研磨工具の製造における主な原材料として、人工研磨粒子は研磨工具の品質に基本的な役割を果たします。研磨粒子と粉末の選択においては、一般的に以下の基本原則に従う必要があります。
1. 研磨剤の硬度:研磨剤の硬度は、加工する材料の硬度よりも高くなければなりません。例えば、白色酸化アルミニウム砥粒などの酸化アルミニウム砥粒は、ステンレス鋼や一般金属の研削に使用され、炭化ケイ素砥粒は、高硬度の硬質合金、チタン合金の研削に使用されます。
2. 研磨材の脆さ:脆さが小さい研磨材は、除去量の多い廃棄物の粉砕、切断、トリミングなどに適しており、脆さが大きい研磨材は、微粉砕やドレッシング粉砕に適しています。
3. 研磨剤の粒度強度:強度の高いワークピースには、強度の高い研磨剤を使用します。たとえば、高強度合金鋼の場合、ジルコニウム酸化アルミニウム粒子の研削効果は、白色酸化アルミニウムや褐色酸化アルミニウムよりも高くなります。
4. 研磨材の熱安定性:研磨工程中は研磨領域の温度が高く、研磨材は高温でも良好な物理的・機械的特性を有し、連続的な研磨を維持する必要があります。また、研磨工具の高温焼結工程では、研磨材の結晶構造も安定して維持する必要があります。
5. 研磨粒子の化学的安定性:研磨粒子は、研磨対象材料との化学反応を避け、両者の相互拡散や固着を避けなければなりません。これにより、研磨粒子が化学的に鈍くなり、研磨工具が詰まる可能性があります。製造工程中、研磨剤とバインダーの化学反応も避けなければなりません。
6. 研磨粒子の化学組成:研磨工具の製造に使用される研磨剤は一般に人工研磨剤であり、シリコン、チタン、ナトリウムなどの鉱物不純物は研磨剤の基本特性に影響を与え、研磨剤の研削性能に影響を与えます。白色酸化アルミニウム粒子の場合、酸化ナトリウムの含有量を厳密に管理する必要があります。
7. 研磨材の嵩密度:研磨材の嵩密度は、同じ体積内で研削に関与する研磨材の割合に影響し、また、研削砥石の硬度と構造にも影響します。
8. 研磨材の粒度構成:研磨材の粒度の一貫性は、研磨製品の硬度と研磨効果に影響します。特に、細粒研磨材の場合、研磨粒子の均一性が研磨材の品質にさらに大きな影響を及ぼします。
9. 研磨粒子の磁性含有量: 磁性材料は焼結後に硬い斑点や凝集点を生成する可能性があり、研磨工具の外観に影響を与えるだけでなく、研磨工具の使用時に研磨ワークピースの焼け、傷、表面粗さの原因にもなります。
10. 研磨粒子の結晶サイズ:結晶サイズは研磨工具の自生性に影響し、研磨粒子が研削プロセス中に鋭いエッジとコーナーを継続的に生成する能力は非常に重要です。SG研磨粒子などの積層研磨材は、通常の研磨材よりも自生性が優れています。