(57)【要約】【課題】磁気研磨法において被研磨物の研磨量を多くし、研磨精度を高くする。【解決手段】軟磁性フェライト成分１５〜８５重量％と研磨材成分１５〜８５重量％を含有し、上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径を０．５〜２０μｍとする、もしくは上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比を１０-5〜１０-1とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性フェライト成分１５〜８５重量％と、研磨材成分１５〜８５重量％を含有してなり、上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径が０．５〜２０μｍであることを特徴とする磁気研磨用砥粒。
【請求項２】
軟磁性フェライト成分が１５〜８５重量％と、研磨材成分が１５〜８５重量％とを含有してなる磁気研磨用砥粒であって、磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比が１０-5〜１０-1であることを特徴とする磁気研磨用砥粒。
【請求項３】
平均粒子径が５０〜５０００μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気研磨用砥粒。
【請求項４】
アスペクト比が１．５以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気研磨用砥粒。
【請求項５】
飽和磁束密度が０．０１テスラ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気研磨用砥粒。
【請求項６】
密度が５ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気研磨用砥粒。
【請求項７】
圧縮強度が５０ＭＰa以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気研磨用砥粒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属部品、セラミックス部品等の研磨に用いる磁気研磨用砥粒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、磁界中に磁気研磨用砥粒(磁化される性質と研磨する能力を兼ね備えた砥粒)を充填すると、磁場の影響により磁気研磨用砥粒は磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシをひとつの研磨工具として利用し、工作物の円筒外周面、平面、曲面、多少の形状的複雑性のある面など、表面仕上げを行う砥粒加工法の一種が磁気研磨法である。
【０００３】
最近、この磁気研磨法が金型表面の仕上げ等の自動化、簡易化の手段として有用であるとされ、注目を集めている。
【０００４】
特許文献１には、Ｆｅに代表される強磁性金属のマトリクス中に、研磨材／強磁性金属＝（５〜４０）／（９５〜６０）(体積比)で研磨材粒子を分散させ、この強磁性金属に対してＡｌ、ＳｉまたはＢの少なくとも１種を脆化剤として添加することで粉砕を容易にし、砥粒製造の生産性を高めた磁気研磨用砥粒が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、真球度が６０％以下で、平均粒子径が１〜１０００μｍの軟磁性フェライト粒子と研磨材からなる磁気研磨用砥粒が開示されている。
【０００６】
磁気研磨法に用いる磁気研磨用砥粒は、特許文献１および２に開示されているように、磁化される性質と研磨する能力を備えた一種の複合砥粒で、その主要構成は鉄等の強磁性体とアルミナ質砥粒等の高研磨材とから成っている。このような磁気研磨用砥粒は、鉄等の強磁性体と研磨材の微粉を加圧成形後、雰囲気炉で焼結させることで得られる。
【０００７】
また、例えば特許文献２に開示されているように、通常研磨用砥粒の粒径と仕上面粗さとは密接な関係があるが、磁気研磨法を用いた場合、粒径数百μｍの比較的粗い砥粒を使用しても表面粗さは、最大高さＲmax約２μｍのオーダーの仕上面粗さが得られる。これは、研磨時に磁力で結合された砥粒群が全体として柔軟な加工挙動をすることと、硬い研磨材成分の粒子が応力下で受けた加工歪を強磁性体である金属が分担し、緩和するからである。
【０００８】
また、磁気研磨における加工能率は、装置のファクターすなわち磁極の強さや回転周速度、被加工部品の送り速度、加工間隙等の諸条件のほか、砥粒が群を形成したときの粘弾性的な挙動にも左右される。従って、個々の砥粒の性状は、磁気研磨の研磨量や研磨精度を決定する重要な要素であり、その使用寿命をも決定する。
【０００９】
さらに、軟磁性フェライト成分に対する研磨材成分の含有量は５０重量％以下となっている。これは、軟磁性フェライト成分の磁気吸着力によって一定の加工圧力を得、研磨材成分の硬さによって被研磨物に対する研磨力を利用するものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１１６５４９号公報
【特許文献２】
特開２００２−０８０８２６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の磁気研磨用砥粒は、研磨材の種類が限られるうえに、研磨特性も十分満足できるものではなく、使用寿命が短いものであった。これは、研磨材粒子が金属粉末の焼結により結合しているという構成に起因するものであり、研磨材粒子であるＡｌ2Ｏ3やＣｅＯ2等のセラミックスと強磁性体である金属との密着性が低いことや、セラミックスの比重と金属の比重が大きく異なっているため、砥粒中に研磨材粒子が均一に分散していないこと等によるものであった。
【００１２】
以上の点を改善する試みとして、特許文献１に磁気研磨用砥粒のホットプレスによる圧密化、焼結、粉砕後の球状化処理などの技術が開示されているが、この様な方法は製造コストを高くするという欠点を有していた。
【００１３】
また、特許文献１の磁気研磨用砥粒のような、研磨材粒子が均一に分散した磁気研磨用砥粒を作製するためには、成形、金属溶融、粉砕などの多くの工程が必要なため製造コストが高かった。また、この強磁性金属から成る磁気研磨用砥粒を用いて研磨加工した場合、研磨量を増加させるために磁気研磨用砥粒の粒径を大きくすると、強磁性金属の磁力が強いため研磨面の表面粗さが大きくなるという問題があった。
【００１４】
また、特許文献２の磁気研磨用砥粒は、平均粒子径が１〜１０００μｍであるが、軟磁性フェライト成分と研磨材成分との結合力は軟磁性フェライト成分の粒子径によって左右され、軟磁性フェライト成分のうち大きな粒子径の粒子によって、軟磁性フェライトと研磨材の結合力が小さくなり、被研磨物の研磨量が極端に少なくなるという問題があった。
【００１５】
また、磁気研磨用砥粒がアスペクト比の小さい球状粒子であるため、被研磨物への磁気研磨用砥粒が被研磨物に対して平行に揃わずに接触しやすく、磁気研磨用砥粒と被研磨物との接触面積が小さくなるので、単位時間当たりの研磨量が減少し、加工時間を要するという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、被研磨物の研磨量が多く、表面粗さが小さい面を得ることができるとともに、製造コストが安価である磁気研磨用砥粒を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気研磨用砥粒は、軟磁性フェライト成分１５〜８５重量％と研磨材成分１５〜８５重量％を含有してなり、上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径が０．５〜２０μｍであることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の磁気研磨用砥粒は、軟磁性フェライト成分１５〜８５重量％と研磨材成分１５〜８５重量％とを含有してなる磁気研磨用砥粒であって、該磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比が１０-5〜１０-1であることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径が５０〜５０００μｍであることを特徴とする。
【００２０】
さらにまた、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒のアスペクト比が１．５以上であることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒の飽和磁束密度が０．０１テスラ以上であることを特徴とする。
【００２２】
またさらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒の密度が５ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする。
【００２３】
さらにまた、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒の圧縮強度が５０ＭＰa以上であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の磁気研磨用砥粒によれば、軟磁性フェライト成分１５〜８５重量％と研磨材成分１５〜８５重量％とを含有し、上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径を０．５〜２０μｍに制御することによって、磁気研磨用砥粒内に含まれる軟磁性粒子数を増やし、かつ研磨材と軟磁性フェライト間の結合力を大きくすることができるため、磁気研磨用砥粒の強度を向上させると共に、被研磨物の表面加工における研磨量を増加させることができる。
【００２５】
また、本発明の磁気研磨用砥粒によれば、軟磁性フェライト成分１５〜８５重量％と研磨材成分１５〜８５重量％とを含有する磁気研磨用砥粒であって、該磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比を１０-5〜１０-1とすることによって、磁気研磨用砥粒内に含まれる軟磁性粒子数を増やし、かつ研磨材と軟磁性フェライト間の結合力を大きくすることができるため、磁気研磨用砥粒の強度を向上させると共に、被研磨物の表面加工における研磨量を増加させることができる。
【００２６】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径が５０〜５０００μｍであることから、磁気研磨用砥粒の磁気吸着力が向上するので、さらに研磨量を増加させることができる。
【００２７】
さらにまた、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒のアスペクト比が１．５以上であることから、被研磨物へ磁気研磨用砥粒の長軸方向が接触し易くなるため、磁気研磨用砥粒と被研磨物との接触面積を大きくすることができる。これによって、単位時間当たりの研磨量をさらに増加させることができるとともに、被研磨物の単位面積当たりにかかる加工応力が小さくなるので、砥粒の回転磁心への付着力を保持したまま被研磨物の表面粗さを低減し、さらには研磨面の表面粗さが優れた研磨精度の高い被研磨物を得ることができる。
【００２８】
またさらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒の飽和磁束密度が０．０１テスラ以上であることから、砥粒にかかる磁力が大きくなり、加工圧力が増加して被研磨物の研磨量をさらに増加させることができるとともに、磁気研磨用砥粒の磁力が大きいので研磨量を高精度に制御したり、被研磨物の加工精度を高精度に制御したりすることが可能となる。
【００２９】
また、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒の密度が５ｇ／ｃｍ3以上であることから、被研磨物へ加工応力が加わった際、研磨用砥粒自身の破壊を有効に防止して、被研磨物の研磨量をさらに増加させることができる。
【００３０】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒の圧縮強度が５０ＭＰa以上であることから、被研磨物へ加工応力が加わった際、磁気研磨用砥粒自身の破壊を抑制することができるので、被研磨物の研磨量を増加させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の磁気研磨用砥粒は、軟磁性フェライトを主成分とする粒子（軟磁性フェライト成分）と研磨材を主成分とする粒子（研磨材成分）との複合粒子からなる。
【００３２】
上記軟磁性フェライト成分、研磨材成分とから成る磁気研磨用砥粒においては、各成分が添加混合され粒子を形成するものであり、上記軟磁性フェライト成分とは、磁場が印加された際に磁化されやすいものと定義する。
【００３３】
上記軟磁性フェライト成分は、強磁性体として作用し、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ等を含有した軟磁性フェライト成分が好ましい。また、Ｆｅを５０モル％以上含有する軟磁性フェライト成分を用いることが、製造コストを低減しかつ磁気研磨用砥粒の磁気感応性を高くするために特に好ましい。
【００３４】
より好ましい組成範囲は、Ｍｎ系の軟磁性フェライト成分の場合は、Ｆｅ2Ｏ3を４０〜９５モル％、ＺｎＯを１〜３０モル％、ＭｎＯを１〜３０モル％、ＣｕＯを１０モル％以下含有し、Ｎｉ系の軟磁性フェライト成分の場合は、Ｆｅ2Ｏ3を４０〜９５モル％、ＺｎＯを１〜３０モル％、ＮｉＯを１〜３０モル％、ＣｕＯを１０モル％以下含有したものである。
【００３５】
なお、軟磁性フェライトの軟磁性とは磁場が印加された際に磁化されやすいものと定義されるものである。
【００３６】
また、上記研磨材成分としては、種々の酸化物セラミックス、非酸化物セラミックス又はダイヤモンドを用いることができ、より好ましくは酸化物セラミックスの粒子、具体的にはＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｅＯ2等であり、これらの１種又は２種以上を混合したものである。
【００３７】
なお、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記研磨材成分や上記軟磁性フェライト成分の他に非磁性成分を含んでいてもよい。例えば、ＣａＯ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣｏＯ、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、ＰｂＯ等を合計で２０重量％以下含んでもよい。
【００３８】
本発明の磁気研磨用砥粒は、軟磁性フェライト成分と研磨材成分との界面に、各成分が固溶した薄い粒界層を有するため、軟磁性フェライトを主成分とする粒子と研磨材を主成分とする粒子とを強固に結合させることができ、その結果機械的強度の特に高い磁気研磨用砥粒を提供することができる。
【００３９】
また、本発明の磁気研磨用砥粒は、軟磁性フェライト成分が１５〜８５重量％、研磨材成分が１５〜８５重量％との割合で含有してなり、上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径が０．５〜２０μｍであることが重要である。
【００４０】
これにより、磁気研磨用砥粒内に含まれる軟磁性フェライト粒子数を増やし、かつ研磨材と軟磁性フェライト間の結合力を大きくすることができるため、磁気研磨用砥粒の強度を向上させるとともに、被研磨物の表面加工における研磨量を増加させることができる。
【００４１】
軟磁性フェライト成分が１５重量％未満の場合、および研磨材成分が８５重量％を越える場合は、磁気研磨用砥粒の磁気吸着力が低下することにより、被研磨物への加工圧力が低下し、被研磨物の研磨量が減少する。一方、軟磁性フェライト成分が８５重量％を越える場合、および研磨材成分が１５重量％未満の場合は、研磨成分が少なくなり、磁気研磨用砥粒の軟磁性フェライトと研磨材成分の結合力が低下するため、磁気研磨用砥粒の強度が低下し、被研磨物の研磨量が減少する。
【００４２】
また、軟磁性フェライト成分の平均粒子径は０．５〜２０μｍに特定される。これにより、軟磁性フェライト成分の研磨材へ結合力が高まり、磁気研磨砥粒の強度が向上し、研磨の際に砥粒が破壊しにくくなり、被研磨物の研磨量が多くなる。
【００４３】
軟磁性フェライト成分の平均粒子径が０．５μｍ未満の場合は、軟磁性フェライト成分の磁気特性が低下するため被研磨物の研磨量が減少するからであり、２０μｍよりも大きい場合は、軟磁性フェライト成分と研磨材成分との結合力が減少するので被研磨物の研磨量が減少するからである。これは結合力が低下すると磁気研磨用砥粒の機械的強度が低下し、研磨の際に磁気研磨用砥粒に加わる研磨圧力によって磁気研磨用砥粒が破壊しやすくなるためであると考えられる。結合力を大きくして磁気研磨用砥粒の機械的強度を更に向上させるためには、粒界層の平均厚みが３μｍ以下であることが好ましく、このような磁気研磨用砥粒とするには、軟磁性フェライト成分中に含まれるＣｕＯのモル％を５〜１０モル％とすることで得られる。
【００４４】
また、本発明の磁気研磨用砥粒は、磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比が１０-5〜１０-1であることが重要である。
【００４５】
これにより、磁気研磨用砥粒内に含まれる軟磁性粒子数を増やし、かつ研磨材と軟磁性フェライト間の結合力を大きくすることができるため、磁気研磨用砥粒の強度を向上させると共に、被研磨物の表面加工における研磨量を増加させることができる。
上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比が１０-5未満の場合は、軟磁性フェライト成分の磁気特性が低下するため被研磨物の研磨量が減少するからであり、１０-1よりも大きい場合は上記結合力の低下により被研磨物の研磨量が減少するからである。
【００４６】
なお、上記軟磁性フェライトの平均粒子径は、磁性研磨用砥粒をＳＥＭ、実体顕微鏡または拡大鏡などを用いて写真を撮り、２０個以上の各磁気研磨用砥粒内に観察される、軟磁性フェライト粒子２０個以上を無作為に選び、選んだ軟磁性粒子の各々の内接円と外接円の直径の平均値を更に平均した値をいう。ただし、平均粒子径が０．２μｍ以下の軟磁性フェライトは、粒径測定が困難のため、上記軟磁性フェライト粒子の平均粒子径の対象外とする。
【００４７】
また、上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比とは、軟磁性フェライトの平均粒子径を磁気研磨用砥粒の平均粒子径で割ったものであり、上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径は、磁性研磨用砥粒をＳＥＭ、実体顕微鏡または拡大鏡などで写真を撮り、無作為に１０個選んだ各磁性研磨用砥粒に接する内接円と外接円の直径の平均値を更に平均した値とする。ただし、平均粒子径が０．２μｍ以下の磁気研磨用砥粒は、粒径測定が困難のため、磁気研磨用砥粒の平均粒子径の対象外とする。
【００４８】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径が５０〜５０００μｍであることが好ましく、被研磨物の表面加工における研磨量をより多くすることができる。上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径が５０μｍ未満とした場合、被研磨物の研磨量が低下し、一方、５０００μｍを超える場合、研磨精度を高く維持したまま研磨面の表面粗さを小さくすることができない。
【００４９】
また、本発明の磁気研磨用砥粒は、その平均粒子径を５０〜５０００μｍ、その短軸方向の平均長さを５０〜１０００μｍ、長軸方向の平均長さを７５〜５０００μｍとすることが特に好ましい。この理由は、被研磨物の研磨量を特に増加させ、研磨精度を特に向上させることができるからである。
【００５０】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、アスペクト比が１．５以上であることが好ましく、例えば図1に示す本発明の磁気研磨用砥粒の集合体の拡大斜視図のように、磁気研磨用砥粒１の各粒子の形状が柱状をなし、磁気研磨用砥粒の回転磁心への付着力を保持したまま、磁気研磨用砥粒の長軸方向の面が回転磁心方向へ付着するため、磁気研磨用砥粒の被研磨物への接触面積を大きくすることができ、被研磨物の単位時間当たりの研磨量を増加させることができる。また、被研磨物の単位面積当たりにかかる加工応力が小さくなることから、研磨面の表面粗さが優れた研磨精度の高い被研磨物を得ることができる。
【００５１】
研磨時の磁場中では磁束が磁気研磨用砥粒の端部に集中しやすいため、上記アスペクト比が１．５未満の場合、磁気研磨用砥粒の回転磁心及び被研磨物への接触が長軸方向に揃い難く、長軸、短軸方向にランダムに接触することになり、その結果研磨面の表面粗さを優れたものにできず、研磨量の向上が著しくない。
【００５２】
また、上記アスペクト比は２０以下とすることがより好ましく、被研磨物の研磨量をより増加させ、研磨精度を特に向上させることができる。これはアスペクト比が大きくなり過ぎると、一定の平均粒子径を有する粒子において、その形状が糸状に近いものとなり、強度が低下することから研磨量を著しく向上させることができないからである。
【００５３】
なお、上記アスペクト比とは、磁性研磨用砥粒のＳＥＭ、実体顕微鏡又は、拡大鏡などで写真を撮り、任意に１０個取り出した各磁性研磨用砥粒の長軸方向の長さと短軸方向の長さの比を求め、これらを平均した値のことである。
【００５４】
ここで、アスペクト比が１．５以上の磁気研磨用砥粒を作製する方法としては、例えば軟磁性フェライト粒子、研磨材粒子、および有機バインダーを混合、混練してコンパウンドとし、棒状や角棒等に押し出し成形を行いチョッパーにて寸断し、その後酸化雰囲気にて焼成する。
【００５５】
また、本発明の磁気研磨用砥粒は、飽和磁束密度を０．０１テスラ以上とすることが好ましく、被研磨物への磁気研磨用砥粒の加工力を大きくして研磨量をさらに増加させることができる。なお、飽和磁束密度は振動磁力計にて求めることができる。
【００５６】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、密度を５ｇ／ｃｍ3以上とすることが好ましく、被研磨物に加工応力が加わった際、研磨用砥粒自身の破壊を有効に防止し、被研磨物の研磨量をさらに多くすることができる。なお、上記密度は、ＪＩＳ  Ｒ１６２０（１９９５）に準拠した粒子密度測定方法で測定する。
【００５７】
またさらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、圧縮強度が５０ＭＰa以上とすることが好ましく、被研磨物に加工応力が加わった際、研磨砥粒自身の破壊を防止し、被研磨物の研磨量を多くすることができる。なお、上記圧縮強度は、例えば微少圧縮試験機(島津製)を用いて測定する。
【００５８】
上述のように磁気研磨用砥粒の飽和磁束密度を０．０１テスラ以上、密度を５ｇ／ｃｍ3以上及び圧縮強度を５０ＭＰａ以上とするには、詳細を後述の製造方法において説明するように仮焼温度、焼成温度、焼成時間を制御することによってできる。
【００５９】
本発明の磁気研磨用砥粒の製造方法は例えば次の通りである。
【００６０】
軟磁性フェライト粒子１５〜８５重量％と研磨材粒子１５〜８５重量％とを含有する複合粒子を作製する。軟磁性フェライト粒子は、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｎの酸化物、または焼成によりこれらの酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用い、ＭｎＺｎ系の軟磁性フェライトの場合は、Ｆｅ2Ｏ3を４０〜９５モル％、ＺｎＯを１〜３０モル％、ＭｎＯを１〜３０モル％、ＣｕＯを１０モル％以下含有する組成、ＮｉＺｎ系の軟磁性フェライトの場合は、Ｆｅ2Ｏ3を４０〜９５モル％、ＺｎＯを１〜３０モル％、ＮｉＯを１〜３０モル％、ＣｕＯを１０モル％以下含有する組成とする。研磨材粒子の組成としては、Ａｌ、Ｚｒ等の酸化物例えばＡｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｅＯ2あるいは焼成によりこれらの酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を１種又は２種以上を含有する組成とする。これらの軟磁性粒子２０〜８０重量％と研磨材粒子２０〜８０重量％とを混合し、振動ミル等で粉砕、仮焼後、有機バインダーを加えてニーダーで混練しコンパウンドとなし、棒状に押し出すと同時にチョッパーにて寸断して所望のアスペクト比に調整した原料顆粒を得、その後焼成する。
【００６１】
また、成形方法としては、加圧成形、射出成形、アトマイズ法、延伸急冷法、ロール法等を用いることができる。例えば、加圧成形の場合は、仮焼して得られた原料にバインダーを加え種々の造粒機にて造粒し、所定のアスペクト比の金型に原料を充填し加圧成形すればよい。射出成形の場合は、仮焼して得られた原料に可塑性バインダーを加えスラリーを作成し、そのスラリーを所定のアスペクト比に設計した金型へ射出し、熱硬化させることによって、所望のアスペクト比の磁気研磨用砥粒を得ることができる。
【００６２】
このような製造方法によって得られた磁気研磨用砥粒の個々の粒子は、軟磁性フェライト成分と研磨材成分とが強固に焼結したものとなる。
【００６３】
上述の製造方法において、磁気研磨用砥粒の軟磁性フェライト成分の平均粒子径を０．５〜２０μｍとするには、一次原料の選定、仮焼条件の制御、仮焼後の粉砕条件の制御が特に重要である。
【００６４】
軟磁性フェライトの一次原料については、その平均粒子径が１０μｍ以下とすることで、仮焼、焼成の段階で結晶粒成長が生じても軟磁性フェライト成分の平均粒子径を０．５〜２０μｍとすることができる。
【００６５】
そして、磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比を１０-5〜１０-1とするには、軟磁性フェライト成分と研磨材成分を造粒することによって磁気研磨用砥粒となる粉末を得る際に乾式造粒機等の条件を変更することで調整する。
【００６６】
また、仮焼条件については、大気雰囲気中で７５０〜９００℃の範囲で１〜１０時間仮焼することが重要であり、７５０℃未満の温度で１時間未満の保持であると軟磁性フェライトが完全にフェライト化しないので磁気特性が低下するためであり、９００℃を越えた温度で１０時間を超えて保持するとフェライト成分が一部蒸発することにより磁気特性が低下するからである。また、軟磁性フェライト成分の平均粒子径を最低でも０．５μｍとするには、仮焼後の粉砕において十分な粉砕を行う必要がある。十分な粉砕は、例えば湿式のボールミルやビーズミルにおいて、ＺｒＯ2ボールを用いて粉砕することにより可能となる。
【００６７】
また、上述した一次原料の選定、仮焼条件の制御、仮焼後の粉砕条件の制御は、ＭｎＺｎ系の軟磁性フェライト、ＮｉＺｎ系の軟磁性フェライトを含有する磁気研磨用砥粒を製造方法するために特に重要であり、被研磨物の研磨量が特に多く、表面粗さが特に小さな被研磨物を得るための磁気研磨用砥粒を製造することができる。
【００６８】
また、最終的な磁気研磨用砥粒のアスペクト比を１．５以上とするには、押し出し成形によって調整する場合、押し出し後の寸断の長さを制御することが必要である。例えば、１０００μｍ角の直方体形状をなす砥粒を得る場合、押し出し速度を１０００μｍ／ｓ、寸断時間を１．５秒／回以上とする必要がある。
【００６９】
さらに、得られた磁気研磨用砥粒の飽和磁束密度を０．０１テスラ以上、密度を５ｇ／ｃｍ3以上、圧縮強度を５０ＭＰａ以上とするには、焼結を促進しなければならないため、大気雰囲気中７５０〜９００℃の範囲で１〜１０時間仮焼し、大気雰囲気中で約１０００〜１１００℃の範囲で１０〜２０時間焼成することが必要である。焼成温度が１０００℃未満となると、焼結が十分促進しないため十分な圧縮強度が得られず１１００℃を超えると軟磁性フェライト成分が大量に蒸発してしまい、密度、圧縮強度とも減少するためである。
【００７０】
なお、研磨材成分は仮焼後に加えることを拘束するものではなく、仮焼前に軟磁性フェライト成分に加えても本発明の磁気研磨用砥粒の特性に何ら影響するものではない。
【００７１】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。図１には形状が柱状体形状の磁気研磨用砥粒を示したが、楕円体形状、直方体形状、針状形状等の様々の形状のアスペクト比１．５以上の磁気研磨用砥粒を用いても、同様に研磨量が多く、表面粗さの優れた加工が可能となる。
【００７２】
【実施例】
（実施例１）
Ｆｅ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ及びＭｎＯから成る軟磁性フェライト成分を振動ミルで混合した後、６００〜１０００℃で仮焼することにより仮焼体を得た。この仮焼体に、研磨材成分としてＡｌ2Ｏ3の量を表１のように変化させて加え、ボールミルにて粉砕した後、バインダーを加え、スプレードライヤーを用いて任意の形状、大きさを有する造粒体を得た。そして、この造粒体を大気雰囲気中９５０〜１４００℃で焼成することにより試料Ｎｏ．１〜１４を得た。
【００７３】
以上のような試料をそれぞれフライス盤に磁極を取り付けて回転させた装置で使用して、次の条件で磁気研磨を行った。
【００７４】
回転磁極：直径２０ｍｍ    回転磁極の先端部曲率半径：１０ｍｍ
回転磁極の回転数：２０００ｒｐｍ  被研磨物：Ｓ５５Ｃ鋼  砥粒：２．５ｇ
磁束密度Ｔ：１．０テスラ  磁極と被研磨物のギャップＧ：１．４ｍｍ
研磨時間：１５分間  研磨前表面粗さＲｙ：２μｍ
各砥粒に関して得られた研磨量の測定値を軟磁性フェライト成分の重量％、軟磁性フェライトの平均粒子径とともに表１に示す。
【００７５】
表１に示す結果より、軟磁性フェライト成分の平均粒子径が、０．５〜２０μｍの試料Ｎｏ．２〜６を用いた場合は研磨量が１８０ｍｇ以上と多く優れた研磨特性が得られた。
【００７６】
一方、軟磁性フェライト成分の平均粒子径が、０．５μｍ未満または２０μｍを超える試料Ｎｏ．１、７、８を用いた場合は研磨量が１６０ｍｇ以下と少なかった。
【００７７】
また、軟磁性フェライト成分の重量％が、１５〜８５重量％の試料Ｎｏ．１１〜１４を用いた場合は研磨量が１８０ｍｇ以上と多く優れた研磨特性が得られた。
【００７８】
一方、軟磁性フェライト成分の重量％が、１５重量％未満で８５重量％を超える試料Ｎｏ．９、１０を用いた場合は研磨量が１７０ｍｇ以下と少なかった。
【００７９】
【表１】
2004203956.tif 000003
【００８０】
（実施例２）
次に、実施例１と同様な方法で軟磁性フェライト成分の平均粒子径を種々変化させ、軟磁性フェライト成分の平均粒子径対する上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径の比を１０-5〜１０-1とした磁気研磨用砥粒を作成した。
【００８１】
磁気研磨は実施例１と同条件にて行った。
【００８２】
磁気研磨用砥粒の軟磁性フェライト成分の重量％と平均粒子径に対する軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比を種々変更し、各砥粒を用いた場合の研磨量の測定値を表２に示した。
【００８３】
磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比を１０-5〜１０-1とした試料Ｎｏ.１６〜２０を用いた場合は、研磨量が１９０ｍｇ以上と多くなり優れた研磨特性が得られた。
【００８４】
一方、軟磁性フェライト成分の平均粒子径に対する磁気研磨用砥粒の平均粒子径の比が、１０-5未満で、１０-1を超える試料Ｎｏ．１５、２１、２２を用いた場合は、研磨量が１５５ｍｇ以下と研磨量が少なくなった。
また、軟磁性フェライト成分の重量％が、１５〜８５重量％の試料Ｎｏ．２５〜２８を用いた場合は研磨量が１９０ｍｇ以上と多く優れた研磨特性が得られた。
【００８５】
一方、軟磁性フェライト成分の重量％が、１５重量％未満で８５重量％を超える試料Ｎｏ．２３、２４を用いた場合は研磨量が１７０ｍｇ以下と少なかった。
【００８６】
【表２】
2004203956.tif 000004
【００８７】
（実施例３）
次に、軟磁性フェライト成分の平均粒子径を０．５〜２０μｍとし、平均粒子径を１０〜６０００μｍとした磁気研磨用砥粒を作製した。
【００８８】
なお、磁気研磨は実施例１と同条件にて行った。研磨材成分の含有量は、いずれも軟磁性フェライト成分に対し５０重量％とした。
【００８９】
各砥粒に関して得られた研磨量と表面粗さの測定値を磁気研磨用砥粒の平均粒子径と共に表３に示した。
【００９０】
なお、表面粗さの測定は、ＪＩＳＢ０６０１に基づき算術平均粗さ（Ｒａ）を触針式表面粗さ計にて測定した。
【００９１】
表３に示した結果より、平均粒子径を５０〜５０００μｍとした磁気研磨用砥粒とした試料Ｎｏ.３０〜３４を用いた場合は、研磨量が２１０ｍｇ以上と多く、表面粗さＲａが０．２μｍ以下と研磨精度が優れていた。
【００９２】
また、磁気研磨用砥粒の平均粒子径が５０μｍ未満の試料Ｎｏ．２９を用いた場合は研磨量が２００ｍｇ以下と少なかった。
【００９３】
一方、磁気研磨用砥粒の平均粒子径が５０００μｍを超える試料Ｎｏ．３５を用いた場合は、表面粗さＲａが０．２μｍ以上と研磨精度を著しく向上させることはできなかった。
【００９４】
【表３】
2004203956.tif 000005
【００９５】
（実施例４）
先ず、Ｆｅ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ及びＭｎＯから成る軟磁性フェライト成分を振動ミルで混合した後、７５０〜９００℃で１〜１０時間仮焼することにより仮焼体を得た。この仮焼体に研磨材成分としてＡｌ2Ｏ3を５０重量％加え、ボールミルにて粉砕、混合した後、バインダーを加えてニーダーで混練しコンパウンドとなし、押し出し成形機を用いて所望のアスペクト比を有する顆粒を得た。
【００９６】
なお、磁気研磨用砥粒の平均粒子径は約１０００μｍ、軟磁性フェライト成分の平均粒子径は１０μｍとし、磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比を１０-2とした。
【００９７】
そして、この顆粒を大気雰囲気中にて１０００〜１１００℃で焼成することにより表４に示す試料Ｎｏ．３６〜４０の軟磁性フェライト及び研磨材成分からなる磁気研磨用砥粒を得た。
【００９８】
得られた各試料のアスペクト比は、ＳＥＭで写真を撮影し、任意に１０個の粒子を取り出し、各磁気研磨用砥粒の長軸方向の長さと短軸方向の長さの比を求め、これらの平均を算出した。
【００９９】
表４より明らかなように、磁気研磨用砥粒のアスペクト比が１．５以上の試料（Ｎｏ．３８〜４０）を用いた場合は研磨量が２２０ｍｇ以上と多く、研磨後の被研磨物の表面粗さ（Ｒａ）が０．１０μｍ以下と特に滑らかとなった。
【０１００】
これに対し、磁気研磨用砥粒のアスペクト比が１.５より小さな試料（Ｎｏ．３６、３７）を用いた場合は、研磨量が２００ｍｇ以下となり著しく研磨量を増大させることができず、また、研磨後の被研磨物の表面粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ以上となり著しく滑らかな面を得ることができなかった。
【０１０１】
【表４】
2004203956.tif 000006
【０１０２】
（実施例５）
次に、実施例１と同様な方法で種々の飽和磁束密度を有する磁気研磨用砥粒試料を作製した。
【０１０３】
研磨条件は、実施例１と同様であり、研磨材成分としてＡｌ2Ｏ3を用い、その含有量を軟磁性フェライト成分に対し５０重量％とした試料Ｎｏ．４１〜４４を作製した。
【０１０４】
なお、磁気研磨用砥粒の平均粒子径を約１０００μｍ、軟磁性フェライト成分の平均粒子径を１０μｍ、磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比を１０-2、各試料のアスペクト比を１．７とし、飽和磁束密度は振動型磁力計を用いて求めた。
【０１０５】
そして、各試料を用いて実施例1と同様な条件で研磨を行い、各被研磨物の研磨量を測定した。
【０１０６】
その結果を表５に示した。
【０１０７】
表５より明らかなように、飽和磁束密度が０．０１テスラ以上の試料（Ｎｏ.４２〜４４）は、研磨量が２３０ｍｇと大きく、飽和磁束密度の小さな試料（Ｎｏ．４１）に比し、２０ｍｇ以上も研磨量が増加していることが判った。
【０１０８】
【表５】
2004203956.tif 000007
【０１０９】
（実施例６）
次に、実施例１と同様な方法で種々の密度、圧縮強度を有する磁気研磨用砥粒を作成した。
【０１１０】
磁気研磨は実施例１と同条件で行った。研磨材成分としてＡｌ2Ｏ3を用い、その含有量を軟磁性フェライト成分に対し５０重量％とした試料を作製した。
【０１１１】
なお、磁気研磨用砥粒の平均粒子径を約１０００μｍ、軟磁性フェライト成分の平均粒子径を１０μｍ、磁気研磨用砥粒の平均粒子径に対する軟磁性フェライト成分の平均粒子径の比を１０-2、各試料のアスペクト比を１．７、飽和磁束密度を０．１テスラとし、密度はＪＩＳ  Ｒ１６２０（１９９５）に準拠した粒子密度測定方法で、圧縮強度は微少圧縮試験機(島津製)を用いて求めた。
【０１１２】
各試料を用いて実施例1と同様な条件で研磨したＳ５５Ｃ鋼の研磨量の測定値を表６に示した。
【０１１３】
表６より、研磨材の密度が５ｇ／ｃｍ3以上、圧縮強度が５０ＭＰａ以上の試料（Ｎｏ．４９、５０、５２、５３）を用いた場合は、研磨量が２８０ｍｇ以上と特に多くなった。
【０１１４】
これに対し、密度が４.５ｇ／ｃｍ3、または圧縮強度が１０ＭＰａの試料（Ｎｏ．４５〜４８、５１）を用いた場合は、研磨量が２４０〜２６０ｍｇとなった。
【０１１５】
【表６】
2004203956.tif 000008
【０１１６】
【発明の効果】
本発明の磁気研磨用砥粒によれば、軟磁性フェライト成分１５〜８５重量％と上記研磨材成分１５〜８５重量％とを含有してなり、上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径を０．５〜２０μｍとすることにより、磁気研磨用砥粒の強度を向上させると共に、被研磨物の表面加工における研磨量を向上させることができる。
【０１１７】
また、本発明の磁気研磨用砥粒によれば、軟磁性フェライト成分１５〜８５重量％と研磨材成分１５〜８５重量％とを含有してなり、上記軟磁性フェライト成分の平均粒子径に対する上記磁気研磨用砥粒の平均粒子径の比が１０-5〜１０-1とすることにより、磁気研磨用砥粒の強度を向上させると共に、被研磨物の表面加工における研磨量を向上させることができる。
【０１１８】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒によれば、磁気研磨用砥粒の平均粒子径を５０〜５０００μｍに制御することによって、単位時間当たりの研磨量をさらに増加させることができるとともに、被研磨物の単位面積当たりにかかる加工応力が小さくなるので、砥粒の回転磁心への付着力を保持したまま被研磨物の表面粗さを低減し、さらには研磨面の表面粗さが優れた研磨精度の高い被研磨物を得ることができる。
【０１１９】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒によれば、軟磁性フェライト粒子からなるアスペクト比が１．５以上であることから、被研磨物への磁気研磨用砥粒の接触形態が長軸方向に揃い易く、被研磨物への接触面積が大きくなることによって単位時間当たりの研磨量が増加するとともに、単位面積当たりにかかる加工応力が小さくなり、砥粒の回転磁心への付着力を保持したまま、被研磨物の表面粗さの優れた研磨精度の高いものとすることができる。
【０１２０】
さらに、本発明の磁気研磨用砥粒によれば、砥粒の飽和磁束密度を０．０１テスラ以上としたことから、砥粒にかかる磁力が大きくなり、加工圧力が増加して被研磨物の研磨量をさらに多くすることができるとともに、磁気研磨用砥粒の磁力が大きいので研磨量を高精度に制御したり、被研磨物の加工精度を高精度に制御したりすることが可能となる。
【０１２１】
またさらに、本発明の磁気研磨用砥粒によれば、密度を５ｇ／ｃｍ3以上としたことから、被研磨物へ加工応力が加わった際、研磨用砥粒自身の破壊を有効に防止して、被研磨物の研磨量をさらに多くすることができる。
【０１２２】
またさらに、本発明の磁気研磨用砥粒は、圧縮強度が５０ＭＰa以上であることから、被研磨物へ加工応力が加わった際、研磨砥粒自身の破壊を抑制することができるので、被研磨物の研磨量を多くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気研磨用砥粒の一実施形態を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１：磁気研磨用砥粒
２：被研磨物
【図１】
2004203956.tif 000009