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JP2015112685A - Low melting and low shrinkable vitrified grindstone - Google Patents

Low melting and low shrinkable vitrified grindstone Download PDF

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JP2015112685A
JP2015112685A JP2013256882A JP2013256882A JP2015112685A JP 2015112685 A JP2015112685 A JP 2015112685A JP 2013256882 A JP2013256882 A JP 2013256882A JP 2013256882 A JP2013256882 A JP 2013256882A JP 2015112685 A JP2015112685 A JP 2015112685A
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稔雄 中澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low melting and low shrinkable vitrified grindstone which prepares a low melting vitrified bond rich in melting fluidity at a low temperature, satisfactorily secures abrasive grain retention property with a proper grind stone binding force, has little grind stone abrasion amount, has little shrinkage amount after calcination and has high machinability of a large finish ratio.SOLUTION: A low melting and low shrinkable vitrified grindstone is prepared by using vitrified bond which contains borosilicate glass by 91 to 97 mol% of the whole vitrified grindstone, and contains zinc carbonate molten and thermally decomposed to produce gas by calcination at 800°C or less as reaction sintering agent and metal fluoride such as lithium fluoride as melting agent. The reaction sintering agent is molten and is foamed by low temperature calcination and can uniformly disperse fine air bubbles, the melting agent made of metal fluoride improves melting fluidity, therefore a melting component is efficiently actuated and abrasive grains efficiently adhere even when being calcined at a low temperature of 800°C or less and, as the result, the low melting vitrified grindstone is turned to have low shrinkability.

Description

この発明は、比較的低温で融解可能な低融性のビトリファイドボンドを用いた砥石について、その焼成時の熱収縮量を低減させた低融・低収縮性ビトリファイド砥石に関する。   The present invention relates to a low-melting / low-shrinking vitrified grinding stone having a reduced amount of thermal shrinkage during firing for a grinding stone using a low-melting vitrified bond that can be melted at a relatively low temperature.

一般に、精密機械部品の超仕上げ加工には、ビトリファイドボンドを無機系結合材として砥粒を保持したビトリファイド砥石が適用されており、このようなビトリファイド砥石は、合成樹脂系結合剤で砥粒を結合した弾性砥石に比べて、使用時に形状崩れがなく、コーナー部分の仕上げなどの加工研削を高精度に行うことができるものである。   In general, for ultra-finishing of precision machine parts, vitrified grinding stones that hold abrasive grains using vitrified bonds as inorganic binders are applied, and these vitrified grinding stones are bonded with synthetic resin binders. Compared to the elastic grindstone, the shape is not deformed during use, and work grinding such as finishing of the corner portion can be performed with high accuracy.

このようなビトリファイド砥石は、砥粒を確実に保持するために、焼成工程でビトリファイドボンドを一度液相にしてから冷却して固相にする必要があり、通常、ケイ酸質原料を主原料に用いたビトリファイドボンドでは、900℃〜1200℃またはそれ以上の高温で焼成される。   In order to securely hold the abrasive grains, it is necessary for such a vitrified grindstone to make the vitrified bond once a liquid phase and then cool it to a solid phase in the firing step. Usually, a siliceous raw material is used as a main raw material. The vitrified bond used is fired at a high temperature of 900 ° C. to 1200 ° C. or higher.

ビトリファイドボンドは、最終的にケイ酸塩ガラスとなって硬化し、砥粒を保持するが、例えば1200℃以上の高温焼成を行なう場合は、このような高融性ケイ酸質ボンドに対して、溶融ガラス化をできるだけ熱効率よく促進するため少量の融剤が添加される場合がある。   Vitrified bond is finally cured as silicate glass and retains abrasive grains. For example, when performing high-temperature firing at 1200 ° C. or higher, such a high-melting siliceous bond, A small amount of flux may be added in order to promote molten vitrification as efficiently as possible.

融剤は、焼成される主原料に添加された際に、化学反応等によって液相の生成を促進するものである。例えば、超(硬)砥粒と軟質砥粒との複合砥粒を使用して750℃以下で焼成可能な低融性ビトリファイドボンドでは、低温で溶融する融剤として、ボンドの溶解拡散を進行させるために塩化物(塩化亜鉛)を用いている(特許文献1)。   When added to the main raw material to be fired, the flux promotes the formation of a liquid phase by a chemical reaction or the like. For example, in a low-melting vitrified bond that can be baked at 750 ° C. or lower using composite abrasive grains of super (hard) abrasive grains and soft abrasive grains, the dissolution and diffusion of the bond proceeds as a flux that melts at a low temperature. Therefore, chloride (zinc chloride) is used (Patent Document 1).

また、低融性のホウ酸ソーダ系ガラス相に、高融性のケイ酸系ガラス相を、金属フッ化物などの融剤と共に配合することが知られている(特許文献2)。   Further, it is known that a high-melting silicate glass phase is blended with a low-melting sodium borate glass phase together with a flux such as metal fluoride (Patent Document 2).

また、見掛け上は無気孔型(ボンドマトリックスタイプ)であって不連続気孔を有するCBN研削砥石において、ビトリファイド結合材に微細独立気孔を含有させてドレッシングを容易にし、かつ砥粒支持力を向上させるため、発泡剤としてhBN(六方晶窒化ホウ素)、蛍石(CaF2)や炭酸カルシウム(CaCO3)を用いることが知られている(特許文献3)。   In addition, in a CBN grinding wheel which is apparently non-porous (bond matrix type) and has discontinuous pores, the vitrified binder contains fine independent pores to facilitate dressing and improve the abrasive support force. Therefore, it is known to use hBN (hexagonal boron nitride), fluorite (CaF2) or calcium carbonate (CaCO3) as a foaming agent (Patent Document 3).

特開2006−130635号公報JP 2006-130635 A 特開2009−248207号公報JP 2009-248207 A 特開2012− 66365号公報JP 2012-66365 A

ところで、上記した特許文献1に記載されるような酸化セリウム(CeO)、硫酸バリウム(BaSO4)などの軟質砥粒と、超(硬)砥粒(CBN、SD)とを併用して複合砥粒を用いたビトリファイドボンド砥石において、多くの希土類金属酸化物を不純分として含有している軟質砥粒は、化学的および熱的に不安定であるので、900℃以上の焼成温度には通常耐えられない。 By the way, a composite abrasive using soft abrasive grains such as cerium oxide (CeO 2 ) and barium sulfate (BaSO 4) as described in Patent Document 1 described above and super (hard) abrasive grains (CBN, SD) in combination. In a vitrified bond grindstone using grains, soft abrasive grains containing many rare earth metal oxides as impurities are chemically and thermally unstable, and therefore usually withstand firing temperatures of 900 ° C. or higher. I can't.

そのため、このような軟質砥粒が焼成時に熱的化学的影響を受けないように、焼成温度を800℃以下とする必要があり、このような低温焼成でも溶融ガラス化して砥粒との接着結合力が高まるように、ケイ酸(SiO2)成分が少なく、ホウ酸(B2O3)、アルカリ金属酸化物(R2O)、アルカリ土類金属酸化物(RO)等の溶融成分が多いホウケイ酸塩系(SiO―B―RO―RO)ガラスが用いられる。 Therefore, it is necessary to set the firing temperature to 800 ° C. or less so that such soft abrasive grains are not affected by thermal and chemical effects during firing. Borosilicate system (SiO2) with a large amount of melting components such as boric acid (B2O3), alkali metal oxide (R2O), alkaline earth metal oxide (RO), etc. so as to increase the power 2 -B 2 O 3 -R 2 O -RO) glass is used.

また、ホウケイ酸塩系等の成分量を増やして低温焼成時の流動性を高めた低融性ビトリファイドボンドは、熱膨張や熱収縮量が大きく、焼成後に冷却すると砥石内あるいは砥石間の組織間に亀裂やマイクロクラックを生じやすく、低収縮性で品質の安定した低融性ビトリファイド砥石にすることは容易ではない。これでは、砥石内あるいは砥石間の組織の安定性、均質な品質、マイクロクラックのない品質に対しても問題を生ずる。   In addition, low-melting vitrified bonds that have increased fluidity during low-temperature firing by increasing the amount of components such as borosilicate are large in thermal expansion and thermal shrinkage. It is not easy to produce a low-melting vitrified grindstone with low shrinkage and stable quality. This causes a problem with respect to the stability of the structure in the grindstone or between the grindstones, homogeneous quality, and quality without microcracks.

また、特許文献3に記載されるCBN研削砥石は、CBN(立方晶窒化ホウ素)砥粒という超砥粒を900℃以上の高温で焼成できる低収縮性のケイ酸塩系ボンドで保持するが、軟質砥粒などの焼成時に熱的化学的影響を受けやすい成分を含んでいないので、低温で焼成する必要がないものであり、同文献で記載される炭酸カルシウムは、低温で溶融流動性を高める作用を奏するものではない。
一方、低融性ビトリファイドボンドと砥粒との結合が充分であり、しかも焼成後の収縮量の小さいビトリファイド砥石を確実に得ることは容易ではない。
In addition, the CBN grinding wheel described in Patent Document 3 holds a superabrasive grain called CBN (cubic boron nitride) abrasive grain with a low-shrinkage silicate-based bond that can be fired at a high temperature of 900 ° C. or higher. Since it does not contain components that are susceptible to thermal and chemical effects during firing, such as soft abrasive grains, it is not necessary to fire at low temperatures, and the calcium carbonate described in this document increases melt fluidity at low temperatures. There is no effect.
On the other hand, it is not easy to reliably obtain a vitrified grindstone with sufficient bonding between the low-melting vitrified bond and the abrasive grains and having a small shrinkage after firing.

そこで、この発明の課題は、上記した従来技術における問題を解決し、低温での溶融流動性に富む低融性ビトリファイドボンドとし、これによって適切な砥石結合力で砥粒保持性を充分に確保し、しかも砥石摩耗量が少なくて焼成後の収縮量が小さく、すなわち、仕上げ比が大きく高切削性の低融・低収縮性ビトリファイド砥石にすることである。   Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems in the prior art and to obtain a low-melting vitrified bond rich in melt fluidity at a low temperature, thereby sufficiently securing abrasive grain retention with an appropriate grindstone bonding force. Moreover, the grinding wheel wear amount is small and the shrinkage amount after firing is small, that is, the finish ratio is high and the machinability is low-melting and low-shrinking vitrified grindstone.

上記の課題を解決するため、この発明においては、800℃未満の焼成により溶融しかつ熱分解されてガスを生成する炭酸塩からなる反応焼結剤および金属フッ化物からなる融剤を含有するビトリファイドボンドで砥粒を結合してなる低融・低収縮性ビトリファイド砥石としたのである。   In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a vitrified containing a reactive sintering agent comprising a carbonate which is melted by firing at a temperature of less than 800 ° C. and pyrolyzed to produce a gas, and a flux comprising a metal fluoride. This is a low-melting and low-shrinking vitrified grinding wheel formed by bonding abrasive grains with a bond.

上記したように構成されるこの発明の低融・低収縮性ビトリファイド砥石は、ビトリファイドボンド成分のうち、炭酸塩からなる反応焼結剤が、800℃以下、特に焼成工程の比較的低温の段階で、微小な固形(ガラス)成分となって溶融して拡散するという固体反応をする。その際、液相の量は増え、また前記反応焼結剤から発生するガスの微小気泡は、ビトリファイドボンド中に均等に分散してさらに液相量を増加させる。   The low-melting and low-shrinking vitrified grinding wheel of the present invention configured as described above has a reactive sintering agent made of carbonate among the vitrified bond components of 800 ° C. or less, particularly at a relatively low temperature stage of the firing process. A solid reaction occurs in which it becomes a fine solid (glass) component and melts and diffuses. At that time, the amount of the liquid phase increases, and the microbubbles of the gas generated from the reaction sintering agent are evenly dispersed in the vitrified bond to further increase the amount of the liquid phase.

また、フッ化リチウム(LiF)などの金属フッ化物からなる融剤は、炭酸塩または炭酸水素塩より融点は高く、800℃以下の所定焼成温度の範囲内のうち、焼成工程の比較的高温の状態で媒溶剤(鉱化剤)となって流動性を高める。すなわち、金属フッ化物は、常温より昇温する800℃以下の所定焼成温度範囲のうち、比較的高温の段階でビトリファイドボンド成分の液相量を増量し、かつ流動性を高めて融剤または液相生成剤として作用する。
このとき焼成初期に形成された気孔や細孔は消失するので、ボンドは緻密化されると共に流動性は高められて砥粒との接着強度は高くなり、砥石強度は高められる。
In addition, a flux made of a metal fluoride such as lithium fluoride (LiF) has a melting point higher than that of carbonate or hydrogencarbonate, and within a predetermined firing temperature range of 800 ° C. or lower, a relatively high temperature in the firing step. In the state, it becomes a medium solvent (mineralizer) and improves fluidity. That is, the metal fluoride increases the liquid phase amount of the vitrified bond component at a relatively high temperature stage within a predetermined firing temperature range of 800 ° C. or lower, which is raised from room temperature, and increases the fluidity to increase the fluidity or liquid. Acts as a phase generator.
At this time, the pores and pores formed at the initial stage of firing disappear, so that the bond is densified and the fluidity is enhanced, the adhesive strength with the abrasive grains is increased, and the strength of the grindstone is increased.

フッ化リチウムなどの金属フッ化物は、ビトリファイドボンドにおいて、通常含まれているガラス成分中のケイ素原子の三次元網目構造に係わる酸素結合の一部をフッ素結合に置き換えることができるので、ビトリファイドボンドの流動性が高まると考えられる。   Since metal fluorides such as lithium fluoride can replace part of the oxygen bond related to the three-dimensional network structure of silicon atoms in the glass component usually contained in the vitrified bond with a fluorine bond, The liquidity is expected to increase.

前記した反応焼結剤の具体例としては、炭酸亜鉛(ZnCO3:融解温度 約300℃)、炭酸マグネシウム(MgCO3:融解温度 350℃)などの炭酸塩もしくは炭酸水素塩またはこれら両者を併用した混合物が挙げられる。   Specific examples of the reaction sintering agent described above include carbonates or bicarbonates such as zinc carbonate (ZnCO3: melting temperature of about 300 ° C.), magnesium carbonate (MgCO3: melting temperature of 350 ° C.), or a mixture of both of them. Can be mentioned.

このような炭酸塩は、焼成時における例えば300〜600℃程度の比較的低温の焼成温度で液状化され、かつ熱分解されて炭酸ガス(CO)などのガスを生じる。このような低融性の炭酸塩は、焼成中に熱分解されるので、焼成後には軟質砥粒として機能するものではない。 Such carbonate is liquefied at a relatively low firing temperature, for example, about 300 to 600 ° C. during firing, and is thermally decomposed to generate a gas such as carbon dioxide (CO 2 ). Such a low-melting carbonate is thermally decomposed during firing, and therefore does not function as a soft abrasive grain after firing.

特にビトリファイドボンドの組成として、ホウケイ酸塩ガラスをビトリファイド全体の91〜97モル%含有し、反応焼結剤として炭酸亜鉛を1〜4モル%、融剤としてフッ化リチウムを2〜5モル%含有し、軟化温度770℃以下の低収縮性ビトリファイドボンドを採用した低融・低収縮性ビトリファイド砥石とすることによって好ましい結果が得られている。   In particular, as a composition of vitrified bond, borosilicate glass is contained in 91 to 97 mol% of the entire vitrified, zinc carbonate is contained in 1 to 4 mol% as a reactive sintering agent, and lithium fluoride is contained in 2 to 5 mol% as a flux. In addition, preferable results are obtained by using a low-melting / low-shrinking vitrified grindstone that employs a low-shrinking vitrified bond with a softening temperature of 770 ° C. or lower.

この発明は、所定温度以下の低温での焼成により溶融しかつ熱分解されてガスを生成する所定の反応焼結剤および金属フッ化物からなる融剤を含有するビトリファイドボンドによって砥粒を結合した低融・低収縮性ビトリファイド砥石としたので、反応焼結剤が低温焼成で溶融すると共に発泡して微小な気泡を均一に分散させ、さらに金属フッ化物からなる融剤が溶融流動性を高め、緻密化した低融性ビトリファイドボンドによって効率よく砥粒を接着して低収縮率の低融・低収縮性ビトリファイド砥石になる利点がある。   This invention is a low-bonding abrasive grain bonded by vitrified bond containing a predetermined reactive sintering agent that is melted by firing at a low temperature below a predetermined temperature and is thermally decomposed to generate a gas and a flux composed of a metal fluoride. Because it is a low melting shrinkable vitrified grinding stone, the reactive sintering agent melts by low-temperature firing and foams to uniformly disperse fine bubbles, and the flux made of metal fluoride improves the melt fluidity and is dense. There is an advantage in that the abrasive grains are efficiently bonded by the reduced-melting vitrified bond to form a low-melting / low-shrinking vitrified grindstone having a low shrinkage rate.

また、砥粒の結合に用いる比較的緻密なビトリファイドボンドによって、砥粒保持性は充分に確保されているので、砥石摩耗量は少なく高効率で仕上比の大きい高切削性の砥石になり、しかも複合砥粒を用いて高精度の仕上げ面が得られる低融・低収縮性ビトリファイド砥石になる利点がある。   In addition, because of the relatively dense vitrified bond used to bond the abrasive grains, the retention of the abrasive grains is sufficiently secured, resulting in a high-cutting grindstone with low grinding wheel wear and high efficiency and a high finish ratio. There is an advantage that a low-melting and low-shrinking vitrified grindstone can be obtained by using a composite abrasive grain to obtain a highly accurate finished surface.

実施例に用いたビトリファイドボンドの溶融試験の結果を示す説明図Explanatory drawing which shows the result of the melt test of the vitrified bond used for the Example 比較例に用いたビトリファイドボンドの溶融試験の結果を示す説明図Explanatory drawing which shows the result of the melt test of the vitrified bond used for the comparative example JISR2204の溶倒試験の説明図Explanatory drawing of melting test of JISR2204

この発明の実施形態の低融・低収縮性ビトリファイド砥石は、800℃未満の焼成により溶融しかつ熱分解されてガスを生成する炭酸塩からなる反応焼結剤および金属フッ化物からなる融剤を含有するビトリファイドボンドで砥粒を結合してなる低融・低収縮性ビトリファイド砥石である。   The low-melting / low-shrinking vitrified grinding wheel according to the embodiment of the present invention includes a reactive sintering agent made of carbonate and a flux made of metal fluoride that are melted by firing below 800 ° C. and thermally decomposed to generate gas. This is a low-melting / low-shrinking vitrified grindstone formed by bonding abrasive grains with vitrified bonds.

実施形態の低融・低収縮性ビトリファイド砥石に用いられる砥粒およびビトリファイドボンドは、以下の(1),(2)の成分を配合する。
(1)砥粒
この発明は、軟質砥粒などが焼成によって化学的に変性しないように800℃以下の低温でも焼成できる低融性のビトリファイドを用いた砥石を対象としており、酸化セリウム(CeO2 融点1950℃)、硫酸バリウム(BaSO4 融点1345℃)、炭酸カルシウム(CaCO 融点825℃)と、炭酸ナトリウム(NaCO3 融点851℃)などの軟質砥粒を配合することができる。
The abrasive grains and vitrified bond used in the low-melting / low-shrinking vitrified grindstone of the embodiment contain the following components (1) and (2).
(1) Abrasive Grain This invention is intended for a grindstone using a low-melting vitrified that can be fired even at a low temperature of 800 ° C. or lower so that soft abrasive grains and the like are not chemically modified by firing, and cerium oxide (CeO 2 melting point). 1950 ° C.), barium sulfate (BaSO 4 melting point 1345 ° C.), calcium carbonate (CaCO 3 melting point 825 ° C.) and sodium carbonate (NaCO 3 melting point 851 ° C.) can be blended.

このような軟質砥粒は、切削作用を有せず、硬質砥粒CBN、SDから発生する切屑によるボンドエロージョンのダメージを軽減し、砥石仕上げ性能の向上と共に、砥石作用面は、目詰まり・目つぶれしにくい特性を有する。
さらに必要に応じて硬質砥粒または超硬砥粒を配合した複合砥粒を配合しても良い。
超砥粒としては、立方晶窒化ホウ素(CBN)、人工ダイヤモンド(SD)が挙げられ、一般的な硬質砥粒としては、酸化アルミニウム(アルミナ)系砥粒または炭化ケイ素系砥粒が挙げられる。
Such soft abrasive grains have no cutting action, reduce the damage of bond erosion caused by chips generated from hard abrasive grains CBN, SD, and improve the grinding wheel finishing performance. It has the characteristic that it is hard to be crushed.
Furthermore, you may mix | blend the composite abrasive grain which mix | blended the hard abrasive grain or the cemented carbide grain as needed.
Examples of superabrasive grains include cubic boron nitride (CBN) and artificial diamond (SD). Examples of general hard abrasive grains include aluminum oxide (alumina) -based abrasive grains and silicon carbide-based abrasive grains.

(2)ビトリファイドボンド
この発明に用いるビトリファイドボンドは、金属フッ化物からなる所定の融剤を配合した状態で800℃以下で焼成できる成分であればよく、特に制限されたガラス成分でなくても使用できる。
(2) Vitrified bond The vitrified bond used in the present invention may be any component that can be fired at 800 ° C. or lower in a state where a predetermined flux composed of a metal fluoride is blended, and it is used even if it is not a particularly limited glass component. it can.

溶融成分量が多い点で好ましい成分としては、ホウケイ酸塩ガラスを主成分とし、例えば90モル%以上、より好ましくは91〜97モル%含有するビトリファイドボンドを用いることが好ましい。
また、溶融成分として、ホウ酸(B)、アルカリ金属酸化物(RO)、アルカリ土類金属酸化物(RO)の所要量を必要に応じて添加する。
アルカリ金属酸化物(RO)の例としては、KO,NaOなどが挙げられ、アルカリ土類金属酸化物(RO)の例としては、MgO,CaO,SrO,BaOなどが挙げられる。
As a preferable component in terms of a large amount of molten component, it is preferable to use a vitrified bond containing borosilicate glass as a main component, for example, 90 mol% or more, more preferably 91 to 97 mol%.
Further, as a melting component, required amounts of boric acid (B 2 O 3 ), alkali metal oxide (R 2 O), and alkaline earth metal oxide (RO) are added as necessary.
Examples of the alkali metal oxide (R 2 O) include K 2 O and Na 2 O, and examples of the alkaline earth metal oxide (RO) include MgO, CaO, SrO and BaO. It is done.

この発明に用いる反応焼結剤は、800℃以下の焼成により溶融拡散し、かつ熱分解されて二酸化炭素(炭酸ガス)を生成する炭酸塩を必須成分とする。   The reactive sintering agent used in the present invention contains, as an essential component, a carbonate that melts and diffuses by firing at 800 ° C. or lower and is thermally decomposed to generate carbon dioxide (carbon dioxide gas).

炭酸塩としては、融点が800℃以下のものとして、炭酸亜鉛(ZnCo 融点約300℃)、炭酸マグネシウム(MgCO 融点350℃)、炭酸リチウム(LiCO 融点618℃)などが挙げられる。 The carbonates, as a melting point of 800 ° C. or less, zinc carbonate (ZnCo 3 melting point of about 300 ° C.), magnesium carbonate (MgCO 3 mp 350 ° C.), and the like lithium carbonate (Li 2 CO 3 mp 618 ° C.) .

なお、炭酸水素塩は、上記炭酸塩と同様の性質を有するものであり、低温の焼成温度で液状化され、かつ熱分解されて炭酸ガス(CO)と水を放出して炭酸塩になるので、炭酸塩と併用することができる。 The hydrogen carbonate has the same properties as the above carbonate, and is liquefied at a low firing temperature and thermally decomposed to release carbon dioxide (CO 2 ) and water to become a carbonate. So it can be used together with carbonate.

このような炭酸水素塩としては、炭酸水素ナトリウム(NaHCO 融点270℃)、炭酸水素カリウム(KHCO 融点292℃)、炭酸水素アンモニウム(NHHCO 融点106℃)などが挙げられる。 Examples of the hydrogen carbonate include sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 melting point 270 ° C.), potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 melting point 292 ° C.), ammonium hydrogen carbonate (NH 4 HCO 3 melting point 106 ° C.), and the like.

また、炭酸塩(ZnCO3)と炭酸水素塩(NaHCO3)を併用する場合の配合割合は、ZnCO3配合量の10〜30%相当量のNaHCO3を併用することが望ましい。なぜなら、NaHCO3が10%未満であると、発生気泡量および分散作用が少なく、低融成分の液相化に伴う液相域の拡大効果が少ない。またNaHCO3が30%を超えて多量に配合されると、活性な大小の気泡が発生して微小気泡の均質な分散が実現しないからである。この場合、ボンドマトリックスの均質な溶融流動性は得られず、砥石内焼成収縮差は、硬度ムラ、亀裂などの不良原因となる。
因みに、焼成の初期に300〜600℃で発生した大きな気孔は、焼成後期の700〜800℃で消失せず、ボンドマトリックスは緻密にならないため、冷却後の砥石焼成収縮量は大きくなる。
Moreover, as for the mixture ratio in the case of using carbonate (ZnCO 3 ) and bicarbonate (NaHCO 3 ) together, it is desirable to use NaHCO 3 corresponding to 10 to 30% of the amount of ZnCO 3 . This is because when NaHCO 3 is less than 10%, the amount of generated bubbles and the dispersing action are small, and the effect of expanding the liquid phase region due to the liquid phase of the low melting component is small. Moreover, when NaHCO 3 is mixed in a large amount exceeding 30%, active large and small bubbles are generated, and uniform dispersion of microbubbles is not realized. In this case, a uniform melt fluidity of the bond matrix cannot be obtained, and the firing shrinkage difference in the grindstone causes defects such as uneven hardness and cracks.
Incidentally, the large pores generated at 300 to 600 ° C. in the early stage of firing do not disappear at 700 to 800 ° C. in the later stage of firing, and the bond matrix does not become dense, so the grinding stone firing shrinkage after cooling increases.

また、含水水酸化マグネシウム(タルク)などの金属酸化物の水和物や水酸化物についても、800℃以下の焼成により溶融し、かつ熱分解されてガス成分(HO 水蒸気)を生成するものとして、この発明の炭酸塩と共に添加することができる。 In addition, hydrates and hydroxides of metal oxides such as hydrous magnesium hydroxide (talc) are also melted by firing at 800 ° C. or less and thermally decomposed to generate gas components (H 2 O water vapor). As such, it can be added together with the carbonates of this invention.

この発明に用いる金属フッ化物からなる融剤は、800℃以下の焼成温度のうち、比較的高温で焼成されるまでの低温側では融解せず、すなわち、上記した反応焼結剤の融点より低い低温側では、固体反応によってボンド中の他の成分を融解させ、液相を増量させてボンドを緻密化する。   The flux composed of a metal fluoride used in the present invention does not melt on the low temperature side before firing at a relatively high temperature among firing temperatures of 800 ° C. or lower, that is, lower than the melting point of the above-mentioned reactive sintering agent. On the low temperature side, the other components in the bond are melted by solid reaction, and the liquid phase is increased to densify the bond.

上記金属フッ化物としては、フッ化リチウム(融点 848℃)、フッ化カリウム(融点 860℃)、フッ化ナトリウム(融点 993℃)、フッ化カルシウム(融点 1402℃)などが挙げられる。後述する実施例からも明らかなように、特にフッ化リチウムを用いて好ましい結果を得ている。   Examples of the metal fluoride include lithium fluoride (melting point 848 ° C.), potassium fluoride (melting point 860 ° C.), sodium fluoride (melting point 993 ° C.), calcium fluoride (melting point 1402 ° C.), and the like. As is clear from the examples described later, particularly preferable results were obtained using lithium fluoride.

因みに、ホウケイ酸塩ガラスを用いて焼成時に溶融するボンドの液相量を増加させると、砥粒とボンドとの接着強度が大きくなるが、その反面、砥石焼成収縮量は大きくなり、不適当に硬い結合度の砥石になる。   By the way, increasing the liquid phase amount of the bond that melts during firing using borosilicate glass increases the bond strength between the abrasive grains and the bond, but on the other hand, the shrinkage amount of the grinding stone firing increases, which is inappropriate. It becomes a grindstone with a hard bond.

しかしながら、この発明では反応焼結剤によって微小な気孔を有する液相を、例えば300〜600℃という比較的低温の焼成初期の段階に増量し、次いで、例えば700〜800℃という比較的高温の焼成後期の段階で金属フッ化物を融剤とし、気孔を有しない液相を増量して初期段階の気孔や細孔を消失させ、ボンドを緻密化して焼成後の体積収縮量を抑制できる。   However, in the present invention, the liquid phase having fine pores is increased by the reactive sintering agent to the initial stage of firing at a relatively low temperature of, for example, 300 to 600 ° C., and then fired at a relatively high temperature of, for example, 700 to 800 ° C. By using metal fluoride as a flux in the later stage, the liquid phase having no pores can be increased to eliminate the pores and pores in the initial stage, and the bond can be densified to suppress the volume shrinkage after firing.

この発明におけるZnCOなどの炭酸塩は、ボンド成分の配合比として、1〜4モル%、好ましくは1.5〜4モル%配合することが、液相量を増加させるという作用を充分に発揮させるために好ましい。また、LiFなどの金属フッ化物は、2〜5モル%配合することが、液相量を増量し、かつ流動性を高めるという作用を充分に発揮させるために好ましい。 In this invention, the carbonate such as ZnCO 3 is sufficiently effective to increase the amount of liquid phase by adding 1 to 4 mol%, preferably 1.5 to 4 mol% as the compounding ratio of the bond component. This is preferable. Moreover, it is preferable to mix | blend 2-5 mol% of metal fluorides, such as LiF, in order to fully exhibit the effect | action of increasing a liquid phase amount and improving fluidity | liquidity.

炭酸塩および金属フッ化物が、上記所定範囲未満の配合量では、ビトリファイドボンドの溶融液相量が少なくなり、砥粒との接着性が低下するので好ましくない。また、上記所定範囲を超える多量を配合すると、収縮率が大きくなるので好ましくない。   When the amount of carbonate and metal fluoride is less than the above predetermined range, the amount of the molten liquid phase of vitrified bond decreases, and the adhesiveness with the abrasive grains decreases, which is not preferable. Moreover, when a large amount exceeding the predetermined range is blended, the shrinkage rate is increased, which is not preferable.

この発明に用いる砥粒は、特に限定されるものではないが、低温で焼成する必要がある軟質砥粒を含ませることができる。例えば鉄鋼などの被切削材に対して酸化などの化学反応による脆弱化によって化学的な切削作用を有し、物理的な切削性を有しない軟質砥粒と、一般的な硬質砥粒または超硬砥粒を混合した複合砥粒を採用することができる。   Although the abrasive grain used for this invention is not specifically limited, The soft abrasive grain which needs to be baked at low temperature can be included. For example, soft abrasive grains that have a chemical cutting action due to embrittlement due to chemical reactions such as oxidation on steel and other work materials, and that do not have physical machinability, and general hard abrasive grains or carbide Composite abrasive grains mixed with abrasive grains can be employed.

このように、この発明では砥粒として軟質砥粒を含む複合砥粒を採用することが可能であり、例えば酸化セリウム、硫酸バリウムもしくは酸化ジルコニウムからなる軟質砥粒と、アルミナ質もしくは炭化ケイ素質からなる硬質砥粒または立方晶窒化ホウ素砥粒もしくはダイヤモンドからなる超硬砥粒から成る複合砥粒を採用することが好ましい。   Thus, in this invention, it is possible to employ composite abrasive grains containing soft abrasive grains as abrasive grains. For example, soft abrasive grains composed of cerium oxide, barium sulfate or zirconium oxide, and alumina or silicon carbide. It is preferable to employ composite abrasive grains made of hard abrasive grains or cubic boron nitride abrasive grains or superhard abrasive grains made of diamond.

この発明における低融・低収縮性ビトリファイド砥石の焼成温度は、軟質砥粒と、超(硬)砥粒との複合砥粒を用いた場合等を考慮し、軟質砥粒が物理的化学的に変質しない最高焼成温度として、800℃以下とする。CeOなどの軟質砥粒が20%以上含まれている砥粒を使用する場合などにおいて、より好ましい最高焼成温度は、650℃〜780℃であり、さらに好ましくは、720℃〜770℃である。 The firing temperature of the low-melting / low-shrinking vitrified grinding wheel in the present invention is determined by considering the use of composite abrasive grains of soft abrasive grains and super (hard) abrasive grains. The maximum firing temperature that does not deteriorate is set to 800 ° C. or lower. In the case of using abrasive grains containing 20% or more of soft abrasive grains such as CeO 2 , the more preferable maximum firing temperature is 650 ° C. to 780 ° C., more preferably 720 ° C. to 770 ° C. .

以下の表1に示す組成Aが、この発明に用いるZnCO3およびLiFを含むビトリファイドボンド(以下、ビトリファイドボンドを単にボンドと略称する。)の好ましい配合組成(%)であり、この平均値の組成Bのボンドの配合組成を後述する各実施例に用いた。
同じく表2の組成Cは、比較例として変動する可能性のある範囲を示し、この平均値の組成Dのボンドの配合組成を後述する各実施例に用いた。
The composition A shown in Table 1 below is a preferred blending composition (%) of a vitrified bond containing ZnCO 3 and LiF used in the present invention (hereinafter, the vitrified bond is simply abbreviated as a bond), and this average composition B The compound composition of this bond was used in each example described later.
Similarly, composition C in Table 2 shows a range that may vary as a comparative example, and the blend composition of this average value composition D was used in each example described later.

なお、融剤成分であるホウ酸(B)及びアルカリ金属(RO)そしてアルカリ土類金属(RO)の総和は、表1のAに比較して表2のCでやや多いものの、ほぼ同値である。また、比較例では、800℃未満の低温焼成で、強度あるいは、熱安定性の向上に対して、酸化チタン(TiO2)をボンド配合比で2.5〜6モル%添加した。 The total of boric acid (B 2 O 3 ), alkali metal (R 2 O), and alkaline earth metal (RO), which are flux components, is slightly larger in C in Table 2 than in A in Table 1. However, it is almost the same value. Further, in the comparative example, titanium oxide (TiO2) was added at 2.5 to 6 mol% in terms of bond compounding ratio for improving strength or thermal stability by low-temperature firing at less than 800 ° C.

Figure 2015112685
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Figure 2015112685
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ここで、実施例および比較例に用いたボンドの焼成工程における溶融状態を調べるため、以下のようにボンドの溶融特性を調べ、その結果を図1、2に示した。   Here, in order to investigate the melting state in the firing step of the bonds used in the examples and comparative examples, the melting characteristics of the bonds were examined as follows, and the results are shown in FIGS.

[ボンドの溶融特性]
(a)ボンドの濡れ性
実施例(組成B)、比較例(組成C)のボンド組成物で直径10mm、高さ10mmの一定密度とした円柱シリンダ状の評価試験用ボンド成形体1、2を作製し、これを実施例に対して焼成温度770℃、4時間保持して溶融し、比較例に対しては、焼成温度750℃、3時間保持して溶融した。図1に実施例の溶融状態の観察結果を模式的に図示し、図2に比較例の溶融状態の観察結果を模式的に図示した。
[Melting properties of bond]
(A) Bond wettability A cylindrical molded bond test body 1 or 2 having a constant density of 10 mm in diameter and 10 mm in height with the bond composition of Example (composition B) and Comparative Example (composition C). This was prepared and melted by holding it at a firing temperature of 770 ° C. for 4 hours with respect to the examples, and by melting at a firing temperature of 750 ° C. for 3 hours for the comparative example. FIG. 1 schematically illustrates the observation result of the molten state of the example, and FIG. 2 schematically illustrates the observation result of the molten state of the comparative example.

図1、2に示された結果からも明らかなように、図1の実施例の評価試験用ボンド成形体1(組成B)は、水平方向に拡がりをみせ、完全な拡張濡れ状態1´にあるのに対し、図2の比較例の評価試験用ボンド成形体2(組成D)は、不完全な付着濡れ状態2´にあることが分かる。すなわち、実施例の評価試験用ボンド成形体1は、砥粒面へのボンド付着は容易で、付着量も多いことが伺える。なお、図1、2中の符号3、4は、別途設けたセラミック製の受け台である。   As is clear from the results shown in FIGS. 1 and 2, the evaluation test bond molded body 1 (composition B) in the example of FIG. 1 expands in the horizontal direction and is in a completely expanded wet state 1 ′. On the other hand, it can be seen that the evaluation molded bond molded body 2 (composition D) of the comparative example of FIG. 2 is in an incomplete adhesion wet state 2 ′. That is, it can be seen that the bond molded body for evaluation test 1 of the example is easy to bond to the abrasive grain surface and has a large amount of adhesion. Reference numerals 3 and 4 in FIGS. 1 and 2 are ceramic cradles provided separately.

(b)溶融温度
図3に示すように、ボンドの溶融温度を調べるためにJISR2204に準じ、実施例または比較例のボンドを用いて三角錐状成形体からなる試験用コーン5を作成し、別途設けたセラミック製受け台6に直立固定した状態で、昇温速度125℃/時の条件で加熱し、試験用コーン5の先端が受け台に接触する状態5´(図3参照)の溶倒温度を測定した。
測定された溶倒温度は、実施例に用いた組成のボンド(表1・B)で652℃、比較例に用いた組成のボンド(表2・D)で、655℃であった。
(B) Melting temperature As shown in FIG. 3, in order to investigate the melting temperature of the bond, a test cone 5 made of a triangular pyramid shaped body was prepared using the bond of Example or Comparative Example according to JISR2204, and separately. In the state of being fixed upright on the ceramic cradle 6 provided and heated at a temperature rising rate of 125 ° C./hour, the tip of the test cone 5 is in contact with the cradle 5 ′ (see FIG. 3) The temperature was measured.
The measured melting temperature was 652 ° C. for the bond having the composition used in the example (Table 1B) and 655 ° C. for the bond having the composition used in the comparative example (Table 2D).

[実施例1〜6、比較例1〜6の砥石の作製]
以下の工程によって、実施例および比較例のビトリファイド砥石を作製した。
先ず、砥粒は表3に示す体積比でCBN超(硬)砥粒約80%、CeO軟質砥粒約20%の複合砥粒を用いた。超(硬)砥粒CBNでは、実施例1〜3及び比較例1〜3が、砥粒径4〜8μm(2500メッシュ)であり、実施例4〜6及び比較例4〜6が、2〜4μm(4000メッシュ)の粒度のものを用いた。軟質砥粒CeOは、1次粒子径0.5μmである。
[Production of grinding wheels of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6]
The vitrified grindstone of the example and the comparative example was manufactured by the following steps.
First, the abrasive grains used were composite abrasive grains of approximately 80% CBN (hard) abrasive grains and approximately 20% CeO 2 soft abrasive grains in the volume ratio shown in Table 3. In super (hard) abrasive grains CBN, Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 have an abrasive particle diameter of 4 to 8 μm (2500 mesh), and Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 6 are 2 to 2. A particle size of 4 μm (4000 mesh) was used. The soft abrasive grain CeO 2 has a primary particle diameter of 0.5 μm.

実施例に使用した結合剤は、表1のBの組成であり、比較例は、表2のDの組成である。また、単位砥粒1.0重量部に対する結合剤率は、実施例1,4および比較例1,4で0.4重量部、実施例2,5及び比較例2,5で0.5重量部、実施例3,6及び比較例3,6で0.6重量部であり、特に結合剤量の多い砥石内容で、例えば単位砥粒1.0重量部に対し、結合剤率0.4〜0.6重量部とした。   The binder used in the examples has the composition of B in Table 1, and the comparative example has the composition of D in Table 2. Moreover, the binder ratio with respect to 1.0 part by weight of unit abrasive grains was 0.4 parts by weight in Examples 1 and 4 and Comparative Examples 1 and 4, and 0.5 parts by weight in Examples 2 and 5 and Comparative Examples 2 and 5. Parts, Examples 3 and 6 and Comparative Examples 3 and 6 were 0.6 parts by weight, and the content of the grinding stone with a large amount of binder, for example, 1.0 part by weight of unit abrasive grains, the binder ratio was 0.4. ˜0.6 parts by weight.

このように超(硬)砥粒、軟質砥粒、ビトリファイドボンドを配合すると共に、表1、2に示した反応焼結剤(炭酸亜鉛、フッ化リチウム、酸化チタン)を添加して、スラリー状のウェットミキシングにより均質混合した。混合終了後は、適当な湿度をもたせて粉末状に調整した。   In this way, ultra-hard (hard) abrasive grains, soft abrasive grains, and vitrified bonds are blended, and the reactive sintering agents (zinc carbonate, lithium fluoride, titanium oxide) shown in Tables 1 and 2 are added to form a slurry. Were mixed by wet mixing. After completion of mixing, the mixture was adjusted to powder by giving an appropriate humidity.

次いで、所定の試料用砥石の寸法・形状に圧縮成形し、乾燥後、焼成した。焼成温度は、実施例1〜6で最高焼成温度770℃で4時間を保持し、比較例1〜6では最高焼成温度720℃で3時間保持した。   Subsequently, it was compression molded into the dimensions and shape of a predetermined sample grindstone, dried and fired. The firing temperature was kept at a maximum firing temperature of 770 ° C. for 4 hours in Examples 1 to 6, and kept at a maximum firing temperature of 720 ° C. for 3 hours in Comparative Examples 1 to 6.

得られた砥石の硬度および砥石組織(体積比%、コンセントレーション)を表3中に併記した。因みに、コンセントレーションは、砥粒層の単位体積中に含まれるCBN砥粒の質量であり、1cm中880mg(4.4ct)含まれる場合が、コンセントレーション100である。 The hardness and grindstone structure (volume ratio, concentration) of the obtained grindstone are also shown in Table 3. Incidentally, the concentration is the mass of the CBN abrasive grains contained in the unit volume of the abrasive grain layer, and the concentration 100 is the case where 880 mg (4.4 ct) is contained in 1 cm 3 .

また、表3中に示す砥石硬度は、ロックウェルスーパーフィシャル硬さ試験機を使用して、鋼球圧子3.175mm、基準荷重29.4N、試験荷重196Nにより測定した。   The grindstone hardness shown in Table 3 was measured using a Rockwell superficial hardness tester with a steel ball indenter of 3.175 mm, a standard load of 29.4 N, and a test load of 196 N.

Figure 2015112685
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次に、上記のように調製された実施例1〜6と比較例1〜6の砥石について、その収縮率を以下の評価方法によって、所期した低収縮性の効果が得られているかどうかを調べ、その結果を表4中に示した。   Next, for the grindstones of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 prepared as described above, whether or not the expected low shrinkage effect is obtained by the following evaluation method for the shrinkage rate. The results are shown in Table 4.

[収縮率(%)]
(a)収縮率測定用試料
湿度調整した混合粉末の定量を、角金型で成形後、定圧にてCIP(冷間等方圧縮)成形を行い、角形試料(30×60mm)を作製し、乾燥後焼成した。
[Shrinkage factor(%)]
(A) Sample for measuring shrinkage rate After quantifying the mixed powder adjusted for humidity with a square die, CIP (cold isotropic compression) molding is performed at a constant pressure to produce a square sample (30 × 60 mm), Baking after drying.

(b)線収縮率α(%)
表4の線収縮率α(%)は、砥石焼成前の長さL、焼成後の長さL’とするとき、次の式で求めた。
α(%)=(L−L’)/L×100
(B) Linear shrinkage rate α (%)
The linear shrinkage rate α (%) in Table 4 was determined by the following equation when the length L before firing the grindstone and the length L ′ after firing were calculated.
α (%) = (L−L ′) / L × 100

Figure 2015112685
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表4の結果からも明らかなように、粒度2500メッシュの砥粒を使用した実施例1〜3は、比較例1〜3に対して、砥石焼成における線収縮率(%)が約10%小さく、粒度4000メッシュの砥粒を使用した実施例4〜6は、比較例4〜6に対して、砥石焼成における線収縮率(%)が約15%と小さい値であった。   As is apparent from the results in Table 4, Examples 1 to 3 using abrasive grains having a particle size of 2500 mesh have a linear shrinkage rate (%) of the grinding stone firing of about 10% smaller than Comparative Examples 1 to 3. In Examples 4 to 6 using abrasive grains having a particle size of 4000 mesh, the linear shrinkage rate (%) in the grinding stone firing was as small as about 15% compared to Comparative Examples 4 to 6.

また、前述したビトリファイドボンドの溶融状態からみて、比較例1〜6が付着濡れ状態(図2参照)であるのに対し、実施例1〜6では、通常、溶融成分が多い場合に起こる拡張濡れ状態(図1参照)であるにもかかわらず、ビトリファイド砥石の収縮率(%)は小さかった。   Further, in comparison with the melted state of the vitrified bond described above, Comparative Examples 1 to 6 are in an adhesion wet state (see FIG. 2), whereas in Examples 1 to 6, the extended wettability usually occurs when there are many melt components. Despite the state (see FIG. 1), the shrinkage rate (%) of the vitrified grindstone was small.

すなわち、ボンドの化学組成は、実施例1〜6と比較例1〜6とは略同じようにガラス液相量を増加させたものであるので、当然に砥石焼成収縮量は大きいことが予想されるが、表4に示されるように実施例1〜6は低収縮率であった。   That is, since the chemical composition of the bond is obtained by increasing the amount of the glass liquid phase in substantially the same manner as in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6, it is naturally expected that the grinding stone firing shrinkage amount is large. However, as shown in Table 4, Examples 1 to 6 had a low shrinkage rate.

次に、実施例と比較例の砥石の高切削性を評価するため、以下の実削試験を行ない、その結果を表5に示した。   Next, in order to evaluate the high machinability of the grindstones of Examples and Comparative Examples, the following actual cutting tests were performed, and the results are shown in Table 5.

[実削試験]
実削試験は、玉軸受を加工物とし、その内輪レース面を被削面とする超仕上げ加工を行なった。上記被削面に対し、前加工として同じく超仕上げを行ない、WA 1200メッシュ(粒子径9.5μm・JISR6001)のビトリファイドボンド砥石を使用し、面粗さ0.18〜0.20μmRa(中心線平均粗さ)に加工した。
[Practical cutting test]
In the actual cutting test, superfinishing was performed with the ball bearing as a workpiece and the race surface of the inner ring as the work surface. The surface to be machined is also superfinished as a pre-processing, using a WA 1200 mesh (particle diameter: 9.5 μm · JIS R6001) vitrified bond grindstone, with a surface roughness of 0.18 to 0.20 μmRa (centerline average roughness). Processed).

試験砥石は、原石より幅5.5mm加工物円周方向の厚さ5.0mmの角形状に切り出され、仕上げ加工された後、砥石気孔を有機質処理剤で充慎処理した。
砥石の加工物に対する表面速度は、粗・仕上げともに5m/s、砥石揺動数、粗13.3Hz、仕上げ2.0Hz加工時間粗8s、仕上げ2sとした。また加工油は、硫化脂肪由系不水溶性油を用いた。切削量、砥石損耗量、仕上げ面粗さは、砥石面圧力1.0MPa一定で実削した。
The test grindstone was cut out from the raw stone into a square shape with a width of 5.5 mm and a thickness of 5.0 mm in the circumferential direction of the workpiece. After finishing, the grindstone pores were carefully treated with an organic treatment agent.
The surface speed of the grindstone with respect to the workpiece was 5 m / s for both roughing and finishing, the number of grindstone oscillations, rough 13.3 Hz, finishing 2.0 Hz, roughening processing time 8 s, and finishing 2 s. The processed oil was a sulfurized fat-based water-insoluble oil. The cutting amount, the grinding wheel wear amount, and the finished surface roughness were actually cut with a constant grinding wheel surface pressure of 1.0 MPa.

Figure 2015112685
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表5に示す実削試験の結果からも明らかなように、比較例1〜6に対する実施例1〜6について、以下のような優れた砥石仕上げ性能が認められた。
(1)切削量:実施例は、比較例に対し、2000メッシュで、約20%以上、4000メ
ッシュで約10%の高切削量であった。
(2)砥石摩耗量:実施例1〜3、比較例1〜3の砥粒2500メッシュでは、約20%以上、実施例4〜6、比較例4〜6の砥粒4000メッシュでは、約10%未満の砥石摩耗量の減少効果が認められた。
(3)仕上げ比:実施例1〜3、比較例1〜3の砥粒2500メッシュでは、約50%以上の仕上げ比の上昇が認められ、実施例4〜6、比較例4〜6の砥粒4000メッシュでは、約20%の仕上げ比の上昇が認められ、経済性が向上したものと認められた。
As is clear from the results of the actual cutting test shown in Table 5, the following excellent grinding wheel finishing performance was recognized for Examples 1 to 6 with respect to Comparative Examples 1 to 6.
(1) Cutting amount: The example had a high cutting amount of about 20% or more at 2000 mesh and about 10% at 4000 mesh compared to the comparative example.
(2) Grinding wheel wear amount: About 20% or more for the abrasive grains 2500 mesh of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, and about 10 for the abrasive grains 4000 mesh of Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 6 A reduction effect of the grinding wheel wear amount of less than 1% was observed.
(3) Finish ratio: In the 2500 mesh abrasive grains of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, an increase in the finish ratio of about 50% or more was recognized, and the abrasives of Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 6 With a grain of 4000 mesh, an increase in the finishing ratio of about 20% was recognized, and it was recognized that the economy was improved.

(4)仕上げ面粗さ:2000メッシュで約10%以上、4000メッシュでは、約5%未満ながら、改善効果が認められた。
5)砥石作用面:砥粒は、軟質砥粒と、超(硬)砥粒との複合砥粒であるため、砥石作用面は、いずれも特に激しい目詰まりやチッピング(金属溶着)または砥石欠けなどの損傷が認められなかった。
(6)安定した砥石品質と仕上げ性能:炭酸亜鉛の配合されたボンドにより、焼成温度が低温側での熱分解反応焼結によるボンド液相とガス生成、そして高温側でのフッ化リチウムの鉱化作用による液相量の増加があるので、安定した高切削性と高仕上げ比であることが認められた。
(4) Finished surface roughness: about 10% or more at 2000 mesh and less than about 5% at 4000 mesh, but an improvement effect was recognized.
5) Grinding wheel working surface: Since the abrasive grains are composite abrasive grains of soft abrasive grains and super (hard) abrasive grains, all of the grinding wheel working surfaces are particularly severely clogged, chipped (metal welded), or chipped. No damage was found.
(6) Stable grinding wheel quality and finishing performance: Bonded with zinc carbonate, bond liquid phase and gas generation by pyrolysis reaction sintering at low temperature side, and lithium fluoride ore on high temperature side Since there was an increase in the amount of the liquid phase due to the crystallization action, it was confirmed that it had a stable high machinability and a high finish ratio.

なお、実施例のように液相量の増加したビトリファイドボンドを使用した砥石が、もしも収縮時にマイクロクラックを生じているとするならば、これが砥石の低収縮性(低膨張性)の要因となっている可能性がある。
しかしながら、超仕上げ加工での砥石の振動加圧による実削試験で砥石損耗量について確認したところ、仕上げ特性の安定性も確保されていることから、砥石強度や安定性は優れたものが得られていることがわかる。また、詳細な説明は省略したが、マイクロクラックの発生がないことは、SEM(走査型電子顕微鏡)像(1万倍)を観察し、また3点曲げ試験を行なった結果からも明らかであった。
In addition, if the grindstone using the vitrified bond having an increased liquid phase amount as in the example causes microcracks during shrinkage, this becomes a factor of low shrinkage (low expansion) of the grindstone. There is a possibility.
However, the amount of grinding wheel wear was confirmed by the actual cutting test by vibration pressurization of the grinding wheel in super finishing, and the stability of the finishing characteristics was ensured, so that the grinding wheel strength and stability were excellent. You can see that Although detailed explanation is omitted, it is clear from the result of observing a SEM (scanning electron microscope) image (10,000 times) and conducting a three-point bending test that microcracks are not generated. It was.

1、2 評価試験用ボンド成形体
3、4、6 受け台
5 試験用コーン
1, 2 Bond molded body for evaluation test 3, 4, 6 6 Receiving base 5 Test cone

Claims (6)

800℃以下の焼成により溶融しかつ熱分解されてガスを生成する炭酸塩からなる反応焼結剤および金属フッ化物からなる融剤を含有するビトリファイドボンドで砥粒を結合してなる低融・低収縮性ビトリファイド砥石。   Low melting and low bonding by combining abrasive grains with a vitrified bond containing a reactive sintering agent consisting of carbonate that melts and pyrolyzes to produce gas when fired at 800 ° C or less and a flux consisting of metal fluoride Shrinkable vitrified grinding wheel. 上記炭酸塩が、炭酸亜鉛もしくは炭酸マグネシウムまたは両者併用した炭酸塩である請求項1に記載の低融・低収縮性ビトリファイド砥石。   The low-melting / low-shrinking vitrified grinding wheel according to claim 1, wherein the carbonate is zinc carbonate or magnesium carbonate or a carbonate using both. 上記金属フッ化物が、フッ化リチウムである請求項1または2に記載の低融・低収縮性ビトリファイド砥石。   The low melting and low shrinkage vitrified grindstone according to claim 1 or 2, wherein the metal fluoride is lithium fluoride. 上記砥粒が、軟質砥粒と、硬質砥粒または超硬砥粒から成る複合砥粒である請求項1〜3のいずれかに記載の低融・低収縮性ビトリファイド砥石。   The low-melting / low-shrinking vitrified grindstone according to any one of claims 1 to 3, wherein the abrasive grains are composite abrasive grains composed of soft abrasive grains and hard abrasive grains or superhard abrasive grains. 上記複合砥粒が、酸化セリウム、硫酸バリウムもしくは酸化ジルコニウムからなる軟質砥粒と、アルミナ質もしくは炭化ケイ素質からなる硬質砥粒または立方晶窒化ホウ素砥粒もしくはダイヤモンドからなる超硬砥粒から成る複合砥粒である請求項4に記載の低融・低収縮性ビトリファイド砥石。   The composite abrasive grains are composed of soft abrasive grains made of cerium oxide, barium sulfate or zirconium oxide, and hard abrasive grains made of alumina or silicon carbide, cubic boron nitride abrasive grains or cemented carbide grains made of diamond. The low-melting / low-shrinking vitrified grindstone according to claim 4, which is an abrasive. 上記ビトリファイドボンドが、ホウケイ酸塩ガラスをビトリファイド全体の91〜97モル%含有し、反応焼結剤として炭酸亜鉛を1〜4モル%、融剤としてフッ化リチウムを2〜5モル%含有し、軟化温度770℃以下のビトリファイドボンドである請求項1〜5のいずれかに記載の低融・低収縮性ビトリファイド砥石。   The vitrified bond contains 91 to 97 mol% of the borosilicate glass of the entire vitrified, 1 to 4 mol% of zinc carbonate as a reactive sintering agent, and 2 to 5 mol% of lithium fluoride as a flux, The low-melting / low-shrinking vitrified grinding wheel according to any one of claims 1 to 5, which is a vitrified bond having a softening temperature of 770 ° C or lower.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS492590B1 (en) * 1970-12-01 1974-01-21
JPS5754077A (en) * 1980-09-09 1982-03-31 Mizuho Kenma Toishi Kk Vitrified boron nitride grind stone and production of same
JPH08133838A (en) * 1994-09-16 1996-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Diamond sintered compact, its production and diamond sintered compact tool and abrasive grain
JP2006130635A (en) * 2004-11-09 2006-05-25 Mizuho:Kk Vitrified superfinishing rubstone of composite abrasive grain
JP2009248207A (en) * 2008-04-02 2009-10-29 Mizuho:Kk Vitrified grinding wheel
JP2012066365A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Jtekt Corp Cubic boron nitride grinding wheel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS492590B1 (en) * 1970-12-01 1974-01-21
JPS5754077A (en) * 1980-09-09 1982-03-31 Mizuho Kenma Toishi Kk Vitrified boron nitride grind stone and production of same
JPH08133838A (en) * 1994-09-16 1996-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Diamond sintered compact, its production and diamond sintered compact tool and abrasive grain
JP2006130635A (en) * 2004-11-09 2006-05-25 Mizuho:Kk Vitrified superfinishing rubstone of composite abrasive grain
JP2009248207A (en) * 2008-04-02 2009-10-29 Mizuho:Kk Vitrified grinding wheel
JP2012066365A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Jtekt Corp Cubic boron nitride grinding wheel

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