JPH0957631A - メタルボンド砥石及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合材の強度を高くして、砥粒の保持力を強
化する。 【解決手段】 チタン（周期律表第４Ａ族）、バナジウ
ム（周期律表第５Ａ族）、クロム（周期律表第６Ａ族）
のうちのいずれか一つの金属の粉末、及び周期律表第１
Ｂ族の金属の粉末を混ぜ合わせ、更に、有機バインダー
を加えてペースト状の物体７を造る。これらを砥石台金
６上に塗布し、その上からダイヤモンドあるいはＣＢＮ
からなる砥粒１を付着させる。このような状態のものを
所定の温度にて焼成し、仮付け（一次焼成工程）する。
この一次焼成工程にて形成されたポケット部５内に、ペ
ースト状物体７を基礎として、当該ペースト状物体７内
にダイヤモンドあるいはＣＢＮからなる微細粒子３の充
填されたペースト状混合物８を塗布する。このような状
態のものを所定の温度にて二次焼成する。 【効果】 微細粒子３にて補強された接合材４にて砥粒
１が保持され、砥粒１の早期脱落が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド砥粒
等を用いたメタルボンド砥石及びその製造方法に関する
ものであり、特に、上記砥粒を接合するボンド材（接合
材）に、上記ダイヤモンド砥粒との間において濡れ性の
良いロー材を用いるとともに、当該濡れ性の良いロー材
にて予め上記砥粒を仮付けしておき、その後、上記ロー
材内に小粒のダイヤモンド粒等からなる微細粒子の無数
に充填された補強接合材にて、上記砥粒を強固に保持
（グリップ）するようにしたメタルボンド砥石に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ダイヤモンドと、接合材（ロー
材）を形成する金属材料とは、両者間における濡れ性が
良く無いという問題点がある。この濡れ性の問題点を解
決するために、従来より種々の工夫が成されている。例
えば、上記ロー材の中にチタン（Ｔi ）を加え、これに
よって、ダイヤモンド砥粒の表面に半金属性のメタライ
ジング層を形成させ、このメタライジング層を介してロ
ー材とダイヤモンド砥粒との間の濡れ性を向上させるよ
うにした技術が、特開平３−１３１４７５号公報等によ
り公知となっている。ところで、一般に、ダイヤモンド
は高温の熱には弱いものであるところから、そのロー材
（接合材）としては、低融点の金属である銅、銀、金等
の周期律表第１Ｂ族の金属を主体に形成されるものが用
いられている。すなわち、銀ロー材が主として用いられ
ている。従って、上記従来のものにおいては、これらロ
ー材を成す金属材料との間に、例えば、銅−チタン、銀
−チタン、金−チタン等の合金が形成され、最終的に、
上記ダイヤモンド砥粒を有するメタルボンド砥石が形成
されるようになっているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これら構成
からなるメタルボンド砥石において、上記ダイヤモンド
砥粒を保持するボンド材であるロー材は、銅、銀、金等
を基礎（ベース）とした合金からなるものであり、これ
らの合金は、その強度においては、あまり高い値を有す
るものではない。従って、図３に示す如く、例えば重研
削等において、砥粒１０のところに大きな荷重が掛かる
と、上記ボンド材（ロー材）２０が延びてしまい、砥粒
１０が荷重方向に傾いてしまうという問題点がある。そ
して、最終的には、上記砥粒１０がボンド材２０のとこ
ろから脱落してしまうという問題点がある。

【０００４】また、図３に示す如く、研削中において、
ワーク９０からは研削屑（切り粉）９９０が生成される
こととなり、そして、この研削屑（切り粉）９９０は、
砥粒と砥粒との間に形成されるポケット部５０へと送り
出されることとなる。このポケット部５０のところに送
り出されて来た切り粉９９０は、鋭利な形状をしている
とともに、硬度も比較的高いものである。従って、これ
ら切り粉９９０が、上記銅、銀、金等の合金からなるロ
ー材２０のところに送り出されて来ると、当該ロー材２
０のところに食い付いてしまったり、あるいは、このロ
ー材２０の部分を、微視的に見て削り取ってしまったり
する場合がある。その結果、砥粒１０の周りに濡れ上が
ったロー材２０の部分が、研削加工の継続によって徐々
に削り取られてしまい、最終的には、上記砥粒１０の保
持力が低下してしまうという問題点がある。このような
問題点を解決するために、上記ロー材（接合材）の部分
が延びてしまったり、あるいは研削屑（切り粉）によっ
て削り取られてしまったりすることのないよう、無数の
粒子によって強化されたボンド材（ロー材）を有するメ
タルボンド砥石を提供しようとするのが、本発明の目的
（課題）である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては次のような手段を講ずることとし
た。すなわち、複数の砥粒と、当該複数の砥粒の各砥粒
間を接合する金属材料からなる接合材とからなるメタル
ボンド砥石に関して、上記各砥粒を、ダイヤモンド及び
立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）のうちのいずれか一方のも
のにて形成させるとともに、上記接合材を、チタン（Ｔ
i ）を含む周期律表第４Ａ族の金属、バナジウム（Ｖ）
を含む周期律表第５Ａ族の金属、及びクロム（Ｃr ）を
含む周期律表第６Ａ族の金属のうちのいずれか一つのも
のと、周期律表第１Ｂ族の金属との合金からなるロー材
にて形成させ、更に、当該ロー材内にダイヤモンドある
いは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からなるものであって
小粒の形態からなる粒子を無数に充填するようにした構
成を採ることとした。

【０００６】また、複数の砥粒と、当該複数の砥粒の各
砥粒間を接合する金属材料からなる接合材とからなるメ
タルボンド砥石に関して、上記各砥粒を、ダイヤモンド
及び立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）のうちのいずれか一方
のものにて形成させるとともに、これら各砥粒を、チタ
ン（Ｔi ）を含む周期律表第４Ａ族の金属、バナジウム
（Ｖ）を含む周期律表第５Ａ族の金属、及びクロム（Ｃ
r ）を含む周期律表第６Ａ族の金属のうちのいずれか一
つのものと、周期律表第１Ｂ族の金属との合金からなる
ロー材にて砥石台金上に仮付けし、更に、このように仮
付けされた各砥粒の間を、チタン（Ｔi ）を含む周期律
表第４Ａ族の金属、バナジウム（Ｖ）を含む周期律表第
５Ａ族の金属、及びクロム（Ｃr ）を含む周期律表第６
Ａ族の金属のうちのいずれか一つの族の金属と、周期律
表第１Ｂ族の金属との合金からなるロー材にて形成され
るものであって、その内部にダイヤモンド及び立方晶窒
化ホウ素（ＣＢＮ）のうちのいずれか一方のものにて形
成される微細粒子の無数に充填された接合材にて結合す
るようにした構成を採ることとした。

【０００７】また、上記構成からなるメタルボンド砥石
に関して、その製造方法を次のような工程からなるよう
にした。すなわち、チタン（Ｔi ）を含む周期律表第４
Ａ族の金属、バナジウム（Ｖ）を含む周期律表第５Ａ族
の金属、及びクロム（Ｃr ）を含む周期律表第６Ａ族の
金属のうちのいずれか一つのものからなる金属粉末と、
周期律表第１Ｂ族の金属粉末と、更には有機バインダー
とを混合するとともに、これら混合されてペースト状の
性状を有するようになったもの（以下ペースト状物体と
いう）を金属材料からなる砥石台金上に塗布する工程
と、上記ペースト状物体の塗布された上に、ダイヤモン
ドあるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からなる砥粒群
を均一な状態に付着させる工程と、これらペースト状物
体上に砥粒の均一に付着した状態のものを所定の温度に
て焼成するとともに上記各砥粒を仮付けする一次焼成工
程と、当該一次焼成工程により上記各砥粒間に形成され
ることとなったポケット部に、上記ペースト状物体を基
礎として、当該ペースト状物体内に、ダイヤモンドある
いは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からなるものであっ
て、小粒の形態からなる粒子の無数に充填された状態の
もの（以下ペースト状混合物という）を塗布するととも
に、このようにポケット部内に上記ペースト状混合物の
塗布された状態のものを所定の温度にて再度焼成する二
次焼成工程と、からなるようにした。

【０００８】

【作用】上記構成を採ることにより、本発明において
は、次のような作用を呈することとなる。すなわち、本
発明にかかる砥石は、上記一次焼成工程の仮付けの段階
において、まず、砥粒がダイヤモンドである場合、当該
砥粒の表面には、接合材を形成するロー材の中に含まれ
るチタン（Ｔi ）との間においてチタンカーバイト層が
形成されることとなる。このチタンカーバイト層は、半
金属性のメタライジング層からなるものであるので、こ
のメタライジング層を介して砥粒とロー材とは濡れ性が
良くなり、両者は確実に結合されることとなる。また、
ロー材を形成する他の金属との間においても結合性が良
くなる。すなわち、上記周期律表第１Ｂ族の金属である
銅（Ｃu ）、銀（Ａg ）、金（Ａu ）等からなるロー材
の上記砥粒への濡れ性が良くなり、各砥粒は、上記ロー
材によって確実に砥石台金上に仮付け、すなわち、保持
されることとなる。なお、これらのことは、上記チタン
（Ｔi ）に代わって、ジルコニウム（Ｚr ）、バナジウ
ム（Ｖ）、あるいはクロム（Ｃr ）が採用された場合に
も同様のことが言える。

【０００９】また、本発明においては、上記一次焼成工
程における仮付けの後に、当該一次焼成工程にて形成さ
れたポケット部に、チタン（Ｔi ）及び周期律表第１Ｂ
族の金属粉末、更には有機バインダー等の混合されたも
のの中に小粒のダイヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素
（ＣＢＮ）からなる無数の粒子（微細粒子）の充填され
た構成からなるペースト状混合物を塗布し、更に、この
ような状態からなるものを再度焼成する二次焼成工程を
採ることとしたので、この二次焼成工程を経ることによ
って、上記各砥粒の間には無数の粒子の充填されたロー
材が存在するようになる。すなわち、各砥粒は、無数の
微細粒子の充填されたロー材にて結合された状態とな
る。そして、このロー材内に充填された微細粒子は、ダ
イヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からな
るものであるので、上記二次焼成工程において、上記ロ
ー材内に含まれるチタン（Ｔi ）との間にチタンカーバ
イト（Ｔi Ｃ）等からなるメタライジング層が形成され
ることとなる。このメタライジング層を介して、上記微
細粒子とロー材とが結合されるとともに、当該ロー材と
上記各砥粒とが結合されることとなる。従って、上記各
砥粒は、上記ロー材内に充填された微細粒子を介して連
結された状態となる。すなわち、各砥粒はロー材内に充
填された微細粒子を介して固体接触している状態とな
る。なお、このような状態において、各砥粒と砥石台金
との間は、上記一次焼成工程における仮付けによって確
実に保持されているので、上記二次焼成工程によって
は、上記砥粒と砥石台金との間に微細粒子の侵入するこ
と等が無い。従って、砥粒の浮上がり等が無く、砥石の
外径寸法が精度良く形成されることとなる。

【００１０】そして、このような砥石が重研削等に供さ
れて、各砥粒に大きな力（荷重）が掛かったとしても、
当該力（荷重）は、上記砥粒から上記ロー材内に充填さ
れた微細粒子へと伝達される。そして、このロー材内に
充填された微細粒子へと伝達された力（荷重）は、周り
の微細粒子へと伝達され、最終的には隣りの砥粒へと伝
達される。すなわち、重研削によって砥粒へ入力された
力（荷重）は、上記ロー材内に充填された微細粒子を圧
迫することによって隣りの砥粒等へと伝達され、周りに
分散されることとなる。その結果、ロー材が変形をして
砥粒を変位させてしまう（傾けさせる）というような問
題点が生じなくなる。すなわち、重研削に耐え得ること
となる。

【００１１】また、本発明に用いられる砥粒及びロー材
内に充填される粒子（微細粒子）であるダイヤモンド及
び立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）は、熱伝導度の非常に高
い素材からなるものである。従って、本発明にかかるメ
タルボンド砥石が重研削等に供された場合、ワークとの
間において高温の熱が発生することとなるが、当該熱は
上記砥粒を経て、更にはロー材内の粒子を経て砥石台金
等へと放散されることとなる。すなわち、本発明にかか
る砥石は、熱放散性においても優れているものである。
従って、上記重研削によってワーク及び切刃に生じた熱
は、効率よく放散されることとなり、上記ワークの加工
面等の冷却効果が高められることとなる。

【００１２】また、本発明にかかる砥石にて研削が行な
われると、上記各砥粒の間に形成されるポケット部に
は、鋭利な形状からなる研削屑（切り粉）が溜ることと
なる。しかしながら、本発明においては、このような切
り粉によるロー材（接合材）の損傷は阻止されることと
なる。すなわち、本発明のものにおいては、上記ポケッ
ト部を形成する接合材（ロー材）の部分には、硬度の高
いダイヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）か
らなる微細粒子が充填されていることより、上記研削屑
（切り粉）の先端部が上記ポケット部の接合材表面に接
触したとしても、接合材の表面部が削り取られたりする
ようなことがほとんど無い。従って、従来のものにおい
て懸念されていた、研削屑（切り粉）による接合材の損
傷等の問題が生じなくなる。すなわち、本発明による砥
石による研削加工が連続的に行なわれても、接合材によ
る砥粒のグリップ力は低下せず、重研削を続けることが
可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１及び図２を基に説明する。本発明の実施の形態のその
構成は、図１に示す如く、ダイヤモンドあるいは立方晶
窒化ホウ素（ＣＢＮ）からなる複数の砥粒１と、これら
複数の各砥粒１の間を接合する接合材４と、上記各砥粒
１及び上記接合材４を保持する砥石台金６と、からなる
ことを基本とするものである。なお、このような構成に
おいて、上記接合材４は、金属材料からなるロー材２を
基礎にして形成されるものである。そして、当該ロー材
２内に、ダイヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢ
Ｎ）からなるものであって小粒の形態からなる微細粒子
３の無数に充填された構成からなるものである。

【００１４】また、このような基本構成において、上記
接合材４の一部を成すロー材２は、チタン（Ｔi ）を含
む周期律表第４Ａ族の金属、バナジウム（Ｖ）を含む周
期律表第５Ａ族の金属、及びクロム（Ｃr ）を含む周期
律表第６Ａ族の金属のうちのいずれか一つと、銅（Ｃu
）、銀（Ａg ）、金（Ａu ）を含む周期律表第１Ｂ族
のなかの少なくともいずれか一つの金属との合金からな
ることを基本とするものである。このような構成におい
て、そのロー材２が、例えば、チタン（Ｔi ）と、銅
（Ｃu ）、銀（Ａg ）等からなるものである場合につい
て考察する。すなわち、この場合には、まず、上記チタ
ン、銅、銀等からなる金属粉末と有機バインダーとが混
合される。そして、このように混合され、ペースト状に
なったもの、すなわち、このようなペースト状物体７を
鉄（Ｆe ）等の金属からなる砥石台金６上に塗布する。
このようにペースト状物体７が塗布された上に、ダイヤ
モンド等からなる砥粒１を、均一な状態に分布するよう
付着させる。そして、このような状態のものを、約８４
０℃〜９４０℃にて焼成して、上記砥粒１を砥石台金６
上に仮付けする。なお、これら仮付けされる砥粒１とし
ては、ダイヤモンド砥粒あるいは立方晶窒化ホウ素（Ｃ
ＢＮ）砥粒のうちのいずれか一方のもの、または、これ
らダイヤモンド砥粒と立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒
との混合されたものが用いられる。

【００１５】このように砥粒１が砥石台金６上に仮付け
された状態において、図２の（ニ）に示す如く、上記チ
タン（Ｔi ）入り合金をベースとしたロー材２内にダイ
ヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からなる
微細粒子３の充填されたペースト状混合物８が塗布さ
れ、二次焼成工程が行なわれる。これによって、無数の
微細粒子３の充填された接合材４が上記各砥粒１の間を
埋めつくすようになる。なお、この微細粒子３と上記ロ
ー材２との間においても、メタライジング層を介して強
固な結合構造が形成されることとなる。すなわち、各砥
粒１の間は、図１に示す如く、微細粒子３の充填された
ロー材２を介して連結されている構成となる。このよう
に、各砥粒１は、微細粒子３の充填されたロー材２にて
形成される接合材４にて、強力に保持（グリップ）され
ることとなる。

【００１６】すなわち、上記砥粒１の周りには、上記ロ
ー材２が、例えばチタン（Ｔi ）入りのロー材であっ
て、かつ、上記砥粒１がダイヤモンド砥粒である場合、
当該砥粒１の表面には、チタンカーバイト（Ｔi Ｃ）か
らなるメタライジング層が形成されることとなる。そし
て、このメタライジング層は、半金属性のものからなる
ものであるので、上記ロー材２を形成する銅（Ｃu ）、
銀（Ａg ）等の金属と融合しやすい性質を有している。
従って、各砥粒１は、図１に示す如く、その表面に形成
されたメタライジング層を介してロー材２と結合される
ようになる。その結果、上記ロー材２は、上記砥粒１の
周り全体に引き付けられるようになる。すなわち、ロー
材２は砥粒１の周りに濡れ上がって来て、砥粒１と全面
的な結合が行なわれるとともに、ロー材２自体も合金の
形成により強力な結合構造を形成することとなる。

【００１７】次に、このような構成からなるメタルボン
ド砥石の製造方法について、図２を基に説明する。ま
ず、チタン（Ｔi ）を含む周期律表第４Ａ族の金属、バ
ナジウム（Ｖ）を含む周期律表第５Ａ族の金属、及びク
ロム（Ｃr ）を含む周期律表第６Ａ族の金属のうちのい
ずれか一つのものによって形成される金属粉末と、銅
（Ｃu ）、銀（Ａg ）、金（Ａu ）等の周期律表第１Ｂ
族の金属粉末とを適当な有機バインダーを加えて混合
し、ペースト状のもの（ペースト状物体）７を造る。そ
して、このようなペースト状物体７を、図２の（イ）に
示す如く、砥石台金６上に塗布する。次に、このような
状態のペースト状物体７の上に、図２の（イ）に示す如
く、ダイヤモンド砥粒あるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢ
Ｎ）砥粒を均一な状態に付着させる。これによって、図
２の（ロ）に示す如く、砥石台金６上に、ペースト状物
体７を介して砥粒１の付着した状態のものが形成され
る。なお、砥粒１を付着させるにあたっては、上記の外
に、ダイヤモンド砥粒と立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥
粒とを所定の割合で混合したものを付着させる方法、あ
るいは、ある特定の箇所にはダイヤモンド砥粒を付着さ
せ、他の箇所には立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒を付
着させ、全体として斑模様状に砥粒１を付着させる方法
等も考えられる。

【００１８】次に、このようにして所定の状態に形成さ
れたものを、焼成工程にて焼成し、砥粒１をロー材２に
て砥石台金６上に仮付けする（一次焼成工程）。なお、
この一次焼成に当っては、上記ロー材２を形成する金属
材が酸化物を形成することのないようにするため、上記
焼成工程を行なう炉内の雰囲気を、アルゴンガス等の不
活性ガスの充填された状態、または、真空状態に保持す
る。このような状態において一次焼成工程が行なわれ
る。また、このときの炉内は、８４０℃ないし９４０℃
程度の温度に加熱される。この温度は、砥粒１の表面に
チタンカーバイト（Ｔi Ｃ）からなるメタライジング層
が形成されるとともに、ロー材２を形成する各種金属が
溶融して合金を形成する範囲の温度である。すなわち、
あまり高温状態で、かつ、長時間加熱されると、砥粒１
が、例えばダイヤモンドである場合、当該砥粒１の表面
のチタンカーバイト層（Ｔi Ｃ）が深くなり過ぎ、ロー
材２との結合強度が低下するおそれがある。従って、こ
れを避けるために、焼成条件を、上記温度範囲内及び適
宜時間内に設定することとしている。

【００１９】このような一次焼成による仮付け工程を経
ることによって、砥粒１の周りは、図２の（ハ）に示す
如く、濡れ上がった金属製のロー材２によって被われる
とともに、各砥粒１は当該ロー材２によって保持される
こととなる。また、ロー材２と砥石台金６との間におい
ても、両者は金属どうしであるので、合金を形成し、こ
れによって両者は結合されることとなる。すなわち、仮
付けされることとなる。なお、これらロー材２の濡れ上
がりの際に、当該ロー材２が引き上げられ、砥粒１と砥
粒１との間には、図２の（ハ）に示す如く、凹陥状のポ
ケット部５が形成されることとなる。

【００２０】なお、上記構成において、上記メタライジ
ング層は、上記チタンカーバイト（Ｔi Ｃ）の代わり
に、ジルコニウムカーバイト（Ｚr Ｃ）、バナジウムカ
ーバイト（ＶＣ）、あるいはクロムカーバイト（Ｃr
Ｃ）等にて形成される場合もある。この場合において
も、これらメタライジング層と銅（Ｃu ）、銀（Ａg
）、金（Ａu ）を含む周期律表第１Ｂ族の金属とは融
合しやすくなっているので、ダイヤモンド砥粒１とロー
材２との濡れ性が良くなり、両者の結合力は強固にな
る。また、上記構成は、砥粒１に立方晶窒化ホウ素（Ｃ
ＢＮ）を用いた場合にも、同じように、ホウ素（Ｂ）と
チタン（Ｔi ）との間においてメタライジング層が形成
されることとなり、これによって、両者は強力に結合さ
れることとなる。

【００２１】次に、このような状態において、図２の
（ニ）工程に示す如く、上記図２の（ハ）工程にて各砥
粒間に形成されることとなった凹陥状のポケット部５
に、チタン（Ｔi ）等の金属粉末と、周期律表第１Ｂ族
の金属粉末と、更には有機バインダーとからなり、これ
らが混ぜ合わされることによってペースト状の性状を有
するようになった上記ペースト状物体７を基礎にして形
成されるものであって、当該ペースト状物体７内に、ダ
イヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からな
る微細粒子３の充填されたペースト状混合物８を塗布す
る。そして、このようにして、上記ポケット部５内にペ
ースト状混合物８の塗布された状態のものを、上記一次
焼成工程（仮付け工程）の場合と同様、不活性ガスの充
填された状態、あるいは真空状態の保持された炉内に
て、約８４０℃ないし９４０℃の温度にて再度焼成する
（二次焼成工程）。

【００２２】このような二次焼成工程を経ることによっ
て、上記一次焼成工程（仮付け工程）にて形成されてい
たロー材２（図２の（ハ）工程）と、上記ペースト状混
合物８中の金属粉末とが再融合して、新たな接合材４を
形成することとなる（図２（ホ））。そして、この新た
な接合材４は、チタン（Ｔi ）を含むロー材２をベース
にして、その中に、ダイヤモンドあるいは立方晶窒化ホ
ウ素（ＣＢＮ）からなる微細粒子３が無数に充填されて
いる構成からなるものである。そして更に、この微細粒
子３とチタン入りロー材２との間、及び当該チタン入り
ロー材２と砥粒１との間は、チタンカーバイト（ＴiＣ
）等からなるメタライジング層を介して強固に結合さ
れている構成となっている。特に、接合材４内には、図
２の（ホ）に示す如く、ダイヤモンドあるいは立方晶窒
化ホウ素（ＣＢＮ）等からなる硬度の高い微細粒子３が
密な状態で充填されている構成となっている。このよう
に、本接合材４は、上記微細粒子３の充填によって、強
度及び表面硬度も高められている。従って、重研削等に
より砥粒１に大きな荷重（力）が加わったとしても、接
合材４が変形したりすることが無いようになっている。

【００２３】次に、このような構成からなる本発明の実
施の形態の作用等について説明する。なお、本発明の実
施の形態についての作用も、基本的には、上記作用の欄
のところで説明したものと同じである。すなわち、図２
に示すような各工程を経ることによって形成された本メ
タルボンド砥石は、図１に示す如く、砥粒１の周りに接
合材４が設けられており、しかも、この接合材４は、延
性及び展性に富むロー材２と、当該ロー材２の内部に充
填された無数の微細粒子３とからなるものである。そし
て、この微細粒子３は、上記砥粒１と同じダイヤモンド
あるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からなるものであ
り、強度及び硬度の非常に高いものである。そして更
に、これら砥粒１及び微細粒子３の表面には、これら砥
粒１及び微細粒子３がダイヤモンドである場合、チタン
カーバイト（Ｔi Ｃ）、バナジウムカーバイト（Ｖ
Ｃ）、クロムカーバイト（Ｃr Ｃ）からなるメタライジ
ング層が形成されており、このメタライジング層を介し
て上記ロー材２と砥粒１及び微細粒子３とは、強力に結
合されることとなる。

【００２４】また、当該ロー材２自体においても、チタ
ン（Ｔi ）、銅（Ｃu ）、銀（Ａg）、金（Ａu ）等か
らなる合金、あるいはバナジウム（Ｖ）、銅（Ｃu ）、
銀（Ａg ）、金（Ａu ）等からなる合金、またはクロム
（Ｃr ）、銅（Ｃu ）、銀（Ａg ）、金（Ａu ）等から
なる合金が形成されることとなるので、濡れ性のある強
力な接合材が形成されることとなる。従って、本実施例
においては、上記濡れ性に優れたロー材２を基礎にし
て、当該ロー材２内に硬度の高い、かつ、強度の高い微
細粒子３の充填された強靭な接合材４が形成されること
となる。

【００２５】また、このようなロー材２の溶融が行なわ
れるに際しては、図２の（ハ）に示す如く、まず、砥粒
１が、砥石台金６上に上記ロー材２にて仮付けされる。
そして、このように仮付けされた状態において、図２の
（ニ）に示す如く、上記各砥粒１の間に形成されるポケ
ット部５内に、上記チタン（Ｔi ）入りのロー材２をベ
ースとするものであって当該ロー材２内にダイヤモンド
あるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からなる微細粒子
３の充填されたペースト状混合物８が塗布され、二次焼
成工程が行なわれる。これによって、上記各砥粒１は、
無数の微細粒子３にて補強された接合材４によって、上
記砥石台金６上に強力に保持（グリップ）されることと
なる。

【００２６】このように、本発明の実施の形態のものに
あっては、上記構成からなるロー材２内には、図１に示
す如く、硬度の高い微細粒子３が密の状態で充填されて
いることより、上記ポケット部５の表面硬度も非常に高
くなっている。従って、ワークから削り出された研削屑
（切り粉）９９が、当該ポケット部５内にて、砥粒１の
周りの接合材４の部分をこすったりしても、当該接合材
４の表面が削り取られたりすることがほとんど無い。従
って、接合材４の表面層が損傷したりすることがなく、
濡れ性に富むロー材２の部分と相まって、砥粒１は強力
にグリップされることとなる。その結果、砥粒１の早期
脱落はほとんど生じなくなる。

【００２７】また、本発明の実施の形態のものにおいて
は、上記各砥粒１の間には、上記ロー材２の濡れ上がり
現象によって凹陥部が形成されることとなり、この凹陥
部を基礎として、図１に示すようなポケット部５が形成
されることとなる。そして、これらは研削砥石において
逃げ部を形成することとなる。また、この逃げ部は、そ
の平面視（砥石の研削面）において連続した状態となっ
ており、研削面における逃げ溝を形成することとなる。
従って、このポケット部（逃げ部）５は、研削時におけ
る研削油の油溜り場、あるいは研削屑（切り粉）の溜り
場を形成するとともに、これらの逃げ溝をも形成するこ
ととなる。従って、上記ポケット部５に溜った切り粉９
９は、上記逃げ溝を介して研削油とともに排出されるこ
ととなる。これらのことより、上記ポケット部５は、研
削砥石及びワークの冷却に寄与することとなる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、複数の砥粒と、当該複
数の砥粒の各砥粒間を接合する金属材料からなる接合材
とからなるメタルボンド砥石に関して、上記各砥粒を、
ダイヤモンド及び立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）のうちの
いずれか一方のものにて形成させるとともに、これら各
砥粒を、チタン（Ｔi ）を含む周期律表第４Ａ族の金
属、バナジウム（Ｖ）を含む周期律表第５Ａ族の金属、
及びクロム（Ｃr ）を含む周期律表第６Ａ族の金属のう
ちのいずれか一つのものと、周期律表第１Ｂ族の金属と
の合金からなるロー材にて砥石台金上に仮付けし、更
に、このように仮付けされた各砥粒の間を、チタン（Ｔ
i ）を含む周期律表第４Ａ族の金属、バナジウム（Ｖ）
を含む周期律表第５Ａ族の金属、及びクロム（Ｃr ）を
含む周期律表第６Ａ族の金属のうちのいずれか一つの族
の金属と、周期律表第１Ｂ族の金属との合金からなるロ
ー材にて形成されるものであって、その内部にダイヤモ
ンド及び立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）のうちのいずれか
一方のものにて形成される微細粒子の無数に充填された
接合材にて結合するようにした構成を採ることとしたの
で、柔軟性のあるロー材をベースとした接合材にて砥粒
が保持されるとともに、上記ロー材と上記砥粒とは、当
該砥粒の表面に形成されるメタライジング層を介して全
面的な結合が行なわれるようになり、上記砥粒は上記接
合材にて強力に保持（グリップ）されるようになった。
また、上記接合材内には、上記砥粒と同じ素材からなる
微細粒子が無数に充填されており、これによって上記柔
軟性のある接合材の強度・剛性が高められることとなっ
たので、上記砥粒は、上記接合材によって強力に保持さ
れることとなり、重研削に耐え得るようになった。

【００２９】また、上記各砥粒は、砥石台金上に仮付け
手段によって確実に保持されることとなるので、上記二
次焼成工程によっては、上記砥粒と砥石台金との間に微
細粒子の侵入することが無くなった。従って、砥粒の浮
上がり等が無くなり、砥石の外径寸法等が精度良く仕上
げられることとなり、砥石成形後におけるツルーイング
加工等を施す必要が無くなった。また、上記微細粒子の
充填によって、接合材の表面硬度が高められることとな
ったので、研削屑（切り粉）による接合材の摩耗等が阻
止されるようになり、これによっても砥粒の早期脱落等
が防止されるようになった。

【００３０】また、上記構成からなるメタルボンド砥石
に関して、その製造方法を、チタン（Ｔi ）を含む周期
律表第４Ａ族の金属、バナジウム（Ｖ）を含む周期律表
第５Ａ族の金属、及びクロム（Ｃr ）を含む周期律表第
６Ａ族の金属のうちのいずれか一つのものからなる金属
粉末と、周期律表第１Ｂ族の金属粉末と、更には有機バ
インダーとを混合するとともに、これら混合されてペー
スト状の性状を有するようになったもの（以下ペースト
状物体という）を金属材料からなる砥石台金上に塗布す
る工程と、上記ペースト状物体の塗布された上に、ダイ
ヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）からなる
砥粒群を均一な状態に付着させる工程と、これらペース
ト状物体上に砥粒の付着した状態のものを所定の温度に
て焼成し、仮付けする一次焼成工程と、当該一次焼成工
程により上記各砥粒間に形成されることとなったポケッ
ト部に、上記ペースト状物体を基礎として、当該ペース
ト状物体内に、ダイヤモンドあるいは立方晶窒化ホウ素
（ＣＢＮ）からなるものであって小粒の形態からなる粒
子の無数に充填された状態のもの（以下ペースト状混合
物という）を塗布するとともに、このようにポケット部
内に上記ペースト状混合物の塗布された状態のものを所
定の温度にて再度焼成する二次焼成工程と、からなるよ
うにしたので、砥粒の保持力（グリップ力）の強化され
た、かつ、ポケット部表面の耐摩耗性の強化されたメタ
ルボンド砥石が、容易に、しかも安価に製造されるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるメタルボンド砥石の全体構成を
示す部分断面図である。

【図２】本発明にかかるメタルボンド砥石の製造工程を
示す図である。

【図３】従来例にかかるメタルボンド砥石の構造を示す
部分断面図である。

【符号の説明】

１ 砥粒 ２ ロー材 ３ 粒子（微細粒子） ４ 接合材 ５ ポケット部 ６ 砥石台金 ７ ペースト状物体 ８ ペースト状混合物 ９９ 研削屑（切り粉）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平岩 昇 愛知県岡崎市舞木町字城山１番地54 豊田 バンモップス株式会社内 (72)発明者 諸戸 隆幸 愛知県岡崎市舞木町字城山１番地54 豊田 バンモップス株式会社内 (72)発明者 二宮 昭政 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の砥粒と、当該複数の砥粒の各砥粒
   間を接合する金属材料からなる接合材と、にて形成され
   るメタルボンド砥石において、上記各砥粒を、ダイヤモ
   ンド及び立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）のうちのいずれか
   一方のものにて形成させるとともに、これら各砥粒の間
   を接合する接合材を、チタン（Ｔi ）を含む周期律表第
   ４Ａ族の金属、バナジウム（Ｖ）を含む周期律表第５Ａ
   族の金属、及びクロム（Ｃr ）を含む周期律表第６Ａ族
   の金属のうちのいずれか一つの族の金属と、周期律表第
   １Ｂ族の金属との合金からなるロー材にて形成させ、更
   に、当該ロー材内に、ダイヤモンド及び立方晶窒化ホウ
   素（ＣＢＮ）のうちのいずれか一方のものにて形成され
   るものであって、上記砥粒よりも小粒の形態からなる粒
   子を無数に有するようにした構成からなることを特徴と
   するメタルボンド砥石。
2. 【請求項２】 複数の砥粒と、当該複数の砥粒の各砥粒
   間を接合する金属材料からなる接合材と、にて形成され
   るメタルボンド砥石において、上記各砥粒を、ダイヤモ
   ンド及び立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）のうちのいずれか
   一方のものにて形成させるとともに、これら各砥粒を、
   チタン（Ｔi ）を含む周期律表第４Ａ族の金属、バナジ
   ウム（Ｖ）を含む周期律表第５Ａ族の金属、及びクロム
   （Ｃr）を含む周期律表第６Ａ族の金属のうちのいずれ
   か一つの族の金属と、周期律表第１Ｂ族の金属との合金
   からなるロー材にて砥石台金上に仮付けし、更に、この
   ように仮付けされた各砥粒の間を、チタン（Ｔi ）を含
   む周期律表第４Ａ族の金属、バナジウム（Ｖ）を含む周
   期律表第５Ａ族の金属、及びクロム（Ｃr ）を含む周期
   律表第６Ａ族の金属のうちのいずれか一つの族の金属
   と、周期律表第１Ｂ族の金属との合金からなるロー材に
   て形成されるものであって、その内部にダイヤモンド及
   び立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）のうちのいずれか一方の
   ものにて形成される微細粒子の無数に充填された接合材
   にて結合することとした構成からなることを特徴とする
   メタルボンド砥石。
3. 【請求項３】 チタン（Ｔi ）を含む周期律表第４Ａ族
   の金属、バナジウム（Ｖ）を含む周期律表第５Ａ族の金
   属、及びクロム（Ｃr ）を含む周期律表第６Ａ族の金属
   のうちのいずれか一つのものからなる金属粉末と、周期
   律表第１Ｂ族の金属粉末と、更には有機バインダーとを
   混合するとともに、これら混合されてペースト状の性状
   を有するようになったもの（以下ペースト状物体とい
   う）を金属材料からなる砥石台金上に塗布する工程と、
   上記ペースト状物体の塗布された上に、ダイヤモンド及
   び立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）のうちのいずれか一方の
   ものにて形成される砥粒群を均一な状態に付着させる工
   程と、これらペースト状物体上に砥粒の均一に付着した
   状態のものを所定の温度にて焼成する一次焼成工程と、
   当該一次焼成工程により上記各砥粒間に形成されること
   となったポケット部に、上記ペースト状物体を基礎とし
   て、当該ペースト状物体内にダイヤモンド及び立方晶窒
   化ホウ素（ＣＢＮ）のういちのいずれか一方のものから
   なるものであって、小粒の形態からなる粒子の無数に充
   填された状態のもの（以下ペースト状混合物という）を
   塗布するとともに、このようにポケット部内に上記ペー
   スト状混合物の塗布された状態のものを所定の温度にて
   再度焼成する二次焼成工程と、からなることを特徴とす
   るメタルボンド砥石の製造方法。