鋳鉄ファイバーボンドダイヤモンド砥石の研削・耐食性能への高温高圧処理の効果

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近年、セラミックスの製造技術が向上するに従って、より高性能な仕上加技術が要求されるようになった。ダイヤモンド砥石において、結合剤の適否は研削能率、研削比の優劣や工作物の形状精度に影響を及ぼし砥石製作上の重要な問題である。鋳鉄を結合剤として硬脆材料の研削及び研磨に適した鋳鉄ボンドダイヤモンド砥石が開発され、従来のメタルボンドダイヤモンド砥石が大きく改善されてきている。本研究においては、従来の鋳鉄粉の代わりに鋳鉄ファイバーを用い、ファイバーの形状効果によるダイヤモンドの脱落防止の効果を窒化ケイ素の研削試験とSEMによる表面観察により評価した。さらに、鋳鉄フィイバーボンドダイヤモンド砥石を高温高圧(HIP)処理することによって、より一段と優れた研削性能と耐腐食性を具備した砥石を開発することを目的とした。鋳鉄ファイバーとしてFCD500の直径30μmと10μmで長さ2mm、1mm、0.5mmと形状の異なったファイバーの5種類と粉末鋳鉄を用いた。金形成形したこれらのファイバーボンドダイヤモンド砥石(120/140および140/170メッシュのダイヤモンドで集中度50、90および120)を真空焼結し、窒化ケイ素セラミックスに対する研削効果を調べた結果、ダイヤモンド粒子の脱落および研磨性能向上への要因は、密度、ファイバー形状、ファイバーと粉末との混合率など様々なファクターが関連していたが、研磨性能は主にダイヤモンド砥石の密度に大きく依存し、密度の上昇とともに増加した。またファイバー鋳鉄を用いるとそのネットワーク効果によって、ダイヤモンドの脱落を改善できることがSEMによる表面観察からも明らかとなった。さらに鋳鉄ファイバーボンドダイヤモンド砥石を真空焼結後、120MPaアルゴンガス雰囲気中でHIP処理を行ったところ、ファイバー砥石の密度は増大し、窒化ケイ素に対する研磨性能を向上させることができることも明らかとなった。