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技術 ビトリファイドボンド超砥粒層用接着剤及び超砥粒砥石

出願人 大阪ダイヤモンド工業株式会社
発明者 秋田恭伯中村暢秀田中宏福西利夫
出願日 1997年5月20日 (23年6ヶ月経過) 出願番号 1997-147330
公開日 1998年12月2日 (21年11ヶ月経過) 公開番号 1998-316952
状態 特許登録済
技術分野 研磨体及び研磨工具 接着剤、接着方法
主要キーワード 混入比 非金属部材 多孔質面 混合接着剤 押え治具 添加混合物 測定片 応力吸収
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この項目の情報は公開日時点(1998年12月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

超砥粒層台金を強固に接着して、高速での研削に耐える長寿命超砥粒砥石を提供する。

解決手段

ビトリファイドボンド超砥粒層のチップ2の台金1への接着固定に、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂主体とし、これに熱膨張係数が10×10-6/℃以下で、平均粒径が30〜100μmの範囲内において略一定である、酸化物炭化物、ちっ化物ダイヤモンドの1種又は2種以上を0.1〜5Vol%を添加混和した接着剤を使用する。

概要

背景

この種接着剤としては、比較的接着強度が高く、耐薬品性も秀れている加熱硬化型の又は常温硬化型エポキシ樹脂系接着剤が知られている。

概要

超砥粒層台金を強固に接着して、高速での研削に耐える長寿命超砥粒砥石を提供する。

ビトリファイドボンド超砥粒層のチップ2の台金1への接着固定に、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂主体とし、これに熱膨張係数が10×10-6/℃以下で、平均粒径が30〜100μmの範囲内において略一定である、酸化物炭化物、ちっ化物ダイヤモンドの1種又は2種以上を0.1〜5Vol%を添加混和した接着剤を使用する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

エポキシ樹脂又はアクリル樹脂主体とし、これに熱膨張係数が10×10-6/℃以下で、平均粒径が30〜100μmの範囲内において略一定である、酸化物炭化物、ちっ化物ダイヤモンドの1種、又は2種以上を0.1〜5Vol%含有せしめてなることを特徴とするビトリファイドボンド超砥粒層接着剤

請求項2

請求項1記載の接着剤に、熱膨張係数が10×10-6/℃以下の酸化物、炭化物、ちっ化物、ダイヤモンドの1種、又は2種以上であって、平均粒径が3〜29μmの範囲内のものを10〜30Vol%添加含有せしめてなることを特徴とするビトリファイドボンド超砥粒層用接着剤。

請求項3

ビトリファイドボンド超砥粒層が、請求項1又は2記載の接着剤によって形成された厚み30μm以上の接着層によって、台金に固着されてなることを特徴とする超砥粒砥石

技術分野

0001

本発明はCBN(立方晶ちっ化ほう素)、ダイヤモンドなどの超砥粒ビトリファイドボンドで結合してなる超砥粒層を有する砥石の形成に使用される接着剤並びに接着された超砥粒砥石に関する。接着固定された超砥粒砥石は、金属あるいは非金属部材研削に用いられる。

背景技術

0002

この種接着剤としては、比較的接着強度が高く、耐薬品性も秀れている加熱硬化型の又は常温硬化型エポキシ樹脂系接着剤が知られている。

発明が解決しようとする課題

0003

ところが、エポキシ樹脂系接着剤の熱膨張係数は80×10-6/℃程度で、12×10-6/℃程度の鋼製(S45C)台金、2〜7×10-6/℃程度のCBNビトリファイドボンドの超砥粒層の何れよりも遥かに大きい。従って加熱硬化型の接着剤で超砥粒層を台金に貼り付けて加熱し、固着する際に接着層内に内部応力たまり、超砥粒層外れを起こす心配がある。

0004

また常温硬化型の接着剤においては、上記加熱固着時の問題はないが、高速研削加工を行う場合、加工熱を生じて接着層も熱にさらされるため、矢張熱膨張係数の差に起因したチップ外れを生じる心配がある。また接着層の厚みは、その接着作業上充分に厚く形成しにくくて薄いため、上記熱膨張係数の差による応力を吸収することができず、かつビトリファイドボンドによる超砥粒層においては、該超砥粒層より浸透する研削液が、薄い接着層全体膨潤させて、接着力劣化させる問題がある。また薄い接着層では、両被固着体面の隅々まで行きわたり難く接着強度が不均一、不充分で超砥粒層外れを生じ易い憂いもある。

0005

接着剤の熱膨張係数を小さくするため、これにフィラーを添加することが試みられているようであるが、未だ十分なものは知られていない。

課題を解決するための手段

0006

本発明は上記のような問題を解決しようとするもので、次のような特徴を有する。即ちその一つはエポキシ樹脂系又はアクリル樹脂の接着剤に熱膨張係数が10×10-6/℃以下で、平均粒径が30〜100μmの範囲内において略一定である、酸化物炭化物、ちっ化物、ダイヤモンドの1種又は2種以上を0.1〜5Vol%添加混合して、混合接着剤を構成することである。これにより少なくとも添加した略一定の平均粒径に相当するだけの接着層の厚みが確保され、熱膨張係数も小さくすることができる。

0007

今一つは、上記添加混合物に更に平均粒径が3〜29μmの範囲内の同様の添加物を10〜30Vol%加えることである。これにより接着剤の熱膨張係数は60×10-6/℃以下と更に小さくすることができる。

0008

他の一つは、上記の様な混合接着剤を用いて、厚み30μm以上の接着層を形成し、ビトリファイドボンドの超砥粒層を台金に一体に固着した超砥粒砥石を提供することである。

発明を実施するための最良の形態

0009

次に具体的な実施の形態を実施例の項において比較例とともに説明する。

0010

図1は、外径D1 が約334mm、厚みTが16mm、穴径Hが127mmの鋼製(S45C)台金1の外周端面に、予め準備された図2に示すようなCBNをビトリファイドボンドしてなる超砥粒層のチップ2を、28枚密接に接着して固定したビトリファイドボンドCBN砥石である。該砥石の外径D2 は350mmで、各超砥粒層のチップ2の長さLは40mm、幅Wは16mm、厚さXは8mmである。なおこの厚さ8mm中、接着側の4mm程度は砥粒の混入比を減じるかあるいはフィラーに変えて、いわゆる中間層としてもよい。

0011

上記超砥粒層のチップ2の台金1への接着固定は、表1に示すように比較例1及び2の市販の接着剤と、これに添加混和物(添加混合物)を加えた実施例1、2、3及び4を用いて行なった。

0012

0013

接着層の厚みは、表1によって了解されるように、添加混和物の有無並びに添加混和物の粒度によって大きく変化するが、実施例のものは何れも、比較例のものよりも厚く、接着強度の均一性ならびに、熱変化に対する応力吸収上好ましいものであった。

0014

そして、接着強度を確めるため各超砥粒砥石につき、砥石製作後のものと、この砥石を80℃のエマルジョン系研削液(50倍希釈、PH9.4)に2週間浸漬したものの夫々につき、次の試験を施した。

0015

即ち砥石の外周端部の超砥粒層のチップ2の固着部周辺を残して、砥石の台金1の上下面をディスク状の押え治具で保持しておき、超砥粒層のチップ2の上面に抗折力測定片を接し、該片を接着面と平行方向に押しつけて、該チップ2の外れるまでの力を測定した。その結果研削液浸漬前後とも実施例の何れもが、比較例より高い接着強度を示していた。

0016

特に、比較例においては、研削液に浸漬することによる接着強度の低下が著しいのに対し、実施例のものが僅少であることが、際立って明かであった。これは超砥粒層のチップ2が、多孔質のビトリファイドボンドであるため、研削液がチップより侵入し薄い接着層の全体を膨潤させて、接着強度を低下させるのに対し、厚い接着層においては、膨潤が一部に止まり接着強度が保持されるためと思われる。図3にその比較を示す。なおNが15と大きいのは、強度測定箇所が2ヶ所以上のものや、特に安定した高い強度を示した実施例3を多数個製作したからである。

0017

図3で了解できるように、実施例のものは、研削液浸漬前において、比較例より70%以上の強度向上があり、また比較例のものは研削液浸漬により50%を超す強度低下があるが、実施例のそれは13%程度の低下である。上記強度の向上は添加混和物により接着層のが強く、かつその厚みの増加により応力が緩和され、接着剤はビトリファイドボンドの多孔質面にも混入してアンカー効果を発揮されるためと考えられる。

0018

また実施例、比較例より添加混和物の量ならび接着層の厚さと、せん断強度を考察すると図4図5のような関係にあると考えられる。従って、添加混和物の粒度は接着層の厚みを30μm程度以上に確保するため、平均粒径30μm以上のものを含有することが必要で、その量は、前記範囲内のものが好ましいと判断した。なお、添加混和物としては、その効果を奏するため、熱膨張係数が低く、耐薬品性が強く、接着剤とのぬれ性も損なわない、微粒の得やすいダイヤモンド、CBNが秀れているが、高価なので、Al2 O3 、WC、TiNを焼結して粉砕したものなどの酸化物、炭化物、ちっ化物或はこれらの複合物を使用すればよい。

0019

また実施例においては、エポキシ樹脂接着剤で、ビトリファイドボンドCBNチップを接合、固着したものについて示したが、エポキシ樹脂にかえ固着力耐油耐候性に優れたアクリル樹脂を用いることもできる。又必要によっては、超砥粒としてダイヤモンドを用いることや、チップの形状、大きさを自由に選定できることは言うまでもなく、台金材質として、他の金属、セラミック樹脂或はこれらの複合材料を用いることも可能である。

発明の効果

0020

既に各項において述べたように、本発明によればビトリファイドボンド超砥粒層が強固に砥石台金に接着固定されるので、高速の研削に充分耐えることができる。また研削液中における接着力の劣化も少ないので長寿命である。

図面の簡単な説明

0021

図1実施例及び比較例砥石の縦断側面図である。
図2Aはビトリファイドボンド超砥粒層のチップの上面図、Bはその側面図である。
図3接着強度の比較を示す図表である。
図4添加混和物量とせん断強度の関係を説明する図表である。
図5接着層の厚さとせん断強度の関係を説明する図表である。

--

0022

1台金
2ビトリファイド超砥粒層のチップ
D1 台金の外径
D2超砥粒砥石の外径
H 台金の穴径
T 台金の厚み
L チップの長さ
W チップの幅
X チップの厚さ

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