WO2021256311A1 - 超硬合金製切断刃 - Google Patents

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WO2021256311A1
WO2021256311A1 PCT/JP2021/021524 JP2021021524W WO2021256311A1 WO 2021256311 A1 WO2021256311 A1 WO 2021256311A1 JP 2021021524 W JP2021021524 W JP 2021021524W WO 2021256311 A1 WO2021256311 A1 WO 2021256311A1
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WO
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blade
thickness
base
cemented carbide
cutting
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PCT/JP2021/021524
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English (en)
French (fr)
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達矢 森川
篤史 小林
Original Assignee
株式会社アライドマテリアル
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Publication date
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    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D35/00—Tools for shearing machines or shearing devices; Holders or chucks for shearing tools
    • B23D35/001—Tools for shearing machines or shearing devices; Holders or chucks for shearing tools cutting members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D35/00—Tools for shearing machines or shearing devices; Holders or chucks for shearing tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
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    • B26D1/04—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G13/00—Apparatus specially adapted for manufacturing capacitors; Processes specially adapted for manufacturing capacitors not provided for in groups H01G4/00 - H01G11/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30—Stacked capacitors

Definitions

  • the cutting blade has been, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-217181 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-158016 (Patent Document 2), International Publication No. 2014/050883 (Patent Document 3), International Publication No. 2014. / 050884 (Patent Document 4), JP-A-2017-4-2911 (Patent Document 5) and JP-A-2004-17444 (Patent Document 6).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-217181
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-158016
  • Patent Document 3 International Publication No. 2014/050883
  • Patent Document 4 International Publication No. 2014. / 050884
  • JP-A-2017-4-2911 Patent Document 5
  • JP-A-2004-17444 Patent Document 6
  • the cutting blade made of super hard alloy of the present disclosure includes a base portion and a blade portion provided on an extension line of the base portion and having a shape that becomes thinner toward the cutting edge which is the most advanced portion, and is provided from the cutting edge toward the base.
  • the thickness of the blade at the position of 3 ⁇ m is 0.26 ⁇ m or more and 7.00 ⁇ m or less, and the thickness of the blade at the position of X ⁇ m (X is an integer of 3 to 25) from the blade edge to the base is TX, and from the blade edge to the base.
  • the first blade thickness change amount TX1-TX is 0.08 ⁇ m or more and 1.85 ⁇ m or less for all integers of X from 3 to 25, and the blade crossing direction.
  • the outer shape of the blade portion has an outwardly convex portion within a range of 25 ⁇ m from the blade edge to the base, and the convex portion is from the straight line connecting the blade edge and the position of 25 ⁇ m from the blade edge to the base. Is also located on the outside.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a cemented carbide cutting blade 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the third embodiment.
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the seventh embodiment.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a cemented carbide cutting blade 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the eighth embodiment.
  • FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the ninth embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of an apparatus for explaining a cutting test.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIG.
  • FIG. 12 is a microscope observation image showing a chipping of the cutting blade.
  • the material used for the cutting blade is a cemented carbide containing tungsten carbide and cobalt as the main components.
  • the content of cobalt used in cemented carbide ranges from 3 to 25% by mass.
  • the cobalt content is preferably in the range of 5 to 20% by mass.
  • the hardness of cemented carbide is in the range of 82 to 95 in HRA (Rockwell hardness).
  • the composition of the constituent elements in the cemented carbide is specified by ICP emission spectroscopic analysis and Co titration.
  • the main components are tungsten carbide and cobalt.
  • elements such as chromium, vanadium, tantalum, and niobium may be contained in order to adjust the characteristics such as particle size.
  • the size of the tungsten carbide crystal in the cemented carbide is preferably 0.1 ⁇ m to 4 ⁇ m. It is more preferable that the crystal size is 2 ⁇ m or less.
  • the additive for suppressing crystal grain growth may be a compound containing vanadium as a main component or a compound containing chromium as a main component.
  • the content of each of the compound containing tantalum as a main component, the compound containing vanadium as a main component, and the compound containing chromium as a main component is 0.1 to 2% by mass.
  • the shape of the cutting blade is basically a rectangular plate shape.
  • the shortest side of the board is the thickness.
  • the cemented carbide cutting blade is provided with a base portion and a blade portion provided on an extension line of the base portion and having a shape that becomes thinner toward the cutting edge, which is the most advanced portion.
  • the thickness of the base is constant.
  • the base has a thickness of 50 to 6000 ⁇ m, and the required thickness varies depending on the size of the cut piece to be cut.
  • the blade portion for cutting is formed on one side extending from the base portion.
  • the dimension of the blade portion in the direction from the base portion to the blade portion is expressed as the width of the blade portion (Z-axis direction).
  • the length in the blade crossing direction (X-axis direction) and the dimension in the direction perpendicular to the width direction of the blade are expressed as the thickness of the blade (Y-axis direction).
  • the length in the blade length direction is often 30 mm to 500 mm, and the width is often 10 to 30 mm.
  • the thickness of the blade at a position 3 ⁇ m from the blade edge to the base is 0.26 ⁇ m or more and 7.00 ⁇ m or less. If the thickness of the blade portion at this position is less than 0.26 ⁇ m, it becomes difficult to maintain the strength of the blade portion. Or it is too thin to be manufactured. If the thickness of the blade at this position exceeds 7.00 ⁇ m, the cutting resistance increases.
  • the first blade when the thickness of the blade at the position of X ⁇ m (X is an integer of 3 to 25) from the blade edge to the base is TX and the thickness of the blade at the position of X + 1 ⁇ m from the blade edge to the base is TX1.
  • the thickness change amount TX1-TX is 0.08 ⁇ m or more and 1.85 ⁇ m or less for all integers in which X is 3 to 25. If the amount of change in the blade thickness is less than 0.08 ⁇ m, sufficient strength of the blade cannot be obtained and the blade is chipped. When the amount of change in blade thickness exceeds 1.85 ⁇ m, the cutting resistance increases.
  • the outer shape of the blade has an outwardly convex portion within a range of 25 ⁇ m from the blade edge to the base, and the convex portion connects the position of 25 ⁇ m from the blade edge and the blade edge to the base. It is located outside the straight line. Due to the presence of the convex portion, the strength of the blade portion can be increased as compared with the straight-shaped cutting blade in which the convex portion does not exist.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a cemented carbide cutting blade 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the cemented carbide cutting blade 1 has a cutting edge 121t extending in the blade crossing direction. FIG. 1 is a cross section in a direction orthogonal to the blade crossing direction.
  • the cemented carbide cutting blade 1 has a base 110 and a blade 120 connected to the base 110.
  • the blade portion 120 has a first portion 121.
  • the cutting edge portion of the first portion 121 is the cutting edge 121t.
  • the thickness (Y-axis direction) of the blade portion 120 gradually decreases from the base portion 110 toward the blade edge 121t.
  • the thickness at the point 203 whose dimension in the length direction (Z-axis direction) from the cutting edge 121t is 3 ⁇ m is T1.
  • the thickness at the point 225 where the dimension in the length direction from the cutting edge 121t is 25 ⁇ m is T2.
  • the thickness at the point 20X where the dimension in the length direction from the cutting edge 121t is X ⁇ m is TX.
  • the thickness at the point 20X1 where the dimension in the length direction from the cutting edge 121t is X + 1 ⁇ m is TX1.
  • a convex 120t is located outside the straight line S connecting the point 225 and the cutting edge 121t.
  • the convex 120t is provided on the outer surface 121s.
  • a straight line 325 is drawn on the outer surface 121s at the point 225, and the angle formed by the two straight lines 325 is defined as ⁇ .
  • the slope of the straight line 325 is a value of 1/2 of the amount of change in the blade thickness at the point 225.
  • the direction orthogonal to the Y-axis and Z-axis directions is the blade crossing direction.
  • the outer surface 121s has a curved shape.
  • the angle formed by the tangents on the outer surface 121s increases as it approaches the cutting edge 121t.
  • the outer surface 121s is symmetrical with respect to the center line C.
  • the outer surface 121s may be asymmetrical with respect to the center line C.
  • the outer surface 121s is gently curved to connect the cutting edge 121t and the base 110.
  • the angle between the outer surface 121s and the center line C increases as the cutting edge approaches 121t.
  • the base portion 110 side may have a linear shape with respect to the curved portion.
  • the object to be cut by the cemented carbide cutting blade 1 is, for example, ceramic or glass before firing such as a laminated capacitor or a laminated inductor, a metal green sheet, metal foil, paper, fiber, or hard resin.
  • the cemented carbide cutting blade 1 includes a base 110 and a blade 120 that is provided on an extension of the base 110 and has a shape that becomes thinner toward the cutting edge 121t, which is the most advanced portion.
  • the following relationships (1), (2) and (3) hold.
  • the thickness T1 of the blade portion 120 at a position 3 ⁇ m from the blade tip 121t toward the base 110 is 0.26 ⁇ m or more and 7.00 ⁇ m or less.
  • the thickness of the blade at the position of X ⁇ m (X is an integer of 3 to 25) from the cutting edge 121t toward the base 110 is TX
  • the thickness of the blade 120 at the position of X + 1 ⁇ m from the cutting edge 121t toward the base 110 is TX1.
  • the first blade thickness change amount TX1-TX is 0.08 ⁇ m or more and 1.85 ⁇ m or less for all integers in which X is 3 to 25.
  • the outer shape of the blade portion 120 has a portion having a convex shape of 120 t in the outward direction within a range of 25 ⁇ m from the blade tip 121t toward the base 110, and the convex 120t portion has a blade tip 121t and a blade tip 121t. It is located outside the straight line S connecting the positions of 25 ⁇ m from the base 110 to the base 110.
  • the amount of change in the first blade thickness when X is 3 is 0.26 ⁇ m or more and 0.93 ⁇ m or less.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the second embodiment.
  • the outer surface 121s is curved at the point where the outer surfaces 121s, 122s, and 123s are stepped. It is different from the cemented carbide cutting blade 1 according to Form 1.
  • the outer surfaces 121s, 122s, and 123s of the three-stage blade portion 120 all have a linear shape.
  • the angle formed by the outer surfaces 121s, 122s, 123s with respect to the center line C is the largest on the outer surface 121s near the cutting edge 121t and the smallest on the outer surface 123s near the base 110.
  • the point 225 having a distance of 25 ⁇ m in the Z-axis direction from the cutting edge 121t exists in the first portion 121.
  • the convex 120t has a square shape, but the convex 120t may have a curved shape.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the third embodiment.
  • the outer surfaces 121s, 122s and 123s have three stages in that the outer surfaces 121s and 122s have two stages. It is different from the cemented carbide cutting blade 1 according to the second embodiment.
  • the blade portion 120 has a first portion 121 and a second portion 122 from the tip side.
  • the outer surface 121s has a convex 120t.
  • the convex 120t is located outside the straight line S.
  • the angle formed by the outer surfaces 121s and 122s with respect to the center line C is the largest on the outer surface 121s near the cutting edge 121t and the smallest on the outer surface 122s near the base 110.
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the fourth embodiment.
  • the outer surface 122s has a linear shape in that the outer surface 122s has a concave shape. It is different from the following cemented carbide cutting blade 1.
  • a point 225 having a distance of 25 ⁇ m in the Z-axis direction from the cutting edge 121t exists in the first portion 121.
  • the blade portion 120 has a first portion 121 and a second portion 122 from the tip side.
  • a convex 120t exists in the first portion 121.
  • the convex 120t is located outside the straight line S.
  • the outer surface 122s of the second portion 122 of the blade portion 120 is curved so that the angle formed with the center line C becomes smaller as the blade edge 121t approaches.
  • FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the fifth embodiment.
  • the cemented carbide cutting blade 1 according to the first embodiment is different from the cemented carbide cutting blade 1 in that the cutting edge 121t has a flat shape. different.
  • the flat surface constituting the cutting edge 121t may be perpendicular to the center line C or may be inclined with respect to the center line C.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the sixth embodiment.
  • the cemented carbide according to the first embodiment has a point where the cutting edge 121t is rounded. It is different from the manufacturing cutting blade 1.
  • the radius of curvature of the cutting edge 121t may be single, or there may be a plurality of radii of curvature of the cutting edge 121t, and the so-called composite R shape may be formed.
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the seventh embodiment.
  • the outer surface 121s of the first portion 121 near the cutting edge 121t has an outwardly convex shape, and the first portion 121 is separated from the cutting edge 121t.
  • the outer surface 122s has a concave shape.
  • a point 225 having a distance of 25 ⁇ m in the Z-axis direction from the cutting edge 121t exists in the first portion 121.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the eighth embodiment.
  • the blade portion at the point 20Y of Y ⁇ m (Y is an integer from 26 to 100) from the cutting edge 121t toward the base 110.
  • the second blade thickness change amount TY1-TY is Y from 26 to 100.
  • the integer is 0.01 ⁇ m or more and 1.85 ⁇ m or less.
  • T11 be the thickness of the blade portion 120 at the point 226 where the distance from the blade tip 121t in the Z-axis direction is 26 ⁇ m.
  • T12 be the thickness of the blade portion 120 at the point 2100 where the distance from the blade tip 121t in the Z-axis direction is 100 ⁇ m.
  • the outer shape of the blade portion 120 has a convex portion 120t in the outward direction in the range of 100 ⁇ m from the cutting edge 121t, and the convex 120t portion is a straight line S connecting the positions of the cutting edge 121t and the cutting edge 121t to 100 ⁇ m. Located outside.
  • FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of the cemented carbide cutting blade 1 according to the ninth embodiment.
  • the blade portion at the point 20Z of Z ⁇ m (Y is an integer of 101 to 3000) from the cutting edge 121t toward the base 110.
  • the third blade thickness change amount TZ1-TZ is Z of 101 to 3000.
  • the integer is 0.01 ⁇ m or more and 1.85 ⁇ m or less.
  • T21 be the thickness of the blade portion 120 at the point 2101 where the distance from the blade tip 121t in the Z-axis direction is 101 ⁇ m.
  • T22 be the thickness of the blade portion 120 at the point 2300 where the distance from the blade tip 121t in the Z-axis direction is 3000 ⁇ m.
  • the outer shape of the blade portion 120 has a convex portion 120t in the outward direction in the range of 100 ⁇ m from the cutting edge 121t, and the convex 120t portion is a straight line S connecting the positions of the cutting edge 121t and the cutting edge 121t to 3000 ⁇ m. Located outside.
  • Example 1 The characteristics of the base 110 were confirmed using a cemented carbide cutting blade 1 having a thickness of 100 ⁇ m, a width of 20 mm, and a length of 40 mm in the blade crossing direction.
  • the sintered body used for the cutting blade is a cemented carbide containing tungsten carbide and cobalt as main components.
  • the content of cobalt used in cemented carbide is 10% by mass.
  • the hardness of cemented carbide is 92 in HRA (Rockwell hardness).
  • the manufactured sintered body was machined into a plate shape having a thickness of 100 ⁇ m, a width of 20 mm, and a length of 40 mm by a grindstone using a diamond grindstone, and used as a material for processing the tip blade.
  • the tip blade portion was formed using the above material.
  • the material was fixed to a dedicated work rest whose angle could be adjusted using a dedicated grinder using a diamond cylindrical grindstone.
  • the processing is performed on the first blade having the tip angle at the tip with respect to one side in the direction of the long side length of the material, and the tip angle connected to it and continuous with the base 110.
  • the blades having different tip angles of the second blades were formed on both sides.
  • ⁇ Convex curved outer surface molding> In order to form the outer surface 121s which is a convex curved surface as shown in FIG. 1, a cylindrical grindstone having a concave curved surface was used to perform convex processing on both sides of the most advanced portion. Since it is a very precise process to form a convex shape, it is very important to set the grinding conditions such as the depth of cut and the work rest angle.
  • ⁇ Plane outer surface molding> In order to form the flat outer surface 121s as shown in FIG. 3, a cylindrical grindstone was used to perform convex shape processing on both sides of the cutting edge portion. In the case of a three-step blade as shown in FIG. 2, the third portion 123 is provided at the time of blade attachment.
  • ⁇ Cross section confirmation> The cross section was imaged at 3,000 times using the JEOL Shotkey field emission scanning electron microscope JSM-7900F, and the machine coordinates and length measurement function were utilized to make 3, 4, 5, 6 from the cutting edge. , ..., The blade thickness (thickness of the blade portion 120) of the portion of 26 ⁇ m was measured. The amount of change in blade thickness was calculated from the blade thickness. The results are shown in Tables 1-5.
  • the “25 ⁇ m angle [°]” means that in the vertical cross section shown in FIG. The angle formed by the two straight lines 325.
  • the inclination of the straight line 325 is a value of 1/2 of the amount of change in the blade thickness at the point 225.
  • the “3 ⁇ m angle [°]” means that in the vertical cross section shown in FIG. The angle to make.
  • the inclination of the two straight lines is the amount of change in blade thickness at point 203.
  • “N” means that the convexity 120t protruding outward from the straight line S does not exist on the outer surface 121s.
  • Y means that a convex 120t protruding outward from the straight line S exists on the outer surface 121s.
  • the "3 ⁇ m portion” is a value obtained by subtracting the blade thickness at the blade edge 121t to 3 ⁇ m from the blade thickness at the blade edge 121t to 4 ⁇ m.
  • the “25 ⁇ m portion” is a value obtained by subtracting the blade thickness at the 25 ⁇ m portion from the cutting edge 121t from the blade thickness at the cutting edge 121t to 26 ⁇ m.
  • the “figure” shows a drawing corresponding to the shape of each sample. “Max / min” indicates the maximum value and the minimum value of the amount of change in the blade thickness on the outer surface 121s in the range of 3 ⁇ m to 25 ⁇ m in the Z-axis direction from the blade edge 121t.
  • FIG. 10 is a perspective view of an apparatus for explaining a cutting test.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIG. As shown in FIGS. 10 and 11, the cemented carbide cutting blade 1 was held by the chucks 3001 and 3002.
  • Cutting conditions Cutting speed 300 mm / s, pushing amount 0.55 mm, longitudinal workpiece and blade angle ⁇ 0.5 °, workpiece and blade cross-sectional angle 90 ° ⁇ 0.5 °, number of cutting 100 times, cutting interval (pitch) ) 2.5mm Items to be confirmed: Chipping (depth 5 ⁇ m or more and width 10 ⁇ m or more), cross-section quality (cross-section state due to chipping, cross-section roughness) The results of repeating the cutting test for each sample number are shown in Tables 1 to 5.
  • the number of chippings (depth 5 ⁇ m or more, width 10 ⁇ m or more) is counted, and if the number of chippings is 0 to 3, the evaluation is A, if 4 to 10, the evaluation is B, and 11 or more. If so, the evaluation was C.
  • the chipping occurrence evaluation was performed by observing the cutting edge after the cutting test described above.
  • a measuring microscope was used as a method for measuring the chipping. Specifically, a 50x eyepiece and a 20x objective lens are attached to an Olympus measuring microscope (STM6-LM), and the cutting blade (XZ surface) is placed on a flat surface.
  • FIG. 12 is a microscope observation image showing a chipping of the cutting blade. Care should be taken so that the cutting edge 121t of the cutting blade shown in FIG. 12 and the measuring stage are parallel to each other.
  • the evaluation if there is no scratch, the evaluation is A, if there is a scratch but it is acceptable (scratch length 10 ⁇ m or less), the evaluation is B, and if there is a scratch and it is unacceptable (scratch length over 10 ⁇ m). ) In this case, the evaluation was C.
  • the length of the scratch was measured by imaging at 3,000 times using a Schottky field emission scanning electron microscope JSM-7900F manufactured by JEOL Ltd.
  • the surface roughness Sa of the cross section if the surface roughness Sa of the cross section (arithmetic mean height ISO25178) is 0.05 ⁇ m or less, the evaluation is A, and if the surface roughness Sa of the cross section is larger than 0.05 ⁇ m and 0.15 ⁇ m or less, the evaluation is B. If the surface roughness Sa exceeds 0.15 ⁇ m, the evaluation is C.
  • the surface roughness Sa is measured using a non-contact type surface roughness measuring device using a white interferometer. Specifically, the measurement was performed using a non-contact three-dimensional roughness measuring device (Nexview (registered trademark)) manufactured by Zygo Corporation.
  • the evaluation of the cross-section quality when the evaluation was A in both the cross-section state and the cross-section roughness caused by chipping, the evaluation of the cross-section quality was set to A.
  • the evaluation of the cross-sectional quality was set to C.
  • Other evaluations were B.
  • the comprehensive evaluation if the evaluation was A in both chipping and cross-sectional quality, the comprehensive evaluation was set to A. If the evaluation was C or non-manufacturable in either chipping or cross-sectional quality, the overall evaluation was C. Other evaluations were B.
  • the thickness of the blade at the position of 3 ⁇ m is 0.26 ⁇ m or more and 7.00 ⁇ m or less, and the amount of change in blade thickness from 3 ⁇ m to 25 ⁇ m is 0.08 ⁇ m or more and 1.85 ⁇ m or less. It can be seen that if there is a convex 120t, the overall evaluation will be A or B.
  • the overall evaluation is A, which is more preferable.
  • Example 2 Cutting blades having the shapes shown in FIGS. 1, 2, 4, and 7 (sample numbers 97-100, 109-112, 121-124, 133-136) were manufactured. The following additional machining was performed on these cutting blades and the cutting edge portion of the cutting blade manufactured in Example 1 above to produce a cutting blade.
  • the cutting blade was fixed on a fixed base and processed using a diamond flat grindstone with a particle size of # 10000 so that the tip angle was perpendicular to the base 110.
  • the cross-section confirmation method was the same as in Example 1.
  • cemented carbide cutting blades with sample numbers 89-92, 101-104, 113-116, 125-128, and 137-140 were prepared.
  • Example 2 Using the same material as in Example 1, a grindstone having a particle size of # 10000 was grooved with an R0.25 ⁇ m, and the tip of the cutting blade was R-processed using the groove. Alternatively, fine diamond or tungsten carbide particles (1 ⁇ m or less recommended) were suspended in a liquid such as water, and the suspension was subjected to R processing by adjusting the flow velocity, injection angle, and time to collide with the blade. .. The cross-section confirmation method was the same as in Example 1. As a result, cemented carbide cutting blades with sample numbers 93-96, 105-108, 117-120, 129-132, 141-144 were prepared. Details of these are shown in Tables 6-10.
  • Example 3 A cutting blade (sample number 145-160) having the shape shown in FIG. 8 was manufactured.
  • the thickness of the base 110 was 100 ⁇ m to 400 ⁇ m.
  • Other material sizes, blade attachment, and outer surface formation are in accordance with Example 1.
  • the cutting edge of these cutting blades was machined so that the tip angle was perpendicular to the base 110.
  • the cross-section confirmation method was the same as in Example 1.
  • a cemented carbide cutting blade having sample number 161-176 was prepared. Further, as in Example 2, the cutting edge portion was subjected to R processing.
  • the cross-section confirmation method was the same as in Example 1.
  • the imaging magnification of the Schottky field emission scanning electron microscope was set so that the cross section could be observed in one field of view. This can also be replaced by a microscope with a length measuring function. As a result, a cemented carbide cutting blade of sample number 177-192 was prepared. Details of these are shown in Tables 11 to 13.
  • Example 4 A cutting blade (sample number 193-208) having the shape shown in FIG. 9 was manufactured.
  • the thickness of the base 110 was 100 ⁇ m to 6000 ⁇ m.
  • Other material sizes, blade attachment, and outer surface formation are in accordance with Example 1. Similar to Example 2, the cutting edge of these cutting blades was machined so that the tip angle was perpendicular to the base 110.
  • the cross-section confirmation method was the same as in Example 1.
  • a cemented carbide cutting blade having sample number 209-224 was prepared.
  • the cutting edge portion was subjected to R processing.
  • the cross-section confirmation method was the same as in Example 3.
  • a cemented carbide cutting blade having sample number 225-240 was prepared. Details of these are shown in Tables 14-16.
  • Alloy cutting blade 100 vinyl chloride plate, 110 base, 120 blade, 120t convex, 121 first part, 121k chipped, 121s, 122s, 123s outer surface, 121t cutting edge, 122 second part, 203,225 points, 325 Tangent, 2001 double-sided adhesive sheet, 2002 acrylic plate, 2003 cutting power meter, 2004 stage, 3001,3002 chuck.

Landscapes

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Abstract

刃先から基部に向けて３μｍの位置の刃部の厚みＴ１が０．２６μｍ以上７．００μｍ以下である。刃先から基部に向けてＸμｍ（Ｘは３から２５の整数）の位置の刃部の厚みをＴＸ、刃先から基部に向けてＸ＋１μｍの位置の刃部の厚みをＴＸ１としたとき、第１の刃厚変化量ＴＸ１－ＴＸがＸが３から２５のすべての整数において０．０８μｍ以上１．８５μｍ以下であり、刃渡り方向に直交する縦断面において刃先から基部に向けて２５μｍの範囲において刃部の外形が外方向に凸の部分を有し、凸の部分は刃先および刃先から基部に向けて２５μｍの位置を結ぶ直線Ｓよりも外側に位置する。

Description

超硬合金製切断刃
　本開示は、超硬合金製切断刃に関する。本出願は、２０２０年６月１９日に出願した日本特許出願である特願２０２０－１０６０５８号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
　従来、切断刃は、たとえば特開平１０－２１７１８１号公報（特許文献１）、特開２００１－１５８０１６号公報（特許文献２）、国際公開第２０１４／０５０８８３号（特許文献３）、国際公開第２０１４／０５０８８４号（特許文献４）、特開２０１７－４２９１１号公報（特許文献５）および特開２００４－１７４４４号公報（特許文献６）に開示されている。
特開平１０－２１７１８１号公報 特開２００１－１５８０１６号公報 国際公開第２０１４／０５０８８３号 国際公開第２０１４／０５０８８４号 特開２０１７－４２９１１号公報 特開２００４－１７４４４号公報
　本開示の超硬合金製切断刃は、基部と、基部の延長線上に設けられ、最先端部である刃先に向けて厚みが薄くなる形状を有する刃部とを備え、刃先から基部に向けて３μｍの位置の刃部の厚みが０．２６μｍ以上７．００μｍ以下であり、刃先から基部に向けてＸμｍ（Ｘは３から２５の整数）の位置の刃部の厚みをＴＸ、刃先から基部に向けてＸ＋１μｍの位置の刃部の厚みをＴＸ１としたとき、第１の刃厚変化量ＴＸ１－ＴＸがＸが３から２５のすべての整数において０．０８μｍ以上１．８５μｍ以下であり、刃渡り方向に直交する縦断面において刃先から基部に向けて２５μｍの範囲において刃部の外形が外方向に凸の部分を有し、凸の部分は刃先および刃先から基部に向けて２５μｍの位置を結ぶ直線よりも外側に位置する。
図１は、実施の形態１に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。 図２は、実施の形態２に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。 図３は、実施の形態３に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。 図４は、実施の形態４に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。 図５は、実施の形態５に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。 図６は、実施の形態６に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。 図７は、実施の形態７に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。 図８は、実施の形態８に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。 図９は、実施の形態９に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。 図１０は、切断試験を説明するための装置の斜視図である。 図１１は、図１０中のＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図である。 図１２は、切断刃の欠けを示す顕微鏡観察写真（マイクロスコープ）観察像である。
[本開示が解決しようとする課題]
　刃厚が薄いと、カット衝撃に刃先が耐えられず、チッピングが発生するという問題があった。刃厚が厚いと、切断抵抗が高く、断面品質悪くなり断面が荒れるという問題があった。
　[本開示の実施形態の説明]
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
[規則91に基づく訂正 14.10.2021]　
　[本開示の実施形態の詳細]
　（材質）
　切断刃に用いた材質はタングステンカーバイドとコバルトを主成分とした超硬合金である。超硬合金に使用されるコバルトの含有率は３～２５質量％の範囲である。コバルトの含有率は５～２０質量％の範囲であることが好ましい。
　超硬合金の硬度はＨＲＡ（ロックウェル硬度）で８２～９５の範囲である。超硬合金中を構成する元素の組成の特定は、ＩＣＰ発光分光分析、Co滴定によって行う。本開示における超硬合金において、主成分がタングステンカーバイドおよびコバルトである。その他、粒度等の特性調整の為、クロム、バナジウム、タンタル、ニオブ等の元素を含む場合もある。
　超硬合金中のタングステンカーバイド結晶の大きさが０．１μｍ～４μｍであることが好ましい。結晶の大きさが２μｍ以下がより好ましい。
　また、タングステンカーバイトの結晶粒を制御するため結晶粒成長抑制のためタンタルを主成分とする化合物を有していてもよい。その含有率が０．１～２質量％であることが好ましい。結晶粒成長を抑制するための添加剤はバナジウムを主成分とする化合物、クロムを主成分とする化合物であってもよい。タンタルを主成分とする化合物、バナジウムを主成分とする化合物およびクロムを主成分とする化合物の各々の含有率が０．１～２質量％となる。
　（形状）
　切断刃の形状は基本的に矩形の板形状である。板の最も短い辺を厚さとする。
　超硬合金製切断刃は、基部と、基部の延長線上に設けられ、最先端部である刃先に向けて厚みが薄くなる形状を有する刃部とを備える。
　基部の厚さは一定であることが好ましい。基部は５０～６０００μｍの厚みがあり切断される切断物の大きさにより必要とされる厚みが変わる。また切断を行う刃部は基部から延長される一辺に形成される。基部から刃部に向かう方向の刃部の寸法を刃部の幅（Ｚ軸方向）と表す。刃渡り方向長さ（Ｘ軸方向）および刃部の幅方向に対して垂直な方向の寸法を刃部の厚み（Ｙ軸方向）と表す。
　切断刃として使用される多くの場合、刃渡り方向長さは３０ｍｍ～５００ｍｍが多く使用され、幅は１０～３０ｍｍで使用される場合が多い。
　刃先から基部に向けて３μｍの位置の刃部の厚みが０．２６μｍ以上７．００μｍ以下である。この位置での刃部の厚みが０．２６μｍ未満であれば刃部の強度を維持することが困難となる。または薄すぎて製造不可となる。この位置での刃部の厚みが７．００μｍを超えると切断抵抗が大きくなる。
　刃先から基部に向けてＸμｍ（Ｘは３から２５の整数）の位置の刃部の厚みをＴＸ、刃先から基部に向けてＸ＋１μｍの位置の刃部の厚みをＴＸ１としたとき、第１の刃厚変化量ＴＸ１－ＴＸが、Ｘが３から２５のすべての整数において０．０８μｍ以上１．８５μｍ以下である。刃厚変化量が０．０８μｍ未満であれば十分な刃部の強度が得られず欠ける。刃厚変化量が１．８５μｍを超えると切断抵抗が大きくなる。
[規則91に基づく訂正 14.10.2021]　
　刃渡り方向に直交する縦断面において刃先から基部に向けて２５μｍの範囲において刃部の外形が外方向に凸の部分を有し、凸の部分は刃先および刃先から基部に向けて２５μｍの位置を結ぶ直線よりも外側に位置する。凸の部分が存在することで凸の部分が存在しないストレート形状の切断刃と比較して刃部の強度を高くすることができる。
　（実施の形態１）
　図１は、実施の形態１に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。図１で示すように、超硬合金製切断刃１は刃渡り方向に延びる刃先１２１ｔを有する。図１は、刃渡り方向に直交する方向の断面である。
　超硬合金製切断刃１は、基部１１０と、基部１１０に接続される刃部１２０とを有する。刃部１２０は第一部分１２１を有する。第一部分１２１の最先端部分が刃先１２１ｔである。
　基部１１０から刃先１２１ｔに向かって、刃部１２０の厚み（Ｙ軸方向）は徐々に減少している。刃先１２１ｔからの長さ方向（Ｚ軸方向）の寸法が３μｍの点２０３での厚みはＴ１である。刃先１２１ｔからの長さ方向の寸法が２５μｍの点２２５での厚みはＴ２である。刃先１２１ｔからの長さ方向の寸法がＸμｍの点２０Ｘでの厚みはＴＸである。刃先１２１ｔからの長さ方向の寸法がＸ＋１μｍの点２０Ｘ１での厚みはＴＸ１である。
　点２２５と刃先１２１ｔとを結ぶ直線Ｓよりも外側に凸１２０ｔが位置している。凸１２０ｔは外表面１２１ｓに設けられている。点２２５における外表面１２１ｓにおいて直線３２５を引き、２つの直線３２５がなす角度をθとする。直線３２５の傾きは点２２５における刃厚変化量の１／２の値である。Ｙ軸およびＺ軸方向に直交する方向が刃渡り方向である。
　外表面１２１ｓは湾曲した形状である。外表面１２１ｓにおける接線のなす角度は刃先１２１ｔに近づくにつれて大きくなる。この実施の形態では、外表面１２１ｓは中心線Ｃに対して左右対称である。しかしながら、外表面１２１ｓは中心線Ｃに対して左右非対称であってもよい。
　外表面１２１ｓはなだらかに湾曲して刃先１２１ｔと基部１１０とを接続している。刃先１２１ｔに近づくにつれて外表面１２１ｓと中心線Ｃとのなす角度は大きくなる。刃部１２０のうちＺ軸方向に３から２５μｍの範囲のみが湾曲していて湾曲部分よりも基部１１０側が直線形状であってもよい。
　超硬合金製切断刃１の切断対象物は、たとえば、積層コンデンサ若しくは積層インダクタなどの焼成前のセラミックまたはガラス、金属製のグリーンシート、金属箔、紙、繊維、または、硬質樹脂などである。
　超硬合金製切断刃１は、基部１１０と、基部１１０の延長線上に設けられ、最先端部である刃先１２１ｔに向けて厚みが薄くなる形状を有する刃部１２０とを備える。以下のすべての実施の形態において、以下の関係（１）、（２）および（３）が成り立つ。
　（１）刃先１２１ｔから基部１１０に向けて３μｍの位置の刃部１２０の厚みＴ１が０．２６μｍ以上７．００μｍ以下である。
　（２）刃先１２１ｔから基部１１０に向けてＸμｍ（Ｘは３から２５の整数）の位置の刃部の厚みをＴＸ、刃先１２１ｔから基部１１０に向けてＸ＋１μｍの位置の刃部１２０の厚みをＴＸ１としたとき、第１の刃厚変化量ＴＸ１－ＴＸがＸが３から２５のすべての整数において０．０８μｍ以上１．８５μｍ以下である。
[規則91に基づく訂正 14.10.2021]　
　（３）刃渡り方向に直交する縦断面において刃先１２１ｔから基部１１０に向けて２５μｍの範囲において刃部１２０の外形が外方向に凸１２０ｔの部分を有し、凸１２０ｔの部分は刃先１２１ｔおよび刃先１２１ｔから基部１１０に向けて２５μｍの位置を結ぶ直線Ｓよりも外側に位置する。
　より好ましくは、Ｘが３である場合の第１の刃厚変化量が０．２６μｍ以上０．９３μｍ以下である。
　（実施の形態２）
　図２は、実施の形態２に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。図２で示すように、実施の形態２に従った超硬合金製切断刃１においては、外表面１２１ｓ、１２２ｓ、１２３ｓが段形状となっている点において、外表面１２１ｓが湾曲している実施の形態１に従った超硬合金製切断刃１と異なる。３段の刃部１２０の外表面１２１ｓ、１２２ｓ、１２３ｓは、いずれも直線形状である。外表面１２１ｓ，１２２ｓ，１２３ｓが中心線Ｃに対してなす角度は、刃先１２１ｔに近い外表面１２１ｓにおいて最も大きく、基部１１０に近い外表面１２３ｓにおいて最も小さい。
　刃先１２１ｔからＺ軸方向の距離が２５μｍの点２２５は第一部分１２１に存在する。この実施の形態では凸１２０ｔは角形状であるが、凸１２０ｔが曲線形状であってもよい。
　（実施の形態３）
　図３は、実施の形態３に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。図３で示すように、実施の形態３に従った超硬合金製切断刃１においては、外表面１２１ｓ、１２２ｓが２段である点において、外表面１２１ｓ、１２２ｓ、１２３ｓが３段となっている実施の形態２に従った超硬合金製切断刃１と異なる。
　刃部１２０は先端側から第一部分１２１および第二部分１２２を有する。外表面１２１ｓは凸１２０ｔを有する。凸１２０ｔは、直線Ｓよりも外側に位置している。外表面１２１ｓ，１２２ｓが中心線Ｃに対してなす角度は、刃先１２１ｔに近い外表面１２１ｓにおいて最も大きく、基部１１０に近い外表面１２２ｓにおいて最も小さい。
　（実施の形態４）
　図４は、実施の形態４に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。図４で示すように、実施の形態４に従った超硬合金製切断刃１においては、外表面１２２ｓが凹面形状である点において、外表面１２２ｓが直線形状となっている実施の形態３に従った超硬合金製切断刃１と異なる。刃先１２１ｔからＺ軸方向の距離が２５μｍの点２２５は第一部分１２１に存在する。
　刃部１２０は先端側から第一部分１２１および第二部分１２２を有する。第一部分１２１に凸１２０ｔが存在する。凸１２０ｔは、直線Ｓよりも外側に位置している。
　刃部１２０の第二部分１２２の外表面１２２ｓは刃先１２１ｔに近づくにつれて中心線Ｃとのなす角度が小さくなるように湾曲している。
　（実施の形態５）
　図５は、実施の形態５に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。図５で示すように、実施の形態５に従った超硬合金製切断刃１においては、刃先１２１ｔが平坦な形状である点において、実施の形態１に従った超硬合金製切断刃１と異なる。刃先１２１ｔを構成する平坦面は、中心線Ｃに対して垂直であってもよく、中心線Ｃに対して傾斜していてもよい。
　（実施の形態６）
　図６は、実施の形態６に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。図６で示すように、実施の形態６に従った超硬合金製切断刃１においては、刃先１２１ｔが丸められている点において、刃先１２１ｔが尖っている実施の形態１に従った超硬合金製切断刃１と異なる。刃先１２１ｔの曲率半径は単一であってもよい、刃先１２１ｔの曲率半径は複数存在して、いわゆる複合Ｒ形状とされていてもよい。
　（実施の形態７）
　図７は、実施の形態７に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。図７で示すように、実施の形態７に従った超硬合金製切断刃１においては、刃先１２１ｔ近傍の第一部分１２１では外表面１２１ｓが外に凸の形状であり、刃先１２１ｔから離れた第二部分１２２では外表面１２２ｓが凹面形状である。刃先１２１ｔからＺ軸方向の距離が２５μｍの点２２５は第一部分１２１に存在する。
　（実施の形態８）
　図８は、実施の形態８に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。図８で示すように、実施の形態８に従った超硬合金製切断刃１においては、刃先１２１ｔから基部１１０に向けてＹμｍ（Ｙは２６から１００の整数）の点２０Ｙの位置の刃部の厚みをＴＹ、刃先１２１ｔから基部１１０に向けてＹ＋１μｍの点２０Ｙ１の位置の刃部１２０の厚みをＴＹ１としたとき、第２の刃厚変化量ＴＹ１－ＴＹがＹが２６から１００のすべての整数において０．０１μｍ以上１．８５μｍ以下である。
　刃先１２１ｔからＺ軸方向の距離が２６μｍの点２２６における刃部１２０の厚みをＴ１１とする。刃先１２１ｔからＺ軸方向の距離が１００μｍの点２１００における刃部１２０の厚みをＴ１２とする。
　刃渡り方向に直交する縦断面において刃先１２１ｔから１００μｍの範囲において刃部１２０の外形が外方向に凸１２０ｔの部分を有し、凸１２０ｔの部分は刃先１２１ｔおよび刃先１２１ｔから１００μｍの位置を結ぶ直線Ｓよりも外側に位置する。
　（実施の形態９）
　図９は、実施の形態９に従った超硬合金製切断刃１の縦断面図である。図９で示すように、実施の形態９に従った超硬合金製切断刃１においては、刃先１２１ｔから基部１１０に向けてＺμｍ（Ｙは１０１から３０００の整数）の点２０Ｚの位置の刃部の厚みをＴＺ、刃先１２１ｔから基部１１０に向けてＺ＋１μｍの位置の点２０Ｚ１の刃部１２０の厚みをＴＺ１としたとき、第３の刃厚変化量ＴＺ１－ＴＺがＺが１０１から３０００のすべての整数において０．０１μｍ以上１．８５μｍ以下である。
　刃先１２１ｔからＺ軸方向の距離が１０１μｍの点２１０１における刃部１２０の厚みをＴ２１とする。刃先１２１ｔからＺ軸方向の距離が３０００μｍの点２３００における刃部１２０の厚みをＴ２２とする。
[規則91に基づく訂正 14.10.2021]　
　刃渡り方向に直交する縦断面において刃先１２１ｔから１００μｍの範囲において刃部１２０の外形が外方向に凸１２０ｔの部分を有し、凸１２０ｔの部分は刃先１２１ｔおよび刃先１２１ｔから３０００μｍの位置を結ぶ直線Ｓよりも外側に位置する。
　（実施例１）
　基部１１０の厚み１００μｍ、幅２０ｍｍ、刃渡り方向の長さ４０ｍｍの超硬合金製切断刃１を用いてその特性を確認した。
　＜素材＞
　切断刃に用いた焼結体はタングステンカーバイドとコバルトを主成分とした超硬合金である。超硬合金に使用されるコバルトの含有率は１０質量％である。超硬合金の硬度はＨＲＡ（ロックウェル硬度）で９２である。
　＜研磨＞
　製造された焼結体はダイヤモンド砥石を用いた研削機により厚さ１００μｍ、幅２０ｍｍ、長さ４０ｍｍの板形状に削り出し先端刃部加工用の素材とした。
　＜刃付け＞
　続いて上記素材を用いて先端刃部の形成加工行った。形成加工に於いてはダイヤモンド円筒砥石を使用した専用の研削機を用い角度調整可能な専用のワークレストに素材を固定して加工を行った。刃部が２段である場合には、加工は素材長辺長さ４０ｍｍ方向の一辺に対して最も先端にある先端角を持つ第一刃部、それに連なり配置され基部１１０に連続する先端角を持つ第二刃部の異なった先端角を有する刃部を両面に形成した。
　＜凸湾曲の外表面成形＞
　図１で示すような凸湾曲面である外表面１２１ｓを形成するためには、凹曲面を有する円筒砥石を用いて最先端部に対して凸形状加工を両面に施した。凸形状の形成にあたっては非常に精密な加工である為、切込み量やワークレスト角度等の研削条件の設定が非常に肝要である。
　＜平面の外表面成形＞
　図３で示すような平面の外表面１２１ｓを形成するためには、円筒砥石を用いて最先端部に対して凸形状加工を両面に施した。図２のような３段刃の場合は刃付けの時点で第三部分１２３を設ける。
　＜凹湾曲の外表面成形＞
　図４で示すような凹湾曲面である外表面１２２ｓを形成するためには、凸曲面を有する円筒砥石を用いて最先端部に対して凹形状加工を両面に施した。
　＜断面確認＞
　断面確認を日本電子社製のショットキー電界放出形走査電子顕微鏡ＪＳＭ－７９００Ｆを用いて３，０００倍にて撮像し、機械座標と測長機能を活用し、刃先から３、４、５、６、・・、２６μｍの部分の刃厚（刃部１２０の厚み）を測定した。その刃厚から、刃厚変化量を計算した。それらの結果を表１から５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表１等において「２５μｍ角度［°］」とは、図１等で示す縦断面において、刃先１２１ｔからＺ軸方向に２５μｍ離れた外表面１２１ｓにおける点２２５において２つの外表面１２１ｓから直線３２５を引き、２つの直線３２５がなす角度をいう。直線３２５の傾斜は、点２２５における刃厚変化量の１／２の値である。「３μｍ角度［°］」とは、図１等で示す縦断面において、刃先１２１ｔからＺ軸方向に３μｍ離れた外表面１２１ｓにおける点２０３において２つの外表面１２１ｓから直線を引き、２つの直線がなす角度をいう。２つの直線の傾斜は点２０３における刃厚変化量である。「外凸」の欄において「Ｎ」とは直線Ｓよりも外側に突出する凸１２０ｔが外表面１２１ｓに存在しないことをいう。「外凸」の欄において「Ｙ」とは直線Ｓよりも外側に突出する凸１２０ｔが外表面１２１ｓに存在することをいう。「刃厚変化量［μｍ］」において「３μｍの箇所」とは、刃先１２１ｔから４μｍの箇所の刃厚から、刃先１２１ｔから３μｍの箇所の刃厚を引いた値である。「２５μｍの箇所」とは、刃先１２１ｔから２６μｍの箇所の刃厚から、刃先１２１ｔから２５μｍの箇所の刃厚を引いた値である。「図」とは各試料の形状に対応する図面を示す。「ｍａｘ／ｍｉｎ」とは、刃先１２１ｔからＺ軸方向に３μｍから２５μｍ離れた範囲の外表面１２１ｓにおける刃厚変化量の最大値と最小値とを示す。
　＜切断テスト＞
　また、ここで作成した超硬合金製切断刃を用いてその効果を確認するため、市販されている塩化ビニル板の押切切断を行いその変形、欠陥等の断面切断品質並びに切断刃に発生する欠け（以後チッピング）を観察し超硬合金製切断刃の効果を確認した。図１０は切断試験を説明するための装置の斜視図である。図１１は図１０中のＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図である。図１０および図１１で示すように、チャック３００１，３００２により超硬合金製切断刃１を保持した。
　本テストの条件（図１０および図１１）
　ワーク材質：塩化ビニル板１００　厚み０．５ｍｍ、幅２９０ｍｍ、長さ３０ｍｍ
　テスト装置：牧野フライス製作所製マシニングセンタＶ５５（ステージ２００４）にキスラー製切削動力計９２５５（切削動力計２００３）をセットしたもの
　ワークセット：下から厚み１０ｍｍのアクリル板２００２、厚み１ｍｍの両面粘着シート２００１、ワークとしての塩化ビニル板１００を積層した。
　切断条件：切断速度３００ｍｍ／ｓ、押込み量０．５５ｍｍ、長手方向のワークと刃角度±０．５°、ワークと刃断面角度９０°±０．５°、切断回数１００回、切断間隔（ピッチ）２．５ｍｍ
　確認事項：チッピング（深さ５μｍ以上且つ幅１０μｍ以上）、断面品質（チッピング起因の断面状態、断面荒れ）
　切断テストを試料番号ごとに繰り返した結果を表１から表５に記す。
　チッピングについてはチッピング（深さ５μｍ以上、幅１０μｍ以上）数をカウントし、チッピング個数が０～３個であれば、評価をＡとし、４～１０個であれば評価をＢとし、１１個以上であれば評価をＣとした。
　欠け発生評価は、前述の切断試験後の刃先を観察することにより行った。欠けの測定方法では、測定顕微鏡を用いた。具体的には、オリンパス製の測定顕微鏡（ＳＴＭ６－ＬＭ）に、５０倍の接眼レンズおよび２０倍の対物レンズを取り付け、切断刃（ＸＺ面）を平面に置く。図１２は、切断刃の欠けを示す顕微鏡観察写真（マイクロスコープ）観察像である。図１２の切断刃の刃先１２１ｔと測定ステージが平行になるように注意する。刃先１２１ｔに焦点を合わせ、測定器のＸ軸方向の基準線に欠け１２１ｋの両端に位置する刃先１２１ｔを合わせ、Ｙの測定値を「０」とし、基準にする。図１２のＸ軸方向の基準線と欠け１２１ｋの端との交わる２点の間の距離を欠け１２１ｋの幅とする。Ｘ軸から測定して欠け１２１ｋのＹ方向に一番低い箇所を欠け１２１ｋの深さとする。この時、幅１０μｍ以上、深さ５μｍ以上のいずれか一方でも該当した場合に刃先に欠け１２１ｋが発生したと定義した。
　チッピング起因の断面状態については、傷がない場合には評価をＡとし、傷があるが許容できる（傷長さ１０μｍ以下）場合に評価をＢとし、傷があり許容できない（傷長さ１０μｍ超）場合に評価をＣとした。傷の長さは日本電子社製のショットキー電界放出形走査電子顕微鏡ＪＳＭ－７９００Ｆを用いて３,０００倍での撮像することにより測定した。
　断面荒れについては、断面の表面粗さＳａ（算術平均高さＩＳＯ２５１７８）が０．０５μｍ以下なら評価をＡとし、断面の表面粗さＳａが０．０５μｍより大きく０．１５μｍ以下なら評価をＢとし、表面粗さＳａが０．１５μｍを超えていれば評価をＣとした。表面粗さＳａは、白色干渉計を用いた非接触式の面粗さ測定装置を用いて測定する。具体的には、Ｚｙｇｏ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の非接触三次元粗さ測定装置（Nexview（登録商標））を用いて測定した。
　断面品質については、チッピング起因の断面状態および断面荒れの両方で評価がＡである場合に断面品質の評価をＡとした。チッピング起因の断面状態および断面荒れのいずれかで評価がＣである場合に断面品質の評価をＣとした。それ以外の評価をＢとした。
　総合評価については、チッピングおよび断面品質の両方で評価がＡであれば総合評価をＡとした。チッピングおよび断面品質のいずれかで評価がＣまたは製造不可であれば総合評価をＣとした。それ以外の評価をＢとした。
[規則91に基づく訂正 14.10.2021]　
　表１から表５で示すように、３μｍの位置の前記刃部の厚みが０．２６μｍ以上７．００μｍ以下であり、３μｍから２５μｍでの刃厚変化量が０．０８μｍ以上１．８５μｍ以下であり、凸１２０ｔが存在すると、総合評価がＡまたはＢになることが分かる。
　さらに、３μｍの位置（Ｘ＝３μｍ）である場合の刃厚変化量が０．２６μｍ以上０．９３μｍ以下であれば総合評価はＡとなりより好ましいことが分かる。
　（実施例２）
　図１，２，４，７の形状の切断刃（試料番号９７－１００，１０９－１１２，１２１－１２４，１３３－１３６）を製造した。これらの切断刃、および上記の実施例１で製造した切断刃の最先端部に以下の追加工を行って切断刃を作製した。固定台の上に切断刃を固定し粒度＃１００００のダイヤモンド平砥石を用い先端角度が基部１１０に対して垂直になる様に加工した。断面確認方法は実施例１と同じとした。これにより、試料番号８９－９２，１０１－１０４，１１３－１１６，１２５－１２８，１３７－１４０の超硬合金製切断刃を作成した。
[規則91に基づく訂正 14.10.2021]　
　実施例１と同じ素材を用いて粒度＃１００００の砥石にＲ０．２５μｍの溝加工を行いその溝を用いて切断刃の最先端部にＲ加工を施した。又は微小なダイヤモンド又は炭化タングステン粒子（１μｍ以下推奨）を水等の液体中に懸濁させ、その懸濁液を流速や射出角度や時間を調整して刃に衝突させることによりＲ加工を施した。断面確認方法は実施例１と同じとした。これにより、試料番号９３－９６，１０５－１０８，１１７－１２０，１２９－１３２，１４１－１４４の超硬合金製切断刃を作成した。これらの詳細を表６から１０に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　表６－１０の超硬合金製切断刃を、実施例１と同様に評価した。その結果を表６－１０に示す。
　表６等の「図」において「３，５」とは図３の超硬合金製切断刃１において図５のように刃先１２１ｔをフラットにしたものを示す。「１，５」、「２，５」、「４，５」、「７，５」も同様に図１，２，４，７の超硬合金製切断刃１において図５のように刃先１２１ｔをフラットにしたものを示す。
　「３，６」とは図３の超硬合金製切断刃１において図６のように刃先１２１ｔを丸めたものを示す。「１，６」、「２，６」、「４，６」、「７，６」も同様に図１，２，４，７の超硬合金製切断刃１において図６のように刃先１２１ｔを丸めたものを示す。表６から１０においては、表１から５と同様の傾向が現れていることが分かる。
[規則91に基づく訂正 14.10.2021]　
　（実施例３）
　図８の形状の切断刃（試料番号１４５－１６０）を製造した。基部１１０の厚みは１００μｍ～４００μｍとした。その他素材サイズや刃付け、外表面形成は実施例１に則る。これらの切断刃の最先端部に実施例２と同様に、先端角度が基部１１０に対して垂直になる様に加工した。断面確認方法は実施例１と同じとした。これにより、試料番号１６１－１７６の超硬合金製切断刃を作成した。また、実施例２と同様に最先端部にＲ加工を施した。断面確認方法は実施例１と同じとした。この時、ショットキー電解放出形走査電子顕微鏡の撮影倍率は1視野で断面を観察できる倍率とした。また、これは測長機能のあるマイクロスコープでも代用可能である。これにより試料番号１７７－１９２の超硬合金製切断刃を作成した。これらの詳細を表１１から１３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　表１１－１３の超硬合金製切断刃を、実施例１と同様に評価した。その結果を表１１－１３に示す。
[規則91に基づく訂正 14.10.2021]　
　表１１から１３においては、表１から６と同様の傾向が現れていることが分かる。
（実施例４）
　図９の形状の切断刃（試料番号１９３－２０８）を製造した。基部１１０の厚みは１００μｍ～６０００μｍとした。その他素材サイズや刃付け、外表面形成は実施例１に則る。これらの切断刃の最先端部に実施例２と同様に、先端角度が基部１１０に対して垂直になる様に加工した。断面確認方法は実施例１と同じとした。これにより、試料番号２０９－２２４の超硬合金製切断刃を作成した。また、実施例２と同様に最先端部にＲ加工を施した。断面確認方法は実施例３と同じとした。これにより試料番号２２５－２４０の超硬合金製切断刃を作成した。これらの詳細を表１４から１６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　表１４－１６の超硬合金製切断刃を、実施例１と同様に評価した。その結果を表１４－１６に示す。
　表１４から１６においては、表１から６と同様の傾向が現れていることが分かる。
　なお、表１２等の「図」において「８，５」とは図８の超硬合金製切断刃１において図５のように刃先１２１ｔをフラットにしたものを示す。「９，５」も同様に図９の超硬合金製切断刃１において図５のように刃先１２１ｔをフラットにしたものを示す。
[規則91に基づく訂正 14.10.2021]　
　「８，６」とは図８の超硬合金製切断刃１において図６のように刃先１２１ｔを丸めたものを示す。「９，６」も同様に図９の超硬合金製切断刃１において図６のように刃先１２１ｔを丸めたものを示す。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　合金製切断刃、１００　塩化ビニル板、１１０　基部、１２０　刃部、１２０ｔ　凸、１２１　第一部分、１２１ｋ　欠け、１２１ｓ，１２２ｓ，１２３ｓ　外表面、１２１ｔ　刃先、１２２　第二部分、２０３，２２５　点、３２５　接線、２００１　両面粘着シート、２００２　アクリル板、２００３　切削動力計、２００４　ステージ、３００１，３００２　チャック。

Claims (4)

  1. 　基部と、
    　前記基部の延長線上に設けられ、最先端部である刃先に向けて厚みが薄くなる形状を有する刃部とを備え、
    　前記刃先から前記基部に向けて３μｍの位置の前記刃部の厚みが０．２６μｍ以上７．００μｍ以下であり、
    　前記刃先から前記基部に向けてＸμｍ（Ｘは３から２５の整数）の位置の前記刃部の厚みをＴＸ、前記刃先から前記基部に向けてＸ＋１μｍの位置の前記刃部の厚みをＴＸ１としたとき、第１の刃厚変化量ＴＸ１－ＴＸが前記Ｘが３から２５のすべての整数において０．０８μｍ以上１．８５μｍ以下であり、
    　刃渡り方向に直交する縦断面において前記刃先から前記基部に向けて２５μｍの範囲において前記刃部の外形が外方向に凸の部分を有し、前記凸の部分は前記刃先および前記刃先から前記基部に向けて２５μｍの位置を結ぶ直線よりも外側に位置する、超硬合金製切断刃。
  2. 　前記Ｘが３である場合の前記第１の刃厚変化量ＴＸ１－ＴＸが０．２６μｍ以上０．９３μｍ以下である、請求項１に記載の超硬合金製切断刃。
  3. 　前記刃先から前記基部に向けてＹμｍ（Ｙは２６から１００の整数）の位置の前記刃部の厚みをＴＹ、前記刃先から前記基部に向けてＹ＋１μｍの位置の前記刃部の厚みをＴＹ１としたとき、第２の刃厚変化量ＴＹ１－ＴＹが前記Ｙが２６から１００のすべての整数において０．０１μｍ以上１．８５μｍ以下である、請求項１または２に記載の超硬合金製切断刃。
  4. 　前記刃先から前記基部に向けてＺμｍ（Ｚは１０１から３０００の整数）の位置の前記刃部の厚みをＴＺ、前記刃先から前記基部に向けてＺ＋１μｍの位置の前記刃部の厚みをＴＺ１としたとき、第３の刃厚変化量ＴＺ１－ＴＺが前記Ｚが１０１から３０００のすべての整数において０．０１μｍ以上１．８５μｍ以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の超硬合金製切断刃。
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