[发明专利]氧化铝质烧结体、磨粒和砂轮

说明书

技术领域

本发明涉及氧化铝质烧结体、使用该氧化铝质烧结体而成的磨粒和使用该磨粒而成的砂轮（磨石：grind stone）。

背景技术

氧化铝质烧结体发挥高硬度、高强度、高耐热性、高耐磨损性和高耐化学性等优异的特征，在各种产业领域被使用。特别是作为在钢铁产业中的强力磨削砂轮的原料（磨粒）被使用。

另外，作为构成以汽车为中心的运输用设备或产业用机械的部件的材料，较多地使用特殊合金。这些特殊合金与通常的SUS304等相比较硬，因此在市场上需求以往没有的「磨削比」高的强力磨削砂轮。在此，所谓「磨削比」是表示砂轮的性能的指标，由以下的式子表示。

磨削比＝被磨削材料被磨削了的量（磨削量）/砂轮的磨损量

一般地，如果能用较少的砂轮磨削较多的被磨削材料则判断为性能良好，但砂轮的磨削比被该砂轮所使用的磨粒的「硬度」和「断裂韧性」影响。认为在「磨削比和硬度」以及「磨削比和断裂韧性」之间存在如下的关系。

（1）如果磨粒的硬度变高则磨削量增加，因此磨削比变大。

（2）如果断裂韧性变高则磨粒的磨损量变少，因此磨削比变大。

若考虑上述（1）和（2），则在磨削比的式子中的分子部分被磨削量影响，分母部分被磨损量影响。为了使砂轮的磨削比提高，硬度和断裂韧性都高是理想的。

在此，作为现有的强力磨削砂轮用的磨粒，已知使氧化铝质的微粉原料烧结了的磨粒（例如，参照专利文献1～3）和熔融氧化铝氧化锆磨粒（例如，参照专利文献4）、向高纯度微粒氧化铝粉末添加了氧化镁等的晶粒生长抑制剂的磨粒（例如，参照专利文献5）等。

另外，曾提出了以氧化铝作为主材料并添加了TiO₂的烧结材料（例如，参照专利文献6）。此外，作为具有高硬度和高断裂韧性的耐磨损性优异的氧化铝烧结体，曾提出了添加了可固溶于氧化铝晶体中的Ti、Mg、Fe等的金属化合物的氧化铝烧结体（例如，参照专利文献7）。

现有技术文献

专利文献1：日本特公昭39-4398号公报

专利文献2：日本特公昭39-27612号公报

专利文献3：日本特公昭39-27614号公报

专利文献4：日本特公昭39-16592号公报

专利文献5：日本特公昭52-14993号公报

专利文献6：日本特开平3-97661号公报

专利文献7：日本特开平11-157962号公报

发明内容

但是，专利文献1～5都是高硬度且低断裂韧性、或者低硬度且高断裂韧性的，对于高硬度且断裂韧性高的磨粒没有具体公开。专利文献6的烧结材料进行了对于硬度的评价，但对于断裂韧性毫无考虑。另外，专利文献7的氧化铝烧结体，仅公开了Ti和Mg的组合、以及Fe和Mg的组合，对于其他的组合没有具体公开。

本发明是在这样的状况下完成的，其目的是提供一种给予高硬度且断裂韧性优异的磨粒的氧化铝质烧结体、使用该氧化铝质烧结体而成的磨粒和使用该磨粒而成的砂轮。

本发明者们为了实现上述目的反复专心研究的结果发现：作为氧化铝质烧结体所含有的化合物，着眼于钛化合物（特别是钛氧化物）和铁化合物（特别是铁氧化物），由它们和氧化铝形成的FeTiAlO₅粒子特别是在断裂韧性的提高上显示出优异的效果。本发明是基于该见解完成的。

即，本发明如下。

[1]一种氧化铝质烧结体，是含有钛化合物和铁化合物的氧化铝质烧结体，其中，在氧化铝晶体的晶界存在FeTiAlO₅晶体，该FeTiAlO₅晶体的平均晶体尺寸为3.4～7.0μm。

[2]根据上述[1]所述的氧化铝质烧结体，其中，将钛化合物换算成TiO₂后的含量和将铁化合物换算成Fe₂O₃后的含量的合计量为5～13质量%。

[3]一种磨粒，由上述[1]或上述[2]所述的氧化铝质烧结体构成。

[4]一种砂轮，在作用面具有上述[3]所述的磨粒的层。

根据本发明，可以提供一种给予高硬度且断裂韧性优异的磨粒的氧化铝质烧结体、使用该氧化铝质烧结体而成的磨粒和使用该磨粒而成的砂轮。

附图说明

图1是说明对于本发明的氧化铝质烧结体的冲击的传播方式的作用说明图。