(57)【要約】【課題】砥粒の特性が損なわれることなく、ブローチングもなく、耐薬品性等に充分なケイ酸（ＳｉＯ２）成分量を確保しながら、砥粒支持力を大きくし、また研削抵抗は小さく、しかも砥石摩耗は少ないビトリファイド研削砥石とすることである。【解決手段】低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系ガラス相に、高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ガラス相を融剤と共に分相として共融化させたものからなるビトリファイド研削砥石とする。低融性のホウ酸ソーダガラス相に適量の高融性のケイ酸ガラス相を共融させ、さらに融剤の添加によって溶解は進みブローチング（多泡性）化することなく砥粒表面への融着力を高めかつ低膨張性で、砥粒支持力および砥石強度の大きい砥石特性値を得て、低温焼成ながら耐薬品性に優れ、研削抵抗が低いのみならず耐摩耗性で研削性にも優れ高能率で研削比の大きい高寿命砥石となる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒をビトリファイドボンドで結合してなるビトリファイド研削砥石において、前記ビトリファイドボンドは、低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系ガラス相に、高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ガラス相を融剤と共に分相として共融化させたものからなるビトリファイド研削砥石。
【請求項２】
低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系ガラス相を形成する低融性ボンドの成分が、ＳｉＯ２４５〜５０重量％、Ｂ２Ｏ３２５〜３０重量％の形成酸化物、Ａｌ２Ｏ３５〜１０重量％の中間酸化物および下記のＲＯおよびＲ２Ｏ１５〜２５重量％の修飾酸化物からなる組成である請求項１に記載のビトリファイド研削砥石。
記
ＲＯは、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯおよびＺｎＯからなる群より選ばれる１種以上の酸化物であり、Ｒ2Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏからなる群より選ばれる少なくともＮａ２Ｏを含む１種以上の酸化物である。
【請求項３】
高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ガラス相を形成する高融性ボンドが、ＳｉＯ２６０〜６５重量％、Ｂ２Ｏ３０〜５重量％の形成酸化物、Ａｌ２Ｏ３１５〜２０重量％の中間酸化物および下記のＲＯおよびＲ２Ｏ１０〜２０重量％の修飾酸化物からなるフリットボンドまたは天然鉱物と添加剤との混合ボンドからなり、低融性ボンドに対して１０〜３０重量％配合される請求項１または２に記載のビトリファイド研削砥石。
記
ＲＯは、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯおよびＺｎＯからなる群より選ばれる１種以上の酸化物であり、Ｒ2Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏからなる群より選ばれる少なくともＮａ２Ｏを含む１種以上の酸化物である。
【請求項４】
融剤が、金属塩化物、金属フッ化物または硝酸アルカリである請求項１に記載のビトリファイド研削砥石。
【請求項５】
砥粒が、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、ダイヤモンド（ＳＤ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）および炭化ケイ素（ＳｉＣ）から選ばれる一種以上の砥粒である請求項１に記載のビトリファイド研削砥石。
【請求項６】
ＳｉＯ２４５〜５０重量％、Ｂ２Ｏ３２５〜３０重量％の形成酸化物、Ａｌ２Ｏ３５〜１０重量％の中間酸化物および下記のＲＯおよびＲ２Ｏ１５〜２５重量％の修飾酸化物からなる低融性のボンド１００重量部に対し、ＳｉＯ２６０〜６５重量％、Ｂ２Ｏ３０〜５重量％の形成酸化物、Ａｌ２Ｏ３１５〜２０重量％の中間酸化物および下記のＲＯおよびＲ２Ｏ１０〜２０重量％の修飾酸化物からなる高融性のボンド１０〜３０重量部を調合し、さらにこの調合ボンド１００重量部に対して融剤１〜８重量部および砥粒を混合し、この混合物を成形して乾燥した後に、酸化性雰囲気内で最高温度６５０〜８００℃で焼成することからなるビトリファイド研削砥石の製造方法。
記
ＲＯは、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯおよびＺｎＯからなる群より選ばれる１種以上の酸化物であり、Ｒ2Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏからなる群より選ばれる少なくともＮａ２Ｏを含む１種以上の酸化物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばベアリング加工の内面研削のような高精度で高能率な研削性能が要求されるビトリファイド研削砥石およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビトリファイド研削砥石を用いたベアリング加工での内面研削作業の多くは、一般的な切り込みを一定速度で行なう定速研削方式ではなく、研削力を制御した定圧研削方式が採用されている。この方式では研削電力によって、切り込み速度が変化するため、高能率に研削をするためには、研削抵抗の低い研削性に優れた高性能砥石が求められる。
【０００３】
所謂、「研削始め」の砥石形状の修正（ツルーイング）および目直し（ドレッシング）においては、少ない砥石補正量でツルーイングが可能であること、すなわち1回のドレッシングでの加工出来高が多い高寿命砥石が要望され、またドレッシングが容易な砥石性能についても要望は強い。
【０００４】
特に、ベアリング加工などにおいて、高精度で高能率の研削が必要とされる場合の砥石使用条件は、砥石周速度４０〜６０ｍ／ｓの高速研削であり、このため、砥石強度は、実用上からも第一義的に重要な技術的課題である。
【０００５】
また、砥粒を砥石中に確実に保持するには、結合材（ボンド）が一度液相を経てから固相になる必要があり、焼成される。焼成温度は、９００℃〜１２００℃以上といった高温焼成を行なう場合がある。
ビトリファイドボンドは、ケイ酸質原料を主原料として最終的にケイ酸塩ガラスとなるものであり、例えば１２００℃以上の高温焼成を行なうものでは、高融性ケイ酸質ボンドに対して、溶融ガラス化を促進するため少量の融剤が添加されている。一般的な融剤は、ホウ酸（Ｂ２Ｏ３）および修飾酸化物（Ｒ２Ｏ、ＲＯ）などであり、低温度で先に溶けて液相を生じ、他の原料と共にケイ酸（ＳｉＯ２）のガラス化を促進する（特許文献１）。
【０００６】
ところで、高性能砥石に使用されるＣＢＮ砥粒は、酸化性（空気中）雰囲気では約９００℃以上の高温度で化学的、物理的変化がみられるものである。
すなわち、ＣＢＮ砥粒は、砥粒の結合固化あるいは表面変質による焼結変化、砥粒表面の酸化に対する吸熱および発熱反応による熱収支変化および酸化増量に伴う重量変化そして揺動ボールミルによる粉砕後に粒度分析を行なうと、砥粒強度の低下などが認められるため、９００℃以上の高温焼成、例えば９００〜１０００℃で焼成を行なう砥石製造工程では、非酸化性すなわち不活性雰囲気で行うようにしている。
【０００７】
また、１０００℃以下で低温焼成されるビトリファイドボンドとしては、低融性のフリットボンドがあり、これは高融性ケイ酸質原料に多くの融剤を添加し、ガラス状に溶融し、次いで冷却後、粉砕して製造されたものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１８８５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記したような１２００℃以上の高温焼成による砥粒損傷を避けるために、酸化性雰囲気を避けて不活性雰囲気または低酸素の還元雰囲気中で焼成すると、ボンド中に有機物が残存し、ブローチング（多泡性）のボンド素地となり、接着強度、すなわち砥粒保持力が低下するという問題が起きる。
【００１０】
また、ビトリファイドボンドを酸化雰囲気中でできるだけ低温で焼成するために、融剤を多用すると、ケイ酸（ＳｉＯ２）成分は相対的に減少することになり、これではボンド強度や耐薬品（酸、アルカリ）性は低下し、また熱膨張係数は大きくなり、砥粒との膨張差が増して砥粒支持力を弱くし、その結果、得られるビトリファイド研削砥石は、研削抵抗は小さいが砥石摩耗の多いものとなるという問題点がある。
【００１１】
また、低温焼成では、溶解ボンドの粘性は高くなり、表面張力が大きくなるので、砥粒との反応面積が小さくなって融着力が低下するという問題も起こる。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、砥粒の特性が損なわれることなく、ブローチングもなく、耐薬品性等に充分なケイ酸（ＳｉＯ２）成分量を確保しながら、砥粒支持力を大きくし、また研削抵抗は小さく、しかも砥石摩耗は少ないビトリファイド研削砥石とすることである。すなわち、研削エネルギーは小さく、砥石摩耗量は少なく、しかも研削比は大きいという理想的な特性を両立できる優れたビトリファイド研削砥石とすることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、この発明では、砥粒をビトリファイドボンドで結合してなるビトリファイド研削砥石において、前記ビトリファイドボンドは、低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系ガラス相に、高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ガラス相を融剤と共に分相として共融化させたものからなるビトリファイド研削砥石としたのである。
【００１４】
上記した低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系ガラス相を形成する低融性ボンドの成分は、ＳｉＯ２４５〜５０重量％、Ｂ２Ｏ３２５〜３０重量％の形成酸化物、Ａｌ２Ｏ３５〜１０重量％の中間酸化物および下記のＲＯおよびＲ２Ｏ１５〜２５重量％の修飾酸化物からなる組成である。
【００１５】
また、上記の高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ガラス相を形成する高融性ボンドは、ＳｉＯ２６０〜６５重量％、Ｂ２Ｏ３０〜５重量％の形成酸化物、Ａｌ２Ｏ３１５〜２０重量％の中間酸化物および下記のＲＯおよびＲ２Ｏ１０〜２０重量％の修飾酸化物からなるフリットボンドまたは天然鉱物と添加剤との混合ボンドからなり、低融性ボンドに対して１０〜３０重量％配合される。
記
ＲＯは、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯおよびＺｎＯからなる群より選ばれる１種以上の酸化物であり、Ｒ2Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏからなる群より選ばれる少なくともＮａ２Ｏを含む１種以上の酸化物である。
【００１６】
また、前記の融剤としては、金属塩化物、金属フッ化物または硝酸アルカリが好ましいものとして挙げられる。
高精度の内面研削に好ましい砥粒としては、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、ダイヤモンド（ＳＤ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）および炭化ケイ素（ＳｉＣ）から選ばれる一種以上の砥粒を採用できる。
【００１７】
上記したように構成されるこの発明のビトリファイド研削砥石は、低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系からなるガラス相に、高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ボンドの適量が共融化する。これに融剤が加わって、共融相のガラス化が促進される。
低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系ボンドに、１０〜３０重量％の高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ボンドを分（離）相として共融化させることによって、砥粒支持（接着）強度、ボンド強度、耐薬品性として低膨張性に優れた特徴あるボンドとすることが可能となる。
【００１８】
低融性のボンド１００重量部に対し、高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ボンドを１０〜３０重量部配合する理由は、低融性ボンドに対する高融性ボンドの配合量が１０重部未満と少ない場合には、ホウ酸ソーダガラス相にケイ酸ガラス相が滴状となって混融し、ホウ酸ソーダに富むガラス相となることによって耐薬品（酸、アルカリ）性は劣化し、熱膨張係数は大きくなり、砥粒との熱膨張差を増し砥粒支持強度は弱化し、この結果、研削比は低下し砥石寿命は短いものとなるからである。また、高融性ボンドの配合量が３０重量部を超えて多い場合は、ケイ酸（ＳｉＯ２）のガラス化は遅れ耐薬品性はよくなるものの砥粒との融着力は弱化し砥石強度は低下する結果、砥石摩耗を多くして研削比の小さいものとなり高性能砥石は得られない。
【００１９】
そして、このような研削砥石の製造方法としては、ＳｉＯ２４５〜５０重量％、Ｂ２Ｏ３２５〜３０重量％の形成酸化物、Ａｌ２Ｏ３５〜１０重量％の中間酸化物および下記のＲＯおよびＲ２Ｏ１５〜２５重量％の修飾酸化物からなる低融性のボンド１００重量部に対し、ＳｉＯ２６０〜６５重量％、Ｂ２Ｏ３０〜５重量％の形成酸化物、Ａｌ２Ｏ３１５〜２０重量％の中間酸化物および前記のＲＯおよびＲ２Ｏ１０〜２０重量％の修飾酸化物からなる高融性のボンド１０〜３０重量部を調合し、さらにこの調合ボンド１００重量部に対して融剤１〜８重量部および砥粒を混合し、この混合物を成形して乾燥した後に、酸化性雰囲気内で最高温度６５０〜８００℃で焼成する。
【００２０】
このように製造されたビトリファイド研削砥石は、低融性ボンドに所定量の高融性ケイ酸質ボンドが配合添加されることによって、高強度そして低研削抵抗の高性能ＣＢＮ内面研削砥石を実現する。
【００２１】
また、焼成温度を８００℃以下の低温度とすることによって、ＣＢＮ砥粒等の砥粒は、酸化焼成でもダメージを受けることはなく、それどころか酸化性活性化雰囲気とすることによって、生砥石の強度付与剤としての一時的結合剤、ボンド中又は気孔材などの有機物は焼結の始まる３００〜５００℃以下で酸化焼失してブローチング（多泡性）のないボンド素地が可能となる。同時に砥粒面での残留炭化物による影響を改善し、ボンド接着強度を高める。
この他にも、低温焼成による省エネルギー化、酸化焼成によって同時焼成砥石の増加などによる環境改善、経済性あるいは生産性などのメリットもある。
【発明の効果】
【００２２】
この発明は、低融性のホウ酸ソーダ系ガラス相に、所定量の高融性のケイ酸系ガラス相を融剤と共に分相として共融化させたビトリファイド研削砥石としたので、砥粒の特性が損なわれることなく研削抵抗は小さくなり、ブローチングはなく、耐薬品性に優れたケイ酸（ＳｉＯ２）成分量を確保しながら、砥粒支持力は大きくなり、砥石摩耗は少ない優れた研削性能を有するビトリファイド研削砥石となる利点がある。
【００２３】
また、砥粒と所定の低融性のボンドと高融性のボンドおよび融剤を混合・成形・乾燥し、酸化性雰囲気内で所定温度で焼成するビトリファイド研削砥石の製造方法とした発明では、
研削エネルギーは小さく、砥石摩耗量は少なく、しかも研削比は大きいという理想的な特性を有する優れたビトリファイド研削砥石を製造できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
この発明の実施形態としてのビトリファイド研削砥石は、以下のような原材料(1)〜(4)を用い、すなわち低融性のボンド１００重量部に対し、高融性のボンド１０〜３０重量部を調合（配合に同じ）し、さらにこの調合ボンド１００重量部に対して、融剤１〜８重量部および用途に応じて所定量の砥粒とを混合し、この混合物を成形して乾燥した後に、酸化性雰囲気内で最高温度６５０〜８００℃で焼成することから製造することができる。
【００２５】
得られるビトリファイド研削砥石は、低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系ガラス相１００重量部に、高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ガラス相１０〜３０重量部が配合された調合ボンドを用い、この調合ボンド１００重量部に対して融剤１〜８重量部が配合されたビトリファイドボンドでもって砥粒を結合したものであり、ビトリファイドボンドは低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系ガラス相に、高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ガラス相が融剤と共に分相として共融化されたものになる。
【００２６】
(1)低融性ボンド（Ａ）
低融性ボンドは、この発明での砥石焼成温度６５０〜８００℃より低温で軟化あるいは溶融する。ボンド組成は、下記の表１に示す形成酸化物のＳｉＯ２４５〜５０重量％、Ｂ２Ｏ３ ２５〜３０重量％、中間酸化物のＡｌ２Ｏ３５〜１０重量％および修飾酸化物ＲＯ、Ｒ２Ｏが１５〜２５重量％である。これらの混合物は、溶融によって、ホウ酸ソーダガラス相（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）となると考えられる。低融性ボンドは、多くのホウ酸（Ｂ２Ｏ３）および修飾酸化物（ＲＯ、Ｒ２Ｏ）を含むことから、ボンド成分の変動が少ないフリットボンドを使用することが好ましい。
因みに、ＲＯは、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯおよびＺｎＯからなる群より選ばれる１種以上の酸化物であり、Ｒ2Ｏは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏからなる群より選ばれる少なくともＮａ２Ｏを含む１種以上の酸化物である。
低融性ボンドのみでは、砥粒支持強度は弱く耐薬品（酸、アルカリ）性も劣り、研削抵抗は低くなるものの砥石摩耗の多くて研削比（研削量÷砥石摩耗量）は小さな値となり好ましい砥石性能は得られない。
【００２７】
【表１】
2009248207.tif 000002
【００２８】
(2)高融性ボンド（Ｂ）
高融性ボンドの軟化あるいは溶融温度は、砥石焼成温度６５０〜８００℃より高温度である。
ボンド組成は、上記の表１に示すＳｉＯ２ ６０〜６５重量％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５重量％の形成酸化物、Ａｌ２Ｏ３１５〜２０重量％の中間酸化物および１０〜２０重量％の修飾酸化物（ＲＯ、Ｒ２Ｏ）からなることを特徴とするビトリファイドボンドである。
高融性ボンドは、フリットボンドあるいはケイ酸（ＳｉＯ２）を主成分とする天然鉱物と添加剤からなるものを使用しても良い。このような高融性ボンドは、低融性ボンドに１０〜３０重量％配合することが好ましい。
【００２９】
(3)融剤
砥石焼結が始まるボンド軟化温度５００〜６５０℃以下で、分解温度および溶融温度を持つ融剤の選択によって、未分解のまま焼結進行によるブローチング（多泡性状態）を生じることなく緻密なボンド素地となる。
【００３０】
ボンド中の融剤は、低温で早くから溶融し他の成分を溶かし、固体反応をともなって拡散が進み砥粒への融着力を高め、ボンドは低粘性となり焼成品の多泡性の状態（ブローチング）は生じない。
すなわち砥石焼成温度６５０〜８００℃という低温度で、融剤は砥粒面へのボンド融着時期を早め、ボンド表面張力を低下させボンドと砥粒との反応面積を大きくして、結果的に砥粒支持力、砥石強度を大きくして研削に対して、研削抵抗が低いだけでなく砥石摩耗の少なくて研削比の大きい高性能砥石とする。
【００３１】
この発明で用いる融剤は、金属塩化物（塩化亜鉛、塩化リチウムなど）、金属フッ化物（フッ化リチウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウムなど）あるいは硝酸アルカリ（硝酸ナトリウム、硝酸カリウムなど）または他のリチウム化合物（炭酸リチウム、燐酸リチウムなど）などで挙げられる。
【００３２】
融剤は、調合原料に少量でも添加されると、これが先に溶けて液相を生じ、他の原料と共にケイ酸（ＳｉＯ２）のガラス化が促進される。同じ理由で、融剤の過剰添加は、ガラス溶解が急速に進みボンド侵蝕を招き、砥石強度の劣化となる。反対に過少添加では、溶融ガラス成分は不十分となり砥石強度は弱いものとなる。
【００３３】
融剤は、調合ボンド１００重量部に対し１〜８重量部添加される。金属塩化物で３〜８重量部、金属フッ化物および硝酸アルカリまたはリチウム化合物で１〜３重量部である。
融剤の配合量が、１重量部もしくは３重量部未満と少ない場合は、ボンドは溶融の遅れから高粘度となり砥粒を保持すべき大切な結合材中に気孔が残りブローチング状態となり、最終的に砥粒への融着力は低下し、結果として静的には砥石硬度あるいは強度は低下し、研削に対しては砥石摩耗が多く研削抵抗は低いものの研削比の小さいものとなる。
また反対に、融剤の配合量が３もしくは８重量部を超えて多い場合は、ボンドの軟化温度あるいは溶融温度は低下し、砥石は過焼成類似となり、砥粒表面へのボンド濡れ性は良くなるものの、砥石内部微構造の乱れから砥石硬度は著しく変動し、砥石強度は弱化し砥石性能は急激に悪化する。
【００３４】
(4)（低融性―高融性）ビトリファイドボンド
a)調合ボンド
この発明では、低融性ボンド１００重量部に対し、高融性ボンド１０〜３０重量部を配合する。
さらに、このように配合されたボンド１００重量部に対し、１〜８重量部の融剤を調合する。このように調合されたボンドは、砥石焼成温度６５０〜８００℃より低温で共融しガラス化する。
低融性ボンド１００重量部に対する高融性ボンドの配合量が１０重量部未満では、調合ボンドの軟化温度あるいは溶融温度は、砥石焼成温度６５０〜８００℃に対してより低温溶融とはなるものの、ケイ酸（ＳｉＯ２）成分の少なくてホウ酸（Ｂ２Ｏ３）および修飾酸化物（ＲＯ、Ｒ２Ｏ）など溶融剤となる塩基成分を多くして、低融性ボンドに富むボンド成分となる結果、熱膨張係数は大きくなり砥粒との膨張差を増し砥粒支持力は弱くなる。そして耐薬品性も劣化する。このため、研削抵抗は低くなるものの、砥石摩耗の多くて研削比は小さくなり高性能砥石は得られない。
低融性ボンド１００重量部に対し３０重量部を超える高融性ボンドの配合割合では、ケイ酸（ＳｉＯ２）成分の多い調合ボンドとなり、軟化あるいは溶融温度は高くなり、原料のガラス化は不足して砥粒支持力は弱く、研削抵抗は低くなるものの砥石摩耗も多くて砥石寿命は短いものになる。また溶融ボンドは高粘性となり、砥粒との融着力は弱く研削比は小さく高性能砥石は満足できない。
【００３５】
b)融化ガラス相
この発明では、低融性ボンド１００重量部に対して高融性ボンド１０〜３０重量部を配合し、両者の調合ボンド１００重量部に対して１〜８重量部の融剤を配合したことを特徴とするビトリファイドＣＢＮ研削砥石である。
すなわち、低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系からなるガラス相に、高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ボンドの適量が共融化する。これに融剤が加わって、共融相のガラス化を促進する。
【００３６】
低融性のホウ酸ソーダ（Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２）系ボンド１００重量部に、１０〜３０重量部の高融性のケイ酸（ＳｉＯ２）系ボンドを分（離）相として共融化させることによって、砥粒支持（接着）強度、ボンド強度、耐薬品性として低膨張性に優れた特徴あるボンドとすることが可能となる。
低融性ボンドに対する高融性ボンドの配合量が１０重量部未満と少ない場合には、ホウ酸ソーダガラス相にケイ酸ガラス相が滴状となって混融し、ホウ酸ソーダに富むガラス相となることによって耐薬品（酸、アルカリ）性は劣化し、熱膨張係数は大きくなり、砥粒との熱膨張差を増し砥粒支持強度は弱化する。この結果、研削比は低下し砥石寿命は短いものとなる。
高融性ボンドの配合量が３０重量部を超えて多い場合は、ケイ酸（ＳｉＯ２）のガラス化は遅れ耐薬品性はよくなるものの砥粒との融着力は弱化し砥石強度は低下する結果、砥石摩耗を多くして研削比の小さいものとなり高性能砥石は得られない。
【００３７】
ボンドあるいは砥粒支持強度を大きくして高寿命砥石とするためには、他の原料と共にケイ酸のガラス化を促進させねばならない。このためにはケイ酸（ＳｉＯ２）ガラス相は分離することなく集合状とする必要があり、したがって砥石焼成温度を６５０〜８００℃以上の高温とし、溶融ガラス化を促進する。ただしＣＢＮビトリファイド砥石では、砥粒ダメージを避けるため８００℃を超える高温焼成では、非酸化不活性雰囲気とする必要がある。
【実施例】
【００３８】
(1)砥石製作
ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）１２０／１４０メッシュ砥粒を使用して、砥粒体積率４５％（コンセントレーション１８０）になるよう試料砥石を製作した。
a)ボンド
表２に実施例で使用した低融性（Ａ）および高融性（Ｂ）のボンドの成分組成を示した。また（Ａ）はフリットボンド、（Ｂ）は天然鉱物と添加剤から成るボンドを適用した。
【００３９】
【表２】
2009248207.tif 000003
【００４０】
表３に示す実施例の砥石は、いずれも（Ａ）ボンド１００重量部に対し（Ｂ）ボンド２０重量部を配合し、さらにこれらの調合ボンド１００重量部に対し融剤として塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）を６重量部添加した。
【００４１】
【表３】
2009248207.tif 000004
【００４２】
表３の比較例砥石では、フリットボンドを使用し、これらの成分組成についても表２に示した。
【００４３】
実施例および比較例で使用したボンドについてボンドゼーゲル錐（ＪＩＳＲ２２０４）を作製し、昇温速度１２５℃／時で加熱してゆき、その変形温度を軟化温度として、それぞれ６４０℃および７２４℃を測定する。また溶融（溶倒）温度は、６６７℃および７６０℃であった。
また熱膨張係数（×１０−６／℃）についても測定し、実施例および比較例で使用したボンドについてそれぞれ５．７および５．３であった。
【００４４】
b)製作工程
砥粒とボンドそして融剤、それに生砥石の強度付与剤としての一時的結合剤および組織調整材などのそれぞれ有機質材料を配合し、混合後、混合生粉を調整した上、金型に充填し圧縮成形する。成形砥石を金型から取り出し乾燥後、焼成した。
実施例の砥石は、炉内を酸化活性雰囲気として、最高温度７５０℃で３時間保持焼成した。比較例砥石は、非酸化不活性雰囲気の９００℃で１時間保持焼成した。
焼成された分割扇形状のセグメント砥石を、穴径５０．８ｍｍの鋼製コアの外周に配位接着後、仕上げ加工し直径２０５ｍｍ、幅５ｍｍの試験砥石を得た。
【００４５】
c)砥石組織
表３に示される実施例および比較例はいずれも砥粒の単位重量部（１．０）に対する結合材（ボンド）重量部を０．３、０．４および０．５重量部として、それぞれ３種類の砥石を製作したものである。
各試料砥石は、砥粒の体積を砥石の体積で除した値（％）すなわち砥粒率が、４５％（コンセントレーション１８０）になるような生砥石の嵩密度をあらかじめ計算で求めておき、この嵩密度を基準にして組織調整材の配合および成形圧力条件を定め試料砥石を成形した。
【００４６】
d)砥石特性値
表３に、各試料砥石の特性値を示した。結合度はロックウェル硬度計により、６．３５ｍｍ鋼球圧子を使用して試験加重１５０ｋｇとしたときのダイヤルＢの指示数値によった。
砥石組織は、体積比（％）で気孔、砥粒および結合材について測定（ＪＩＳＲ６２４０）した。砥石曲げ強さは、角形試料により２点支持、１点荷重により測定した。
このように表３で（結合材／砥粒）比を同じとする砥石仕様について、実施例および比較例をそれぞれ比較すると、実施例の砥石が比較例の砥石に比べて確実に結合度も硬く、砥石曲げ強度も大きな値となっていた。このことにより実施例が、砥粒支持力および砥石強度が大きく、砥石摩耗の少ない高寿命のビトリファイド研削砥石であることがわかる。
【００４７】
(2)実削試験
a)研削条件
ＫＵＲＯＤＡ ＧＳ６２Ｚ平面研削盤を使用して、横軸平面トラバース研削を行なった。
ドレッサーは、縦型ＳＦロータリードレッサＶ１２５Ｆ（オオタ）で、カップ型砥石（直径１２５ｍｍ、縁厚３ｍｍ）の端面を使用した。ツルーイング用砥石は、角柱ダイヤ仕様のものを用いた。ドレッシング（目直し）用砥石は、ＷＡ２２０メッシュビトリファイド砥石であり、ツルーイング、ドレッシング条件は全て一定とした。
加工物は軸受鋼（ＳＵＪ２）、硬度ＨＲＣ６０、寸法は角形５０×５０ｍｍのものを用いた。
試験砥石は、台金コアの外周に接着配位された扇形状セグメントＣＢＮ研削砥石で、外径２０５ｍｍ、幅５ｍｍおよび台金コアの取付け穴径５０．８ｍｍを用いた。
研削条件は、砥石周速度３３ｍ／ｓ、加工物の横送り速度０．３３ｍ／ｓおよび前後送り幅２ｍｍで、横送り１ストローク毎に両端で０．０２ｍｍの切り込み量で総切り込み量２ｍｍとした。研削液は、水溶性油（サンクールＧＦ４００、５０倍希釈）を用いた。
【００４８】
b)測定項目
研削抵抗（ワットＷ）を、動力計（ＨＩＯＫＩ３１６６）により測定した。
研削終了後の試料について、面粗度を測定（ＳＵＲＦＣＯＭ ４８０Ａ）した。また研削量についても、基準面からの変化量について測定（ＭＩＴＵＴＯＹＯ ＩＤ−Ｃ１２５Ｂ）した。砥石摩耗量は、レーザ変位計（ＫＥＹＥＮＣＥ ＬＫ−Ｇ８５）を用いた。研削量（ｍｍ３）および砥石摩耗量（ｍｍ３）から研削比（研削量÷砥石摩耗量）を求めた。また研削抵抗（ワットＷ）から、単位研削量（ｍｍ３）当たりの発熱量（ジュールＪｏｕｌｅ）を求め研削エネルギー（Ｊ／ｍｍ３）とした。これらの結果を、表４に示した。
【００４９】
【表４】
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【００５０】
表４の結果からも明らかなように、最大研削エネルギー（Ｊ／ｍｍ３）は、実施例では比較例に比べて約２０〜２５％低い値であり、面粗度および砥石摩耗量も小さな値となっている。したがって研削比も、比較例に比べると実施例は約１０〜１５％大きな値となった。
【００５１】
この結果から、実施例のビトリファイド研削砥石を用いた定圧研削方式による内面研削作業では、研削エネルギーが小さく研削性に優れ、研削電力が小さいことから速い切り込み速度が可能となり、所定の研削取りしろ量に対して短時間研削が容易となり、面粗度も改善され高精度、高能率、高寿命砥石を実現できることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例と比較例の研削エネルギーと切り込み回数の関係を示す図表
【図１】
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