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研磨材の種類

研磨材とは、砥粒とそれを含むスラリー、また砥石のことなどを総称したものとして使われることもある用語ですが、ここでは研磨材の肝でもある、対象を削っていく作用をもつ砥粒の種類を紹介します。

砥粒には、通常、ワークよりも硬い材料が選ばれますが、硬ければよいというわけでもなく、ワークの材質や工程やどの程度の仕上げにするのかよって使い分けていく必要があります。

砥粒を見るパラメータとしては、硬度のほか、形状、破砕性、結晶系、化学的安定性、毒性などの要素を加味して検討していく必要があります。砥粒と加工する材料との相性もあり、例えば、研削盤を使った高速研磨では、鉄鋼材料にダイヤモンド砥粒は相性がよくありません。

研磨材の種類
研磨材 化学式 特徴
ダイヤモンド C ダイヤモンドには人造のものと天然のものがあります。工業用途では形状が安定している人造用のものが好まれますが、ドレッサーなどの一部の分野では天然ダイヤの人気も根強いです。事実上、最高の硬さを持ちますが、鉄鋼材料との相性が良くないため、高速で回転するなど高温になる環境ではcBNや他の一般砥粒が使われます。
cBN CBN 立方窒化ホウ素で、人工的に作られた砥粒です。ダイヤモンドに次ぐ硬さを持ちます。鉄鋼材料の加工によく使われます。
アルミナ Al2O3 酸化アルミニウムのことで、αアルミナとγアルミナがあります。後者のほうが硬さは低くなります。用途に応じてWA(ホワイトアランダム)やA砥粒、HAなどグレードを使い分けることが一般的です。
炭化ケイ素 SiC C砥粒やGC砥粒もこの系統の研磨材で、アルミナよりも硬度は高いです。破砕性の関係で、どちらがよいかはその時々です。
炭化ホウ素 B4C SiCよりも硬度の高い砥粒となります。セラミックス系の基板や部材など高硬度用として使われることがあります。
ベンガラ Fe2O3 いわゆる酸化鉄のパウダー状のもので、古くからベンガラは研磨材として使われてきています。研磨力は硬度が低いため、あまり期待できませんが、仕上げに使われることがあります。赤褐色をしています。
酸化クロム Cr2O3 研磨に使われるのは三酸化クロムで、緑色をしています。これも光沢を出したり、仕上げようとして検討される部類です。対象を削る力は弱いです。
酸化セリウム CeO2 光学ガラスやガラス研磨には不可欠とも言われる研磨材です。ガラスととても相性が良い材料です。供給ルートが限られていることもあり、国家間の問題などで供給不安に陥ったこともあります。
酸化ジルコニウム ZrO2 単体ではあまり使われることはないようですが、他の研磨材とまぜて使われることがあります。アルミナほど硬くはありませんが、セラミックス質の砥粒の一つです。
酸化チタン TiO2 仕上げの工程用として、ポリッシングで使われることがあります。
二酸化ケイ素 SiO2 シリコン結晶の研磨などに使われたり、コロイダルシリカとしてCMP用にも使われることがあります。
酸化マグネシウム MgO 白色のセラミックス材料で、ポリッシング用として仕上げに使われることもあります。研磨力はあまりありません。

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