切断工具及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种兼具良好的耐粘着性及平滑性的切断工具及其制造方法。一种切断工具及其制造方法，所述切断工具包括含有陶瓷相及金属相的复合材料，所述切断工具的特征在于，所述切断工具的刀刃部分具有刀刃脊线及构成刀刃脊线的刀刃构成面，所述刀刃构成面具有所述陶瓷相自具有所述陶瓷相及所述金属相的复合材料层突出而断续地存在所述陶瓷相并缺少所述金属相的表面部，所述表面部的表面粗糙度满足：算术平均粗糙度Ra≤0.1μm、偏度Rsk≤‑0.01。

Cutting tool and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】切断工具及其制造方法
本专利技术涉及一种具有良好的耐久性的切断工具及其制造方法。
技术介绍
包括具有以陶瓷等为代表的硬质相及以Ni、Co、Fe等为代表的金属相的复合材料的复合合金因在室温及高温下的耐冲击性优异而被应用于工具和夹具。例如，用以对纸、树脂膜、金属板等进行切断的切断刀中也应用所述复合材料，自之前起进行了各种研究。例如引用文献1中记载一种切断刀，其特征在于，切断刀包括含有以碳化物换算的合计计0.3质量％～3.0％质量的选自Cr、V及Ta的群组中的至少一种、及8质量％～15质量％的Co，剩余部分为平均粒径0.1μm～0.5μm的WC粒子的超硬合金。而且，引用文献2中记载有一种在层叠电容器或层叠陶瓷基板等或者陶瓷生片等的切断或裁断中使用、以包括WC的粒径为1.0μm以下且作为结合相的Co量为8％～20％的超硬合金为特征的薄型切断刀。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2004-291137号公报专利文献2：日本专利特开2002-86387号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在所述那样的复合合金制的切断工具中，若被加工材为金属材料或非晶(amorphous)薄带，则存在因由于金属间的接触而产生的粘着，而发生磨耗或崩刃的此类课题。若所述磨耗发生于刀刃，则会因锋利程度下降而在切断的被加工材的端面产生毛刺，所以无法达成产品所要求的精度。因此，随着进一步的精密化要求或在更严酷的环境下的使用，要求一面维持切断工具的作业面的平滑性、锋利程度以免攻击被加工材时产生磨耗粉一面进一步提升耐粘着性。针对所述要求，所述专利文献1的专利技术是增加超硬合金的表面的硬度的优异的专利技术，但关于抑制因除去Co而导致的表面状态劣化并无记载，尚有研究的余地。而且，专利文献2的专利技术是为了提升金刚石膜的密接性而使表面形成有凹凸的专利技术，尤其在精密切断工具中存在无法获得期望的表面品质的可能性。本专利技术的目的在于提供一种兼具良好的耐粘着性及平滑性的切断工具及其制造方法。解决问题的技术手段本专利技术是有鉴于所述课题而成。即，本专利技术的一实施例为一种切断工具，其包括含有陶瓷相及金属相的复合材料，所述切断工具的特征在于，所述切断工具的刀刃部分具有刀刃脊线及构成刀刃脊线的刀刃构成面，所述刀刃构成面具有所述陶瓷相从具有所述陶瓷相及所述金属相的复合材料层突出而断续地存在所述陶瓷相并缺少所述金属相的表面部，所述表面部的表面粗糙度满足算术平均粗糙度Ra≤0.1μm、偏度Rsk≤-0.01。优选为：所述切断工具的表面部的偏度Rsk≤-1.0。优选为：所述陶瓷相为WC或TiC，所述金属相为选自Co、Ni、Fe中的至少一种。优选的特征在于：在所述表面部形成有一层以上的包括选自由4a族、5a族及6a族所组成的元素群中的至少一种的碳化物、氮化物、氧化物、碳氮化物或硼化物的皮膜，或者类金刚石碳膜。而且，本专利技术的另一实施例是一种切断工具的制造方法，其是包括含有陶瓷相及金属相的复合材料的切断工具的制造方法，所述切断工具的制造方法的特征在于，所述切断工具的刀刃部分具有刀刃脊线及构成刀刃脊线的刀刃构成面，所述切断工具的制造方法具有：形状加工步骤，将包括所述复合材料的工具基材的成为刀刃构成面的部分通过研削加工调整为Ra≤0.1μm；以及表面改善步骤，在所述形状加工步骤之后，对调整为Ra≤0.1μm的所述工具基材的成为刀刃构成面的部分进行蚀刻，除去所述成为刀刃构成面的部分的金属相，使所述刀刃构成面构成为具有所述陶瓷相从具有所述陶瓷相及所述金属相的复合材料层突出而断续地存在所述陶瓷相并缺少所述金属相的表面部，并且使所述表面部的表面粗糙度成为Rsk≤-0.01。优选为：所述表面改善步骤为使用酸性溶液的湿式蚀刻。专利技术的效果根据本专利技术，可获得一种兼具良好的耐粘着性及平滑性的切断工具。附图说明图1是表示本实施方式的切断工具即切割机(Slitter)的金属带切断装置的示意图。图2是将图1所示的本实施方式的切断工具的A部进行放大的示意图。图3是之前的切断工具或表面改善步骤前的切断工具的放大A部进行观察的示意图。图4是使用本实施方式的切断工具而切断的钢带的两侧面放大相片。图5是表示本专利技术的切断工具与比较例的切断工具的切断时产生的磨耗粉的数量的图表。具体实施方式以下，对本专利技术进行详细说明。但是，本专利技术并不限定于此处所列举的实施方式，在不脱离其专利技术的技术思想的范围内能够进行适当组合或改良。本专利技术的切断工具是包括混合有陶瓷相(以下，也记载为硬质相)及作为粘合剂(结合相)的金属相这两相的复合材料的切断工具。所述切断工具的特征是兼具硬质相的优点(优异的强度)及金属相的优点(高的延性及韧性)。本专利技术的切断工具所具有的陶瓷相优选为选自W(钨)、Cr(铬)、Mo(钼)、V(钒)、Zr(锆)、Al(铝)、Si(硅)、Nb(铌)、Ta(钽)及Ti(钛)的碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物及硼化物中的至少一种。更优选为选自W或Ti的碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物及硼化物中的至少一种。而且，本专利技术的切断工具所具有的金属相优选为自Co(钴)、Ni(镍)、Fe(铁)、W(钨)、Mo(钼)中的至少一种中选择。更优选为选自Co、Ni、Fe中的至少一种。另外，只要无特殊记载，则本实施方式的切断工具包括对陶瓷相选择了碳化钨(WC)并对金属相选择了Co的WC-Co复合材料。图1表示本实施方式的切断工具的一例即圆筒形刀(以后，也记载为切割(slit)刀)的概要图。本专利技术除了所述圆筒形刀以外，例如也能够在冲压加工用的冲头等之类的剪切工具中使用。而且，也可应用于剪切(shear)刀等刀刃具有锐角的楔角的剪切工具。本实施方式的圆筒形刀在如图1所示将金属带12裁断为期望的宽度的金属条13的切割机中使用，空开固定的间隔(clearance)来配置圆筒形上刀1A及圆筒形下刀1B，通过上刀与下刀的剪切将被加工材切断。所述圆筒形刀具有刀刃脊线4(白色实线部)及构成刀刃的刀刃构成面6、刀刃构成面7(以下，也将刀刃构成面6记载为外周面，将刀刃构成面7记载为侧面)。将图1中的切断工具的A部放大图示于图2。本实施方式的切断工具如图2所示，特征在于，包括含有陶瓷相2及金属相3的复合材料，在构成切断工具的刀刃的刀刃脊线4及刀刃构成面6、刀刃构成面7中，包括陶瓷相2从复合材料层突出，在刀刃构成面6、刀刃构成面7的面内方向上断续(非连续地)存在陶瓷相2，并缺少金属相3的表面部，刀刃构成面6、刀刃构成面7的表面粗糙度满足：算术平均粗糙度Ra≤0.1μm、偏度Rsk≤-0.01。此处，“断续地存在陶瓷相并缺少金属相的表面部”是指实质上不存在金属相。如后述制造方法的实施方式那样，刀刃脊线及刀刃构成面通过自包括陶瓷相及金属相的图3所示的工具基材的成为刀刃脊线及刀刃构成面的部分除去金属相来制作。通过所述金属相的除去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种切断工具，包括含有陶瓷相及金属相的复合材料，其特征在于，/n所述切断工具的刀刃部分具有刀刃脊线及构成刀刃脊线的刀刃构成面，/n所述刀刃构成面具有表面部，所述表面部中所述陶瓷相从具有所述陶瓷相及所述金属相的复合材料层突出而断续地存在所述陶瓷相并缺少所述金属相，/n所述表面部的表面粗糙度满足：算术平均粗糙度Ra≤0.1μm、偏度Rsk≤-0.01。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170928 JP 2017-1876261.一种切断工具，包括含有陶瓷相及金属相的复合材料，其特征在于，
所述切断工具的刀刃部分具有刀刃脊线及构成刀刃脊线的刀刃构成面，
所述刀刃构成面具有表面部，所述表面部中所述陶瓷相从具有所述陶瓷相及所述金属相的复合材料层突出而断续地存在所述陶瓷相并缺少所述金属相，
所述表面部的表面粗糙度满足：算术平均粗糙度Ra≤0.1μm、偏度Rsk≤-0.01。


2.根据权利要求1所述的切削工具，其特征在于，所述表面部的偏度Rsk≤-1.0。


3.根据权利要求1或2所述的切断工具，其特征在于，所述陶瓷相为WC或TiC，所述金属相为选自Co、Ni、Fe中的至少一种。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的切断工具，其特征在于，在所述表面部形成有一层以上的皮膜或者类金刚石碳膜，所述皮膜包括选自由4a族、5a族及6a族所组成的元素群中的至少一种的碳化物、氮化物、氧化物、碳氮化物或硼化物。

【专利技术属性】
技术研发人员：小関秀峰，进野大树，吉野胜雄，植田诚二，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP