超砥粒砥石
【課題】砥粒２に大きな衝撃荷重が作用しても被覆層１に割れを発生することが少なく、砥粒の保持力が低下しない超砥粒砥石６を提供する。
【解決手段】ｃＢＮ又はダイヤモンドの砥粒２に、砥粒２との密着性が高い繊維強化ガラスを用いた被覆層１を形成した被覆砥粒を製作する。この被覆砥粒を銅、黄銅、ニッケル、鉄等の金属を結合材として粉末冶金法で形成された焼結メタルボンド層３で保持し砥石層５を構成する。砥石層５を所望形状の砥石コア４の表面に一体的に結合して超砥粒砥石を構成する。
繊維強化ガラスは繊維によるクラック進展防止作用により靭性が高いため割れが発生しにくい。このため、大きな衝撃荷重が作用しても被覆層１が割れを発生して脱落することが少なく、研削能率が大きくても砥粒の脱落が少ない。
【解決手段】ｃＢＮ又はダイヤモンドの砥粒２に、砥粒２との密着性が高い繊維強化ガラスを用いた被覆層１を形成した被覆砥粒を製作する。この被覆砥粒を銅、黄銅、ニッケル、鉄等の金属を結合材として粉末冶金法で形成された焼結メタルボンド層３で保持し砥石層５を構成する。砥石層５を所望形状の砥石コア４の表面に一体的に結合して超砥粒砥石を構成する。
繊維強化ガラスは繊維によるクラック進展防止作用により靭性が高いため割れが発生しにくい。このため、大きな衝撃荷重が作用しても被覆層１が割れを発生して脱落することが少なく、研削能率が大きくても砥粒の脱落が少ない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超砥粒を用いたメタルボンド砥石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ｃＢＮ又はダイヤモンドの砥粒をメタルボンドで保持した砥石において、砥粒の保持力を強くするために、砥粒に砥粒との密着性の高いガラス又はセラミックの被覆層を形成し、被覆層の表面の凹凸によりメタルボンドとの結合力を強くする従来技術１（例えば、特許文献１参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１０４５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術１では、ガラス質又はセラミックスを用いて被覆層を形成することで砥粒保持力を大きくしている。ガラス質又はセラミックスは高脆性材料であり、過大な衝撃荷重が作用すると割れを発生する恐れがある。砥粒の被覆層に割れが発生すると、被覆層が細分化されて脱落するため、砥粒の保持力が低下する。
研削効率の向上のためさらなる高能率研削が求められており、それに伴い砥粒に作用する衝撃荷重も大きくなっている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、砥粒に大きな衝撃荷重が作用しても被覆層に割れを発生することが少なく、砥粒の保持力が低下しない超砥粒砥石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、ｃＢＮ又はダイヤモンドの砥粒に繊維強化ガラスを用いた被覆層を形成しメタルボンドで保持することである。
【０００６】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記繊維強化ガラスの母材に、ケイ酸ガラスまたはホウケイ酸ガラスを用いることである。
【０００７】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２に係る発明において、前記繊維強化ガラスの繊維として、アルミナウイスカまたはジルコニアウイスカまたは珪灰石または珪酸ジルコニウムの少なくも１種類を配合することである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項1、請求項２、請求項３に係る発明によれば、繊維強化ガラスは母材がガラスなので砥粒との密着性が高く、かつ繊維によるクラック進展防止作用により靭性が高いため割れが発生しにくい。このため、大きな衝撃荷重が作用しても被覆層に割れを発生することが少なく、研削能率が大きくても砥粒の脱落が少ない。結果として高能率研削を実施しても寿命の長い超砥粒砥石を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の超砥粒砥石の断面部分図である。
【図２】本実施形態の被覆層の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図１、図２に基づき説明する。
図１において、超砥粒砥石６は、砥石層５が所望形状の砥石コア４の表面に一体的に結合されて構成されている。砥石層５は、繊維強化ガラスがコーティングされた被覆層１を備えたｃＢＮ又はダイヤモンド砥粒２が、銅、黄銅、ニッケル、鉄等の金属を結合材として粉末冶金法で形成された焼結メタルボンド層３に埋め込み結合されて構成されている。
ここで、繊維強化ガラスとは図２に示すように、ガラスの母材１１中にセラミックスからなる繊維組織１２を数パーセント程度分散させたもので、繊維組織１２としては、径が１μｍ以下で長さが１０〜１００μｍ程度の結晶であるウイスカ又は径が２０μｍ以下で長さが１００μｍ以下であるファイバーを用いる。
母材１１のガラスとしては砥粒との接着性の良いケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスが好適である。繊維組織１２としては母材と線膨張係数が近いアルミナウイスカまたはジルコニアウイスカまたは珪灰石または珪酸ジルコニウムなどが好適である。
【００１１】
製造方法は砥粒２の周面に粘結剤等により繊維強化ガラス粉末を満遍なく付着させ、それを加熱炉の中で加熱して、ガラスを融かして砥粒２に密着させた後、冷却すると砥粒２の表面が繊維強化ガラスの被覆層１で被覆された被覆砥粒が得られる。
【００１２】
次に、その被覆砥粒と銅、黄銅、ニッケル、鉄等の金属粉末とを混合したものを金型の内周面と砥石コア４の外周面との空間に充填した上で、焼成する。
こうして、ｃＢＮ又はダイヤモンド砥粒２に繊維強化ガラスの被覆層１が形成された被覆砥粒がメタルボンド層３に埋め込まれ強固に保持された砥石層５が砥石コア４と一体化した超砥粒砥石６が形成される。
【００１３】
本発明の超砥粒砥石６を用いて高能率の研削を行うと、砥粒２に作用する衝撃力が母材１１のガラスの破壊靭性値を超えると被覆層１の母材１１にはクラックが発生するが、配合された繊維組織１２のブリッジング効果によりクラックの進展が阻止される。このため、クラックが被覆層１を貫通して被覆層１が小片に分割され分離脱落することが防止され、砥粒２の保持力低下を防止できる。結果として、高能率研削においても砥粒２の脱落の少ない超砥粒砥石５を実現できる。
【符号の説明】
【００１４】
１：被覆層 ２：砥粒 ３：焼結メタルボンド層 ４：砥石コア ５：砥石層 ６：超砥粒砥石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超砥粒を用いたメタルボンド砥石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ｃＢＮ又はダイヤモンドの砥粒をメタルボンドで保持した砥石において、砥粒の保持力を強くするために、砥粒に砥粒との密着性の高いガラス又はセラミックの被覆層を形成し、被覆層の表面の凹凸によりメタルボンドとの結合力を強くする従来技術１（例えば、特許文献１参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１０４５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術１では、ガラス質又はセラミックスを用いて被覆層を形成することで砥粒保持力を大きくしている。ガラス質又はセラミックスは高脆性材料であり、過大な衝撃荷重が作用すると割れを発生する恐れがある。砥粒の被覆層に割れが発生すると、被覆層が細分化されて脱落するため、砥粒の保持力が低下する。
研削効率の向上のためさらなる高能率研削が求められており、それに伴い砥粒に作用する衝撃荷重も大きくなっている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、砥粒に大きな衝撃荷重が作用しても被覆層に割れを発生することが少なく、砥粒の保持力が低下しない超砥粒砥石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、ｃＢＮ又はダイヤモンドの砥粒に繊維強化ガラスを用いた被覆層を形成しメタルボンドで保持することである。
【０００６】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記繊維強化ガラスの母材に、ケイ酸ガラスまたはホウケイ酸ガラスを用いることである。
【０００７】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２に係る発明において、前記繊維強化ガラスの繊維として、アルミナウイスカまたはジルコニアウイスカまたは珪灰石または珪酸ジルコニウムの少なくも１種類を配合することである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項1、請求項２、請求項３に係る発明によれば、繊維強化ガラスは母材がガラスなので砥粒との密着性が高く、かつ繊維によるクラック進展防止作用により靭性が高いため割れが発生しにくい。このため、大きな衝撃荷重が作用しても被覆層に割れを発生することが少なく、研削能率が大きくても砥粒の脱落が少ない。結果として高能率研削を実施しても寿命の長い超砥粒砥石を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の超砥粒砥石の断面部分図である。
【図２】本実施形態の被覆層の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図１、図２に基づき説明する。
図１において、超砥粒砥石６は、砥石層５が所望形状の砥石コア４の表面に一体的に結合されて構成されている。砥石層５は、繊維強化ガラスがコーティングされた被覆層１を備えたｃＢＮ又はダイヤモンド砥粒２が、銅、黄銅、ニッケル、鉄等の金属を結合材として粉末冶金法で形成された焼結メタルボンド層３に埋め込み結合されて構成されている。
ここで、繊維強化ガラスとは図２に示すように、ガラスの母材１１中にセラミックスからなる繊維組織１２を数パーセント程度分散させたもので、繊維組織１２としては、径が１μｍ以下で長さが１０〜１００μｍ程度の結晶であるウイスカ又は径が２０μｍ以下で長さが１００μｍ以下であるファイバーを用いる。
母材１１のガラスとしては砥粒との接着性の良いケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスが好適である。繊維組織１２としては母材と線膨張係数が近いアルミナウイスカまたはジルコニアウイスカまたは珪灰石または珪酸ジルコニウムなどが好適である。
【００１１】
製造方法は砥粒２の周面に粘結剤等により繊維強化ガラス粉末を満遍なく付着させ、それを加熱炉の中で加熱して、ガラスを融かして砥粒２に密着させた後、冷却すると砥粒２の表面が繊維強化ガラスの被覆層１で被覆された被覆砥粒が得られる。
【００１２】
次に、その被覆砥粒と銅、黄銅、ニッケル、鉄等の金属粉末とを混合したものを金型の内周面と砥石コア４の外周面との空間に充填した上で、焼成する。
こうして、ｃＢＮ又はダイヤモンド砥粒２に繊維強化ガラスの被覆層１が形成された被覆砥粒がメタルボンド層３に埋め込まれ強固に保持された砥石層５が砥石コア４と一体化した超砥粒砥石６が形成される。
【００１３】
本発明の超砥粒砥石６を用いて高能率の研削を行うと、砥粒２に作用する衝撃力が母材１１のガラスの破壊靭性値を超えると被覆層１の母材１１にはクラックが発生するが、配合された繊維組織１２のブリッジング効果によりクラックの進展が阻止される。このため、クラックが被覆層１を貫通して被覆層１が小片に分割され分離脱落することが防止され、砥粒２の保持力低下を防止できる。結果として、高能率研削においても砥粒２の脱落の少ない超砥粒砥石５を実現できる。
【符号の説明】
【００１４】
１：被覆層 ２：砥粒 ３：焼結メタルボンド層 ４：砥石コア ５：砥石層 ６：超砥粒砥石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｃＢＮ又はダイヤモンドの砥粒に繊維強化ガラスを用いた被覆層を形成しメタルボンドで保持する超砥粒砥石。
【請求項２】
前記繊維強化ガラスの母材に、ケイ酸ガラスまたはホウケイ酸ガラスを用いる請求項１記載の超砥粒砥石。
【請求項３】
前記繊維強化ガラスの繊維として、アルミナウイスカまたはジルコニアウイスカまたは珪灰石または珪酸ジルコニウムの少なくも１種類を配合する請求項１または請求項２記載の超砥粒砥石。
【請求項１】
ｃＢＮ又はダイヤモンドの砥粒に繊維強化ガラスを用いた被覆層を形成しメタルボンドで保持する超砥粒砥石。
【請求項２】
前記繊維強化ガラスの母材に、ケイ酸ガラスまたはホウケイ酸ガラスを用いる請求項１記載の超砥粒砥石。
【請求項３】
前記繊維強化ガラスの繊維として、アルミナウイスカまたはジルコニアウイスカまたは珪灰石または珪酸ジルコニウムの少なくも１種類を配合する請求項１または請求項２記載の超砥粒砥石。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２４０１２６（Ｐ２０１２−２４０１２６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９２７６（Ｐ２０１１−１０９２７６）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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