WO2023100634A1 - メタルボンド砥石 - Google Patents

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metal bond
less
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学 佐藤
正規 中
隆一 高鍋
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旭ダイヤモンド工業株式会社
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    • B24D3/10—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 metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements for porous or cellular structure, e.g. for use with diamonds as abrasives

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a metal bond grindstone in which a plurality of abrasive grains are dispersed in a metal bond.
  • Patent document 1 describes a conventional metal bond grindstone.
  • the volume ratio of the abrasive grains and the metal bonding material is 55 to 65% of the abrasive grains, and the metal bonding material is 35 to 45%. It contains 25-35% open pores.
  • Patent Document 1 Since the metal bond grindstone described in Patent Document 1 contains continuous pores, it is possible to develop a self-sharpening action due to crushing or abrasion of the grindstone. However, since the open pores have a porosity of 25 to 35%, the crushing or abrasion of the grindstone is not sufficiently accelerated, making it difficult to maintain good sharpness.
  • one aspect of the present invention aims to provide a metal bond grindstone that can maintain good sharpness by appropriately expressing self-sharpening action due to crushing or abrasion of the metal bonding material.
  • a metal bond grindstone includes an abrasive grain layer in which a plurality of abrasive grains and a plurality of pores are dispersed in a metal bond, and the porosity of the plurality of pores in the abrasive grain layer is 40% or more and 99%. % or less.
  • the porosity of the plurality of pores in the abrasive grain layer is 40% or more and 99% or less, so that the strength of the abrasive grain layer is secured, and self-sharpening due to crushing or abrasion of the metal bonding material is achieved. The action can be expressed appropriately. Therefore, good sharpness can be maintained.
  • Each of the plurality of pores may be spherically formed.
  • this metal-bonded grindstone since each of the plurality of pores is formed in a spherical shape, it becomes easy to control the strength of the abrasive grain layer and the self-generating cycle for developing the self-sharpening action of the abrasive grain layer.
  • the average sphericity of the plurality of pores may be 0.2 or more and 1.0 or less.
  • the average sphericity of the plurality of pores is 0.2 or more and 1.0 or less, so that the strength of the abrasive grain layer and the self-growing grains for expressing the self-sharpening action of the abrasive grain layer Easier to control your cycle.
  • the plurality of pores may have a communicating pore formed by connecting two or more pores.
  • a communicating hole in which two or more pores are communicated makes it possible to improve chip discharge performance and suppress clogging of the pores with chips.
  • the communicating pores may include two or more interconnected pores having a pore diameter of 10 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less.
  • the interconnecting pores include two or more interconnected pores having a pore diameter of 10 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less, so that the strength of the abrasive grain layer is secured, the chip discharge property is improved, and the interconnecting pores It is possible to shorten the autogenous cycle due to crushing or abrasion of the surrounding area. This makes it possible to maintain high sharpness.
  • a reinforcing portion provided in the communicating hole may be further provided to reinforce the abrasive grain layer.
  • the reinforcing portion for reinforcing the abrasive grain layer is provided in the communicating pores, the strength of the abrasive grain layer, which is reduced by the communicating pores, can be improved.
  • the reinforcing portion may fill at least part of the communicating pores so as to be connected to at least part of the inner surface of the abrasive grain layer forming the communicating pores.
  • at least a part of the communicating pores is filled with the reinforcing portion so as to be connected to at least a part of the inner surface of the abrasive grain layer forming the communicating pores, so that excessive crushing or abrasion can be suppressed.
  • the reinforcing part may contain resin.
  • the reinforcing portion can be easily formed because the reinforcing portion contains the resin.
  • the plurality of pores may have independent pores that are not communicated with other pores.
  • this metal-bonded grindstone by having independent pores that are not communicated with other pores, it is possible to suppress a decrease in the strength of the abrasive grain layer and appropriately develop a self-sharpening action due to crushing of the metal bonding material.
  • the average pore size of the closed pores may be 2 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the average pore diameter of the independent pores is 2 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, so that the strength of the abrasive grain layer can be secured, and the autogenous cycle due to crushing or abrasion around the independent pores can be shortened. . This makes it possible to maintain high sharpness.
  • the plurality of pores may have micropores with a pore diameter of 2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • a plurality of micropores having a pore diameter of 2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less can promote fine crushing or abrasion of the metal bonding material. This makes it easier to control the self-sharpening cycle for expressing the self-sharpening action of the abrasive grain layer.
  • the porosity of micropores in the abrasive grain layer may be 0.01% or more and 10% or less.
  • the porosity of micropores in the abrasive grain layer is 0.01% or more and 10% or less, so that the strength of the abrasive grain layer is ensured, and minute crushing or abrasion of the metal bond is prevented. can be promoted.
  • good sharpness can be maintained by appropriately expressing self-sharpening action due to crushing or abrasion of the metal binding material.
  • FIG. 1(a) is a plan view showing an example of the metal bond grindstone of this embodiment
  • FIG. 1(b) is a front view of the metal bond grindstone shown in FIG. 1(a).
  • FIG. 2 is a schematic end view showing a part of the abrasive grain layer taken along line II-II of FIG. 1(a).
  • FIG. 3 is a schematic end view corresponding to FIG. 2, showing part of an abrasive layer of a modified example.
  • the metal bond grindstone 1 includes, as an example, a base metal 2 and an abrasive grain layer 3 fixed to the base metal 2 .
  • This metal-bonded grindstone 1 is a wheel-shaped metal-bonded grindstone in which an annular abrasive grain layer 3 is formed on the periphery of a disk-shaped base metal 2 .
  • the shape, size, application, etc. of the metal bond grindstone 1 are not particularly limited.
  • the metal bond grindstone 1 may be composed only of the abrasive grain layer 3 without the base metal 2 .
  • the abrasive grain layer 3 of the metal bond grindstone 1 is configured by dispersing a plurality of abrasive grains 6 and a plurality of pores 7 in a metal bond 5 .
  • the metal bond 5 holds a plurality of abrasive grains 6 and is made of a metal material.
  • metal materials forming the metal bonding material 5 include Ti (titanium), Cr (chromium), Fe (iron), Co (cobalt), Ni (nickel), Cu (copper), Ag (silver), Sn (tin), W (tungsten), or an alloy containing at least part of these metals is used.
  • this alloy for example, Cu--Ag---Ti alloy, Cu--Sn--Ti alloy, Ni--Cr alloy and Cu--Sn alloy are used.
  • abrasive grains 6 for example, superabrasive grains such as diamond and CBN are used. Moreover, as the abrasive grains 6, for example, those having an arbitrary grain size between #325 and #30000 can be used. A filler such as WA (white alundum) or GC (green carborundum) may be added to the abrasive grain layer 3, for example.
  • WA white alundum
  • GC green carborundum
  • the plurality of pores 7 are holes formed in the abrasive grain layer 3. That is, the abrasive grain layer 3 is porous due to the plurality of pores 7 . Some of the plurality of pores 7 are located on the surface of the abrasive layer 3 and the rest of the plurality of pores 7 are located inside the abrasive layer 3 .
  • the porosity of the plurality of pores 7 in the abrasive grain layer 3 is 40% or more and 99% or less. As the porosity of the plurality of pores 7 in the abrasive grain layer 3, it is possible to select a porosity that provides an appropriate autogenous cycle depending on the application and purpose.
  • the porosity may be 70% or more and 90% or less, or 40% or more and 60% or less.
  • the porosity of the plurality of pores 7 in the abrasive grain layer 3 is the percentage of the ratio of the plurality of pores 7 in the abrasive grain layer 3 .
  • the porosity of the plurality of pores 7 in the abrasive grain layer 3 can be, for example, the percentage of the ratio of the total area of the plurality of pores 7 to the area of the abrasive grain layer 3 in any cross section of the abrasive grain layer 3 .
  • Each of the plurality of pores 7 is spherically formed.
  • the spherical shape includes various spherical shapes such as a true spherical shape, a flattened spherical shape, and a deformed spherical shape having unevenness.
  • the average sphericity of the plurality of pores 7 may be, for example, 0.2 or more and 1.0 or less, 0.5 or more and 1.0 or less, or 0.7 or more and 1.0 or less. may be
  • the sphericity of the pores 7 is, for example, the ratio of the minimum diameter to the maximum diameter. That is, the sphericity of pores 7 having a maximum diameter of 200 ⁇ m and a minimum diameter of 100 ⁇ m is 0.5.
  • the average sphericity of the plurality of pores 7 can be, for example, the average of the sphericity of each of the plurality of pores 7 exposed in an arbitrary cross section of the abrasive grain layer 3 .
  • the pores 7 exposed in an arbitrary cross section of the abrasive grain layer 3 are partly cut out by the cross section. , sphericity may be measured.
  • various well-known methods can be adopted.
  • the plurality of pores 7 have communicating pores 71 formed by connecting two or more pores 7 . That is, the communicating hole 71 is composed of two or more pores 7 communicating with each other.
  • the abrasive grain layer 3 has a plurality of communicating holes 71 .
  • the communicating pores 71 are formed, for example, by partially overlapping adjacent pores 7 . In this case, for example, by interpolating the shape of the portion overlapping the adjacent pores 7 from the shape of the portion not overlapping the adjacent pores 7, the sphericity of each of the pores 7 constituting the communicating pores 71 can be determined. may be measured.
  • the number of pores 7 forming the communicating pores 71 is not particularly limited.
  • the communicating pores 71 may include pores 7 having a pore size that allows an appropriate autogenous cycle to be obtained depending on the application or purpose.
  • the communicating pores 71 may include two or more interconnected pores 7 having a pore diameter of 10 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less, or two or more communicating pores 7 having a pore diameter of 10 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less. may include two or more interconnected pores 7 of 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the hole diameters of the two or more pores 7 constituting the communicating pores 71 are, for example, the shape of the portion of each pore 7 of the communicating pores 71 exposed in an arbitrary cross section of the abrasive grain layer 3 that overlaps with the adjacent pores 7 as an arc. can be obtained by interpolating by and measuring the diameter of each pore 7 .
  • the pore diameter of each pore 7 can be, for example, the maximum diameter of the pore 7 .
  • the plurality of pores 7 have independent pores 72 that are not communicated with other pores 7.
  • the independent pores 72 are composed of one pore 7 .
  • the abrasive grain layer 3 has a plurality of independent pores 72 .
  • the average pore diameter of the independent pores 72 may be, for example, 2 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, or 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the average pore diameter of the independent pores 72 can be obtained, for example, by measuring the pore diameter of each of the independent pores 72 exposed in an arbitrary cross section of the abrasive grain layer 3 and calculating the average of these measurement results.
  • the shape of the cut part can be interpolated from the shape of the remaining part. , and the pore size may be measured.
  • various well-known methods can be adopted.
  • the plurality of pores 7 have micropores 73.
  • Micropores 73 are pores 7 having a pore size of 2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the micropores 73 may be pores 7 with a pore diameter of 2 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less, or may be pores 7 with a pore diameter of 5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the pore diameter of the micropores 73 can be, for example, the longest diameter of the micropores 73 .
  • the abrasive grain layer 3 has a plurality of micropores 73 .
  • the micropores 73 may be some of the pores 7 constituting the communicating pores 71 or may be the independent pores 72 .
  • the porosity of the micropores 73 in the abrasive grain layer 3 may be, for example, 0.01% or more and 10% or less, may be 0.01% or more and 5% or less, or may be 5% or more and 10% or less. There may be. This porosity is the percentage of the ratio of micropores 73 in the abrasive grain layer 3 .
  • the porosity of the micropores 73 in the abrasive layer 3 may be, for example, the ratio of the total area of the micropores 73 to the area of the abrasive layer 3 in any cross section of the abrasive layer 3 .
  • the porosity of the plurality of pores 7 in the abrasive grain layer 3 is 40% or more, so that the metal bonding material 5 is crushed or worn to prevent self-sharpening.
  • the action can be expressed appropriately.
  • the porosity of the plurality of pores 7 in the abrasive grain layer 3 is 99% or less, the strength of the abrasive grain layer 3 can be secured. That is, the porosity of the plurality of pores 7 in the abrasive grain layer 3 is 40% or more and 99% or less, so that the strength of the abrasive grain layer 3 is secured, and the metal bonding material 5 is crushed or worn.
  • the action can be expressed appropriately. Therefore, good sharpness can be maintained.
  • the average sphericity of the plurality of pores 7 is 0.2 or more and 1.0 or less, so that the strength of the abrasive grain layer 3 and the self-sharpening action of the abrasive grain layer 3 It becomes easier to control the natural cycle for expressing These effects are further enhanced when the average sphericity of the plurality of pores 7 is 0.5 or more and 1.0 or less, or 0.7 or more and 1.0 or less.
  • the metal bond grindstone 1 since the metal bond grindstone 1 has the communication holes 71 in which the plurality of pores 7 are communicated with each other, it is possible to improve the discharging performance of the chips and suppress the clogging of the pores 7 by the chips. .
  • the interconnecting pores 71 include two or more interconnected pores 7 having a pore diameter of 10 ⁇ m or more, thereby improving chip discharge properties and ensuring the strength of the abrasive grain layer 3. can do.
  • the communicating hole 71 includes two or more interconnected pores 7 having a pore diameter of 2000 ⁇ m or less, the autogenous cycle due to crushing or abrasion around the communicating hole 71 can be shortened.
  • the communicating pores 71 include two or more interconnected pores 7 having a pore diameter of 10 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less, so that the strength of the abrasive grain layer 3 is secured, the chip discharge property is improved, and the communicating pores 71 It is possible to shorten the autogenous cycle due to crushing or abrasion of the surrounding area. This makes it possible to maintain high sharpness. These effects are further enhanced when the communicating pores 71 include two or more interconnected pores 7 of 10 ⁇ m to 1000 ⁇ m or 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the metal bond grindstone 1 has independent pores 72 that do not communicate with other pores 7, thereby suppressing a decrease in the strength of the abrasive grain layer 3 and allowing the self-sharpening action due to crushing of the metal bonding material 5 to occur appropriately.
  • the strength of the abrasive grain layer 3 can be ensured because the average pore diameter of the independent pores 72 is 2 ⁇ m or more.
  • the autogenous cycle due to crushing or abrasion around the independent pores 72 can be shortened. That is, when the average pore diameter of the independent pores 72 is 2 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, the strength of the abrasive grain layer 3 can be secured, and the autogenous cycle due to crushing or abrasion around the independent pores 72 can be shortened. This makes it possible to maintain high sharpness.
  • the metal bonding material 5 can be finely crushed or worn. This makes it easier to control the self-sharpening cycle for developing the self-sharpening action of the abrasive grain layer 3 .
  • These effects are further enhanced when the plurality of pores 7 have micropores 73 having a pore diameter of 2 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less, or 5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the porosity of the micropores 73 in the abrasive grain layer 3 is 0.01% or more, so that fine crushing or abrasion of the metal bonding material 5 can be promoted.
  • the porosity of the micropores 73 in the abrasive grain layer 3 is 10% or less, the strength of the abrasive grain layer 3 can be ensured. That is, when the porosity of the micropores 73 in the abrasive grain layer 3 is 0.01% or more and 10% or less, the strength of the abrasive grain layer 3 is ensured, and minute crushing or abrasion of the metal bonding material 5 is prevented. can be promoted.
  • One aspect of the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the gist of one aspect of the present invention.
  • the metal bond grindstone may have reinforcing portions 9 provided in the communicating holes 71 to reinforce the abrasive grain layer 3A.
  • the material of the reinforcing part 9 is not particularly limited, but the reinforcing part 9 may include, for example, resins such as phenolic resin, epoxy resin, liquid resin, coating materials added with inorganic material or metal powder, liquid glass, plating, and the like. good. Since the reinforcing portion 9 contains resin, the reinforcing portion 9 can be easily formed. By providing the reinforcing portion 9 for reinforcing the abrasive layer 3A in the communicating hole 71, the strength of the abrasive layer 3A, which is reduced by the communicating hole 71, can be improved.
  • the reinforcing portion 9 may fill at least a part of the communicating pores 71 of the abrasive grain layer 3A so as to be connected to at least a portion of the inner surface 31 of the abrasive grain layer 3A forming the communicating pores 71. good. At least a portion of the communicating hole 71 is filled with the reinforcing portion 9 so as to be connected to at least a portion of the inner surface 31 , thereby suppressing excessive crushing or abrasion around the communicating hole 71 .
  • the reinforcing portion 9 is filled in all the communication holes 71. As shown in FIG.
  • the plurality of pores is described as having all of the continuous pores, the independent pores, and the micropores, but the plurality of pores has all of the continuous pores, the independent pores, and the micropores. It may not have open pores, closed pores, and only a part of fine pores.
  • One aspect of the present invention can be used for a metal bond grindstone in which a plurality of abrasive grains are dispersed in a metal bond.
  • SYMBOLS 1 Metal bond grindstone, 2... Base metal, 3... Abrasive layer, 3A... Abrasive layer, 5... Metal binding material, 6... Abrasive grain, 7... Pore, 9... Reinforcing part, 31... Inner surface, 71... open pores, 72...independent pores, 73...micropores.

Abstract

金属結合材に複数の砥粒及び複数の気孔が分散された砥粒層を備え、前記砥粒層における前記複数の気孔の気孔率は、４０％以上９９％以下である、メタルボンド砥石。

Description

メタルボンド砥石
　本発明の一側面は、金属結合材に複数の砥粒が分散されたメタルボンド砥石に関する。
　従来のメタルボンド砥石としては、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載されたメタルボンド砥石は、砥粒と金属結合材との容積比が砥粒５５～６５％であるのに対し金属結合材３５～４５％であり、砥石中の容積率が２５～３５％である連通気孔を含んでいる。
特開平１０―２７７９４８号公報
　特許文献１に記載されたメタルボンド砥石では、連続気孔を含んでいるため、砥石の破砕又は摩耗による自生発刃作用を発現させることができる。しかしながら、連続気孔の気孔率が２５～３５％であるため、砥石の破砕又は摩耗の促進が十分ではなく、良好な切れ味を維持することが難しかった。
　そこで、本発明の一側面は、金属結合材の破砕又は摩耗による自生発刃作用を適切に発現させることにより良好な切れ味を維持することができるメタルボンド砥石を提供することを課題とする。
　本発明の一側面に係るメタルボンド砥石は、金属結合材に複数の砥粒及び複数の気孔が分散された砥粒層を備え、砥粒層における複数の気孔の気孔率は、４０％以上９９％以下である。このメタルボンド砥石では、砥粒層における複数の気孔の気孔率が４０％以上９９％以下であることで、砥粒層としての強度を確保しつつ、金属結合材の破砕又は摩耗による自生発刃作用を適切に発現させることができる。このため、良好な切れ味を維持することができる。
　複数の気孔のそれぞれは、球状に形成されていてもよい。このメタルボンド砥石では、複数の気孔のそれぞれが球状に形成されていることで、砥粒層の強度、及び砥粒層の自生発刃作用を発現させるための自生サイクルをコントロールしやすくなる。
　複数の気孔の真球度の平均は、０．２以上１．０以下であってもよい。このメタルボンド砥石では、複数の気孔の真球度の平均が０．２以上１．０以下であることで、砥粒層の強度、及び砥粒層の自生発刃作用を発現させるための自生サイクルをコントロールしやすくなる。
　複数の気孔は、二以上の気孔が連通されてなる連通気孔を有してもよい。このメタルボンド砥石では、二以上の気孔が連通されてなる連通気孔を有することで、切屑の排出性が向上して、気孔が切屑により目詰まりするのを抑制することができる。
　連通気孔は、孔径が１０μｍ以上２０００μｍ以下の互いに連通された二以上の気孔を含んでもよい。このメタルボンド砥石では、連通気孔が、孔径が１０μｍ以上２０００μｍ以下の互いに連通された二以上の気孔を含むことで、砥粒層としての強度を確保し、切屑の排出性を向上し、連通気孔の周囲の破砕又は摩耗による自生サイクルの短期化を図ることができる。これにより、高い切れ味の維持を図ることができる。
　砥粒層を補強するために連通気孔に設けられた補強部を更に有してもよい。このメタルボンド砥石では、砥粒層を補強するための補強部が連通気孔に設けられていることで、連通気孔により低下する砥粒層の強度を向上することができる。
　補強部は、連通気孔を形成する砥粒層の内表面の少なくとも一部と接続されるように、連通気孔の少なくとも一部に充填されていてもよい。このメタルボンド砥石では、補強部が連通気孔を形成する砥粒層の内表面の少なくとも一部と接続されるように連通気孔の少なくとも一部に充填されていることで、連通気孔の周囲の過度な破砕又は摩耗を抑制することができる。
　補強部は、樹脂を含んでもよい。このメタルボンド砥石では、補強部が樹脂を含むことで、補強部を容易に形成することができる。
　複数の気孔は、他の気孔と連通されない独立気孔を有してもよい。このメタルボンド砥石では、他の気孔と連通されない独立気孔を有することで、砥粒層の強度低下を抑制しつつ、金属結合材の破砕等による自生発刃作用を適切に発現させることができる。
　独立気孔の平均孔径は、２μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。このメタルボンド砥石では、独立気孔の平均孔径が２μｍ以上１００μｍ以下であることで、砥粒層としての強度を確保し、独立気孔の周囲の破砕又は摩耗による自生サイクルの短期化を図ることができる。これにより、高い切れ味の維持を図ることができる。
　複数の気孔は、２μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有する微小気孔を有してもよい。このメタルボンド砥石では、複数の気孔が２μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有する微小気孔を有することで、金属結合材の微小な破砕又は摩耗を促進することができる。これにより、砥粒層の自生発刃作用を発現させるための自生サイクルをコントロールしやすくなる。
　砥粒層における微小気孔の気孔率は、０．０１％以上１０％以下であってもよい。このメタルボンド砥石では、砥粒層における微小気孔の気孔率が０．０１％以上１０％以下であることで、砥粒層としての強度を確保しつつ、金属結合材の微小な破砕又は摩耗を促進することができる。
　本発明の一側面によれば、金属結合材の破砕又は摩耗による自生発刃作用を適切に発現させることにより良好な切れ味を維持することができる。
図１（ａ）は、本実施形態のメタルボンド砥石の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すメタルボンド砥石の正面図である。 図２は、図１（ａ）のＩＩ－ＩＩ線における砥粒層の一部を示す模式端面図である。 図３は、変形例の砥粒層の一部を示す、図２に対応する模式端面図である。
　以下、本発明の一側面の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１及び図２に示すように、本実施形態に係るメタルボンド砥石１は、一例として、台金２と、台金２に固着された砥粒層３と、を備える。このメタルボンド砥石１は、円板状の台金２の周縁に円環状の砥粒層３が形成されたホイール型のメタルボンド砥石である。但し、メタルボンド砥石１の形状、大きさ、用途等は、特に限定されるものではない。また、メタルボンド砥石１は、台金２を備えず、砥粒層３のみで構成されていてもよい。
　メタルボンド砥石１の砥粒層３は、金属結合材５に複数の砥粒６及び複数の気孔７が分散されて構成されている。
　金属結合材５は、複数の砥粒６を保持するものであり、金属材料により形成されている。金属結合材５を形成する金属材料としては、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ｓｎ（錫）、Ｗ（タングステン）等の金属、又はこれらの金属のうちの少なくとも一部を含む合金が用いられる。この合金としては、例えば、Ｃｕ－Ａｇ－Ｔｉ合金、Ｃｕ－Ｓｎ－Ｔｉ合金、Ｎｉ－Ｃｒ合金、Ｃｕ－Ｓｎ合金が用いられる。
　砥粒６としては、例えば、ダイヤモンド、ＣＢＮ等の超砥粒が用いられる。また、砥粒６としては、例えば、＃３２５から＃３００００の間の任意の粒度のものを用いることができる。砥粒層３には、例えば、ＷＡ（ホワイトアランダム）、ＧＣ（グリーンカーボランダム）等のフィラーが添加されていてもよい。
　複数の気孔７は、砥粒層３に形成された孔である。つまり、砥粒層３は、複数の気孔７により多孔質となっている。複数の気孔７の一部は、砥粒層３の表面に位置しており、複数の気孔７の残りの一部は、砥粒層３の内部に位置している。砥粒層３における複数の気孔７の気孔率は、４０％以上９９％以下である。なお、砥粒層３における複数の気孔７の気孔率としては、用途や目的によって適切な自生サイクルを得られる気孔率を選択することができる。例えば、当該気孔率は、７０％以上９０％以下であってもよく、４０％以上６０％以下であってもよい。砥粒層３における複数の気孔７の気孔率は、砥粒層３における複数の気孔７の占める割合の百分率である。砥粒層３における複数の気孔７の気孔率は、例えば、砥粒層３の任意の断面における、砥粒層３の面積に対する複数の気孔７の合計面積の割合の百分率とすることができる。
　複数の気孔７のそれぞれは、球状に形成されている。この球状には、真球状のほか、扁球状や凹凸を有する変形球状等の様々な球状が含まれる。複数の気孔７の真球度の平均は、例えば、０．２以上１．０以下であってもよく、０．５以上１．０以下であってもよく、０．７以上１．０以下であってもよい。気孔７の真球度は、例えば、最大直径に対する最小直径の割合である。つまり、最大直径が２００μｍであり最小直径が１００μｍであるの気孔７の真球度は、０．５となる。複数の気孔７の真球度の平均は、例えば、砥粒層３の任意の断面に露出した複数の気孔７のそれぞれの真球度の平均とすることができる。この場合、砥粒層３の任意の断面に露出した気孔７は、当該断面により一部が切り取られているため、例えば、残っている部分の形状から切り取られた部分の形状を補間することで、真球度を計測してもよい。補間としては、周知の様々な手法を採用することができる。
　複数の気孔７は、二以上の気孔７が連通されてなる連通気孔７１を有する。つまり、連通気孔７１は、互いに連通された二以上の気孔７により構成されている。砥粒層３は、複数の連通気孔７１を有する。連通気孔７１は、例えば、隣り合う気孔７が一部において重なることにより形成されている。この場合、例えば、隣り合う気孔７と重なっていない部分の形状から隣り合う気孔７と重なっている部分の形状を円弧により補間することで、連通気孔７１を構成する各気孔７の真球度を計測してもよい。連通気孔７１を構成する気孔７の数は、特に限定されるものではない。連通気孔７１は、用途や目的によって適切な自生サイクルを得られる孔径の気孔７を含んでもよい。例えば、連通気孔７１は、孔径が１０μｍ以上２０００μｍ以下の互いに連通された二以上の気孔７を含んでもよく、孔径が１０μｍ以上１０００μｍ以下の互いに連通された二以上の気孔７を含んでもよく、孔径が１０μｍ以上１００μｍ以下の互いに連通された二以上の気孔７を含んでもよい。連通気孔７１を構成する二以上の気孔７の孔径は、例えば、砥粒層３の任意の断面に露出した連通気孔７１の各気孔７において、隣り合う気孔７と重なっている部分の形状を円弧により補間し、各気孔７の孔径を計測することにより求めることができる。各気孔７の孔径は、例えば、気孔７の最大直径とすることができる。
　複数の気孔７は、他の気孔７と連通されない独立気孔７２を有する。独立気孔７２は、一つの気孔７により構成されている。砥粒層３は、複数の独立気孔７２を有する。独立気孔７２の平均孔径は、例えば、２μｍ以上１００μｍ以下であってもよく、２μｍ以上５０μｍ以下であってもよく、５０μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。独立気孔７２の平均孔径は、例えば、砥粒層３の任意の断面に露出した独立気孔７２のそれぞれの孔径を計測し、これらの計測結果の平均を算出することにより求めることができる。この場合、砥粒層３の任意の断面に露出した独立気孔７２は、当該断面により一部が切り取られているため、例えば、残っている部分の形状から切り取られた部分の形状を補間することで、孔径を計測してもよい。補間としては、周知の様々な手法を採用することができる。
　複数の気孔７は、微小気孔７３を有する。微小気孔７３は、孔径が２μｍ以上１０μｍ以下の気孔７である。なお、微小気孔７３は、孔径が２μｍ以上４μｍ以下の気孔７であってもよく、孔径が５μｍ以上１０μｍ以下の気孔７であってもよい。微小気孔７３の孔径は、例えば、微小気孔７３の最長直径とすることができる。砥粒層３は、複数の微小気孔７３を有する。微小気孔７３は、連通気孔７１を構成する一部の気孔７であってもよく、独立気孔７２であってもよい。
　砥粒層３における微小気孔７３の気孔率は、例えば、０．０１％以上１０％以下であってもよく、０．０１％以上５％以下であってもよく、５％以上１０％以下であってもよい。この気孔率は、砥粒層３における微小気孔７３の占める割合の百分率である。砥粒層３における微小気孔７３の気孔率は、例えば、砥粒層３の任意の断面における、砥粒層３の面積に対する微小気孔７３の合計面積の割合であってもよい。
　以上説明したように、本実施形態に係るメタルボンド砥石１では、砥粒層３における複数の気孔７の気孔率が４０％以上であることで、金属結合材５の破砕又は摩耗による自生発刃作用を適切に発現させることができる。一方、砥粒層３における複数の気孔７の気孔率が９９％以下であることで、砥粒層３としての強度を確保することができる。つまり、砥粒層３における複数の気孔７の気孔率が４０％以上９９％以下であることで、砥粒層３としての強度を確保しつつ、金属結合材５の破砕又は摩耗による自生発刃作用を適切に発現させることができる。このため、良好な切れ味を維持することができる。砥粒層３における複数の気孔７の気孔率が７０％以上９０％以下、又は４０％以上６０％以下であることで、これらの効果が更に高まる。
　また、このメタルボンド砥石１では、複数の気孔７のそれぞれが球状に形成されていることで、砥粒層３の強度、及び砥粒層３の自生発刃作用を発現させるための自生サイクルをコントロールしやすくなる。
　また、このメタルボンド砥石１では、複数の気孔７の真球度の平均が０．２以上１．０以下であることで、砥粒層３の強度、及び砥粒層３の自生発刃作用を発現させるための自生サイクルをコントロールしやすくなる。複数の気孔７の真球度の平均が０．５以上１．０以下、又は０．７以上１．０以下であることで、これらの効果が更に高まる。
　また、このメタルボンド砥石１では、複数の気孔７が互いに連通された連通気孔７１を有することで、切屑の排出性が向上して、気孔７が切屑により目詰まりするのを抑制することができる。
　また、このメタルボンド砥石１では、連通気孔７１が、孔径が１０μｍ以上の互いに連通された二以上の気孔７を含むことで、切屑の排出性を向上し、砥粒層３としての強度を確保することができる。一方、連通気孔７１が、孔径が２０００μｍ以下の互いに連通された二以上の気孔７を含むことで、連通気孔７１の周囲の破砕又は摩耗による自生サイクルの短期化を図ることができる。つまり、連通気孔７１が、孔径が１０μｍ以上２０００μｍ以下の互いに連通された二以上の気孔７を含むことで、砥粒層３としての強度を確保し、切屑の排出性を向上し、連通気孔７１の周囲の破砕又は摩耗による自生サイクルの短期化を図ることができる。これにより、高い切れ味の維持を図ることができる。連通気孔７１が、１０μｍ以上１０００μｍ以下、又は１０μｍ以上１００μｍ以下の互いに連通された二以上の気孔７を含むことで、これらの効果が更に高まる。
　また、このメタルボンド砥石１では、他の気孔７と連通されない独立気孔７２を有することで、砥粒層３の強度低下を抑制しつつ、金属結合材５の破砕等による自生発刃作用を適切に発現させることができる。
　また、このメタルボンド砥石１では、独立気孔７２の平均孔径が２μｍ以上であることで、砥粒層３としての強度を確保することができる。一方、独立気孔７２の平均孔径が１００μｍ以下であることで、独立気孔７２の周囲の破砕又は摩耗による自生サイクルの短期化を図ることができる。つまり、独立気孔７２の平均孔径が２μｍ以上１００μｍ以下であることで、砥粒層３としての強度を確保し、独立気孔７２の周囲の破砕又は摩耗による自生サイクルの短期化を図ることができる。これにより、高い切れ味の維持を図ることができる。独立気孔７２の平均孔径が２μｍ以上５０μｍ以下、又は５０μｍ以上１００μｍ以下であることで、これらの効果が更に高まる。
　また、このメタルボンド砥石１では、複数の気孔７が２μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有する微小気孔７３を有することで、金属結合材５の微小な破砕又は摩耗を促進することができる。これにより、砥粒層３の自生発刃作用を発現させるための自生サイクルをコントロールしやすくなる。複数の気孔７が２μｍ以上４μｍ以下、又は５μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有する微小気孔７３を有することで、これらの効果が更に高まる。
　また、このメタルボンド砥石１では、砥粒層３における微小気孔７３の気孔率が０．０１％以上であることで、金属結合材５の微小な破砕又は摩耗を促進することができる。一方、砥粒層３における微小気孔７３の気孔率が１０％以下であることで、砥粒層３としての強度を確保することができる。つまり、砥粒層３における微小気孔７３の気孔率が０．０１％以上１０％以下であることで、砥粒層３としての強度を確保しつつ、金属結合材５の微小な破砕又は摩耗を促進することができる。砥粒層３における微小気孔７３の気孔率が０．０１％以上５％以下、又は５％以上１０％以下であることで、これらの効果が更に高まる。
　本発明の一側面は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の一側面の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
　例えば、図３に示すように、メタルボンド砥石は、砥粒層３Ａを補強するために連通気孔７１に設けられた補強部９を有してもよい。補強部９の素材は、特に限定されないが、補強部９は、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、液体樹脂等の樹脂、無機材や金属粉を添加したコート材、液体ガラス、めっきなどを含んでもよい。補強部９が樹脂を含むことで、補強部９を容易に形成することができる。砥粒層３Ａを補強するための補強部９が連通気孔７１に設けられていることで、連通気孔７１により低下する砥粒層３Ａの強度を向上することができる。
　補強部９は、例えば、連通気孔７１を形成する砥粒層３Ａの内表面３１の少なくとも一部と接続されるように、砥粒層３Ａの連通気孔７１の少なくとも一部に充填されていてもよい。補強部９が内表面３１の少なくとも一部と接続されるように連通気孔７１の少なくとも一部に充填されていることで、連通気孔７１の周囲の過度な破砕又は摩耗を抑制することができる。図３に示す変形例の砥粒層３Ａでは、一例として、補強部９は、連通気孔７１の全部に充填されている。
　また、上記実施形態では、複数の気孔が、連通気孔、独立気孔、及び微細気孔の全てを有するものとして説明したが、複数の気孔は、連通気孔、独立気孔、及び微細気孔の全てを有していなくてもよく、連通気孔、独立気孔、及び微細気孔の一部のみを有していてもよい。
　本発明の一側面は、金属結合材に複数の砥粒が分散されたメタルボンド砥石に利用可能である。
　１…メタルボンド砥石、２…台金、３…砥粒層、３Ａ…砥粒層、５…金属結合材、６…砥粒、７…気孔、９…補強部、３１…内表面、７１…連通気孔、７２…独立気孔、７３…微小気孔。

Claims (12)

  1. 　金属結合材に複数の砥粒及び複数の気孔が分散された砥粒層を備え、
    　前記砥粒層における前記複数の気孔の気孔率は、４０％以上９９％以下である、
    メタルボンド砥石。
  2. 　前記複数の気孔のそれぞれは、球状に形成されている、
    請求項１に記載のメタルボンド砥石。
  3. 　前記複数の気孔の真球度の平均は、０．２以上である、
    請求項２に記載のメタルボンド砥石。
  4. 　前記複数の気孔は、二以上の前記気孔が連通されてなる連通気孔を有する、
    請求項１～３の何れか一項に記載のメタルボンド砥石。
  5. 　前記連通気孔は、孔径が１０μｍ以上２０００μｍ以下の互いに連通された二以上の前記気孔を含む、
    請求項４に記載のメタルボンド砥石。
  6. 　前記砥粒層を補強するために前記連通気孔に設けられた補強部を更に有する、
    　請求項４又は５に記載のメタルボンド砥石。
  7. 　前記補強部は、前記連通気孔を形成する前記砥粒層の内表面の少なくとも一部と接続されるように、前記連通気孔の少なくとも一部に充填されている、
    請求項６に記載のメタルボンド砥石。
  8. 　前記補強部は、樹脂を含む、
    請求項６又は７に記載のメタルボンド砥石。
  9. 　前記複数の気孔は、他の前記気孔と連通されない独立気孔を有する、
    請求項１～８の何れか一項に記載のメタルボンド砥石。
  10. 　前記独立気孔の平均孔径は、２μｍ以上１００μｍ以下である、
    請求項９に記載のメタルボンド砥石。
  11. 　前記複数の気孔は、２μｍ以上１０μｍ以下の孔径を有する微小気孔を有する、
    請求項１～１０の何れか一項に記載のメタルボンド砥石。
  12. 　前記砥粒層における前記微小気孔の気孔率は、０．０１％以上１０％以下である、
    請求項１１に記載のメタルボンド砥石。
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