(57)【要約】      （修正有）【課題】作業工程が煩雑で、作製コストが高く、及び多くの作製日数を必要とする砥粒を含む砥石の作製を行うことなく、砥粒又は砥粒の成形体の形態で、砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法を提供する。【解決手段】ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置１を用いた、砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法であって、砥粒を含む研削砥石の代わりに、砥粒で被削材４を研削し、砥粒の摩耗量、及び被削材の研削量を測定し、砥粒の摩耗量に対する被削材の研削量の比で定義される砥粒の研削比から、砥粒を含む研削砥石の研削性を評価する、評価方法。【選択図】図１
2020099981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置を用いた、砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法であって、
前記砥粒を含む研削砥石の代わりに、前記砥粒で被削材を研削し、該砥粒の摩耗量、及び前記被削材の研削量を測定し、前記砥粒の摩耗量に対する前記被削材の研削量の比で定義される砥粒の研削比から、前記砥粒を含む研削砥石の研削性を評価する、砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法。
【請求項２】
前記砥粒が、アルミナ焼結体砥粒、アルミナジルコニア砥粒、アルミナ砥粒、又は立方晶窒化ホウ素砥粒を含む、請求項１に記載の砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法。
【請求項３】
前記被削材が、炭素鋼、特殊鋼、チタン、樹脂板、セラミック、又は木材である、請求項１又は２に記載の砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミナ焼結体、アルミナジルコニア、立方晶窒化ホウ素等は、高硬度、高強度、高耐熱性、高耐摩耗性及び高耐薬品性等に優れるという特徴を生かして、様々な産業分野で使用されている。特に、アルミナ焼結体、アルミナジルコニアは、鉄鋼産業における重研削（研削荷重及び研削速度を高く設定し行われる研削）砥石の原料である砥粒として使用されている。
【０００３】
また、最近では、従来よりもさらに「研削比」が大きい重研削砥石が市場で求められてきている。ここで、「研削比」とは砥石の性能を示す指標であり、下記式（Ａ）によって示され、研削比が大きいほど、砥石の性能は良いといえる。
研削比＝被削材が削られた量（研削量）／砥石の摩耗量    ・・・（Ａ）
【０００４】
一般的に、摩耗量が少ない砥石で多くの量の被削材を削ることができれば、性能が良いと判断されるが、研削比を求めるには、従来は、少なくとも研削用の砥石を実際に作製する必要があった。また、砥石を実際に作製できない場合、又は、砥石を作製できても、評価するための研削装置が無い場合は、通常研削比を求めることが出来ない。
【０００５】
特許文献１には、重研削作業で用いられる、破砕性の異なる複数種類の、例えば、焼結アルミナ質砥粒と焼結高純度アルミナ質砥粒との混合物を配合成分として有する砥石について記載されている。また、特許文献２には、複合砥石の評価方法として、実際の砥石と同等の砥石体を作製し、その研磨比(研削比に対応)をピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置を用いて評価が行われることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１３８４４４号公報
【特許文献２】特開２０００−２６３４４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、重研削作業で用いられる砥石は、例えば、直径５００ｍｍから１０００ｍｍと大型であるため、作製には数十ｋｇの大量の砥石原料の砥粒、また、それに見合う合成樹脂等の結合剤、フィラー等が必要となる。さらに、大型のホットプレス及び電気炉、並びに高負荷に耐えうる研削装置が必要となる。このように、砥石の研削比を求めるには、砥石の作製にあたり、大がかりな設備導入、原料コストの増大、さらには多くの作製日数を必要とする等の問題がある。
特許文献２では、砥石の研削比の評価をピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置で行うが、評価にあたり砥石体を作製する必要が有るため作業工程等が煩雑となりコスト高に繋がる。
【０００８】
本発明は、上記を鑑み、作業工程が煩雑で、作製コストが高く、及び多くの作製日数を必要とする砥粒を含む研削砥石の作製を行うことなく、砥粒又は砥粒の成形体の形態で、砥粒を含む研削砥石の研削性を評価する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置を用い、砥粒又は砥粒の成形体の形態で研削を行い、該砥粒の摩耗量、及び被削材の研削量を測定し、前記砥粒の摩耗量に対する前記被削材の研削量の比で定義される研削比により、砥粒を含む研削砥石の研削性を、砥粒を含む研削砥石の作製を実際に行うことなく簡易に評価できる方法を見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（３）を提供するものである。
（１）ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置を用いた、砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法であって、前記砥粒を含む研削砥石の代わりに、前記砥粒で被削材を研削し、該砥粒の摩耗量、及び前記被削材の研削量を測定し、前記砥粒の摩耗量に対する前記被削材の研削量の比で定義される砥粒の研削比から、前記砥粒を含む研削砥石の研削性を評価する、砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法。
（２）前記砥粒が、アルミナ焼結体砥粒、アルミナジルコニア砥粒、アルミナ砥粒、又は立方晶窒化ホウ素砥粒を含む、上記（１）に記載の砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法。
（３）前記被削材が、炭素鋼、特殊鋼、チタン、樹脂板、セラミック、又は木材である、上記（１）又は（２）に記載の砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、作業工程が煩雑で、作製コストが高く、及び多くの作製日数を必要とする砥粒を含む研削砥石の作製を行うことなく、砥粒又は砥粒の成形体の形態で、砥粒を含む研削砥石の研削性を評価する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法に用いたピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に従う研削砥石の研削性の評価方法の実施形態について、以下で詳細に説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
＜研削砥石の研削性の評価方法＞
本発明は、ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置を用いた、砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法であって、前記砥粒を含む研削砥石の代わりに、前記砥粒で被削材を研削し、該砥粒の摩耗量、及び前記被削材の研削量を測定し、前記砥粒の摩耗量に対する前記被削材の研削量の比で定義される砥粒の研削比から、前記砥粒を含む研削砥石の研削性を評価する、砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法である。
研削砥石の研削性の評価は、通常、砥粒を、結合剤としての樹脂やフィラー等で固めた実際の砥石について、実際の研削装置を用いて金属塊を削り、砥石の摩耗量を算出し、前述したように、下記式（Ａ）により算出するのが一般的である。
研削比＝被削材が削られた量（研削量）／砥石の摩耗量    ・・・（Ａ）
しかし、本発明では、実際の研削砥石の研削性を、実際の砥石、実際の研削装置及び被削材を用いることなく、ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置により砥粒又は砥粒の成形体の形態で被削材に対する摩擦摩耗試験を行うことにより研削比を求め、研削性を評価するものである。
具体的には、砥粒の摩耗量を算出し、該摩耗量を前記式（Ａ）中の砥石の摩耗量として用いる。すなわち、下記式（Ｂ）により研削比を算出し、後述する通常品としての砥粒の研削比を基準として、研削性を評価する。
研削比＝被削材が削られた量（研削量）／砥粒の摩耗量    ・・・（Ｂ）
上記の評価方法により、作業工程が煩雑で、作製コストが高く、及び多くの作製日数を必要とする砥石の作製を行うことなく、研削砥石の研削性の評価ができる。
【００１４】
図１は、本発明の、研削砥石の研削性の評価方法に用いたピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置の一例を示す概略図である。ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置１は（ＪＩＳ  Ｒ  １６１３−１９９３）に準拠するものであり、円盤状の被削材４を回転保持する、回転用モーター２を備えた回転ステージ３、並びに、試験体保持治具５で被削材４の表面に対し所定の位置に保持された砥粒又は砥粒の成形体である試験体（図示せず）に一定の荷重を付与し摩擦摩耗評価中の試験体及び被削材４に係る摩耗長さや摩耗深さ等の変位等を測定する、荷重制御・変位測定ユニット６（詳細は図示せず）、荷重負荷部７（詳細は図示せず）を備える。
【００１５】
本発明に用いるピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置は、（ＪＩＳ  Ｒ  １６１３−１９９３）に準拠するものであれば、特に制限されることはなく、例えば、以下の仕様を有する装置である。
・試験体荷重範囲：１〜５００Ｎ
・被削材回転数：２５０〜１３０００ｒｐｍ
・被削材回転速度：１〜８０ｍ／ｓ
・試験体荷重測定と、被削材回転方向の接線荷重を測定するロードセルを有し、前記２つの荷重より摩擦力が算出できる。
【００１６】
以下、ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置を用いた、砥粒の研削比の算出法を、図１を用い説明する。
【００１７】
摩擦摩耗試験は、例えば、前記ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置１において、周速度、押付け荷重（荷重制御ユニット６及び荷重負荷部７により荷重を付与）、及び研削時間等を所定の値に設定した後、回転用モーター２を備えた回転ステージ３により回転する円盤状の被削材４の表面に、試験体保持治具５で保持された試験体を押付けることにより行われる。
前記式（Ｂ）における、被削材が削られた量及び砥粒の摩耗量(砥石の摩耗量に対応)は、例えば、以下の方法で求めることができる。
【００１８】
〈試験後の被削材の摩耗量の評価〉
被削材が削られた量に相当する、試験後の被削材（ディスク体）の摩耗量は、摩耗痕の断面積及び摩耗部位直径、並びに被削材密度から下記式（ｉ）により算出する。
被削材摩耗量（ｇ）＝πρ１ｒＡ    ・・・（ｉ）
上記式（ｉ）中、ρ１は被削材密度（ｇ／ｃｍ３）、ｒは試験体摩耗部位直径（ｃｍ）、Ａは摩耗痕の断面積（ｃｍ２）である。
なお、摩耗痕の断面積及び摩耗部位直径の測定は、例えば、デジタルマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、型式：ＶＨＸ−６０００）等により測定することができる。また、摩耗部位直径は、摩耗痕の幅中心を通る円の直径として測定する。被削材密度は、被削材の見かけ比重として、ＪＩＳ  Ｚ８８０７：２０１２に定められた液中ひょう量法で測定することができる。
【００１９】
〈試験後の砥粒の摩耗量の評価〉
試験後の砥粒の摩耗量は、摩耗体積を算出し、該摩耗体積を砥粒の密度から重量に換算して、砥粒の摩耗量を算出する。
まず、砥粒の摩耗体積は、試験前後における摩耗長さと砥粒の直径から下記式（ii）により算出する。
砥粒の摩耗体積（ｃｍ３）＝摩耗長さ×（砥粒の直径／２）２π・・・（ii）
次に、砥粒の摩耗量を、砥粒の密度ρ２を用い、下記式（iii）により算出する。
砥粒の摩耗量（ｇ）＝砥粒の摩耗体積×砥粒の密度ρ２・・・（iii）
なお、摩耗長さ（ｃｍ）は、試験前と試験後の砥粒の長さの差である。砥粒の長さ（ｃｍ）及び直径（ｃｍ）は、例えば、デジタルマイクロスコープ（同上）等により測定することができる。
また、砥粒の密度は、砥粒の見かけ比重として、ＪＩＳ  Ｚ８８０７：２０１２に定められた液中ひょう量法で測定することができる。
砥粒によっては不定形のため、前述したように、長さから摩耗した体積を算出できるとは限らないことがある。その場合は、必要に応じて、レーザー顕微鏡等を用い、試験前後の体積差を解析し算出してもよく、直接、秤等で試験前後の砥粒の重さを測定し摩耗量（重量）を算出してもよい。
【００２０】
上記で算出した被削材の摩耗量を「被削材が削られた量」とし、砥粒の摩耗量とから、前記式（Ｂ）により砥粒の研削比を算出することができる。測定は、試験体毎に任意に選択した砥粒３個について同様に行い、さらに、試験体毎に得られた測定値（Ｎ＝３）を単純平均して、その値をそれぞれの試験体の研削比とする。
【００２１】
なお、砥粒、及び被削材の摩耗量は、前記重量での評価に限定されず、それぞれの体積での比較もできる。
【００２２】
（研削砥石の研削性の評価）
本発明の評価方法で得られる、砥粒の研削比の結果から、砥粒を用いて実際に研削砥石とした時の研削砥石の研削性を、例えば、以下のように評価することができる。
なお、以下、通常品とは、被削材を一定にした際の、研削比の比較対象とする砥粒を意味し、該砥粒の研削比をＲｓとし、また評価対象とする砥粒の研削比をＲとしている。
（ａ）砥粒の研削比Ｒを通常品の研削比Ｒｓと比較した場合、それらの相対的な大小関係により、研削砥石とした時の研削性の優劣が推測できる。
（ｂ）砥粒の研削比Ｒを通常品の研削比Ｒｓと比較した場合、砥粒の研削比Ｒが相対的に大きければ大きいほど、研削砥石とした時の研削性がより優れていることが推測できる。
また、砥粒の研削比の結果から、砥粒を用いて実際に研削砥石とした時の研削砥石の研削性を、例えば、性能及び製造コストの観点から、Ｒ／Ｒｓの値により、以下の基準に従い評価（推測）することができる。
Ｂ１：特に優れる（Ｒ／Ｒｓの値が１．５０以上）
Ｂ２：優れる（Ｒ／Ｒｓの値が１．２０以上１．５０未満）
Ｂ３：良好（Ｒ／Ｒｓの値が１．０以上１．２０未満）
Ｂ４：やや劣る（Ｒ／Ｒｓの値が０．８０以上１．０未満）
Ｂ５：劣る（Ｒ／Ｒｓの値が０．８０未満）
（砥粒の研削比の値は式（Ｂ）から算出した値であり、式（Ｂ）において、研削量及び摩耗量の単位をｇとした場合である。）
【００２３】
＜砥粒＞
本発明に用いる摩擦摩耗試験の評価対象となる試験体は、砥粒、又は、樹脂等で砥粒を固めた成形体(以下、「砥粒等」ということがある。)の形態で、研削可能で研削比が算出できるものであればよく、特に制限されるものではない。但し、当該成形体は、後述するアルミナ焼結体砥粒の製造方法における工程（２）の成形により得られる成形体とは異なる。
砥粒としては、特に制限されないが、アルミナ焼結体砥粒、アルミナジルコニア砥粒、アルミナ砥粒、又は立方晶窒化ホウ素砥粒であることが好ましい。形状は、被削材を摩擦出来る形状であれば、特に限定されない。前記砥粒、又は、砥粒等の固定は、金属製ピン等の治具への接着、ネジでの固定、電着での固定等種々の方法がある。
【００２４】
（アルミナ焼結体砥粒）
本発明で用いるアルミナ焼結体砥粒は、特に制限されず、公知のアルミナ原料を用い形成することができる。具体的には、一態様として、アルミニウムと、イットリウム、鉄、亜鉛、コバルト、マンガン、銅、ニオブ、アンチモン、タングステン、銀及びガリウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属と、を含むことが好ましい。
【００２５】
アルミナ焼結体砥粒の製造方法は、特に限定されないが、例えば、下記工程（１）〜（３）を有することが好ましい。
工程（１）：公知のアルミナ原料を配合した混合物を調製する工程
工程（２）：工程（１）で得られた混合物を成形する工程
工程（３）：工程（２）により得られた成形体を焼成しアルミナ焼結体砥粒を得る工程
上記製造方法は、粉末状のアルミナ焼結体砥粒を得るために、必要に応じて下記工程（４）を有していてもよい。
工程（４）：工程（３）により得られたアルミナ焼結体砥粒を粉砕する工程
【００２６】
また、アルミナ焼結体砥粒の製造方法は、例えば、下記工程（１）（２）（３）’（４）’を有することが好ましい。
工程（１）：公知のアルミナ原料を配合した混合物を調製する工程
工程（２）：工程（１）で得られた混合物を成形する工程
工程（３）’：工程（２）で得られたアルミナの成形体を乾燥させた後に、粉砕する工程
工程（４）’：工程（３）’で得られた粉砕物を焼成しアルミナ焼結体砥粒を得る工程
【００２７】
工程（１）の原料の混合に際しては、公知の混合手段が用いられ、例えば容器回転式、機械撹拌式、流動撹拌式、無撹拌式、高速せん断・衝撃式等により混合する。
工程（２）の成形に際しては、公知の成形手段が用いられ、例えば、金型プレス、冷間静水圧プレス、鋳込成形、射出成形、押出し成形等により任意の形状に成形することができる。
工程（３）では、工程（２）で得られた成形体を焼結する。また、焼結に際しては、公知の焼結法が用いられ、例えば、ホットプレス法、常圧焼成法、ガス加圧焼成法、マイクロ波加熱焼成法等、種々の焼結手法によって焼結する。
焼結温度は、好ましくは１４００℃以上１８００℃以下であり、より好ましくは１６００℃越え１８００℃以下である。
また、工程（４）では、工程（３）により得られたアルミナ焼結体を粉砕する。粉砕に際しては公知の粉砕手段が用いられ、例えば、ボールミル、ロッドミル、振動ミル、高圧
粉砕ロール等により任意の大きさに粉砕する。
【００２８】
工程（３）’では、工程（２）で得られたアルミナの成形体を乾燥させた後に、粉砕する。粉砕方法は、上記工程（４）と同様の粉砕方法を用いることができる。また、乾燥は、例えば、大気雰囲気下、常圧で、約１００℃にて、２時間以上で行なうことができる。
工程（４）’では、工程（３）’で得られた粉砕物を焼成しアルミナ焼結体砥粒を得る。焼結は、上記工程（３）と同様の方法で行うことができる。
【００２９】
（アルミナジルコニア砥粒）
本発明で用いるアルミナジルコニア砥粒は、特に制限されないが、例えば、バイヤー法（湿式アルカリ法）で精製したアルミナにジルコニア質原料を加え、電気炉で溶融し、凝固させた塊を粉砕整粒したものを用いることができる。主としてコランダム結晶とアルミナジルコニア共晶部分とから成り、例えば、ジルコニア含有率の異なるＡＺ（２５）（アルミナジルコニア；ジルコニア２５質量％）、ＡＺ（４０）（アルミナジルコニア；ジルコニア４０質量％）等が挙げられる。
【００３０】
（立方晶窒化ホウ素砥粒）
立方晶窒化ホウ素（Ｃｕｂｉｃ  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ、ＣＢＮ）は、ダイヤモンドに次ぐ硬さとそれを凌ぐ化学的安定性を持ち、立方晶窒化ホウ素砥粒として研削用に用いることができる。立方晶窒化ホウ素の製造方法は、特に制限されないが、例えば、六方晶窒化ホウ素（ｈｅｘａｇｏｎａｌ  ｂｏｒｏｎ  ｎｉｔｒｉｄｅ；ｈＢＮ）を、触媒物質等の存在下で、約４〜６ＧＰａ、約１４００〜１６００℃程度の立方晶窒化ホウ素の熱力学的安定領域内に保持し、六方晶窒化ホウ素を立方晶窒化ホウ素に変換する方法で製造できる。
【００３１】
（被削材）
被削材の材質は、特に制限されないが、評価の目的に適合するものを使用すれば良く、炭素鋼、特殊鋼、チタン、樹脂板、セラミック、又は木材等が挙げられる。
炭素鋼としては、ＪＩＳ  Ｇ  ４０５１：２０１６に定めるＳ４０Ｃ〜Ｓ５８Ｃ、ＳＡＥ規格に定めるＳＡＥ１０４０〜ＳＡＥ１０９５等が挙げられる。
特殊鋼としては、ステンレス鋼、耐熱鋼、構造用鋼、超合金、工具鋼等が挙げられる。
例えば、重研削砥粒評価では、ＪＩＳ  Ｇ  ４０５１：２０１６（機械構造用炭素鋼鋼材）に定めるＳ４５Ｃを焼入れ等の調質をせず使用することがある。
評価に用いる被削材の寸法は、特に制限されないが、例えば、φ１６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍであり、また、試験体と接触する摩擦面の算術平均粗さＲａは、例えば、０．１〜１０ｎｍである。
【００３２】
＜砥石＞
本発明において砥石とは、砥粒に加え、結合剤、フィラー等を含むものであり、通常、台金と、該台金の作用面に本発明に用いた砥粒を含む層とを有してなるものを意味する。
砥石における砥粒の作用面への固定方法としては、レジンボンド、ビトリファイドボンド、メタルボンド、電着等が挙げられる。
また、台金の材質としては、スチール、ステンレス合金、アルミニウム合金等が挙げられる。
レジンボンドは、切れ味は良好であるが、耐久性が低い。ビトリファイドボンドは、切れ味がよく、耐摩耗性も良好であるが、砥粒に内部応力が発生し、砥粒が割れたり、欠けたりしやすくなる。電着は、形状の自由度が大きく、切れ味も良好である。
以上に鑑み、砥石においては、その用途に応じて砥粒の固定方法が選択される。
例えば、レジンボンド砥石の場合、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の結合剤の粉末と砥粒とを混合し、又は、結合剤を砥粒にコーティングし、金型に充填してプレス成形する方法（ｉ）、あるいは、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の液状の結合剤と砥粒を混合し、型に流し込んで硬化させる方法（ii）により、台金の作用面に砥粒層を固定することで、本発明でいう砥石が得られる。
砥石の形状については特に制限はなく、砥石の用途に応じて、ストレート型やカップ型等の形状等が挙げられる。
【００３３】
ここで、例えば、直径５００〜１０００ｍｍの重研削砥石を作製する場合について説明する。まず、このような大きな重研削砥石を作製する場合は、大量の資材を必要とする。具体的には、例えば、砥粒４０ｋｇ、砥粒以外のフィラー２５ｋｇ、樹脂１５ｋｇ、所定の補強用ガラス繊維等が使用される。また、サイズに応じた大型の材料混合装置、金型、プレス、焼成(ベーク)のためのオーブン、及び搬送手段が必要である。成型は数分〜数時間、焼成(ベーク)は数十時間必要であり、総じて砥石完成までは数日間を要する。
さらに、研削比を取得するためには、前記砥石を高速回転（例えば、２８０ｋｍ／ｈｒ）させることが出来る研削装置と、被削材としてスラブと呼ばれる大型の鋼材（例えば、厚み１２０〜６００ｍｍ、幅７００ｍｍ〜）とが必要となる。
上記からわかるように、前述したように、砥石の作製にあっては、作業工程が煩雑で、作製コストが高く、しかも多くの作製日数を必要とする。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
アルミナ原料粉末（酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の含有量：９９．７５質量％、酸化アルミニウムのα結晶化率：９９％以上、ｄ５０：０．６２μｍ）１，０００ｇに、酸化鉄（関東化学株式会社製、ｄ５０：０．５２μｍ）２．５ｇ及び顆粒状のポリビニルアルコール（クラレ株式会社製、型番ＰＶＡ−２０５）３．４ｇを、卓上型ニーダー(株式会社入江商会製「ＰＮＶ−５」）を用いて１０分間混合した。その後、蒸留水３００ｇに２．５ｇの酢酸イットリウム（III）四水和物（関東化学株式会社製）を溶かした酢酸イットリウム（III）四水和物水溶液を調製し、該水溶液を上記混合物中に加えて、３０分間混練し、アルミナ焼結体の前駆体を作製した。表１に上記仕込み組成に基づく、配合組成を示す。
ここで、アルミナ焼結体の前駆体（以下、単に「前駆体」ということがある。）とは、熱処理前の原料混合物を指す。また、アルミナ焼結体（以下、単に「焼結体」ということがある。）とは、前駆体を熱処理して焼結した焼結体を指す。
【００３７】
なお、上記アルミナ原料粉末については、蛍光Ｘ線元素分析法により予め組成確認を行った。蛍光Ｘ線元素分析の測定機器としては、株式会社リガク製の走査型蛍光Ｘ線分析装置「ＺＳＸ  Ｐｒｉｍｕｓ」を用いた。プレス成形したペレットを用いる粉末プレス法で測定試料を調製し、ファンダメンタルパラメータ法（ＦＰ法）により定量分析した。
また、アルミナ焼結体の前駆体の組成についても、アルミナ原料粉末の場合と同様に、上記走査型蛍光Ｘ線分析装置によるＦＰ法により定量分析を行って、仕込み組成と一致していることを確認した。
【００３８】
また、アルミナ原料粉末及び酸化鉄のｄ５０は、マイクロトラック粒度分布測定装置（「マイクロトラック（登録商標）ＨＲＡ」、日機装株式会社製）を用いて測定した。
【００３９】
また、アルミナ原料粉末中の酸化アルミニウムのα結晶化率は、粉末Ｘ線回折装置（Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ社製、機種名「Ｘ'ｐｅｒｔ ＰＲＯ」）を用い、特性Ｘ線：ＣｕＫα線、管電圧４０ｋＶ、管電流４０ｍＡの条件にて得た回折スペクトルから、アルミナα相（３００）に由来する２θ＝６８．１°のピーク高さ（Ｉ６８．１）と、δ相、θ相、χ相、γ相、θ相およびε相に由来する２θ＝６７．２°のピーク高さ（Ｉ６７．２）とから、下記式（１）により算出した。
α結晶化率＝Ｉ６８．１／（Ｉ６８．１＋Ｉ６７．２）×１００（％）    ・・・（１）
【００４０】
（実施例２）
実施例２では、酢酸イットリウム（III）四水和物水溶液を添加しなかった以外は、実施例１と同様の方法でアルミナ焼結体の前駆体を得た。
【００４１】
（実施例３）
実施例３では、酸化鉄の配合量を変更した以外は、実施例１と同様の方法でアルミナ焼結体の前駆体を得た。
【００４２】
［評価Ｉ］
実施例１〜３に係るアルミナ焼結体の前駆体を用いて、以下の方法でアルミナ焼結体（以下、「試験体」ということがある。）を作製し、該アルミナ焼結体に対し、以下のような試験(評価)を行った。
【００４３】
（アルミナ焼結体の作製）
アルミナ焼結体の前駆体を押出成形機を用いて成形し、アルミナ成形体を作製した。その後、この成形体を、電気炉（大気雰囲気）にて、表１に示す焼成温度で１時間保持し焼結させることにより、アルミナ焼結体砥粒（φ１．６ｍｍ、長さ３．５ｍｍの円柱状）を得た。
アルミナ焼結体砥粒の固定は、金属製ピンの治具に接着することにより行った。
なお、実施例１で得られたアルミナ焼結体の前駆体を焼結したアルミナ焼結体砥粒を砥粒Ａ、実施例２で得られたアルミナ焼結体の前駆体を焼結したアルミナ焼結体砥粒を砥粒Ｂ、また、実施例３で得られたアルミナ焼結体の前駆体を焼結したアルミナ焼結体砥粒を砥粒Ｃとし、これらの中で、砥粒Ｂを研削性の通常品（比較対象）とし、砥粒Ａ及び砥粒Ｃを研削性の評価対象とした。
【００４４】
［１］研削比
回転摺動型（ピンオンディスク型）摩擦摩耗試験機を用いて、アルミナ焼結体砥粒の摩擦摩耗試験を行った。摩擦摩耗試験は、回転する円盤状被削材に、実施例１〜３で得られたアルミナ焼結体砥粒を押付け、被削材周速度１０ｍ／ｓｅｃ、押付け荷重５０Ｎで、３分間行った。被削材は、ＪＩＳ  Ｇ  ４０５１：２０１６（機械構造用炭素鋼鋼材）に定める炭素鋼であるＳ４５Ｃ（φ１６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ）を焼入れ等の調質をせず使用した。
被削材摩耗量及びアルミナ焼結体砥粒の摩耗量は、デジタルマイクロスコープ（株式会社キーエンス社製、型式：ＶＨＸ−６０００）を用い、被削材の摩耗量は摩耗痕の断面積と周長と被削材密度から算出し、アルミナ焼結体砥粒の摩耗量は試験前後における摩耗長さと試験体の密度から算出した。得られた被削材の摩耗量及びアルミナ焼結体砥粒の摩耗量から下記式（Ｂ）により研削比を算出した。
研削比＝被削材が削られた量（研削量）／砥粒の摩耗量    ・・・（Ｂ）
【００４５】
［２］研削性
実施例で得られたアルミナ焼結体砥粒の研削比の結果から、アルミナ焼結体砥粒を用いて実際に研削砥石とした時の研削砥石の研削性を、性能及び製造コストの観点から、Ｒ／Ｒｓの値により、以下の基準に従い評価（推測）した。
Ｂ１：特に優れる（Ｒ／Ｒｓの値が１．５０以上）
Ｂ２：優れる（Ｒ／Ｒｓの値が１．２０以上１．５０未満）
Ｂ３：良好（Ｒ／Ｒｓの値が１．０以上１．２０未満）
Ｂ４：やや劣る（Ｒ／Ｒｓの値が０．８０以上１．０未満）
Ｂ５：劣る（Ｒ／Ｒｓの値が０．８０未満）
〈Ｒは評価対象とする砥粒（実施例１のアルミナ焼結体の前駆体を焼結したアルミナ焼結体砥粒である砥粒Ａ、実施例３のアルミナ焼結体の前駆体を焼結したアルミナ焼結体砥粒である砥粒Ｃ）の研削比、Ｒｓは通常品（比較対象）の砥粒（実施例２のアルミナ焼結体の前駆体を焼結したアルミナ焼結体砥粒である砥粒Ｂ）の研削比である。〉
【００４６】
［３］相対密度
相対密度はＪＩＳ  Ｚ  ８８０７：２０１２の液中ひょう量法で測定したみかけ密度を、真密度で除して求めた。この際、添加した化合物等は全て酸化物の状態で存在していると仮定し、その上で、真密度が、アルミナは３．９５、酸化イットリウムは５．０１、酸化鉄は５．２４、酸化ケイ素は２．２０、酸化ナトリウムは２．２７、酸化マグネシウムは３．６５、酸化カルシウムは３．３４、酸化亜鉛は５．６１、酸化コバルトは６．１１、酸化マンガンは５．０３、酸化銅は６．３１、酸化ニオブは４．４７、酸化アンチモンは５．２０、酸化タングステンは７．１６、酸化銀は７．１４、酸化ガリウムは６．４４であるとして、算出した。
【００４７】
［４］結晶粒子径
得られたアルミナ焼結体砥粒を切断し、該切断面を鏡面仕上げし、焼成温度よりも１００℃低い温度で５分間、サーマルエッチングした。そのサンプルを、走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製、機種名「ＪＳＭ−６５１０Ｖ」）を用いて観察し、任意の点５箇所で５０００倍の断面写真を撮影した。各断面写真について、画像解析ソフト（株式会社マウンテック製、ソフト名「Ｍａｃ−Ｖｉｅｗ  ｖｅｒ．４」）を用いて画像解析を行い、５枚の断面写真から、任意に選択した５００個の結晶粒子について体積球相当径を測定し、得られた測定値（Ｎ＝５００）を平均して、その平均値を結晶粒子径とした。
【００４８】
［５］ビッカース硬度
装置としては、株式会社アカシ（現、株式会社ミツトヨ）製、機種名「ＭＶＫ−ＶＬ、Ｈａｒｄｎｅｓｓ  Ｔｅｓｔｅｒ」を用いた。測定は、荷重０．９８Ｎ、圧子の打ち込み時間１０秒の条件で行い、試料毎に任意に選択したアルミナ焼結体砥粒１５個について同様に行った。さらに、得られた測定値（Ｎ＝１５）を平均して、その平均値をビッカース硬度とした。
【００４９】
［６］破壊靭性値
破壊靭性値ＪＩＳ  Ｒ  １６０７：２０１５  ファインセラミックスの室温破壊靭性試験方法に基づき、ＩＦ法（圧子圧入法）によって求めた。装置としては、松沢精機株式会社（現、株式会社松沢）製、機種名「ＤＶＫ−１」を用い、測定は、最大荷重４９Ｎ、圧子の打ち込み速度５０μｍ／ｓｅｃ、圧子の打ち込み時間１５秒の条件で行い、試料毎に任意に選択したアルミナ焼結体砥粒１０個について同様に行った。さらに、得られた測定値（Ｎ＝１０）を平均して、その平均値を破壊靱性値とした。計算式は以下の通りである。
ＫＩＣ  ＝０．０２６×Ｅ１／２×Ｐ１／２×ａ／ｃ３／２
ＫＩＣ  ：  破壊靱性値（ＭＰａ・ｍ１／２）
Ｅ    ：  ヤング率（Ｐａ）
Ｐ    ：  最大荷重（Ｎ）
ａ    ：  圧痕寸法（ｍ）
ｃ    ：  クラックの寸法（ｍ）
なお、本発明において上記ヤング率Ｅは、アルミナの値（３．９×１０１１Ｐａ）を用いた。
【００５０】
【表１】
2020099981.tif 000003
【００５１】
表１に示すように、アルミナ焼結体の前駆体の組成又は配合比が異なる砥粒Ａ、Ｂ、Ｃを用いた場合、３者間で研削比に有意な差がでることがわかる。また、例えば、通常品とした砥粒Ｂを用いた実施例２の研削比に比べ、評価対象とした砥粒Ａを用いた実施例１の研削比が相対的に高いことから、該砥粒Ａを含む研削砥石とした時の研削性が優れる（Ｂ１）ことを評価（推測）できることがわかる。これに対し、通常品とした砥粒Ｂを用いた実施例２の研削比に比べ、評価対象とした砥粒Ｃを用いた実施例３の研削比が相対的に低いことから、該砥粒Ｃを含む研削砥石とした時の研削性が劣る（Ｂ５）ことを評価（推測）できることがわかる。
すなわち、本発明の簡易な評価方法により、砥石の作製をせずに、砥粒又は砥粒の成形体を用いるだけで、簡便に高い研削比を有する砥石を見出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の砥粒を含む研削砥石の研削性の評価方法によれば、砥粒又は砥粒の成形体の形態で、砥粒、結合剤、フィラー等から構成される研削砥石の研削性の評価が可能となるため、通常、作業工程が煩雑で、作製コストが高く、及び多くの作製日数を必要とする砥石の作製を行うことなく、要求される研削砥石を効率的に選択できるようになる。
【符号の説明】
【００５３】
１：ピンオンディスク型摩擦摩耗評価装置
２：回転用モーター
３：回転ステージ
４：被削材
５：試験体保持治具
６：荷重制御・変位測定ユニット
７．荷重負荷部
【図１】
2020099981.tif 000004