JPH08682U - 超硬合金ロー付刃物・ワークレスト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、刃物の中で超硬合金ロー付タイプ
の薄刃形状のロータリースリッターナイフ・ストレート
ナイフ・センターレス研磨用ワークレストの、歪みのな
い製品を安定的につくる方法。 【構成】 超硬合金をロー付する母材を２分割し、２分
割した超硬合金側の歪みの無い大きさや材質でロー付を
する。２分割をした境界は 高いエネルギーのビーム溶
接で、一体化することを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は 切断用刃物として使用されている薄刃形状の超硬合金ロー付タイプ のロータリースリッターナイフ・長尺薄刃形状のストレートナイフ・摺動部品と して使用されている細長い薄板形状の超硬合金ロー付タイプのセンターレス研磨 用ワークレストに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、超硬合金ロー付刃物 センターレス研磨用ワークレストの、刃先又は摺 動となるベースメタルとのロー付は、超硬合金とベースメタルとの間にロー材を 挟み、重ね合わせてそのまま加熱してロー付されている。 そのロー材は超硬合金がロー付時の加熱による変質・劣化を防ぐために、比較 的低温でロー付ができ、刃先又は摺動部となる超硬合金とベースメタルとなる鋼 との、ロー付接着性の優れた銀ローが用いられている。しかも、応力を緩和する ために銅板入りのものが多く使用されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

刃先又は摺動部となる超硬合金の熱膨脹係数は ４．５〜６．５×−６乗／Ｋ ，ベースメタルとなる鋼は １１．０〜１２．０×−６乗／Ｋ で、その差は大 きい。又、刃先には大きな切断応力が掛かるめで、超硬合金と鋼とのロー付接着 強度は強いものが求められる。そのためロー付温度が７５０〜８５０度の銀ロー が用いられ、熱膨脹係数の差による熱収縮差によって大きな残留応力が発生する 。この残留応力によってロー付一体化された超硬合金とベースメタルが変形する 。 例えば、ロータリースリッターナイフのような丸刃は 捩じれて湾曲に変形す るか、超硬合金に割れが発生する。又、ストレートナイフ・センターレス研磨用 ワークレストのような直刃形状のものは 弓状に曲がるか同様に超硬合金に割れ が発生する。それらを製品化するために、ロー付の後にハンマーで叩いて歪み取 り修正をしている。これらの歪みによる変形は、ベースメタルが薄くなるに従っ て大きく顕著になる。 ロータリースリットナイフは捩じれ湾曲が大きく手、歪み取り修正をすると割 れてしまう。又、ストレートナイフ・センターレス研磨用ワークレストは その 熱変形が小波状の曲りが多く発生して、歪み取り修正が出来なくなる。 ロー付時の残留応力を緩和するために緩衝材を入れても、変形が防ぎ切れなく て実用的に限界がある。 これらが製品化する上で問題になっている。 本考案は、これらの問題点を解決するために考案されたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

（イ） ロータリースリッターナイフ（図−１），ストレートナイフ（図−２） センターレス研磨用ワークレスト（図−２）に示すように、ベースをベー スメタル（２）と（３）に２分割する。 （ロ） このベースメタル（２）に超硬合金（１）をロー付接着すれば、当然ロ ー付部の残留応力によって変形する。その変形を防止するためベースメタ ル（２ ）の材質を、モリブデン・タングステン・インバー・コバールそ の他超硬合金の熱膨脹係数に近い材質のものにする。 （ハ） ベースメタル（２）の材料をニッケル・銅などヤング率や引張強度が低 くて、軟らかく展延性の優れたものにする。そのベースメタル（２）はロ ー付接着時に超硬合金（１）とベースメタル（２）の各々の熱膨脹係数の 差によって、ロー付接着時の残留応力が発生しても容易に展延して馴染み 変形をする。このためロー付による残留応力は小さくなり超硬合金（１） は変形しない。これによって無変形の状態で刃先又は摺動部となる超硬合 金（１）とベースメタル（２）との歪みのないロー付接着が得られる。 その熱膨張係数を近似にすることによって、ロー付接着時の熱膨脹・収 縮が同じになりロー付時の残留応力が小さくなる。従って 超硬合金（１ ）とベースメタル（２）とを変形させること無く、ロー付接着出来る。こ れによって無変形の状態で刃先又は摺動部となる超硬合金（１）とベース メタル（２）との、歪みの無いロー付接着が得られる。 （ニ） ベースメタル（２）の材料をベースメタル（３）と同じ材質にする。形 状は （図−１）〜（３）にしめす刃先又は摺動面となる超硬合金の断面 積（厚さＤ×幅Ｃ）よりも、そのベース（２）の断面積（厚さＥ×幅Ｆ） を小さくする。同じ材質のため ヤング率・引張強度は同じになるが、断 面積が小さいことによって、小さい応力でなじんで変形する。これは ロ ー付接着時の熱膨脹係数の差によって、発生する応力により容易に展延・ 変形させることが出来る。又、ベースメタル（２）は容易になじみ変形を するため、ロー付接着部に残留応力が発生しても超硬合金を変形させない 小さい応力で済む。これによって無変形の状態で刃先又は摺動面となる超 硬合金（１）とベースメタル（２）とのロー付接着体が得られる。 （イ）（ロ）（ハ） （ニ）項で述べた無変形の状態でロー付接着された超硬 合金（１）とベースメタル（２）を製作する。（図−１）（図−２）（図−３） に示す残りのベースメタル（３）に、レーザービーム溶接・電子ビーム溶接・プ ラズマ溶接・その他の高エネルギービーム溶接により細い幅で溶接をする。これ らの溶接は溶接部以外は殆ど加熱されず、短時間の加熱溶接でベースメタル（２ ）とベースメタル（３）を接着して一体化出来る。。このため、ベースメタル（ ２）とベースメタル（３）の材料に熱膨脹係数に差があっても、溶接幅が狭く溶 接部以外は殆ど加熱されない短時間なので、溶接接着で加熱される部分の体積が 小さくなる。従って、熱膨脹係数の差により発生する応力は 小さくなり、即ち 溶接部の残留応力も小さく 溶接接着による変形が発生しない。 これによって無変形の状態で、刃先又は摺動面となる超硬合金（１）とベース となるベースメタル（２）とベースメタル（３）を、ロー付溶接接着で一体化す ることが出来る。これらによって接着による変形修正を施す事なく、加熱による 劣化も少なくしかも接着強度の強い超硬合金ロー付タイプのロータリースリッタ ーナイフ・ストレートナイフ・センターレス研磨用ワークレストの基材が得られ るものである。この基材を刃先とするための刃先研磨・センターレス研磨用ワー クレストとするための摺動面となる先端部の研磨・機械への取付に必要な穴加工 などを施して製品として完成させる。 ロータリースリッターナイフ・ストレートナイフ・センターレス研磨用ワーク レストを この製造方法で製作することにより、作業の標準化・自動化・品質管 理が容易なため、他の製法に較べて大幅なコストダウンと安定した品質を得るこ とを可能とするものである。

【０００５】

【作 用】

上記、ロータリースリッターナイフ・ストレートナイフ・センターレス研磨用 ワークレストは そのベースを（２）（３）に２分割し、ベースメタル（２）を 刃先又は摺動面となる超硬合金（１）と無変形の状態でロー付接着できる材質・ 形状にし、ベースメタル（３）に無変形の状態で接着するために高エネルギービ ーム溶接で一体化する。この製法と工程によってロー付変形を修正する事なく、 無変形の状態で接着一体化できるようにしたものである。

【０００６】

【実施例】

直刃形状のストレートナイフ・ワークレストに較べて ロータリースリッター ナイフのように丸刃のものは形状がエンドレスになっているので、異種材料のロ ー付接着による変形は捩じれ湾曲など複雑になる。この歪み問題が発生しやすい ロータリースリッターナイフの、実施例について説明する。（図−４）に示すよ うに 外径３００ｍｍ×厚さ１０ｍｍに超硬合金の幅１０ｍｍを刃先部として、 ロー付接着した薄鋼板の切断用ロータリースリッターナイフで行なった。

【実施例１】 刃先（１） 外径３００ｍｍ×内径２８０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ 材質：超硬合金 ベース（２） 外径２８０ｍｍ×内径２６０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ 材質：Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系のインバー ロー付 ロー材：ＢＡｇ−４（Ｎｉ入り銀ロー） 加熱：高周波誘導加熱 約８３０度 結果：超硬合金（１）とベースメタル（２）が無変形の状態でロー付接着 が出来た。その歪み量はスキミゲージで最大０．２ｍｍであった。

【実施例２】 刃先（１） 外径３００ｍｍ×内径２８０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ 材質：超硬合金 ベース（２） 外径２８０ｍｍ×内径２６０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ 材質：ニッケル ロー付 ロー材：ＢＡｇ−４（Ｎｉ入り銀ロー） 加熱：高周波誘導加熱 約８３０度 結果：超硬合金（１）とベースメタル（２）が無変形の状態でロー付接着 出来た。その歪み量はスキミゲージで最大０．２ｍｍであった。

【実施例３】 刃先（１） 外径３００ｍｍ×内径２８０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ 材質：超硬合金 ベース（２） 外径２８０ｍｍ×内径２７２ｍｍ×厚さ１０ｍｍ 材質：Ｓ４５Ｃ（構造用炭素鋼） ロー付 ロー材：ＢＡｇ−４（Ｎｉ入り銀ロー） 加熱：高周波誘導加熱 約８３０度 結果：超硬合金（１）とベースメタル（２）が無変形の状態でロー付接着 が出来た。その歪み量はスキミゲージで最大０．１５ｍｍであった。 （実施例１〜３）で接着した複合リングとベースメタル（３）を、０．５ｍｍ 幅で加熱するように電子ビームの幅を１ｍｍにして、溶接時間が１０秒で溶接出 来る電子ビーム溶接で接着した。 その結果、（実施例１〜３）共に無変形の状態でベースメタル（３）と溶接接 着が出来た。その歪み量は 単独の複合リングより大きくは進行しなかった。

【０００７】

【考案の効果】

超硬合金ロー付タイプの薄刃形状のロータリースリッターナイフ・長尺薄刃形 状のストレートナイフ・長尺薄刃形状のセンターレス研磨用ワークレストは、超 硬合金とベースメタルとの材質の相違による熱膨脹係数の差による接着時に変形 するという課題が解決出来た。 これによって、製作が困難であったナイフ・ワークレストの製作が可能となっ た。又、歪み取りなどの手作業が無くなり、製造方法の標準化・自動化と不良の 激減などにより、コストを大幅に下げる事ができ、産業の発展に大きく寄与出来 るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ロータリースリッターナイフの概略を表す図
である。

【図２】 ストレートナイフ・センターレス研磨用ワー
クレストの概略を表す図である。

【図３】 刃先部又は摺動部の縦方向の断面積に比べて
ベースメタル（２）の縦方向の断面積が小さい断面形状
で形成されているストレートナイフ・センターレス研磨
用ワークレストの概略を表す図である。

【図４】 刃先部の縦方向の断面積に比べてベースメタ
ル（２）の縦方向の断面積が小さい断面形状で形成され
ている薄鋼鈑切断用ロータリースリッターナイフの概略
を表す図である。

【符号の説明】

１ 超硬合金 ２ ベースメタル（２） ３ ベースメタル（３） Ｂ ロータリースリッターナイフのベースメタル（２）
の巾 Ｃ 超硬合金の巾 Ｄ 超硬合金・ベースメタルの厚さ Ｅ ベースメタル（２）の厚さ Ｆ べースメタル（２）の巾

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 超硬合金ロー付タイプのロータリースリ
   ッターナイフ・ストレートナイフ・センターレス研磨用
   ワークレストのベースメタルを、刃物側と中心側に２分
   割する。刃物側のベースメタルは超硬合金に近い熱膨脹
   係数の金属、例えばモリブデン，タングステン，インコ
   ロイ，アンバーにする。その刃物側ベースメタルと刃先
   又は摺動部となる超硬合金にロー付接着をする。その超
   硬合金にロー付された刃物側のベースメタルに中心側の
   ベースメタルを、溶接幅が狭くて溶接部以外は殆ど加熱
   されない レーザービーム溶接・電子ビーム溶接・プラ
   ズマ溶接のような高いエネルギーのビーム溶接で、溶接
   一体化下ロータリースリッターナイフ・ストレートナイ
   フ・センターレス研磨用ワークレスト。
2. 【請求項２】 （請求項１）の刃物側のベースメタルを
   ヤング率が小さくて展延性の優れたニッケル・銅にし
   て、刃先 又は摺動部となる超硬合金とロー付する。そ
   の刃物側のベースメタルと中心側のベースメタルと溶接
   一体化したロータリースリッターナイフ・ストレートナ
   イフ・センターレス研磨用ワークレスト。
3. 【請求項３】 （請求項３）の刃物側のベースメタルを
   中心側ベースメタルと同じ材質で、その断面積が刃先又
   は摺動部となる超硬合金の断面積に較べて小さくして、
   刃先 又は摺動部となる超硬合金にロー付をする。その
   刃物側のベースメタルと中心側ベースメタルを溶接一体
   化した ロータリースリッターナイフ・ストレートナイ
   フ・センターレス研磨用ワークレスト。