JPS61257777A - 鉄ベ−ス層付カツタ−セグメント - Google Patents

鉄ベ−ス層付カツタ−セグメント

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JPS61257777A
JPS61257777A JP5169585A JP5169585A JPS61257777A JP S61257777 A JPS61257777 A JP S61257777A JP 5169585 A JP5169585 A JP 5169585A JP 5169585 A JP5169585 A JP 5169585A JP S61257777 A JPS61257777 A JP S61257777A
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JP
Japan
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base layer
powder
cutter
segment
cutter segment
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Pending
Application number
JP5169585A
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English (en)
Inventor
Takao Kawakita
川北 宇夫
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Osaka Diamond Industrial Co Ltd
Original Assignee
Osaka Diamond Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/12Saw-blades or saw-discs specially adapted for working stone
    • B28D1/121Circular saw blades

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は例えば石材、コンクリート、及び瓦などの切断
のため、手持ち又は台車型カッターに装着される小径の
切断■カッターの切刃として用いられるような鉄ベース
層付カッターセグメントに関するものである。
[背景技術] 第2図に石材切断用カッターを示す。図において1は円
板状の合金であり、2は回転軸に対するカッター取付部
を示し、3は台金1の外周より等間隔に中心方向に形成
された溝であり、4はカッターセグメントである。
カッターセグメント4は切刃となるダイヤモンド、CB
N等超砥粒7がボンド粉末焼結体で固定されている砥粒
層5とダイヤモンド、cBN等超砥粒を含まない金属粉
末焼結体のベース層6の2層がらなっている。通常、こ
のカッターセグメント4−は成形の段階で、前記両粉末
を二層に成形の上、ホットプレス等で焼結して一体化し
て形成される。
台金1と接合されるベース6の底面は、台金1の外周径
とほぼ同径の曲面をなし、前記砥粒!s5の外周面はカ
ッター回転軸より同一円周上にあるような曲面で形成さ
れ、前記ベース層6の底面を台金1の外周面に合せ、界
面をろう付は又は溶接によって接着したものである。
なお、カッターセグメントに特にベース層を付けて2J
!!構造とするのは、(1)セグメント←→台金の界面
にダイヤモンド、 CBN等超等位砥粒在すると、ろう
付けの場合には、ろう付は面積が減少し、溶接の場合に
は、Fe−ダイヤモンド等の反応で脆化が起る。■セグ
メント焼結時に生ずる歪のため、セグメント底面の曲面
は完全な円弧でなく、接着が不利であるので、殆んどの
場合、機械加工により曲面の精度を向上させる必要があ
るが、超砥粒が存在すると事実上加工が不能となる、等
の理由による。
(イン又、従来、ダイヤモンド工具業界の通念としてベ
ース層6となる金属粉末焼結体の粉末原料としては超砥
粒7を固定するボンド粉末焼結体のそれと同じである場
合が極めて多い。これは焼結時に2層界面におけるなじ
みがよく、容易に一体化するからであり、又実際に生産
を行う場合の粉末管理が簡明であることなどを理由とす
る。
(ロ)一方、超砥粒7を固定するためのボンド粉末とし
ては、現在石材などの切断用カッターでは、FeやFe
基基金合金属粉末用いられていない。これはボンド粉末
としてFeを主成分とするものを用いると焼結の工程で
ダイヤモンド等と接触、するFe粉末がダイヤモンド等
を激しく浸蝕するので、これら超砥粒の衝撃強度を著し
く低下せしめ、石材切断カッターとしては致命的な寿命
の低下を招くからである。従って石材切断用カッターに
用いるボンド粉末としては非鉄金属粉末、例えばCo1
(Co + Cu )混合粉、(CO+ブロンズ)混合
粉及びブロンズ粉などを主成分とするものを用いること
が、ダイヤモンド工具業界の通念となっている。
以上の(イ)(ロ)の理由により非鉄金属のボンド粉末
より成る砥粒層と、同種の非鉄金属の粉末より成るベー
ス層の2層構造を焼結により一体化してセグメントを作
ることが、業界の通念として固定化されている。
しかしながら、例えば(Co+ブロンズ)混合粉末を用
いてペース芭となる焼結体が構成されている場合、ブロ
ンズの融点以上の溶融点を持つようなろう材によるろう
付けはできない。石材切断用カッターの中でも、特に、
例えば手持ち又は台車型のそれのように、小径のカッタ
ーで作業者がカッターの近くで切断作業を行うようなも
のについては、作業中特定のセグメントでの異常発熱に
起因するろう付は外れは致命的な事故を引き起す危険が
あり、これを防止するために、高温の融点を有するろう
材を用いることが好ましいが、上記ベース層の材質によ
るろう材選択の制限は基本的な問題であるので、抜本的
なろう付は強度の向上は望めなくなっている。
このように「ろう付は法」では限度があることより、近
年第2図台金1とベース層6との界面を電子ビーム、レ
ーザー又は通電抵抗熱等により処理し、界面に隣接する
台金1及びベース層6の金属を一部瞬時に溶解、凝固せ
しめて両者を接合する「溶接法」が用いられ始めた。と
ころが電子ビーム等で溶接を行うと例えば(Co+ブロ
ンズ)混合粉末の焼結体のベース層の場合、coとブロ
ンズの2相の融解により、溶接部分に異相が生じ、又溶
接部分と接するベース層に元の焼結体と金属組織的に基
本的に異る熱影響層が生じ、このための脆弱な層が形成
され、充分な溶接強度が得られず、この種のベース層で
は電子ビームなどの瞬時に溶解、凝固を伴う溶接は実用
上適用できないことが、この種の溶接法の大きな問題点
となっている。
[解決しようとする問題点コ 以上説明したように、ろう付けにせよ、電子ビームなど
による溶接にせよ、カッターセグメントの合金に対する
接合工程では、ベース層をなす焼結体を構成する金属粉
末の種類によって、接合強度が大幅な制約を受けること
になる。
[問題を解決するための手段] 本発明は前述のカッターセグメントにおいて、砥粒層の
ボンド粉末としては、従来通りCo、(C。
+ Cu )混合粉、(co+ブロンズ)混合粉、及び
ブロンズ粉などを主成分とするものを用いるものの、ベ
ース層の金属粉末としては業界の通念に反して、これら
非鉄金属とは全く異るFe又はFe基基金合金属粉末用
いて2層構造として焼結により一体化したものである。
このようなFe又はFe基基金合金属粉末焼結体は主成
分がFeである所から、主成分をFeとする合金と金属
学的な特性上の類似点が多く、格別精緻な技術手法を用
いることなく溶接を可能とするものである。
第1図は本発明のカッターセグメントの一例を示す。図
において、8はダイヤモンドまたはCBNのような超砥
粒7を固定する非鉄金属を主成分とするボンド粉末焼結
体であり、9はベース層となる金属粉末焼結体であり、
画部分は焼結時に一体化されている。
超砥粒7を固定するボンド粉末としては、COまたは(
Co + Cu )混合粉末、(co+ブロンズ)混合
粉末またはブロンズ粉末等が用いられ、またベース層と
なる焼結体を作る金属粉末としてはFe粉末、またはF
eとNiの混合粉末、またはFeとCuの混合粉末等が
用いられる。
カッターセグメントは以上説明のボンド粉末を周知の成
形手段によって2層に成形し、ホットプレス等を用いて
一体に焼結して構成される。
次にカッターセグメントペース層と合金との接着強度試
験およびその結果を示す。
台金寸法:外径32酋■、内径20mm1厚み!、5冒
■合金材質: 5K−5,545C,5PCC,5PC
Cに0.2冨議滲炭焼人品 セグメント寸法:長さ32■、厚み2.0■■、R円弧
46■■R セグメント材質 67%Co−33%Cu→略号CC 100%Fe→略号FE 98%Fe−2%N!→略号FN 98%Fe−2%/Ni→略号FC なお、CC,FE、 FN、 FCはベース層のみのも
のである。
試験法 合金に接着されたセグメントをトルクレンチを用いて曲
げ応力を加え破壊せしめ、破壊荷重を測定する。
接着方法 (1)銀ろう付け SiQ+a3銀ろう:融点820℃、Ag 45.3%
、Cu15.6%、 Cd23.8%、残Zn■電子ビ
ーム溶接 加速電圧150kV1電子流25 mA 1電子線照射
幅1■■、真空度1O−4■■Hg■通電抵抗溶接 荷重BOOkg、印加電圧200V、放電電流44kA
放電時間19m5ec1台金及びセグメント形状第3図
(a)及び(b)の通り。
上記のように合金とセグメントペースの接触点で電流が
集中するようにし、発熱を容易にさせた。
データ1 上記銀ろうにより、前掲の各種台金について
セグメント材質を組合せて銀ろ う付けしたが、その強度は、40〜■0−0゜1である
データ2  CC−8K−5電子ビーム 40kg、c
mで全て溶接   セグメント部 が破断(弱い) データ3FE−8PCC同上 110kg、amで破断
せず曲り (溶接強度は合 全以上) データ4  FN−8PCC同上 同上(同上)データ
5  FN−8PCC同上 同上(同上)データ6  
FN−8PCC同上  120kg、amで破滲炭焼人
品     断せず曲り (同上) データ7 超低&coボンド、 同上  [10kg、
c■で破断FEベース層     せず曲り (同上) データ8  FE−8PCC通電抵抗 70kg、cm
で破断組合せ第3図(a)法 溶接   せず曲り(同
上) データ9  FE−3PCC同上   同上組合せ第3
図(b)法           (同上)データ10
  FE−845C同上 9Q〜120kg、cmで同
上        破断又は曲り 以上のデーターにおいて明らかなように、カッターセグ
メントのベース層を(Co + Cu )混合粉末で形
成したものは電子ビーム溶接の際の熱影響により脆弱層
が生じ、そのために全て40kg、c++で破断する。
このような脆弱なものは実使用に耐えない。これに反し
FeまたはFe基混合粉末で形成したものは80kg、
amで破断することなく、十分実使用に耐えることがで
きる。
通電抵抗溶接を行う場合は第3図(a)及び(b)のよ
うに接触点で電流が集中するようにすれば、良好な溶接
強度を示すことが明らかである。第3図(a)や(b)
のような組合せ以外にも例えば第3図(C)のようなセ
グメントベースに凸ルを形成した組合せでも良好な溶接
が可能であることは自明である。
なおN Feに添加するNiの場合、0.01%では添
加効果は殆んどなく、Cuの場合20%を超えれば、か
えって強度は低下し、Cもまた4、5%を超えれば、か
えって効果が低下するので、添加物の添・胎毒は次のよ
うに限定される。
Ni添加ffi  0.01〜50% Cu添加fi  0.01−20% C添加量 0.01〜4.5% [効果コ 本発明では、通常台金として用いられるFe系台金に対
し、カッターセグメントのベース層をFe1またはFe
基焼結体としているので、両者の金属学的性質、例えば
融点、銀ろうに対するぬれ性、異種金属との合金しやす
さが類似しており、両者が溶融した場合には容易に合金
ができ、セグメントをろう付け、又は溶接により接着す
る場合、接着工程の適正条件を広い範囲を見出すことが
容易であって、接着強度の高いものを選択することがで
きる。
また切刃となる超砥粒を固定する焼結体部分のボンド粉
末としてCo 、(Go + Cu )混合粉、(C。
+ブロンズ)混合粉、又はブロンズ粉などの非鉄金属粉
末を使用しているが、前記ベース層との結合は良好であ
って、本発明のセグメントはFe製台金に接着して極め
て機械的力に強いカッターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す。 第2図は石材切断用カッターの説明図である。 第3図(a)、(b)、(c)は通電抵抗溶接による本
発明の一実施を示す。 1・・・台金、2・・・カッター取付部、3・・・溝、
−4・・・カッターセグメント、5・・・超砥粒層、6
・・・ベース層、7・・・超砥粒、8・・・超砥粒を含
有する非鉄金属を主成分とするボンド粉末焼結体、9・
・・FeまたはFe基基台合金属粉末よる焼結体。 第3図 手  続  補  正  書 昭和60年4り!2日 18  事件の表示 昭和60年 特許願 第 51695  号2、発明の
名称 鉄ベース層付カッターセグメント 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所     大阪府堺市鳳北町2丁80番地名 称
     大阪ダイヤモンド工業株式会社代表者玉置元
久 4、代理人 住 所     大阪市淀用区西中島1丁目9番20号
B、補正の対象 明細書、発明の詳細な説明の欄 1正の内容 細吉中第11頁5行目 「FEヘース層」とあるのをrFEベース層−8PCC
Jと訂正する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Fe又はFe基混合金属粉末焼結体をベース層と
    して有し、ダイヤモンド又はCBN等超砥粒を固定する
    非鉄金属を主成分とするボンド粉末の焼結体を砥粒層と
    して有することを特徴とする鉄ベース層付カッターセグ
    メント。
  2. (2)Fe基混合金属粉末焼結体としてCu、Ni等の
    添加物をFe粉末に添加し、成型、焼結したものを用い
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の鉄ベー
    ス層付カッターセグメント。
  3. (3)Fe基混合金属粉末としてFeにNi−(0.0
    1〜50)重量%、又はCu−(0.01〜20)重量
    %、又はC−(0.01〜4.5)重量%を添加物とし
    て添加して成形、焼結したものを用いることを特徴とす
    る特許請求の範囲第2項記載の鉄ベース層付カッターセ
    グメント。
  4. (4)通電溶接に適する如く、円弧状に配列形成された
    接触点をベース層に有することを特徴とする特許請求の
    範囲第1〜3項記載の鉄ベース層付カッターセグメント
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