JP3189535B2 - Grinding wheel - Google Patents

Grinding wheel

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コアに接着層を介して
砥石層を接着した砥石車に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grinding wheel in which a grinding wheel layer is bonded to a core via an adhesive layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、図8に示すように円板状のコア1
の外周にセグメントチップ2を接着層3を介して接着し
た砥石車がある。前記コア1の材質として鉄が用いら
れ、前記セグメントチップ2の材質としてビトリファイ
ドCBN(CBN砥粒をビトリファイドボンドで結合し
たもの)が用いられ、前記接着層の材質としてエポキシ
樹脂系接着剤が用いられている。このエポキシ樹脂系接
着剤は、70度から120度の温度で硬化するため、7
0度から120度の温度を室温まで下げると、セグメン
トチップ2の温度による径の変化が小さく、コア1の温
度による径の変化が大きいため、前記接着層3に引っ張
り応力が発生する。従来は、接着層3に耐えられる以上
の引っ張り応力が発生しないように、コア1の材質とし
て鉄を用いていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG.
There is a grinding wheel in which a segment chip 2 is bonded via an adhesive layer 3 on the outer periphery of the grinding wheel. Iron is used as the material of the core 1, vitrified CBN (CBN abrasive grains bonded by vitrified bond) is used as the material of the segment chip 2, and an epoxy resin adhesive is used as the material of the adhesive layer. ing. This epoxy resin-based adhesive cures at a temperature of 70 to 120 degrees C.
When the temperature from 0 degrees to 120 degrees is lowered to room temperature, a change in diameter due to the temperature of the segment chip 2 is small and a change in diameter due to the temperature of the core 1 is large, so that a tensile stress is generated in the adhesive layer 3. Conventionally, iron has been used as the material of the core 1 so that a tensile stress greater than that which can withstand the adhesive layer 3 is not generated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記鉄は比重が大きい
ため、砥石車の重量が相当大きなものとなり、作業者が
砥石車を交換するのに苦労する問題があった。この問題
を解決するために、コア1の材質をアルミニウムとシリ
コンを溶かし型で成形した鋳込み製法の合金を用いるこ
とが考えられる。このものは、製法コストが安い反面、
合金中のシリコンの割合は20重量パーセント未満であ
るため、コア1の線膨張係数が大きい問題がある。この
線膨張係数を小さくするために、合金中のシリコンの割
合を20重量パーセント以上に大きくすると、合金中に
シリコンが偏析し、合金中のシリコンが均一に分散しな
いため、コア1の強度が安定しない問題があった。
Since the iron has a large specific gravity, the weight of the grinding wheel becomes considerably large, and there is a problem that it is difficult for an operator to replace the grinding wheel. In order to solve this problem, it is conceivable to use an alloy of a casting method in which aluminum and silicon are melted and molded in a mold as a material of the core 1. Although this one has low manufacturing cost,
Since the proportion of silicon in the alloy is less than 20% by weight, there is a problem that the linear expansion coefficient of the core 1 is large. If the proportion of silicon in the alloy is increased to 20% by weight or more in order to reduce the coefficient of linear expansion, silicon segregates in the alloy and the silicon in the alloy is not uniformly dispersed, so that the strength of the core 1 is stable. There was no problem.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解決するためになされたもので、コアの材質を、アル
ミニウム合金粉末と半金属であるシリコン粉末との粉末
冶金法により、アルミニウムとシリコンとの合金中にシ
リコンが均一に分散したアルミニウム粉末冶金合金とし
たものである。また、前記シリコン粉末の混合割合を2
0重量パーセント以上、40重量パーセント以下にした
ものである。
The present invention SUMMARY OF] has been made to solve the problems described above, powders of the material of the core, the silicon powder is an aluminum alloy powder and semimetal
The metallurgical process is used to seal silicon in the alloy of aluminum and silicon.
It is an aluminum powder metallurgy alloy in which recon is uniformly dispersed . The mixing ratio of the silicon powder is 2
It is not less than 0% by weight and not more than 40% by weight .

【0005】[0005]

【作用】アルミニウム合金粉末と半金属であるシリコン
粉末からなるアルミニウム粉末冶金合金を用いたコア
は、非常に軽い。また、シリコン粉末の混合割合を20
重量パーセント以上、40重量パーセント以下とした場
合、鋳込み製法による合金に比べて製法コストが高くな
る反面、合金中におけるシリコンの偏析が少なくしかも
合金中にシリコンが均一に分散しているので、強度が安
定している。また、線膨張係数が小さいため、コアに対
して砥石層が剥離する恐れがない。
The core using an aluminum powder metallurgical alloy composed of an aluminum alloy powder and a silicon powder which is a semimetal is very light. Further, the mixing ratio of the silicon powder is set to 20.
When the weight percentage is not less than 40% by weight, the production cost is higher than that of the alloy produced by the casting method, but the segregation of silicon in the alloy is small, and the silicon is uniformly dispersed in the alloy. stable. In addition, since the coefficient of linear expansion is small, there is no possibility that the grindstone layer peels off from the core.

【0006】[0006]

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1において、10は円板状のコアであり、このコア1
0の外周に多数のセグメントチップ11が円周方向に並
べられている。コア10とセグメントチップ11の間に
は第1接着層12が設けられ、この第1接着層12によ
ってセグメントチップ11がコア10に接着されてい
る。また、セグメントチップ11間には第2接着層13
が設けられ、この第2接着層13によってセグメントチ
ップ11同士が接着されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a disc-shaped core.
A number of segment chips 11 are arranged in the circumferential direction on the outer periphery of the zero. A first adhesive layer 12 is provided between the core 10 and the segment chip 11, and the segment chip 11 is adhered to the core 10 by the first adhesive layer 12. The second adhesive layer 13 is provided between the segment chips 11.
Are provided, and the segment chips 11 are adhered to each other by the second adhesive layer 13.

【0007】前記コア10の材質として、アルミニウム
粉末冶金合金が用いられ、このアルミニウム粉末冶金合
金の化学成分は、シリコン(Si)が30重量パーセン
ト,銅(Cu)が2重量パーセント,マグネシウム(M
g)が1重量パーセント,アルミニウム(Al)が67
重量パーセントとなっている。アルミニウムと銅とマグ
ネシウムを図2に示す高周波炉20内で溶かし、これを
絞り21を介して空間22に放出させることにより、急
冷凝固してアルミニウム合金粉末23となり、アルミニ
ウム合金粉末23と半金属であるシリコン粉末を混合
し、これを図3に示す型24a,24b,24c内で圧
縮し、加熱することによって、図1示すアルミニウム粉
末冶金合金からなるコア10が作られる。このように作
られたコア10は、シリコンが細かく均一に分散してお
り、強度が安定している。
As a material of the core 10, an aluminum powder metal alloy is used. The chemical composition of the aluminum powder metal alloy is 30% by weight of silicon (Si), 2% by weight of copper (Cu), and magnesium (M).
g) is 1% by weight, and aluminum (Al) is 67% by weight.
Weight percent. Aluminum, copper, and magnesium are melted in a high-frequency furnace 20 shown in FIG. 2 and discharged into a space 22 through a throttle 21 to be rapidly solidified to form an aluminum alloy powder 23, which is made of an aluminum alloy powder 23 and a metalloid. By mixing a certain silicon powder, compressing it in molds 24a, 24b, and 24c shown in FIG. 3 and heating, a core 10 made of an aluminum powder metallurgy alloy shown in FIG. 1 is produced. In the core 10 thus manufactured, silicon is finely and uniformly dispersed, and the strength is stable.

【0008】前記セグメントチップ11の材質として、
CBN砥粒をビトリファイドボンドで結合したビトリフ
ァイドボンドCBNが用いられる。セグメントチップ1
1を円周方向に並べ、コア10の外周に接着することに
よって、砥石層30が形成される。前記第1接着層12
と第2接着層13の材質として、工業用接着剤(エポキ
シ樹脂系接着剤)が用いられる。コア10の外周に工業
用接着剤を介してセグメントチップ11を接着し、工業
用接着剤とともにコア10とセグメントチップ11を7
0度から120度に加熱することによって、工業用接着
剤が硬化する。コア10とセグメントチップ11ととも
に第1接着層12と第2接着層13を室温に冷却するこ
とによって、砥石車が作られる。
As a material of the segment chip 11,
Vitrified bond CBN in which CBN abrasive grains are bonded by vitrified bond is used. Segment chip 1
The grindstone layers 30 are formed by arranging 1 in the circumferential direction and adhering to the outer periphery of the core 10. The first adhesive layer 12
An industrial adhesive (epoxy resin adhesive) is used as the material of the second adhesive layer 13 and the second adhesive layer 13. The segment chip 11 is adhered to the outer periphery of the core 10 via an industrial adhesive, and the core 10 and the segment chip 11 are bonded together with the industrial adhesive by 7
Heating from 0 degrees to 120 degrees cures the industrial adhesive. By cooling the first adhesive layer 12 and the second adhesive layer 13 together with the core 10 and the segment chips 11 to room temperature, a grinding wheel is made.

【0009】前記セグメントチップ11の線膨張係数は
3〜4×10-6(1/度)であり、前記コア10の線膨
張係数は15×10-6(1/度)であり、弾性率は99
00(kgf/mm2)であり、比重は2.6(g/c
3)である。70度から120度に加熱した状態から
室温に冷却することによって、コア10の熱変位がセグ
メントチップ11の熱変位よりも大きいため、第1接着
層12に引っ張り応力が発生し、各セグメントチップ1
1が収縮することによって、第2接着層13に引っ張り
応力が発生する。図4はアルミニウム粉末冶金合金にお
けるアルミニウムの割合を減らし、シリコンの割合を増
やした時に、アルミニウム粉末冶金合金の線膨張係数が
どのように変化するのかを表したグラフであり、図5は
アルミニウム粉末冶金合金におけるアルミニウムの割合
を減らし、シリコンの割合を増やした時に、アルミニウ
ム粉末冶金合金の弾性率がどのように変化するのかを表
したグラフであり、図6はアルミニウム粉末冶金合金に
おけるアルミニウムの割合を減らし、シリコンの割合を
増やした時に、アルミニウム粉末冶金合金の比重がどの
ように変化するのかを表したグラフであり、図7はアル
ミニウム粉末冶金合金におけるアルミニウムの割合を減
らし、シリコンの割合を増やした時に、前記弾性率を前
記比重で除算した比率がどのように変化するのかを表し
たグラフである。
The linear expansion coefficient of the segment chip 11 is 3-4 × 10 −6 (1 / degree), the linear expansion coefficient of the core 10 is 15 × 10 −6 (1 / degree), and the elastic modulus is Is 99
00 (kgf / mm 2 ) and specific gravity of 2.6 (g / c
m 3 ). By cooling to a room temperature from a state heated from 70 degrees to 120 degrees, since the thermal displacement of the core 10 is larger than the thermal displacement of the segment chip 11, a tensile stress is generated in the first adhesive layer 12, and each segment chip 1
When 1 contracts, a tensile stress is generated in the second adhesive layer 13. FIG. 4 is a graph showing how the linear expansion coefficient of the aluminum powder metal alloy changes when the proportion of aluminum in the aluminum powder metal alloy is reduced and the proportion of silicon is increased, and FIG. FIG. 6 is a graph showing how the elastic modulus of the aluminum powder metal alloy changes when the proportion of aluminum in the alloy is reduced and the proportion of silicon is increased. FIG. FIG. 7 is a graph showing how the specific gravity of the aluminum powder metallurgy changes when the proportion of silicon is increased, and FIG. 7 shows that when the proportion of aluminum in the aluminum powder metallurgy is reduced and the proportion of silicon is increased How is the ratio of the elastic modulus divided by the specific gravity It is a graph showing how to reduction.

【0010】前記グラフから線膨張係数を17×10-6
(1/度)以下にするためには、シリコンの割合を20
重量パーセント以上とする必要がある。また、砥石車を
高速回転させると、コア10が遠心膨張して第2接着層
13に引っ張り応力が発生し、第2接着層13とセグメ
ントチップ11間で剥離が発生する。高速回転によるコ
ア10の遠心膨張を小さくするためには、比率(=弾性
率/比重)を大きくする必要があり、前記グラフから比
率を3380以上とするためには、シリコンの割合を2
0重量パーセント以上にする必要がある。合金中のシリ
コンの割合が20重量パーセント未満の場合は、鋳込み
製法の合金の方がアルミニウム粉末冶金合金にへらべて
比べて製法コストが安く、合金中にシリコンが均一に分
散していて強度的にアルミニウム粉末冶金合金と比べて
遜色がない。
From the above graph, the coefficient of linear expansion was determined to be 17 × 10 −6.
(1 / degree) or less, the proportion of silicon must be 20 or less.
It must be at least weight percent. Further, when the grinding wheel is rotated at a high speed, the core 10 is centrifugally expanded and tensile stress is generated in the second adhesive layer 13, and separation occurs between the second adhesive layer 13 and the segment chip 11. In order to reduce the centrifugal expansion of the core 10 due to the high-speed rotation, it is necessary to increase the ratio (= elastic modulus / specific gravity).
It must be at least 0 weight percent. When the proportion of silicon in the alloy is less than 20% by weight, the cost of the casting method is lower than that of the aluminum powder metallurgy alloy, and the silicon is uniformly dispersed in the alloy. Is comparable to aluminum powder metal alloys.

【0011】合金中のシリコンの割合が40重量パーセ
ントを越えると、合金中のシリコンのかたまりが大きく
なり、脆くなってコア10に適しない。なお、上述した
実施例は、コア1の外周にセグメントチップ11を接着
した例について述べたが、コアの側面に外縁に沿ってセ
グメントチップ11を接着したカップ型砥石車にもアル
ミニウム粉末冶金合金のコアを適用しても良い。
If the proportion of silicon in the alloy exceeds 40% by weight, the mass of silicon in the alloy becomes large and brittle, making it unsuitable for the core 10. In the above-described embodiment, the example in which the segment chip 11 is bonded to the outer periphery of the core 1 is described. A core may be applied.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上述べたように本発明は、コアの材質
をアルミニウム合金粉末と半金属であるシリコン粉末
の粉末冶金法により、アルミニウムとシリコンとの合金
中にシリコンが均一に分散したアルミニウム粉末冶金合
金にしたため、非常に軽い。また、アルミニウム粉末冶
金合金からなるコアは、鋳込み製法の合金に比べて製法
コストが高くなる反面、シリコン粉末の混合割合を20
重量パーセント以上、40重量パーセント以下とするこ
とにより、合金中におけるシリコンの固まりは小さくし
かもアルミニウムとシリコンの合金中にシリコンが均一
に分散しているので、強度が安定している。また、線膨
張係数が小さくコアに対して砥石層が剥離する恐れがな
い。
The present invention as described above, according to the present invention includes a silicon powder is the material of the core aluminum alloy powder and semimetal
Alloy of aluminum and silicon by powder metallurgy
Aluminum powder metallurgy alloy with silicon dispersed uniformly inside, so very light. The core made of an aluminum powder metallurgy alloy has a higher manufacturing cost than an alloy manufactured by a casting method, but the mixing ratio of silicon powder is 20%.
Not less than 40% by weight
As a result, since the mass of silicon in the alloy is small and silicon is uniformly dispersed in the alloy of aluminum and silicon , the strength is stable. In addition, the coefficient of linear expansion is small, and there is no fear that the grindstone layer is separated from the core.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる砥石車の正面図。FIG. 1 is a front view of a grinding wheel according to the present invention.

【図2】アルミニウム合金粉末の製造方法を示す図。FIG. 2 is a view showing a method for producing an aluminum alloy powder.

【図3】コアの製造方法を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a method for manufacturing a core.

【図4】シリコンの割合変化に対する線膨張係数の変化
を表す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a change in a coefficient of linear expansion with respect to a change in the proportion of silicon.

【図5】シリコンの割合変化に対する弾性率の変化を表
す図。
FIG. 5 is a diagram showing a change in elastic modulus with respect to a change in the proportion of silicon.

【図6】シリコンの割合変化に対する比重の変化を表す
図。
FIG. 6 is a diagram showing a change in specific gravity with respect to a change in the ratio of silicon.

【図7】シリコンの割合変化に対する比率の変化を表す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a change in the ratio with respect to a change in the ratio of silicon.

【図8】従来の砥石車の正面図。FIG. 8 is a front view of a conventional grinding wheel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 コア 11 セグメントチップ 12 第1接着層 13 第2接着層 30 接着層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Core 11 Segment chip 12 1st adhesive layer 13 2nd adhesive layer 30 adhesive layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−256674(JP,A) 特開 平3−208560(JP,A) 特開 昭62−68283(JP,A) 特公 昭37−747(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24D 5/06 B24D 3/00 310 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-256674 (JP, A) JP-A-3-208560 (JP, A) JP-A-62-68283 (JP, A) 747 (JP, B1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B24D 5/06 B24D 3/00 310

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 コアに接着層を介して砥石層を接着した
砥石車において、前記コアの材質を、アルミニウム合金
粉末と半金属であるシリコン粉末との粉末冶金法によ
り、アルミニウムとシリコンとの合金中にシリコンが均
一に分散したアルミニウム粉末冶金合金としたことを特
徴とする砥石車。
1. A grinding wheel in which a grinding wheel layer is bonded to a core via an adhesive layer, wherein the material of the core is formed by powder metallurgy of an aluminum alloy powder and a silicon powder which is a semimetal .
Silicon in the alloy of aluminum and silicon
A grinding wheel characterized by using a dispersed aluminum powder metallurgy alloy.
【請求項2】 前記シリコン粉末の混合割合を20重量
パーセント以上、40重量パーセント以下としたことを
特徴とする請求項1に記載の砥石車。
2. The mixing ratio of the silicon powder is 20% by weight.
Percent to 40 percent by weight
The grinding wheel according to claim 1, characterized in that:
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