JPH02252501A - 木材回転切削用刃物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、木材加工の分野において、鉋盤１モルダー、
１ｉ気鉋等の機械に装着し回転切削により平面削り及び
形状加工を行うに好適な刃物に関する。

従来の技術 鉄鋼切削工具の分野で超硬合金及び高速度鋼の刃物母材
にチタンの窒化物ないし炭化物をコーティングする技術
で成果を上げているＰＶＤ法、特にその中でイオンブレ
ーティングと総称される方法は、無公害であり、かつ量
産性に優れていることのほか、３００℃〜５００℃の処
理温度で密着強さの良好なコーティングが得られるとい
う特徴がある。またこの事は超硬合金のほか焼戻温度が
数百度以上である高速度鋼及び高クロム合金鋼を母材と
して刃物製造の最終工程にこの処理を適用できる利点と
なっている。

このような利点のあるＰＶＤ法を木材、及び木質系材料
の切削に応用しようとする研究は、従来行われているが
、いずれも金属切削工具の分野で利用されている技術を
そのまま利用しようとしたもので十分な成果を得ていな
い。このような従来のコーティング技術を木材切削の分
野へ応用することの難しさを示すものとして、下記の報
告を挙げることができる。

＋１１　Ｓａｗ　ｔｉｐｓ　ｗｉｔｈ　Ｓｅｌｆ−ｓｈ
ａｒｐｅｎｉｎｇ　ｅｈａｒａｅｔｅｒｉｓ目ｃｓ、　
Ｅｂｅｒ　Ｋｉｒｂａｅｈほか、第８回Ｗ　ｏｏｄ　ｍ
ａｅｈｔｎｉＢＳｅｍｉｎａｒ抄報　［木材工業Ｊ　　
’８６．４．　　Ｐ４０この報告では超硬合金チップ付
丸鋸刃での木材の鋸断において超硬合金チップを母材と
し、すくい面にＡｌｔｏｓ　−ＴｉＣ（ＣＶＤ法）被覆
を行い、自己研磨特性が得られるという結果を示してい
る。しかしこの自己研磨特性はまだ実用的には不満足な
ものであること、母材とコーティング層の摩耗速度がも
っともよく同期するような母材を使うべきであることも
指摘している。

（２）ｒ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＴｉＮ−ｃ
ｏａｔｅｄ　ｔｏｏｌｓ　ｉｎ　ｗｏｏｄｃｕｔｔｉｎ
ｇＪ　　　Ｍ、　Ｓ　、　５ｕｌｏｎｅｎ＋　５ｕｒｆ
ａｃｅ　ａｎｄＣｏａｔｉｎｇｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ　３３　Ｃ’８７　　Ｐ１４１〜１５１この報告では
、超硬合金と高速度鋼へのＴｉＮコーティングについて
述べている。超硬合金チップにＴｉＮ　（イオンブレー
ティング法）０．７〜１．０μｍのコーティングを行い
、ハードボードの切断では、すくい面摩耗を５０％減少
させたが、パーティクルボード、ペーパボード及び合板
の切断においては、コーティングの影響がなかったとし
、また同様のコーティングをした高速度鋼製カッターで
スブルースを切削した結果では、無処理刃物と比較して
すくい面摩耗を約２０％減少させたとしているが、いず
れもあまり効果はあがっていない。

＋３１　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｎコーテッド高速度鋼ビットの摩
耗特性」番匠谷　薫ほか、第３８回日本木材学会大会研
究発表要旨集（１９８８） この報告ではだぼ穴あけ用センタ、けづめ付高速度鋼製
ビット表面にＴｉＮ　（イオンプレーティグ）約２μｍ
のコーティングを行いメラピ、スブルース、セミハード
ボード及び合板に穴あけ加工した結果、無処理ビットに
比べ顕著な摩耗進行の差は認められないとし、木工ビッ
トでは金属切削の分野におけるような好結果は得られな
かったとしている。

発明が解決しようとする課題 木材切削分野においても、無人、自動運転及び高精度、
高稼働率の加工が追求されており、刃物は高速度鋼製か
ら超硬合金製へ、また再研磨型からスローアウェイ替刃
方式へ移行しつつあり、生産額に占める刃物コストの比
率を抑制することが課題である。また鉄鋼切削工具、鋼
板剪断工具。

製紙用スリッタナイフ等等に利用されて効果を挙げてい
るＰＶＤ法を木材切削用刃物に有効に利用するには、こ
の用途に適するコーティング技術を見出すことが課題で
ある。

本発明は従来の技術の有する上述の課題を解決すべくな
されたもので、量産性よくコスト高とならず広範囲な木
材切削分野で高性能、高寿命の木材回転切削用刃物を提
供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上述の目的を達成するために本発明は、高速度鋼、高ク
ロム合金工具鋼及び超硬合金のいずれかを刃物母材とす
る木材回転切削用刃物において、逃げ面又はすくい面の
いずれか一面が少なくともＣｒＮかＣｒ、Ｎか又はＣｒ
ＮとＣｒ、Ｎの混合からなるクロム窒化物層を含みその
層が０．５　＝−６，０μｍ厚にコーティングされてい
るものである。

実施例 先ず課題解決の経過をのべる。刃物の逃げ面に硬質クロ
ム鍍金や溶融塩法による炭化バナジュウム等のコーティ
ングを施すことにより、すくい面が選択的に摩耗し、鋭
利な刃先が再生する自己研磨特性が生じ、美麗な切削面
が長寿命に得られることに成功した。しかしながら溶融
塩法は８００　℃〜１０００℃の高温で処理するのでそ
の後に焼入れ。

焼戻しを行う必要があること及び歪が発生しやすいなど
量産上の難点がある。また硬質クロム鍍金は均一電着性
が劣るものであるから、刃物全長に均一な膜厚を得る為
には刃物形状に合わせて電流密度分布の均一化を行う必
要があり、必ずしも生産性がよくないという問題がある
。また硬質クロム鍍金は高速度鋼または高クロム合金工
具鋼を母材とした場合、毎分数十ｍ以下の切削速度であ
る平削りにおいてはコーティングしない面の摩耗がコー
ティング層より先行する自己研磨特性が現れる摩耗抑制
効果に一応の成果を示したが、毎分１０００〜３０００
　ｍの切削速度となる回転切削においては摩耗抑制効果
が不十分であるという限界があった。

さらに研究の結果、高速度鋼を母材として種々のＰＶＤ
法により逃げ面にＴｉＮまたはＴｉＣを２〜３μｍの厚
さにコーティングした刃物で、代表的な実用梼種である
スブルースを切削してみたが、摩耗抑制効果は認められ
ないか、または僅かの効果しかなく、いずれにしても表
面処理コストに見合う性能向上が得られないことが判明
した。

このような立場から更に高速度鋼、高クロム合金工具鋼
及び超硬合金を母材として種々研究を行った。ＰＶＤ法
で可能なコーテイング物質として先ずバナジュウム窒化
物ＶＮ及びジルコニウム窒化物ＺｒＮを供試刃物の逃げ
面にコーティングしコーテイング面をＸ線回折法で調べ
た。第２図−ａ及び第２図−すに示すようにＺｒＮは特
に明瞭に、またＶＮも概ね明瞭に回折ピークが現れてい
ることから、それぞれ所望の物質がコーティングされて
いることを確認して切削した結果、この二つの物質はＴ
ｉＮ及びＴｉＣと同様、摩耗抑制効果は殆ど認められな
かった。さらに発明者らは真空槽内で抵抗加熱によりる
つぼ中のクロムを蒸発させこれを熱フィラメントでイオ
ン化しかつ反応ガスとしてＮ、を導入し負電圧を印加し
た５ＫＨ５１を母材点する刃物の逃げ面にクロム窒化物
をコーティングし、コーテイング面をＸ線回折法で調べ
た０面このコーティング法は熱電子活性化イオンブレー
ティング法の一種である。第２図−Ｃ１第２図−ｄに示
すように、ＣｒＮ、ＣｒｚＮの明瞭な回折ピークが現れ
ていることからそれぞれ所望の物質がコーティングされ
ていることを確認してスブルースを回転切削した結果、
第１図〜ａに示す形に刃先が摩耗し、クロム窒化物の良
好な摩耗抑制効果が確認できた。

高い硬度を有するＴｉの窒化物ないし炭化物バナジュウ
ム窒化物及びジルコニウムの窒化物に対してむしろ硬度
の低いクロム窒化物が木材切削において有効であること
が研究の結果判明した。

このように効果が判然と異なる理由は、木材の切削では
機械的な摩耗作用が軽微であり、これに対して腐蝕及び
酸化等の化学的反応により刃先表面層が変質することが
摩耗進行に大きく関与しており、このため硬さのみでな
く、耐蝕性及び耐酸化性等、化学的安定性が摩耗抑制上
必要なのである。

またクロムは鉄鋼及び超硬合金に対する添加元素として
耐蝕性及び耐酸化性を付与する効果が大きい元素の特性
が有利に作用することが判明した。

このような知見を得て窒化クロムの利用の仕方について
さらに種々研究を重ね以下の結果を得た。

なお各種窒化物のミクロ硬さとして一最に知られている
値を表１　（「表面改質技術の動向」熱処理νｏ　１２
７−５号による）に参考的に示す。

表１−各種窒化物の硬度 （１）コーティング法とクロム窒化物の形態上述の熱電
子活性化イオンブレーティング法のほか、クロムの蒸発
、イオン化をホーロー−カソードガンで行うＨＣＤ法及
びクロムをアーク放電により蒸発イオン化するアーク放
電イオンブレーティング法の３つの方法でクロム窒化物
をそれぞれコーティングした刃物で切削テストした結果
、いずれの方法による刃物もコーティング層の密着強さ
は十分であり、剥離することはなく、かつコーテイング
面をＸ線回折で調べた時、第２図−Ｃ〜ｌの回折パター
ンを示すものは、良好な摩耗抑制効果を示した。

なおアーク放電イオンブレーティング法としては、カソ
ード・アークプラズマ蒸着プロセス（ＶＡＣＴＥＣＳＹ
ＳＴＥＭ、ＩＮＣ社）及びイオンボンドコーティングプ
ロセス（日本マルチアーク社）の二つをおこなった。本
件明細書ではこれらも含めてイオンブレーティングと総
称したい。

なお第２図−ｃ　ｗ　ｌの各サンプル記号をそれぞれＣ
ｒ−Ｎ−１〜Ｃｒ−Ｎ−７として表２に各ピークの面間
隔ｄの実測値を示した。各サンプルの母材はＣｒ−Ｎ　
−１〜６は５ＫＨ５１，Ｃｒ−Ｎ７は高クロム合金工具
鋼（Ｗ、Ｍｏ、Ｖを含有する８、５％Ｃｒ鋼）である。

　表２には母材（ＳＫＨ５１）のみ及びＶＮ及びＺｒＮ
の上述したサンプルの回折図中のピーク値も並記した。

クロムはＸ線を比較的透過しやすい元素であるので、１
．５〜２．５　μｍの膜厚である各物質のＸ線回折にお
いては、母材、焼戻マルテンサイト（α−Ｆｅ）、及び
ＶＣ等の一次炭化物の回折ピークが現れているものがあ
る。本件Ｘ線回折はＣｕ−α１線によるもので１〜５回
の積算回折を行い、バックグラウンド除去、スムージン
グ等の図形処理を施したものである。積算回折のリピー
ト数を第２図の各図中に示した。

第２図及び表２のＸ線回折の状態よりＣｒ−Ｎ系でＣｒ
ＮまたはＣｒ１Ｎのいずれか一つ、またハＣｒ　ＮとＣ
ｒｚＮの混合物のいずれでも摩耗抑制効果を有すること
が確認された。またＣｒＮでは（２００）面または（２
２０）面、Ｃｒ２Ｎでは（１１１）面の回折ピークが最
も強く現れていることがそれぞれ特徴であるので、これ
らの回折ピークでもってＣｒ−Ｎ系で有効なコーテイン
グ物質とみなす物質の構成元素比及び結晶状態をｆｉｌ
　！！できた。

（２）コーテイング面の選択 ＜ａ＞刃物の逃げ面のみに窒化クロムをコーティングす
ると、木材の切削において第１図−ａのようにすくい面
の摩耗が先行し、鋭利な刃先が再生される自己研磨特性
が得られる。第１図−すのコーティングなしの刃物では
自己研磨特性が現れず、また第１図−〇のＺｒＮを逃げ
面にコーティングを行った刃物では摩耗抑制効果が認め
られない。

なお第１図−ａ、ｂ、ｃは、 ・刃物：５ＫＨ５１すくい角３０”　　刃角５０″逃げ
角１０′″ ・刃　　数：１ ・破切削材：スブルース ・切削速度：　１９６３ｍ　／ｗｉｎ（刃先円直径φ１
２５回転数５０００ｒ、ｐ、ｍ、） ・送材速度：５．Ｏｍ／ｗｉｎ ・切削深さ：０．８ｍ の条件で回転鉋切削した結果であり、 第１図−ｂはコーティングなし、第１図−ａはＣｒＮ　
（膜厚２．０μｍ）、第１図−ＣはＺｒＮ（膜厚２．５
　μｍ）をそれぞれ逃げ面にコーティングしたものであ
る。なおそれぞれの切削材長は図に示した。

第１図す及びＣとａとを対照して明らかなように窒化ク
ロムのコーティングにより、刃先後退量が減少するとと
もに、刃先先端の丸味が極小に保たれ、かつすくい面は
刃先から相当範囲が元のすくい面にほぼ平行に維持され
る。

形状加工刃物は継手、接合加工等を行う接合用カッター
〔フィンガカッター（第４図）横はぎカッター・はぞ取
カッター等〕家具等の成型加工を行う面取カッター及び
丸棒削りカッター（第５図）等があるが、これらは加工
すべき形状に合わせて外周方向に形状を成形した刃物で
すくい面を再研磨する形で一般に使用されている。これ
らに共通する問題として第４図へのような側面逃げ角δ
を大きくつけるとすくい面再研磨時に形状変化が大きい
のでδを大きくすることができない、従って従来切削立
上がり部で逃げ面摩耗が起こり、第６図イに示す摩耗形
状となる。即ち側面逃げ角が負となっているので切削面
との摩擦が強くなり、切削材にヤケ、コゲを生じた。ク
ロム窒化物のコーティングを逃げ面に施すことにより第
６図口に示すような摩耗形態を示す、即ち側面部のふく
らみを生ずることなく、逃げ角が維持される形になる。

これにより切削材にヤケ、コゲを発生しにくくなる。

（ｂ）刃物のすくい面に窒化クロムをコーティングする
ことにより第３図−ａ、ｂ、ｄの結果を得た。

なお切削条件は第１図と同じであり 第３図−ａ　母材：５ＫＨ５１ＣｒＮ（膜厚２．０μｍ
）、第３図−ｂ　母材：８．５％Ｃｒ合金工具鋼　Ｃｒ
Ｎ　（膜厚２．０　、ｕｍ）　、第３図−ｄ　母材：超
硬合金（ＪＩＳ　　Ｋ２Ｏ）　　　ＣｒＮ（膜厚２゜０
μｍ）　それぞれすくい面にＣｒＮをコーティングした
。第３図−Ｃ超硬合金（ＪＩＳ　Ｋ２Ｏ）コーティング
なしく空白）である。なおそれぞれの切削材長を図に示
した。

第３図−ａを第１図−すと対照すること及び第３図−ｄ
を第３図−〇と対照することにより明らかなように、す
くい面に窒化クロムをコーティングすると刃先後退量が
減少するとともにその結果、逃げ面が切削面との摩擦の
繰り返しにより十分に摩耗し、逃げ面側に形成される摩
耗面は刃先円弧の接線にほぼ平行に維持される。

ところで、一般に回転鉋切削においては、鉋胴に複数の
刃物（２〜４枚）を装置するので、この刃先高さをそろ
える方法として、４鉋盤上で鉋胴を回転させつつ、刃先
にラップ砥石を軽く当てることがおこなわれている。こ
の刃先そろえ方法をホニングと称しているが、これによ
って刃先逃げ面は、刃先から相当範囲にわたって刃先円
弧と同じ面に形成される。この範囲が５０μｍ〜１００
μｍ以下なら実用上支障ないことは周知であって、この
事にてらして第３図−ａ、ｂ及びｄのように逃げ面が刃
先円弧の外へふくらむことなく、刃先円弧の接線にほぼ
平行な形に摩耗すれば良好な切削状況が保たれる。この
ように逃げ面が摩耗するとともに、すくい面はコーティ
ング層により、はぼ元のすくい面のまま維持される。

上記したように逃げ面、又はすくい面のいずれか一面の
みに窒化クロムをコーティングすることが重要であって
両面にコーティング層があると、片面が優先的に摩耗す
るという現象がおきないので鋭利な刃先が維持されない
。従って一方の面には刃先先端まで所定厚さのコーティ
ング層があり他の面には刃先先端から内部までコーティ
ング層がついていないようにする必要がある。コーティ
ング層をこのようにする為には、コーテイング後いずれ
か一面を刃付研磨してもよいし、または刃物製造工程」
二の都合により、刃付研磨後にコーティングする必要が
ある場合には、コーティング時の治具に刃物を取イ１け
る際、コーティングしたくない面（非コーテイング面）
をクロム蒸発源に対してかげになるように配置すること
、及び治具面と非コーテイング面とのスキマを小さくす
ることにより良好な片面コーティングが得られる。なお
非コーテイング面に若干の回りごみが生じてもその膜厚
がコーテイング面側の数分の１以下であれば実用上支障
がない。ＰＶＤ法によるコーティングでは、湿式クロム
鍍金やＣＶＤ法にみられるようなかげ、及び細い隙間等
へのまわりごみが殆どないので非コーテイング面は格別
のマスキングを行う必要がなく、特にスローアウェイ替
刃を量産的にコーティングすることが容易である。

（３）コーテイング膜の厚さ クロム窒化物の膜厚０．５　μｍ以下では良好な摩耗抑
制効果は認められなかった。他方、膜厚が６μｍ以上と
すると、コーティング所要時間が長くなるばかりでなく
、コーティング層内の内部応力によりクランクが発生し
やすく、層の欠損が生じる結果、切れ味が損なわれ却っ
て摩耗抑制効果が悪くなる。このような理由により木材
切削用刃物へのクロム窒化物のコーティング膜厚は０．
５〜６μｍとすることが必要である。なお摩耗抑制効果
と切れ味の兼ね合いが良く最も良好な膜厚範囲は１、θ
〜３．５　μｍである。

ｒ　ＪＩＳ　Ｋ　３０　　超硬合金を母材としてすくい
面にＣｒＮコーティングした刃物の切削面」 第７図−ａは第３図−ｄ、第７図−ｂは第３図Ｃの状態
の刃物で、それぞれ同一木取りのスブルース板目面を逆
目切削した時の切削面粗さである。粗さ測定は年輪を横
切るように走査しているので、第７図−すでは全体に粗
さが大きいほが春材部の逆目ぼれが大きいことが分かる
。これに対して第７図−ａはまだ切削面粗さが小さく、
良好な切削面である。このことから実用超硬合金を母材
とした場合もＣｒＮコーティングが良好な摩耗抑制効果
を有することが確認された。第７図−ｂの切削面粗さを
寿命限界とした場合、コーテイング刃物の寿命比は２．
５であった。

ｒｓＫＨ５１を母材としてすくい面、または逃げ面にＣ
ｒＮコーティングした刃物の実用テストＪＳＫ夏（５１
を母材として実開昭６１−１２２８０４号のかんな胴に
装着するスローアウェイ替刃のすくい面、又は逃げ面に
ＣｒＮを膜Ｉｙ２〜２．５　μｍにイオンブレーティン
グ法でコーティングしたものの実用切削テスト条件と結
果を表３に示した。テスト記号Ａ、Ｂ、Ｃは、逃げ面コ
ーティングしたスローアウェイ替刃のもので、替刃は刃
付研磨後、コーティングした。テスト記号り、Ｅはコー
ティングをすくい面主体に行った後、逃げ面を刃付研磨
した０表中、寿命比は５ＫＨ５１製コーテイングなしの
従来のスローアウェイ替刃に対する寿命比である０表３
中の刃先摩耗形状は、各テストの寿命時の刃先状態の代
表的なものである。寿命判定はいずれも切削面の荒れを
目安として行われており図示したような摩耗の進行のほ
か、むしろ刃こぼれが増加、拡大して逆目ぼれが大きく
なって寿命となっている。いずれにしても３倍ないし４
倍の寿命比となっており、一般に木材切削の用途では、
高速度鋼と超硬合金との寿命比は１：２．５〜５倍の範
囲なので、クロム窒化物のコーティングによって高速度
鋼を母材として超硬合金に匹敵する寿命が得られること
が確認できた。

ｒ木材切削におけるクロム窒化物の摩耗抑制効果をさら
に完全にし、また実用的なものとする為の方法としてＪ （１１母材と窒化クロム層の密着応力を緩和するには両
者の熱膨張係数の中間の熱膨張係数を有する物質をコー
ティング下地として薄く施す、例えば５ＫＨ５１を母材
としＣｒＮをコーティングする場合、ＴＩＮやＣｒが下
地物質として適する。

物質　　　熱膨張係数 鉄鋼　　　１１．５〜１２　Ｘ　１０−”Ｃｒ　Ｎ　　
　２．３Ｘ１０−” Ｃｒ　　　　　８．４　Ｘ　１０−’ Ｔ　ｉ　Ｎ　　　９．４ｘｌＯ−’ ＋２１　Ｃｒ　ＮまたはＣｒ２Ｎの粒成長を抑制してコ
ーティング層の強度を上げるにはＣｒＮとＣｒ。

Ｎを薄く交互に積層して所要厚みとする。またＣｒＮと
ＣｒＣＮ（クロム炭窒化物）とを積層してもよい、この
ような積層コーティングはイオンブレーティング法でコ
ーティング中Ｎ２ガス流量を加減したり、Ｎ２ガスとＣ
Ｈ４ガスとを交互に流すことで容易に可能である。Ｃｒ
ＣＮはＣｒＮと同じ程度の硬さを有し、かつＣｒ元素に
固有の耐蝕、耐酸化性を備えるのでＣｒＮまたはＣｒ、
Ｎと積層しても木材切削用刃物の摩耗抑制効果は撰なわ
れない。

（３）コーティングを施した刃物であることを一目瞭然
とするには、例えば再研磨タイプの鉋刃のすくい面にク
ロム炭化物（灰色）をコーティングしたもので使用者が
逃げ面を再研磨する際、従来よく行われるようなすくい
面ランプ研磨を不用意に行ってしまわないようコーティ
ング層の最表面にＴｉＮ（黄金色）、ＶＮ（黄緑色）等
、有色性のコーティングを施す、なお超硬合金むく製の
刃物ですくい面か、逃げ面のいずれか一面を研磨刃付け
できる場合には、例えば超硬合金むく製の再研磨型刃物
は、ＣＶＤ法によってクロム窒化物をコーティングする
ことも可能であるがＣＶＤ法では、チタン、クロム等の
メタル成分も気体で供給されるので、導入ガスをかえる
ことでこのような異種金属の炭化物を容易に積層できる
利点がある。

（４）−面をマスキングするには、例えば前記した実開
昭６１−１２２８０４号のかんな胴に用いるスローアウ
ェイ替刃のすくい面にクロム炭化物をコーティングする
場合、円筒状の治具及び平坦面の治具にそのまま替刃を
取りつけると逃げ面と治具面との間に替刃厚さ（１〜２
鶴）分の隙間ができるので、逃げ面へコーティング層が
形成される。この隙間を小さくすることは治具に形状加
工を行えば可能であるが、別の、方法、とじてコーティ
ングの前にすくい面にマスキング物質をっけそのあとコ
ーテイング面を刃付研磨して、所定のコーティングを行
う、マスキング物質としては母材が高速度鋼又は高クロ
ム合金工具鋼である場合はアルカリ酸化法（黒染め）に
より酸化鉄被膜、母材が超硬合金である時は、ＣＶＤ法
によりＡ　ｊ！　ｚ　Ｏｓ等である。

効果 上述のように構成したので、本発明は以下の効果を奏す
る。

クロム窒化物層を含むため、鉄鋼及び超硬合金に対し耐
蝕性及び耐酸化性を付与する添加元素の特性が有利に作
用し木材に含まれる成分による腐蝕、酸化等の化学反応
による刃先表面層の変質を少なくする。

そしてクロム窒化物は、この様な耐蝕、耐酸化性と適度
の硬さを有するので、木材を回転切削した時、良好な摩
耗抑制効果を示し、かつコーティングを膜厚０．５　μ
ｍ−６μｍで片面のみに行うので、摩耗はコーテイング
面に比べて非コーテイング面が先行するとともにコーテ
イング面側は摩耗が抑制されて刃先の丸味が極小に保た
れる。従って、例えば高速度鋼等を母材として逃げ面ま
たはすくい面のいずれにコーティングしても切削面の毛
羽立ち、逆目ぼれ、目違い等のない美麗な切削面に仕上
げられる切れ味の持続時間が超硬合金に匹敵する長寿命
となるとともにコーティング費用を含めても超硬合金の
約１／２のコストとなり且貴重な資源の節約ができる。

また切削動力や切削騒音を低くすることができる。また
実用超硬合金を母材としてもクロム窒化物の摩耗抑制効
果が大きいのでより長寿命化が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図−ａは５ＫＨ５１を母材として逃げ面にクロム窒
化物をコーティングしたもの、ｂはコーティングなし、
Ｃは５ＫＨ５１を母材として逃げ面にＺｒＮをコーティ
ングしたものの切削後の断面図、第２図−ｃ、ｄ、ｅ、
ｆ、ｇ、ｈ、Ｉはクロム窒化物　ａはＺｒＮ、ｂはＶＮ
、３は刃物母材（ＳＨＫ５１）のコーテイング面のＸ線
回折強度を示す図、第３図−ａは５ＫＨ５１を母材とし
てすくい面にクロム窒化物をコーティングしたもの、同
すは高クロム合金工具鋼を母材としてクロム窒化物をす
くい面にコーティングしたもの、同Ｃは超硬合金を母材
としてコーティングなしのもの、同ｄは超硬合金を母材
としてクロム窒化物をず（い面コーティングしたものの
切削後の断面図、第４図イはフィンガカッタの側面図１
口はすくい面側からの視図、ハは口のＡ−Ａ線断面図、
第５図イは丸棒前リカツタの側面図２口はすくい面側か
らの視図、ハは口の１３−Ｂ線断面図、第６図イは第４
図ハの逃げ面にコーティングなしの摩耗説明図、口は同
クロム窒化物を逃げ面にコーティングしたものの摩耗説
明図、第７図−ａは第３図−ｄの状態、同すは第３図−
〇の状態の刃物で切削した面粗さを示す図である。 第 図−ａ 第 図−ｂ 第 図−〇 慎 図 第 図 第 図 第 図 第 図 （）＼） 第 図 飼 図 第 図 第　２　図−１ 手続補正書（自発） 曙＝和　１年１２月２７日 １、事件の表示 平成 一１年特許　願第７５８８９ す。 ２、発明の名称 木材回転切削用刃物 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 第　２　図−ｊ ４、代 理　　人 〒４６０　　電話（０５２１２６３−０５７１６、補正
により増加する発明の数 ７、補正の対象 補正の内容 以下のとおり補正する。 １、特許請求の範囲　　別紙のとおり ２、明細書　第２頁第７行目 「高クロム合金鋼」とあるを 「高クロム合金工具鋼等の工具鋼」 ３、　同　　第５頁第１２行目 「高クロム合金工具鋼」とあるを 「高クロム合金工具鋼等の工具鋼」 ４、　同　　第６頁第４行目 「成功した。しかし」とあるを 「成功した（日本木材加工技術協会第５回年次大会講演
要旨集）　　しかし」 ５、　同　　第６頁第１２行目 「鍍金は高速度鋼または高クロム合金」とあるを 「鍍金は耐摩耗性の高い高速度鋼または耐摩耗性及び耐
蝕性の高い高クロム」 ６、　同　　第１１頁第２０行目 「確認できた。」とあるを 「確認できた。 刃物母材としては、ここに挙げた高速度鋼及び高クロム
合金工具鋼のほか、合金工具鋼及び炭素工具鋼を用いる
ことが可能である。つまりこれらの工具鋼は高速度鋼や
高クロム合金工具鋼にくらべ耐摩耗、耐蝕性が劣るので
木材切削におけるクロム窒化物の摩耗抑制効果が相対的
に強く現れることは自明である。これらの安価な工具鋼
は２００℃〜３００℃の焼戻温度が適するが、ＰＶＤ法
によればこの温度を大きく越えることなく従って大幅な
硬度低下を生じることなくクロム窒化物のコーティング
が可能である。」 ７、　同　　第１４真第１８行目 「なしく空白）である、」とあるを 「なし　である、」 ８、　同　　第２０頁第２０行目〜第２１頁第１行目 「損なわれない、」とあるを ［損なわれない、なおこの事から判るようにＣｒＮ又は
ＣｒオＮのＮを、ＣよりもＮが多い範囲で、部分的にＣ
に置き換えても摩耗抑制効果は変わらない。　この場合
の物質の表記は慣例上Ｃｒ（Ｃ，Ｎ）又はＣｒ、（Ｃ，
Ｎ）となるが、結晶形はＣｒＮ又はＣｒ２Ｎであり、Ｘ
線回折のパターンは第２図Ｃ−ｉに示したものと殆ど変
わらない。従って本明絹書でぃうＣｒＮ及びＣｒオＮは
そのＮを部分的にＣに置き換えたものを含む。」９、　
同　第２１頁第４行目、同第１６行目２１９行目 「炭化物」とあるを「窒化物」 １０、　　同　第２１頁第６行目 「研磨を不用意に」とあるを 「研磨をも不用意に」 １１、　　同　第２１頁第８行目 ｒＶＮ　（黄緑色）」とあるを ｒＶＮ　（黄色）」 １２、　　同　第２２頁第３行目〜第９行目「逃げ面へ
・・・高クロム合金工具鋼である」とあるを ｒ逃げ面へもコーティング層が形成される。この隙間を
小さくし、逃げ面へのコーティングを防止することは治
具に形状加工を行えば可能であるが、別の方法としてコ
ーティングの前に主に逃げ面にマスキング物質をつけそ
のあとすくい面を刃付研磨して、所定のコーティングを
行う、マスキング物質としては母材が高速度鋼又は高ク
ロム合金工具鋼等の工具鋼である」 特許請求の範囲 ＋１１高速度鋼、高クロム合金工具鋼等の工具鋼及び超
硬合金のいずれかを刃物母材とする木材回転切削用刃物
において、逃げ面又はすくい面のいずれか一面が少なく
ともＣｒＮかＣｒ２Ｎか又はＣｒＮとｃｒｚ　Ｎの混合
からなるクロム窒化物層を含みその層が０．５〜６．０
　μｍ厚にコーティングされていることを特徴とする木
材回転切削用刃物。 手続補正書（自発）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高速度鋼、高クロム合金工具鋼及び超硬合金のい
   ずれかを刃物母材とする木材回転切削用刃物において、
   逃げ面又はすくい面のいずれか一面が少なくともＣｒＮ
   かＣｒ＿２Ｎか又はＣｒＮとＣｒ＿２Ｎの混合からなる
   クロム窒化物層を含みその層が０．５〜６．０μｍ厚に
   コーティングされていることを特徴とする木材回転切削
   用刃物。