JPH07116919A - 超硬合金チップソーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、超硬合金チップと鋸本体のロー付
接着において、そのロー付接着強度を向上させると同時
に、ロー付接着時の加熱による劣化を防止する。その結
果、寿命を大幅に延ばした、金属・非金属用の丸鋸・帯
鋸に供する超硬合金チップソーの製造方法に関する物で
ある。 【構成】 超硬合金チップの表面に、ニッケル及びニッ
ケル合金系メッキを施して、電気抵抗溶接法でロー付接
着する。その接着した超硬合金チップを研削加工で、鋸
の刃先形状に成形することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は 金属・非金属用の 丸
鋸・帯鋸の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄鋼・非鉄金属切断用のコールド
ソー 木工用チップソー（超硬合金チップソー）の、超
硬合金チップの鋸本体（ベースメタル）への接着は、超
硬合金と鋼とを接着するに適した銀ローでロー付接着し
ていた。このロー付加工は高周波誘導加熱を利用すれ
ば、超硬合金を酸化・変質しない６００−８００度の低
い温度でロー付接着出来ると言う長所がある。しかし、
ロー付強度が低いので刃先再研磨によってロー付接着部
の面積が小さくなると、その強度不足によって切断加工
中に、その超硬合金チップが剥離する。又、銀ローの軟
化温度が低いので切断加工中に発生する切削熱で銀ロー
が軟化する。それによってロー付接着強度が急激に低下
し、超硬合金チップが刃先よりずれたり剥離することが
ある。このため超硬合金チップが鋸刃として使用できる
ような磨耗状態であっても、超硬合金チップのロー付に
よって鋸の寿命が低く決められる事があった。このロー
付接着強度を高めるために、ニッケル・ロー付によって
解決出来るが、このニッケル・ローはロー付のロー付温
度が９００−１２００度と高温ロー付接着のため、超硬
合金が酸化・変質して脆くなる。このため切断加工中に
チッピングしたり割れたりする。又、鋸本体もロー付時
の加熱によって、焼鈍されて軟化し、刃先本体の強度が
不足になり変形する等の欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

（イ） 超硬合金チップのロー付接着強度の不足 銀ローは接着強度が低く しかも銀ローの軟化温度が低
い。従って超硬合金チップが刃先の再研磨で小さくな
り、又、切断加工中の切削熱でロー付強度の低下を起こ
す。これによって超硬合金チップが剥離して鋸の寿命を
低下させる。 （ロ） 超硬合金チップの加熱による劣化 超硬合金チップのロー付強度の不足を解決するために、
ニッケル・ローのような高温ロー付で接着する。そのロ
ー付温度によって超硬合金チップが酸化・変質して、超
硬合金チップの性能を低下させてしまう。 （ハ） 鋸本体のロー付加熱による劣化 超硬合金チップのロー付強度の不足を解決するために、
ニッケル、ローのような高温ロー付で接着する。そのロ
ー付温度によって鋸本体が高温に加熱されて焼鈍軟化
し、強度不足となって鋸本体が変形する。本発明は、こ
れらの欠点を解決するために発明されたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

（イ） 超硬合金チップのロー付接着強度の不足 超硬合金チップ（１）と、超硬合金チップが接着される
鋸本体の刃先（２）の表面に、ニッケル・ローとしての
特性を持ち しかも電気抵抗の高いニッケル・ニッケル
合金系メッキ被膜（４）を形成させる。その超硬合金チ
ップと鋸本体の刃先とを電気抵抗加熱で加熱することに
よって、、ニッケル・ニッケル合金系メッキ被膜を加熱
溶融し、高い接着強度のニッケル・ロー付をするように
した。 （ロ） 超硬合金チップと鋸本体のロー付加熱による劣
化 （ロ−１） 電気抵抗加熱によるロー付 超硬合金チップと鋸本体の刃先とを上下電極による電気
抵抗加熱で加熱した場合、超硬合金チップと鋸本体の刃
先との接合面のみが、その電気接触抵抗と電極電流との
ジュール熱で加熱される。従って その接合面のみ高温
に加熱されて、高温のニッケル・ニッケル合金ロー付さ
れる。その時 超硬合金チップと鋸本体の刃先の接合面
から、離れるに従って加熱される温度は急激に低下す
る。そのため 超硬合金チップと鋸本体の高温ロー付加
熱による、酸化・変質する劣化と焼鈍軟化する強度低下
を起きないようにした。 （ロ−２） ロー付接着部の形状 超硬合金チップの形状は 刃先形状に研磨代をつけたの
みの形状ではなく、円板（１）又は円柱（３）形状にし
又、鋸本体の接合面の刃先形状（２）は 超硬合金チ
ップと同じ曲率半径の凹円形（図−３）にする。これら
を上下電極による電気抵抗加熱で加熱した場合は、同じ
曲率半径の凹凸であるので、その接合は常に均一とな
る。又、角部や余分な凹凸も無く、電気接触抵抗は均一
になり 接合面での電気的ジュール熱で加熱されても、
接合面の全面が均一に加熱されることになり、全面均一
接着のロー付が得られる。 （ハ−３） ロー材の材質 超硬合金チップと鋸刃刃先凹部の接合面に電気抵抗が高
くて、ニッケル・ロー材としての特性を持つ ニッケル
・ニッケル合金系メッキ被膜を形成させる。このメッキ
被膜を形成した超硬合金チップと鋸本体の刃先を、上下
電極による電気抵抗加熱（図−４）で加熱する。この電
気抵抗が高いメッキ被膜をゆうする接触面によって、接
合面から離れたところに較べて電気加熱が非常に大きく
なる。従って電極電流と通電時間を小さくすることが出
来て、加熱による超硬合金チップが酸化・変質する劣化
や、鋸本体の刃先が焼鈍・軟化する強度劣化を防止でき
た。その結果、接着強度を低下させずに高強度のニッケ
ル・ロー付接着が可能となった。これらを超硬合金チッ
プソーの製法として組立てる。超硬合金チップの形状を
円板（１）又は円柱状（３）にして、その表面にニッケ
ル及びニッケル合金メッキによる電気抵抗体被膜を形成
させる。 又 超硬合金チップソーの鋸刃刃先先端部の
ベースメタルに、円板又は円柱形状のチップがセツト出
来る凹部形成させる。その凹部に 電気抵抗体被膜を形
成させた超硬合金チップを挿入セットして、超硬合金チ
ップとベースメタルの鋸刃刃先先端部をスポット溶接
（電気抵抗溶接）で溶接することによって完成させる。
このスポット溶接は ニッケル及びニッケル合金メッキ
を施した超硬合金チップとの接合面のみが、高い電気抵
抗によって高温に加熱される。従って超硬合金チップの
中心部やベースメタルの凹部から離れた鋸本体は 殆ど
加熱されない。そのため、超硬合金チップは高温加熱に
よる変質劣化と、ニッケル及びニッケル合金メッキの被
膜により酸化防止の効果が得られる。ニッケルローは軟
らかく全体に加熱してロー付するのに対して、ニッケル
及びニッケル合金メッキは硬く接合面のみの加熱によっ
てロー付される。従って超硬合金チップ・ベースメタル
ともに加熱変質することが無いので、ニッケル・ローよ
り加熱高温の影響が少なく 銀ローより高い強度が得ら
れる。そのロー付後に鋭利な刃先形状を研磨加工で成形
するので、超硬合金としての性能がそのまま保持出来る
ことになり、理想的な超硬合金チップソーが得られる。
図−５に示すように スポット溶接の上部電極や鋸刃先
先端部に設けた円形凹部の半径を、円形の超硬合金チッ
プの半径と同じにする。曲率半径が同じ形状であること
は 角部を有する形状に較べて スポット溶接の上部電
極による加圧で均一に接触し接合出来る。このためスポ
ット溶接のような溶接接合部から発生する電気的ジュー
ル熱を利用する接着では、接合面の接触・非接触の差に
よる局所的異常加熱することなく、均一に正常加熱され
る。加圧と接触が均一になることはロー付面が均一にな
るので、ロー付欠陥と加熱の不均一による異常な残留応
力がなくなり、安定した接着が得られた。超硬合金チッ
プの表面に施すニッケル及びニッケル合金系メッキ被膜
は、電子回路の抵抗体素子として使用されているように
電気抵抗体被膜となる。そのため無処理の超硬合金と鋸
本体との接合面より電気抵抗が高く、電気抵抗溶接での
ロー付面が発熱と熱集中しやすくなっている。又、その
ニッケルメッキの合金成分を変える事によって、ロー付
温度を変えることも出来、そのニッケルメッキの組成も
ロー付材料として、そのまま使用出来る合金となってい
る。これはスポット溶接が容易で高強度な接合面を得る
ために非常に有利となる。ニッケルメッキの合金成分は
Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｂ，Ｎｉ−Ｍｏ−
Ｂ，Ｎｉ−Ｍｏ−Ｐ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ｐ，Ｎｉ−Ｗ−Ｐ、
Ｎｉ−Ｗ−Ｐ などが適している。又、そのメッキ方法
は 電解メッキ・無電解メッキのいずれにおいても可能
であり、被膜の厚さは ５−１００ミクロンが適してい
る。より安定した高いロー付の接着強度を得るために、
ベースメタルの鋸刃刃先先端部にもそのニッケル及びニ
ッケル合金系メッキ被膜を施すことにより、超硬合金チ
ップ側との相乗効果が得られる。

【０００５】

【作 用】（図−１）（図−２）に示すように円板又は
円柱形状の超硬合金チップの表面に電気抵抗体被膜とし
て、ニッケル及びニッケル合金メッキ被膜を形成する。
（図−３）に示すように鋸刃刃先先端凹部にも同様に被
膜を形成する。（図−４）に示すようにスポット電極の
上部と下部の間に挟みスポット溶接をする。このロー付
溶接は 加圧・接触が均一になりロー付の欠陥がなくな
る。

【０００６】

【実 施 例】統一条件とてし、鋼材切断用バンドソー
は（鋸幅３８ｍｍ・厚さ１．４ｍｍ・長さ５７９０ｍｍ
・ピッチ３／４）のサイズで、被削材料としてニッケル
クロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ−２）の直径１００ｍｍ
を用い、その切削条件は鋸速度（４０ｍ／ｍｉｎ）で切
断した。 比較例−１ 超硬合金チップを銀ローでロー付をした。被削材料を約
６５ｍｍまで切断したところで、超硬合金のチップが６
個取れてしまった。その時、被削材料の温度が非常に高
くなっていた。 比較例−２ 超硬合金チップと鋸本体をニッケルの箔（０．２ｍｍ）
を挟んでロー付をした。被削材料を約４０ｍｍまで切断
した所で、３個の刃がチッピングを起こし１００ｍｍ切
断完了した所で、１１個の刃チッピングと２個の刃がと
れていた。切断最後の１５ｍｍ位は力で押したので、被
削材料は紫色のテンパーカラーが出た。 実施例−１ 超硬合金チップを 無電解メッキ法で燐含有量１０％の
Ｎｉ−Ｐ合金メッキ被膜を、１５ミクロンの厚さに施し
ロー付した。１００ｍｍ切断完了しても異常は認められ
無かった。その同じチップソーを用い切削速度を６０ｍ
／ｍｉｎにあげたところ、約８５ｍｍまでくると切れ味
が低下して、被削材料の温度が上り始め超硬合金チップ
が１個剥離して取れた。 実施例−２ 超硬合金チップと鋸刃刃先先端凹部に電解メッキ法で、
Ｎｉ−５％Ｃｏ−１０％Ｐ合金メッキをそれぞれ１０ミ
クロンの厚さに施しロー付した。１００ｍｍ切断完了し
ても異常は認められ無かった。その同じチップソーを用
い切削速度を６０ｍ／ｍｉｎにあげたところ、約８５ｍ
ｍまでくると切れ昧が低下したが、ロー付部には異常が
認められ無かった。この結果は超硬合金チップが磨耗し
て切れ味が低下するにいたっても、ロー付はびくともし
ない高強度となった。

【０００７】

【発明の効果】上述のように鋸刃刃先先端部に超硬合金
チップをロー付溶接する方法においてその超硬合金チッ
プを加熱による 変質・脆化・酸化など性能を劣化させ
ることなく、しかも高強度の接合を可能とし安定した品
質のロー付部がえられる。これによって、長寿命の優れ
た丸鋸帯鋸が製造出来るものである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超硬合金チップソ−の刃となる円板形
状の超硬合金チップの概略を示す図である。

【図２】本発明の超硬合金チップソ−の刃となる円柱形
状の超硬合金チップの （２） 概略を示す図である。

【図３】本発明の超硬合金チップソ−の鋸本体（ベ−ス
メタル）の刃先の概略を示す図である。

【図４】本発明の上下電極式による電気抵抗加熱法で鋸
本体（ベ−スメタル）の刃先に刃となる超硬合金チップ
を鑞付け接着する方法の概略を示す図である。

【符号の説明】 １ 刃先となる円板形状の超硬合金チップ ２ 超硬合金チップソ−の刃先 ３ 刃先となる円柱形状の超硬合金チップ ４ 鑞材となるメツキ被膜 ５ 電気抵抗加熱装置の上部電極 ６ 電気抵抗加熱装置の下部電極 ７ 超硬合金チップソ−の鋸本体（ベ−スメタル）

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にニッケル及びニッケル合金メッキ
   で電気抵抗体被膜を形成させた円板及び円柱形状の超硬
   合金チップを、鋸の刃先先端部に電気抵抗溶接法で接着
   する。その接着された超硬合金チップを研削加工で鋸の
   刃先形状に成形して鋸刃にすることを、特徴とす超硬合
   金チップソーの製造方法。