JPH0752098A - ロータリーダイ若しくはフラットダイの切断刃の改質方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、表面平滑性に秀れたロータリーダ
イ，フラットダイの切断刃を提供することを目的とす
る。 【構成】 放電加工により形成されたダイス鋼製のロー
タリーダイ１若しくはフラットダイ２の切断刃３にレー
ザを照射せしめて該切断刃３を改質せしめる方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙や金属薄板を切断す
るロータリーダイやフラットダイの切断刃の改質方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、紙や金属薄板を、自転しながら所望形状に切断する
ロータリーダイ１が提案されている。ロータリーダイ１
は、円筒状の胴４の外周面に切断刃３を突設したもの
で、例えば印刷機に設けて印刷紙を切断したり、また、
種々の産業機械に設けて金属薄板などを切断したりする
ものである（本実施例と同一構成部分には同一符号を付
した。）。

【０００３】ロータリーダイ１は被切断物に当接して自
転しながら切断刃３により該被切断物を切断するもので
ある為、一般的には耐熱性、耐摩耗性に優れたダイス鋼
で製作される。そして、硬質なダイス鋼故に切断刃３を
胴４の外周面に一体的に形成するには放電加工を用い
る。

【０００４】また、紙や金属薄板を昇降作動により所望
形状に切断するフラットダイ２が提案されている。フラ
ットダイ２は、基板５に切断刃３を突設したもので、や
はり、印刷機に設けて印刷紙を切断したり、また、種々
の産業機械に設けて金属薄板などを切断したりするもの
である（本実施例と同一部分には同一符号を付し
た。）。

【０００５】フラットダイ２は、降下して受け台６上の
被切断物に当接し、切断刃３により該被切断物を切断す
るものである為、一般的には耐熱性，耐摩耗性に優れた
ダイス鋼で製作される。そして、硬質なダイス鋼故に切
断刃３を基板５に一体的に形成するには放電加工を用い
る。

【０００６】本発明者らは、放電加工されたダイス鋼の
被加工面には図１(Ａ)に図示したような微小穴やクラッ
クａなどの表面欠陥が生じることを確認し、この表面欠
陥を除去するには、レーザ照射により被加工面を改質す
れば良いことを見い出し、該研究をロータリーダイ若し
くはフラットダイの切断刃の製造方法に実施することで
耐久性，耐摩耗性に秀れたロータリーダイ若しくはフラ
ットダイの切断刃を製造し得るという本発明を完成させ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。

【０００８】放電加工により形成されたダイス鋼製のロ
ータリーダイ１若しくはフラットダイ２の切断刃３にレ
ーザを照射せしめて該切断刃３を改質せしめることを特
徴とするロータリーダイ若しくはフラットダイの切断刃
の改質方法に係るものである。

【０００９】

【作用】本発明に係るロータリーダイ１若しくはフラッ
トダイ２の切断刃３は、前記改質方法を用いる為、切断
刃３の表面が平滑となり、よって、被切断物との良好な
当接及び被切断物に対する良好な切断が達成される。

【００１０】

【実施例】まず、改質方法について説明する。

【００１１】この改質方法は、放電加工により冷間ダイ
ス鋼としてのＳＫＤ11材の被加工面に生じた表面欠陥
（微小穴やクラックａ）の存する表面変質層（白層）
を、該表面変質層にレーザを照射することで溶融せしめ
て除去するものである。

【００１２】ダイス鋼とは、炭素鋼にＣｒ，Ｍｎ，Ｍ
ｏ，Ｖなどを添加したもので、焼入れ処理を行ったもの
である。硬度，耐摩耗性が良好にして焼入れ歪みなどが
少なく、さらにじん性が良好な材料である。

【００１３】また、冷間ダイス鋼とは熱を加えると硬度
が下がるものを言い、また、冷間ダイス鋼に対置する概
念としての熱間ダイス鋼とは、高温においても軟化しに
くいものを言う。

【００１４】ここで、ＳＫＤ11材とは、次の各元素で構
成される(単位は重量％)。Ｃ:1.40〜1.60，Ｓｉ:0.15〜
0.35，Ｍｎ:0.30〜0.60，Ｐ:0.025以下，Ｓ:0.010以
下，Ｃｒ:11.00〜13.00，Ｍｏ:0.80〜1.20，Ｖ:0.20〜
0.50。

【００１５】図１は、この改質方法の原理を段階ごとに
模式的に示したものである。

【００１６】図１（Ａ）は放電加工されたＳＫＤ11材の
被加工面である。微小穴やクラックａなどが存在する。

【００１７】図１（Ｂ）はレーザ照射により溶融した部
分をハッチングで表示した図面である。

【００１８】放電加工による被加工面へのレーザ照射に
より表面変質層は溶融し（図１（Ｃ）参照）、また、大
きな領域を溶融させると、粗さは軽減され（図１
（Ｃ'）参照）、そして再び、凝固すると、被加工面
は、放電加工前の状態即ち、表面欠陥のない平滑な状態
となる（図１（Ｄ）参照）。

【００１９】市販の冷間ダイス鋼ＳＫＤ11材を使用して
切断刃３を一体的に突出形成したロータリーダイ１，フ
ラットダイ２を放電加工により製作した。具体的な放電
加工の条件は、下記表１の通りである。

【００２０】

【表１】

【００２１】この切断刃３の外周面には微小穴やクラッ
クが無数に生じている。表面欠陥の深さは、実測若しく
は放電加工時のエネルギーで確知可能である。

【００２２】続いて、この欠陥を除去する為に、該切断
刃３に対してレーザ照射を行った。レーザ照射は、熱源
としてガウス型分布熱源を、エネルギーの供給方式とし
て連続方式を採用し、また、該切断刃３の表面層を溶融
させるに十分な熱量をレーザによって加える。

【００２３】また、表面温度はレーザ出力，送り速度な
ど多くのパラメータによって左右される。ここではレー
ザ出力（１〜１.５kw），送り速度（５００ｍ／min）は
一定とし、焦点はずし量を変化させることにより表面改
質を行った。レーザ出力は発振器から加工機への伝送系
で約１０％の出力減があるため、その値を考慮して出力
を設定する。

【００２４】尚、加工ガスにはＡｒを用いることで酸素
による余分な燃焼熱の発生が防止され、レーザ照射面の
酸化防止作用も発揮される。

【００２５】具体的なレーザ照射の条件は、下記の表２
の通りである。

【００２６】

【表２】

【００２７】レーザ照射後には、放電加工時に生じた表
面欠陥が完全に除去されている。また、放電クレータの
形状も鈍化し、凹凸の少ない平滑な面へ改質されてい
る。

【００２８】以上、本実施例に係る方法により製造した
図２，３に示す冷間ダイス鋼製のロータリーダイ１，フ
ラットダイ２の切断刃３は、耐久性（疲労強度），耐摩
耗性に秀れる為、稼働中に欠け等が生ぜず、また、切断
刃３の表面が平滑故に被切断物との良好な当接（特にロ
ータリーダイ１の場合には被切断物に対して回転摺動し
て該被切断物を切断していくものである為、切断刃３の
表面平滑性は非常に重要である。）及び被切断物に対し
ての良好な切断が達成されるロータリーダイ１，フラッ
トダイ２となる。そして、本実施例に係るレーザ照射に
より切断刃製造には必須の工程であるみがき工程の簡略
化も可能となる（これまでのみがき工程では表面形状が
複雑な場合、非常に厄介であったが、本実施例によるレ
ーザ照射によれば、このような問題も解決される。）。

【００２９】ところで、超硬合金製のロータリーダイ，
フラットダイを放電加工により形成し、続いて、前記し
たレーザ照射を行うと、レーザ照射のエネルギーが強過
ぎた場合、レーザ照射によるクラックが生じ得ることを
確認した。即ち、放電加工によるクラックは消失する
が、レーザ照射によるクラックが生じてしまうのであ
る。 この点、超硬合金製のロータリーダイ，フラット
ダイではなく、本実施例に係る冷間ダイス鋼製のロータ
リーダイ１，フラットダイ２の場合には、切断刃３にレ
ーザ照射を行っても、レーザ照射によるクラックが生じ
ることはなく（この点は繰り返し行った実験により確認
済）、表面平滑な切断刃３を有するロータリーダイ１，
フラットダイ２が形成されることになる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、上述のようにしたから、耐久
性，耐摩耗性，表面平滑性に秀れたロータリーダイ若し
くはフラットダイの切断刃を提供し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本工程の原理説明図である。

【図２】本実施例に係るロータリーダイの斜視図であ
る。

【図３】本実施例に係るフラットダイの正面図である。

【符号の説明】

１ ロータリーダイ ２ フラットダイ ３ 切断刃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電加工により形成されたダイス鋼製の
   ロータリーダイ若しくはフラットダイの切断刃にレーザ
   を照射せしめて該切断刃を改質せしめることを特徴とす
   るロータリーダイ若しくはフラットダイの切断刃の改質
   方法。