研磨材の基本条件
硬度(研磨材の硬度) | ・ワークより硬い。 ・研削時の外力により破断(砥粒が破壊し、新しい刃先が生成)する。 |
強靭性、耐破損性。 | ・運転中に外力を受けても変形や破損が生じにくい。 ・微小破壊 |
耐火性 | ・適度な耐火性を持つ研磨材なので、研削熱による刃先の鈍化を防ぎます。 |
不活性 | ・化学的に不活性(ワークと反応しない)。 |
硬度と靭性は相反する性質です。硬度が高いと、*自己発刃性がよくなりますが、靭性の低い砥粒では無駄な消耗が増え、仕上げに影響します。
*研磨剤は摩耗して切れ味が悪くなると脱落し、常に新しい刃先が現れます。
研磨材の種類
研磨材には多くの種類がありますが、
主な砥粒の種類と用途は以下の通りです。
名前 | コード | 色調 | アプリケーション |
ブラウンアルミナ | あ | 茶色 | 炭素鋼のハンズフリー研削、炭素鋼の精密研削。 |
単結晶溶融アルミナ | ハ | アッシュグレー | 合金鋼、工具鋼、硬化鋼の精密研削 |
ピンクアルミナ | 良い | ピンク | 合金鋼、工具鋼、硬化鋼の精密研削 |
ホワイトアルミナ | 西オーストラリア州 | 白 | 合金鋼、工具鋼、硬化鋼の精密研削 |
ジルコニアアルミナ | ザ | グレー | 鋼材のシーム除去、バリ取り、切断 |
黒色シリコンカーバイド | C | 黒 | 非鉄金属および非金属材料の研削、精密研削 |
グリーンシリコンカーバイド | GC | 緑 | 超合金の研削 |
グリットについて
研磨粒子の大きさを「グリット」と呼び、研削面の仕上げ精度に応じて選択します。
グリットはJIS R6001に規定されており、「F+数字」で表されます。
(例:粒度が36の場合、「F36」と表記します)研磨材の微粉末については、欧州規格FEPAと日本規格JISで定義されています。
数字が小さいほど研磨剤の間隔が広いことを意味します。
研磨剤は、上記のように原材料の中で最も重要な役割を果たします。材料の硬度は研磨工具の硬度グレードとは異なることを知っておくことが重要です。研磨工具の硬度グレードは、粒子の異なる自己研磨能力によって引き起こされる研削感覚に関連しています。
追加情報 – 研磨材の歴史 –
人類は有史以来、木や石、貝などを様々な素材で磨いたり、研磨したりしてきました。
研磨と研削は、今日の私たちの仕事に非常に馴染み深いものとなっています。
石器時代には砂岩(珪石)、エメリー、ガーネット、アルミナなどのさまざまな研磨剤が使用され、銅器時代には銅器時代に、鉄器時代にはアルミナが使用されましたが、研磨剤はすべて天然石です。
1881年、アメリカの化学者エドワード・グッドリッチ・アチソンは人工ダイヤモンドの製造方法の開発に取り組みました。彼は粘土とコークスの混合物をアーク炉で加熱し、いくつかの硬くて大きな結晶を発見しました。彼はそれが炭素とコランダムの化合物であると推測し、「カーボランダム」と名付けました。化学分析の結果、それは炭化ケイ素(SiC)であることが判明しました。
これは最初の合成研磨剤でした。この技術はカーボランダム社によって導入され、その後世界中に広まりました。
1897年、CBジェイコブスは、ボーキサイト(アルミニウム)とコークスの混合物をアーク炉で加熱して人工コランダムを製造する方法を開発しました。この物質は「アランダム」と名付けられ、ノートン社によって商品化されました。その後、アランダムは世界中で生産されるようになりました。
日本では、1917年に炭化ケイ素、1918年に人造コランダムが鹿児島軌道株式会社によって初めて生産されました。一時生産が中断されましたが、1930年以降、多くの企業が製造を再開しました。
炭化ケイ素粒子と酸化アルミニウム粒子が確立されて以来、産業の発展に伴い、多くの国がさまざまな人工研磨剤を改良し生産してきました。
アルミナ研磨材には多くの種類(WA、PA、SA、MA、PWなど)がありますが、AZはアルミナとジルコニアを融合して製造される結晶構造研磨材で、高い靭性と望ましい微小破壊特性を兼ね備えた画期的な研磨材です。
人工研磨材は、立方晶窒化ホウ素(CBN)や人工ダイヤモンドの実用化、精密加工業界での夜間作業の開始などにより、大きな進歩を遂げてきました。
現在、いくつかの企業では、溶融法ではなく化学合成法で製造された、微細結晶構造を持つセラミック研磨材と呼ばれる新しい研磨材を開発し、すでに一部の産業で実用化されています。
ジルコニアとセラミックサンドはどちらも研磨工具用の高レベルの研磨材です。優れた自己研磨能力により、粒子は以前の粒子を消費した後、新しい鋭い刃先を獲得します。そのため、どちらも多くの用途で人気があります。