JPH0324314B2 - - Google Patents
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- JPH0324314B2 JPH0324314B2 JP59092518A JP9251884A JPH0324314B2 JP H0324314 B2 JPH0324314 B2 JP H0324314B2 JP 59092518 A JP59092518 A JP 59092518A JP 9251884 A JP9251884 A JP 9251884A JP H0324314 B2 JPH0324314 B2 JP H0324314B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
- B23K31/025—Connecting cutting edges or the like to tools; Attaching reinforcements to workpieces, e.g. wear-resisting zones to tableware
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
［技術分野］
本発明は台金へのダイヤモンドまたはCBN超
砥粒を含有、保持する焼結体よりなるカツターセ
グメントの溶接方法に係わる。 ［背景技術と問題点］ 第１図に、従来のダイヤモンドの焼結体よりな
るカツターセグメントの台金への固定方法を示
す。図は具体的には回転型のカツターを示し、例
えば、その中心の孔により、動力回転軸に固定さ
れ、ハンデイカツターとして、レンガ、瓦の切
断、タイルの加工、石材のコバ取り、鉄板、ヒユ
ーム管、コンクリートブロツクの切断、コンクリ
ート道路の溝入れ、石材の曲平面平面加工、石材
の面取、角度付け加工等に使用される。 図において、２は鋼製の台金であり、１はダイ
ヤモンド砥粒またはCBN（立方晶窒化硼素）砥粒
とCo（コバルト）などのボンド粉末の混合粉を成
形、焼結（多くの場合、ホツトプレス）して、殆
んど真密度に近固まりとし、ボンドの母材中にダ
イヤモンド砥粒、CBN砥粒を分散して含有、保
持したカツターセグメントであり、円板状をなす
台金２の周縁部に複数個銀ろう付けして固定した
ものである。 ところで、前述のような構成を有する回転型多
刃カツターには次のような問題ないし欠点があ
る。 (イ) 水などの潤滑油を用いない（ドライ）、発熱
に伴う苛酷な条件で、不均一な負荷がセグメン
トに掛るような無理な使用方法が採られると、
一つのセグメントに発熱が集中する結果、銀ろ
うが軟化し、セグメント外れの事故が起ること
がある。 (ロ) セグメントろう付けの場合、高周波やバーナ
で加熱すると、ろう付け部のみならず、台金２
の隣接部が、かなり広い範囲で熱せられること
になり、このため台金に金属組織的な変化が起
こり、結果として台金全体の歪を誘引する。こ
のため、第１図に示すように、溝３を設けるこ
とにより、歪を局所的に解放し、各セグメント
ごとに熱的にしや断を行い、ろう付けによる熱
的影響が隣のセグメントに波及するのを防止し
ているが、多数の溝３のため、静的、動的な負
荷に対して強度的に弱いという設計上の不利を
負うことになる。 (ハ) ろう付時の加熱で、台金２の広範囲の焼きな
まりを起し、曲りに対する抵抗力を低下させ
る。 一般に、前述のろう付けを含み、従来の全ての
溶接法で、強い接着強度を得るための必要要件と
して、第２図に示すように、セグメント変質層を
Ｙ、銀ろう等接合金属層をＸ、台金変質層をＺと
したとき、これらＸ，Ｙ，Ｚの三つの層のどの一
つにも脆弱な組織ができてはならない。前記説明
の(イ)はＸ層に関するものであり、(ハ)はＺ層に関す
るものであり、(イ)，(ハ)も銀ろうを高周波などで溶
解させる方法では、本質的なものであり、(ロ)も高
周波加熱では避け得られない本質的なものであ
る。 一方、前述のような銀ろう付けによらず、電子
ビームを用いて刃部と台金を溶接することは特開
昭50−117087号に開示されている。 ［発明の開示］ 本発明は前述のような、従来のダイヤモンド、
またはCBN砥粒を含有するCo粉末焼結体のほ
か、Co−Cu混合粉末焼結体よりなるセグメント
固定方法には、実使用上、幾多の問題があること
に鑑み、前記の電子ビームまたはレーザー光線な
ど高エネルギー、しかも、その照射を局小部分に
限ることができるビームを用い、台金とセグメン
トとの間にNiフイラーをはさみ、前記セグメン
トと台金との境界を照射し、瞬時に融解と凝固を
起させて台金とセグメントを溶接する方法に係わ
り、必要ある場合は焼戻しを施す溶接方法にあ
る。 以下本発明の溶接方法について従来の銀ろうに
よるものを含めて説明する。 本発明を行うに当り、実施した実験では主とし
て、溶接方法として、電子ビーム溶接を用いた
が、小試片を用いた予備的な実験に於て、YAG
レーザーによるFe（Co焼結体）のろう付け状況
が、電子ビームによるろう付け状況と極めて酷似
していることを確かめている。 本発明の電子ビーム溶接の使用諸元は、電圧
150kV、ビーム電流2.5mA、電子線照射幅１mm、
真空度10-6mmHgである。 これにより後述のフイラー、ろう材が介在する
台金とセグメントとの対向境界線を含む１mm巾の
帯域の金属材料を全て瞬時に溶解・凝固させるよ
うに照射した。 台金の寸法・形状は外径92mm、内径20mm、厚み
1.5mmであり、この円板状台金に幅３mmの溝が８
ケ所ある。その材質はSPCC（軟鋼）、S50C（炭素
鋼）、SK−５（工具鋼）である。 セグメントの寸法・形状は、長さ32mm、厚み
2.0mm、Ｒ円弧46mmＲ、その材質はダイヤモンド
砥粒を分散させた純Co粉末焼結体および（Co＋
Cu）混合粉焼結体に、Coのみ（ダイヤモンド砥
粒を含まない）の二層構造の焼結体よりなるもの
である。 フイラーは、Ni0.2mm厚板を用い、銀ろうは、
ナイス(株)製Sil103および1023を用いた。 溶接強度の測定方法は、溶接した台金を固定
し、セグメントをトルクレンチで挾み、曲げ応力
を加えて、破断力を測定するものである。 データ１ （比較例） Sil103銀ろうで、従来の方法でろう付けしたセ
グメントは、第３図に示すように、常温では40〜
110Kg・cmの強度を示すが、250℃、350℃と温度
が上昇するに従い、銀ろうの軟化現象のため、ろ
う付け強度は低下する。350℃で測定すれば、強
度は全て50Kg・cm以下となつてしまう。 なおSil103は融点620℃、化学組成は、Ag：
45.3％、Cu：15.6％、Cd：23.8％、Zn：残であ
る。 データ２ （実施例） 純CoボンドによるセグメントとNiフイラーお
よび低炭素鋼であるSPCCの台金の組合せで電子
ビーム溶接したものも、全て60Kg・cmで台金曲り
を起し、完全な接着強度を示す。 データ３ （実施例と比較例） 純CoボンドによるセグメントとNiフイラーお
よびSK−５の台金の組合せで、電子ビーム溶接
した後に、焼戻しを行つた。 ４ケ所のセグメントでトルク強度を室温で測
定、破断荷重の測定を行つた。結果は次のとおり
である。 溶接したままのもの 100* 170 90* 80* 280℃×20分焼戻し 110 180 90* 140 350℃ 〃 140 150 140 130 400℃ 〃 160 160 160 150 450℃ 〃 160 140 140 130 500℃ 〃 120 130 100 130 (注)＊印は台金部（Ｚ層）割れ 更に、純CoボンドによるセグメントとNiフイ
ラーおよびSK−５の台金の組合せで、電子ビー
ム溶接した後に、500℃で20分の焼戻しを行い、
そのあと350℃において16セグメントについて破
壊トルクを測定した。この結果は第７図のグラフ
に示される。 さきに500℃×20分焼戻しの例では、120，130，
100，130Kg・cmと室温強度を示したが、上記500
℃で20分の焼戻しをしたものを350℃で試験した
第７図のデータによれば、電子ビーム溶接による
ものは350℃に加熱されても極めてわずかしか強
度低下を示さないから、さきのデータ１における
銀ろうSil103によるものと対比して格段に差があ
ることが認められる。 以上の結果より、台金が炭素鋼であるSK−５
のように焼入れし易い炭素鋼の場合には、Niフ
イラーを用いた電子ビーム溶接後に、焼戻し処理
を行うことが、台金部（Ｚ層）の脆化を解消する
のに効果があり、特に350〜450℃の焼戻しにより
強度が向上することが認められる。 データ４ 純CoボンドによるセグメントとSK−５の台金
の組合せにおいて、Ni以外のフイラーを入れた
場合の溶接強度はデータ３に比べて低い。 溶接したままの強度 Sil1023銀ろう* 80 70 80 80 Cu 60 60 60 60 ※Sil1023は、融点730℃、化学組成Ag：40.2
％、Cu：30.6％、Zn：29.2％ データ５ SK−５の板を電子ビームで照射し、部分溶解
させると変質層ができる。 第４図は電子ビームで溶解した痕跡を拡大して
示すが、斜線を施した部分Ｂは溶解部分であり、
Ａ，Ｃは溶解部分の近傍の個所を示し、Ｄは遠い
部分を示す。この４ケ所について、微小硬度計
（マイクロビツカース）で測定した結果は次のと
おりである。 Ａ：332、Ｂ：603、Ｃ：358、Ｄ：325 この結果により溶解部分は部分的に焼入れさ
れ、脆弱な硬化層ができていることが明らかに認
められる。 データ６ （実施例） 純CoボンドによるセグメントとNiフイラーお
よびSK−５の台金の組合せで、電子ビーム溶接
すれば、均質なNi−Co−Fe台金が生成される。 電子ビームで表と裏とより２回溶接を行つたも
のの断面をＸ線マイクロアナライザで、溶接部を
中心とするFe、Ni、Coの分布を観察したとこ
ろ、溶接部は完全なNi−Co−Fe台金ができてい
ることが判つた。 データ７ （実施例） 15％Cu−85％Coおよび100％Coの２層構造セ
グメントと100％Ni板フイラーおよびSPCCの台
金組合せに対し、電子線をNiとCoの層の境界
とNi層とSPCC台金の境界に当てる、２種類の
当て方をした。Niフイラーの厚みは前述のよう
に0.2mmである。の場合でもSPCCの一部は溶解
した。 上記２種のサンプルの強度試験を行つたとこ
ろ、のサンプルでは、全て60Kg・cmで破断し、
破断面はセグメント側で起つたのに反し、のサ
ンプルでは、破断は起らず、60Kg・cmでSPCCの
台金に曲りを生じた。 の場合には、の場合よりも甚しく溶接熱が
15％Cu−85％Coの粉末焼結体に作用し、セグメ
ント中に変質層ができ、これが脆弱な強度を示し
たものと考えられる。すなわち、Co層が溶接熱
によるセグメント材質の劣化、脆弱化を防ぐ効果
を持つものと解釈される。 さらに、33％Cu−67％Coの焼結体は、15％Cu
−85％Coの焼結体よりもCuの含有量が多いので、
溶接熱によるセグメントの変質は激しいと考えら
れる。これは第２図で示したＹ層の問題である
が、33％Cu−67％Coおよび100％Coの２層構造
セグメントと100％Ni板フイラーおよびSPCCの
台金組合せで、前記100％Co層の厚みが、0.5mm、
１mm、２mmの２層構造セグメントを試作した。
Niフイラーの厚みは0.2mmである。 Niフイラーを中心にして電子ビーム溶接を行
い、表１のとおりトルク強度を測つた。
砥粒を含有、保持する焼結体よりなるカツターセ
グメントの溶接方法に係わる。 ［背景技術と問題点］ 第１図に、従来のダイヤモンドの焼結体よりな
るカツターセグメントの台金への固定方法を示
す。図は具体的には回転型のカツターを示し、例
えば、その中心の孔により、動力回転軸に固定さ
れ、ハンデイカツターとして、レンガ、瓦の切
断、タイルの加工、石材のコバ取り、鉄板、ヒユ
ーム管、コンクリートブロツクの切断、コンクリ
ート道路の溝入れ、石材の曲平面平面加工、石材
の面取、角度付け加工等に使用される。 図において、２は鋼製の台金であり、１はダイ
ヤモンド砥粒またはCBN（立方晶窒化硼素）砥粒
とCo（コバルト）などのボンド粉末の混合粉を成
形、焼結（多くの場合、ホツトプレス）して、殆
んど真密度に近固まりとし、ボンドの母材中にダ
イヤモンド砥粒、CBN砥粒を分散して含有、保
持したカツターセグメントであり、円板状をなす
台金２の周縁部に複数個銀ろう付けして固定した
ものである。 ところで、前述のような構成を有する回転型多
刃カツターには次のような問題ないし欠点があ
る。 (イ) 水などの潤滑油を用いない（ドライ）、発熱
に伴う苛酷な条件で、不均一な負荷がセグメン
トに掛るような無理な使用方法が採られると、
一つのセグメントに発熱が集中する結果、銀ろ
うが軟化し、セグメント外れの事故が起ること
がある。 (ロ) セグメントろう付けの場合、高周波やバーナ
で加熱すると、ろう付け部のみならず、台金２
の隣接部が、かなり広い範囲で熱せられること
になり、このため台金に金属組織的な変化が起
こり、結果として台金全体の歪を誘引する。こ
のため、第１図に示すように、溝３を設けるこ
とにより、歪を局所的に解放し、各セグメント
ごとに熱的にしや断を行い、ろう付けによる熱
的影響が隣のセグメントに波及するのを防止し
ているが、多数の溝３のため、静的、動的な負
荷に対して強度的に弱いという設計上の不利を
負うことになる。 (ハ) ろう付時の加熱で、台金２の広範囲の焼きな
まりを起し、曲りに対する抵抗力を低下させ
る。 一般に、前述のろう付けを含み、従来の全ての
溶接法で、強い接着強度を得るための必要要件と
して、第２図に示すように、セグメント変質層を
Ｙ、銀ろう等接合金属層をＸ、台金変質層をＺと
したとき、これらＸ，Ｙ，Ｚの三つの層のどの一
つにも脆弱な組織ができてはならない。前記説明
の(イ)はＸ層に関するものであり、(ハ)はＺ層に関す
るものであり、(イ)，(ハ)も銀ろうを高周波などで溶
解させる方法では、本質的なものであり、(ロ)も高
周波加熱では避け得られない本質的なものであ
る。 一方、前述のような銀ろう付けによらず、電子
ビームを用いて刃部と台金を溶接することは特開
昭50−117087号に開示されている。 ［発明の開示］ 本発明は前述のような、従来のダイヤモンド、
またはCBN砥粒を含有するCo粉末焼結体のほ
か、Co−Cu混合粉末焼結体よりなるセグメント
固定方法には、実使用上、幾多の問題があること
に鑑み、前記の電子ビームまたはレーザー光線な
ど高エネルギー、しかも、その照射を局小部分に
限ることができるビームを用い、台金とセグメン
トとの間にNiフイラーをはさみ、前記セグメン
トと台金との境界を照射し、瞬時に融解と凝固を
起させて台金とセグメントを溶接する方法に係わ
り、必要ある場合は焼戻しを施す溶接方法にあ
る。 以下本発明の溶接方法について従来の銀ろうに
よるものを含めて説明する。 本発明を行うに当り、実施した実験では主とし
て、溶接方法として、電子ビーム溶接を用いた
が、小試片を用いた予備的な実験に於て、YAG
レーザーによるFe（Co焼結体）のろう付け状況
が、電子ビームによるろう付け状況と極めて酷似
していることを確かめている。 本発明の電子ビーム溶接の使用諸元は、電圧
150kV、ビーム電流2.5mA、電子線照射幅１mm、
真空度10-6mmHgである。 これにより後述のフイラー、ろう材が介在する
台金とセグメントとの対向境界線を含む１mm巾の
帯域の金属材料を全て瞬時に溶解・凝固させるよ
うに照射した。 台金の寸法・形状は外径92mm、内径20mm、厚み
1.5mmであり、この円板状台金に幅３mmの溝が８
ケ所ある。その材質はSPCC（軟鋼）、S50C（炭素
鋼）、SK−５（工具鋼）である。 セグメントの寸法・形状は、長さ32mm、厚み
2.0mm、Ｒ円弧46mmＲ、その材質はダイヤモンド
砥粒を分散させた純Co粉末焼結体および（Co＋
Cu）混合粉焼結体に、Coのみ（ダイヤモンド砥
粒を含まない）の二層構造の焼結体よりなるもの
である。 フイラーは、Ni0.2mm厚板を用い、銀ろうは、
ナイス(株)製Sil103および1023を用いた。 溶接強度の測定方法は、溶接した台金を固定
し、セグメントをトルクレンチで挾み、曲げ応力
を加えて、破断力を測定するものである。 データ１ （比較例） Sil103銀ろうで、従来の方法でろう付けしたセ
グメントは、第３図に示すように、常温では40〜
110Kg・cmの強度を示すが、250℃、350℃と温度
が上昇するに従い、銀ろうの軟化現象のため、ろ
う付け強度は低下する。350℃で測定すれば、強
度は全て50Kg・cm以下となつてしまう。 なおSil103は融点620℃、化学組成は、Ag：
45.3％、Cu：15.6％、Cd：23.8％、Zn：残であ
る。 データ２ （実施例） 純CoボンドによるセグメントとNiフイラーお
よび低炭素鋼であるSPCCの台金の組合せで電子
ビーム溶接したものも、全て60Kg・cmで台金曲り
を起し、完全な接着強度を示す。 データ３ （実施例と比較例） 純CoボンドによるセグメントとNiフイラーお
よびSK−５の台金の組合せで、電子ビーム溶接
した後に、焼戻しを行つた。 ４ケ所のセグメントでトルク強度を室温で測
定、破断荷重の測定を行つた。結果は次のとおり
である。 溶接したままのもの 100* 170 90* 80* 280℃×20分焼戻し 110 180 90* 140 350℃ 〃 140 150 140 130 400℃ 〃 160 160 160 150 450℃ 〃 160 140 140 130 500℃ 〃 120 130 100 130 (注)＊印は台金部（Ｚ層）割れ 更に、純CoボンドによるセグメントとNiフイ
ラーおよびSK−５の台金の組合せで、電子ビー
ム溶接した後に、500℃で20分の焼戻しを行い、
そのあと350℃において16セグメントについて破
壊トルクを測定した。この結果は第７図のグラフ
に示される。 さきに500℃×20分焼戻しの例では、120，130，
100，130Kg・cmと室温強度を示したが、上記500
℃で20分の焼戻しをしたものを350℃で試験した
第７図のデータによれば、電子ビーム溶接による
ものは350℃に加熱されても極めてわずかしか強
度低下を示さないから、さきのデータ１における
銀ろうSil103によるものと対比して格段に差があ
ることが認められる。 以上の結果より、台金が炭素鋼であるSK−５
のように焼入れし易い炭素鋼の場合には、Niフ
イラーを用いた電子ビーム溶接後に、焼戻し処理
を行うことが、台金部（Ｚ層）の脆化を解消する
のに効果があり、特に350〜450℃の焼戻しにより
強度が向上することが認められる。 データ４ 純CoボンドによるセグメントとSK−５の台金
の組合せにおいて、Ni以外のフイラーを入れた
場合の溶接強度はデータ３に比べて低い。 溶接したままの強度 Sil1023銀ろう* 80 70 80 80 Cu 60 60 60 60 ※Sil1023は、融点730℃、化学組成Ag：40.2
％、Cu：30.6％、Zn：29.2％ データ５ SK−５の板を電子ビームで照射し、部分溶解
させると変質層ができる。 第４図は電子ビームで溶解した痕跡を拡大して
示すが、斜線を施した部分Ｂは溶解部分であり、
Ａ，Ｃは溶解部分の近傍の個所を示し、Ｄは遠い
部分を示す。この４ケ所について、微小硬度計
（マイクロビツカース）で測定した結果は次のと
おりである。 Ａ：332、Ｂ：603、Ｃ：358、Ｄ：325 この結果により溶解部分は部分的に焼入れさ
れ、脆弱な硬化層ができていることが明らかに認
められる。 データ６ （実施例） 純CoボンドによるセグメントとNiフイラーお
よびSK−５の台金の組合せで、電子ビーム溶接
すれば、均質なNi−Co−Fe台金が生成される。 電子ビームで表と裏とより２回溶接を行つたも
のの断面をＸ線マイクロアナライザで、溶接部を
中心とするFe、Ni、Coの分布を観察したとこ
ろ、溶接部は完全なNi−Co−Fe台金ができてい
ることが判つた。 データ７ （実施例） 15％Cu−85％Coおよび100％Coの２層構造セ
グメントと100％Ni板フイラーおよびSPCCの台
金組合せに対し、電子線をNiとCoの層の境界
とNi層とSPCC台金の境界に当てる、２種類の
当て方をした。Niフイラーの厚みは前述のよう
に0.2mmである。の場合でもSPCCの一部は溶解
した。 上記２種のサンプルの強度試験を行つたとこ
ろ、のサンプルでは、全て60Kg・cmで破断し、
破断面はセグメント側で起つたのに反し、のサ
ンプルでは、破断は起らず、60Kg・cmでSPCCの
台金に曲りを生じた。 の場合には、の場合よりも甚しく溶接熱が
15％Cu−85％Coの粉末焼結体に作用し、セグメ
ント中に変質層ができ、これが脆弱な強度を示し
たものと考えられる。すなわち、Co層が溶接熱
によるセグメント材質の劣化、脆弱化を防ぐ効果
を持つものと解釈される。 さらに、33％Cu−67％Coの焼結体は、15％Cu
−85％Coの焼結体よりもCuの含有量が多いので、
溶接熱によるセグメントの変質は激しいと考えら
れる。これは第２図で示したＹ層の問題である
が、33％Cu−67％Coおよび100％Coの２層構造
セグメントと100％Ni板フイラーおよびSPCCの
台金組合せで、前記100％Co層の厚みが、0.5mm、
１mm、２mmの２層構造セグメントを試作した。
Niフイラーの厚みは0.2mmである。 Niフイラーを中心にして電子ビーム溶接を行
い、表１のとおりトルク強度を測つた。
【表】
これよりCoベース層は１mm以上あれば、溶接
熱が33％Cu−67％Coの焼結体を劣化させること
を防いでいる。 これにより、Coベース層をつけた２層構造が
有効であることが理解されよう。 データ８ （実施例） 炭素鋼であるS50Cの溝なし台金（寸法はさき
に示したものによる）に純Coボンドのセグメン
トにNiフイラーをはさんで、電子ビーム溶接し
た。台金は120Kg・cm以下では破断せず、130Kg・
cmで曲りを生じた。これで充分な強度を示してい
るということができる。 以上の電子ビームによるカツターセグメントの
溶接方法を総括すると次のとおりである。 (イ) すでに述べたように、カツターセグメントは
ダイヤモンド砥粒またはCBN砥粒とCoなどの
ボンド粉末の混合粉を成形焼結（多くの場合ホ
ツトプレス）して、殆んど真密度100％に近い
固りとして、ボンドの母材中に、ダイヤモン
ド、CBN砥粒を分散して含有・保持してなる
セグメントであり、Niフイラーを介在させて
台金は焼きの入り難い低炭素鋼を用いる。この
ような組合せによる回転カツターによれば、使
用時に台金に大きな曲げ応力の加わらない用途
に対しては充分使用に耐える。 (ロ) 使用時に台金に大きな曲げ応力が加わり、台
金の曲げが懸念される用途に対しては、下記の
組合せで対応する。 んど真密度100％に近いCo粉末焼結体ボン
ドのセグメント、SK−５など炭素含量の高
い台金、セグメントと台金の境界に、Ni（ニ
ツケル）板をはさみ（フイラー）溶接を行う、
溶接後350〜450℃の焼戻し処理を行う。 (ハ) ハンデイカツターの性能上、純Coボンド以
外のボンド材質を使用する場合には、例えば第
５図に示すように、セグメントを（Cu＋Co）
粉末ボンド（ダイヤモンド砥粒入り）層４と
Co粉末（ダイヤモンド砥粒なし）層５の２層
構造ののセグメントとし、これに100％Niフイ
ラー６とSPCCの台金７を用いる。 (ニ) 台金に溝を切らない形状とする。第６図は溝
を有しない円板状の台金８を用いたものであ
る。 本発明は、ハンデイ型のほか台車型などの可
搬型回転機に取付け、石材、コンクリート、瓦
などの切断、加工に用いるセグメント型カツタ
ーに最適である。 ［作用・効果］ (イ) 台金やセグメントのボンド金属を一旦溶融さ
せ、合金化させるので、完全な溶融層ができ
（Ｘ層強化）、また低融点金属を用いておらず、
銀ろうなどのように温度による軟化現象を呈し
ないので、台金とセグメントの間の接着力が強
固で、ドライでの使用でもセグメント外れの危
険がない。 (ロ) 真密度に近いダイヤモンド、CBN砥粒分散
のCo粉末ボンド焼結体は、Coの溶融点近く加
熱されても、大きな金属組織上の変化を起すこ
とはなく（Ｙ層の問題）、溶接層に隣接する部
分に脆性層を形成せず、CoとNiとFeとは合金
化容易であり、合金状態図の上からの何ら脆弱
組織のできる必配はなく（Ｘ層の問題）、使用
する台金が一般に低炭素鋼であれば、隣接部に
脆弱な焼入組織ができることはない（Ｚ層の問
題）。 (ハ) 台金自体の強度をあげるため、SK−５の台
金を用いた場合、溶接層（Ｘ層）ではFe−Co
−Ｃ系にNiが加わることにより、焼入性が低
下する。NiとCoおよびNiとFeとは容易に台金
を作り、良好な接合部ができる。 台金の溶接層と隣接する部分（Ｚ層）には、
急速冷却により焼入組織ができるが、350〜450
℃の焼戻しにより粘い組織に変化し、また焼入
歪から解放されるので脆性が防止でき、台金の
曲りに対してカツターを得ることができる。 (ニ) 二層構造のセグメントのうち、Coによる層
のみ溶接に関与せしめ、ダイヤモンド、または
CBN砥粒の入つている部分を溶接作業より分
離しているので、ダイヤモンド、またはCBN
ボンド材質としては多くの種類の材質を選択す
ることができる。 (ホ) 電子ビームやレーザー光線により、熱を局所
に、短時間集中して与えることによつて、溶接
ができ、その結果、台金に溝を要することはな
く、溝のあるものに比し、強固な形状であり、
外的な力により変形することがないカツターを
得ることができる。
熱が33％Cu−67％Coの焼結体を劣化させること
を防いでいる。 これにより、Coベース層をつけた２層構造が
有効であることが理解されよう。 データ８ （実施例） 炭素鋼であるS50Cの溝なし台金（寸法はさき
に示したものによる）に純Coボンドのセグメン
トにNiフイラーをはさんで、電子ビーム溶接し
た。台金は120Kg・cm以下では破断せず、130Kg・
cmで曲りを生じた。これで充分な強度を示してい
るということができる。 以上の電子ビームによるカツターセグメントの
溶接方法を総括すると次のとおりである。 (イ) すでに述べたように、カツターセグメントは
ダイヤモンド砥粒またはCBN砥粒とCoなどの
ボンド粉末の混合粉を成形焼結（多くの場合ホ
ツトプレス）して、殆んど真密度100％に近い
固りとして、ボンドの母材中に、ダイヤモン
ド、CBN砥粒を分散して含有・保持してなる
セグメントであり、Niフイラーを介在させて
台金は焼きの入り難い低炭素鋼を用いる。この
ような組合せによる回転カツターによれば、使
用時に台金に大きな曲げ応力の加わらない用途
に対しては充分使用に耐える。 (ロ) 使用時に台金に大きな曲げ応力が加わり、台
金の曲げが懸念される用途に対しては、下記の
組合せで対応する。 んど真密度100％に近いCo粉末焼結体ボン
ドのセグメント、SK−５など炭素含量の高
い台金、セグメントと台金の境界に、Ni（ニ
ツケル）板をはさみ（フイラー）溶接を行う、
溶接後350〜450℃の焼戻し処理を行う。 (ハ) ハンデイカツターの性能上、純Coボンド以
外のボンド材質を使用する場合には、例えば第
５図に示すように、セグメントを（Cu＋Co）
粉末ボンド（ダイヤモンド砥粒入り）層４と
Co粉末（ダイヤモンド砥粒なし）層５の２層
構造ののセグメントとし、これに100％Niフイ
ラー６とSPCCの台金７を用いる。 (ニ) 台金に溝を切らない形状とする。第６図は溝
を有しない円板状の台金８を用いたものであ
る。 本発明は、ハンデイ型のほか台車型などの可
搬型回転機に取付け、石材、コンクリート、瓦
などの切断、加工に用いるセグメント型カツタ
ーに最適である。 ［作用・効果］ (イ) 台金やセグメントのボンド金属を一旦溶融さ
せ、合金化させるので、完全な溶融層ができ
（Ｘ層強化）、また低融点金属を用いておらず、
銀ろうなどのように温度による軟化現象を呈し
ないので、台金とセグメントの間の接着力が強
固で、ドライでの使用でもセグメント外れの危
険がない。 (ロ) 真密度に近いダイヤモンド、CBN砥粒分散
のCo粉末ボンド焼結体は、Coの溶融点近く加
熱されても、大きな金属組織上の変化を起すこ
とはなく（Ｙ層の問題）、溶接層に隣接する部
分に脆性層を形成せず、CoとNiとFeとは合金
化容易であり、合金状態図の上からの何ら脆弱
組織のできる必配はなく（Ｘ層の問題）、使用
する台金が一般に低炭素鋼であれば、隣接部に
脆弱な焼入組織ができることはない（Ｚ層の問
題）。 (ハ) 台金自体の強度をあげるため、SK−５の台
金を用いた場合、溶接層（Ｘ層）ではFe−Co
−Ｃ系にNiが加わることにより、焼入性が低
下する。NiとCoおよびNiとFeとは容易に台金
を作り、良好な接合部ができる。 台金の溶接層と隣接する部分（Ｚ層）には、
急速冷却により焼入組織ができるが、350〜450
℃の焼戻しにより粘い組織に変化し、また焼入
歪から解放されるので脆性が防止でき、台金の
曲りに対してカツターを得ることができる。 (ニ) 二層構造のセグメントのうち、Coによる層
のみ溶接に関与せしめ、ダイヤモンド、または
CBN砥粒の入つている部分を溶接作業より分
離しているので、ダイヤモンド、またはCBN
ボンド材質としては多くの種類の材質を選択す
ることができる。 (ホ) 電子ビームやレーザー光線により、熱を局所
に、短時間集中して与えることによつて、溶接
ができ、その結果、台金に溝を要することはな
く、溝のあるものに比し、強固な形状であり、
外的な力により変形することがないカツターを
得ることができる。
第１図は従来のろう付け法によるセグメントの
固定方法示す。第２図はセグメントを台金に溶接
する場合の必要條件説明図である。第３図はろう
付け法によるカツターの温度によるろう付け強度
の推移状態を示す。第４図は電子線照射により溶
解したSK−５の台金の溶解痕跡の拡大図である。
第５図、第６図は本発明の実施例を示す。第７図
は純Co、Niフイラー、SK−５台金の組合せに電
子ビーム溶接後、500℃×20分の焼戻しを行い350
℃での破壊試験結果を示す。 １……セグメント、２，７，８……台金、３…
…溝、４……ダイヤモンド砥粒を分散して含有、
保持する（Cu＋Co）粉末ボンド焼結層、５……
Co粉末のみの焼結層、６……Niフイラー。
固定方法示す。第２図はセグメントを台金に溶接
する場合の必要條件説明図である。第３図はろう
付け法によるカツターの温度によるろう付け強度
の推移状態を示す。第４図は電子線照射により溶
解したSK−５の台金の溶解痕跡の拡大図である。
第５図、第６図は本発明の実施例を示す。第７図
は純Co、Niフイラー、SK−５台金の組合せに電
子ビーム溶接後、500℃×20分の焼戻しを行い350
℃での破壊試験結果を示す。 １……セグメント、２，７，８……台金、３…
…溝、４……ダイヤモンド砥粒を分散して含有、
保持する（Cu＋Co）粉末ボンド焼結層、５……
Co粉末のみの焼結層、６……Niフイラー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ダイヤモンド、またはCBN砥粒を含有する
セグメントとして真密度に近い密度に焼結した純
Co粉末焼結体を用い、前記セグメントを低炭素
鋼製、又は炭素鋼製の円板状台金の周縁部にNi
フイラーをはさんで配し、前記セグメントと台金
との境界を電子ビーム、またはレーザービームで
照射して前記セグメントを台金に溶接することを
特徴とするカツターセグメントの溶接方法。 ２ ダイヤモンド、またはCBN砥粒を含有する
セグメントとして真密度に近い密度に焼結した純
Co粉末焼結体を用い、前記セグメントを炭素鋼
製の円板状台金の周縁部にNiフイラーをはさん
で配し、前記セグメントと台金との境界を電子ビ
ーム、またはレーザービームで照射して前記セグ
メントを台金に溶接した後、焼戻し処理を施すこ
とを特徴とするカツターセグメントの溶接方法。 ３ ダイヤモンド、またはCBN砥粒を含有する
セグメントとして真密度に近い密度に焼結した
CoとCuとの混合粉末焼結体とCoのみの焼結体の
２層構造の粉末焼結体を用いて前記Coのみの焼
結層を低炭素鋼の台金の周縁部にNiフイラーを
はさんで配し、前記セグメントと台金の境界を電
子ビーム、またはレーザービームで照射して前記
セグメントを台金に溶接することを特徴とするカ
ツターセグメントの溶接方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092518A JPS60234776A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | カツタ−セグメントの溶接方法 |
| US06/726,517 US4689919A (en) | 1984-05-08 | 1985-04-24 | Method for welding cutter segments |
| EP85105044A EP0163914B1 (en) | 1984-05-08 | 1985-04-25 | Method for welding cutter segments |
| DE8585105044T DE3583309D1 (de) | 1984-05-08 | 1985-04-25 | Schweissmethode fuer schneidsegmente. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092518A JPS60234776A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | カツタ−セグメントの溶接方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2226369A Division JPH03221281A (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | カッターセグメントの溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234776A JPS60234776A (ja) | 1985-11-21 |
| JPH0324314B2 true JPH0324314B2 (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=14056544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59092518A Granted JPS60234776A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | カツタ−セグメントの溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60234776A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6288567A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-23 | Riken Daiyamondo Kogyo Kk | ダイヤモンドチツプ工具の製法 |
| JPS6322274A (ja) * | 1986-07-10 | 1988-01-29 | Noritake Dia Kk | ダイヤモンド工具の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50117087A (ja) * | 1973-12-14 | 1975-09-12 | ||
| JPS50146614A (ja) * | 1974-05-17 | 1975-11-25 |
-
1984
- 1984-05-08 JP JP59092518A patent/JPS60234776A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50117087A (ja) * | 1973-12-14 | 1975-09-12 | ||
| JPS50146614A (ja) * | 1974-05-17 | 1975-11-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60234776A (ja) | 1985-11-21 |
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