磁性流体中の非磁性砥粒の3次元配列を利用した磁性流体凍結砥石の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750127
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 梅原 徳次 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70203586)
• Keywords: 磁性流体 / 研磨 / 砥石 / 砥粒

Research Abstract

砥粒を懸濁した水ベース磁性流体を磁場を印加しながら凍結することで,砥粒の配列及び分布を制御した磁性流体凍結砥石を製作し,その応用の可能性についで検討する事を目的とする本研究において,得られた結采を以下に示す.
1)磁性流体凍結砥石の結合力に及ぼす雰囲気温度の影響
水ベース磁性流体W-40の融点は-13°Cである.雰囲気温度が低いほど,また砥粒の添加率が高いほど磁性流体凍結砥石の押し込み硬さは増す.磁性流体凍結砥石における砥粒層の砥粒混合率は,磁場強度が強いほど大きくなる.磁場強度が強いほど,また砥粒の平均粒径が大きいほど磁性流体凍結砥石の押し込み硬さは増す.-40°Cにおける磁性流体凍結砥石の硬さは,砥粒の平均粒径38μm,砥粒の添加率30vol.%,磁場強度750Oeのときに最大で0.09kgf/mm^2であり,これは磁性流体凍結砥石の実用の可能性を示す値である.
2)磁性流体凍結砥石の基本的研磨特性
磁性流体凍結砥石は,-3.8度以下の環境下で使用可能であり,真鍮に対する最大研磨率は120minでは0.12μm/minで,初期表面粗さ4.4μmRyの真鍮の研磨面を,20minで0.20μmRyの面にすることができる.永久磁石表面から,磁石下面までの距離を5mm(Hz=730Oe)から10mm(Hz=650Oe)にすると,研磨率は0.039μm/minから0.081μm/mjnと,約2倍になる.研磨初期において加工圧を上げるとそれに比例して研磨率が増加する.砥石と試験片を回転させて研磨したものよりも,砥石と試験片を回転させた上に試験片を揺動させたもののほうが0.12μm/minと,約3倍の研磨率を示す.