JP3498394B2 - 刃物の刃先処理方法 - Google Patents

刃物の刃先処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は刃物の刃先処理方法に関
し、詳しくは、木材、ステンレス鋼などの鉄系材料、非
鉄金属、石膏ボード、サイデングなどの窯業系材料、人
造大理石などの石材または半導体などのような、様々な
材料の切断に用いられる丸鋸刃、往復運動刃または楕円
運動刃などの刃物の刃先処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】被削材を切断する刃先と、刃先を保持す
る台金とより成る刃物において、刃先は高硬度で耐磨耗
性のある材質であって、刃先寿命を維持できるものであ
る必要があり、台金は靱性のある材質であって、切断時
の衝撃に耐え得るようなものである必要がある。しか
し、これらの高硬度および耐磨耗性と、靱性とは相反す
る性質であって、これらの性質を兼ね備えた材料は得難
いものである。
【0003】そこで、従来、刃先と台金とを別種類の材
料で形成し、両者を接合して刃物を形成している。この
場合、製造工程が複雑になるものである。また、刃物全
体を一種類の材質で形成したのち、刃先または台金の部
分を処理して、要求される高硬度などの特性を付与する
処理方法も行われている。
【0004】このような処理方法としては、特開平1−
111813号公報に示されるものがあり、この処理方
法では、図8に示すように、やすりの硬化させたい刃先
2先端部2aの一部にのみレーザ光15を照射している。こ
のようなレーザ光15の照射によって、刃先2先端部2aの
みが加熱されるとともに、自然冷却によって急冷され
る。したがって、刃先2先端部2aのみに焼き入れされ
て、高硬度であって、耐磨耗性があるという特性が付与
されるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例にあっては、レーザ光15の照射方向、照射部位ま
たは走査条件などを機械的、電気的に微妙にコントロー
ルする必要がある。さもないと、不要な部分までをも加
熱したり、または急冷が不十分となったりしてしまい、
満足な焼き入れがなされないのである。
【0006】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、簡単な処理工
程でありながら、刃先のみを確実に高硬度で耐磨耗性の
ある材質として、刃先寿命が十分長い刃物の刃先処理方
法の提供にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項1記載の発明は、切削方向に向かってV字状に開いた
形状の刃先2先端部 2a を有する刃物1であって、当該刃
先2先端部 2a から刃先2の付け根 2c に向けて、下方幅方
向の中央部が膨出した形状の切削屑逃がし部 2b を備えた
刃物1全体に靭性化処理を行なったのち、刃物1の刃先
先端部 2a を除く部分をマスクして、刃物1に硬化処理
を施すことを特徴として構成している。
【0008】なお、マスクは金属板などを用いてマスク
する部分を覆うような、一般的な方法で行うことができ
る。
【0009】
【0010】靱性化処理とは、焼入れ・焼戻し処理また
は加熱後徐冷する焼きなまし処理を行うことである。
【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、マスク板3によって挟持押圧してマスクし
た刃物1を、加熱後急冷する硬化処理を施すことを特徴
として構成している。マスク板3としては挟持押圧に耐
える強度を有する金属板などを用いることができる。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【作用】請求項1記載の発明では、切削方向に向かって
V字状に開いた形状の先端部 2a によって、刃物2の切れ
味が向上しており、また、刃先2の先端部 2a 以外に靱性
を残したまま、硬化処理が施され、マスクされない刃先
2の先端部 2a のみの硬度及び耐磨耗性が向上している。
【0021】
【0022】請求項2記載の発明では、刃物1が十分な
強度を有するマスク板3によって挟持押圧されているの
で、硬化処理による刃物1の変形が抑えられる。
【0023】
【0024】
【0025】請求項3記載の発明では、刃先2の先端部
2aのみの硬度および耐磨耗性が向上している。
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【実施例】本発明の一実施例を以下に添付図を参照して
説明する。
【0031】図1は同実施例の刃物の刃先処理方法にお
ける製造工程を示す説明図であり、(A)〜(F)は各
工程の品物を正面から見て順に示し、(G)は(F)の
図の刃先2の部分を拡大して示している。
【0032】以下、この工程を順に説明すると、最初に
(A)に示すように、高速度鋼系の金属粉末11とワック
スおよびポリマーなどから成るバインダー12とを混練
し、射出成形して(B)に示すような刃物1の形状を有
する成形品1aを得る。つぎに、この成形品1aを500 ℃で
24時間加熱してバインダー12などの有機物を除去す
る。さらに、1250℃で1時間焼結し、(C)に示す焼結
品1bを得る。さらに、この焼結品1bを1200℃で焼き入れ
し、650 ℃での焼戻しを数回行って全体を高靱性化した
(D)に示す焼結品1cとする。次いで、(E)に示すよ
うに、刃先2の先端部2aのみを露出させてマスク板3で
覆って硬化処理を行い、(F)または(G)に示すよう
な刃先2先端部2aのみが硬化された刃物1を得ることが
できる。
【0033】以上の工程において、マスク板3で覆うこ
とによって、覆われた部分はマスクされて硬化処理の影
響がおよぶことがなく、この結果、刃先2の先端部2aの
みの硬度が高く、耐磨耗性が向上し、切削性がよく、刃
先寿命の十分長い刃物1を得ることができているもので
ある。
【0034】この処理方法によれば、刃先2の特定部位
に硬化処理を集中させることなく、刃先2の先端部2aの
みを硬化させることができる。したがって、硬化処理を
ある特定部位に集中させるための複雑なコントロールを
省くことができて簡単な処理工程でありながら、切削性
がよく、刃先寿命が十分長い刃物1の得られる刃物の刃
先処理方法となっている。また、刃先2以外の台金とな
る部分の靱性がそのまま維持されて、硬化処理が施され
るので、切削時の衝撃を十分に吸収できて破損しにくい
刃物1を得ることができている。さらに、刃先2の先端
部2aのみを硬化させているので、この刃先2は切れ味が
よいのみならず、靱性も有して破損しにくいものとなっ
ているのである。
【0035】また、刃先2が焼結によって、所望の切削
加工に適した形状に形成され、切削性のよい刃物1が得
られている。
【0036】図2は、このような切削性のよい刃先2の
形状の具体的なものの一例を示す斜視図である。この図
の(A)に示すように、切削方向に向かってV字状に開
いた形状の刃先2先端部2aを有するように、刃先2を形
成することによって、切削性が向上し、このような刃物
1によって、滑らかな切削面が得られるのである。
【0037】また、(B)に示すものは、逃がし部2bを
先端部2aから刃先2の付け根2cに向けて、下方幅方向の
中央部が膨出した形状に形成している。この逃がし部2b
がない場合には、V字形状の屈曲部下方に切削屑が集ま
ってたまりやすいが、逃がし部2bによって、刃先2の先
端部2aで削り取られた切削屑が刃物1の幅方向外側に逃
げていき、切削屑がたまりにくく、切削しやすい刃物1
となっているのである。
【0038】なお、以上の刃物の刃先処理方法の説明は
刃物1として丸鋸刃を示しているが、丸鋸刃に限らず、
種々の形状の刃物1にも適用することができる。たとえ
ば、刃物1が往復運動または楕円運動するような、異な
る形状の刃物1にも適用することができるのである。
【0039】また、図1では刃先2の先端部2aのみを硬
化させているが、刃先2の大きさまたは用途などに対応
させて、マスク3から露出している部分を広げ、刃先2
全体、または、さらにより広く露出させ、この露出した
部分を硬化させてもよいのである。
【0040】また、刃物1全体を焼結品1bとしている
が、刃先2のみを焼結品として形成するか、または、刃
物1全体を靱性のある金属で形成し、刃先2の部分を硬
化させてもよいものである。
【0041】以下に、図3ないし図7を参照して、さら
に詳しく、この実施例の刃物の刃先処理方法における硬
化処理を具体的に説明する。これらの図は、硬化処理の
工程を示す説明図である。
【0042】図3に示す硬化処理では、マスク板3によ
って挟持押圧してマスクした刃物1となる焼結品1c全体
を、加熱後急冷している。マスク板3としては、挟持押
圧に耐えるように十分強度の大きい金属板などを用い、
このマスク板3の中央部をボルト・ナット13で締結する
ようにし、プレス治具として使用している。
【0043】このような硬化処理によって、焼結品1cの
台金部分がマスク板3によって挟持押圧しているので、
硬化処理による焼結品1cの変形が抑えられ、歪みの少な
い正確な形状の刃物1を得ることができる。
【0044】図4に示す硬化処理では、CVDによって
cBN(キュービクルボロンナイトライド)を成膜し、
cBN被膜が刃先2に形成されて刃先2の硬度および耐
磨耗性が向上している。このような硬化処理によって、
切削性がよく、刃先寿命が十分長い刃物1を得ることが
できる。
【0045】図5に示す硬化処理では、硬化元素として
炭素、チタン、ボロンまたはタングステンなどを用い、
これらの元素をイオン注入している。このようなイオン
注入する処理によって、硬化元素が刃先2に注入され
て、この刃先2の硬度および耐磨耗性が向上し、切削性
がよく、刃先寿命が十分長い刃物1を得ることができ
る。
【0046】図6に示す硬化処理では、加熱冷却によっ
て硬化処理を行う方法において、レーザなどの高エネル
ギービームを照射することによって、効率よく刃物1と
なる焼結品1cの加熱がなされ、硬化処理を迅速に行うこ
とができる。この場合、マスク板3としては、銅などの
ような材料を用い、高エネルギービームを確実に反射す
るものが好ましい。
【0047】この図の(A)に示す処理では、刃先2の
部分に炭酸ガスレーザまたはYAGレーザなどを集中さ
せて照射しており、刃物1となる焼結品1cを回転させて
外周の刃先2全てを加熱している。また、(B)に示す
処理では、焼結品1c全体に炭酸ガスレーザまたはYAG
レーザなどを照射し、加熱している。この(B)に示す
場合においても、好ましくは、焼結品1cを回転させるこ
とによって、刃先2の加熱が均一に行われる。
【0048】図7に示す硬化処理では、刃物1となる焼
結品1cの周囲に配した高周波コイル4に高周波電力を印
加して加熱を行うことによって、効率よく焼結品1cの加
熱がなされ、硬化処理を迅速に行うことができる。
【0049】この図の(A)に示す処理では、焼結品1c
の外周を取り囲むように高周波コイル4を配して、刃先
2全体を一度に加熱している。また、(B)および
(C)に示す処理では、高周波コイル4を刃先2の上方
または下方の側面と刃先2の先端側に配して刃先2を囲
むようにしている。そして、この囲んだ高周波コイル4
に高周波電力を印加するとともに、焼結品1cを回転させ
ることによって、刃先2全体を加熱するものである。な
お、(A)に示す場合においても、焼結品1cを回転させ
ることによって、刃先2の加熱が均一に行われるので、
好ましいものである。
【0050】
【発明の効果】請求項1記載の発明では、切削方向に向
かってV字状に開いた形状の先端部によって、切削性の
よい刃物を得ることができるとともに、刃先の特定部位
に硬化処理を集中させることなく、特に刃先の先端部の
みの硬度および耐磨耗性を向上させ、その他の部分に靱
性を有せしめることができる。そのため、簡単な処理工
程でありながら、切削性がよく、刃先寿命の十分長く、
刃先以外の台金となる部分の靭性がそのまま維持され
て、硬化処理が施されているので、切削時の衝撃を十分
に吸収でき、破損しにくい刃物が得られる刃物の刃先処
理方法となっている。
【0051】
【0052】請求項2記載の発明では、マスク板による
刃物の挟持押圧によって、硬化処理による刃物の変形が
抑えられるので、歪みの少ない正確な形状の刃物を得る
ことができる。
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【0057】
【0058】
【0059】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における刃物の製造工程を示
す説明図であり、(A)〜(F)は各工程の品物を正面
から見て順に示し、(G)は(F)の図の刃先の部分を
拡大して示している。
【図2】同上実施例における刃物の刃先を示す斜視図で
ある。
【図3】同上実施例における硬化処理工程を示す説明図
である。
【図4】同上実施例における別の硬化処理工程を示す説
明図である。
【図5】同上実施例におけるさらに別の硬化処理工程を
示す説明図である。
【図6】同上実施例におけるさらに別の硬化処理工程を
示す説明図である。
【図7】同上実施例におけるさらに別の硬化処理工程を
示す説明図である。
【図8】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 刃物 2 刃先 3 マスク板 4 高周波コイル 11 金属粉末 12 バインダー 13 ボルト・ナット 15 レーザー光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C23C 16/34 C23C 16/34 (72)発明者 草野 昇 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 岡村 英澄 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−263020(JP,A) 特開 昭56−15918(JP,A) 特開 昭61−149424(JP,A) 実開 昭62−153015(JP,U) 特公 平6−99738(JP,B2) 特公 平3−69987(JP,B2) 特公 平3−40085(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 9/00 - 9/44,9/50 C21D 1/02 - 1/84 B23D 45/00 - 65/04 C23C 14/00 - 14/58

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 切削方向に向かってV字状に開いた形状
    の刃先先端部を有する刃物であって、当該刃先先端部か
    ら刃先の付け根に向けて、下方幅方向の中央部が膨出し
    た形状の切削屑逃がし部を備えた刃物全体に靭性化処理
    を行なったのち、刃物の刃先の先端部を除く部分をマス
    クして、刃物に硬化処理を施すことを特徴とする刃物の
    刃先処理方法。
  2. 【請求項2】 マスク板によって挟持押圧してマスクし
    た刃物を、加熱後急冷する硬化処理を施すことを特徴と
    する請求項1記載の刃物の刃先処理方法。
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