研削砥石における酸化アルミニウム

酸化アルミニウムは、アルミニウムと酸素の二元化合物です。自然界では、アルミナの主成分として一般的に存在します。アルミナは酸化アルミニウムとカリウム、ナトリウム、マグネシウムなどの元素の混合物です。アルミナは最大98%のα型およびγ型酸化アルミニウムで構成され、白色の結晶性粉末です。酸化アルミニウムにはいくつかの主要な種類がありますが、工業で最も一般的に使用されるのはα酸化物またはコランダムで、これは大きな透明結晶の形をした三方晶系の鉱物です。

酸化アルミニウムの原料には、ボーキサイト(アルミニウム鉱石)、明礬石(ミョウバン石)、ネフェリン(カリウムおよびナトリウムアルミノケイ酸塩)があります。高強度コランダムセラミックスの製造には、様々な純度のアルミニウム塩の熱分解により得られる酸化アルミニウム粉末が使用されます。塩の分解により得られる酸化アルミニウムは、高分散粉末γ-Al2O3(1200°Cまで焼成時)であり、高い化学活性を有します。

合成α酸化アルミニウム(コランダム)は以下の用途に使用されます:アルミニウム製造の中間体、耐火物、耐薬品性および研磨材料、レーザー部品の製造、合成宝石の製造など。電気コランダムは主に研削に使用され、電動機器や研削機での研削、および手研削の両方に使用されます。電気コランダム(アランド、アロキサイト)は、アルミナを溶融して人工的に製造される結晶性酸化アルミニウムです。これは、アーク炉での連続プロセスで行われ、その後物質の結晶化が行われます。焼成後、合成コランダムは非常に高い硬度を獲得し、ダイヤモンドに次ぐ硬度を持ちます。電気コランダムのモース硬度指数は9で、これは実質的に限界値です。電気コランダムに含まれる酸化アルミニウムが多いほど、より硬く、強く、軽くなります。

研削に最も一般的に使用される電気コランダムは、ノーマル(アランド)です。これは組成中に91%から96%のAl2O3を含む電気コランダムの一種です。アルミニウムを含むボーキサイトからの還元製錬により製錬されます。この電気コランダム研磨材は高い硬度を有し、多種多様な金属の研削に適しています。電気コランダムの密度は3.8 g/cm³から3.9 g/cm³の範囲で、マイクロ硬度は約18.6 GPa(パスカル)から19.6 GPa(1900 kgf/mm²から2000 kgf/mm²)です。コランダムの色は不純物含有量によって決まります。炭化ケイ素とは異なり、酸化アルミニウムは1 µm未満の最小粒径を持つことができ、これにより刃先のより効率的な精密仕上げが可能になります。酸化アルミニウム研磨材での研削は、ほとんどの台所用ナイフや狩猟用ナイフ、および大工道具に適しています。

酸化アルミニウムは炭化ケイ素よりもクリーンで、58 HRC以下の鋼材に作用し、アプローチ面により粗い傷を残しません。コランダム粒子は炭化ケイ素のように作業過程で分裂せず、転がって大きさが小さくなり、エッジの鋭さを失うため、この研磨材はより柔らかく作用します。同時に、酸化アルミニウムと炭化ケイ素の作業速度の違いは、主に結合剤の硬度に依存します。酸化物砥石はガラス質セラミック結合で作られ、炭化物砥石はより柔らかい磁器結合で作られます。さらに、酸化アルミニウム砥石は油で作業し、炭化ケイ素砥石はより大きな研磨効果を持つ水性懸濁液で作業します。ただし、これはNaniwa Professionalシリーズの砥石には当てはまりません。これらは非常に高品質の研磨粉末と微細分散懸濁液により、58 HRCを超える鋼材を含むあらゆる鋼材で迅速かつ効率的に作業することができます。

酸化アルミニウム研削砥石の例には以下があります:

1. Boride T2砥石 – アメリカのBoride社のBoride T2シリーズ砥石は、セラミックガラス質結合酸化物で作られています。これにより高性能と平均以下の摩耗率を実現しています。Boride砥石メーカーは、T2をステンレス鋼に最適なシリーズとして推奨しています。Boride T2シリーズ砥石での研削時には、油系および水系の両方の冷却剤を使用できます。砥石は水、硬いブラシ、石鹸溶液で清掃します。油系冷却剤の痕跡は、TSPROF研磨清掃油などの清掃油で効果的かつ迅速に除去されます。厚いガラスまたは鏡面上の砥石は、炭化ケイ素粉末で平坦化されます。

2. Boride PC(Polisher’s Choice)砥石は、非常に高品質な合成酸化アルミニウム砥石のシリーズです。砥石の名前は文字通り「研磨者の選択」と翻訳されます。PCシリーズ砥石は、金属を鏡面仕上げまで最終仕上げするための仕上げ砥石として設計されています。Boride PC砥石は冷却剤の使用時のみ使用されます。

3. Naniwa Professional砥石 – 日本のNaniwa砥石の改良シリーズです。このシリーズはマグネシア結合酸化アルミニウムを使用しています。砥石は浸漬を必要とせず、塩析が遅く、高性能です。砥石は穏やかに作用しながらも、懸濁液により十分な速度を持ちます。Naniwa Professionalは事実上すべての鋼材に適しています。

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