磁性流体中の非磁性砥粒の3次元配列を利用した磁性流体凍結砥石の研究

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砥粒を懸濁した水ベース磁性流体を磁場を印加しながら凍結することで,砥粒の配列及び分布を制御した磁性流体凍結砥石を製作し,その応用の可能性について検討する事を目的とする本研究において,得られた結果を以下に示す.1) 平成9年度に得られた最適な条件で製造された磁性流体凍結砥石により,工具鋼やその他の材料の研磨実験を行い,研磨可能な加工物の条件を明らかにした.その結果,研磨能率は試験片の硬さに反比例し減少していくことが示された.2) 異なる砥粒及び磁性流体を用いて磁性流体凍結砥石を製造し,その硬さ,研磨特性を明らかにした.その結果,アルミナ砥粒の方が炭化ケイ素砥粒よりも,砥石の硬さを硬くすることとなることが示された.3) 本方法を自由曲面を有する金型の研磨に応用するために,製造された磁性流体凍結砥石を加熱された金型に押し付けて形状を転写させた後に,往復運動で研磨することの可能性を検討し,ある臨界の振幅以上では十分研磨が進行することが明らかにされた.4) また,磁性流体凍結砥石であれば,-40℃以下でなければ,有効に研磨できなかったため,それに変わる室温でも固化可能な磁性流体を製作し,それにより砥石を作った場合の基本的研磨特性も明らかにされた.その結果,磁場により磁力線方向に砥粒を配列させることが可能であること,及び砥粒を配列させることにより,磁場を加えない場合に比べて,より均一な表面粗さが得られることが示された.これらの結果は,この新研磨法の将来性を期待させる結果であり,今後の更なる研究の進展が期待できる.