TW201434601A - 平刃狀切割刃以及綠板切割刃 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種同時滿足穩定之形狀精度與加工性的切割刃。本發明之平刃狀切割刃1係包括：平板狀之基部5；及刃尖部7，係形成於基部之端部的切割執行部；刃尖部7之板厚方向的截面形狀係沿著左右刃面之2條直線9a、9b的交點與刃尖尖端11的最短距離係1μm以上且10μm以下。

Description

平刃狀切割刃以及綠板切割刃

本發明係有關於平刃狀切割刃及綠板切割刃。

作為製造積層陶瓷電容器、積層變阻器、積層線圈、積層壓電致動器等之方法，有將由包含電介質陶瓷粉末與黏合劑的混合物之膏狀的板所積層者(稱為綠板)切割成各個製品形狀後，烘烤，並將電極安裝於兩端的方法。

在此，電容器係近年來為了應付以智慧型手機為代表的小形機，對小尺寸化的要求增加，因此，要求高度之形狀精度。為了實現這種小尺寸之陶瓷電容器，在綠板之切割加工時，需要留意要形成儘量垂直之切割面、或不會損害切割面。

作為綠板之切割方法，有稱為切割法之以轉動圓刃切割的方法、與使用平刃狀切割刃切割的截斷法。

切割法係雖然切割精度比截斷法更高，但是因為產生切屑，材料良品率比截斷法差，又，具有切割速度亦差的缺點，所以切割後之綠板的尺寸愈小，截斷法愈有利。

在此，平刃狀切割刃係具有刃尖部及基部(亦稱為shank)的形狀，刃尖部係有助於切割之切割執行部，基部係為了將該切割刃固定於切割裝置而具有平行的面。

在平刃狀切割刃，要求具有銳利(切割時之剪切阻力小)、耐磨耗性、對被切割物之耐焊接性，並對屈曲具有強度，進而是壽命長等(在此所指之「壽命」係意指到達因切屑而在被切割物之截面形狀產生傷痕的時刻，在積層電容器用切割刃的情況，積層膜發生剝離時，切割刃就壽終)。

例如，在專利文獻1記載藉由將箭號形狀之段差設置於刃尖的截面形狀，而可形成垂直之切割面的構造(專利文獻1)。

另一方面，關於剪切阻力，尤其刃尖的形狀係重要，亦考慮對被切割物的損傷，薄刃且刃尖尖端之角度小較佳。可是，無法避免愈薄刃強度愈差。因此，現在所使用之切割刃係在藉由在從刃尖至基部之間附加一段或複數段的角度，使最前端之刃尖角度變大等下工夫。

例如，在專利文獻2揭示一種構造，該構造係藉由以複數段之凹彎曲面形成刃尖部，使剪切阻力變小，並提高屈曲強度(專利文獻2)。

【先行專利文獻】 【專利文獻】

[專利文獻1]實開昭63-197089號公報

[專利文獻2]特開平10-217181號公報

可是，即使是使用如專利文獻2之刃尖的情況，亦難確保刃尖尖端的強度。

又，平刃狀切割刃係例如除了不銹鋼以外，還使用超硬合金等之硬質材料，雖然尤其材質是硬質材料的情況具有剛性，但是是難切削材料且韌性低，易發生裂紋。又，在刃厚薄的情況，即使是硬質材料，亦因為尤其在刃尖尖端部在加工中因磨石的推壓而刃想逃開等，所以要求在加工性優異的形狀。可是，在專利文獻1、2的構造，精度佳之加工不容易，而在實用性上具有問題。

本發明係鑑於該課題而開發者，其目的在於提供一種同時滿足穩定之形狀精度與切割性能的切割刃。

為了解決該課題，本發明者們檢討了是否可使刃尖強度之確保與切割時之切割阻力的降低兩立。

結果，發現藉由在刃尖尖端的形狀下工夫，在不會使刃尖尖端之強度降低下，可使切割時之切割阻力降低，以至於提出本發明。

即，本發明之第1形態係一種平刃狀切割刃，包括：平板狀之基部；及刃尖部，係形成於該基部之端部的切割執行部；其特徵在於：該刃尖部之板厚方向的截面形狀係沿著左右刃面之2條直線的交點與刃尖尖端的最短距離係1μm以上且10μm以下。

本發明之第2形態係一種綠板切割刃，其特徵在於：具有第1形態之平刃狀切割刃。

若依據本發明，可提供一種同時滿足穩定之形狀 精度與切割性能的切割刃。

1‧‧‧平刃狀切割刃

3‧‧‧切割裝置固定部

5‧‧‧基部

5a‧‧‧被固定部

5b‧‧‧連結部

7‧‧‧刃尖部

9a‧‧‧左刃面

9b‧‧‧右刃面

11‧‧‧刃尖尖端

15‧‧‧連接部

21‧‧‧中心線

100‧‧‧被切割物

201‧‧‧溶液

203‧‧‧容器

205‧‧‧固態物

X‧‧‧最短距離

α₁‧‧‧角度

α₂‧‧‧角度

θ‧‧‧內角

第1圖係表示平刃狀切割刃1之形狀之概略的側視圖。

第2圖係第1圖之立體圖。

第3圖係表示平刃狀切割刃1之尖端形狀的剖面圖。

第4圖係第3圖之連接部15附近的放大圖。

第5圖係表示平刃狀切割刃1之尖端之加工方法的模式圖。

第6圖係表示平刃狀切割刃1之尖端之加工方法的模式圖。

以下，參照圖面，詳細說明適合本發明之實施形態。

首先，參照第1圖~第4圖，說明本發明之實施形態之平刃狀切割刃1的形狀。

在此，作為平刃狀切割刃1，舉例表示綠板切割刃。

如第1圖及第2圖所示，平刃狀切割刃1具有：平面形狀為長方形之平板狀的基部5；及平刃狀之刃尖部7，係設置於基部5之一側的長邊(一端部)，並是切割被切割物100之切割執行部。

基部5係在切割裝置之固定部3，如圖所示具有：被固定部5a，係具有平行之直線部；及連結部5b，係連結被固定部5a與刃尖部7。

此外，在第1圖及第2圖，將平刃狀切割刃1之長邊的長度記為L、將短邊的長度記為H、將刃尖部7的高度記為H1、將平刃狀切割刃1的厚度記為T。

又，如第3圖所示，刃尖部7具有：左刃面9a、右刃面9b，係從基部5之左右兩面(平板之兩平面)傾斜成彼此(在板厚方向)接近；及刃尖尖端11，係以連接左刃面9a與右刃面9b之方式所形成。

在此，如第3圖所示，刃尖部7之板厚方向的截面形狀係沿著左刃面9a與右刃面9b之2條直線13a、13b的交點與刃尖尖端11的最短距離X係1μm以上且10μm以下較佳。

在該值未滿1μm的情況，在刃尖易發生缺損。另一方面，在超過10μm的情況，在刃尖進入被切割物100時產生大的切割阻力。進而，因摩擦而壽命易變短。係1.5μm以上且5μm以下更佳。

又，如第3圖所示，平刃狀切割刃1係在刃尖尖端11預先具有圓角。換言之，刃尖尖端11具有凸彎曲面。凸彎曲面係在此意指向外側鼓起的曲面形狀。依此方式，藉由採用在刃尖尖端11具有圓角的構造，可使刃尖強度與低切割阻力兩立。又，如第4圖所示，左刃面9a、右刃面9b與刃尖尖端11之連接部15之板厚方向的截面形狀具有曲線時，成為低切割阻力，而更佳，但是亦可是由2條直線所構成的形狀。

又，左刃面9a與右刃面9b係左右對稱，具體而言，如第3圖所示，刃尖部尖端角度在測量沿著左刃面9a、右 刃面9b之2條直線13a、13b與板厚方向之中心線21(通過板厚方向之中心，而且在短邊方向平行的直線)的角度α₁、α₂的情況，其角度差是±0.3度以內較佳。

這是由於在是左右非對稱的情況，在切割時必須考慮方向，而對作業性亦有影響。

進而，沿著左刃面9a與右刃面9b之2條直線13a、13b之交叉角的內角θ(即α₁+α₂)係4度以上且60度以下較佳。

這是由於在θ未滿4度的情況，切割阻力變小，但是刃尖易發生切屑，而對切割面有不良的影響，或壽命變短。

又，在θ超過60度的情況，在刃尖進入被切割物100時產生大的負載，而在耐屈曲性或耐磨耗性變差。又，因為在這種情況，被切割物100之塑性變形量變大，在被切割物100的表面易產生傷痕，進而切割面不會成為垂直，而易變成傾斜，而且切割阻力變大。

此外，從使刃尖強度之確保與低切割阻力兩立的觀點，角度θ係10度以上且30度以下更佳。

以上係平刃狀切割刃1之形狀的說明。

此外，構成平刃狀切割刃1之材料係因應於被切割物適當地選擇，但是作為具體的材料，列舉例如碳工具鋼或WC-Co系的超硬合金等。

其次，說明平刃狀切割刃1之刃尖部7的加工方法。

平刃狀切割刃1之刃尖部7的加工方法係只要是可進行上述之刃尖形狀的加工者，無特定的限定，可舉例表示 如以下所示之方法。

首先，對基部5之連結部5b的尖端(長邊)進行直線性加工，而形成左刃面9a、右刃面9b及直線13a、13b。

此直線性加工係例如藉磨石之研磨等進行。

接著，對刃尖部7進行用以形成刃尖尖端11的加工。

如上述所示，因為刃尖尖端11的形狀具有曲面形狀，所以在如形成左刃面9a及右刃面9b的情況之藉磨石的加壓加工，因為刃尖過薄，所以在加工時刃尖易自磨石逃開，而穩定之加工係不容易。

因此，刃尖尖端11之加工係有：(1)在具有研磨粒(硬質材料)之溶液中形成刃尖尖端11的方法、或者(2)使用已混合研磨粒或其他的硬質材料，即金屬粉或陶瓷粉的固態物形成刃尖尖端11的方法等。

以下，說明具體的加工方法。

首先，(1)之方法係如第5圖所示，在適當之容器203內，裝滿具有作為研磨粒之硬質材料的溶液201，僅使平刃狀切割刃1之刃尖部7浸泡於溶液201中，並在刃長度方向往復滑動固定時間，藉此，藉由使溶液201中之硬質材料與刃尖部7接觸，進行加工，而形成刃尖尖端11的方法。

在此，作為硬質材料之具體例，由於高硬度之鑽石粒的加工時間可短，所以較佳，但是其他的金屬粉或陶瓷粉亦可。

又，溶液201之溶媒係例如水。

其次，(2)之方法係如第6圖所示，藉由以平刃狀切割刃1切割已混合硬質材料粉之固態物205，使固態物205中之硬質材料與刃尖部7接觸，進行加工，而將刃尖尖端11形成於刃尖部7的方法。

在此，作為固態物205，列舉例如黏土質材料。

又，作為硬質材料，列舉例如鑽石、W、Mo、WC、Al₂O₃、TiO₂、TiC、TiCN、SiC、S₃N₄、BN等之粉末。

這些硬質材料之粉未粒徑係二次粒子之平均粒徑在Fsss(Fisher Sub-Sieve Sizer)粒度是1μm以下較佳。這是由於超過1μm時，在刃尖表面的加工，具有發生裂紋的可能性。又，愈是微粒，在平刃狀切割刃之形狀精度上愈佳，但是因為加工費時，所以在此範圍內最初以接近1μm之尺寸的粒子進行加工，作為精加工，以更微細之未滿1μm之尺寸的硬質材料粒子進行加工更佳。藉由以微粒均勻地分散，而可實現均勻之刃尖的可能。

以上係關於平刃狀切割刃1之刃尖部7的加工方法例的說明。

依此方式，若依據本實施形態，平刃狀切割刃1之是切割執行部的刃尖部7係具有：左刃面9a、右刃面9b，係從基部5之左右兩面傾斜成彼此接近；及刃尖尖端11，係以連接左刃面9a與右刃面9b之方式所形成；沿著左刃面9a與右刃面9b之2條直線13a、13b的交點與刃尖尖端11的最短距離係1μm以上且10μm以下。

因此，平刃狀切割刃1係可同時滿足穩定之形狀 精度與切割性能。

實施例

以下，根據實施例，更詳細地說明本發明。

(第1實施例)

使用根據在具有研磨粒之溶液中形成刃尖尖端11的方法所製造之平刃狀切割刃1，進行切割測試，並評估刃尖尖端11之形狀的切屑性、磨耗性及對切割面的影響。具體之步驟係如以下所示。

<平刃狀切割刃1之加工>

首先，準備刃長度方向的長度L係100mm、短邊方向的長度H係20mm、厚度T係0.1mm(參照第1圖、第2圖)，且材質由Allied Material股份有限公司製超硬合金FM10K所構成之平板狀的板材，藉使用磨石之既有技術，在長邊之一方進行研磨加工成相對厚度方向之截面成為左右對稱，而形成由直線所構成之左刃面9a、13a及右刃面9b、13b。在此時，左刃面9a、13a與右刃面9b、13b係形成角度θ。

接著，對平刃狀切割刃1，如第5圖所示僅使刃尖部7浸泡於具有作為研磨粒之硬質材料的溶液201中，並使其在刃長度方向往復滑動固定時間，而形成刃尖尖端11。

作為具有硬質材料之溶液，使用Wada Trading股份有限公司製研磨鑽石漿PC-1-W(Fsss粒度1μm)，作為精加工，使用PC-N100-W(粒度0.1μm)。

此外，雖未圖示，溶液201(水溶液)係要留意，以免影響刃尖加工，一面攪拌成均勻之濃度一面滑動，並調整滑 動時間，而得到具有第3圖所示之刃尖尖端11的平刃狀切割刃1。

<平刃狀切割刃1之評估>

其次，按照以下之步驟評估平刃狀切割刃1。

首先，準備成為切割對象之材料。

在此，如上述所示，平刃狀切割刃1主要是綠板用之切割刃，但是作為被切割物，為了進行加速測試，準備將金屬粉末與油黏土混合者。這是由於製品之綠板係各製品之特性(剪切阻力等之機械性強度)的差異大，作為被切割物，難選擇具有代表性特性的綠板，亦為了簡易地進行評估。

此外，當作金屬粉末係與綠板中之陶瓷粉末對應的材料，油黏土係與綠板中之黏合劑對應的材料。

具體之被切割物的製造方法及切割測試的步驟係如以下所示。

首先，對中部電磁器工業股份有限公司製油黏土POPPY，將Fsss粒度1μm的W粉末作成在重量比成為100：20，並以研缽使其混合成均勻。

接著，以壓製壓力10kg/cm²使該混合物成形至厚度1mm，作為被切割物。

然後，如第1圖所示，將平刃狀切割刃1裝入切割裝置，並將切割刃之下降速度設為10mm/s，連續地切割被切割物。在此，在連續地切割時，為了避免被切割物在相同之水平位置被切割2次，作成每當平刃狀切割刃1上升，可在水平方向移動5mm。在第6圖表示簡圖。

此外，為了完全地切割被切割物，在被切割物的下部，需要硬度比被切割物低者，舖上東洋濾紙股份有限公司製定性濾紙等級No.1。

在第1表表示切割前之最短距離X(沿著左刃面9a與右刃面9b之2條直線13a、13b的交點與刃尖尖端11的最短距離)與進行1000次該切割後之刃尖的狀態。

作為評估之確認，確認切割1000次後之刃尖之切屑的有無、刃尖之磨耗程度及被切割物之切割面的狀態。

具體而言，切屑的有無係將刃長度方向之整個面放大後觀察，將看不到裂紋、或具有未滿5μm之裂紋的情況判斷為「○」，將具有5μm且未滿10μm之裂紋的情況判斷為「△」，將具有10μm以上之裂紋的情況判斷為「×」。觀察係在Olympus製顯微鏡STM6-LM以倍率200倍所觀察。

又，刃尖之磨耗程度係將在該顯微鏡第2圖之H1的距離比開始切割前短5μm以下的情況判斷為「○」，將變短距離超過5μm且10μm以下的情況判斷為「△」，將變短距離超過10μm的情況判斷為「×」。被切割物之切割面的狀態亦以顯微鏡觀察，關於第1000次之切割面的傷痕，將觀察到寬度5μm以上之傷痕的情況判斷為「×」，將其他的情況判斷為「○」。

從第1表得知，最短距離X為1~10μm之試件(第1~第16實施例)係刃尖之切屑的有無、刃尖之磨耗程度及被切割物之切割面的狀態都是「△」或「○」的評估。

另一方面，最短距離X 1~10μm、刃尖角度4~60度之至少一方超出此範圍的試件(第1~第4比較例)係刃尖之切屑的有無、刃尖之磨耗程度及被切割物之切割面的狀態之任一個(或全部)是「×」的評估。

又，雖然第3及第4比較例之試件係切割物之切割面的狀況佳，但是被切割物之切割角度係未滿87度，未垂直地切割(在第1表將其記為「傾斜」)。這係由於不僅X超出該範圍，而且刃尖角度大(係60度以上)，認為這是由於在切割刃進入被切割物時強迫地擴寬所產生者。此外，觀察實施例及 比較例之評估前的切割刃之截面的結果，相對左右刃面之中心線的角度差是±0.3度以內，第4圖之連接部15具有曲線。

(第2實施例)

在第2實施例，作為用以形成刃尖尖端11之加工，採用使用固態物形成刃尖尖端11的方法，形成刃尖尖端11，進行切割測試。具體之步驟係如以下所示。

首先，準備與第1實施例相同之板材，以使用磨石之既有技術，進行研磨加工成相對厚度方向之截面成為左右對稱，而形成由直線所構成之左刃面9a、13a及右刃面9b、13b。在此時，左刃面9a、13a與右刃面9b、13b係形成角度θ。

接著，作為刃尖之加工所使用的固態物，準備對中部電磁器工業股份有限公司製油黏土POPPY，將昭和電工股份有限公司製F3等級的氧化鈦粉末作成在重量比成為100：50，並以研缽使其混合成均勻者。以壓製壓力10kg/cm²使該混合物成形至厚度1mm。

在此，氧化鈦之比表面積BET(Brunauer,Emmet and Teller)值係36m²/g，在使用日立HighTechonologies電場發射型掃描電子顯微鏡S-420之以2萬倍的掃描電子顯微鏡觀察，1次粒子係未滿0.1μm。

將該固態物作為被切割物，如第1圖所示，將平刃狀切割刃1裝入切割裝置，並將切割刃之下降速度設為5mm/s，連續地切割。在此，在連續地切割時，為了避免被切割物在相同之水平位置被切割2次，作成每當平刃狀切割刃1上升，可在水平方向移動(參照第6圖)。調整切割次數，將刃 尖尖端11調整成如第2表所示的形狀。

接著，以所得之平刃狀切割刃1，切割與第1實施例相同的材料，與第1實施例一樣，確認刃尖之切屑的有無、刃尖之磨耗程度及被切割物之切割面的狀態。

在第2表表示結果。

從第2表得知，最短距離X為1~10μm之試件(第17~第24實施例)係刃尖之切屑的有無、刃尖之磨耗程度及被切割物之切割面的狀態都是「△」或「○」的評估，得到與第1實施例一樣的結果。此外，觀察實施例及比較例之評估前的切割刃之截面的結果，相對左右刃面之中心線的角度差是±0.3度以內，第4圖之連接部15具有曲線。

【工業上的可應用性】

以上，根據實施形態及實施例說明了本發明，但是本發明係未限定為上述之實施形態。

若係本專業者，在本發明之範圍內想到各種變形例或改良例係理所當然，了解那些變形例或改良例亦屬於本發明之範圍。

7‧‧‧刃尖部

9a‧‧‧左刃面

9b‧‧‧右刃面

11‧‧‧刃尖尖端

13a、13b‧‧‧直線

15‧‧‧連接部

21‧‧‧中心線

X‧‧‧最短距離

α₁‧‧‧角度

α₂‧‧‧角度

θ‧‧‧內角

Claims (6)

1. 一種平刃狀切割刃，包括：平板狀之基部；及刃尖部，係形成於該基部之端部的切割執行部；其特徵在於：該刃尖部之板厚方向的截面形狀係沿著左右刃面之2條直線的交點與刃尖尖端的最短距離係1μm以上且10μm以下。
2. 如申請專利範圍第1項之平刃狀切割刃，其中該刃尖部係包括：左右刃面，係從該基部之左右雙面傾斜成彼此接近；及刃尖尖端，係以連接該左右刃面之方式所形成，並具有凸彎曲面；至少刃尖尖端部的截面形狀具有曲線。
3. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之平刃狀切割刃，其中沿著該左右刃面之2條直線的交點與該刃尖尖端的最短距離係1.5μm以上且5μm以下。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之平刃狀切割刃，其中沿著該左右刃面之2條直線之交叉角度的內角係4度以上且60度以下。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之平刃狀切割刃，其中沿著該左右刃面之2條直線之交叉角度的內角係10度以上且30度以下。
6. 一種綠板切割刃，其特徵在於：具有如申請專利範圍第1 至5項中任一項之平刃狀切割刃。