JPS6085869A - 砥石 - Google Patents

砥石

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JPS6085869A
JPS6085869A JP19403483A JP19403483A JPS6085869A JP S6085869 A JPS6085869 A JP S6085869A JP 19403483 A JP19403483 A JP 19403483A JP 19403483 A JP19403483 A JP 19403483A JP S6085869 A JPS6085869 A JP S6085869A
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JP
Japan
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particles
abrasive
films
grindstone
binder
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JP19403483A
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English (en)
Inventor
Masahiro Hashimoto
政弘 橋本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は難削材の加工、特にその仕上加工に好適な砥
石に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
超硬金属、ガラス、セラミックス、その他いわゆる難削
材の加工には、一般に、ダイヤモンド砥石が用いられて
いるが、従来の砥石は研削能率が低く、また加工面に研
摩条痕を残す。したがって、精密部品の加工については
、上記砥石を用いて研削加工したのち、仕上加工する必
要があった。また、熱サイクル、熱衝撃1機械的振動な
どが加わるガラス、セラミックスなどの硬脆部品につい
ては、上記加工面に残存する研摩条痕からクラックを発
生する危険があるので、同様に仕上加工をおこなって研
摩条痕を取除く必要がある。
ところで、本出願人は、先に難削材を高能率に研削する
砥石を開発し、これを特願昭57−77733号によっ
て出願した。この砥石は第1図に示すように、ダイヤモ
ンド砥粒(1)をNiなどの導電材料で被覆し、この導
電材料からなる被膜(2)を相互に密着させて各砥粒(
11を直接保持するとともに、この被膜(2)間に結合
剤(3)を介在させて、この結合剤(3)で谷砥粒(1
)を間接的に保持する構造にしたものである。この砥石
はその構造に起因する高い砥粒保持力により砥粒の集中
度を高めることができ、また、適度のチップポケットの
生成により、従来砥石に比べて、高能率研削が可能とな
り、同時に加工面のあらさをいちじるしく向上すること
ができたが、なお精密部品などに対しては仕上加工を必
要としている。
〔発明の目的〕
この発明は高能率研削が可能であると同時に、加工面の
わらさをいちじるしく減少し得る砥石を製作することを
目的とする。
〔発明の概要〕
超砥粒を多数結合剤で一体化するとともに、結合剤中に
セラミックス微粒子を配合したものであり、特に、セラ
ミックス微粒子の粒度を超砥粒の粒度より小さくシ、か
つ、超砥粒を金属被膜で被覆し、この金属被膜を相互に
密着させてセラミックス微粒子が結合剤中に均一に分散
する構造にすることによTO%難削材の加工にきわめて
有効な砥石とした。
以下、この発明を図面を参照し実施例に基づいて説明す
る。
第2図(A)図および(B)図は円板状の台金部の外周
縁部に砥粒部(1υを形成した砥石の一例であって1台
金部はA1などの金属で形成され、その中央部には、研
削盤などの回転軸に取付ける貫通孔(1Oa)が形成さ
れている。この台金α@の外周縁部には、フェノール樹
脂などからなる環状の下地部αりが設けられ、砥粒部a
υはこの下地部(12を介して上記台金(10)に取付
けられている。
第3図はこの砥粒部αυを拡大した第1図に対応する図
であって、(I9は、研削の際主要な切刃として作用す
るダイヤモンド、立方晶窒化珪素、立方晶窒化硼素など
の超砥粒であり、特に図面には、ダイヤモンドは粒を示
した。上記砥粒(L9はs CuIAj、 Au、 A
L、 Sn、 Zn、 Ni、 Or、 Coなとの金
属またはそれの少くとも一種を含む合金からなる金属被
膜Il!で被覆され、この金属被膜−は隣接砥粒部を被
覆する金属被膜1ll19に密接し一体化している。そ
して、この金属被膜11[9で被覆された砥粒部間に、
フェノール、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ。
不飽和ポリエステル、ポリアセタールなどの合成樹脂、
天然の有機高分子材料、ガラスその他の無機結合剤など
から選択された結合剤(17)が介在し。
この結合剤面中にセラミックス微粒子(18が均一に分
散配合されている。このセラミックス微粒子(18は%
8i3N、、 8iC,T、iN、 Tie、 Mo8
.、 WCなどの非酸化物セラミックスまたはA120
g、 ZnO,、Tie、などの酸化物セラミックスか
らなり、その粒度は上記超砥粒(151の粒度より小さ
い。なお、このセラミックス微粒子(へ)に金属被膜を
被着することは任意である。
この砥石の構造上の特徴の一つは、複数の砥粒(1均が
相互に接合して一体化した金属被膜[161によって直
接保持されているとともに、上記金属被膜uBを介して
結合剤面により間接的に保持されている点にある。これ
は基本的に従来公知の砥石にくらべて砥粒保持力が大き
く、集中度の高い砥石を製作しうろことを示している。
しかして、このような砥石にするためには、砥粒(I5
1への金属被膜−の被覆量を30〜80wt%とじ、こ
の金属被覆砥粒を33〜54vo1%、好ましくは40
〜64 vo1%含有させることが必要である。また、
結合剤Iへのセラミックス微粒子0I19の配合量は砥
石性能改善上3〜25VOIl!10にするとよい。
つぎに、この砥石の製造法として、特にフェノール樹脂
を結合剤11ηとした場合について述べると、まず、切
削加工などにより合金(lO)を製作し、その外周縁部
に台金OQおよび砥粒部αυと接着するたとえばフェノ
ール樹脂からなる下地部(12+を形成する。
この下地部0乃は台金OQlを成形型に組込み、モール
ド成形により作ることができる。つぎに、この下地部(
lりを形成した台金00を下地部外周との間に所定寸法
の環状溝を構成するホットプレス成形型に組込む。
砥粒部(11)の形成は、まず、所要粒度の砥粒部9を
選択し、この砥粒部に所要の金属を所要の厚さに被覆す
る。この金属被膜ueの形成はめっき、真空蒸着などの
手段でおこなうことができる。つぎに、この金属被覆砥
粒に所要のセラミックス微粒子(1咎および結合剤(1
7>としてフェノール樹脂を加え均一に混合する。そし
て、この混合物を上記下地部住りとホットプレス成形型
との間の譲状溝に充填する。
しかるのち、これを台金α@、ホットプレス成形型とと
もに加熱し、一定温度に保ちながらホットプレス成形す
る。このホットプレス成形における加熱加圧の条件は被
覆金属の種類、結合剤αDの種類。
金属被覆量、結合剤鰭およびセラミックス粉末の混合量
などによって異なるが、フェノール樹脂を結合剤α力と
する場合は175〜260℃に保持して150〜35(
MC9/cIltの範囲で成形される。
上記加熱加圧によって、砥粒(15)の被覆金属は塑性
変形して隣接砥粒(l騰を被覆する金属被膜Ileと密
着して一体化し、配合したセラミックス粉末の大部分を
結合剤(17)中に分散させる。また、上記加熱加圧は
結合創面中に包含される気泡を放出させ、気泡の少い緻
密構造の砥粒部Iを形成する。
つぎに、この砥石の性能について述べる。
第4図は金属被膜(旧としてNiを56wt%被覆した
粒度分布100/ 120μm($ 100〜# 15
0)のダイヤモンド砥粒を用い、とのNi被覆ダイヤモ
ンド砥粒を結合剤としてのフェノール樹脂に47vo1
%混合し、さらに、セラミックス微粒子(1樟として粒
度の異な配合した砥石は、結合剤1t7)への配合量が
3〜25VO1%粒の保持力が大きくなることを意味す
る。
レジノイド砥石(C)と比較して示したものである。
この評価試験は被剛材としてALNを用い、汎用平面研
削盤にて、砥石回転周速度1800 m/mi n 、
砥石切込量60μm/ pa 8S *テーブル移動速
度(被剛材移動速度) 20.6m/min (砥石(
C)については151’ll/ff11n)第 1 表 で湿式でおこなった結果である。砥石(B)は本願の先
願(特願昭57−77733号)に係る砥石であるが、
この砥石(B)にくらベセラミックス微粒子(l樽を配
合した本願砥石(A)はすべての評価項目についてすぐ
れ、特に砥石寿命を示す研削比について一段とすぐれ、
通常のレジノイド2ダイヤモンド砥石(C)にくらべて
格段にすぐれている。このような研削性能向上の理由は
必ずしも明らかでないが、第1には、前述のようにセラ
ミックス微粒子の配合より砥粒保持力が増し、砥粒α9
の脱落を防いでいること、第2には、セラミックス微粒
子Q樽が結合剤(1ηの減耗を防ぎ、この結合剤減耗に
起因する砥粒(15)の脱落を防止すること、第3には
、セラミックス微粒子1段が直接被削材を研削すること
などによる複合作用に基づくものと考えられる。
第2表は特に仕上用砥石として開発した本願砥石(A)
の研削性能を従来の仕上用砥石(DXE)と比較して示
したものであり、第5図にこれら砥石(K)(D)(B
)の研削動力の変化を示した。なお、被削材および試験
条件は第1表の場合と同じである。
第 2 表 この第5図において、一点鎖線で示した直線(L)は砥
石が目づまりしたときの研削動力レベルであって、従来
の仕上用砥石(E)は曲線(li)で示すように最初か
ら目づまりをおこし、正常な研削ができないことを示し
ている。また、砥石(D)についてL1切込回数15回
で目づま、りをおこしているが、目づまりせず、正常な
研削能力を維持している。
ケラトを生成する第4の作用効果を奏するためと考える
砥石(A)の砥石減耗などの性能が従来砥石(D)(E
)にくらべてずぐれていることは前述の砥石(A)と同
様であるが、仕上用砥石の重要計画項目の一つである面
あらさについても、本願砥石(A)は従来砥石(D)に
くらべて一段とすぐれていることが以上、ダイヤモンド
砥粒をNi被覆し、このNi被覆を相互に密着するとと
もに、結合剤としてフェノール樹脂を用い、この結合剤
中に81sNJ&粒子を配合した砥石について述べたが
、砥粒、被覆金属。
結合剤およびセラミック微粒子の種類は上記実施例に限
定されるものでなく、前記各種のものを用いても同様の
作用効果を奏する。
また、超砥粒を被覆する金属被膜は必ずしも相互に密着
していることを要しない。また、超砥粒を金属で被覆せ
ず、直接結合剤で保持する構造のに金属被膜を形成する
ことは任意である。しかし、この場合はその被膜の厚さ
を超砥粒の金属被膜より薄くする方がよい。
〔発明の効果〕
超砥粒を結合剤で保持し、この結合剤中にセラミック微
粒子を配合すると、下記作用効果を奏する。
(1)セラミックス微粒子を配合しない砥石にくらべて
砥粒保持力が大きくなり、砥粒の脱落すなわち砥粒の減
耗が軽減する。
(2)結合剤中に配合されたセラミックス微粒子が結合
剤の減耗を防ぎ、結合剤減耗に起因する砥粒の脱落すな
わち砥石の減耗を軽減する。
(3)結合剤中に配合されたセラミックス微粒子が超砥
粒とともに被剛材を研削するため、従来砥石にくらべて
一段と研削性能が向上する。
(4)セラミックス微粒子の脱落により適度のチップポ
ケットが生成され、目づまりが防止される。
(5)超砥粒とセラミックス微粒子との複合研削作用に
より、研削加工面の面あらさを減少することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の先願の砥石の構造図、第2図はこの
発明の一実施例である砥石の図であって、(A)図は一
部切欠平面図、(B)図は一部切欠断面図、第3図は第
2図示砥石の砥粒部の構造図、第4図はこの発明の砥石
の抗折力を示す図、第5図は同じく研削動力を示す図で
ある。 (in :台 金 (IU:砥粒部 (IS :ダイヤモンド砥粒(超砥粒)lie : N
i 被膜(、金Jti+am )+1’l) : 81
3N4微粒子(セラミックス微粒子)α榎:結合剤

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超砥粒と、との超砥粒を多数保持する結合剤と、
    上記結合剤中に配合されたセラミックス微粒子とを具備
    することを特徴とする砥石。
  2. (2)セラミックス微粒子の粒度が超砥粒の粒度より小
    さいことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の砥石
  3. (3)超砥粒はその表面を被覆する金属被膜を有しこの
    金属被膜を介して結合剤により保持されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の砥石
  4. (4)超砥粒を被覆する金属被膜が隣接超砥粒を被覆す
    る金属被膜と密接し一体化していることを特徴とする特
    許請求の範囲第2項記載の砥石。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002103232A (ja) * 2000-09-26 2002-04-09 Tkx:Kk 砥石及びその製造方法
WO2019208640A1 (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 住友電気工業株式会社 多結晶砥粒およびそれを備えた研削ホイール
JP2023502070A (ja) * 2019-11-15 2023-01-20 サンーゴバン アブレイシブズ,インコーポレイティド 研磨材製品及びその形成方法

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JPWO2019208640A1 (ja) * 2018-04-27 2021-02-25 住友電気工業株式会社 多結晶砥粒およびそれを備えた研削ホイール
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