JP3407001B2 - Vitrified whetstone - Google Patents
Vitrified whetstoneInfo
- Publication number
- JP3407001B2 JP3407001B2 JP2000076750A JP2000076750A JP3407001B2 JP 3407001 B2 JP3407001 B2 JP 3407001B2 JP 2000076750 A JP2000076750 A JP 2000076750A JP 2000076750 A JP2000076750 A JP 2000076750A JP 3407001 B2 JP3407001 B2 JP 3407001B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grindstone
- vitrified
- grinding
- binder
- abrasive grains
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 82
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 59
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims description 46
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical group O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 42
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 21
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 21
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 20
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 3
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012733 comparative method Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L Phosphate ion(2-) Chemical compound OP([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 229940116007 ferrous phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000155 iron(II) phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- SDEKDNPYZOERBP-UHFFFAOYSA-H iron(ii) phosphate Chemical compound [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O SDEKDNPYZOERBP-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000012217 sodium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ビトリファイド砥
石に関する。ビトリファイド砥石は、天然原料である長
石・陶石・カオリン質粘土等に、石灰石などの媒溶剤を
混合したビトリファイド結合剤に、ダイヤモンドやアル
ミナ等の砥粒を混合し成形・焼成して製造される。砥粒
とビトリファイド結合剤を混合したものは、ビトリファ
イド結合剤を充分溶融させ、砥粒を橋かけするために、
通常1200℃−1350℃の高温で焼成される。このようにし
て製造されたビトリファイド砥石は、ビトリファイド結
合剤によって保持された砥粒によって、被削材を機械的
に除去することができる。しかも、高弾性率を有するた
め主として精密研削に用いられる。本発明はこのような
ビトリファイド砥石に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vitrified grindstone. A vitrified grindstone is manufactured by mixing a natural material such as feldspar, porcelain stone, kaolin clay, etc., with a vitrified bond prepared by mixing a solvent such as limestone with abrasive grains such as diamond and alumina, and molding and firing. . A mixture of abrasive particles and vitrified binder is sufficient to melt the vitrified binder and to bridge the abrasive particles,
It is usually fired at a high temperature of 1200 ° C-1350 ° C. The vitrified grindstone thus manufactured can mechanically remove the work material by the abrasive grains held by the vitrified bond. Moreover, since it has a high elastic modulus, it is mainly used for precision grinding. The present invention relates to such a vitrified grindstone.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、フリットを上記の天然原料からな
る結合剤に混合し、結合剤として使用したビトリファイ
ド砥石や、フリットのみを結合剤として使用したビトリ
ファイド砥石が作られている。このフリットとは、各種
薬品の調合物を溶融し、冷却・固化したものを粉砕した
粉末である。上記のような結合剤を使用したビトリファ
イド砥石は、砥粒と結合剤との接合強度が高くなり、結
合剤自体の強度も向上し、焼成温度が低下する。このた
め、ビトリファイド砥石自体の研削性が向上し、その製
造も容易になる。前記フリットの主骨格は珪酸SiO2 に
少量のアルミナAl2O3を配したアルミノ珪酸であり、融
点を下げ強度を向上するために酸化ナトリウムNa20、酸
化カリウムK2O 、酸化カルシウムCaO 、酸化マグネシウ
ムMgO 、酸化リチウムLi2O 等（以下修飾酸化物で示
す）を添加して作られる。最近では、研削砥石用に、さ
らに性能を向上するため、珪酸SiO2 や酸化ホウ素B2O3
を主骨格とし、上記のような修飾酸化物を添加したい
わゆるホウ珪酸フリットが主流となっており、焼成温度
も1200℃より低い、例えば800 ℃で行うこともできる。
このようなフリットを用いることで、ビトリファイド砥
石の製造が容易になり、ビトリファイド砥石の性能が向
上したが、更なる研削性能の向上や加工の能率化が求め
られている。2. Description of the Related Art In recent years, a vitrified grindstone in which frit is mixed with a binder made of the above-mentioned natural raw material and used as a binder, or a vitrified grindstone in which only frit is used as a binder has been produced. The frit is a powder obtained by melting a mixture of various chemicals, cooling and solidifying the mixture, and then crushing the powder. The vitrified grindstone using the binder as described above has a high bonding strength between the abrasive grains and the binder, the strength of the binder itself is improved, and the firing temperature is lowered. Therefore, the grindability of the vitrified grindstone itself is improved, and the manufacture thereof is facilitated. The main skeleton of the frit is alumino-silicic acid in which a small amount of alumina Al 2 O 3 is arranged in silicate SiO 2 , and sodium oxide Na 2 0, potassium oxide K 2 O, calcium oxide CaO in order to lower the melting point and improve the strength, It is made by adding magnesium oxide MgO, lithium oxide Li 2 O, etc. (hereinafter referred to as modified oxide). Recently, in order to further improve the performance for grinding wheels, silicate SiO 2 and boron oxide B 2 O 3
The mainstream is so-called borosilicate frit in which the main skeleton is added with the above-mentioned modified oxide, and the firing temperature can be lower than 1200 ° C, for example, 800 ° C.
The use of such a frit facilitates the manufacture of a vitrified grindstone and improves the performance of the vitrified grindstone, but further improvement in grinding performance and efficiency of processing are required.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、ホウ珪酸フ
リット等を結合剤として用いることによって、砥粒と結
合剤との結合強度や結合剤自体の強度が高くなり、鋳物
や炭素鋼等の一般被削材の研削性能は向上したが、高速
度鋼や型鋼、耐熱合金等の難削材のように、硬度が高
く、靭性に優れた材質を研削した場合には、切れ味が悪
くなり、加工効率が低くなるという問題がある。さら
に、塩素系や硫黄系の添加物を含んだ砥石を使用した
り、塩素や硫黄を含んだ研削液を使用すれば、界面活性
効果により砥石の切れ味をあげて、研削性能を向上する
ことができるが、砥石や研削液に含まれている塩素や硫
黄が環境に悪影響を与えるので、使用が制限されつつあ
るという問題がある。しかも、研削液には、被削材や研
削盤の錆を防止するために防錆剤が含まれており、環境
に悪影響を与えるので、使用が制限されつつあるという
問題もある。However, the use of borosilicate frit or the like as a binder increases the bonding strength between the abrasive grains and the bonding agent and the strength of the bonding agent itself, so that the general coating material of castings, carbon steel, etc. The grinding performance of the cutting material has improved, but when a material with high hardness and excellent toughness, such as high-speed steel, die steel, and heat-resistant alloys and other difficult-to-cut materials, is ground, the sharpness becomes poor and processing efficiency increases. There is a problem that is low. Furthermore, if you use a grindstone containing chlorine-based or sulfur-based additives, or if you use a grinding fluid containing chlorine or sulfur, you can improve the sharpness of the grindstone by the surface-active effect and improve the grinding performance. However, since chlorine and sulfur contained in the grindstone and the grinding fluid have a bad influence on the environment, there is a problem that their use is being restricted. In addition, the grinding fluid contains a rust preventive agent for preventing rust on the work material and the grinding machine, which adversely affects the environment, so that there is a problem that its use is being limited.
【０００４】本発明はかかる事情に鑑み、一般被削材の
みならず、難削材に対しても加工能率を向上することが
でき、環境に悪影響を及ぼす研削液を使用する必要がな
く、防錆性を有するビトリファイド砥石を提供すること
を目的とする。In view of the above circumstances, the present invention can improve the machining efficiency not only for general work materials but also for difficult-to-cut materials, and it is not necessary to use a grinding fluid that adversely affects the environment, The object is to provide a vitrified grindstone having rust properties.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１のビトリファイ
ド砥石は、砥粒とビトリファイド結合剤とからなる混合
物を焼成して形成された砥石であって、前記ビトリファ
イド結合剤の主成分が五酸化リンとアルミナとからな
り、該焼成された砥石において、前記砥粒の体積割合
が、３５〜５２％であり、前記ビトリファイド結合剤の
体積割合が、４〜３０％であり、該砥石中の気孔の体積
割合が、１８〜６１％であることを特徴とする。請求項
２のビトリファイド砥石は、請求項１記載の発明におい
て、前記ビトリファイド結合剤が、修飾酸化物を含有す
ることを特徴とする。請求項３のビトリファイド砥石
は、請求項１記載の発明において、前記ビトリファイド
結合剤が、網目形成物を含有することを特徴とする。請
求項４のビトリファイド砥石は、請求項１記載の発明に
おいて、前記ビトリファイド結合剤において、五酸化リ
ンの重量とアルミナの重量を合わせた主成分重量の重量
割合が、２０〜８０％であることを特徴とする。請求項
５のビトリファイド砥石は、請求項１記載の発明におい
て、前記ビトリファイド結合剤において、五酸化リンの
重量とアルミナの重量を合わせた主成分重量の重量割合
が、３５〜７５％であることを特徴とする。A vitrified grindstone according to claim 1 is a grindstone formed by firing a mixture of abrasive grains and a vitrified bond, wherein the main component of the vitrified bond is phosphorus pentoxide. And alumina
In the fired grindstone, the volume ratio of the abrasive grains
Of 35 to 52% of the vitrified binder
The volume ratio is 4 to 30%, and the volume of pores in the grindstone.
The ratio is 18 to 61% . A vitrified grindstone according to a second aspect is characterized in that, in the invention according to the first aspect, the vitrified binder contains a modifying oxide. A vitrified grindstone according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the vitrified binder contains a mesh forming product . Vitrified grinding wheel 請 <br/> Motomeko 4 is the invention of claim 1, wherein in the vitrified bond, the weight ratio of the main component by weight of the combined weight of the weight and the alumina of phosphorus pentoxide is from 20 to 80 %. Claim
The vitrified grindstone of No. 5 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the weight ratio of the main component weight of the weight of phosphorus pentoxide and the weight of alumina is 35 to 75% in the vitrified binder. To do.
【０００６】請求項１の発明によれば、砥粒とビトリフ
ァイド結合剤の結合強度が高くなり、少ない結合剤で砥
石を製造することができ、かつ砥石の気孔率を高くする
ことができる。このため、砥石の切れ味がよくなり、研
削能率を向上でき、砥石の耐久性を高くでき、研削コス
トを低減できる。また、鉄等の金属の被削材を加工した
ときには、砥粒や結合剤が被削材と接触したとき、機械
的エネルギーによって、結合剤中のリン酸根による被削
材のリン酸塩化が促進される。よって、被削材が研削し
やすいリン酸塩に変質するので、砥粒による被削材の研
削が容易になり、たとえ難削材であっても、研削能率が
向上できる。しかも、鉄等の金属の被削材の表面には、
化学的に安定なリン酸塩の薄層が形成されるので、被削
材の表面に錆が発生することを防止することができる。
請求項２の発明によれば、ビトリファイド結合剤中に、
修飾酸化物が添加されているから、五酸化リンとアルミ
ナの混合物の軟化温度を低くすることができる。請求項
３の発明によれば、ビトリファイド結合剤中に、網目形
成物が添加されているから、五酸化リンとアルミナの混
合物の軟化温度を低くすることができる。請求項４の発
明によれば、ビトリファイド結合剤と砥石の結合力を低
下させることなく、砥石の焼成温度を低くすることがで
きる。請求項５の発明によれば、ビトリファイド結合剤
と砥石の結合力を低下させることなく、砥石の焼成温度
を低くすることができる。According to the first aspect of the present invention, the bonding strength between the abrasive grains and the vitrified binder is increased, the grindstone can be manufactured with a small amount of the binder, and the porosity of the grindstone can be increased. Therefore, the sharpness of the grindstone can be improved, the grinding efficiency can be improved, the durability of the grindstone can be increased, and the grinding cost can be reduced. In addition, when machining a work material made of metal such as iron, when abrasive grains or a binder come into contact with the work material, mechanical energy accelerates the phosphate formation of the work material by the phosphate radicals in the binder. To be done. Therefore, since the work material is transformed into a phosphate that is easy to grind, grinding of the work material by the abrasive grains becomes easy, and even if it is a difficult-to-cut material, the grinding efficiency can be improved. Moreover, on the surface of the work material of metal such as iron,
Since a chemically stable thin layer of phosphate is formed, it is possible to prevent rust from being generated on the surface of the work material.
According to the invention of claim 2, in the vitrified binder,
Since the modified oxide is added, the softening temperature of the mixture of phosphorus pentoxide and alumina can be lowered. According to the third aspect of the present invention, the vitrified binder contains the network former, so that the softening temperature of the mixture of phosphorus pentoxide and alumina can be lowered . According to the invention of 請 Motomeko 4, without reducing the bonding strength of the vitrified bond grindstone, it is possible to lower the firing temperature of the wheel. According to the invention of claim 5 , the firing temperature of the grindstone can be lowered without lowering the binding force between the vitrified binder and the grindstone.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を説明
する。本実施形態のビトリファイド砥石を製造するため
の原料は、以下の（１）および（２）である。
（１）砥粒
（２）主成分が五酸化リンP2O5とアルミナAl2O3 とから
なるビトリファイド結合剤（以下このビトリファイド結
合剤をリン酸アルミニウムボンドで示す）かかるリン酸
アルミニウムボンドをビトリファイド砥石の原料とした
ことが、本発明の特徴である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of the present invention will be described. Raw materials for manufacturing the vitrified grindstone of the present embodiment are the following (1) and (2). (1) Abrasive grains (2) Vitrified binder composed mainly of phosphorus pentoxide P 2 O 5 and alumina Al 2 O 3 (hereinafter, this vitrified binder is referred to as aluminum phosphate bond) Such an aluminum phosphate bond It is a feature of the present invention that the raw material of the vitrified grindstone is used.
【０００８】（１）砥粒は、アルミナや炭化ケイ素等の
一般砥粒を使用すればよく、粒度は例えばF30 〜F1200
や#240〜#8000 であればよい。なお、砥粒は、ダイヤモ
ンドや立方晶窒化ホウ素(cBN )であってもよく、種々の
素材を採択しうる。(1) As the abrasive grains, general abrasive grains such as alumina and silicon carbide may be used, and the grain size is, for example, F30 to F1200.
Or # 240 to # 8000 will do. The abrasive grains may be diamond or cubic boron nitride (cBN), and various materials can be adopted.
【０００９】さて、本発明で重要な（２）リン酸アルミ
ニウムボンドを説明する。
（２）リン酸アルミニウムボンドは、主骨格が五酸化リ
ンP2O5とアルミナAl2O3 であって、修飾酸化物が、酸化
ナトリウムや酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化マグ
ネシウム、酸化リチウム等である。また、酸化ホウ素や
酸化亜鉛等を、網目形成物として添加することもでき
る。Now, the (2) aluminum phosphate bond important in the present invention will be described. (2) Aluminum phosphate bond has a main skeleton of phosphorus pentoxide P 2 O 5 and alumina Al 2 O 3 , and the modified oxide is sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, lithium oxide or the like. is there. In addition, boron oxide, zinc oxide or the like can be added as a network forming product.
【００１０】五酸化リンは、それ自体は結合強度が弱
く、耐候性や耐水性が悪いものであるが、アルミナと混
合することによって、強度が強くなり、耐候性や耐水性
を向上させることができる。この五酸化リンとアルミナ
の混合物を砥石の結合剤として用いた場合、この混合物
は、単独では融点が1500℃以上になるため、砥石の焼成
が困難であった。しかし、上記のような修飾酸化物等を
添加することによって、軟化温度が低くなり、砥石の結
合剤として使用することができるようになった。なお、
リン酸アルミニウムボンドに添加する修飾酸化物や網目
形成物は上記のものに限られない。Phosphorus pentoxide itself has a weak bond strength and poor weather resistance and water resistance. However, when it is mixed with alumina, the strength thereof becomes strong and the weather resistance and water resistance are improved. it can. When this mixture of phosphorus pentoxide and alumina was used as a binder for the grindstone, the melting point of the mixture alone was 1500 ° C. or higher, and thus it was difficult to fire the grindstone. However, by adding the above-mentioned modified oxides, the softening temperature is lowered, and it can be used as a binder for a grindstone. In addition,
The modified oxide and the network former added to the aluminum phosphate bond are not limited to the above.
【００１１】前記リン酸アルミニウムボンドのうち、五
酸化リンとアルミナの合量が占める比率は、例えば重量
割合で２０〜８０％であり、好ましくは３５〜７５％で
ある。The proportion of the total amount of phosphorus pentoxide and alumina in the aluminum phosphate bond is, for example, 20 to 80% by weight, preferably 35 to 75%.
【００１２】もし、リン酸アルミニウムボンドのうち、
五酸化リンとアルミナの合量が占める重量割合が２０％
よりも少なくなれば、ビトリファイド結合剤と砥粒との
結合力が低下してしまい、逆に、８０％よりも多ければ
軟化温度が高くなりすぎ、砥石の焼成が困難になる。し
たがって、リン酸アルミニウムボンドに含まれる五酸化
リンとアルミナの合量の重量割合は、２０〜８０％が好
適であり、最も好ましくは３５〜７５％前後である。If the aluminum phosphate bond is
20% by weight of the total amount of phosphorus pentoxide and alumina
If it is less than 80%, the binding force between the vitrified binder and the abrasive grains will be reduced. On the contrary, if it is more than 80%, the softening temperature will be too high, making it difficult to fire the grindstone. Therefore, the weight ratio of the total amount of phosphorus pentoxide and alumina contained in the aluminum phosphate bond is preferably 20 to 80%, and most preferably about 35 to 75%.
【００１３】つぎに、本実施形態のビトリファイド砥石
の製造工程を説明する。前記（１）砥粒と、前記（２）
リン酸アルミニウムボンドとを、例えば砥粒100 重量部
に対しリン酸アルミニウムボンド１０重量部で混合した
混合物を成形し乾燥後、焼成すれば、本実施形態のビト
リファイド砥石を製造することができる。焼成するとき
の温度（焼成温度）を約550 〜1000℃に設定すれば、リ
ン酸アルミニウムボンドが十分に溶融するので、砥粒を
リン酸アルミニウムボンドによって橋かけすることがで
き、しかも砥粒と結合剤との結合強度を高くすることが
できるので好適である。Next, the manufacturing process of the vitrified grindstone of this embodiment will be described. The above (1) abrasive grains and the above (2)
The vitrified grindstone of the present embodiment can be manufactured by molding a mixture of aluminum phosphate bond and aluminum phosphate bond in an amount of 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of abrasive grains, drying, and firing. If the firing temperature (firing temperature) is set to about 550 to 1000 ° C, the aluminum phosphate bond is sufficiently melted, so that the abrasive grains can be bridged by the aluminum phosphate bond, and It is preferable because the bond strength with the binder can be increased.
【００１４】上記のようにして製造されたビトリファイ
ド砥石は、その全体の体積に占める砥粒の体積割合（砥
粒率）が３５〜５２％、リン酸アルミニウムボンドの体
積割合（結合剤率）が４〜３０％、気孔の体積割合（気
孔率）が１８〜６１％のものが製造される。The vitrified grindstone manufactured as described above has a volume ratio of abrasive grains (abrasive grain ratio) of 35 to 52% and a volume ratio of aluminum phosphate bond (binder ratio) to the entire volume thereof. Those having a porosity of 4 to 30% and a volume ratio of porosity (porosity) of 18 to 61% are manufactured.
【００１５】つぎに、本実施形態のビトリファイド砥石
の作用と効果を説明する。本実施形態のビトリファイド
砥石によって、各種金属やセラミック等の被削材を研削
すると、砥粒によって、被削材の表面が機械的に削り取
られる。このとき、砥粒には被削材から研削抵抗が加わ
るが、砥粒とリン酸アルミニウムボンドとの結合強度が
高いので、リン酸アルミニウムボンドの量が少なくて
も、砥粒の脱落を少なくすることができる。つまり、少
ない結合剤で砥石を製造することができる。したがっ
て、砥石の気孔率が高くなるので、砥石の切れ味がよく
なり、研削能率を向上でき、砥石の耐久性を高くでき、
研削コストを低減できる。Next, the operation and effect of the vitrified grindstone of this embodiment will be described. When a work material such as various metals or ceramics is ground by the vitrified grindstone of the present embodiment, the surface of the work material is mechanically scraped off by the abrasive grains. At this time, grinding resistance is applied to the abrasive grains from the work material, but since the bonding strength between the abrasive grains and the aluminum phosphate bond is high, even if the amount of the aluminum phosphate bond is small, the loss of the abrasive grains is reduced. be able to. That is, the whetstone can be manufactured with a small amount of binder. Therefore, since the porosity of the grindstone is high, the sharpness of the grindstone is improved, the grinding efficiency can be improved, and the durability of the grindstone can be increased,
The grinding cost can be reduced.
【００１６】しかも、鉄材を研削する場合、研削点にお
いて砥粒やリン酸アルミニウムボンドが鉄材と接触する
と、機械的エネルギーによって、リン酸アルミニウムボ
ンドに含まれるリン酸根による鉄材のリン酸塩化が促進
される。このリン酸塩（リン酸第一鉄Fe3 (PO4 )2
、リン酸水素第一鉄（FeHPO4 ）等）は、もろいもの
であるため、研削点での研削が容易になる。Moreover, when the iron material is ground, when the abrasive grains or the aluminum phosphate bond come into contact with the iron material at the grinding point, mechanical energy accelerates the phosphate conversion of the iron material by the phosphate radicals contained in the aluminum phosphate bond. It This phosphate (ferrous phosphate Fe 3 (PO 4 ) 2
, Ferrous hydrogen phosphate (FeHPO 4 ) and the like are brittle, so that grinding at the grinding point becomes easy.
【００１７】さらに、砥粒によって研削された面には、
上記のようなリン酸塩の薄層が形成される。このため、
つぎに砥粒が研削するときには、前記リン酸塩の薄層を
研削するので、研削が容易になる。したがって、砥粒に
加わる研削抵抗が小さくなり、研削能率が向上し、砥石
の耐久性も高くすることができる。しかも、上記のよう
なリン酸塩は、水に不溶性であり、かつ化学的に安定で
あるため、研削終了後には鉄材の被削材をリン酸塩の表
層が保護し、被削材に錆が発生することを防ぐことがで
きる。Further, on the surface ground by the abrasive grains,
A thin layer of phosphate is formed as described above. For this reason,
Next, when the abrasive grains are ground, the thin layer of the phosphate is ground, which facilitates the grinding. Therefore, the grinding resistance applied to the abrasive grains is reduced, the grinding efficiency is improved, and the durability of the grindstone can be increased. Moreover, since the above phosphates are insoluble in water and chemically stable, the surface material of the phosphate protects the work material of the iron material after the end of grinding, and the work material is rusted. Can be prevented.
【００１８】また、たとえ被削材が高速度鋼や型鋼であ
ったり、チタン合金やコバルト合金などの耐熱合金であ
っても、上記のように研削点において、被削材のリン酸
塩化が生じ、被削材を削りやすいリン酸塩に変質させて
いるので、砥石による研削がしやすくなり、研削能率を
向上することができる。Even if the work material is high-speed steel or die steel, or a heat-resistant alloy such as titanium alloy or cobalt alloy, the work material is phosphatized at the grinding point as described above. Since the work material is transformed into phosphate that is easy to grind, it becomes easier to grind with a grindstone and the grinding efficiency can be improved.
【００１９】上記のごとく、本実施形態のビトリファイ
ド砥石によれば、砥粒とビトリファイド結合剤の結合強
度が高くなり、少ない結合剤で砥石を製造することがで
きる。このため、砥石の切れ味がよくなり、研削能率を
向上でき、砥石の耐久性を高くでき、研削コストを低減
できる。また、鉄等の金属の被削材を加工したときに
は、砥粒や結合剤が被削材と接触したとき、機械的エネ
ルギーによって、結合剤中のリン酸根による被削材のリ
ン酸塩化が促進される。よって、被削材が研削しやすい
リン酸塩に変質するので、砥粒による被削材の研削が容
易になり、たとえ難削材であっても、研削能率が向上で
きる。しかも、鉄等の金属の被削材の表面には、化学的
に安定なリン酸塩の薄層が形成されるので、被削材の表
面に錆が発生することを防止することができる。As described above, according to the vitrified grindstone of this embodiment, the bonding strength between the abrasive grains and the vitrified bond is increased, and the grindstone can be manufactured with a small amount of the bond. Therefore, the sharpness of the grindstone can be improved, the grinding efficiency can be improved, the durability of the grindstone can be increased, and the grinding cost can be reduced. In addition, when machining a work material made of metal such as iron, when abrasive grains or a binder come into contact with the work material, mechanical energy accelerates the phosphate formation of the work material by the phosphate radicals in the binder. To be done. Therefore, since the work material is transformed into a phosphate that is easy to grind, grinding of the work material by the abrasive grains becomes easy, and even if it is a difficult-to-cut material, the grinding efficiency can be improved. In addition, since a chemically stable thin layer of phosphate is formed on the surface of the work material made of metal such as iron, it is possible to prevent rust from being generated on the surface of the work material.
【００２０】つぎに、本実施形態のビトリファイド砥石
を使用した実施例を示す。Next, examples using the vitrified grindstone of this embodiment will be shown.
【００２１】実施例１
図１は実施例１に使用した砥石の結合剤と比較例１およ
び比較例２に使用した砥石の結合剤の成分を比較した表
である。各成分の割合は、結合剤全体を100 重量部とし
たときの、重量割合として示している。同図上段に示す
ように、本発明の実施例１は、前述のリン酸アルミニウ
ムを主成分としたビトリファイド結合剤を用いたビトリ
ファイド砥石である。以下に実施例１の砥石の詳細を示
す。
砥石成分
砥粒 ：白色溶融アルミナ（粒度F90 ）
結合剤 ：リン酸アルミニウムボンド
砥粒率 ：４６ vol％
結合剤率 ：７.５vol％
気孔率 ：４６.５vol％
砥石性質
焼成温度 ：９００℃
弾性率 ：４０.５ kN/mm2
曲げ強さ ：３５ MPa
大越結合度：ＫExample 1 FIG. 1 is a table comparing the components of the binder of the grindstone used in Example 1 and the binder of the grindstone used in Comparative Examples 1 and 2. The ratio of each component is shown as a weight ratio when the total amount of the binder is 100 parts by weight. As shown in the upper part of the figure, Example 1 of the present invention is a vitrified grindstone using a vitrified binder containing aluminum phosphate as a main component. The details of the grindstone of Example 1 are shown below. Grinding stone component Abrasive grains: White fused alumina (grain size F90) Binder: Aluminum phosphate bond Abrasive grain ratio: 46 vol% Binder ratio: 7.5 vol% Porosity: 46.5 vol% Grinding stone firing temperature: 900 ° C Elastic modulus : 40.5 kN / mm 2 Bending strength: 35 MPa Ogoshi Coupling degree: K
【００２２】図１中段に示すように、比較例１は、天然
原料の結合剤を用いた砥石である。以下に比較例１の砥
石の詳細を示す。
砥石成分
砥粒 ：白色溶融アルミナ（粒度F90 ）
結合剤 ：天然産
砥粒率 ：４６vol ％
結合剤率 ：１１vol ％
気孔率 ：４３vol ％
砥石性質
焼成温度 ：１２８０℃
弾性率 ：４３．４ kN/mm2
曲げ強さ ：２３ MPa
大越結合度：ＫAs shown in the middle part of FIG. 1, Comparative Example 1 is a grindstone using a binder made of a natural raw material. The details of the grindstone of Comparative Example 1 are shown below. Grindstone component Abrasive grains: White fused alumina (grain size F90) Binder: Naturally produced grain ratio: 46vol% Binder percentage: 11vol% Porosity: 43vol% Grinding stone firing temperature: 1280 ℃ Elastic modulus: 43.4 kN / mm 2 Bending strength: 23 MPa Ogoshi Coupling degree: K
【００２３】図１下段に示すように、比較例２は、硼硅
酸質結合剤（ホウ珪酸フリットボンド）を用いた砥石で
ある。以下に比較例２の砥石の詳細を示す。
砥石成分
砥粒 ：白色溶融アルミナ（粒度F90 ）
結合剤 ：硼硅酸フリットボンド
砥粒率 ：４６vol ％
結合剤率 ：８.５vol ％
気孔率 ：４５.５vol ％
砥石性質
焼成温度 ：１０００℃
弾性率 ：３７.８ kN/mm2
曲げ強さ ：３０ MPa
大越結合度：JAs shown in the lower part of FIG. 1, Comparative Example 2 is a grindstone using a borosilicate binder (borosilicate frit bond). The details of the grindstone of Comparative Example 2 are shown below. Whetstone components Abrasive grains: White fused alumina (grain size F90) Binder: Borosilicate frit bond Abrasive grain ratio: 46vol% Binder ratio: 8.5vol% Porosity: 45.5vol% Grindstone properties Firing temperature: 1000 ° C Elastic modulus : 37.8 kN / mm 2 Flexural strength: 30 MPa Bonding degree of Ogoshi: J
【００２４】砥石は、実施例１、比較例１および比較例
２のいずれも以下に示す同寸法に成形した。
外径(Ｄ) ：２０５mm
厚み(Ｔ) ：１３mm
孔径(Ｈ) ：５０.８mmThe grindstone was molded to the same size as shown below in each of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2. Outer diameter (D): 205mm Thickness (T): 13mm Hole diameter (H): 50.8mm
【００２５】比較方法は、前記実施例１の砥石と比較例
１および比較例２の砥石を用いて、冷間金型鋼（ロック
ウェルＣ硬度：５８）を横軸レシプロ研削したときの、
研削中の砥石に加わる接線抵抗および両分力比、研削後
の被削材の面粗さ（中心線平均粗さ：Ｒａ）および研削
比を比較した。被削材の面粗さは表面粗さ形状測定機
（サーフコム110B：株式会社東京精密製）を用いて測定
した。また、接線抵抗及び両分力比は、ひずみゲージ
（KISTLER社製：Type5011）を砥石に貼り付けて測定し
た。The comparative method was as follows: cold die steel (Rockwell C hardness: 58) was reciprocally ground on the horizontal axis by using the grindstone of Example 1 and the grindstones of Comparative Examples 1 and 2.
The tangential resistance applied to the grindstone during grinding and the force component ratio, the surface roughness (center line average roughness: Ra) of the work material after grinding, and the grinding ratio were compared. The surface roughness of the work material was measured using a surface roughness profile measuring device (Surfcom 110B: manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). The tangential resistance and the ratio of both force components were measured by attaching a strain gauge (Type 5011 manufactured by KISTLER) to the grindstone.
【００２６】なお、ここでいう研削比とは、砥石の摩耗
量（容積）によって研削除去容量（容積）を除した無次
元数を表しており、値が大きいほど砥石の耐久性や研削
能率が高いことを示している。さらになお、両分力比と
は、砥石に加わる力のうち、砥石と被削材との接触点に
おいて、被削材の法線方向に作用する背分力（Ｆｎ）
と、砥石外周の接線方向に作用する主分力（Ｆｔ）との
比（Ｆｎ／Ｆｔ）である。この値が小さいほど有効に除
去が行われていることを示している。The term "grinding ratio" as used herein refers to a dimensionless number obtained by dividing the grinding removal capacity (volume) by the wear amount (volume) of the grindstone. The larger the value, the more durable or grinding efficiency the grindstone has. It is high. Furthermore, the ratio of both components is a back force (Fn) of the force applied to the grindstone, which acts in the normal direction of the work material at the contact point between the grindstone and the work material.
And the main component force (Ft) acting in the tangential direction on the outer circumference of the grindstone (Fn / Ft). The smaller this value is, the more effective the removal is.
【００２７】研削は、一般的な横軸レシプロ平面研削盤
（岡本平面研削盤：出力2.2 kw）を用いて行った。研削
条件は、砥石周速度３３m/s 、テーブル移動速度０．１
６m/s 、切込み量はテーブルが一行程分移動するごとに
１０μm である。また、砥石の研削個所に、水道水を供
給し、砥石を冷却した。Grinding was performed using a general horizontal axis reciprocating surface grinder (Okamoto surface grinder: output 2.2 kw). Grinding conditions are grinding wheel peripheral speed 33 m / s, table moving speed 0.1
The depth of cut is 6 m / s, and the depth of cut is 10 μm for each movement of the table. Further, tap water was supplied to the grinding portion of the grindstone to cool the grindstone.
【００２８】まず、各砥石の性質を比較すると、実施例
１に使用した砥石は、弾性率では比較例１に使用した砥
石に劣るものの、曲げ強さでは、比較例１および比較例
２よりも大きい。また、実施例１の結合剤率は7.5vol％
であり、比較例１の11.0 vol％および比較例２の8.5vol
％に比べて少ない体積割合である。しかも、ビトリファ
イド結合剤の軟化温度も低いため、低い焼成温度で、砥
石を製造することができる。つまり、本実施形態のビト
リファイド結合剤を用いれば、結合剤の量を少なくして
も、十分な強度をもつ砥石を容易に製造することができ
る。First, comparing the properties of the grindstones, the grindstone used in Example 1 is inferior to the grindstone used in Comparative Example 1 in elastic modulus, but in bending strength as compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2. large. Further, the binder ratio in Example 1 is 7.5 vol%
And 11.0 vol% of Comparative Example 1 and 8.5 vol of Comparative Example 2
It is a smaller volume ratio than%. Moreover, since the softening temperature of the vitrified binder is low, the grindstone can be manufactured at a low firing temperature. That is, by using the vitrified binder of the present embodiment, it is possible to easily manufacture a grindstone having sufficient strength even if the amount of the binder is reduced.
【００２９】図２は実施例１と比較例１および比較例２
の研削結果を比較した表である。上段に実施例１、中段
に比較例１、下段に比較例２の各数値を示している。図
２に示すように、実施例１と比較例２では加工後の冷間
金型鋼の面粗さは同じであるが、研削比は実施例１が、
比較例１の約２．５倍、比較例２の約１．５の値を示し
ている。つまり、同じ面粗さに仕上げても、実施例１の
砥石の方が、比較例１や比較例２よりも、能率が良く研
削することができ、砥石自体の耐久性に優れていること
が確認できる。また、実施例１は、研削中に砥石が被削
材から受ける接線抵抗が、比較例１および比較例２より
も小さい。しかも、砥石に加わる両分力比も、比較例１
および比較例２よりも小さくなる。したがって、実施例
１は、該砥石が比較例１および比較例２に比べ切れ味の
良い砥石であることを示している。さらに、比較例１お
よび比較例２では、加工後、被削材の表面に錆が発生し
たが、実施例１では錆の発生はほとんど見られず、防錆
効果が確認できる。FIG. 2 shows Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
It is a table which compared the grinding results of. Numerical values of Example 1 are shown in the upper row, Comparative Example 1 is shown in the middle row, and Comparative Example 2 is shown in the lower row. As shown in FIG. 2, in Example 1 and Comparative Example 2, the surface roughness of the cold die steel after working was the same, but the grinding ratio in Example 1 was
The value is about 2.5 times that of Comparative Example 1 and about 1.5 that of Comparative Example 2. That is, even if finished to the same surface roughness, the grindstone of Example 1 can grind more efficiently than Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and is superior in durability of the grindstone itself. I can confirm. Further, in Example 1, the tangential resistance that the grindstone receives from the work material during grinding is smaller than in Comparative Examples 1 and 2. Moreover, the ratio of both force components applied to the grindstone was also calculated in Comparative Example 1
And smaller than Comparative Example 2. Therefore, Example 1 shows that the grindstone is sharper than those of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. Further, in Comparative Examples 1 and 2, rust was generated on the surface of the work material after machining, but in Example 1, almost no rust was observed, and the rust preventive effect can be confirmed.
【００３０】上記のごとく、本実施形態のビトリファイ
ド砥石によれば、砥粒とビトリファイド結合剤の結合強
度が高くなり、少ない結合剤で砥石を製造することがで
きる。このため、砥石の切れ味がよくなり、研削能率を
向上でき、砥石の耐久性を高くでき、研削コストを低減
できる。また、鉄等の金属の被削材を加工したときに
は、砥粒や結合剤が被削材と接触したとき、機械的エネ
ルギーによって、結合剤中のリン酸根による被削材のリ
ン酸塩化が促進される。よって、被削材が研削しやすい
リン酸塩に変質するので、砥粒による被削材の研削が容
易になり、たとえ難削材であっても、研削能率が向上で
きる。しかも、鉄等の金属の被削材の表面には、化学的
に安定なリン酸塩の薄層が形成されるので、被削材の表
面に錆が発生することを防止することができる。したが
って、塩素系や硫黄系の添加剤や防錆剤を多量に含む研
削液を使用せず、水道水のみを使用して冷却や潤滑を行
っても、研削が可能である。As described above, according to the vitrified grindstone of this embodiment, the bonding strength between the abrasive grains and the vitrified bond is increased, and the grindstone can be manufactured with a small amount of the bond. Therefore, the sharpness of the grindstone can be improved, the grinding efficiency can be improved, the durability of the grindstone can be increased, and the grinding cost can be reduced. In addition, when machining a work material made of metal such as iron, when abrasive grains or a binder come into contact with the work material, mechanical energy accelerates the phosphate formation of the work material by the phosphate radicals in the binder. To be done. Therefore, since the work material is transformed into a phosphate that is easy to grind, grinding of the work material by the abrasive grains becomes easy, and even if it is a difficult-to-cut material, the grinding efficiency can be improved. In addition, since a chemically stable thin layer of phosphate is formed on the surface of the work material made of metal such as iron, it is possible to prevent rust from being generated on the surface of the work material. Therefore, grinding is possible even if cooling or lubrication is performed using only tap water without using a grinding liquid containing a large amount of chlorine-based or sulfur-based additives or rust preventives.
【００３１】また、リン酸塩は局部的に有効に働く結
果、砥石の冷却に使用した後の水に含まれる燐の分析値
は0.08ppm と非常に低く、環境に対してまったく問題な
い程度であった。Further, as the phosphate acts locally effectively, the analysis value of phosphorus contained in water after used for cooling the grindstone is as low as 0.08 ppm, which is not a problem to the environment at all. there were.
【００３２】実施例２
本発明の実施例２に用いた本実施形態のビトリファイド
砥石の詳細を以下に示す。
砥石成分
砥粒 ：ダイヤモンド（粒度1〜2μm (#7000)）
結合剤 ：リン酸アルミニウムボンド
砥粒率 ：５０vol ％
結合剤率 ：１４vol ％
気孔率 ：３６vol ％
砥石性質
焼成温度 ：６５０℃
弾性率 ：４８.５ kN/mm2
曲げ強さ ：４２.５ MPa
大越結合度：ＪExample 2 Details of the vitrified grindstone of the present embodiment used in Example 2 of the present invention are shown below. Grinding stone component Abrasive grain: Diamond (grain size 1-2 μm (# 7000)) Binder: Aluminum phosphate bond Abrasive grain ratio: 50vol% Binder ratio: 14vol% Porosity: 36vol% Grinding stone firing temperature: 650 ° C Elastic modulus: 48.5 kN / mm 2 Bending strength: 42.5 MPa Ogoshi Coupling degree: J
【００３３】比較例３に用いた硼硅酸質結合剤を用いた
砥石の詳細を以下に示す。
砥石成分
砥粒 ：ダイヤモンド（粒度1〜2μm (#7000)）
結合剤 ：硼硅酸ボンド
砥粒率 ：５０vol ％
結合剤率 ：１４vol ％
気孔率 ：３６vol ％
砥石性質
焼成温度 ：８００℃
弾性率 ：３５.２ kN/mm2
曲げ強さ ：２８.３ MPa
大越結合度：ＪDetails of the grindstone using the borosilicate binder used in Comparative Example 3 are shown below. Whetstone component Abrasive grains: Diamond (grain size 1-2 μm (# 7000)) Binder: Borosilicate bond Abrasive grain ratio: 50 vol% Binder percentage: 14 vol% Porosity: 36 vol% Whetstone properties Firing temperature: 800 ° C Elastic modulus: 35.2 kN / mm 2 Flexural strength: 28.3 MPa Bond degree of Ogoshi: J
【００３４】砥石は、実施例２、比較例３のどちらも以
下に示す同寸法に成形した。
外径(Ｄ) ：１００mm
厚み(Ｔ) ：５mm
孔径(Ｈ) ：１６mm
砥石層の幅(ｘ)：３mmThe grindstones of both Example 2 and Comparative Example 3 were molded to the same size as shown below. Outer diameter (D): 100 mm Thickness (T): 5 mm Pore diameter (H): 16 mm Width of grinding wheel layer (x): 3 mm
【００３５】比較方法は、前記実施例２の砥石と比較例
３の砥石を用いて、シリコン半導体を平面研削したとき
の、被削材の面粗さ（十点平均粗さ：Ｒｚ）、砥石表面
の欠損（スクラッチ）、研削比を比較した。被削材の面
粗さは、表面粗さ形状測定機（サーフコム110B：株式会
社東京精密製）を用いて測定した。なお、ここでいう研
削比とは、砥石の摩耗量（容積）によって研削除去容量
（容積）を除した無次元数を表しており、値が大きいほ
ど砥石の耐久性や研削能率が高いことを示している。The comparative method is the surface roughness (ten-point average roughness: Rz) of the work material when the silicon semiconductor is surface-ground by using the grindstone of Example 2 and the grindstone of Comparative Example 3, and the grindstone. The surface defects (scratches) and the grinding ratio were compared. The surface roughness of the work material was measured using a surface roughness profile measuring machine (Surfcom 110B: manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). The grinding ratio here means a dimensionless number obtained by dividing the grinding removal capacity (volume) by the wear amount (volume) of the grindstone. The larger the value, the higher the durability and grinding efficiency of the grindstone. Shows.
【００３６】研削は、一般的な横軸ロータリ平面研削盤
（東和ロータリ平面研削盤：出力4.4 kw）を用いて行っ
た。研削条件は、砥石周速度２５m/s 、テーブル移動速
度0.05m/s 、テーブル回転数70min-1 であり、切込み量
は、テーブルが一行程分移動するごとに１０μm であ
る。また、砥石の研削個所に、水道水を供給し、砥石を
冷却した。The grinding was carried out using a general horizontal axis rotary surface grinder (Towa rotary surface grinder: output 4.4 kw). The grinding conditions are a grinding wheel peripheral speed of 25 m / s, a table moving speed of 0.05 m / s, and a table rotation speed of 70 min -1 , and the cutting depth is 10 μm every time the table moves for one stroke. Further, tap water was supplied to the grinding portion of the grindstone to cool the grindstone.
【００３７】図３は実施例２と比較例３を比較した表で
ある。上段に実施例２、下段に比較例３の各数値を示し
ている。図３に示すように、加工後のシリコン半導体の
面粗さは、実施例２と比較例３のどちらも0.3μmの値を
示しているが、研削比は実施例２が比較例３の約３倍の
値を示している。つまり、同じ面粗さに仕上げても、実
施例２の砥石の方が、能率良く研削することができ、砥
石自体の耐久性に優れていることが確認できる。しか
も、研削後において、比較例３では砥石表面にはスクラ
ッチが発生したのに対し、実施例２ではスクラッチは発
生しない。また、実施例２では、曲げ強さ、弾性率とも
に比較例３よりも大きく、砥石の強度が高い。したがっ
て、さらに切り込みを深くしても砥粒の脱落が生じず、
作業能率の向上をはかることができ、しかも、作業ミス
により砥石が破損する可能性も少ないので砥石の取扱い
が容易である。さらに、比較例３によって被削材を研削
した研削盤には、作業後、錆が発生したのに対し、実施
例２によって被削材を研削した研削盤には、作業後、錆
が発生せず、実施例２の砥石は、研削盤の防錆効果もあ
ることが示されている。しかも、砥石の冷却に使用した
後の水に含まれる燐の分析値は非常に低く、環境に対し
てまったく問題ない程度であった。FIG. 3 is a table comparing Example 2 and Comparative Example 3. Numerical values of Example 2 are shown in the upper row and Comparative Example 3 is shown in the lower row. As shown in FIG. 3, the surface roughness of the silicon semiconductor after processing shows a value of 0.3 μm in both Example 2 and Comparative Example 3, but the grinding ratio of Example 2 is about that of Comparative Example 3. The value is tripled. In other words, it can be confirmed that the grindstone of Example 2 can grind more efficiently even if it is finished to have the same surface roughness, and the grindstone itself has excellent durability. Moreover, after grinding, in Comparative Example 3, scratches were generated on the surface of the grindstone, whereas in Example 2, scratches were not generated. Further, in Example 2, both the bending strength and the elastic modulus are larger than those in Comparative Example 3, and the strength of the grindstone is high. Therefore, even if the depth of cut is deeper, the abrasive grains will not fall off,
The work efficiency can be improved, and the whetstone is less likely to be damaged by a work mistake, so that the whetstone can be easily handled. Further, rust was generated after the work on the grinder grinding the work material according to Comparative Example 3, whereas rust was generated after the work on the grinder grinding the work material according to Example 2. In other words, it is shown that the grindstone of Example 2 also has the rust preventive effect of the grinder. In addition, the analytical value of phosphorus contained in water after used for cooling the grindstone was very low, and there was no problem with the environment.
【００３８】上記のごとく、本実施形態のビトリファイ
ド砥石によれば、砥粒とビトリファイド結合剤の結合強
度が高くなり、少ない結合剤で砥石を製造することがで
きる。このため、砥石の切れ味がよくなり、研削能率を
向上でき、砥石の耐久性を高くでき、研削コストを低減
できる。 しかも、作業ミスにより砥石が破損する可能
性も少ないので砥石の取扱いが容易である。さらに、作
業後の研削盤には錆が発生せず、砥石の冷却に使用した
後の水に含まれる燐の分析値は(0.08ppm )と非常に低
く、環境に対してまったく問題ない程度であった。As described above, according to the vitrified grindstone of the present embodiment, the bonding strength between the abrasive grains and the vitrified bond is increased, and the grindstone can be manufactured with a small amount of the bond. Therefore, the sharpness of the grindstone can be improved, the grinding efficiency can be improved, the durability of the grindstone can be increased, and the grinding cost can be reduced. Moreover, since there is little possibility that the grindstone will be damaged due to a work mistake, the grindstone can be easily handled. Furthermore, rust did not occur on the grinder after the work, and the analytical value of phosphorus contained in the water after it was used to cool the grindstone was very low (0.08ppm), which is not a problem for the environment at all. there were.
【００３９】[0039]
【発明の効果】請求項１のビトリファイド砥石によれ
ば、砥石自体の切れ味を向上することができ、研削能率
が向上し、砥石の耐久性を高くでき、研削コストを低減
でき、砥粒による被削材表面の研削が容易になり、被削
材の表面に錆が発生することを防止することができる。
請求項２の発明によれば、ビトリファイド結合剤中に、
修飾酸化物が添加されているから、五酸化リンとアルミ
ナの混合物の軟化温度を低くすることができる。請求項
３の発明によれば、ビトリファイド結合剤中に、網目形
成物が添加されているから、五酸化リンとアルミナの混
合物の軟化温度を低くすることができる。請求項４の発
明によれば、ビトリファイド結合剤と砥石の結合力を低
下させることなく、砥石の焼成温度を低くすることがで
きる。請求項５の発明によれば、ビトリファイド結合剤
と砥石の結合力を低下させることなく、砥石の焼成温度
を低くすることができる。According to the vitrified grindstone of claim 1, the sharpness of the grindstone itself can be improved, the grinding efficiency can be improved, the durability of the grindstone can be increased, the grinding cost can be reduced, and the grinding particles Grinding of the surface of the work material becomes easy, and rust can be prevented from occurring on the surface of the work material.
According to the invention of claim 2, in the vitrified binder,
Since the modified oxide is added, the softening temperature of the mixture of phosphorus pentoxide and alumina can be lowered. According to the third aspect of the present invention, the vitrified binder contains the network former, so that the softening temperature of the mixture of phosphorus pentoxide and alumina can be lowered . According to the invention of 請 Motomeko 4, without reducing the bonding strength of the vitrified bond grindstone, it is possible to lower the firing temperature of the wheel. According to the invention of claim 5 , the firing temperature of the grindstone can be lowered without lowering the binding force between the vitrified binder and the grindstone.
【図１】実施例１に使用した砥石の結合剤と比較例１お
よび比較例２に使用した砥石の結合剤の成分を比較した
表である。FIG. 1 is a table comparing the components of the binder of the grindstone used in Example 1 with the components of the binder of the grindstone used in Comparative Examples 1 and 2.
【図２】実施例１と比較例１および比較例２の研削結果
を比較した表である。FIG. 2 is a table comparing the grinding results of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
【図３】実施例２と比較例３の研削結果を比較した表で
ある。FIG. 3 is a table comparing grinding results of Example 2 and Comparative Example 3.
Claims (5)
合物を焼成して形成された砥石であって、 前記ビトリファイド結合剤の主成分が五酸化リンとアル
ミナとからなり、 該焼成された砥石において、 前記砥粒の体積割合が、３５〜５２％であり、 前記ビトリファイド結合剤の体積割合が、４〜３０％で
あり、 該砥石中の気孔の体積割合が、１８〜６１％である こと
を特徴とするビトリファイド研削砥石。1. A abrasive grains and vitrified bond grindstone that mixture was made by firing consisting, Ri Do from the main component is phosphorus pentoxide and alumina of the vitrified bond, was made該焼grindstone In the above, the volume ratio of the abrasive grains is 35 to 52%, and the volume ratio of the vitrified binder is 4 to 30%.
The vitrified grinding wheel is characterized in that the volume ratio of pores in the grinding wheel is 18 to 61% .
を含有することを特徴とする請求項１記載のビトリファ
イド研削砥石。2. The vitrified grinding wheel according to claim 1, wherein the vitrified binder contains a modifying oxide.
を含有することを特徴とする請求項１記載のビトリファ
イド研削砥石。 3. The vitrified grinding wheel according to claim 1, wherein the vitrified binder contains a mesh-forming material .
化リンの重量とアルミナの重量を合わせた主成分重量の
重量割合が、２０〜８０％であることを特徴とする請求
項１記載のビトリファイド研削砥石。4. The vitrified grinding wheel according to claim 1, wherein the weight ratio of the main component weight of the weight of phosphorus pentoxide and the weight of alumina is 20 to 80% in the vitrified binder. .
化リンの重量とアルミナの重量を合わせた主成分重量の
重量割合が、３５〜７５％であることを特徴とする請求
項１記載のビトリファイド研削砥石。5. The vitrified grinding wheel according to claim 1, wherein the weight ratio of the main component weight of the weight of phosphorus pentoxide and the weight of alumina in the vitrified binder is 35 to 75%. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000076750A JP3407001B2 (en) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Vitrified whetstone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000076750A JP3407001B2 (en) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Vitrified whetstone |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001260032A JP2001260032A (en) | 2001-09-25 |
| JP3407001B2 true JP3407001B2 (en) | 2003-05-19 |
Family
ID=18594442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000076750A Expired - Fee Related JP3407001B2 (en) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Vitrified whetstone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3407001B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103639542A (en) * | 2013-12-23 | 2014-03-19 | 西安航天复合材料研究所 | thread grinding method and device for ceramic matrix composite |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2485869B1 (en) | 2009-10-08 | 2019-06-26 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of forming |
| CN102666018B (en) | 2009-12-02 | 2015-11-25 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | Bonded abrasive article and method of forming |
| US8721751B2 (en) | 2009-12-02 | 2014-05-13 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of forming |
| CN103042479B (en) * | 2012-12-20 | 2015-05-06 | 郑州新安华砂轮有限公司 | Preparation method of ceramic grinding wheel made of metal base grinding stone, glass and tungsten-molybdenum alloy |
| CN103056785B (en) * | 2012-12-20 | 2015-05-06 | 郑州新安华砂轮有限公司 | Method for preparing vitrified grinding wheels with metal matrixes for grinding stainless steel and titanium alloys |
| CN111187004A (en) * | 2020-01-16 | 2020-05-22 | 信阳申特精密磨具有限公司 | Novel high-strength ceramic bonding agent |
| CN117263652B (en) * | 2023-10-12 | 2025-10-21 | 武汉科技大学 | A free radical polymerization method for high-polymerization-degree high-temperature-resistant inorganic materials |
-
2000
- 2000-03-17 JP JP2000076750A patent/JP3407001B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103639542A (en) * | 2013-12-23 | 2014-03-19 | 西安航天复合材料研究所 | thread grinding method and device for ceramic matrix composite |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001260032A (en) | 2001-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5252814B2 (en) | High speed grinding wheel | |
| EP3221087B1 (en) | Bonded abrasive articles and methods of manufacture | |
| JPH02106273A (en) | Grindstone coupled by frit | |
| JP6019226B2 (en) | Bonded abrasive and method for forming the same | |
| EP0892696B1 (en) | Vitreous grinding tool containing metal coated abrasive | |
| JP3407001B2 (en) | Vitrified whetstone | |
| CN111716258A (en) | Preparation method of brazing filler metal alloy coated ceramic bond superhard abrasive | |
| CN112677061B (en) | Brazing diamond grinding disc for steel grinding and preparation method thereof | |
| CN112264941A (en) | Novel superhard abrasive group and preparation method thereof | |
| JP2762661B2 (en) | Porous metal bond whetstone and method of manufacturing the same | |
| JP4933922B2 (en) | Coated composite sintered body, cutting tool and cutting method | |
| JP2003136410A (en) | Super abrasive vitrified bond whetstone | |
| JPH0839434A (en) | Vitrified bond cubic boron nitride grinding wheel showing high grinding ratio | |
| JPS62251077A (en) | Vitrifide grinding element | |
| CN110551483B (en) | Method for preparing cubic boron nitride titanium carbide composite abrasive | |
| JP3281605B2 (en) | Vitrified bond whetstone and method of manufacturing the same | |
| JP4869695B2 (en) | Vitrified grinding wheel manufacturing method | |
| JPS6362348B2 (en) | ||
| JP3226304U (en) | Vitrified heterogeneous grinding wheel | |
| JPH09267266A (en) | Vitrified Bond Cubic Boron Nitride Wheel for Finish Grinding | |
| JPH07108462A (en) | Vitrified bond grinding wheel with high grinding ratio | |
| JP2002220583A (en) | Abrasive grain for industrial tool | |
| JP6979024B2 (en) | Fused Alumina-Zirconia Particles | |
| JP2025108145A (en) | Vitrified super finishing stone | |
| JP2007196317A (en) | Method of manufacturing vitrified superfinishing grinding wheel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090314 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120314 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |