく、３：９７～４０：６０が最も好ましいことが分かった。
（実施例５）
試料番号４１～５０の作製：鋼製の台金を準備して、台金の外周部にニッケルめっきによって、上記のＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合超砥粒を固着した。混合超砥粒の超砥粒層の占有面積率は７０％とした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は９０μｍ～２００μｍ、ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２００μｍで、（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径）の比率は４５～１１０％とした。
試料番号４１～５０の実験条件：ホイールの形状は、ＪＩＳ Ｂ４１４０（２００６）で規定されている平形ホイールで外径（Ｄ）がΦ３００ｍｍ、厚さ（Ｔ）が２０ｍｍ、幅（Ｗ）が３ｍｍである。横軸平面研削盤を用いて、水溶性研削液を供給しながら研削加工実験を行った。工作物はインコネル（登録商標「ＩＮＣＯＮＥＬ」）である。ホイールの周速度は５０ｍ／秒、工作物の速度は８ｍ／分である。
実験結果：寿命は、超砥粒層が摩耗して研削抵抗が著しく上昇し、研削加工の継続が困難になるまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号４３の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号４３の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号４３の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号４３の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
表５から、試料番号５０のＣＢＮホイールと比較して、ダイヤモンドが含まれていれば、寿命が長くなることが分かった。ダイヤモンド砥粒の平均粒径とＣＢＮ砥粒の平均粒径との比は４８％以上１１０％以下がより好ましく、５０％以上１１０％以下が最も好ましいことが分かった。
（実施例６）
試料番号６１～７０の作製：鋼製の台金を準備して、台金の外周部にニッケルめっきによって、上記のＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合超砥粒を固着した。混合超砥粒の超砥粒層の占有面積率は７０％とした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は１８０μｍ、ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２００μｍで、（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径）の比率は９０％とした。
試料番号６１～７０の実験条件：ホイールの形状は、ＪＩＳ Ｂ４１４０（２００６）で規定されている平形ホイール（図２）で外径（Ｄ）がΦ２００ｍｍ、厚さ（Ｔ）が１０ｍｍ、幅（Ｗ）が３ｍｍであった。横軸平面研削盤を用いて、水溶性研削液を供給しながら研削加工実験を行った。工作物は高速度鋼であった。ホイールの周速度は４０ｍ／秒、工作物の速度は１３ｍ／分とした。すなわち、実施例１よりも工作物の速度が３０％大きく、過酷な研削条件である。
実験結果：寿命は工作物に研削焼けが発生するまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号６３の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号６３の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号６３の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号６３の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
表６から、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒との質量比は３：９７～３０：７０が最も好ましいことが分かった。
（実施例７）
試料番号８１～８９の作製：鋼製の台金を準備して、台金の外周部にニッケルめっきによって、上記のＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合超砥粒を固着した。混合超砥粒の超砥粒層の占有面積率は７０％とした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は９０μｍ～２００μｍ、ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２００μｍで、（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径）の比率は４５～１１０％とした。
試料番号８１～９０の実験条件：ホイールの形状は、ＪＩＳ Ｂ４１４０（２００６）で規定されている平形ホイールで外径（Ｄ）がΦ３００ｍｍ、厚さ（Ｔ）が２０ｍｍ、幅（Ｗ）が３ｍｍである。横軸平面研削盤を用いて、水溶性研削液を供給しながら研削加工実験を行った。工作物はインコネル（登録商標「ＩＮＣＯＮＥＬ」）である。ホイールの周速度は５０ｍ／秒、工作物の速度は１０．５ｍ／分である。すなわち、実施例５よりも工作物の速度が３０％大きく、過酷な研削条件である。
実験結果：寿命は、超砥粒層が摩耗して研削抵抗が著しく上昇し、研削加工の継続が困難になるまでの時間で判定した。「工具寿命」の欄において、各工具の寿命の評価を示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号８６の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号８６の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号８６の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．６未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号８６の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．４未満」であることを示す。
表７から、ダイヤモンド砥粒の平均粒径とＣＢＮ砥粒の平均粒径との比は８０％以上１１０％以下が最も好ましいことが分かった。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 超砥粒ホイール、１０ 台金、１５ 超砥粒層、２０ ダイヤモンド砥粒、３０ ＣＢＮ砥粒、４０ 結合材。
Claims (8)
- 台金と、
前記台金の表面に設けられた超砥粒層とを備え、
前記超砥粒層は、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とを含み、
前記ダイヤモンド砥粒と前記ＣＢＮ砥粒とは前記台金に結合材で単層に固定されている、超砥粒ホイール。 - 前記ダイヤモンド砥粒と前記ＣＢＮ砥粒との前記超砥粒層における占有面積率は、１０％～７０％である請求項１に記載の超砥粒ホイール。
- 前記ダイヤモンド砥粒と前記ＣＢＮ砥粒との質量比は１：９９から５０：５０である、請求項１または請求項２に記載の超砥粒ホイール。
- 前記ダイヤモンド砥粒と前記ＣＢＮ砥粒との質量比は３：９７から４０：６０である、請求項３に記載の超砥粒ホイール。
- 前記ダイヤモンド砥粒と前記ＣＢＮ砥粒との質量比は３：９７から３０：７０である請求項４に記載の超砥粒ホイール。
- 前記結合材は、ロウ材または金属めっきである、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
- 前記ダイヤモンド砥粒の平均粒径と前記ＣＢＮ砥粒の平均粒径との比率（（前記ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（前記ＣＢＮ砥粒の平均粒径））は、５０％～１１０％である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
- 前記ダイヤモンド砥粒の平均粒径と前記ＣＢＮ砥粒の平均粒径との比率（（前記ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（前記ＣＢＮ砥粒の平均粒径））は、８０％から１１０％である、請求項７に記載の超砥粒ホイール。
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