超砥粒とは

超砥粒という用語は、1970年代に米国のGeneral Electric（GE）Companyによって開発された多結晶ダイヤモンド（PCD）材料に基づく切削工具の新しいオプションを表すために使用されました。 これらの非常に硬くて脆いコンパウンドは、適切な使用のために新しい技術を必要としましたが、利用可能な研削および切削工具の改善でした。 材料は非常に硬いため、これらの化合物から作られた切削工具を形作るのに使用できるのは、ダイヤモンド切削ホイールだけです。

ある材料が別の材料を研磨するには、最初の材料が2番目の材料よりも硬くなければなりません。 硬度は半定量的な値であり、力を加えたときに破損しないようにする材料の全体的な能力を指します。 硬さは通常、使用中の耐久性と長寿命に関連しています。 重要な部品に使用される材料は、金属合金とバイメタル構造の改良が開発されるにつれて、より硬くなり、耐摩耗性が向上しました。 これらの部品は、最高の公差を満たすために仕様に合わせて機械加工する必要があり、成形だけでは不十分です。

金属部品が強くなるにつれて、炭素工具鋼、高速度鋼、鋳造合金など、より硬い切削工具材料が開発されました。 超硬合金やサーメットなどのセラミックベースの材料も使用されました。 超砥粒の導入により、工具メーカーが利用できるオプションが大幅に広がりました。

GE PCD超砥粒は、炭化物基材に結合されたミクロンサイズの3.3×10 ^-6フィートまたは1×10 ^-6メートルのダイヤモンド層で構成されています。 PCDは、複数の結晶で構成される合成ダイヤモンドです。 研磨中に、これらの結晶は破損し、研磨を続行するためにより鋭いエッジを残します。 壊れた粒子のきれいなエッジは、研削面をより簡単にクリアし、表面の詰まりを防ぎます。 この自己クリア属性により、研削砥石をより高速で動作させ、電気的負荷を軽減し、発熱を抑えます。

多結晶立方晶窒化ホウ素（PCBN）は、ダイヤモンド結晶の代わりに立方晶ホウ素結晶を使用する同様のクラスの超砥粒です。 PCDは、アルミニウムや銅などの非鉄用途、およびプラスチック、ゴム化合物、木材などの有機材料に使用されます。 PCBN材料は、ねずみ鋳鉄などの鉄用途に使用されます。 どちらのタイプの超砥粒においても、エージェントを基材に結合する手段は性能にとって重要です。 ビトリファイドボンドは、多くの用途で金属または樹脂のボンドよりも優れているように見え、金属接着剤の優れたエッジ仕上げと樹脂剤の積極的な切断を示します。

超砥粒切削工具を使用するには、工具メーカーが新しい技術を習得する必要がありました。 送り速度と車輪速度の以前成功した組み合わせは、高品質の製品を生産しませんでした。 その結果、粉砕の専門家は、新しい材料を扱うための新しい機械とプロセスを開発しました。

PCDおよびPCBN切削工具自体は、より硬い材料でのみ研削できます。 ダイヤモンドホイールだけで超砥粒を研磨できます。 これらの超硬材料を効率的に研磨するには、ダイヤモンドの種類、結晶サイズ、および破砕性に関してホイールを慎重に指定する必要があります。