WO2017203848A1 - 超砥粒ホイール - Google Patents

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superabrasive
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diamond abrasive
cbn
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中村　暢秀
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株式会社アライドマテリアル
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    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/02—Wheels in one piece
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    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/14—Zonally-graded wheels; Composite wheels comprising different abrasives

Definitions

  • the present invention relates to a superabrasive wheel.
  • This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2016-106311 which is a Japanese patent application filed on May 27, 2016. All the descriptions described in the Japanese patent application are incorporated herein by reference. More specifically, the present invention relates to a superabrasive wheel having diamond abrasive grains and CBN (cubic boron nitride) abrasive grains.
  • Patent Document 1 JP-A-6-262527
  • Patent Document 2 JP-A-2008-200780
  • Patent Document 3 JP-A-2015-9325
  • Patent Document 4 JP-A-2002-178265
  • Patent Document 5 JP-A-6-155305
  • Patent Document 6 JP-A-7-75971
  • Patent Document 8 JP-A-11-277440
  • the superabrasive wheel according to the present invention comprises a base metal and a superabrasive layer provided on the surface of the base metal.
  • the superabrasive layer includes diamond abrasive grains and CBN abrasive grains, and the diamond abrasive grains and the CBN abrasive grains are fixed to the base metal in a single layer with a binder.
  • the variation in height between the protruding ends of the diamond abrasive grains and the CBN abrasive grains acting on the workpiece is 10 ⁇ m or less, and irregularities with a height of 0.1 ⁇ m or more are formed on the protruding ends of the diamond abrasive grains acting on the workpiece. Yes.
  • the diamond abrasive grains and the CBN abrasive grains are complemented to each other because the diamond abrasive grains and the CBN abrasive grains are fixed to the base metal in a single layer with a binder. And since the unevenness of the height of the protruding ends of the diamond abrasive grains and CBN abrasive grains acting on the workpiece and the height of the irregularities of the protruding ends of the diamond abrasive grains acting on the workpiece are optimized, The superabrasive wheel can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion of a superabrasive wheel according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing one diamond abrasive grain of the superabrasive wheel according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a superabrasive wheel (flat wheel) having the superabrasive layer shown in FIG.
  • An object of the present invention is to provide a high-performance superabrasive wheel. [Effects of the present disclosure] According to this invention, a high-performance superabrasive wheel can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion of a super abrasive wheel according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing one diamond abrasive grain of the superabrasive wheel according to the embodiment.
  • the superabrasive wheel 1 includes a base metal 10 and a superabrasive layer 15 provided on the surface of the base metal.
  • the superabrasive layer 15 includes superabrasive grains (diamond abrasive grains 20 and CBN abrasive grains 30), and the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 are fixed to the base metal 10 with a binder 40 in a single layer. .
  • the superabrasive wheel 1 is made of metal materials such as tool steel, high speed steel, various alloy steels, hardened steel, Ni and Co based superalloys and heat resistant alloys, cemented carbides, cermets, semiconductor materials, ceramics, carbon, Used for grinding various materials such as rubber, resin, GFRP (Glass fiber reinforced plastics).
  • metal materials such as tool steel, high speed steel, various alloy steels, hardened steel, Ni and Co based superalloys and heat resistant alloys, cemented carbides, cermets, semiconductor materials, ceramics, carbon, Used for grinding various materials such as rubber, resin, GFRP (Glass fiber reinforced plastics).
  • the base metal 10 is a member for supporting the superabrasive grain layer 15.
  • the base metal 10 is made of a metal such as ceramics, cemented carbide, aluminum or steel.
  • the base 10 may be made of a single material or may be made of a plurality of materials.
  • the cutting edge of the diamond abrasive grain 20 is mainly subject to wear and tear.
  • the wear of the cutting edge of the CBN abrasive grains 30 is mainly wear of a crushing type (large crushing depending on grinding conditions).
  • the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 are fixed in a single layer by the binder 40, and the diamond abrasive grains 20 are scattered in a small amount in the structure of the superabrasive wheel 1 mainly including the CBN abrasive grains 30. It is a state to do. Thereby, generation
  • the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 may be either single crystals or polycrystals.
  • the superabrasive wheel 1 of this embodiment is a superabrasive wheel in which diamond abrasive grains 20 and CBN abrasive grains 30 are fixed in a single layer by a binder 40. Diamond abrasive grains 20 and CBN abrasive grains 30 are fixed to the surface of a base metal 10 such as steel, cemented carbide, aluminum alloy or the like processed into a required shape by brazing, electroplating, or chemical plating. .
  • the electroplating method uses a base metal as a cathode in an electrolyte and a nickel plate as an anode. An appropriate current is passed between both electrodes in the electrolyte to deposit a nickel layer on the base metal surface, thereby fixing superabrasive grains.
  • Manufacturing method The chemical plating method is a manufacturing method for fixing superabrasive grains by reducing and precipitating nickel ions with a reducing agent contained in a plating solution. It is also called electroless plating.
  • the height variation t1 of the protruding ends 21, 31 of the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 acting on the workpiece is 10 ⁇ m or less
  • the protruding ends of the diamond abrasive grains 20 acting on the workpiece. 21 is formed with irregularities 20a having a height of 0.1 ⁇ m or more.
  • the height variation t1 of the protruding ends 21 and 31 of the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 acting on the workpiece is 4 ⁇ m or less.
  • the variation t1 is most preferably 3 ⁇ m or less.
  • the variation in the height of the protruding end of the superabrasive grains acting on the workpiece can be measured by a shape analysis laser microscope (for example, a laser microscope manufactured by Keyence Corporation, VX series).
  • the variation t1 is a difference in height between the highest part and the lowest part of all the irregularities 20a, 30a.
  • the surface of the superabrasive layer 15 having an area of 1 mm 2 is three-dimensionally measured, and the cross-sectional analysis of the acting diamond abrasive grains 20 and CBN abrasive grains 30 is performed to measure the irregularities.
  • the difference in height between the highest part and the lowest part is defined as variation.
  • the height t2 of the unevenness 20a indicates a difference in height between the highest portion and the lowest portion of the unevenness 20a.
  • the size of the projections 21 and 31 on the projecting ends 21 and 31 can be measured by a laser microscope that is excellent in measuring complex fine shapes and can observe and measure the three-dimensional surface shape of the sample without contact.
  • As the laser microscope for example, Olympus Corporation 3D measurement laser microscope OLS series, Keyence Corporation shape analysis laser microscope VX series can be applied.
  • the height t2 of the unevenness 20a is less than 0.1 ⁇ m, the sharpness of the superabrasive wheel 1 is lowered.
  • the height t2 of the unevenness 20a can be determined by appropriately determining truing conditions using a truer.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a superabrasive wheel (flat wheel) having the superabrasive layer shown in FIG.
  • the base metal 10 of the superabrasive wheel 1 has a boss portion 12.
  • a through hole 11 is provided in the boss portion 12.
  • a flat wheel is shown as the superabrasive wheel 1 in FIG. 3, the superabrasive wheel 1 may be a general wheel or a cup-shaped wheel.
  • the size of the diamond abrasive grains 20 is approximately the same as the size of the CBN abrasive grains 30, and it may be difficult to improve the life.
  • this ratio exceeds 150%, the average particle diameter of the diamond abrasive grains 20 becomes too larger than that of the CBN abrasive grains 30. As a result, the surface of the workpiece may become rough.
  • the ratio of the average particle diameter of diamond abrasive grains to the average particle diameter of CBN abrasive grains exceeds 110% and 135 % Or less.
  • the protruding ends 21 and 31 of the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 are preferably truing or dressing. Since the protruding end of the diamond abrasive grain 20 is truing or dressed, the protruding end 21 can be prevented from protruding greatly.
  • a laser diffraction particle size distribution measuring device for example, SALD series, manufactured by Shimadzu Corporation
  • the average particle size of the superabrasive grains can be controlled by controlling the truing or dressing amount.
  • Mass ratio of diamond abrasive grains 20 and CBN abrasive grains 30 in superabrasive grain layer 15 The mass ratio of diamond abrasive grains 20 and CBN abrasive grains 30 in superabrasive grain layer 15 is preferably 1:99 to 50:50. . If the mass ratio is 1:99 (1/99) or less, the diamond abrasive grains 20 are reduced, and the above functions of the diamond abrasive grains 20 may not be exhibited. When the mass ratio exceeds 50:50 (50/50), the diamond abrasive grains 20 increase too much, and when the work material is steel, iron may react with the diamond abrasive grains 20 to increase the wear of the wheel. There is. More preferably, the mass ratio is from 3:97 to 40:60. Most preferably, the mass ratio of diamond abrasive grains to CBN abrasive grains is from 3:97 to 30:70.
  • Diamond abrasive grains 20 and CBN abrasive grains 30 obtained from an abrasive manufacturer (for example, Tomei Diamond Co., Ltd.) are taken out so as to have a predetermined mass ratio. Since this mass ratio is an approximate mass ratio of the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 in the completed superabrasive wheel 1, the mass ratio can be adjusted in the stage of preparing the raw materials.
  • the diamond abrasive grain 20 and the CBN abrasive grain 30 are taken out by dissolving the binder 40 of the superabrasive grain layer 15 with an acid or the like.
  • the superabrasive wheel 1 is large, the superabrasive layer 15 is cut out by a predetermined volume (for example, 0.5 cm 3 ), and the diamond abrasive grain 20 and the CBN abrasive grain 30 are taken out from that portion, and each is magnified.
  • the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 can be classified and the mass ratio can be measured.
  • the occupied area ratio of the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 is preferably 10% or more and 70% or less. If the occupation area ratio is less than 10%, the number of superabrasive grains is small and the life may be shortened. If the occupation area ratio exceeds 70%, there is a possibility that the sharpness is lowered due to too many superabrasive grains.
  • the occupied area ratio is defined as the ratio of the area occupied by the superabrasive grains per unit area of the superabrasive grain layer 15 when the superabrasive grain layer 15 is observed from directly above, for example, per 1 mm 2 .
  • the occupied area ratio of the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 In order to measure the occupied area ratio of the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30, first, image electronic data is obtained from SEM (scanning electron microscope) observation of the surface of the superabrasive grain layer 15.
  • the superabrasive grains (diamond abrasive grains 20 and CBN abrasive grains 30) and the binder 40 are classified by image analysis software.
  • the area ratio of superabrasive grains is divided by the area of the visual field to calculate the occupation area ratio. For example, in the field of view of 1000 ⁇ m ⁇ 1000 ⁇ m, the occupied area ratio is measured at three arbitrary locations, and the occupied area ratio at the three locations is averaged.
  • Bonding material The bonding material 40 is metal plating or brazing material. Nickel plating is preferred as the metal plating, and silver brazing is preferred as the brazing material.
  • the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 are fixed to the base metal 10 in a single layer by the binder 40, so that the diamond abrasive grains 20 act on the workpiece.
  • the excessive fine crushing and large crushing of the CBN abrasive grains 30 can be suppressed.
  • the diamond abrasive grains 20 and the CBN abrasive grains 30 complement each other, thereby extending the tool life.
  • the height variation t1 of the projecting ends 21 and 31 of the diamond abrasive grain 20 and the CBN abrasive grain 30 acting on the workpiece is 10 ⁇ m or less, and the height of the projecting end 21 of the diamond abrasive grain 20 acting on the workpiece is higher. Since the unevenness 20a having t2 of 0.1 ⁇ m or more is formed, a superabrasive wheel having a long life and a small surface roughness of the workpiece can be provided even in processing under severe conditions.
  • the average particle diameter of diamond abrasive grains was 222 ⁇ m, the average particle diameter of CBN abrasive grains was 200 ⁇ m, and the ratio of (average particle diameter of diamond abrasive grains) / (average particle diameter of CBN abrasive grains) was 111%.
  • the wheel shape is a flat wheel (FIG. 3) defined in JIS B4140 (2006), the outer diameter (D) is 200 mm, the thickness (T) is 10 mm, and the width (W ) was 3 mm.
  • the workpiece was high speed steel.
  • the peripheral speed of the wheel was 40 m / sec and the speed of the workpiece was 13 m / min.
  • Evaluation of the surface roughness of the workpiece The processing was started when the workpiece and the superabrasive layer contacted each other, and the surface roughness of the workpiece after 60 seconds was investigated.
  • the relative surface roughness Ra of the workpiece processed by each tool is shown.
  • the evaluation “A” of the surface roughness of the workpiece has a relative surface roughness of “1” when the surface roughness of the workpiece processed with the sample number 3 is “1”. .0 or less ".
  • Evaluation “B” indicates that when the surface roughness of the workpiece processed with the sample number 3 is “1”, the relative surface roughness of the processed workpiece is “greater than 1 and less than 1.5”.
  • Evaluation “C” indicates that when the surface roughness of the workpiece processed with the sample number 3 is “1”, the relative surface roughness of the processed workpiece is “1.5 or more and less than 2”. It shows that there is.
  • Evaluation “D” indicates that the relative surface roughness of the processed workpiece is “2 or more” when the surface roughness of the workpiece processed with the sample number 3 is “1”. .
  • the surface roughness Ra (JIS B 0601: 2013) is measured at any three locations on the processed surface, and the average value of Ra at the three locations is calculated. This was calculated and used as the surface roughness Ra (average Ra) of the workpiece.
  • Evaluation of tool life The life was determined by the time until grinding burn occurred on the workpiece. In the “tool life” column, the life of each tool is evaluated.
  • the life evaluation “A” indicates that the relative life of the tool is “0.8 or more” when the life of the sample number 3 is “1”.
  • Evaluation “B” indicates that the relative life of the tool is “less than 0.8” when the life of Sample No. 3 is “1”.
  • Evaluation “C” indicates that the relative life of the tool is “less than 0.6” when the life of Sample No. 3 is “1”.
  • the average grain size of diamond abrasive grains was 260 ⁇ m, the average grain size of CBN abrasive grains was 200 ⁇ m, and the ratio of (average grain diameter of diamond abrasive grains) / (average grain diameter of CBN abrasive grains) was 130%.
  • the relative surface roughness Ra of the workpiece processed by each tool is shown.
  • the evaluation “A” of the surface roughness of the workpiece has a relative surface roughness of “1” when the surface roughness of the workpiece processed with the sample number 14 is “1”. .0 or less ".
  • the surface roughness Ra (JIS B 0601: 2013) is measured at any three locations on the processed surface, and the average value of Ra at the three locations is calculated. This was calculated and used as the surface roughness Ra (average Ra) of the workpiece.
  • the life evaluation “A” indicates that the relative life of the tool is “0.8 or more” when the life of the sample number 14 is “1”.
  • the evaluation “B” indicates that the relative life of the tool is “less than 0.8” when the life of the sample number 14 is “1”.
  • the occupied area ratio in the superabrasive layer of diamond abrasive grains and CBN abrasive grains is preferably 10% to 70%. As shown in Table 2, it was found that if it is less than 10%, the tool life may be shortened.
  • the average grain size of diamond abrasive grains was 260 ⁇ m, the average grain size of CBN abrasive grains was 200 ⁇ m, and the ratio of (average grain diameter of diamond abrasive grains) / (average grain diameter of CBN abrasive grains) was 130%.
  • the surface roughness Ra (JIS B 0601: 2013) is measured at any three locations on the processed surface, and the average value of Ra at the three locations is calculated. This was calculated and used as the surface roughness Ra (average Ra) of the workpiece.
  • Evaluation of tool life The life was determined by the time until grinding burn occurred on the workpiece. In the “tool life” column, the life of each tool is evaluated.
  • the life evaluation “AA” indicates that the relative life is “over 1” when the life of the sample number 22 is “1”.
  • the life evaluation “A” indicates that the relative life is “0.8 or more and 1 or less” when the life of the sample number 22 is “1”.
  • Evaluation “B” indicates that the relative life is “less than 0.8” when the life of the sample number 22 is “1”.
  • Evaluation “D” indicates that the relative life is “less than 0.4” when the life of the sample number 22 is “1”.
  • the mass ratio of diamond abrasive grains to CBN abrasive grains is preferably 1:99 to 50:50, and more preferably 3:97 to 40:60.
  • sample numbers 31 to 37 A steel base metal was prepared, and the above mixed superabrasive grains of CBN abrasive grains and diamond abrasive grains were fixed to the outer periphery of the base metal by nickel plating.
  • Sample numbers 31 to 37 were produced by truing diamond abrasive grains and CBN abrasive grains with a truer.
  • the occupation area ratio of the superabrasive layer of the mixed superabrasive grains was 30%.
  • the average particle diameter of the diamond abrasive grains was various, and the average particle diameter of the CBN abrasive grains was 200 ⁇ m.
  • sample numbers 31 to 37 are the same as those of sample numbers 1 to 7 except that the workpiece is Inconel (registered trademark “INCONEL”).
  • Evaluation of the surface roughness of the workpiece The processing was started when the workpiece and the superabrasive layer contacted each other, and the surface roughness of the workpiece after 60 seconds was investigated.
  • the surface roughness Ra (JIS B 0601: 2013) is measured at any three locations on the processed surface, and the average value of Ra at the three locations is calculated. This was calculated and used as the surface roughness Ra (average Ra) of the workpiece.
  • the ratio of (average particle diameter of diamond abrasive grains) / (average particle diameter of CBN abrasive grains) exceeds 110% and is preferably 150% or less. If it exceeds 150%, the surface roughness of the workpiece may become rough.
  • Example 5 In Example 5, the influence of the mixing rate of diamond abrasive grains and CBN abrasive grains on the performance was examined in detail under conditions more severe than Example 3.
  • sample numbers 41 to 43 Steel base metal was prepared.
  • the above mixed super abrasive grains of CBN abrasive grains and diamond abrasive grains were fixed to the outer peripheral portion of the base metal by nickel plating.
  • Sample numbers 41 to 43 were produced by truing diamond abrasive grains and CBN abrasive grains with a truer.
  • the occupation area ratio of the superabrasive layer of the mixed superabrasive grains was 30%.
  • the average grain size of diamond abrasive grains was 260 ⁇ m, the average grain size of CBN abrasive grains was 200 ⁇ m, and the ratio of (average grain diameter of diamond abrasive grains) / (average grain diameter of CBN abrasive grains) was 130%.
  • Experimental conditions for sample numbers 23 to 27 and 41 to 43 Conditions more severe than those for sample numbers 1 to 7 above. Specifically, the peripheral speed of the wheel was 60 m / sec, and the speed of the workpiece was 13 m / min. The other conditions were the same as the experimental conditions of sample numbers 1-7.
  • Evaluation of the surface roughness of the workpiece The processing was started when the workpiece and the superabrasive layer contacted each other, and the surface roughness of the workpiece after 60 seconds was investigated.
  • the relative surface roughness Ra of the workpiece processed by each tool is shown.
  • the evaluation “A” of the surface roughness of the workpiece has a relative surface roughness of “1” when the surface roughness of the workpiece processed with the sample number 24 is “1”. .0 or less ".
  • the surface roughness Ra (JIS B 0601: 2013) is measured at any three locations on the processed surface, and the average value of Ra at the three locations is calculated. This was calculated and used as the surface roughness Ra (average Ra) of the workpiece.
  • the life evaluation “A” indicates that the relative life is “0.8 or more” when the life of the sample number 24 is “1”.
  • the life evaluation “B” indicates that the relative life is “less than 0.8” when the life of the sample number 24 is “1”.
  • the mass ratio of diamond abrasive grains to CBN abrasive grains is more preferably from 3:97 to 30:70.
  • Example 6 In Example 6, the influence of the ratio of the average particle diameter of diamond abrasive grains and CBN abrasive grains on the performance was examined in detail under conditions more severe than those in Example 4.
  • Sample No. 51 A steel base metal was prepared, and the above mixed super abrasive grains of CBN abrasive grains and diamond abrasive grains were fixed to the outer peripheral portion of the base metal by nickel plating.
  • Sample number 51 was manufactured by truing diamond abrasive grains and CBN abrasive grains with a truer.
  • the occupation area ratio of the superabrasive layer of the mixed superabrasive grains was 30%.
  • the average particle diameter of the diamond abrasive grains was 270 ⁇ m, and the average particle diameter of the CBN abrasive grains was 200 ⁇ m. (Diamond average particle diameter) / (CBN average particle diameter) was 135%.
  • sample numbers 31 to 35 and 51 are the same as in Example 5 except that the workpiece is Inconel (registered trademark “INCONEL”).
  • Evaluation of the surface roughness of the workpiece The processing was started when the workpiece and the superabrasive layer contacted each other, and the surface roughness of the workpiece after 60 seconds was investigated.
  • the relative surface roughness Ra of the workpiece processed by each tool is shown.
  • the evaluation “A” of the surface roughness of the workpiece has a relative surface roughness of “1” when the surface roughness of the workpiece processed with the sample number 33 is “1”. .0 or less ".
  • the surface roughness Ra (JIS B 0601: 2013) is measured at any three locations on the processed surface, and the average value of Ra at the three locations is calculated. This was calculated and used as the surface roughness Ra (average Ra) of the workpiece.
  • the life evaluation “A” indicates that the relative life of the tool is “0.8 or more” when the life of the sample number 33 is “1”.
  • the life evaluation “B” indicates that the relative life is “less than 0.8” when the life of the sample number 33 is “1”.
  • the ratio of (average particle diameter of diamond abrasive grains) / (average particle diameter of CBN abrasive grains) exceeds 110% and is preferably 135% or less. If it exceeds 135%, the tool life may be shortened under severe grinding conditions.
  • the present invention can be used, for example, in the field of superabrasive wheels having diamond abrasive grains and CBN abrasive grains.
  • 1 super abrasive wheel 10 base metal, 15 super abrasive layer, 20 diamond abrasive, 20a, 30a irregularities, 21, 31 protruding end, 30 CBN abrasive, 40 binder.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

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。工作物に作用するダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒の突出端の高さのバラツキは１０μｍ以下で、工作物に作用するダイヤモンド砥粒の突出端には高さ０．１μｍ以上の凹凸が形成されている。

Description

超砥粒ホイール
　本発明は、超砥粒ホイールに関する。本出願は、２０１６年５月２７日に出願した日本特許出願である特願２０１６－１０６３１１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。
特開平６－２６２５２７号公報 特開２００８－２００７８０号公報 特開２０１３－１４６８１７号公報 特開２０１５－９３２５号公報 特開２００２－１７８２６５号公報 特開平６－１５５３０５号公報 特開平７－７５９７１号公報 特開平１１－２７７４４０号公報
　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。工作物に作用するダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒の突出端の高さのバラツキは１０μｍ以下で、工作物に作用するダイヤモンド砥粒の突出端には高さ０．１μｍ以上の凹凸が形成されている。
　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。そして、工作物に作用するダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒の突出端の高さのバラツキおよび、工作物に作用するダイヤモンド砥粒の突出端の凹凸の高さが最適化されているため、高性能の超砥粒ホイールを提供することができる。
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２は、実施の形態に従った超砥粒ホイールの１つのダイヤモンド砥粒を示す断面図である。 図３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。
[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、工作物の表面粗さ、工具寿命等の、工具性能が悪化するという問題があった。
　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、高性能の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、高性能の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。
　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２は、実施の形態に従った超砥粒ホイールの１つのダイヤモンド砥粒を示す断面図である。図１および図２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を少量だけ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。ダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０は、単結晶または多結晶のいずれであってもよい。
　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、ロウ付け法、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。
　２．突出端２１，３１のバラツキｔ１および凹凸２０ａの高さｔ２
　超砥粒層１５において、工作物に作用するダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の突出端２１，３１の高さのバラツキｔ１は１０μｍ以下で、工作物に作用するダイヤモンド砥粒２０の突出端２１には高さ０．１μｍ以上の凹凸２０ａが形成されている。好ましくは、工作物に作用するダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の突出端２１，３１の高さのバラツキｔ１は４μｍ以下である。バラツキｔ１は、３μｍ以下であることが最も好ましい。
　（バラツキｔ１の測定方法）
　工作物に作用する超砥粒の突出端の高さのバラツキは、形状解析レーザー顕微鏡（たとえば、株式会社キーエンス製レーザー顕微鏡、ＶＸシリーズ）により測定することができる。バラツキｔ１は全ての凹凸２０ａ，３０ａの最も高い部分と低い部分との高さの差である。バラツキを測定するには、たとえば面積１ｍｍ2の超砥粒層１５の表面を三次元測定して、作用するダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０の断面分析をすることによって凹凸を測定し、凹凸の最も高い部分と最も低い部分の高さの差をバラツキと定義する。
　（高さｔ２の測定方法）
　凹凸２０ａの高さｔ２は、凹凸２０ａの最も高い部分と最も低い部分との高さの差を示す。突出端２１，３１の凹凸２０ａ，３０ａの大きさは、複雑な微細形状の測定に優れ、非接触でサンプルの３次元表面形状の観察・測定が可能なレーザー顕微鏡により測定することができる。レーザー顕微鏡としては、たとえば、オリンパス株式会社製・３Ｄ計測レーザー顕微鏡ＯＬＳシリーズ、株式会社キーエンス製・形状解析レーザー顕微鏡ＶＸシリーズを適用することができる。凹凸２０ａの高さｔ２が０．１μｍ未満であると、超砥粒ホイール１の切れ味が低下する。凹凸２０ａの高さｔ２は、ツルアーを用いツルーイング条件を適宜決定することにより決定することが出来る。
　図３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３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３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。
　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、１１０％を超え１５０％以下であることが好ましい。
　この比率が１１０％未満であればダイヤモンド砥粒２０の大きさがＣＢＮ砥粒３０の大きさと同程度となり、寿命を向上させることが困難となるおそれがある。この比率が１５０％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りすぎる。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。
　より好ましくは、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率（（ダイヤモンド砥粒の平均粒径）／（ＣＢＮ砥粒の平均粒径））は、１１０％を超え１３５％以下である。
　ダイヤモンド砥粒２０およびＣＢＮ砥粒３０の突出端２１、３１は、ツルーイングまたはドレッシングされていることが好ましい。ダイヤモンド砥粒２０の突出端がツルーイングまたはドレッシングされていることで、突出端２１が大きく突出することを抑制できる。
　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。
　なお、上記の通り、突出端２１，３１がツルーイングまたはドレッシングされるため、そのツルーイングまたはドレッシング量を制御することでも超砥粒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。
　４．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。最も好ましくは、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒との質量比は３：９７から３０：７０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のおおよそ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。
　（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。
　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。
　５．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。
　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。さらに、工作物に作用するダイヤモンド砥粒２０とＣＢＮ砥粒３０の突出端２１，３１の高さのバラツキｔ１は１０μｍ以下で、工作物に作用するダイヤモンド砥粒２０の突出端２１には高さｔ２が０．１μｍ以上の凹凸２０ａが形成されているため、過酷な条件での加工においても、寿命が長く、工作物の表面粗さも小さ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詳細］
　（実施例１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　試料番号１～７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。ツルアーによって、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とをツルーイングして試料番号１から７を製作した。ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合率（質量％）は、ＣＢＮ砥粒：ダイヤモンド砥粒＝９７：３とした。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２２２μｍ、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、１１１％であった。
　試料番号１～７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３）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。
　工作物の表面粗さの評価：工作物と超砥粒層が接触したのを加工開始とし、その６０秒後の工作物の表面粗さを調査した。
　「工作物の表面粗さ」の欄において、各工具で加工された工作物の相対的な表面粗さＲａを示す。工作物の表面粗さの評価「Ａ」は、試料番号３で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１．０以下」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号３で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１を超え１．５未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号３で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１．５以上２未満」であることを示す。評価「Ｄ」は、試料番号３で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「２以上」であることを示す。
　加工された工作物の表面粗さＲａの測定に際しては、加工された面の任意の三か所において表面粗さＲａ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２０１３）を測定し、三か所のＲａの平均値を計算し、これを工作物の表面粗さＲａ（平均Ｒａ）とした。
　工具寿命の評価：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３の寿命を「１」としたときに、工具の相対寿命が「０．８以上」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号３の寿命を「１」としたときに、工具の相対寿命が「０．８未満」であることを示す。評価「Ｃ」は、試料番号３の寿命を「１」としたときに、工具の相対寿命が「０．６未満」であることを示す。
　表１から、工作物に作用するダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒の突出端の高さのバラツキｔ１は１０μｍ以下であると良好な結果が得られることが分かる。バラツキｔ１は１０μｍを超えると、工作物の表面粗さが粗くなる。さらに、工具寿命も悪化する。ダイヤモンド砥粒の突出端には０．１μｍ以上の高さｔ２の凹凸が形成されていると良好な結果が得られることが分かる。要求される工作物の表面粗さが満足できる範囲であれば、凹凸は出来る限り大きい方がホイールの切れ味が良いので好ましいが、通常はダイヤモンド砥粒の突出端の凹凸の高さ（ｔ２）は３０μｍ以下が好ましい。
　（実施例２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　試料番号１１～１９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、ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合超砥粒を固着した。ツルアーによって、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とをツルーイングして試料番号１１から１９を製作した。ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合率（質量％）は、ＣＢＮ砥粒：ダイヤモンド砥粒＝９７：３とした。混合超砥粒の超砥粒層の占有面積率は８％から７０％とした。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は２６０μｍ、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１３０％とした。
　試料番号１１～１９の実験条件：実施例１の試料番号１～７と同様である。
　工作物の表面粗さの評価：工作物と、超砥粒層が接触したのを加工開始とし、その６０秒後の工作物の表面粗さを調査した。
　「工作物の表面粗さ」の欄において、各工具で加工された工作物の相対的な表面粗さＲａを示す。工作物の表面粗さの評価「Ａ」は、試料番号１４で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１．０以下」であることを示す。
　加工された工作物の表面粗さＲａの測定に際しては、加工された面の任意の三か所において表面粗さＲａ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２０１３）を測定し、三か所のＲａの平均値を計算し、これを工作物の表面粗さＲａ（平均Ｒａ）とした。
　工具寿命の評価：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、工具の相対寿命が「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、工具の相対寿命が「０．８未満」であることを示す。
　表２から、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒との超砥粒層における占有面積率は、１０％～７０％であることが好ましい。表２に示す通り、１０％未満では、工具寿命が短くなるおそれがあることが分かった。
　（実施例３）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 　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。ツルアーによって、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とをツルーイングして試料番号２１から３０を製作した。ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合率（質量％）は、ＣＢＮ砥粒：ダイヤモンド砥粒＝９９．５：０．５から０：１００とした。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２６０μｍ、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１３０％とした。
　試料番号２１～３０の実験条件：上記の試料番号１～７と同様である。
　工作物の表面粗さの評価：工作物と、超砥粒層が接触したのを加工開始とし、その６０秒後の工作物の表面粗さを調査した。
　「工作物の表面粗さ」の欄において、各工具で加工された工作物の相対的な表面粗さＲａを示す。工作物の表面粗さの評価「Ａ」は、試料番号２４で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１．０以下」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号２４で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１を超え１．５未満」であることを示す。
　加工された工作物の表面粗さＲａの測定に際しては、加工された面の任意の三か所において表面粗さＲａ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２０１３）を測定し、三か所のＲａの平均値を計算し、これを工作物の表面粗さＲａ（平均Ｒａ）とした。
　工具寿命の評価：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「ＡＡ」は試料番号２２の寿命を「１」としたときに相対寿命が「１を超える」ことを示す。寿命の評価「Ａ」は、試料番号２２の寿命を「１」としたときに、相対寿命が「０．８以上１以下」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号２２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「Ｄ」は、試料番号２２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、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒との質量比は１：９９から５０：５０が好ましいこと、３：９７から４０：６０がより好ましいことが分かった。
　（実施例４）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 　試料番号３１～３７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。ツルアーによって、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とをツルーイングして試料番号３１から３７を製作した。ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合率（質量％）は、ＣＢＮ砥粒：ダイヤモンド砥粒＝９５：５とした。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さまざまであり、ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２００μｍであった。
　試料番号３１～３７の実験条件は、工作物をインコネル（登録商標「ＩＮＣＯＮＥＬ」）とした以外は、上記の試料番号１～７と同様である。
　工作物の表面粗さの評価：工作物と、超砥粒層が接触したのを加工開始とし、その６０秒後の工作物の表面粗さを調査した。
　「工作物の表面粗さ」の欄において、各工具で加工された工作物の相対的な表面粗さＲａを示す。工作物の表面粗さの評価「Ａ」は、試料番号３３で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１．０以下」であることを示す。評価「Ｂ」は、試料番号３で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１を超え１．５未満」であることを示す。
　加工された工作物の表面粗さＲａの測定に際しては、加工された面の任意の三か所において表面粗さＲａ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２０１３）を測定し、三か所のＲａの平均値を計算し、これを工作物の表面粗さＲａ（平均Ｒａ）とした。
　工具寿命の評価：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３３の寿命を「１」としたときに、工具の相対寿命が「０．８以上」であることを示す。
　表４から、（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、１１０％を超え１５０％以下が好ましいことがわかった。１５０％を超えると工作物の表面粗さが粗くなるおそれがある。
　（実施例５）
　実施例５では、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒の混合率が性能に及ぼす影響について、実施例３よりも過酷な条件において詳細に調べた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 　試料番号４１～４３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。ツルアーによって、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とをツルーイングして試料番号４１から４３を製作した。ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合率（質量％）は、ＣＢＮ砥粒：ダイヤモンド砥粒＝７５：２５から６５：３５とした。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２６０μｍ、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１３０％とした。
　試料番号２３～２７および４１～４３の実験条件：上記の試料番号１～７よりも過酷な条件とした。具体的には、ホイールの周速度は６０ｍ／秒、工作物の速度は１３ｍ／分とした。それ以外は試料番号１～７の実験条件と同じとした。
　工作物の表面粗さの評価：工作物と、超砥粒層が接触したのを加工開始とし、その６０秒後の工作物の表面粗さを調査した。
　「工作物の表面粗さ」の欄において、各工具で加工された工作物の相対的な表面粗さＲａを示す。工作物の表面粗さの評価「Ａ」は、試料番号２４で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１．０以下」であることを示す。
　加工された工作物の表面粗さＲａの測定に際しては、加工された面の任意の三か所において表面粗さＲａ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２０１３）を測定し、三か所のＲａの平均値を計算し、これを工作物の表面粗さＲａ（平均Ｒａ）とした。
　工具寿命の評価：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。寿命の評価「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。
　表５から、過酷な研削条件では、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒との質量比は、３：９７から３０：７０がより好ましいことが分かった。
　（実施例６）
　実施例６では、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒の平均粒径の比率が性能に及ぼす影響について、実施例４よりも過酷な条件において詳細に調べた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 　試料番号５１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。ツルアーによって、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とをツルーイングして試料番号５１を製作した。ＣＢＮ砥粒とダイヤモンド砥粒の混合率（質量％）は、ＣＢＮ砥粒：ダイヤモンド砥粒＝９５：５とした。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２７０μｍであり、ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２００μｍであった。（ダイヤ平均粒径）／（ＣＢＮ平均粒径）は１３５％であった。
　試料番号３１～３５および５１の実験条件は、工作物をインコネル（登録商標「ＩＮＣＯＮＥＬ」）とした以外は、上記の実施例５と同様である。
　工作物の表面粗さの評価：工作物と、超砥粒層が接触したのを加工開始とし、その６０秒後の工作物の表面粗さを調査した。
　「工作物の表面粗さ」の欄において、各工具で加工された工作物の相対的な表面粗さＲａを示す。工作物の表面粗さの評価「Ａ」は、試料番号３３で加工された工作物の表面粗さを「１」としたときに、加工された工作物の相対的な表面粗さが「１．０以下」であることを示す。
　加工された工作物の表面粗さＲａの測定に際しては、加工された面の任意の三か所において表面粗さＲａ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２０１３）を測定し、三か所のＲａの平均値を計算し、これを工作物の表面粗さＲａ（平均Ｒａ）とした。
　工具寿命の評価：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３３の寿命を「１」としたときに、工具の相対寿命が「０．８以上」であることを示す。寿命の評価「Ｂ」は、試料番号３３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。
　表６から、（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、１１０％を超え１３５％以下が好ましいことがわかった。１３５％を超えると過酷な研削条件では工具寿命が短くなるおそれがある。
　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。
　この発明は、たとえば、ダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒とを有する超砥粒ホイールの分野において用いることができる。
　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、２０ａ，３０ａ　凹凸、２１，３１　突出端、３０　ＣＢＮ砥粒、４０　結合材。

Claims (8)

  1. 　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おり、
    　工作物に作用する前記ダイヤモンド砥粒と前記ＣＢＮ砥粒の突出端の高さのバラツキは１０μｍ以下で、
    　工作物に作用する前記ダイヤモンド砥粒の突出端には高さ０．１μｍ以上の凹凸が形成されている、超砥粒ホイール。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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、１１０％を超え１５０％以下である、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。
  8. 　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、１１０％を超え１３５％以下である、請求項７に記載の超砥粒ホイール。
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