JP2023022633A - Method for manufacturing cutting blade, and cutting blade - Google Patents

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Abstract

To dispense with or reduce processing after a film formation step.SOLUTION: A method for manufacturing a cutting blade includes a tip processing step, and a film formation step. First, the tip processing step is performed. The tip processing step processes a part of an edge of a plate-like member when the plate-like member is viewed in a direction perpendicular to a main surface in the plate-like member having the main surface, and thereby forms a tip 23. The tip processing step processes the plate-like member so that a radius of curvature of a part including the tip 23 of a base material 20 is equal to or less than 1/10 of a predetermined value in a cross-sectional view that is parallel to the direction perpendicular to the main surface and is perpendicular to the edge where the tip 23 is formed. Subsequently, the film formation step is performed. The film formation step forms a film covering at least the tip 23 on the surface of the base material 20. The film formation step forms a film 30 on the tip 23 by chemical vapor deposition so that a radius R of curvature on the surface of a part covering the tip 23 in the film 30 becomes a predetermined value, in the cross-sectional view.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、カット刃の製造方法、及びカット刃に関する。 The present invention relates to a cutting blade manufacturing method and a cutting blade.

特許文献１には、刃先を有する基材と、刃先を覆うダイヤモンド膜と、を備えているカット刃が記載されている。基材は、主面を有する板状である。主面に直交する方向で基材を視た場合に、基材の縁の一部が、刃先となっている。被膜の材質であるダイヤモンドの硬度は、基材の材質である超硬合金の硬度よりも大きい。 Patent Literature 1 describes a cutting blade including a base material having a cutting edge and a diamond film covering the cutting edge. The base material has a plate shape with a main surface. A part of the edge of the base material serves as a cutting edge when the base material is viewed in a direction perpendicular to the main surface. The hardness of diamond, which is the material of the coating, is greater than the hardness of the cemented carbide, which is the material of the substrate.

特開平３－６７６０２号公報JP-A-3-67602

特許文献１に記載のようなカット刃において、被膜を形成する被膜形成工程の後に、被膜のうち刃先を覆う部分の形状を精度高く加工する場合がある。例えば、刃先が鋭利になるように、刃先を研ぐことがある。しかし、特許文献１に記載のカット刃のように、被膜の材質の硬度が基材の材質の硬度よりも大きい場合には、被膜形成工程の後に、被膜を精度高く加工しにくい。そのため、このような被膜形成工程後の加工を不要又は軽減することが望まれている。 In the cutting blade as described in Patent Document 1, there are cases where the shape of the portion of the coating that covers the cutting edge is processed with high accuracy after the coating forming step of forming the coating. For example, the cutting edge may be sharpened so that the cutting edge is sharp. However, when the hardness of the material of the coating is higher than that of the base material, as in the cutting blade described in Patent Document 1, it is difficult to process the coating with high precision after the coating forming process. Therefore, it is desired to eliminate or reduce the processing after such a film formation step.

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、主面を有する板状の板状部材のうち、前記主面に直交する第１方向に前記板状部材を視たときの前記板状部材の縁の一部を加工することで、刃先を有する基材を形成する刃先加工工程と、前記基材の表面のうち少なくとも前記刃先を覆う被膜を形成する被膜形成工程と、を備え、前記被膜の材質の硬度は、前記基材の材質の硬度よりも大きくなっており、前記刃先加工工程では、前記第１方向に平行、且つ前記刃先を形成しようとする前記縁に直交する断面視において、前記基材の前記刃先を含む部分の曲率半径を、予め定められた所定値の１０分の１倍以下になるように、前記板状部材を加工し、前記被膜形成工程では、前記断面視において、前記被膜のうち前記刃先を覆う部分の表面の曲率半径が前記所定値になるように、化学蒸着によって前記刃先に前記被膜を形成するカット刃の製造方法である。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention provides a plate-shaped member having a main surface, the plate-shaped member when viewed in a first direction orthogonal to the main surface. A cutting edge processing step of forming a base material having a cutting edge by processing a part of the edge of the base material, and a coating forming step of forming a coating covering at least the cutting edge on the surface of the base material, the coating The hardness of the material of is greater than the hardness of the material of the base material, and in the cutting edge processing step, in a cross-sectional view parallel to the first direction and perpendicular to the edge on which the cutting edge is to be formed, The plate-shaped member is processed so that the curvature radius of the portion of the base material including the cutting edge is 1/10 times or less of a predetermined value, and in the coating forming step, in the cross-sectional view A method for manufacturing a cutting blade, wherein the coating is formed on the cutting edge by chemical vapor deposition so that the radius of curvature of the surface of the portion of the coating covering the cutting edge is the predetermined value.

上記構成によれば、刃先加工工程で、所定値の１０分の１倍以下となるように、刃先を加工する。ここで、上記所定値は、被膜形成工程後に得られる被膜の曲率半径である。つまり、刃先加工工程後における被膜の曲率半径に対して１０分の１倍以下となるように刃先を加工する。この刃先加工工程の時点では、まだ被膜を形成する前の基材に対して加工を行うため、高い精度で加工を行うことが可能である。その後に、化学蒸着によって被膜を形成する。化学蒸着によって被膜を形成することで、被膜の形状は、刃先の形状に追従し、被膜の曲率半径が、刃先の曲率半径を反映する。すなわち、被膜形成工程後には、被膜の曲率半径が所定値となる。したがって、被膜形成工程後に、被膜の曲率半径を調整するための更なる加工を行うことを要しない。 According to the above configuration, in the cutting edge machining step, the cutting edge is machined so as to be 1/10 times or less of the predetermined value. Here, the predetermined value is the radius of curvature of the coating obtained after the coating forming process. That is, the cutting edge is machined so that the radius of curvature of the film after the cutting edge machining step is 1/10 or less. At the cutting edge processing step, the base material is processed before the film is formed, so processing can be performed with high accuracy. A coating is then formed by chemical vapor deposition. By forming the coating by chemical vapor deposition, the shape of the coating follows the shape of the cutting edge and the radius of curvature of the coating mirrors the radius of curvature of the cutting edge. That is, after the coating forming process, the radius of curvature of the coating becomes a predetermined value. Therefore, it is not necessary to perform further processing for adjusting the radius of curvature of the coating after the coating forming step.

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、刃先を有する基材と、前記基材の表面のうち少なくとも前記刃先を覆う被膜と、を備え、前記基材は、主面を有する板状であり、前記主面に直交する第１方向に前記基材を視た場合に、前記基材の縁の一部が、前記刃先となっており、前記被膜の材質の硬度は、前記基材の材質の硬度よりも大きくなっており、前記第１方向に平行、且つ前記刃先に直交する断面視において、前記基材の前記刃先を含む部分の曲率半径は、前記被膜の前記刃先を覆う部分の表面の曲率半径の１０分の１倍以下であるカット刃である。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention includes a base material having a cutting edge, and a coating covering at least the cutting edge on the surface of the base material, wherein the base material has a plate-like shape having a main surface. When the base material is viewed in a first direction perpendicular to the main surface, part of the edge of the base material is the cutting edge, and the hardness of the material of the coating is the same as that of the base material is greater than the hardness of the material, and in a cross-sectional view parallel to the first direction and perpendicular to the cutting edge, the radius of curvature of the portion including the cutting edge of the base material is the portion of the coating covering the cutting edge It is a cutting blade that is less than 1/10 times the radius of curvature of the surface of .

上記構成では、刃先の曲率半径を反映して、被膜の曲率半径が刃先の曲率半径の１０倍以上となる。したがって、刃先の曲率半径が、被膜の曲率半径として得ようとする値の１０分の１以下になっていれば、上記構成のカット刃に対して、被膜の曲率半径を所定の値にするための更なる加工は不要である。 In the above configuration, reflecting the radius of curvature of the cutting edge, the radius of curvature of the coating is 10 times or more the radius of curvature of the cutting edge. Therefore, if the radius of curvature of the cutting edge is 1/10 or less of the value to be obtained as the radius of curvature of the coating, the cutting blade configured as described above can be used to set the radius of curvature of the coating to a predetermined value. No further processing of is required.

被膜の形成後に、被膜の曲率半径を調整するための更なる加工を要しない。 After forming the coating, no further processing is required to adjust the radius of curvature of the coating.

カット刃の斜視図。The perspective view of a cutting blade. カット刃の平面図。The top view of a cutting blade. 図２における３－３線に沿うカット刃の一部拡大断面図。FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of a cutting blade taken along line 3-3 in FIG. 2; カット刃の製造方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the manufacturing method of a cutting blade. 予備加工工程を説明する説明図。Explanatory drawing explaining a preliminary|backup process. 刃先加工工程を説明する説明図。Explanatory drawing explaining a cutting-edge processing process. 被膜形成工程を説明する説明図。Explanatory drawing explaining a film formation process.

＜カット刃及びカット刃の製造方法の一実施形態＞
以下、カット刃及びカット刃の製造方法の一実施形態について説明する。なお、図面は理解を容易にするため構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、又は別の図中のものと異なる場合がある。 <An embodiment of a cutting blade and a method for manufacturing a cutting blade>
An embodiment of a cutting blade and a method for manufacturing the cutting blade will be described below. In addition, in order to facilitate understanding, the drawings may show constituent elements in an enlarged manner. The dimensional ratios of components may differ from those in reality or in other figures.

（カット刃について）
図１に示すように、カット刃１０は、基材２０を備えている。基材２０は、主面ＭＦを有する板状である。図２に示すように、主面ＭＦに直交する方向である第１方向に基材２０を視たときに、基材２０は長方形状である。 (About cutting blade)
As shown in FIG. 1 , the cutting blade 10 has a base material 20 . The base material 20 has a plate shape having a main surface MF. As shown in FIG. 2, the base 20 has a rectangular shape when viewed in the first direction perpendicular to the main surface MF.

ここで、図１に示すように、第１方向に基材２０を視た場合に、四角形の基材２０の４つの辺のうちの長辺に沿う軸を、第１軸Ｘとする。また、第１方向に基材２０視た場合に、四角形の基材２０の４つの辺のうちの短辺に沿う軸を、第２軸Ｙとする。さらに、第１方向に延びる軸を第３軸Ｚとする。そして、第１軸Ｘに沿う方向の一方を第１正方向Ｘ１とし、第１軸Ｘに沿う方向の他方を第１負方向Ｘ２とする。第２軸Ｙに沿う方向の一方を第２正方向Ｙ１とし、第２軸Ｙに沿う方向の他方を第２負方向Ｙ２とする。第３軸Ｚに沿う方向の一方を第３正方向Ｚ１とし、第３軸Ｚに沿う方向の他方を第３負方向Ｚ２とする。すなわち、本実施形態において、第１方向は、第３負方向Ｚ２である。 Here, as shown in FIG. 1, when the substrate 20 is viewed in the first direction, the first axis X is the axis along the longer side of the four sides of the square substrate 20 . Further, when the substrate 20 is viewed in the first direction, the axis along the short side of the four sides of the square substrate 20 is defined as the second axis Y. As shown in FIG. A third axis Z is an axis extending in the first direction. One of the directions along the first axis X is defined as a first positive direction X1, and the other direction along the first axis X is defined as a first negative direction X2. One of the directions along the second axis Y is defined as a second positive direction Y1, and the other direction along the second axis Y is defined as a second negative direction Y2. One of the directions along the third axis Z is defined as a third positive direction Z1, and the other direction along the third axis Z is defined as a third negative direction Z2. That is, in this embodiment, the first direction is the third negative direction Z2.

図２に示すように、基材２０は、峰側部分２１と、刃側部分２２と、に大別できる。峰側部分２１は、基材２０のうちの第２負方向Ｙ２の端を含む部分である。峰側部分２１は、第３軸Ｚに沿う方向から視たときに、第１軸Ｘに沿う方向に長い長方形状である。峰側部分２１の第３軸Ｚに沿う方向の寸法は、第１軸Ｘに沿う方向の全域に亘って同一である。 As shown in FIG. 2, the base material 20 can be roughly divided into a crest side portion 21 and a blade side portion 22 . The peak side portion 21 is a portion of the base material 20 that includes the end in the second negative direction Y2. The crest side portion 21 has a rectangular shape elongated in the direction along the first axis X when viewed from the direction along the third axis Z. As shown in FIG. The dimension of the crest side portion 21 in the direction along the third axis Z is the same over the entire area in the direction along the first axis X. As shown in FIG.

刃側部分２２は、基材２０のうちの第２正方向Ｙ１の端を含む部分である。刃側部分２２の第１軸Ｘに沿う方向の寸法は、峰側部分２１の第１軸Ｘに沿う方向の寸法と同一である。 The blade side portion 22 is a portion of the base material 20 that includes the end in the second positive direction Y1. The dimension along the first axis X of the blade side portion 22 is the same as the dimension along the first axis X of the peak side portion 21 .

図３に示すように、刃側部分２２の第３正方向Ｚ１を向く面は、第２正方向Ｙ１に向かうほど、第３負方向Ｚ２に位置するように傾斜している。刃側部分２２の第３負方向Ｚ２を向く面は、第２正方向Ｙ１に向かうほど、第３正方向Ｚ１に位置するように傾斜している。そのため、刃側部分２２は、第２正方向Ｙ１ほど第３軸Ｚに沿う方向の寸法、すなわち厚みが小さくなっている。つまり、刃側部分２２とは、基材２０のうちの第２正方向Ｙ１ほど厚みが小さくなっている部分である。 As shown in FIG. 3, the surface of the blade side portion 22 facing the third positive direction Z1 is inclined toward the second positive direction Y1 so as to be located in the third negative direction Z2. The surface of the blade side portion 22 facing the third negative direction Z2 is inclined so as to be positioned in the third positive direction Z1 toward the second positive direction Y1. Therefore, the dimension of the blade side portion 22 in the direction along the third axis Z, that is, the thickness, decreases in the second positive direction Y1. That is, the blade-side portion 22 is a portion of the base material 20 whose thickness decreases in the second positive direction Y1.

このように、刃側部分２２の第２正方向Ｙ１の端が、基材２０の刃先２３となっている。図２に示すように、刃側部分２２の第２正方向Ｙ１の端は、主面ＭＦに直交する方向に基材２０を視た場合に基材２０の縁の一部である。つまり、主面ＭＦに直交する方向に基材２０を視た場合に、基材２０の縁の一部が刃先２３となっている。基材２０は、基材２０の第２正方向Ｙ１の端の全域に刃先２３を有している。そして、刃先２３は、第１軸Ｘと平行である。また、峰側部分２１の第２負方向Ｙ２の端が、基材２０の峰２４となっている。峰側部分２１の第２負方向Ｙ２の端は、主面ＭＦに直交する方向に基材２０を視た場合に基材２０の縁の一部である。つまり、主面ＭＦに直交する方向に基材２０を視た場合に、基材２０の縁の一部が峰２４となっている。そして、第３軸Ｚに沿う方向から視たときに、基材２０における刃先２３とは反対側の端が峰２４である。 Thus, the edge of the blade side portion 22 in the second positive direction Y1 serves as the blade edge 23 of the substrate 20 . As shown in FIG. 2, the edge of the blade side portion 22 in the second positive direction Y1 is part of the edge of the substrate 20 when the substrate 20 is viewed in a direction perpendicular to the main surface MF. That is, when the base material 20 is viewed in a direction perpendicular to the main surface MF, part of the edge of the base material 20 serves as the cutting edge 23 . The base material 20 has a cutting edge 23 over the entire end of the base material 20 in the second positive direction Y1. The cutting edge 23 is parallel to the first axis X. Further, the end of the peak side portion 21 in the second negative direction Y2 is the peak 24 of the base material 20 . The end of the peak side portion 21 in the second negative direction Y2 is part of the edge of the base 20 when the base 20 is viewed in the direction perpendicular to the main surface MF. That is, when the base material 20 is viewed in a direction orthogonal to the main surface MF, part of the edge of the base material 20 is the ridge 24 . When viewed from the direction along the third axis Z, the edge of the base material 20 opposite to the cutting edge 23 is the ridge 24 .

基材２０の第１軸Ｘに沿う方向の寸法は、例えば１００～２５０ｍｍである。基材２０の第２軸Ｙに沿う方向の寸法は、例えば２０～３０ｍｍである。峰側部分２１の第３軸Ｚに沿う方向の寸法は、例えば０．０５～０．５ｍｍである。 The dimension of the substrate 20 along the first axis X is, for example, 100-250 mm. The dimension of the substrate 20 along the second axis Y is, for example, 20-30 mm. The dimension of the peak side portion 21 along the third axis Z is, for example, 0.05 to 0.5 mm.

基材２０の材質は、超硬合金である。超硬合金は、硬質の金属炭化物の粉末が焼結されたものである。例えば、炭化タングステンと結合剤であるコバルトとを混合して焼結したものである。 The material of the base material 20 is cemented carbide. Cemented carbide is sintered hard metal carbide powder. For example, tungsten carbide and cobalt as a binder are mixed and sintered.

図２に示すように、カット刃１０は、被膜３０を備えている。被膜３０は、基材２０の表面のうちの、刃側部分２２の全面を覆っている。また、被膜３０は、峰側部分２１の外面のうち、第２正方向Ｙ１の端を含む一部分を覆っている。そのため、被膜３０は、基材２０の刃先２３を覆っている。被膜３０の第２軸Ｙに沿う方向の寸法は、第１軸Ｘに沿う方向の全域に亘って略一定である。被膜３０の材質は、ダイヤモンドを含んでいる。そのため、被膜３０の材質は、基材２０の材質である超硬合金よりも、硬度が大きい。 As shown in FIG. 2, the cutting blade 10 has a coating 30. As shown in FIG. The coating 30 covers the entire surface of the blade side portion 22 of the surface of the base material 20 . In addition, the coating 30 covers a portion of the outer surface of the peak side portion 21 including the end in the second positive direction Y1. Therefore, the film 30 covers the cutting edge 23 of the substrate 20 . The dimension of the film 30 in the direction along the second axis Y is substantially constant over the entire area in the direction along the first axis X. As shown in FIG. The material of coating 30 contains diamond. Therefore, the material of the coating 30 is harder than the cemented carbide that is the material of the base material 20 .

（刃先の曲率半径及び被膜の曲率半径について）
図３に示すように、第３軸Ｚに平行、且つ刃先２３に直交する断面視において、基材２０の刃先２３を含む部分の曲率半径は、１ｎｍ以下である。また、当該断面視において、被膜３０の刃先２３を覆う部分の表面の曲率半径Ｒは、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。そのため、当該断面視において、基材２０の刃先２３を含む部分の曲率半径は、被膜３０の曲率半径Ｒの１００分の１倍以下である。 (Regarding the curvature radius of the cutting edge and the curvature radius of the coating)
As shown in FIG. 3, in a cross-sectional view parallel to the third axis Z and perpendicular to the cutting edge 23, the radius of curvature of the portion of the substrate 20 including the cutting edge 23 is 1 nm or less. Further, in the cross-sectional view, the surface curvature radius R of the portion of the coating 30 covering the cutting edge 23 is 0.1 μm or more and 10 μm or less. Therefore, in the cross-sectional view, the radius of curvature of the portion of the substrate 20 including the cutting edge 23 is 1/100 times or less the radius of curvature R of the coating 30 .

刃先２３を覆う被膜３０の厚さは、被膜３０の曲率半径Ｒの値と略同一の厚さである。また、刃先２３を覆う被膜３０の厚さは、全体で均一である。均一であるとは、断面視において、１０カ所で被膜３０の厚さを測定した場合、１０カ所の測定値が、１０カ所の測定値の平均値に対して５％以内であることをいう。 The thickness of the coating 30 covering the cutting edge 23 is substantially the same as the value of the curvature radius R of the coating 30 . Also, the thickness of the coating 30 covering the cutting edge 23 is uniform throughout. Being uniform means that when the thickness of the coating 30 is measured at 10 points in a cross-sectional view, the measured values at the 10 points are within 5% of the average value of the measured values at the 10 points.

（カット刃の製造方法）
次に、カット刃１０の製造方法を説明する。
図４に示すように、カット刃１０の製造方法は、予備加工工程Ｓ１１と、刃先加工工程Ｓ１２と、被膜形成工程Ｓ１３と、を備えている。 (Manufacturing method of cutting blade)
Next, a method for manufacturing the cutting blade 10 will be described.
As shown in FIG. 4, the method for manufacturing the cutting blade 10 includes a preliminary processing step S11, a cutting edge processing step S12, and a film forming step S13.

先ず、予備加工工程Ｓ１１を行う。予備加工工程Ｓ１１では、主面ＭＦを有する板状の板状部材４０を準備する。そして、主面ＭＦに直交する第１方向に板状部材４０を視たときの板状部材４０の縁の一部を機械加工により切削して、刃側部分２２を形成する。 First, the preliminary processing step S11 is performed. In the preliminary processing step S11, a plate-like plate member 40 having a main surface MF is prepared. Then, the blade side portion 22 is formed by machining a part of the edge of the plate-like member 40 when the plate-like member 40 is viewed in the first direction perpendicular to the main surface MF.

具体的には、図５に示すように、板状部材４０の第２正方向Ｙ１の端部について、第３正方向Ｚ１を向く面が、第２正方向Ｙ１に向かうほど第３負方向Ｚ２に位置するように板状部材４０の一部を切削する。また、板状部材４０の第２正方向Ｙ１の端部について、第３負方向Ｚ２を向く面が、第２正方向Ｙ１に向かうほど第３正方向Ｚ１に位置するように板状部材４０の一部を切削する。これにより、板状部材４０の第１正方向Ｘ１の端部が、刃側部分２２となる。なお、予備加工工程Ｓ１１が終了した段階では、刃側部分２２の縁は、曲率半径の大きい仮刃先４１の状態である。第３軸Ｚに平行、且つ刃先２３を形成しようとする板状部材４０の第２正方向Ｙ１の縁に直交する断面視において、仮刃先４１の先端を含む部分の曲率半径は、例えば、０．１μｍ以上１０μｍである。 Specifically, as shown in FIG. 5, the surface facing the third positive direction Z1 of the end portion of the plate-like member 40 in the second positive direction Y1 moves toward the third negative direction Z2 toward the second positive direction Y1. A part of the plate-like member 40 is cut so as to be positioned at . In addition, the plate-like member 40 is formed so that the end of the plate-like member 40 in the second positive direction Y1 is positioned in the third positive direction Z1 toward the second positive direction Y1. cut some. As a result, the end portion of the plate-like member 40 in the first positive direction X1 becomes the blade side portion 22 . At the stage when the preliminary machining step S11 is completed, the edge of the blade side portion 22 is in a state of a temporary cutting edge 41 with a large radius of curvature. In a cross-sectional view parallel to the third axis Z and perpendicular to the edge in the second positive direction Y1 of the plate-like member 40 on which the cutting edge 23 is to be formed, the radius of curvature of the portion including the tip of the temporary cutting edge 41 is, for example, 0. .1 μm to 10 μm.

次に、図４に示すように、刃先加工工程Ｓ１２を行う。図６に示すように、刃先加工工程Ｓ１２では、板状部材４０の縁の一部、すなわち仮刃先４１を加工することで、刃先２３を形成する。具体的には、イオンエッチングで加工することにより、仮刃先４１を鋭利化して刃先２３を形成する。 Next, as shown in FIG. 4, a cutting edge processing step S12 is performed. As shown in FIG. 6, in the cutting edge processing step S12, the cutting edge 23 is formed by processing a part of the edge of the plate member 40, that is, the temporary cutting edge 41. As shown in FIG. Specifically, the provisional cutting edge 41 is sharpened by ion etching to form the cutting edge 23 .

図６に示すように、イオンエッチングでは、イオン４５を仮刃先４１に照射させることで、原子レベルで仮刃先４１を加工する。これにより、仮刃先４１の表面側の部分が削られることによって、仮刃先４１が鋭利化する結果、刃先２３を有する刃側部分２２が形成される。すなわち、刃先加工工程Ｓ１２によって、刃先２３を有する基材２０を形成する。 As shown in FIG. 6, in ion etching, the temporary cutting edge 41 is processed at the atomic level by irradiating the temporary cutting edge 41 with ions 45 . As a result, the surface side portion of the temporary cutting edge 41 is ground, and as a result of sharpening the temporary cutting edge 41, the blade side portion 22 having the cutting edge 23 is formed. That is, the base material 20 having the cutting edge 23 is formed by the cutting edge processing step S12.

そして、刃先加工工程Ｓ１２では、主面ＭＦに直交する第１方向に平行、且つ刃先２３を形成しようとする縁に直交する断面視において、基材２０の刃先２３を含む部分の曲率半径を、予め定められた所定値の１０分の１倍以下になるように加工する。所定値は、後述するように、被膜形成工程Ｓ１３において形成する、当該断面視したときの被膜３０のうち刃先２３を覆う部分の表面の曲率半径Ｒである。つまり、基材２０の刃先２３が、最終的に得ようとするカット刃１０の刃よりも鋭利となるように、刃先加工工程Ｓ１２を行う。本実施形態では、当該断面視において、基材２０の刃先２３を含む部分の曲率半径を、１ｎｍ以下とするように刃先２３を形成する。 Then, in the cutting edge processing step S12, in a cross-sectional view parallel to the first direction perpendicular to the main surface MF and perpendicular to the edge on which the cutting edge 23 is to be formed, the radius of curvature of the portion of the substrate 20 including the cutting edge 23 is It is processed so that it becomes 1/10 times or less of a predetermined value. As will be described later, the predetermined value is the curvature radius R of the surface of the portion of the coating 30 that covers the cutting edge 23 when viewed in cross section, which is formed in the coating forming step S13. That is, the cutting edge processing step S12 is performed so that the cutting edge 23 of the substrate 20 is sharper than the cutting edge 10 to be finally obtained. In the present embodiment, the cutting edge 23 is formed so that the radius of curvature of the portion of the substrate 20 including the cutting edge 23 is 1 nm or less in the cross-sectional view.

次に、図４に示すように、被膜形成工程Ｓ１３を行う。図３に示すように、被膜形成工程Ｓ１３では、基材２０の表面のうち刃側部分２２を覆う被膜３０を形成する。具体的には、刃先加工工程Ｓ１２で準備した基材２０の表面のうちの少なくとも刃先２３を覆う一部分にダイヤモンドコーティングする被膜形成工程Ｓ１３を行う。被膜形成工程Ｓ１３では、化学蒸着、いわゆるＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式によって、ダイヤモンドコーティングを行う。 Next, as shown in FIG. 4, the film forming step S13 is performed. As shown in FIG. 3, in the coating forming step S13, the coating 30 that covers the blade-side portion 22 of the surface of the substrate 20 is formed. Specifically, a film forming step S13 is performed to coat at least a portion of the surface of the base material 20 prepared in the cutting edge processing step S12, which covers at least the cutting edge 23, with diamond. In the film forming step S13, diamond coating is performed by chemical vapor deposition, a so-called CVD (chemical vapor deposition) method.

より詳細には、先ず、基材２０の前処理を行う、基材２０の前処理では、薬液等により基材２０の表面を活性化させる。
次に、前処理によって活性化した基材２０の表面に、ダイヤモンドの粒子を種付けする種付け処理を行う。 More specifically, first, the substrate 20 is pretreated. In the pretreatment of the substrate 20, the surface of the substrate 20 is activated with a chemical solution or the like.
Next, the surface of the substrate 20 activated by the pretreatment is seeded with diamond particles.

次に、図７に示す製膜装置５０を用いて、ダイヤモンドコーティングを行う。製膜装置５０は、反応ガスが流入されるチャンバ６０を備えている。チャンバ６０は、化学蒸着させるための反応空間６１を有している。また、チャンバ６０は、反応空間６１に反応ガスを流入するための流入口６２を有している。また、チャンバ６０は、反応空間６１から反応したガスを排気するための排気口６３を有している。 Next, diamond coating is performed using the film forming apparatus 50 shown in FIG. The film forming apparatus 50 has a chamber 60 into which reaction gas is introduced. Chamber 60 has a reaction space 61 for chemical vapor deposition. The chamber 60 also has an inlet 62 for introducing the reaction gas into the reaction space 61 . The chamber 60 also has an exhaust port 63 for exhausting reacted gas from the reaction space 61 .

製膜装置５０は、チャンバ６０内の基材２０を加熱する熱源８０を備えている。熱源８０は、フィラメントである。熱源８０が基材２０の刃先２３側に位置するように基材２０はチャンバ６０内で保持される。 The film forming apparatus 50 includes a heat source 80 that heats the substrate 20 inside the chamber 60 . Heat source 80 is a filament. The substrate 20 is held within the chamber 60 so that the heat source 80 is positioned on the cutting edge 23 side of the substrate 20 .

製膜装置５０において基材２０をチャンバ６０内に保持した状態で、反応ガスであるメタンと水素とを流入させる。そして、基材２０を６００～８００℃になるように熱源８０を所定時間だけ制御する。所定時間は、被膜３０のうち刃先２３を覆う部分の表面の曲率半径Ｒが所定値となるように定められる。例えば、所定値は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。所定時間は、予め試験によって、被膜３０の刃側部分２２を覆う膜厚が、所定値の値となるような時間として予め定められている。これにより、基材２０の表面に付着したダイヤモンドの粒子が成長し、均一にダイヤモンドコーティングがされることで、被膜３０を製膜する。このように、基材２０に被膜３０が形成されて、カット刃１０が製造される。 With the substrate 20 held in the chamber 60 of the film forming apparatus 50, methane and hydrogen, which are reaction gases, are introduced. Then, the heat source 80 is controlled for a predetermined time so that the substrate 20 is heated to 600 to 800.degree. The predetermined time is determined so that the radius of curvature R of the surface of the coating 30 covering the cutting edge 23 is a predetermined value. For example, the predetermined value is 0.1 μm or more and 10 μm or less. The predetermined time is determined in advance by a test as a time such that the film thickness of the coating 30 covering the blade-side portion 22 reaches a predetermined value. As a result, the diamond particles adhering to the surface of the base material 20 grow and are evenly coated with diamond, thereby forming the film 30 . Thus, the coating 30 is formed on the substrate 20, and the cutting blade 10 is manufactured.

（本実施形態の作用について）
上記実施形態によれば、刃先加工工程Ｓ１２で、所定値の１０分の１倍以下となるように、刃先２３を加工する。ここで、上記所定値は、被膜形成工程Ｓ１３後に得られる被膜３０の曲率半径Ｒである。つまり、被膜形成工程Ｓ１３後における被膜３０の曲率半径Ｒに対して１０分の１倍以下となるように、刃先２３を加工する。この刃先加工工程Ｓ１２の時点では、まだ被膜３０を形成する前の基材２０に対して加工を行うため、高い精度で加工を行うことが可能である。その後に、化学蒸着によって被膜３０を形成する。化学蒸着によって被膜３０を形成することで、被膜３０の形状は、刃先２３の形状に追従し、被膜３０の曲率半径Ｒが、刃先２３の曲率半径を反映する。すなわち、被膜形成工程Ｓ１３後には、被膜３０の曲率半径Ｒが所定値となる。 (About the action of this embodiment)
According to the above embodiment, in the cutting edge machining step S12, the cutting edge 23 is machined so as to be less than or equal to 1/10 times the predetermined value. Here, the predetermined value is the curvature radius R of the coating 30 obtained after the coating forming step S13. That is, the cutting edge 23 is machined so as to be less than or equal to 1/10 times the curvature radius R of the coating 30 after the coating formation step S13. At the cutting edge processing step S12, processing is performed on the base material 20 before the film 30 is formed thereon, so processing can be performed with high accuracy. Thereafter, coating 30 is formed by chemical vapor deposition. By forming the coating 30 by chemical vapor deposition, the shape of the coating 30 follows the shape of the cutting edge 23 and the radius of curvature R of the coating 30 reflects the radius of curvature of the cutting edge 23 . That is, after the coating forming step S13, the curvature radius R of the coating 30 becomes a predetermined value.

（本実施形態の効果について）
（１）上記実施形態の製造方法によれば、上述したように、被膜３０の曲率半径Ｒを所定値とできる。したがって被膜３０の曲率半径Ｒを所定値となるように製造するうえで、被膜３０の曲率半径Ｒを調整するために、被膜３０に対する更なる加工を要しない。 (About the effect of this embodiment)
(1) According to the manufacturing method of the above embodiment, as described above, the curvature radius R of the coating 30 can be set to a predetermined value. Therefore, in order to adjust the radius of curvature R of the coating 30 when manufacturing the coating 30 so that the curvature radius R of the coating 30 is a predetermined value, the coating 30 does not need to be processed further.

また、上記実施形態のカット刃１０では、化学蒸着によって被膜３０を形成している。そのため、刃先２３の曲率半径を反映して、被膜３０の曲率半径Ｒが刃先２３の曲率半径の１０倍以上となる。上記実施形態のカット刃１０によれば、カット刃１０において、基材２０の刃先２３を含む部分の曲率半径は、被膜３０の刃先２３を覆う部分の表面の曲率半径Ｒの１０分の１倍以下である。よって、化学蒸着による被膜形成工程Ｓ１３を行うと、被膜３０の曲率半径Ｒを所定値とすることができる。したがって、カット刃１０は、被膜３０を形成後の更なる被膜３０に対する加工等の更なる加工は不要である。 Moreover, in the cutting blade 10 of the above embodiment, the coating 30 is formed by chemical vapor deposition. Therefore, reflecting the curvature radius of the cutting edge 23 , the curvature radius R of the coating 30 is ten times or more the curvature radius of the cutting edge 23 . According to the cutting blade 10 of the above embodiment, in the cutting blade 10, the curvature radius of the portion including the cutting edge 23 of the substrate 20 is 1/10 times the curvature radius R of the surface of the portion covering the cutting edge 23 of the coating 30. It is below. Therefore, when the film forming step S13 by chemical vapor deposition is performed, the curvature radius R of the film 30 can be set to a predetermined value. Therefore, the cutting blade 10 does not require further processing such as processing of the coating 30 after the coating 30 is formed.

（２）上記実施形態によれば、刃先加工工程Ｓ１２では、イオンエッチングにより刃先２３を形成する。イオンエッチングでは、原子レベルで加工を行うため、刃先２３を形成する際に、刃先２３の欠けや割れといった損傷の発生を抑制しやすい。 (2) According to the above embodiment, in the cutting edge processing step S12, the cutting edge 23 is formed by ion etching. Since ion etching performs processing at the atomic level, it is easy to suppress the occurrence of damage such as chipping and cracking of the cutting edge 23 when forming the cutting edge 23 .

（３）上記実施形態によれば、被膜形成工程Ｓ１３では、ダイヤモンドコーティングにより被膜３０を形成する。そのため、被膜３０の材質は、ダイヤモンドを含んでいる。そのため、被膜３０の材質は、相当に硬度の大きい材質である。このように被膜３０の硬度が高いと、仮に、被膜３０を形成した後に被膜３０を加工したとしても、ねらい通りに加工できない可能性が高い。つまり、被膜形成工程Ｓ１３でダイヤモンドコーティングする場合には、被膜形成工程Ｓ１３の前に刃先加工工程Ｓ１２を行うことが、被膜３０を形成後の加工を軽減、又は不要とするという点で、特に好適である。また、上記実施形態のカット刃１０は、被膜３０を形成した後に加工する工程を省いたり、軽減したりして製造しやすいものである。 (3) According to the above embodiment, in the coating forming step S13, the coating 30 is formed by diamond coating. Therefore, the material of coating 30 contains diamond. Therefore, the material of the coating 30 is a material with a considerably high hardness. If the hardness of the coating 30 is high in this way, even if the coating 30 is processed after forming the coating 30, there is a high possibility that the coating 30 cannot be processed as intended. In other words, when diamond coating is performed in the film forming step S13, it is particularly preferable to perform the cutting edge processing step S12 before the film forming step S13 in terms of reducing or eliminating the processing after the film 30 is formed. is. In addition, the cutting blade 10 of the above embodiment can be easily manufactured by omitting or reducing the process of processing after forming the film 30 .

＜その他の実施形態＞
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で組み合わせて実施することができる。 <Other embodiments>
Each of the above embodiments can be implemented with the following modifications. Each of the above-described embodiments and the following modifications can be implemented in combination within a technically consistent range.

・基材２０の形状は、上記実施形態の例に限られない。例えば、基材２０の形状は、第３軸Ｚに沿う方向から視たときに、正方形状や、第１軸Ｘに沿う方向よりも第２軸Ｙに沿う方向の寸法が長い長方形状であってもよい。また例えば、基材２０の形状は、第３軸Ｚに沿う方向から視たときに、刃先２３及び峰２４の一方又は両方が、円弧状に延びていても、波状に延びていてもよい。 - The shape of the base material 20 is not restricted to the example of the said embodiment. For example, the shape of the base material 20 may be a square shape or a rectangular shape whose dimension in the direction along the second axis Y is longer than in the direction along the first axis X when viewed from the direction along the third axis Z. may Further, for example, the shape of the base material 20 may be such that one or both of the cutting edge 23 and the ridge 24 extend in an arc shape or in a wavy shape when viewed from the direction along the third axis Z.

・基材２０は、所謂両刃に限られず、片刃であってもよい。さらに、刃先２３は、所謂のこぎり刃であってもよい。
・基材２０の材質は、上記実施形態の例に限られない。例えば、基材２０の材質は、炭化チタンや、炭窒化チタン等を含む超硬合金であってもよい。また、基材２０の材質は、超硬合金に限られず、鋼材や、セラミックスであってもよい。 - The substrate 20 is not limited to a so-called double-edged blade, and may be a single-edged blade. Furthermore, the cutting edge 23 may be a so-called saw blade.
- The material of the base material 20 is not restricted to the example of the said embodiment. For example, the material of the base material 20 may be a cemented carbide containing titanium carbide, titanium carbonitride, or the like. Further, the material of the substrate 20 is not limited to cemented carbide, and may be steel or ceramics.

・基材２０の大きさは、上記実施形態の例に限られない。基材２０の第１軸Ｘに沿う方向の寸法は、１００ｍｍより小さくてもよいし、２５０ｍｍより大きくてもよい。基材２０の第２軸Ｙに沿う方向の寸法は、２０ｍｍより小さくてもよいし、３０ｍｍより大きくてもよい。また、峰側部分２１の第３軸Ｚに沿う方向の寸法は、０．０５ｍｍより小さくてもよいし、０．５ｍｍより大きくてもよい。 - The size of the base material 20 is not limited to the example of the above embodiment. The dimension of the substrate 20 along the first axis X may be smaller than 100 mm or larger than 250 mm. The dimension of the substrate 20 in the direction along the second axis Y may be smaller than 20 mm or larger than 30 mm. Also, the dimension of the peak side portion 21 in the direction along the third axis Z may be smaller than 0.05 mm or larger than 0.5 mm.

・基材２０のうち刃先２３が存在する範囲は、上記実施形態の例に限らない。例えば、第３軸Ｚに沿う方向から視たときに、長方形の短辺に刃先２３が位置していてもよいし、長方形の１辺のうちの一部に刃先２３が位置していてもよい。 - The range in which the cutting edge 23 exists in the base material 20 is not limited to the example of the above embodiment. For example, when viewed from the direction along the third axis Z, the cutting edge 23 may be positioned on the short side of the rectangle, or the cutting edge 23 may be positioned on a part of one side of the rectangle. .

・基材２０の表面のうち、被膜３０に覆われる範囲は、上記実施形態の例に限られない。被膜３０は、少なくとも刃先２３を覆っていればよい。例えば、被膜３０が基材２０の表面のすべてを覆っていてもよい。 - The range covered with the film 30 in the surface of the base material 20 is not restricted to the example of the said embodiment. The coating 30 only needs to cover at least the cutting edge 23 . For example, coating 30 may cover the entire surface of substrate 20 .

・被膜３０の材質は、基材２０の材質よりも硬度が高ければよい。被膜３０は、基材２０の表面を硬化できる材質であればよい。例えば、被膜３０は、窒化チタンを含んでいてもよい。 - The material of the film 30 should be higher in hardness than the material of the base material 20 . The film 30 may be made of any material that can harden the surface of the substrate 20 . For example, coating 30 may include titanium nitride.

・上記製造方法の実施形態において、予備加工工程Ｓ１１は省いてもよい。この場合、刃先加工工程Ｓ１２によって、刃側部分２２の形成と刃先２３の形成とが同時に行われる。 - In the embodiment of the manufacturing method described above, the preliminary processing step S11 may be omitted. In this case, the formation of the blade side portion 22 and the formation of the blade edge 23 are simultaneously performed in the blade edge processing step S12.

・上記製造方法の実施形態において、刃先加工工程Ｓ１２は、イオンエッチング以外の方法によって、加工を行ってもよい。例えば、仮刃先４１の傾斜面を研磨することで、刃先２３を形成してもよい。また、機械加工によって、徐々に加工をしてもよい。 - In the embodiment of the manufacturing method described above, the cutting edge processing step S12 may be processed by a method other than ion etching. For example, the cutting edge 23 may be formed by grinding the inclined surface of the temporary cutting edge 41 . Moreover, you may process gradually by machining.

・上記製造方法の実施形態において、被膜形成工程Ｓ１３では、ダイヤモンドコーティング以外の方法によって、被膜３０を形成してもよい。被膜形成工程Ｓ１３では、化学蒸着によって被膜３０を形成していればよい。 - In the embodiment of the manufacturing method described above, the coating 30 may be formed by a method other than diamond coating in the coating forming step S13. In the film forming step S13, the film 30 may be formed by chemical vapor deposition.

・上記製造方法の実施形態において、被膜形成工程Ｓ１３での前処理及び種付け処理の一方又は両方を省略してもよいし、他の処理に代えてもよい。
・上記製造方法の実施形態において、刃先加工工程Ｓ１２で形成する刃先２３の曲率半径は、被膜形成工程Ｓ１３で形成される被膜３０の曲率半径Ｒ、すなわち所定値の１００分の１以上であってもよい。被膜形成工程Ｓ１３で形成される被膜３０の厚み、被膜形成工程Ｓ１３での化学蒸着の種類に応じて、刃先加工工程Ｓ１２で形成する刃先２３の曲率半径を適宜変更すればよい。なお、被膜形成工程Ｓ１３で形成される被膜３０の曲率半径Ｒは、刃先２３の曲率半径よりも大きくなる。したがって、実用的な被膜３０の厚みを確保するために、刃先加工工程Ｓ１２で形成する刃先２３の曲率半径は、被膜形成工程Ｓ１３で形成される被膜３０の曲率半径Ｒの１０分の１以下であることが好ましい。 - In the embodiment of the manufacturing method described above, one or both of the pretreatment and the seeding treatment in the film forming step S13 may be omitted, or may be replaced with another treatment.
In the embodiment of the manufacturing method described above, the radius of curvature of the cutting edge 23 formed in the cutting edge processing step S12 is the curvature radius R of the coating 30 formed in the coating forming step S13, that is, 1/100 or more of the predetermined value. good too. The curvature radius of the cutting edge 23 formed in the cutting edge processing step S12 may be appropriately changed according to the thickness of the coating 30 formed in the coating forming step S13 and the type of chemical vapor deposition performed in the coating forming step S13. Note that the curvature radius R of the coating 30 formed in the coating forming step S13 is larger than the curvature radius of the cutting edge 23 . Therefore, in order to ensure a practical thickness of the coating 30, the radius of curvature of the cutting edge 23 formed in the cutting edge processing step S12 is 1/10 or less of the curvature radius R of the coating 30 formed in the coating forming step S13. Preferably.

１０…カット刃
２０…基材
２１…峰側部分
２２…刃側部分
２３…刃先
２４…峰
３０…被膜
４０…板状部材
４１…仮刃先
５０…製膜装置
６０…チャンバ
８０…熱源
ＭＦ…主面
Ｓ１１…予備加工工程
Ｓ１２…刃先加工工程
Ｓ１３…被膜形成工程 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Cut blade 20... Base material 21... Peak side part 22... Blade side part 23... Cutting edge 24... Peak 30... Coating 40... Plate-shaped member 41... Temporary cutting edge 50... Film forming apparatus 60... Chamber 80... Heat source MF... Main Surface S11... Preliminary processing step S12... Cutting edge processing step S13... Coating forming step

Claims (5)

主面を有する板状の板状部材のうち、前記主面に直交する第１方向に前記板状部材を視たときの前記板状部材の縁の一部を加工することで、刃先を有する基材を形成する刃先加工工程と、
前記基材の表面のうち少なくとも前記刃先を覆う被膜を形成する被膜形成工程と、を備え、
前記被膜の材質の硬度は、前記基材の材質の硬度よりも大きくなっており、
前記刃先加工工程では、前記第１方向に平行、且つ前記刃先を形成しようとする前記縁に直交する断面視において、前記基材の前記刃先を含む部分の曲率半径を、予め定められた所定値の１０分の１倍以下になるように、前記板状部材を加工し、
前記被膜形成工程では、前記断面視において、前記被膜のうち前記刃先を覆う部分の表面の曲率半径が前記所定値になるように、化学蒸着によって前記刃先に前記被膜を形成する
カット刃の製造方法。 A blade edge is formed by processing a part of an edge of a plate-like plate-like member having a main surface when the plate-like member is viewed in a first direction orthogonal to the main surface. A cutting edge processing step for forming a base material;
a coating forming step of forming a coating covering at least the cutting edge on the surface of the base material;
The hardness of the material of the coating is greater than the hardness of the material of the base material,
In the cutting edge processing step, in a cross-sectional view parallel to the first direction and perpendicular to the edge on which the cutting edge is to be formed, the radius of curvature of a portion of the base material including the cutting edge is set to a predetermined value. Processing the plate-shaped member so that it is less than 1/10 times of
In the coating forming step, the coating is formed on the cutting edge by chemical vapor deposition such that, in the cross-sectional view, the radius of curvature of the surface of the portion of the coating that covers the cutting edge is equal to the predetermined value. . 前記刃先加工工程では、イオンエッチングにより前記板状部材を加工することで、前記刃先を形成する
請求項１に記載のカット刃の製造方法。 2. The method of manufacturing a cutting blade according to claim 1, wherein in the cutting edge processing step, the cutting edge is formed by processing the plate member by ion etching. 前記被膜形成工程では、ダイヤモンドコーティングにより前記被膜を形成する
請求項１又は請求項２に記載のカット刃の製造方法。 The method for manufacturing a cutting blade according to claim 1 or 2, wherein in the coating forming step, the coating is formed by diamond coating. 刃先を有する基材と、
前記基材の表面のうち少なくとも前記刃先を覆う被膜と、を備え、
前記基材は、主面を有する板状であり、
前記主面に直交する第１方向に前記基材を視た場合に、前記基材の縁の一部が、前記刃先となっており、
前記被膜の材質の硬度は、前記基材の材質の硬度よりも大きくなっており、
前記第１方向に平行、且つ前記刃先に直交する断面視において、前記基材の前記刃先を含む部分の曲率半径は、前記被膜の前記刃先を覆う部分の表面の曲率半径の１０分の１倍以下である
カット刃。 a substrate having a cutting edge;
a coating that covers at least the cutting edge on the surface of the base material,
The base material is a plate having a main surface,
When the base material is viewed in a first direction perpendicular to the main surface, part of the edge of the base material serves as the cutting edge,
The hardness of the material of the coating is greater than the hardness of the material of the base material,
In a cross-sectional view parallel to the first direction and perpendicular to the cutting edge, the radius of curvature of the portion of the substrate including the cutting edge is 1/10 times the curvature radius of the surface of the portion of the coating covering the cutting edge. Below is the cutting blade. 前記被膜の材質として、ダイヤモンドを含んでいる
請求項４に記載のカット刃。 The cutting blade according to claim 4, wherein diamond is included as a material of the coating.
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