研削砥石を理解する：主要構成要素と用途

デビッド・ゲッツ、アプリケーションエンジニア、ノートン｜サン・ゴバン・アブレイシブズ

今日の多くのメーカーは、プロセスのどこかで研削材を使用しています。実際、研削材がなければ飛行機は飛べず、自動車は走れず、枚挙に暇がありません。精密ベアリングの製造、建設現場での溶接ビード除去、クランクシャフト研削、家電用射出金型の研磨など、研削材は至るところにあり、最も一般的に使用される研削材製品の一つが研削砥石です！

研削材：歴史的視点

研削材は、人間がモノを作り始めた頃から、最も原始的な形で存在してきました！

• 石を石で削ることは石器時代に遡ります
• 7,000年前、中国では砕いた貝殻を羊皮紙に接着して研磨に使用
• 臼石で食用穀物を粉砕することは紀元前200年に遡ります
• 10世紀には、刀・盾・鋤・工具の製造に砥石が使用されました

今日、現代の研削材は、最もタフな合金や既知材料からなる非常に複雑な部品の製造に使用される、高度に洗練された技術製品へと進化しました。

しかし、私たちはそれらについて本当に何を知っているでしょうか？

砥石の構成

メーカーを問わず、研削砥石は3つの主要構成要素で構成されます：

研削粒子（砥粒）

• 酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、セラミックアルミナ、cBN、ダイヤモンドが最も一般的

結合剤（ボンド）

• ビトリファイド（ガラス質結合）
• オーガニック（レジン等）

空気・空隙（ポア）

• ボイドまたは多孔性（天然または人工）

スーパーアブレイシブ砥石の場合、実際の研削層（ダイヤモンドまたはcBN）がハブまたはコアにマウントされて砥石を形成します。

ホイールハブ材料

• 鋼、アルミニウム、カーボンファイバー、ベークライト等

研削砥石はどう作られるか？

砥石メーカーと話すと、「砥石作りはケーキ作りのようなもの」というアナロジーをよく耳にしますが、最もシンプルな形では、まさにその通りです。

ベーカーがケーキの注文を受けると、レシピを見て材料を計量します。湿性・乾性材料を混ぜて生地を作り、型に流し込みオーブンで焼きます。焼き上がれば型から出し、整え、仕上げて顧客に届けます。

砥石メーカーが注文を受けると（在庫用でも受注生産でも）、ほぼ同じ（ただしはるかに工業化された）プロセスを踏みます。特定砥石の注文を受け、仕様書で砥粒と結合剤の種類、サイズで必要量を確認。これら原料を大型工業用ミキサーで混合（モルタルやセメント練りに類似）。所定の粘度になれば成形プレスへ移し、計量・成形・プレスして生（グリーン）砥石を作ります。これを炉に入れ焼成・硬化させ、粗いが使用可能な研削製品とします。冷却後、仕上げエリアで洗浄、品質・安全検査、バランス調整、ステンシル印刷、梱包、出荷されます。

コードを解読：砥石仕様の読み方

毎日砥石を扱う多くの人が、側面にステンシル印刷された仕様の意味を深く考えることはなく、作業に合った砥石か、間違った砥石が誤って取り付けられていないかを確認する程度です。

しかし、砥石を作り最適化する立場の人にとって、仕様には豊富な情報が詰まっています。コードを解読し、仕様情報の意味を理解すれば、その砥石について知り得るほぼすべてが分かります。

全砥石メーカーが独自の砥粒・ボンドリストを持ち、業界統一規格やフォーマット義務はありませんが、「表示方式（マーキングシステム）」は慣習として確立されています。砥石仕様を例に、各部分の意味を解読してみましょう。

32A46-I8VBE

32A46-I8VBE – 最初の部分が砥粒を示します。メーカーごとに独自の砥粒コードがありますが、一般的に'A'は酸化アルミニウム、'B'はcBN、'C'は炭化ケイ素、'D'はダイヤモンド、'Z'はジルコニアを表します。厄介なのはセラミックまたはセラミックブレンドが指定される場合で、ここでは各メーカーが独自の表記をすることがあります。

32A46-I8VBE – 2番目が砥粒粒度（グリットサイズ）です。一般的に砥石のグリットサイズ範囲は、製鉄所等の荒研削用12番から、超精密研削用220番までです。

業界統一規格はありませんが、一般的に：

• 粗目：12〜24番
• 中目：30〜70番
• 細目：80〜220番（それ以上）

32A46-I8VBE – 3番目が砥石のグレード（硬度）です。A〜ZまたはZZの文字で硬さを表示。各メーカーが同じ表示方式を使っても、特定グレードが同一硬度・同一挙動を意味するわけではありません。ノートンで中程度の'J'グレードでも、他社の'J'とは異なる可能性があります。一般的に「両方とも中程度」という意味に過ぎません。

参考：

• 軟らかいグレード：D〜H
• 中程度グレード：I〜P
• 硬いグレード：Q〜Z

32A46-I8VBE – 4番目のこの数字は省略されることもあります。これは砥石の構造（ストラクチャー）を表し、砥粒の間隔または多孔性の相対的尺度です。数値が大きいほど開放的・多孔性が高く、小さいほど砥粒が密に詰まっています。省略時は'8'構造とみなされ、「標準」値とされます。

32A46-I8VBE – 最後の部分がボンドタイプと、添加された修正剤を示します。最も一般的な値は、'B'：レジノイド結合、'R'：ゴム、'V'：ビトリファイド結合。同一ボンドタイプ内で複数グレードがある場合（ビトリファイド群でよくある）、この部分でグループ内のどのボンドかを特定します。

多くの人にとって砥石は謎めいた存在です。しかし、ほとんどの物事と同様、構成要素に分解し、それが何であるかを見れば、カーテンを引き上げ、砥石を「精密製造に用いられる多点切削工具」として見ることができます。

原稿はノートンアブレイシブズのリソースページに掲載されました。