【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質研削砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の多孔質研削砥石としては、特開平５−２４７４４９号公報記載の研削砥石が知られている。
この研削砥石は、主砥粒および中空粒を結合剤を用いて結合して成る研削砥石であって、前記中空粒の周壁が前記主砥粒より小径の多数の副砥粒が互いに結合されることにより構成されているものであり、主砥粒による研削に加えて上記副砥粒によっても研削あるいは研磨することができるので、主砥粒により本来得られるべき加工面粗さよりも格段に良い仕上面を得ることができる。
又、中空粒内に気孔が確保されることにより結合剤による主砥粒間の結合力が好適に得られるのに加えて、副砥粒の存在により研削面における主砥粒１個当たりの負担を好適に軽減し得ることにより、目直し時や研削時に主砥粒自体が脱落するのを一層好適に抑制し得る作用効果を奏する、というものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の多孔質研削砥石は、研削屑除去のためのチップポケットとして機能する気孔が独立して存在するため、その機能を十分に果たし得ず、被研削物の研削処理面を傷付け、研削処理面をきれいに仕上げることができない不具合がある。
又、砥粒の結合剤として、ビトリファイドやガラス、エラスチック等を用いているため、結合剤による汚染を嫌うものの研削ができない不具合がある。
【０００４】
そこで、本発明は、被研削物の研削処理面をきれいに仕上げ得ると共に、被研削物の汚染を生じない多孔質研削砥石を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の多孔質研削砥石は、ほぼ球形状の多数の気孔の隣接するもの同士が連通孔を介して連通する三次元網目状の骨格構造を有し、全体の気孔率が５０〜９０％で、骨格部が気孔率１０％以下の多結晶セラミックスからなる多孔質セラミックスを利用したことを特徴とする。
【０００６】
前記多孔質セラミックスの純度は、９０％以上であることが好ましい。
又、前記ほぼ球形状の多数の気孔の直径は、１０〜１０００μｍであることが好ましい。
【０００７】
【作用】
本発明の多孔質研削砥石においては、研削面に開口するほぼ球形状の気孔に取り込まれた研削屑が連通孔を介して順次隣接するほぼ球形状の気孔へ送られると共に、骨格部が互いに焼結した緻密なセラミック粒子からなり、かつ、研削面に開口するほぼ球形状の気孔の周縁の骨格部の断面が鋭角状を呈する。
【０００８】
全体の気孔率が、５０％未満であると、連通しているチップポケット（ほぼ球形状の気孔）が減り、目詰まりを起こし易くなる。一方、９０％を超えると、多孔体の骨格の太さが細くなるので、砥削砥石としては使用できなくなる。
全体の気孔率は、５０〜８０％が好ましく、より好ましくは６０〜８０％である。
骨格部を形成するセラミックスとしては、アルミナやジルコニア、炭化珪素、その他が挙げられる。
【０００９】
多孔質セラミックスの純度が、９０％未満であると、被研削物の汚染の程度が大きくなる。
多孔質セラミックスの純度は、９５％以上がより好ましい。
特に汚染を気にするものを研削する場合、多孔質セラミックスの純度は、９９．９％以上が望ましい。
【００１０】
ほぼ球形状の多数の気孔の直径が、１０μｍ未満であると、加工屑を連続的にチップポケットに取り込むことができないので、研削能力が低下する。一方、１０００μｍを超えると、加工屑をうまくチップポケットに確保しておくことができないので、加工屑が研削面を傷付けてしまう。又、砥石の面も粗くなるので、被研削面に深い傷を付けてしまう。
ほぼ球形状の多数の気孔の直径は、２０〜８００μｍがより好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る多孔質研削砥石の実施の形態の一例を示す概念的な断面図である。
この多孔質研削砥石は、直径が平均１５０μｍのほぼ球形状の多数の気孔１の隣接するもの同志が、直径が約５０μｍの連通孔２を介して連通する三次元網目状の骨格構造を有していると共に、全体の気孔率が６０％、であり、かつ、骨格部３が緻密な多結晶アルミナセラミックスからなり、純度が９９．９％である。
【００１２】
上記多孔質研削砥石を作製するため、先ず、平均粒径１μｍのローソーダアルミナ１００重量部、液体媒質としてイオン交換水２０重量部、分散剤としてポリアクリル酸アンモニウム１重量部、起泡剤としてラウリル硫酸トリエタノールアミン０．５重量部、及びゲル化主剤としてエポキシ樹脂４重量部を撹拌機で混合撹拌しながら空気を導入して泡立て、泡状のスラリーを調製した。
次に、泡状のスラリーを撹拌しながら、これにゲル化副剤としてイミノビスプロピルアミン１重量部を添加し、型に鋳込み、３０分程経過すると、ゲル化が十分に進行しゲル化体となった。
【００１３】
次いで、ゲル化体を型から取り出し、６０℃の温度で一昼夜乾燥して円輪板状の成形体を得た。
得られた成形体は、ほぼ球形状の多数の気孔の隣接するもの同士が連通孔を介して互いに連通する三次元網目状の骨格構造を有していた。
次に、成形体を空気中において１２００℃の温度で２時間加熱（仮焼成）して仮焼成体とした後、仮焼成体を空気中において１６００℃の温度で２時間焼成して焼成体とし、円板状（直径３００ｍｍ、厚さ１５ｍｍ）の多孔質研削砥石を得た。
【００１４】
得られた多孔質研削砥石は、ほぼ球形状の多数の気孔の直径が平均で１５０μｍ、気孔率が６０％、多孔体の純度が９９．９％であった。
一方、得られた多孔質研削砥石を研磨盤の砥石として用い、粒径１μｍのアルミナセラミックスからなる気孔率３０％のアルミナ多孔体フィルタの表面を研磨したところ、研磨された表面の平均表面粗さは、０．４μｍとなり、かつ、研磨された表面に汚染は全く生じなかった。
これに対し、従来の多孔質研削砥石を使用して同様のアルミナ多孔体フィルタの表面を研磨したところ、研磨された表面の平均表面粗さは、１．２μｍとなり、かつ、研磨された表面に砥粒や結合剤による汚染を生じた。又、研磨による傷も多数発生した。
【００１５】
ここで、起泡剤としてのラウリル硫酸トリエタノールアミンの添加量、及び撹拌機による撹拌時間を変えた他は、前述した場合と同様にしてほぼ球形状の気孔の気孔率の異なる各種の多孔質研削砥石を作製し、ほぼ球形状の気孔の直径及び気孔率を測定したところ、前述したもの（ＮＯ．２）を併記する表１のようになった。
【００１６】
【表１】
【００１７】
表１から分るように、気孔率は、５０〜９０％であればよい。
【００１８】
なお、上述した実施の形態においては、骨格部を形成するセラミックスとして、アルミナを用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ジルコニア、炭化珪素、その他を骨格部を形成するセラミックスとして用いてもよい。
この場合、骨格部を形成するセラミックスを被研削物と同じ材質とすることが望ましい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の多孔質研削砥石によれば、研削面に開口するほぼ球形状の気孔に取り込まれた研削屑が連通孔を介して順次隣接するほぼ球形状の気孔へ送られるので、ほぼ球形状の各気孔がチップポケットの機能を十分に果たすことができ、被研削物の研削処理面を傷付けることがなく、きれいに仕上げることができる。
又、骨格部が互いに焼結した緻密なセラミック粒子からなるので、骨格部を被研削物と同じ材質とすることにより、被研削物の汚染を生じることがない。
更に、研削面に開口するほぼ球形状の気孔の周縁の骨格部の断面が鋭角状を呈するので、被研削物の研削を高効率で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多孔質研削砥石の実施の形態の一例を示す概念的な断面図である。
【符号の説明】
１ 気孔
２ 連通孔
３ 骨格部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a porous grinding wheel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a porous grinding wheel of this type, a grinding wheel described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-247449 is known.
This grinding wheel is a grinding wheel formed by combining a main abrasive grain and a hollow grain using a binder, and a plurality of sub-abrasive grains whose peripheral wall of the hollow grain is smaller than the main abrasive grain are combined with each other. It can be ground or polished by the above-mentioned sub-abrasive grains in addition to the grinding by the main abrasive grains, so that the finish is much better than the processing surface roughness originally obtained by the main abrasive grains. Plane can be obtained.
In addition to the fact that the pores are secured in the hollow grains, the bonding force between the main abrasive grains by the binder can be suitably obtained, and the burden per one main abrasive grain on the ground surface due to the presence of the sub-abrasive grains. Can be suitably reduced, so that the main abrasive grains themselves can be more preferably prevented from falling off during dressing or grinding.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional porous grinding wheels cannot perform their functions satisfactorily because there are independent pores that function as chip pockets for removing grinding debris. There is a problem that the treated surface cannot be finished cleanly.
In addition, since vitrified, glass, elastic, or the like is used as a binder for the abrasive grains, there is a problem in that contamination by the binder is disliked but grinding cannot be performed.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a porous grinding wheel that can clean a grinding surface of an object to be ground and does not cause contamination of the object to be ground.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the porous grinding wheel of the present invention has a three-dimensional mesh-like skeletal structure in which a plurality of substantially spherical pores are connected to each other through communication holes. A porous ceramic having a porosity of 50 to 90% and a porosity of 10% or less is used.
[0006]
The purity of the porous ceramic is preferably 90% or more.
Further, the diameter of the plurality of substantially spherical pores is preferably 10 to 1000 μm.
[0007]
[Action]
In the porous grinding wheel of the present invention, grinding chips taken into the substantially spherical pores opened on the grinding surface are sequentially sent to the substantially spherical pores adjacent to each other through the communication holes, and the skeleton parts are mutually burned. The cross-section of the skeleton of the peripheral edge of the substantially spherical pores formed of the tied and dense ceramic particles and opening to the ground surface has an acute angle.
[0008]
If the total porosity is less than 50%, the number of communicating tip pockets (substantially spherical pores) is reduced and clogging is likely to occur. On the other hand, if it exceeds 90%, the thickness of the skeleton of the porous body becomes thin, so that it cannot be used as a grinding wheel.
The total porosity is preferably from 50 to 80%, more preferably from 60 to 80%.
Examples of the ceramics forming the skeleton include alumina, zirconia, silicon carbide, and others.
[0009]
If the purity of the porous ceramic is less than 90%, the degree of contamination of the object to be ground increases.
The purity of the porous ceramic is more preferably 95% or more.
In particular, in the case of grinding an object which is concerned about contamination, the purity of the porous ceramic is desirably 99.9% or more.
[0010]
If the diameter of the large number of substantially spherical pores is less than 10 μm, grinding chips cannot be continuously taken into the chip pocket, and the grinding ability is reduced. On the other hand, if it exceeds 1000 μm, it is not possible to properly secure processing chips in the chip pocket, and the processing chips damage the ground surface. In addition, since the surface of the grindstone becomes rough, the surface to be ground is deeply damaged.
The diameter of the plurality of substantially spherical pores is more preferably from 20 to 800 μm.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual sectional view showing an example of an embodiment of a porous grinding wheel according to the present invention.
This porous grinding wheel has a three-dimensional mesh-like skeleton structure in which a plurality of substantially spherical pores 1 having an average diameter of 150 μm and adjacent ones communicate with each other through a communication hole 2 having a diameter of about 50 μm. In addition, the total porosity is 60%, and the skeleton 3 is made of dense polycrystalline alumina ceramics, and the purity is 99.9%.
[0012]
First, 100 parts by weight of low soda alumina having an average particle diameter of 1 μm, 20 parts by weight of ion-exchanged water as a liquid medium, 1 part by weight of ammonium polyacrylate as a dispersant, and lauryl as a foaming agent were prepared to produce the above-mentioned porous grinding wheel. 0.5 parts by weight of triethanolamine sulfate and 4 parts by weight of an epoxy resin as a main gelling agent were mixed and stirred with a stirrer to introduce air and foam to prepare a foamy slurry.
Next, while stirring the foamy slurry, 1 part by weight of iminobispropylamine as a gelling auxiliary agent is added thereto, and the mixture is cast into a mold. After about 30 minutes, the gelation sufficiently proceeds and the gelled body is formed. It became.
[0013]
Next, the gel was removed from the mold and dried at a temperature of 60 ° C. for 24 hours to obtain a circular disk-shaped molded body.
The obtained molded article had a three-dimensional network skeleton structure in which a number of substantially spherical pores were adjacent to each other via communication holes.
Next, the molded body is heated in air at 1200 ° C. for 2 hours (temporary firing) to obtain a temporary fired body, and then the temporary fired body is fired in air at 1600 ° C. for 2 hours to obtain a fired body. Thus, a disk-shaped (diameter 300 mm, thickness 15 mm) porous grinding wheel was obtained.
[0014]
In the obtained porous grinding wheel, the diameter of a large number of substantially spherical pores was 150 μm on average, the porosity was 60%, and the purity of the porous body was 99.9%.
On the other hand, using the obtained porous grinding wheel as a grinding wheel of a polishing machine, the surface of a 30% porosity alumina porous filter made of alumina ceramics having a particle size of 1 μm was polished, and the average surface roughness of the polished surface was obtained. Was 0.4 μm and no contamination occurred on the polished surface.
In contrast, when the surface of a similar alumina porous material filter was polished using a conventional porous grinding wheel, the average surface roughness of the polished surface was 1.2 μm, and the polished surface was Contamination was caused by abrasive grains and binder. In addition, many scratches due to polishing were generated.
[0015]
Here, except that the addition amount of triethanolamine lauryl sulfate as a foaming agent and the stirring time by a stirrer were changed, various porous materials having substantially different porosity of substantially spherical pores were obtained in the same manner as described above. A grinding wheel was prepared, and the diameter and porosity of the substantially spherical pores were measured. The results were as shown in Table 1 together with the above (NO. 2).
[0016]
[Table 1]
[0017]
As can be seen from Table 1, the porosity may be 50 to 90%.
[0018]
In the above-described embodiment, a case has been described in which alumina is used as the ceramics forming the skeleton. However, the present invention is not limited to this. Zirconia, silicon carbide, and the like may be used as the ceramics forming the skeleton. May be used.
In this case, it is desirable that the ceramic forming the skeleton is made of the same material as the object to be ground.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the porous grinding wheel of the present invention, the grinding chips taken into the substantially spherical pores opened on the grinding surface are sequentially sent to the adjacent substantially spherical pores through the communication holes. Therefore, each of the substantially spherical pores can sufficiently fulfill the function of the tip pocket, and can be finely finished without damaging the ground surface of the workpiece.
Further, since the skeleton portion is made of dense ceramic particles sintered to each other, the skeleton portion is made of the same material as the object to be ground, thereby preventing the object to be ground from being contaminated.
Furthermore, since the cross-section of the skeleton at the periphery of the substantially spherical pores that open to the grinding surface has an acute angle, grinding of the workpiece can be performed with high efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual sectional view showing an example of an embodiment of a porous grinding wheel according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 pore 2 communication hole 3 skeleton
