超砥粒選定に際して

ダイヤモンド、CBNの砥粒選定は非常に難しい課題です。選定に際して、超砥粒の特性や、コートの有無。使われる結合材やサイズ（粒径）といった考慮されるべき項目について御説明します。

• 被削物（ワーク）に鉄系材料が含まれるか
• 工具使用時の温度

またここ10年ほどでダイヤモンド、CBN砥粒は大きく価格が下がってきており、以前に比べて両者の価格差は大きくありませんが、一般的にはダイヤモンド砥粒の方がCBNに比べ安価といわれています。

ダイヤモンド砥粒、CBN砥粒には、合成方法や選別の違いにより、形状や硬さや色の異なる多くの砥種が存在します。触媒や合成条件を変化させることで、結晶内不純物量、砥粒の空隙量、粒界面有無がかわり、砥粒の靭性（かたさ）が変化するからです。

空隙や粒界面を持たない単結晶と、粒の中に結晶内不純物量や空隙、界面を持つ多結晶のような製品に大別されます。

一般的に多結晶のような砥粒は自身の破砕性がよいため切れ味に優れ、単結晶で内部不純物が少ないものは、耐熱・対磨耗性に優れています。各ダイヤモンド砥粒、CBN砥粒製品には靭性データや形状特徴がありますので、いままで採用実績や加工実績をもとにある程度の砥種を絞り、前後のグレードを含めた研削テストを経て、最適なものが選定されることが多いです。

コート砥粒とは、ニッケルや銅、チタンなどの金属を砥粒の表面にコーティングした砥粒です。樹脂系結合材（ボンド）との機械的な保持力を向上させるためや、金属ボンドとの化学的な結合を得るために選定されます。または、加工熱をコート金属皮膜に伝えることで母材であるダイヤモンドの黒鉛化を防ぐ効果もあります。

超砥粒砥石における結合剤（ボンド）は、砥粒を結合・保持する役割を持っています。被削材料や用途により結合方法が検討、工具が開発されますが、結合方法は砥粒の選定にも影響をあたえます。

• ビトリファイドボンドは、ガラス質を主成分とした有気孔タイプの結合剤で、焼結温度が1200℃前後と高温のため、耐熱性のある不純物の少ない砥粒が選定されます。
• レジンボンドとはフェノールといった樹脂で作られた結合剤（ボンド）で、やわらかく弾性があるため、表面積が大きくなるよう、コーティングされた砥粒を採用し、砥石の脱落を防ぐ検討をします。
• メタルボンドはコバルトや銅、タングステン、ニッケル、鉄など金属をボンド材とし、600~700℃程度で焼成するので、高い焼成温度に耐えられる耐熱性のあるノンコート砥粒が主流ですが、耐熱温度の高いTiコートを使い、ボンドとの結合を高める場合もあります。
• 電着とは液槽のなかで金属製のシャンクに電気をかけ、ニッケルメッキによって砥粒を台金の表面に一層または二層固定する方法です。砥粒とメッキ液とのなじみ方で製作精度がかわるため、砥粒自身の洗浄度や金属含有量が要求されます。

粒度とはダイヤモンド・CBN砥粒の大きさ（粒径）のことです。粒度の表示や分級方法などは国際規格に定められています。
（メッシュサイズ規格表参照）

しかしこの規格では500/600Mesh(#500、500番)より細かいものについて規定されていないため、超砥粒サプライヤーが独自規格を設けているゆえ、工具メーカーの製品粒度がすべて共通ではありません。
（弊社参考規格：ミクロン呼称と粒度規格を参照）

一般的に粒度選定では、加工面に対する切り込み量や、面粗さ、加工効率により選定されますが、紙やすりなどの番手選定と同じで、粗いサイズは一度の加工量が多くなり、細粒は逆に少ないものの加工面が良好で仕上げ用に向いています。