砥石に使用される砥粒|産業|冶金

砥石に使用される研磨粒子には、1。天然研磨剤と2.人工研磨剤の2種類があります。一般に、ほとんどの目的で、人工（製造）研磨剤の特定の利点のために、天然研磨剤は使用されません。

天然研磨剤：

これらは制御されていない自然の力によって生成されます。

以下は一般的に見られ使用されている天然研磨剤です：

（a）砂岩または固体石英

（b）エメリー（50-60％結晶性A1 ₂ O ₃ +酸化鉄）

（c）コランダム（75-90％結晶性A1 ₂ O ₃ +酸化鉄

（d）ダイヤモンド

（e）ガーネット。

研磨粒子の効率：

研磨粒子の効率は以下に依存します：

（i）純度

（ii）構成の均一性。

（iii）硬度–一般的なルールとして、研磨剤の硬度は被削材の硬度よりも高くする必要があります。

（iv）靭性–ホイールが靭性でない場合、研磨粒子が容易に破壊され、ホイールの摩耗が過度になります。

（v）破壊の鋭さ–鋭利な研磨剤を使用すると、より優れた切削作用が得られます。天然研磨剤は丸みを帯びたエッジを与えるため、切断には効率的ではありません。

研磨粒子の進歩：

さまざまな用途に使用される被削材の種類が、柔らかいものから粉砕しにくいものへと大きく変化しています。硬い材料は、研削プロセスによってのみさらに機械加工または仕上げることができます。これらの新しくて硬い材料は、砥石に明確な課題をもたらします。

これにはすべて、ホイールの仕様とホイールの製造技術の両方の観点から、砥石の大幅な改善が必要です。

これらの改善点のいくつかは次のとおりです。

i。長期間シャープなままであるより丈夫な研磨剤

ii。より新しく鋭い刃先を露出させるために継続的に再研磨する砕けやすい研磨剤

iii。高速で低振動レベルを生成するホイール

iv。ホイールのより厳しい幾何公差。

研磨剤メーカーは、上記の要件を満たすためにさまざまなソリューションを開発してきました。そのうちのいくつかは、新しい研磨剤（86A製品の1つです）、改良された接着システム、およびより厳しい製造制限の組み合わせを使用しています。その結果、精密研削用途向けの非常に優れた製品が得られます。

86A研磨剤は、精密研削用途向けの革新的な研磨剤です。研磨剤には基本的に2つのファミリーがあります。酸化アルミニウム（AlO）と炭化ケイ素（SiC）。

酸化アルミニウム研磨剤は鉄研削用途に使用され、炭化ケイ素は非鉄研削用途に使用されます。 AlO研磨剤のファミリーには、その化学組成と結晶構造に基づいてさまざまなタイプの研磨剤があります。

単結晶AlO（32Aと表記）と白色酸化アルミニウム（38A）は、最も一般的なAlOタイプの研磨剤の2つです。 32Aは、ヘビーデューティー精密研削アプリケーションに使用される高速切断研磨剤です。 38Aは、精密研削用途に使用される砕けやすいタイプの研磨剤です。

これら両方の研磨剤の特性を組み合わせて、86Aと呼ばれる革新的な新しい従来の研磨剤を取得しました。この粒子は、そのエッジを長期間保持する能力を備えているため、切削がより低温になり、作業面への冶金学的損傷が少なくなります。また、刃先が長持ちするということは、ドレッシングの間隔が長くなるため、研削コストが削減されます。

86A研磨剤は、材料除去率が高いため、生産性の高い用途に最適です。また、粉砕が難しい材料にも効果があることが証明されています。 86A研磨剤は、高速度鋼、鋳造合金およびカッター、ニッケル合金、および高クロム鋼の研削に最適です。 86A研磨剤の硬度は2150〜2250 knoopのオーダーですが、38A研磨剤の硬度は約1900〜2100knoopです。

86A研磨剤と38A研磨剤の性能の比較を図1および2に示します。 20.4（a）および（b）。 86Aホイールの研削比（除去された材料の体積とホイール摩耗の体積の比として定義される）は、38A研磨剤と比較して、材料除去率の範囲全体で高いことは明らかです。

特定の粒子靭性は、38A研磨剤よりも86A研磨剤の方が高くなります。また、86Aホイールの比研削エネルギーは低くなります。これは、両方のホイールによって引き出される同じパワーに対して、86Aホイールによって除去される材料が大幅に高くなるためです。最終的なカウントでは、86Aホイールの研削能力（研削比と特定の研削比の比率として定義される）は、38Aホイールのそれよりも高くなっています。

86A研磨剤が大きな優位性を示している用途には、工具室研削、表面研削、歯車研削、内部研削、ベアリングレース研削、その他の形状研削があります。

人工または製造研磨剤：

これらの粒子の品質と組成は簡単に制御でき、その効率は天然研磨剤よりもはるかに優れています。

最も一般的に使用される製造研磨剤は次のとおりです。

（a）炭化ケイ素（SiC）：

さまざまな色でご利用いただけます。特殊な青緑色は、チップツールの研削に非常に適しています。その商品名は「Carborandum」、「Crystolon」です。 「電子」など

（b）酸化アルミニウム（Al ₂ O ₃ ）：

溶融酸化アルミニウムの商品名は「Aloxite」です。 「Alundum」と「Borolon」。その特殊な形は白いAl ₂ 0 ₃ 純粋なとき、それは鮮やかな白い結晶のように見えます。研削による発熱が少ない工具鋼に最適です。

（c）炭化ホウ素。

（d）ホウ素亜硝酸塩（CBN）：

CBN砥石は、硬化した鋼の研削に使用されます。これらは長寿命で高い研削比を持っています。研削で遭遇する温度ははるかに低く、したがって表面の仕上がりと品質がはるかに優れています。

人工研磨剤の製造：

（a）炭化ケイ素：

製造にあたっては、以下の成分を電気炉で約2320℃で約36時間完全に混合・加熱します。次に、固形物全体を粉砕し、洗浄し、アルカリで処理します。

再度洗浄し、最後に小さな粒子に粉砕します。次に、これらは異なるメッシュ数のふるいでふるいにかけられます。微粉砕の場合、粒子（180〜200メッシュ）が使用されます。

さまざまな材料は次のとおりです。

（i）シルカサンド—25パーツ

（ii）非破壊蒸留によって得られた石油コークス（非常に純粋な形）—34部

（iii）食塩—2部

（iv）おがくず（木からの粉末）—12パーツ

これらのケイ砂からシリコンが得られ、石油コークスは炭素を供給し、高温でほこりが燃えて多孔質構造になります。通常は緑がかった黒色です。

（b）酸化アルミニウム（Al ₂ O ₃ ）：

ミネラルボーキサイト（水和Al ₂ ）を融合させて製造されています O ₃ + Si ₂ O ₃ +酸化チタン）粉砕されたコークスと鉄スクラップと混合。これを電気炉で溶かし、溶けた後、粉砕、洗浄、アルカリ処理、再度洗浄、最後に粉砕・等級分けを行います。赤褐色で、タフでシャープなため、割れやすいため、工具鋼の研削に使用されます。

SiCとAlの比較 ₂ O ₃ （i）Al ₂ O ₃ SiCよりもタフですが、硬度は低くなります。 Al ₂ O ₃ したがって、高引張強度（2700 kgf / cm ² ）の材料の研削に非常に適しています。 ）。 Al ₂ の場合 O ₃ 引張強度の低い材料で使用すると、砥石の材料によって提供される抵抗が少なくなります。

このような場合、研磨粒子がホイールから落ちず、鈍くなり続けるため、研削が不十分になります。したがって、高速度鋼、強靭な青銅、銅などのすべての強靭な材料は、Al ₂ で接地する必要があります。 O ₃ 他の人ではありません。

（ii）SiCはより硬く、よりもろくなります。引張強度の高い材料で使用すると、ホイールでの作業によってより多くの抵抗が提供され、急速な破壊により研磨粒子が急速に落下し、より迅速な自己研ぎが発生します。

主に、鋳鉄、超硬チップ、タングステン工具などの引張強度の低い材料、および大理石石、硬質ゴム、プラスチック、革などのすべての非金属材料で使用されます。これらの材料では、よりタフなAl ₂ O ₃ 粒子はより少ない破壊を受けます。 SiC粒子の引っかき硬度はそれ以上です。特殊な形態のSiCを使用して、超硬合金の先端の工具を研削および再研磨します。