JPS62275057A - 刃物 - Google Patents
刃物Info
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- JPS62275057A JPS62275057A JP61114717A JP11471786A JPS62275057A JP S62275057 A JPS62275057 A JP S62275057A JP 61114717 A JP61114717 A JP 61114717A JP 11471786 A JP11471786 A JP 11471786A JP S62275057 A JPS62275057 A JP S62275057A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、フィルム、紙、布などのシート材料および合
成ａｉｎ、 カーボン繊維等ファイバー状の材料を切断
するために用いられるせん断力物に関する。
成ａｉｎ、 カーボン繊維等ファイバー状の材料を切断
するために用いられるせん断力物に関する。
本発明が対象とするせん断力物には、よく切れしかも切
れ味の低下が極力少ないこと、耐食性があること、耐摩
耗性がありしかも機械的強度が高くて耐久性があること
等の特性が要求されてい゛る。
れ味の低下が極力少ないこと、耐食性があること、耐摩
耗性がありしかも機械的強度が高くて耐久性があること
等の特性が要求されてい゛る。
従来のせん断力物は、刃物全体を高速度工兵鋼炭素工兵
鋼などの高硬度焼入鋼を用いたもの、あるいは鋼製台金
に超硬合金（たとえば炭化タングステン焼結体など）を
刃金材として接合した付刃構造のものが用いられている
。
鋼などの高硬度焼入鋼を用いたもの、あるいは鋼製台金
に超硬合金（たとえば炭化タングステン焼結体など）を
刃金材として接合した付刃構造のものが用いられている
。
しかしながら、鋼の刃物は初期の切れ味はよいものの、
硬度が十分でないため切れ味が早期に低下し耐久性とい
う点で十分でないという問題があった。
硬度が十分でないため切れ味が早期に低下し耐久性とい
う点で十分でないという問題があった。
１す久性の点でさらに高度な要求を満足する刃金材とし
て従来超硬合金（ビッカース硬度１３００）が用いられ
ているのであるが、超硬合金は非常に高価でありしかも
難加工性の材料であるため、刃先部分にのみ刃金材とし
て用い、合金材としては鋼を用いるのが普通である。
て従来超硬合金（ビッカース硬度１３００）が用いられ
ているのであるが、超硬合金は非常に高価でありしかも
難加工性の材料であるため、刃先部分にのみ刃金材とし
て用い、合金材としては鋼を用いるのが普通である。
しかし、このような材質の組み合わせでは超硬合金と鋼
の各々の熱膨張係数が者しく異なるために次のような問
題点がある。
の各々の熱膨張係数が者しく異なるために次のような問
題点がある。
まずＰＩＳｌには、刃金材と合金材の接合方法のうちろ
う付けあるいは加熱硬化型金属接着剤などの熱を伴なう
方法は確実な面接合が得られる点で優れた方法であるが
、相互の熱膨張の差による刃物全体の反りと刃物内部に
残留応力を生じさせる結果となり、このために刃先の形
状を真直あるいは所定の形状精度に仕上げることが難し
い。
う付けあるいは加熱硬化型金属接着剤などの熱を伴なう
方法は確実な面接合が得られる点で優れた方法であるが
、相互の熱膨張の差による刃物全体の反りと刃物内部に
残留応力を生じさせる結果となり、このために刃先の形
状を真直あるいは所定の形状精度に仕上げることが難し
い。
すなわち接合時に生じた応力は常温時には一部が歪とな
って解放され、一部は残留応力として刃物内部に残るた
め、刃先形状を所定の形状に研削などの除去加工によっ
て仕上げようとすれば、部分的に残留応力の均衡を失っ
て、さらに歪を生ずる傾向となるのである。したがって
、このような場合、プレスなどによる歪の矯正と研削加
工を繰り返し行なって次第に所定の形状精度を得る方法
をとることになるが、矯正作業は通常熟練者によって行
なわれ、また研削工程を繰り返して行なうことから、こ
のような加工方法は多大の工数を必要とし、同時に高価
なものとなる。
って解放され、一部は残留応力として刃物内部に残るた
め、刃先形状を所定の形状に研削などの除去加工によっ
て仕上げようとすれば、部分的に残留応力の均衡を失っ
て、さらに歪を生ずる傾向となるのである。したがって
、このような場合、プレスなどによる歪の矯正と研削加
工を繰り返し行なって次第に所定の形状精度を得る方法
をとることになるが、矯正作業は通常熟練者によって行
なわれ、また研削工程を繰り返して行なうことから、こ
のような加工方法は多大の工数を必要とし、同時に高価
なものとなる。
第２の問題、αは、このようにして所定形状精度の刃物
を得ても、このような構造の刃物は環境温度の変化によ
り、再び歪を生じる傾向を有することである。すなわち
刃金材と合金材との接合をねじ、リベットあるいは常温
硬化型金属接着剤のように熱を伴なわない方法によって
行ない、所定の形状精度の刃物を得ても、やはり熱によ
る歪の発生は免れ難い、せん断刃物は、一対の刃物の刃
先間のクリアランスを一定に保つか、あるいは相互の刃
先を交叉圧接しながら被切断材を切断する構造のもので
あるから、刃物に反りを生じることは、クリアランスの
不同、あるいは刃先間に異常な隙間がでさることになり
、安定な切断を得るためには極めて不都合な現象である
。このため、この種の超硬合金を刃金材として用いた付
刃のせん断刃物ではこのような環境温度による刃物の叉
りを抑制するために刃物に比較して者しく剛性の高い刃
物取付架台に各々の刃物を一体的に取り付けて使用する
のである。
を得ても、このような構造の刃物は環境温度の変化によ
り、再び歪を生じる傾向を有することである。すなわち
刃金材と合金材との接合をねじ、リベットあるいは常温
硬化型金属接着剤のように熱を伴なわない方法によって
行ない、所定の形状精度の刃物を得ても、やはり熱によ
る歪の発生は免れ難い、せん断刃物は、一対の刃物の刃
先間のクリアランスを一定に保つか、あるいは相互の刃
先を交叉圧接しながら被切断材を切断する構造のもので
あるから、刃物に反りを生じることは、クリアランスの
不同、あるいは刃先間に異常な隙間がでさることになり
、安定な切断を得るためには極めて不都合な現象である
。このため、この種の超硬合金を刃金材として用いた付
刃のせん断刃物ではこのような環境温度による刃物の叉
りを抑制するために刃物に比較して者しく剛性の高い刃
物取付架台に各々の刃物を一体的に取り付けて使用する
のである。
超硬合金は縦弾性係数が４００００〜６００００ ｋｇ
ｆ／ ｎ＋ｎ＋２ と鋼の２１０００ ｋｇｆ／ ■２
に比較して者しく大きいので刃金材の断面積が小さくて
も生じる熱応力は大きく、したがって、これを抑制する
ための刃物取付架台（鋼！！りは十分大きな断面を有す
るものとしてなくてはならず、したがって、このような
刃物を用いた装置は大型で重くシかも高価なものとなる
欠点があった・ 以上の問題を解決する刃物として、少なくと６５０モル
％の正方晶系の結晶構造のノルコニアを含むが、単科晶
系の結晶構造のノルコニアは実質的に含まないジルフニ
ア焼結体からなる刃物が特開昭５８−７１０９５号公報
に開示されている。
ｆ／ ｎ＋ｎ＋２ と鋼の２１０００ ｋｇｆ／ ■２
に比較して者しく大きいので刃金材の断面積が小さくて
も生じる熱応力は大きく、したがって、これを抑制する
ための刃物取付架台（鋼！！りは十分大きな断面を有す
るものとしてなくてはならず、したがって、このような
刃物を用いた装置は大型で重くシかも高価なものとなる
欠点があった・ 以上の問題を解決する刃物として、少なくと６５０モル
％の正方晶系の結晶構造のノルコニアを含むが、単科晶
系の結晶構造のノルコニアは実質的に含まないジルフニ
ア焼結体からなる刃物が特開昭５８−７１０９５号公報
に開示されている。
本発明は以上説明した鋼、超硬合金製刃物の欠点を解決
することはもちろん、特開昭５８−７１０９５号公報に
開示されている刃物より優れた刃物の提供を目的とする
。
することはもちろん、特開昭５８−７１０９５号公報に
開示されている刃物より優れた刃物の提供を目的とする
。
〔問題点を解決するための手段〕 “
本発明は前記問題、直に霞みて種々検討した結果得られ
たもので、Ｙ２Ｏ，０，５〜４モル％お上りＣｅＯ２２
〜１４モル％の１種または２種を含有するＺｒＯ□４０
〜９０重景％と 残りが主トＬ ’ＣＡｌ２Ｏ３１０〜
６０ ｍ１％カラナ７１Ｚ「０２系セラミツクスで構成
されていることを特徴とするせん断刃物である。
たもので、Ｙ２Ｏ，０，５〜４モル％お上りＣｅＯ２２
〜１４モル％の１種または２種を含有するＺｒＯ□４０
〜９０重景％と 残りが主トＬ ’ＣＡｌ２Ｏ３１０〜
６０ ｍ１％カラナ７１Ｚ「０２系セラミツクスで構成
されていることを特徴とするせん断刃物である。
本発明においては、ＺｒＯ２系セラミックスを構成する
ＺｒＯ２の結晶相が土として正方晶、望ましくは９０％
以上、かつ焼結体結晶の平均粒子径が３μｍ以下である
ことが望ましい。
ＺｒＯ２の結晶相が土として正方晶、望ましくは９０％
以上、かつ焼結体結晶の平均粒子径が３μｍ以下である
ことが望ましい。
また圧力５０ＭＰａ以上、温度１３００〜１６００℃の
条件で熱間静水圧プレス処理を施すことが強度向上のた
め望ましい。
条件で熱間静水圧プレス処理を施すことが強度向上のた
め望ましい。
本発明の成分限定理由について説明する。
第３図は、種々重量比を変えたＺｒ０ｚ −Ａ１．Ｏ，
セラミックスの抗折強度（ｋｇ／ｍｓ＋”）および硬度
（Ｈｖ）との関係を示すグラフである。
セラミックスの抗折強度（ｋｇ／ｍｓ＋”）および硬度
（Ｈｖ）との関係を示すグラフである。
第３図かられかるように、Ａｌ２Ｏ３添加量が１０重量
％未満では硬度、抗折強度の点で十分でなく、また６０
重１％を越えると硬度は向上するが逆に抗折強度が低下
するため刃物としての耐摩耗性が十分でない。
％未満では硬度、抗折強度の点で十分でなく、また６０
重１％を越えると硬度は向上するが逆に抗折強度が低下
するため刃物としての耐摩耗性が十分でない。
したがってＡｌ２Ｏ３の含有量は１０〜６０重世％とし
た。
た。
また、Ｙ２Ｏ，およびＣｅ Ｏ２の含有量は、ＺｒＯ□
に対してそれぞれ０．５〜４モル％、２〜１４モル％で
選択されるが、これ未満では単斜晶が、この範囲を越え
ると立方晶が増加し靭性の良い正方晶の割合が低下する
ため、使用時にチッピングが多くなり寿命低下につなが
る。
に対してそれぞれ０．５〜４モル％、２〜１４モル％で
選択されるが、これ未満では単斜晶が、この範囲を越え
ると立方晶が増加し靭性の良い正方晶の割合が低下する
ため、使用時にチッピングが多くなり寿命低下につなが
る。
よって、Ｙ２Ｏ，の含有量は０．５〜４モル％、ＣｅＯ
□の含有量は ２〜１４モル％とした。当然、このＩ！
囲でＹｔＯｓ とＣｅ Ｏ２を混合してもよい。
□の含有量は ２〜１４モル％とした。当然、このＩ！
囲でＹｔＯｓ とＣｅ Ｏ２を混合してもよい。
前述のように、せん断刃物は刃金材と台金材との複合構
造として用いられる場合もあるが、本発明の刃物を刃金
材としても、その熱膨張係数、縦弾性係数とも台金材の
鋼に極めて近い（第１表参照）。
造として用いられる場合もあるが、本発明の刃物を刃金
材としても、その熱膨張係数、縦弾性係数とも台金材の
鋼に極めて近い（第１表参照）。
したがって、熱を伴なう確実な接合法によっても者しい
歪みを生ずる恐れはなく、また使用中の環境温度変化に
よって起こる歪もごくわずかであり、刃物取付架台は刃
物の反りを抑制する効果を考慮する必要も特にない。
歪みを生ずる恐れはなく、また使用中の環境温度変化に
よって起こる歪もごくわずかであり、刃物取付架台は刃
物の反りを抑制する効果を考慮する必要も特にない。
次に本発明の実施例を図面によって説明する。
第１図において刃金材１の断面寸法は、厚さＺ ｍｔｓ
ｓ幅１０ｍｍ、長さ４５０ｍｍであり、台金材２の断面
寸法は、厚さ１２１１幅３８＋ａ＋ａ、長さ４５０ｍｍ
で刃金材１を台金材２の稜部に加工された溝３の内部に
嵌合し、加熱硬化型エポキシ系金属接着剤を用いて１５
０℃、１時間の加熱硬化処理によって接合した。
ｓ幅１０ｍｍ、長さ４５０ｍｍであり、台金材２の断面
寸法は、厚さ１２１１幅３８＋ａ＋ａ、長さ４５０ｍｍ
で刃金材１を台金材２の稜部に加工された溝３の内部に
嵌合し、加熱硬化型エポキシ系金属接着剤を用いて１５
０℃、１時間の加熱硬化処理によって接合した。
刃金材を超硬合金Ｇ３ （ＪＩＳ Ｈ２ＳＯ４）と
し、台金材を合金工具＃５ＫＳ５ （ＪＩＳＧ４４０
４）で焼入焼戻かなさをロックウェル硬度（ＨＲＣ）４
５とした場合、接合前各々の部材の真直度が０．０５ｍ
ａ＋であったが、接合時の加熱処理により刃面に０．２
５ｍ＋ａ凸方向に反りを生じた。
し、台金材を合金工具＃５ＫＳ５ （ＪＩＳＧ４４０
４）で焼入焼戻かなさをロックウェル硬度（ＨＲＣ）４
５とした場合、接合前各々の部材の真直度が０．０５ｍ
ａ＋であったが、接合時の加熱処理により刃面に０．２
５ｍ＋ａ凸方向に反りを生じた。
これに対して、刃金材を Ｙ２Ｏ，２モル％、ＣｅＯ□
４モル％含有するＺ ｒｏ ２８０重量％残部実質的
にＡｌ２ｏｚよりなる焼結体とし、台金材をｇｆ戒構造
用炭素鋼９４５Ｃ（ＪＩＳＧ４０５１）とした場合には
接合に伴なう歪の発生は０，０５１未満であった。
４モル％含有するＺ ｒｏ ２８０重量％残部実質的
にＡｌ２ｏｚよりなる焼結体とし、台金材をｇｆ戒構造
用炭素鋼９４５Ｃ（ＪＩＳＧ４０５１）とした場合には
接合に伴なう歪の発生は０，０５１未満であった。
このようにして接合した刃物の刃先を ０．０１ｍｍの
真直形状に研削仕上げするためには、刃金材として超硬
合金を使用した従来の付刃刃物では、プレスによる反り
の矯正を行なった後、裏表計５回の研削加工を必要とし
たが、刃金材として前記焼結体を使用した本発明の刃物
では、刃先を構成する２面の研削のみで所期の形状精度
を得ることができた。
真直形状に研削仕上げするためには、刃金材として超硬
合金を使用した従来の付刃刃物では、プレスによる反り
の矯正を行なった後、裏表計５回の研削加工を必要とし
たが、刃金材として前記焼結体を使用した本発明の刃物
では、刃先を構成する２面の研削のみで所期の形状精度
を得ることができた。
さらにこのような刃物を７０℃ （常温２０℃に対して
５０°Ｃの温度上昇）の環境中に１時間保持したのち、
刃面の真直度を測定すると刃金材に超硬合金を使用した
従来の付刃刃物では、０．０７ｍａ＋（！Ｊ力方向反り
を生じたのに対して、刃金材−二前記焼結体を用いた本
発明では、０゜０１１１ＩＩ１１未満であり、特に反り
を生じたものとは認められなかった。
５０°Ｃの温度上昇）の環境中に１時間保持したのち、
刃面の真直度を測定すると刃金材に超硬合金を使用した
従来の付刃刃物では、０．０７ｍａ＋（！Ｊ力方向反り
を生じたのに対して、刃金材−二前記焼結体を用いた本
発明では、０゜０１１１ＩＩ１１未満であり、特に反り
を生じたものとは認められなかった。
ｔＪ述のような反りを生ずる従来の付刃刃物において、
一般楕遣用圧延鋼５Ｓ４１ （ＪＩＳＧ３１０１）の
断面２２ｍｍ Ｘ６５１１ａ＋ ％長さ５００ｍｍの架
台４ （ｐＩＳ１図中に−、α鎖線で図示）にＭ６六
角ボルト５本を用いて一体的に固定した場合、同条件の
高温中−二おいても刃面の反りを０．０１ｍｍ以下とす
ることができた。
一般楕遣用圧延鋼５Ｓ４１ （ＪＩＳＧ３１０１）の
断面２２ｍｍ Ｘ６５１１ａ＋ ％長さ５００ｍｍの架
台４ （ｐＩＳ１図中に−、α鎖線で図示）にＭ６六
角ボルト５本を用いて一体的に固定した場合、同条件の
高温中−二おいても刃面の反りを０．０１ｍｍ以下とす
ることができた。
第２図は本実施例に用いた切断装置の概略を示す斜視図
である。
である。
第２図において、回転刃５、固定刃６を本発明に係る刃
物、すなわち Ｙ２Ｏ，を２モル％、Ｃｅ Ｏ２を４モ
ル％含有したＺｒ０□８０重量％、残部実質的にＡｌ２
Ｏ，よりなる刃物とし、被切断物として幅５９ｍｍ、厚
さ１４０μ閣の上質紙を用いて１００万回のカットテス
トを実施した。比較として回転刃、固定刃をＹ２Ｏ，を
３モル％含有するＺｒＯ２として同様にカットテストを
行なった。カットテスト後の刃先摩耗量を測定したとこ
ろ、本発明刃物はＹ、Ｏ，を３モル％含有するＺｒＯ２
からなる刃物の摩耗量に比べて３６％であった。この結
果から、寿命は約２．８倍あると推定できる。
物、すなわち Ｙ２Ｏ，を２モル％、Ｃｅ Ｏ２を４モ
ル％含有したＺｒ０□８０重量％、残部実質的にＡｌ２
Ｏ，よりなる刃物とし、被切断物として幅５９ｍｍ、厚
さ１４０μ閣の上質紙を用いて１００万回のカットテス
トを実施した。比較として回転刃、固定刃をＹ２Ｏ，を
３モル％含有するＺｒＯ２として同様にカットテストを
行なった。カットテスト後の刃先摩耗量を測定したとこ
ろ、本発明刃物はＹ、Ｏ，を３モル％含有するＺｒＯ２
からなる刃物の摩耗量に比べて３６％であった。この結
果から、寿命は約２．８倍あると推定できる。
以上説明したように、本発明刃物は、優れた耐摩耗性を
有するとともに熱膨張係数、縦弾性係数が鋼と極めて近
い値を示し鋼を合金とした複合構造の刃物として用いる
場合にも有効であり、産業上非常に有益なものである。
有するとともに熱膨張係数、縦弾性係数が鋼と極めて近
い値を示し鋼を合金とした複合構造の刃物として用いる
場合にも有効であり、産業上非常に有益なものである。
特に、従来のＺｒＯ２刃物では、磁気コート紙のような
硬質の粒子が塗布しである紙を切断する場合に耐久性が
不十分であったが、本発明によりばこのようなアブレッ
シブ的な摩耗をする刃物用途においても優れた耐久性を
示すと考えられる。
硬質の粒子が塗布しである紙を切断する場合に耐久性が
不十分であったが、本発明によりばこのようなアブレッ
シブ的な摩耗をする刃物用途においても優れた耐久性を
示すと考えられる。
第１図は本発明刃物を合金材に組み込んだ状態の断面図
、ｐｌＳ２図は本発明刃物を用いたシート切断装置の斜
視図、ｔＩＳ３図はＺｒＯ，−Ａｌ２Ｏ、セラミックス
の抗折強度、硬さを示すグラフである。 第７図 ３清 第 ２ 記
、ｐｌＳ２図は本発明刃物を用いたシート切断装置の斜
視図、ｔＩＳ３図はＺｒＯ，−Ａｌ２Ｏ、セラミックス
の抗折強度、硬さを示すグラフである。 第７図 ３清 第 ２ 記
Claims (3)
- （１）Ｙ＿２Ｏ＿３０．５〜４モル％ およびＣｅＯ＿
２２〜１４モル％の１種または２種を含有する ＺｒＯ＿２４０〜９０重量％と残りが主としてＡｌ＿２
Ｏ＿３１０〜６０重量％からなるＺｒＯ＿２系セラミッ
クスで構成されていることを特徴とする刃物。 - （２）ＺｒＯ＿２系セラミックスを構成するＺｒＯ＿２
の結晶相が主として正方晶からなり、かつ焼結体結晶の
平均粒子径が３μｍ以下である特許請求の範囲第１項記
載の刃物。 - （３）圧力５０ＭＰａ以上、温度１３００〜１６００℃
の条件下で熱間静水圧処理が施されている特許請求の範
囲第１項または第２項記載の刃物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114717A JPS62275057A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 刃物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114717A JPS62275057A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 刃物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62275057A true JPS62275057A (ja) | 1987-11-30 |
Family
ID=14644855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61114717A Pending JPS62275057A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | 刃物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62275057A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01234365A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高強度着色ジルコニア系焼結体 |
| JPH01234364A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高強度着色ジルコニア系焼結体 |
| JPH0255261A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-23 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 切削工具用セラミックス焼結体 |
| JPH03265563A (ja) * | 1990-01-23 | 1991-11-26 | Hitachi Chem Co Ltd | アルミナ‐ジルコニアセラミツクス |
-
1986
- 1986-05-21 JP JP61114717A patent/JPS62275057A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01234365A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高強度着色ジルコニア系焼結体 |
| JPH01234364A (ja) * | 1988-03-16 | 1989-09-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高強度着色ジルコニア系焼結体 |
| JPH0255261A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-23 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 切削工具用セラミックス焼結体 |
| JPH03265563A (ja) * | 1990-01-23 | 1991-11-26 | Hitachi Chem Co Ltd | アルミナ‐ジルコニアセラミツクス |
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