JPS59191582A - 鋭利な刃先を必要とする刃物の製造方法 - Google Patents
鋭利な刃先を必要とする刃物の製造方法Info
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- JPS59191582A JPS59191582A JP58065805A JP6580583A JPS59191582A JP S59191582 A JPS59191582 A JP S59191582A JP 58065805 A JP58065805 A JP 58065805A JP 6580583 A JP6580583 A JP 6580583A JP S59191582 A JPS59191582 A JP S59191582A
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- B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
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- 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
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- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は刃部材料より安価な軟鋼、構造用炭素鋼、構造
用合金鋼等低級な地金のうえにのせた粉末、粒状物等の
刃部材料をレーザビーム、電子ビーム、イオンビーム等
の高エネルギー密度ビームを照射し、この粉末、粒状物
等を急速溶融後急冷凝固させ、高い靭性、超耐摩耗性を
もつ木質系材料、不燃材、プラスチック、合成材等の非
金属材料の加工用刃物 の製造方法に関する。
用合金鋼等低級な地金のうえにのせた粉末、粒状物等の
刃部材料をレーザビーム、電子ビーム、イオンビーム等
の高エネルギー密度ビームを照射し、この粉末、粒状物
等を急速溶融後急冷凝固させ、高い靭性、超耐摩耗性を
もつ木質系材料、不燃材、プラスチック、合成材等の非
金属材料の加工用刃物 の製造方法に関する。
従来技術
従来刃物の製造方法として一般に知られているものは、
工具鋼材の刃部となる刃先部分のみ焼入、硬化してその
部分を鋭利な刃先に成形する方法があるが、刃物品質を
支配する重要な因子である炭化物は通常の焼入れでは望
ましくない大きさ、形状及び分布状態により耐摩耗性、
靭性をそこない刃部に欠け、異常摩耗を生じ刃物性能に
著しい障害を生じるとともにコスト高となる不都合があ
る。
工具鋼材の刃部となる刃先部分のみ焼入、硬化してその
部分を鋭利な刃先に成形する方法があるが、刃物品質を
支配する重要な因子である炭化物は通常の焼入れでは望
ましくない大きさ、形状及び分布状態により耐摩耗性、
靭性をそこない刃部に欠け、異常摩耗を生じ刃物性能に
著しい障害を生じるとともにコスト高となる不都合があ
る。
また一般に使用される刃物鋼は炭化物を破壊して小さな
粒状となした圧延材が用いられるが、１０μ以上の大き
な炭化物が残存し、圧延工程上から炭化物含有量に制約
があり鋭利な刃角の要求される刃物に使用するには種々
問題がある。 また軟鋼に形成したものは、刃物性能と
しては良好であるが刃部の材料高、ろう付は費用等によ
るコスト高となる不都合がある。 また地金の刃先部分
に溶射法、肉盛法などで硬質材料を肉盛りして刃先部分
２硬質化し、この部分を鋭利な刃先に仕上げるものは接
着等の費用が省略でき比較的コスト安であるが、接合時
のエネルギー密度が小さいために溶融合金の急冷効果が
小さく炭化物、結晶粒の粗大化が起り耐刃欠は性質が悪
くなる。 また高温度に加熱され地金表面に飛散する途
中において空気中の酸素、窒素にぎらされることにより
、噴霧粉表面に酸化物、窒化物を形成し合金粉末の接合
強度が劣化し、また付着時に気孔が生じる。 このよう
な欠点をなくするために自溶性合金肉盛材料があり、酸
化物を除去するため脱酸剤を含有しており炉に入れ高温
に加熱して脱酸させるが充分な脱酸は困難で、気孔は依
然して残るために刃先の欠けが解消できない不都合があ
る。
粒状となした圧延材が用いられるが、１０μ以上の大き
な炭化物が残存し、圧延工程上から炭化物含有量に制約
があり鋭利な刃角の要求される刃物に使用するには種々
問題がある。 また軟鋼に形成したものは、刃物性能と
しては良好であるが刃部の材料高、ろう付は費用等によ
るコスト高となる不都合がある。 また地金の刃先部分
に溶射法、肉盛法などで硬質材料を肉盛りして刃先部分
２硬質化し、この部分を鋭利な刃先に仕上げるものは接
着等の費用が省略でき比較的コスト安であるが、接合時
のエネルギー密度が小さいために溶融合金の急冷効果が
小さく炭化物、結晶粒の粗大化が起り耐刃欠は性質が悪
くなる。 また高温度に加熱され地金表面に飛散する途
中において空気中の酸素、窒素にぎらされることにより
、噴霧粉表面に酸化物、窒化物を形成し合金粉末の接合
強度が劣化し、また付着時に気孔が生じる。 このよう
な欠点をなくするために自溶性合金肉盛材料があり、酸
化物を除去するため脱酸剤を含有しており炉に入れ高温
に加熱して脱酸させるが充分な脱酸は困難で、気孔は依
然して残るために刃先の欠けが解消できない不都合があ
る。
そこで刃物としての性能２あげるために炭化物量が多く
、微細な粒状で且均−な分布状態をした組織をうる手段
として、刃物鋼において粉末冶金法を応用した粉末高速
度鋼、粉末ダイス鋼などが製造されているが、製造過程
で、圧延等の処理条件が不充分な場合孔が残り刃物の品
質を不安定なものとし、且製造工程も非常に複雑である
。 また耐摩耗性を向上させるためＴ１． Ｖ、 ＪＦ
、 Ｃｒ 。
、微細な粒状で且均−な分布状態をした組織をうる手段
として、刃物鋼において粉末冶金法を応用した粉末高速
度鋼、粉末ダイス鋼などが製造されているが、製造過程
で、圧延等の処理条件が不充分な場合孔が残り刃物の品
質を不安定なものとし、且製造工程も非常に複雑である
。 また耐摩耗性を向上させるためＴ１． Ｖ、 ＪＦ
、 Ｃｒ 。
Ｎｏ等の合金原素を多量に配合すると粉末製造のときの
渦流れが悪く、また粉末を焼結したあとの圧延にも支障
をきたして多量の炭化物含有の刃物鋼を製造することが
出来ない状態である。 また他の手段として工具鋼の地
金上の刃部に直接熱エネルギー密度の高い加熱手段によ
り多量の熱量な短時間局部的に集中して、その部を溶融
させ急冷によって微細で均一な分布の炭化物量を有する
組織を刃部に形成し、この部に被削材を加工すべき刃部
分を成形するものが公知である。 このものは金属類を
主として切削する工具で刃先先端にＲ部を設ける工具が
対象であって工具性能としては秀れているものである。
渦流れが悪く、また粉末を焼結したあとの圧延にも支障
をきたして多量の炭化物含有の刃物鋼を製造することが
出来ない状態である。 また他の手段として工具鋼の地
金上の刃部に直接熱エネルギー密度の高い加熱手段によ
り多量の熱量な短時間局部的に集中して、その部を溶融
させ急冷によって微細で均一な分布の炭化物量を有する
組織を刃部に形成し、この部に被削材を加工すべき刃部
分を成形するものが公知である。 このものは金属類を
主として切削する工具で刃先先端にＲ部を設ける工具が
対象であって工具性能としては秀れているものである。
しかしながら工具鋼の地金の一部を刃部として形成す
るために刃先形成に工具鋼部を切除し刃部の消耗により
廃棄するときは高価な材料２すてることになりコスト高
で経済的でない。 またこの方法を適用できる鋼材は凝
固の過程で炭化物が晶出する種類のものであって、約２
％Ｃ以下の非合金鋼は適用できないという制約がある。
るために刃先形成に工具鋼部を切除し刃部の消耗により
廃棄するときは高価な材料２すてることになりコスト高
で経済的でない。 またこの方法を適用できる鋼材は凝
固の過程で炭化物が晶出する種類のものであって、約２
％Ｃ以下の非合金鋼は適用できないという制約がある。
更に地金の一部を刃部として形成するために深さによ
る硬度差が起こり再研をすることによって工具としての
性能が変化する可能性があり、特に工具性能２向上する
ため地金の刃部となる上に他の金属２のせて同時に溶融
し急冷凝固合金層を形成する場合上部とその内部とは深
さに比例して含有割合が異なり再研時に次第に工具性能
が変化し切れ味が変る欠点を有する。 更にレーザビー
ムを用いると地金表面での反射によってエネルギーの損
失が起り急速加熱の効率を悪くシ、この反射を防ぐため
地金表面を黒化処理すると処理時のカーボンその他不純
物が地金内に侵透して工具性能に悪影響分及ぼす不都合
がある。
る硬度差が起こり再研をすることによって工具としての
性能が変化する可能性があり、特に工具性能２向上する
ため地金の刃部となる上に他の金属２のせて同時に溶融
し急冷凝固合金層を形成する場合上部とその内部とは深
さに比例して含有割合が異なり再研時に次第に工具性能
が変化し切れ味が変る欠点を有する。 更にレーザビー
ムを用いると地金表面での反射によってエネルギーの損
失が起り急速加熱の効率を悪くシ、この反射を防ぐため
地金表面を黒化処理すると処理時のカーボンその他不純
物が地金内に侵透して工具性能に悪影響分及ぼす不都合
がある。
目的
従って本発明は上記に鑑みなされたもので、特に鋭利な
刃先角度が必要な木質系材料等の刃物の製造を種々研究
の結果高靭性、超耐摩耗性の高い刃物性能を充分に満足
するとともに再研削による切味の変化が少なく低コスト
の刃物の製造方法ご見出しこれを実現させるものである
。
刃先角度が必要な木質系材料等の刃物の製造を種々研究
の結果高靭性、超耐摩耗性の高い刃物性能を充分に満足
するとともに再研削による切味の変化が少なく低コスト
の刃物の製造方法ご見出しこれを実現させるものである
。
解決手段
本発明は刃部材料より安価な軟鋼、構造用炭素鋼、構造
用合金鋼等低級材の刃物地金上の刃部となる部に刃部材
料の粉末等をのせ高エネルギー密度の熱源のビーム照射
により粉末等の部分を先づ急速溶融させその溶融熱によ
って地金に溶着させるとともに地金への熱伝導により急
冷して刃部材料に急冷凝固層をつくり、該層を成形して
被削材を加工する刃部を形成するものである。
用合金鋼等低級材の刃物地金上の刃部となる部に刃部材
料の粉末等をのせ高エネルギー密度の熱源のビーム照射
により粉末等の部分を先づ急速溶融させその溶融熱によ
って地金に溶着させるとともに地金への熱伝導により急
冷して刃部材料に急冷凝固層をつくり、該層を成形して
被削材を加工する刃部を形成するものである。
即ち低級な刃物地金の刃部となる部の上面又は削設した
四部に凝固過程中に炭化物を晶出する合金粉末特に多量
に炭化物を晶出する鋼が好ましく例えば高速度鋼、ダイ
ス鋼の合金粉末、或いはこの工具鋼の粒状物、細片集合
物、若しくは板、棒をのせる。 この粉末等が地金に強
固に接合し晶出した炭化物が微細でしかも均一な分布と
なるため、溶融金属を地金への熱伝導によって急冷ぎせ
た急冷凝固層を造り出す手段が非常に重要であるから、
合金粉末等を急使に加熱溶溶する手段として、極く短時
間で極めて多量の熱を加えることのできるエネルギー密
度の高いレーザービーム、電子ビーム、イオンビーム等
を用いることが適している。 これ等のビームを工具鋼
粉末等に直接短時間照射して急使に加熱し、先づ工具鋼
粉末等を溶融し、この溶融熱によって溶融合金を地金に
強固に溶着させるとともに周囲の広い伝熱部を形成する
地金への短時間の熱伝導により急冷凝固させ急冷凝固層
を形成せしめる。 上述のように形成される急冷凝固層
の形状および組織、硬さ２機械的性質等に関して次の実
験によりその効果を確認することができた。
四部に凝固過程中に炭化物を晶出する合金粉末特に多量
に炭化物を晶出する鋼が好ましく例えば高速度鋼、ダイ
ス鋼の合金粉末、或いはこの工具鋼の粒状物、細片集合
物、若しくは板、棒をのせる。 この粉末等が地金に強
固に接合し晶出した炭化物が微細でしかも均一な分布と
なるため、溶融金属を地金への熱伝導によって急冷ぎせ
た急冷凝固層を造り出す手段が非常に重要であるから、
合金粉末等を急使に加熱溶溶する手段として、極く短時
間で極めて多量の熱を加えることのできるエネルギー密
度の高いレーザービーム、電子ビーム、イオンビーム等
を用いることが適している。 これ等のビームを工具鋼
粉末等に直接短時間照射して急使に加熱し、先づ工具鋼
粉末等を溶融し、この溶融熱によって溶融合金を地金に
強固に溶着させるとともに周囲の広い伝熱部を形成する
地金への短時間の熱伝導により急冷凝固させ急冷凝固層
を形成せしめる。 上述のように形成される急冷凝固層
の形状および組織、硬さ２機械的性質等に関して次の実
験によりその効果を確認することができた。
実施例
地金の材料５４５ｃに第１図（イ）の平面上長手方向に
又は第１図（口゛）のように削設した粉が散らないよう
にするための四部に高速度鋼５ＫＨ９の粉末をのせ四部
の長手方向に沿ってレーザビームご照射した。 レーザ
ビームの照射は炭酸ガスレーザ加工機な用いて行ない照
射条件が出力１．８Ｋｗ、ビーム径は凹部の巾より狭い
１０φｍｍ移動速度６Ｑ Ｑ ｍｍ ／ ｗｉｎにおい
て、５ＫＨ９の粉末は８時にして溶融し、ビーム移動後
第２図の倍率７倍の断面字真の半月形で表わされる急冷
凝固層が得られた。 この急冷凝固層組織の４００倍光
学顕微鏡字真の第３図、この層を５３０°ｃ’ １時間
保持後、空冷する焼戻しを２回行った組織の４００倍光
学顕微鏡字真の第４図、及び１２００°Ｃで油焼入１０
分後向様に５６０°Ｃで２回焼戻した組織の４００倍光
学顕微鏡字真の第５図から炭化物の晶出が、細かく且均
−に分布していることが認められ、５ＫＨ９普通材の１
２００°Ｃ油焼入１０分後同様に５６０°Ｃ２回焼戻し
た組織の４００倍光学顕微鏡字真の第６図に比べて晶出
した炭化物が非常に小さく均一に分布し刃物としての良
い性質であることがわかる。 次に急冷凝固層のま−の
もの（Ａ）。
又は第１図（口゛）のように削設した粉が散らないよう
にするための四部に高速度鋼５ＫＨ９の粉末をのせ四部
の長手方向に沿ってレーザビームご照射した。 レーザ
ビームの照射は炭酸ガスレーザ加工機な用いて行ない照
射条件が出力１．８Ｋｗ、ビーム径は凹部の巾より狭い
１０φｍｍ移動速度６Ｑ Ｑ ｍｍ ／ ｗｉｎにおい
て、５ＫＨ９の粉末は８時にして溶融し、ビーム移動後
第２図の倍率７倍の断面字真の半月形で表わされる急冷
凝固層が得られた。 この急冷凝固層組織の４００倍光
学顕微鏡字真の第３図、この層を５３０°ｃ’ １時間
保持後、空冷する焼戻しを２回行った組織の４００倍光
学顕微鏡字真の第４図、及び１２００°Ｃで油焼入１０
分後向様に５６０°Ｃで２回焼戻した組織の４００倍光
学顕微鏡字真の第５図から炭化物の晶出が、細かく且均
−に分布していることが認められ、５ＫＨ９普通材の１
２００°Ｃ油焼入１０分後同様に５６０°Ｃ２回焼戻し
た組織の４００倍光学顕微鏡字真の第６図に比べて晶出
した炭化物が非常に小さく均一に分布し刃物としての良
い性質であることがわかる。 次に急冷凝固層のま−の
もの（Ａ）。
急冷凝固層′？ｉ：５３０°Ｃで２回焼戻ししたもの（
Ｂ）。
Ｂ）。
急冷凝固層′ｆ：１２００°Ｃで油焼入後５６０°Ｃで
２回焼戻したもの（０）の各凝固層と５ＫＨ９の普通材
を１２００°Ｃで油焼入れ後５６０°Ｃで２回焼戻しし
たもの（Ｄ）との硬度を示す第７図において、急冷凝固
層のもの（Ｎの硬度は約Ｈ７９５０，普通材の焼入、焼
戻ししたもの（Ｄ）の硬度が約Ｈｖ、８９０ に比べ
充分な硬度が得られ、特に焼戻しのみの（Ｂ）の硬度は
約ＨＶ１０５０と高い価を示し耐摩耗性が高いことがわ
かる。
２回焼戻したもの（０）の各凝固層と５ＫＨ９の普通材
を１２００°Ｃで油焼入れ後５６０°Ｃで２回焼戻しし
たもの（Ｄ）との硬度を示す第７図において、急冷凝固
層のもの（Ｎの硬度は約Ｈ７９５０，普通材の焼入、焼
戻ししたもの（Ｄ）の硬度が約Ｈｖ、８９０ に比べ
充分な硬度が得られ、特に焼戻しのみの（Ｂ）の硬度は
約ＨＶ１０５０と高い価を示し耐摩耗性が高いことがわ
かる。
実施例
第１図（ロ）の地金の四部に５ＫＨ９の粉末に硬質物質
のバナジウムカーバイト（ＶＣ）粉末を加えて充分に混
ぜ合わせた混合粉をのせ凹部の長手方向に炭酸ガスレー
ザビームの照射２行なった。
のバナジウムカーバイト（ＶＣ）粉末を加えて充分に混
ぜ合わせた混合粉をのせ凹部の長手方向に炭酸ガスレー
ザビームの照射２行なった。
ＶＣ粉末量は５ＫＨ９粉末に重量％で５％及び１０％？
加えたもの２種類で、レーザビームの照射条件は出力１
１−６Ｋ ビーム径５φｍｍ 移動速度３５０ｍｍ ／
ｍｉｎ においてＳ’ＫＨ９の粉末とＶＣ粉末は瞬
時にして溶融した。 ５ＫＨ９粉末にＶＣ粉末５％添加
した急冷凝固層組織の４００倍光学顕微鏡字真の第８図
（無腐食）、第９図（腐食）、及び５ＫＨｃ）粉末にＴ
／ Ｃ粉末１０％添加した急冷凝固層組織の４００倍光
学顕微鏡字真の第１０図（無腐食）、第１１図（腐食）
に示すとおり、何れも非常に微細な多くの炭化物が均一
に分布していることがわかる。
加えたもの２種類で、レーザビームの照射条件は出力１
１−６Ｋ ビーム径５φｍｍ 移動速度３５０ｍｍ ／
ｍｉｎ においてＳ’ＫＨ９の粉末とＶＣ粉末は瞬
時にして溶融した。 ５ＫＨ９粉末にＶＣ粉末５％添加
した急冷凝固層組織の４００倍光学顕微鏡字真の第８図
（無腐食）、第９図（腐食）、及び５ＫＨｃ）粉末にＴ
／ Ｃ粉末１０％添加した急冷凝固層組織の４００倍光
学顕微鏡字真の第１０図（無腐食）、第１１図（腐食）
に示すとおり、何れも非常に微細な多くの炭化物が均一
に分布していることがわかる。
次に５ＫＨｑ粉末にＶＣ粉末１０％′（重量）添加した
急冷凝固層そのま＼のもの（Ｅ）、同じくその５３０°
Ｃ２回焼戻したも（７）（Ｆ） 、 Ｓ Ｋ Ｈ９粉末
ニＶＣ粉末２０％ （重量）添加した急冷凝固層そのま
まのもの（Ｇ）、同じくその５６ｏ０ｃ２＠焼戻したも
の（Ｈ）、５ＫＨ９粉末にＶＣ粉末３０％（重量）添加
した急冷凝固層そのま＼のもの（Ｉ）、同じ＜５６０゜
０２回焼戻し、たもｔｙ）（：ｒ）、 Ｓ Ｋ Ｈ９粉
末ＣＶ Ｃ４０％（重量）添加した急冷凝固そのま−の
ものく勾、同じくその５６０°０２回焼戻したもの（Ｌ
）の各硬度を示した第１２図からはＶＣ添加量が多くな
るに従い硬度は渇くなっており、ＶＣの添加による炭化
物の増加の顕著な影響がわかる。 ＶＣの添加量は８０
％（重量）迄の間で選択するのが好ましい。
急冷凝固層そのま＼のもの（Ｅ）、同じくその５３０°
Ｃ２回焼戻したも（７）（Ｆ） 、 Ｓ Ｋ Ｈ９粉末
ニＶＣ粉末２０％ （重量）添加した急冷凝固層そのま
まのもの（Ｇ）、同じくその５６ｏ０ｃ２＠焼戻したも
の（Ｈ）、５ＫＨ９粉末にＶＣ粉末３０％（重量）添加
した急冷凝固層そのま＼のもの（Ｉ）、同じ＜５６０゜
０２回焼戻し、たもｔｙ）（：ｒ）、 Ｓ Ｋ Ｈ９粉
末ＣＶ Ｃ４０％（重量）添加した急冷凝固そのま−の
ものく勾、同じくその５６０°０２回焼戻したもの（Ｌ
）の各硬度を示した第１２図からはＶＣ添加量が多くな
るに従い硬度は渇くなっており、ＶＣの添加による炭化
物の増加の顕著な影響がわかる。 ＶＣの添加量は８０
％（重量）迄の間で選択するのが好ましい。
なお硬質物質としてはＶＣ以外の炭化物、窒化物。
硼化物を用いることができる。
これらの実験例１．２により得た急冷凝固層を形成した
ものから急冷凝固層が被切削材と接触する刃先となるよ
うに研削成形した刃物の切削実施例によりその性能を確
認した。
ものから急冷凝固層が被切削材と接触する刃先となるよ
うに研削成形した刃物の切削実施例によりその性能を確
認した。
実施例
刃物は第１６図の形状をした木材切削用鉋刃でａは急冷
凝固層、ｂは地金で、地金厚み：３ｍｍ。
凝固層、ｂは地金で、地金厚み：３ｍｍ。
刃先角度＝４２°、切削状態は第１４図に示すとおりで
Ｎその条件は（イ）被削材：アビトン材（木材）（ロ）
）切込み’１．２ｍｍ （ハ）切削中２０ｍｍ（刃の中
央部を使用）に）切削速度： ５ ｍ ／ ｍ１ｎ（ホ
）刃の回転数：５０００ｒ、ｐ、ｍ（へ）刃先回転円径
：１００φｍｍ （））刃数：１枚（ト）切削形式二下
向切削（す）取付状態の掬い角：６０°は）取付状態の
逃げ角：１８°、供試機械はプレーナーを用いた。
Ｎその条件は（イ）被削材：アビトン材（木材）（ロ）
）切込み’１．２ｍｍ （ハ）切削中２０ｍｍ（刃の中
央部を使用）に）切削速度： ５ ｍ ／ ｍ１ｎ（ホ
）刃の回転数：５０００ｒ、ｐ、ｍ（へ）刃先回転円径
：１００φｍｍ （））刃数：１枚（ト）切削形式二下
向切削（す）取付状態の掬い角：６０°は）取付状態の
逃げ角：１８°、供試機械はプレーナーを用いた。
（１） この切削条件における５ＫＨ９の普通材の１
２００°Ｃ油焼入５３０°０２回焼戻したもの（Ｍ）と
５ＫＨ９粉末の急冷凝固層５３０°０２回焼戻ししたち
の斡）における刃先摩耗量ｌの比較を示す第１５図によ
ると、被削材の全切削長において本実験例１で得られた
急冷凝固層の刃物の摩耗量は普通材の摩耗量に対し約６
０〜６５％減少しており耐摩耗性が向上していることが
わかる。
２００°Ｃ油焼入５３０°０２回焼戻したもの（Ｍ）と
５ＫＨ９粉末の急冷凝固層５３０°０２回焼戻ししたち
の斡）における刃先摩耗量ｌの比較を示す第１５図によ
ると、被削材の全切削長において本実験例１で得られた
急冷凝固層の刃物の摩耗量は普通材の摩耗量に対し約６
０〜６５％減少しており耐摩耗性が向上していることが
わかる。
α）またこの切削条件における５ＫＨ９普通材の１２０
０°Ｃ油焼入５６０°０２回焼戻ししたもの悴）と５Ｋ
Ｈ９粉末にＶＣ２（３％添加の急冷凝固層（０）におけ
る刃先摩耗量ｌの比較を示す第１６図によると、被切削
材の全切削長において本実験例２で得られた急冷凝固層
の刃物の摩耗量は普通材の摩耗量に対して約６０〜７０
％減少しており耐摩耗性の向上は一層顕著である。 ま
た切削前における刃□光線あらさを東京精密製のあらさ
計でフィンにナイフを用いて計測した結果を示す、第１
７図。
０°Ｃ油焼入５６０°０２回焼戻ししたもの悴）と５Ｋ
Ｈ９粉末にＶＣ２（３％添加の急冷凝固層（０）におけ
る刃先摩耗量ｌの比較を示す第１６図によると、被切削
材の全切削長において本実験例２で得られた急冷凝固層
の刃物の摩耗量は普通材の摩耗量に対して約６０〜７０
％減少しており耐摩耗性の向上は一層顕著である。 ま
た切削前における刃□光線あらさを東京精密製のあらさ
計でフィンにナイフを用いて計測した結果を示す、第１
７図。
第１８図より切削前５ＫＨ９普通材１２００°Ｃ油焼入
５６０°０２回焼戻しくＭ）と５ＫＩＩｑ粉末にＶＣ２
０％添加（０）の急冷凝固層との刃付の状Ｍ′ｆ：比較
すると後者（０）の急冷凝固層の方が刃付が良く靭性に
すぐれていることがわかる。 更に６０ｍ切削後のあら
さを測定した結果を示す第１９図、第２０図によると前
記←）は全体に微細な刃欠けが発生しており勿論摩耗量
も大きく鋭利さが低下している。
５６０°０２回焼戻しくＭ）と５ＫＩＩｑ粉末にＶＣ２
０％添加（０）の急冷凝固層との刃付の状Ｍ′ｆ：比較
すると後者（０）の急冷凝固層の方が刃付が良く靭性に
すぐれていることがわかる。 更に６０ｍ切削後のあら
さを測定した結果を示す第１９図、第２０図によると前
記←）は全体に微細な刃欠けが発生しており勿論摩耗量
も大きく鋭利さが低下している。
これに対し前記（０）は全体にやや悪くなっている程度
で摩耗が少なく依然として刃欠けが無いに等しく鋭利な
刃先を有し耐摩耗性と靭性にすぐれていることがわかり
、切れ味の良さが長く持続されるモノである。 本実験
例において粉末が散らないようになした溝の形状は自由
に変更してもよくまた必ずしも設ける必要はない。
で摩耗が少なく依然として刃欠けが無いに等しく鋭利な
刃先を有し耐摩耗性と靭性にすぐれていることがわかり
、切れ味の良さが長く持続されるモノである。 本実験
例において粉末が散らないようになした溝の形状は自由
に変更してもよくまた必ずしも設ける必要はない。
効果
以上詳述したように本発明は刃部部材のみ？レーザビー
ム等により先ず急速溶融させその溶融熱によって地金部
に溶着するとともに地金への熱伝導で急冷して急冷凝固
層ごつくり、その部を刃部となるように成形する刃物の
製造方法であるから、そのままで鍛造、熱処理によりつ
くったけがねと同じかそれ以上の物理的性質をもち、更
にこれまでの方法では得られなかった微細な粒状の炭化
物が均一に分布した組織が得られ、硬度、靭性、耐摩耗
性が顕著にすぐれている。 特に粉末を用いる場合は早
く溶融して地金に良く溶着するため一層早く急冷される
効果２有する。 またトザビームを多重反射して内部に
導入するため照射面が平面であるものに起る表面反射に
よる加熱ロスが少なく効率の良い加熱が行なわれ、また
面表面での反射防止の黒化処理材料の内部侵透による刃
物性質を劣化させる恐れが全くない。 この様に本発明
は切れ味の良い長寿命の刃物として極めて好適な製造方
法である。 更に刃物の用途に合わせて合金の粉末教状
物測片集合物に超硬質、超耐摩耗性の硬ａ物質の中から
種々選択し混合して最適の刃物を製作することができる
。 この場合工具鋼）−Ｇこ添加物全のせて固溶させる
のに比べ添加物の調合が可能であるから全体に均一に混
合され合金層の深さに関係なく急冷凝固層全体を同じ性
質とすることができ再研削時における刃物としての性質
が変化せず安定した切れ味を持続することができる。
更に地金が低級鋼であるために価格的に安くなり、経済
的であって機械加工性が良く工程を少なくすることがで
きる特徴を有する。
ム等により先ず急速溶融させその溶融熱によって地金部
に溶着するとともに地金への熱伝導で急冷して急冷凝固
層ごつくり、その部を刃部となるように成形する刃物の
製造方法であるから、そのままで鍛造、熱処理によりつ
くったけがねと同じかそれ以上の物理的性質をもち、更
にこれまでの方法では得られなかった微細な粒状の炭化
物が均一に分布した組織が得られ、硬度、靭性、耐摩耗
性が顕著にすぐれている。 特に粉末を用いる場合は早
く溶融して地金に良く溶着するため一層早く急冷される
効果２有する。 またトザビームを多重反射して内部に
導入するため照射面が平面であるものに起る表面反射に
よる加熱ロスが少なく効率の良い加熱が行なわれ、また
面表面での反射防止の黒化処理材料の内部侵透による刃
物性質を劣化させる恐れが全くない。 この様に本発明
は切れ味の良い長寿命の刃物として極めて好適な製造方
法である。 更に刃物の用途に合わせて合金の粉末教状
物測片集合物に超硬質、超耐摩耗性の硬ａ物質の中から
種々選択し混合して最適の刃物を製作することができる
。 この場合工具鋼）−Ｇこ添加物全のせて固溶させる
のに比べ添加物の調合が可能であるから全体に均一に混
合され合金層の深さに関係なく急冷凝固層全体を同じ性
質とすることができ再研削時における刃物としての性質
が変化せず安定した切れ味を持続することができる。
更に地金が低級鋼であるために価格的に安くなり、経済
的であって機械加工性が良く工程を少なくすることがで
きる特徴を有する。
第１図は本発明の実験に用いた地金の形状を示す図、第
２図は５ＫＨ９粉末の急冷凝固層の組織の断面写真、第
６図は同急冷凝固層の組織の顕微鏡写真、第４図は同窓
、冷凝固層の焼戻し組織の顕微鏡写真、第５図は同急冷
凝固層の焼入、焼戻し組織の顕微鏡写真、第６図は５Ｋ
Ｈ９普通材の焼入、焼戻し組織の顕微鏡写真、第７図は
ＳＫ Ｈ９の急冷凝固層及び普通材の熱処理后の硬さを
示す図、第８図は５ＫＩｉ９粉末十ＶＣ５％の無腐食の
組織の顕微鏡写真、第９図は同じく腐食した組織の顕微
鏡写真、第１０図は５ＫＨ９の粉末＋ＶＣ１０％の無腐
食の組織の顕微鏡写真、第１１図は同腐食した組織の顕
微鏡写真、第１２図は５ＫＨ９粉禾にＶＣの添加量をか
えた時の急冷凝固層の硬さを示す図、第１６図は実施例
の刃物の図、第１４図はブレーナに取付けた回転軸に刃
物の固定した切削状態図、第１５図、第１６図は実施例
における刃先摩耗量２示す図、第１７図は５ＫＨ９普通
材の熱処理したちの一切削前の刃先線あらさを示す図、
第１８図は５ＫＨ９粉末＋Ｖ（？２０％急冷凝固層の切
削前の刃先線のあらさを示す図、第１９図はＳ Ｋ Ｉ
ｉ ９普通材の熱処理したもの’−６Ｑｍ切削後の刃先
線のあらさを示す図、第２０図は５ＫＨ９粉末＋ＶＣ２
０％急冷凝固層の６０ｎ１ 切削後の刃先線のあらさ
を示す図である。 ａ・・・刃物地金 ｂ・・・急冷凝固層特許出願人
兼房刃物工業株式会社 第１１．っ 第２図 ７ 第６図 Ｘ ４００ 第７図 第” Ｌ４ 第１０図 ｆうＰ＼ 芝ｌ 図
−「〜 Ｊｉ ＮＸ’ ４ｃｏ
×４つθ第１．５１図 第１６図 不皮削村のｔ〃削長（グ）名炙肖９才りＬ
７）角り長（ｑルラ
２図は５ＫＨ９粉末の急冷凝固層の組織の断面写真、第
６図は同急冷凝固層の組織の顕微鏡写真、第４図は同窓
、冷凝固層の焼戻し組織の顕微鏡写真、第５図は同急冷
凝固層の焼入、焼戻し組織の顕微鏡写真、第６図は５Ｋ
Ｈ９普通材の焼入、焼戻し組織の顕微鏡写真、第７図は
ＳＫ Ｈ９の急冷凝固層及び普通材の熱処理后の硬さを
示す図、第８図は５ＫＩｉ９粉末十ＶＣ５％の無腐食の
組織の顕微鏡写真、第９図は同じく腐食した組織の顕微
鏡写真、第１０図は５ＫＨ９の粉末＋ＶＣ１０％の無腐
食の組織の顕微鏡写真、第１１図は同腐食した組織の顕
微鏡写真、第１２図は５ＫＨ９粉禾にＶＣの添加量をか
えた時の急冷凝固層の硬さを示す図、第１６図は実施例
の刃物の図、第１４図はブレーナに取付けた回転軸に刃
物の固定した切削状態図、第１５図、第１６図は実施例
における刃先摩耗量２示す図、第１７図は５ＫＨ９普通
材の熱処理したちの一切削前の刃先線あらさを示す図、
第１８図は５ＫＨ９粉末＋Ｖ（？２０％急冷凝固層の切
削前の刃先線のあらさを示す図、第１９図はＳ Ｋ Ｉ
ｉ ９普通材の熱処理したもの’−６Ｑｍ切削後の刃先
線のあらさを示す図、第２０図は５ＫＨ９粉末＋ＶＣ２
０％急冷凝固層の６０ｎ１ 切削後の刃先線のあらさ
を示す図である。 ａ・・・刃物地金 ｂ・・・急冷凝固層特許出願人
兼房刃物工業株式会社 第１１．っ 第２図 ７ 第６図 Ｘ ４００ 第７図 第” Ｌ４ 第１０図 ｆうＰ＼ 芝ｌ 図
−「〜 Ｊｉ ＮＸ’ ４ｃｏ
×４つθ第１．５１図 第１６図 不皮削村のｔ〃削長（グ）名炙肖９才りＬ
７）角り長（ｑルラ
Claims (5)
- （１）低級材料の刃物地金上の刃部形成部位に刃部材料
をのせて高エネルギー密度を有する熱源のビームを該刃
部材料に照射することにより刃部材料を急速加熱溶融し
、その溶融熱で刃物地金に溶着させるとともに地金への
熱伝導で急冷して刃部材料に急冷凝固層を形成させその
後該層に被切削材と接触して加工する刃部を成形するこ
とを特徴とする鋭利な刃先を必要とする刃物の製造方法
。 - （２）刃部材料は粉末である特許請求の範囲第１項記載
の鋭利な刃先を必要とする刃物の製造方法。 - （３）刃部材料は粒状である特許請求の範囲第１項記載
の鋭利な刃先ご必要とする刃物の製造方法。 - （４）刃部材料は細片の集合体である特許請求の範囲第
１項記載の鋭利な刃先を必要とする刃物の製造方法。 - （５）刃部材料には硬質物質の粉末を添加した混合物で
ある特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第
４項記載の鋭利な刃先を必要とする刃物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58065805A JPS59191582A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 鋭利な刃先を必要とする刃物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58065805A JPS59191582A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 鋭利な刃先を必要とする刃物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59191582A true JPS59191582A (ja) | 1984-10-30 |
Family
ID=13297607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58065805A Pending JPS59191582A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 鋭利な刃先を必要とする刃物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59191582A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0191203A2 (en) * | 1985-01-16 | 1986-08-20 | Jerome Hal Lemelson | Cutting tool structures, apparatus and method for making same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50812A (ja) * | 1972-11-14 | 1975-01-07 |
-
1983
- 1983-04-13 JP JP58065805A patent/JPS59191582A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50812A (ja) * | 1972-11-14 | 1975-01-07 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0191203A2 (en) * | 1985-01-16 | 1986-08-20 | Jerome Hal Lemelson | Cutting tool structures, apparatus and method for making same |
| EP0191203A3 (en) * | 1985-01-16 | 1988-02-17 | Jerome Hal Lemelson | Cutting tool structures, apparatus and method for making same |
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