JP2972623B2 - メタルボンド砥石 - Google Patents
メタルボンド砥石Info
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Description
粉を用いたメタルボンド砥石に関する。
砥粒を結合材によって固めたいわゆる超砥粒砥石とし
て、メタルボンド砥石、レジノイドボンド砥石、ビトリ
ファイドボンド砥石など知られており、その用途に応じ
て使い分けられている。
もので、粉末冶金法を応用したものと、電着と称する電
気メッキ法を応用したものとがある。メタルボンドの種
類は、主成分により区分され、Cu−Sn系ボンド、F
e系ボンド、Co系ボンド、Ni系ボンド、タングステ
ン系ボンドなど種々あり、このような砥石には、切れ味
は無論のこと、耐久性、加工時に発生する熱に対する耐
熱性などがその性能として要求される。
良いという利点を有する。その反面、融点が760〜9
60℃と低く耐熱性に劣るため、切断時に焼け、目潰れ
が発生して切れ味が持続しにくい。また、切断機械の高
馬力化が進み脱粒しやすいといった欠点を有する。
が高いという利点を有するが、単体では延性が大きいた
め、切れ刃となる砥粒がボンド内に埋まり込み研削性能
に悪影響を与える。この対策として、ブロンズやSnな
どを添加することも一部試みられているが、Snなどの
添加によって融点が下がり、耐熱性や強度が低下するこ
ととなる。さらには、耐磨耗性を向上させるためにWを
添加すると、ボンド材の硬度が高くなってボンド後退が
悪くなり、砥粒が自生しにくいといった問題が生じる。
ンドは、上記したボンドに比べて耐熱性が高いという優
れた特徴を有するが、少量のNiでは耐熱性が改善され
ない。耐熱性を改善するためには、ボンド全体重量の4
0%以上のNiを含有させることが必要であるが、Ni
成分が40%を越えると強度や硬度が低下し、また延性
が高くなりすぎて上記したように砥粒の埋まり込みが発
生しやすい。
Ni系ボンド材の特徴を活かし、さらにその性質改善を
図ることを目的とする。
成するために、Niと合金化するのに適した種々の材料
について実験を行った結果、耐熱性に優れた性質を有す
るNiに、SnとCuを特定量添加することにより、N
iのもつ特性を損なうことなく優れた効果を発揮できる
ことを知見し本発明を完成するに至ったものである。
メタルボンド組成としてNiを40重量%以上、Snお
よびCuを合計で30重量%以上含有し、残部がSnを
固溶しない成分とすることによって上記目的を達成した
ものである。
用いられているが、従来は主として焼結性を向上させる
ことを目的として用いられていたものであって、本発明
においては、Snを強度、硬度の向上、延性の抑制を目
的として用いる。添加されたSnはNiに固溶しやす
く、NiへのSnの固溶により、Ni粉末とSn粉末の
結合力が大きくなり、緻密度が高くなるため、強度、硬
度が向上し、延性が抑制される。これによって、Ni分
を増加させた場合の強度、硬度の低下や、延性が高くな
りすぎるという欠点が解消され、耐熱性、砥粒の埋まり
込みが改善され、切れ味性能、寿命性能に優れたメタル
ボンド砥石が得られる。
およびCuの合計重量は70重量%以上、残余成分が3
0重量%未満とするのが良い。Ni、SnおよびCuの
合計が70重量%未満であると、結合力に関与しないほ
かの成分(例えばW、W2 C、WCなどの成分)が多く
なって砥材を保持できなくなり、研削性能に悪影響を及
ぼす。
NiとSnの割合は、NiとSnの重量比が1:0.2
〜1:0.35、例えば合計重量に対してNiが60重
量%のときSnを12〜21重量%、残部をCuとする
のが望ましい。NiとSnの重量比がこの範囲である
と、焼結性(緻密度)、曲げ強度、硬度、延性の全ての
面において優れた性質改善が達成される。SnがNiの
0.2倍よりも少ないと、NiへのSnの固溶量が少な
いため、曲げ強度、硬度および延性の点での改善が充分
でなく、砥材の埋まり込みによる切れ味低下となり、逆
にSnがNiの0.35倍を越えると、SnがNiに固
溶しきれずに残るため、曲げ強度及び硬度が低下する。
金属粉およびブロンズ金属粉の粒径は、2〜25μmの
範囲とするのが好ましい。これらの粒径が2μm未満で
あると、メタルボンド中の各粉末粒子の分散が不均一と
なり、メタルボンドの硬度、強度、延性にバラツキが生
じ、粒径が25μmを越えると、各粉末粒子間に隙間が
生じ、メタルボンドの緻密度が低下するので好ましくな
い。
組成分は、NiへのSnの固溶量を一定にするために、
Snが固溶しない成分とする。Snが固溶しない成分と
しては、例えばW、W2 C、WCを用いることができ
る。
ンドの組成が異なる点を除いて、従来のメタルボンド砥
石と同様な方法によって製造し、使用することができ
る。以下本発明におけるメタルボンドの組成について、
実験例に基づいて詳細に説明する。
検討 Ni、SnおよびCuの合計重量に対するNiの割合を
60重量%に固定し、Snの割合を0〜30重量%の範
囲で変化させ、残部をCuとしたときのメタルボンドの
物性値を図1〜図3に示す。図1はメタルボンドの曲げ
強度とNiとSnの重量比の関係を示し、図2はメタル
ボンドの伸びとNiとSnの重量比の関係を示し、図3
はメタルボンドの硬度とNiとSnの重量比の関係を示
す。
びCuの合計重量に対してNiが60重量%の場合、S
nが12〜21重量%のとき、すなわちNiとSnの重
量比WNi:WSnが1:0.2〜1:0.35のときに、
曲げ強度と伸びと硬度がバランスした優れた物性値が得
られた。なお、図2における伸びは、スパン距離30m
mでの三点曲げにおける伸びを示す。
重量の検討 Ni、SnおよびCuの合計重量に対するNiの割合を
60重量%、Snの割合を15重量%、Cuの割合を2
5重量%に固定し、メタルボンド全体重量に対するWの
添加割合を変化させたときのメタルボンドの物性値を図
4〜図6に示す。図4はメタルボンドの緻密度とNi、
SnおよびCuの合計重量の関係を示し、図5はメタル
ボンドの強度とNi、SnおよびCuの合計重量の関係
を示し、図6はメタルボンドの伸びとNi、Snおよび
Cuの合計重量の関係を示す。
体重量に対するWの添加割合が30重量%未満のとき、
すなわちNi、SnおよびCuの合計重量がメタルボン
ド全体重量の70重量%以上のときに、緻密度と強度と
伸びがバランスした優れた物性値が得られた。
Niの割合の関係を図7に示す。同図の縦軸は従来のC
u−Sn系のメタルボンドの耐熱性を基準(100)と
した指数を表す。
を40重量%以上とすると、メタルボンドの融点が11
40〜1440℃となり、図7に示すように、耐熱性は
従来のCu−Sn系のメタルボンドの1.5倍以上とな
る。
数、寿命指数とNiとSnの重量比の関係を図8に示
し、実験例2のメタルボンドを用いた砥石における切れ
味指数、寿命指数とNi、SnおよびCuの合計重量の
関係を図9に示す。同図の縦軸の切れ味指数および寿命
指数は従来のCu−Sn系のメタルボンドを用いた砥石
を基準(100)とした指数を表し、図中の太線は切れ
味指数を、細線は寿命指数を表す。
の合計重量に対してNiが60重量%の場合、Snが1
2〜21重量%のとき、すなわちNiとSnの重量比W
Ni:WSnが1:0.2〜1:0.35のときに、切れ味
指数、寿命指数ともに良好な結果が得られた。また図9
に示すように、メタルボンド全体重量に対するWの添加
割合が30重量%未満のとき、すなわちNi、Snおよ
びCuの合計重量がメタルボンド全体重量の70重量%
以上のときに、切れ味指数、寿命指数ともに良好な結果
が得られた。
ができる。
に、SnとCuを特定量添加することにより、Ni含有
メタルボンドの耐熱性の良さを損なうことなく強度、硬
度、延性などの物性値を向上させることができる。
SnおよびCuの量を特定範囲に調整することにより、
メタルボンドの緻密度と強度と延性がバランスし、耐熱
性、砥粒の埋まり込みが改善され、切れ味性能、寿命性
能に優れたメタルボンド砥石が得られる。
ンズ金属粉の粒径を2〜25μmの範囲とすることによ
り、メタルボンド中の各粉末粒子が均一に分散し、切れ
味性能、寿命性能のバラツキのないメタルボンド砥石が
得られる。
の関係を示す図である。
係を示す図である。
係を示す図である。
の合計重量の関係を示す図である。
合計重量の関係を示す図である。
合計重量の関係を示す図である。
に対するNiの割合の関係を示す図である。
量比の関係を示す図である。
びCuの合計重量の関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 メタルボンド組成としてNiを40重量
%以上、SnおよびCuを合計で30重量%以上含有
し、残部がSnを固溶しない成分であることを特徴とす
るメタルボンド砥石。 - 【請求項2】 前記メタルボンド組成中のNiとSnの
重量比を1:0.2〜1:0.35とした請求項1記載
のメタルボンド砥石。 - 【請求項3】 前記メタルボンド用のNi金属粉、Sn
金属粉およびブロンズ金属粉の粒径を2〜25μmの範
囲とした請求項1または2記載のメタルボンド砥石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9032116A JP2972623B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | メタルボンド砥石 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9032116A JP2972623B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | メタルボンド砥石 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10230464A JPH10230464A (ja) | 1998-09-02 |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9032116A Expired - Fee Related JP2972623B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | メタルボンド砥石 |
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JP (1) | JP2972623B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007055616A1 (en) | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Evgeny Aleksandrovich Levashov | Binder for the fabrication of diamond tools |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8894731B2 (en) | 2007-10-01 | 2014-11-25 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive processing of hard and /or brittle materials |
WO2010002832A2 (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive slicing tool for electronics industry |
-
1997
- 1997-02-17 JP JP9032116A patent/JP2972623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007055616A1 (en) | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Evgeny Aleksandrovich Levashov | Binder for the fabrication of diamond tools |
US9764448B2 (en) | 2005-11-14 | 2017-09-19 | National University of Science and Technology “MISIS” | Binder for the fabrication of diamond tools |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10230464A (ja) | 1998-09-02 |
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