JPH0292388A - 刃物 - Google Patents
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- JPH0292388A JPH0292388A JP24174388A JP24174388A JPH0292388A JP H0292388 A JPH0292388 A JP H0292388A JP 24174388 A JP24174388 A JP 24174388A JP 24174388 A JP24174388 A JP 24174388A JP H0292388 A JPH0292388 A JP H0292388A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は紙やプラスチック、髭等を切断するための刃物
、殊にその材質に関するものである。
、殊にその材質に関するものである。
従来より、切れ味の長寿命化という点から、部分安定化
ジルコニアやＺ ｒ Ｏ２−Ｙ ２０３系等の焼結セラ
ミックスで形成された刃物や、特開昭４９１６５５１号
公報に示されているアルミナ単結晶体で形成された刃物
が提供されている。
ジルコニアやＺ ｒ Ｏ２−Ｙ ２０３系等の焼結セラ
ミックスで形成された刃物や、特開昭４９１６５５１号
公報に示されているアルミナ単結晶体で形成された刃物
が提供されている。
しかし、前者の刃物では、第６図に示すように、刃先エ
ツジ１１の厚みδをせいぜい１μ程度のものとしかする
ことができず、切断抵抗が大きくて切れ味が悪く、特に
髭を剃るようなことは到底行うことができない、もちろ
ん、研磨を行うことで、刃先エツジ１１をより鋭利なも
のとすることもなされているが、焼結セラミックスは最
も細かいもので０．３〜０．５μの粒子径の粒子で形成
されているために、強制切り込み研削であるダイアモン
ド砥石７による研磨では、第７図に示すように、ダイア
モンド砥石７の砥粒７０から大きな荷重Ｐが加わり、こ
れが原因で主に粒界でクラック１９が入って刃先が欠け
るチッピングを生じ、刃先エツジ１１の厚みδが大きく
なってしまう、第８図に示すラッピング法もしくはポリ
ッシング法による圧力切り込みとなる研磨では、このよ
うなチッピングを生ずることはなく、従って刃先エツジ
１１の厚みδを髭の切断にも供し得る０、３μ以下の値
にすることが可能であるが、この時には焼結セラミック
スの上記粒子径から明らかなように、刃先エツジ１１に
は粒子が１〜２個しか存在していないために、第９図に
示すように、被切断物６を切断する際の切断荷重Ｐ″に
よってクラック１９が入ってチッピングが生じてしまう
。 そして、アルミナ単結晶体で形成されたものでは、きわ
めて高い硬度を持つが、圧痕法による破壊靭性値が２．
１ＭＰａｍ−””と低くて脆いために、やはり欠けが発
生しやすいという問題を有している。 本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは鋭利な刃先エツジを長期にわたり維
持できる刃物を提供するにある。
ツジ１１の厚みδをせいぜい１μ程度のものとしかする
ことができず、切断抵抗が大きくて切れ味が悪く、特に
髭を剃るようなことは到底行うことができない、もちろ
ん、研磨を行うことで、刃先エツジ１１をより鋭利なも
のとすることもなされているが、焼結セラミックスは最
も細かいもので０．３〜０．５μの粒子径の粒子で形成
されているために、強制切り込み研削であるダイアモン
ド砥石７による研磨では、第７図に示すように、ダイア
モンド砥石７の砥粒７０から大きな荷重Ｐが加わり、こ
れが原因で主に粒界でクラック１９が入って刃先が欠け
るチッピングを生じ、刃先エツジ１１の厚みδが大きく
なってしまう、第８図に示すラッピング法もしくはポリ
ッシング法による圧力切り込みとなる研磨では、このよ
うなチッピングを生ずることはなく、従って刃先エツジ
１１の厚みδを髭の切断にも供し得る０、３μ以下の値
にすることが可能であるが、この時には焼結セラミック
スの上記粒子径から明らかなように、刃先エツジ１１に
は粒子が１〜２個しか存在していないために、第９図に
示すように、被切断物６を切断する際の切断荷重Ｐ″に
よってクラック１９が入ってチッピングが生じてしまう
。 そして、アルミナ単結晶体で形成されたものでは、きわ
めて高い硬度を持つが、圧痕法による破壊靭性値が２．
１ＭＰａｍ−””と低くて脆いために、やはり欠けが発
生しやすいという問題を有している。 本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは鋭利な刃先エツジを長期にわたり維
持できる刃物を提供するにある。
しかして本発明に係る刃物は、ジルコニア系単結晶体で
刃先が形成されていること、もしくは一方向共晶体で刃
先が形成されていること、あるいは非晶質体で刃先が形
成されていることに特徴を有している。 ［作用］ 本発明によれば、いずれの場合にも高い破壊靭性値を示
す上に、粒界に沿ってクラックが入るということがなく
、これ故にチッピングが生じることが殆どないものであ
る。 ［実施例］ 以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、第１
図は本発明一実施例に係る刃物１を示している。この刃
物１は、少なくともその刃先１０がＺ ｒ Ｏｚ Ｙ
２０３等のジルコニア系単結晶体によって形成されて
いるとともに、その単結晶方向が、刃先１０の断面にた
いして曲げ強度の強い方向となるように成形されている
。 このように形成された刃物１は、第２図に示すように、
ダイアモンド砥石７による研磨の際に受ける荷重Ｐを受
けても、クラックが入ってチッピングを生ずるというよ
うなことがなく、髭の切断に必要な０．３μ以下の刃先
エツジ１１厚みδとすることができる上に、第３図に示
すように、被切断物６の切断時の荷重Ｐ′によってもチ
ッピングを生ずることがなく、長期にわたり鋭利な刃先
エツジ１１を維持する。 このようなジルコニア系単結晶体は、セラミックス材料
を溶解した後、徐冷凝固させることによって得ることが
できる。たとえばスカル・メルト法であれば、水冷銅る
つぼに金属ジルコニウムと、立方晶を安定化させるため
にイツトリアが１０ｍ０１％添加されたジルコニア粉末
とを入れて、高周波誘導加熱で溶解させた後、徐冷すれ
ば、るつぼの底部から凝固が起こるとともにこれが柱状
に成長して、ジルコニア系単結晶体が生成される。 このジルコニア系単結晶体は、硬度がＨＶ１２００とあ
まり高くないものの、破壊靭性値が８〜１０ＭＰａｍ−
””という高い靭性と、８０１ｇ／ ａｍ”はどの曲げ
強さを持つものであり、耐チッピング性がきわめて大き
いものである。 刃先エツジ１１形成のための研磨としては、ラッピング
・ポリッシング法による研削で行うことが好ましい、こ
れはダイアモンド砥石による強制切り込みは、最低１μ
単位となってしまい、刃先エツジ１１に加わる荷重Ｐが
かなり大きくなってしまうのに対して、ラッピング・ポ
リッシング法による圧力切り込みでは０．１μ単位の切
り込み制御を行うことができるとともに、この時には刃
先エツジ１１に加わる荷重Ｐも小さくなるために、シャ
ープで均一な刃先エツジ１１を容易に且つｉＦ確に得る
ことができるからである。 ジルコニア系単結晶体に代えて、一方向共晶体、特にＺ
ｒ０２−ＭｇＯやＺｒＯ２相に３ｍｏ１％のＹ２Ｏ，を
含むＺｒＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｙ２Ｏ３のジルコニア系一方向
共晶体で刃物１の刃先１０を形成しても、同様の結果を
得ることができる。一方向共晶体は、ブリッジマン法、
つまり発熱体中を降下させて溶融凝固を行うことにより
、得ることができるが、この一方向共晶体、殊にＺｒＯ
，−Ａ１２０３−Ｙ２Ｏ３の一方向共晶体は、硬度がＨ
ｖ１７００と高い上に、破壊靭性値も７ＭＰａｍ−””
も高く、曲げ強さも１５０ｋｇ／ａｘ２となり、耐チッ
ピング性が大きい上に、結晶成長方向に平行な場合と垂
直な場合の破壊靭性の差が０．５ＭＰａｍ／２と小さく
てほぼ均質な靭性があり、刃先１０の強度のばらつきが
少ないという特性を有している。 更には刃物１の刃先１０は、ＣＶＤあるいはＰＶＤ等の
気相蒸着法などによって形成されるＳｔＮ、系あるいは
ＳｉＣ系の非晶質（アモルファス）セラミックスを、Ｚ
ｒＯ２やＡ１２０ｉなどと合成することによって形成し
てもよい、この場合にも、Ｈｖ１８００，７ＭＰａｍ−
”’はどの高硬度・高靭性で且つ曲げ強度も８５ｋｔｔ
／ａｍ”のものとすることができる。 また、上記のような非焼結セラミックスに代えて、非晶
質金属合金で刃先１０を形成してもよい。 この場合、第４図に示すように、刃物１の主体１２をジ
ルコニア焼結体やアルミナで形成して、この主体１２に
おける粒界破断面となっている先端面に、真空蒸着法、
イオンブレーティング法、スパッタ法などの金属ガス凝
集により、非晶質金属合金からなる刃先ｌＯを形成し、
そして研削、ラッピング・ポリッシング等の刃付は加工
を行うとよい。 この非晶質金属合金としては、硬さがＨｖｌＯ００以上
、引張強さが３５０ ｋｇ／凛１２以上のもの、たとえ
ばＦｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｃといった鉄合金系、
Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍ。 −Ｃといったコバルト合金系、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍ。 −Ｃのようなニッケル合金系のものが有効である。 これらは３０ＭＰａｍ−””以上の破壊靭性値を示す。 そして、第５図に示すように、主体１２を包むように非
晶質金属合金を形成すると、主体１２への付着力が増大
し、付着境界からの破損を防止することができる。
刃先が形成されていること、もしくは一方向共晶体で刃
先が形成されていること、あるいは非晶質体で刃先が形
成されていることに特徴を有している。 ［作用］ 本発明によれば、いずれの場合にも高い破壊靭性値を示
す上に、粒界に沿ってクラックが入るということがなく
、これ故にチッピングが生じることが殆どないものであ
る。 ［実施例］ 以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、第１
図は本発明一実施例に係る刃物１を示している。この刃
物１は、少なくともその刃先１０がＺ ｒ Ｏｚ Ｙ
２０３等のジルコニア系単結晶体によって形成されて
いるとともに、その単結晶方向が、刃先１０の断面にた
いして曲げ強度の強い方向となるように成形されている
。 このように形成された刃物１は、第２図に示すように、
ダイアモンド砥石７による研磨の際に受ける荷重Ｐを受
けても、クラックが入ってチッピングを生ずるというよ
うなことがなく、髭の切断に必要な０．３μ以下の刃先
エツジ１１厚みδとすることができる上に、第３図に示
すように、被切断物６の切断時の荷重Ｐ′によってもチ
ッピングを生ずることがなく、長期にわたり鋭利な刃先
エツジ１１を維持する。 このようなジルコニア系単結晶体は、セラミックス材料
を溶解した後、徐冷凝固させることによって得ることが
できる。たとえばスカル・メルト法であれば、水冷銅る
つぼに金属ジルコニウムと、立方晶を安定化させるため
にイツトリアが１０ｍ０１％添加されたジルコニア粉末
とを入れて、高周波誘導加熱で溶解させた後、徐冷すれ
ば、るつぼの底部から凝固が起こるとともにこれが柱状
に成長して、ジルコニア系単結晶体が生成される。 このジルコニア系単結晶体は、硬度がＨＶ１２００とあ
まり高くないものの、破壊靭性値が８〜１０ＭＰａｍ−
””という高い靭性と、８０１ｇ／ ａｍ”はどの曲げ
強さを持つものであり、耐チッピング性がきわめて大き
いものである。 刃先エツジ１１形成のための研磨としては、ラッピング
・ポリッシング法による研削で行うことが好ましい、こ
れはダイアモンド砥石による強制切り込みは、最低１μ
単位となってしまい、刃先エツジ１１に加わる荷重Ｐが
かなり大きくなってしまうのに対して、ラッピング・ポ
リッシング法による圧力切り込みでは０．１μ単位の切
り込み制御を行うことができるとともに、この時には刃
先エツジ１１に加わる荷重Ｐも小さくなるために、シャ
ープで均一な刃先エツジ１１を容易に且つｉＦ確に得る
ことができるからである。 ジルコニア系単結晶体に代えて、一方向共晶体、特にＺ
ｒ０２−ＭｇＯやＺｒＯ２相に３ｍｏ１％のＹ２Ｏ，を
含むＺｒＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｙ２Ｏ３のジルコニア系一方向
共晶体で刃物１の刃先１０を形成しても、同様の結果を
得ることができる。一方向共晶体は、ブリッジマン法、
つまり発熱体中を降下させて溶融凝固を行うことにより
、得ることができるが、この一方向共晶体、殊にＺｒＯ
，−Ａ１２０３−Ｙ２Ｏ３の一方向共晶体は、硬度がＨ
ｖ１７００と高い上に、破壊靭性値も７ＭＰａｍ−””
も高く、曲げ強さも１５０ｋｇ／ａｘ２となり、耐チッ
ピング性が大きい上に、結晶成長方向に平行な場合と垂
直な場合の破壊靭性の差が０．５ＭＰａｍ／２と小さく
てほぼ均質な靭性があり、刃先１０の強度のばらつきが
少ないという特性を有している。 更には刃物１の刃先１０は、ＣＶＤあるいはＰＶＤ等の
気相蒸着法などによって形成されるＳｔＮ、系あるいは
ＳｉＣ系の非晶質（アモルファス）セラミックスを、Ｚ
ｒＯ２やＡ１２０ｉなどと合成することによって形成し
てもよい、この場合にも、Ｈｖ１８００，７ＭＰａｍ−
”’はどの高硬度・高靭性で且つ曲げ強度も８５ｋｔｔ
／ａｍ”のものとすることができる。 また、上記のような非焼結セラミックスに代えて、非晶
質金属合金で刃先１０を形成してもよい。 この場合、第４図に示すように、刃物１の主体１２をジ
ルコニア焼結体やアルミナで形成して、この主体１２に
おける粒界破断面となっている先端面に、真空蒸着法、
イオンブレーティング法、スパッタ法などの金属ガス凝
集により、非晶質金属合金からなる刃先ｌＯを形成し、
そして研削、ラッピング・ポリッシング等の刃付は加工
を行うとよい。 この非晶質金属合金としては、硬さがＨｖｌＯ００以上
、引張強さが３５０ ｋｇ／凛１２以上のもの、たとえ
ばＦｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｃといった鉄合金系、
Ｃｏ−Ｍｏ−Ｃ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍ。 −Ｃといったコバルト合金系、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍ。 −Ｃのようなニッケル合金系のものが有効である。 これらは３０ＭＰａｍ−””以上の破壊靭性値を示す。 そして、第５図に示すように、主体１２を包むように非
晶質金属合金を形成すると、主体１２への付着力が増大
し、付着境界からの破損を防止することができる。
以上のように本発明においては、ジルコニア系単結晶体
もしくは一方向共晶体あるいは非晶質体で刃先を形成し
ているために、高い破壊靭性値を示す上に、粒界に沿っ
てクラックが入るということがなく、これ故にシャープ
な刃先エツジを形成することができると共に、チッピン
グが生じることが殆どないものであり、鋭利な刃先エツ
ジを長期にわたり維持するものである。
もしくは一方向共晶体あるいは非晶質体で刃先を形成し
ているために、高い破壊靭性値を示す上に、粒界に沿っ
てクラックが入るということがなく、これ故にシャープ
な刃先エツジを形成することができると共に、チッピン
グが生じることが殆どないものであり、鋭利な刃先エツ
ジを長期にわたり維持するものである。
第１図（ａ）（ｂ）は本発明一実施例の斜視図と破断斜
視図、第２図は同上の刃付けのための研磨時を示す断面
図、第３図は同上の切断に供している状態を示す断面図
、第４図は他の実施例の断面図、第５図は同上の他側を
示す断面図、第６図は従来例の斜視図、第７図は同上の
研磨時の断面図、第８図は他の研磨時の断面図、第９図
は同上の切断に供している状態を示す断面図であって、
１は刃物、１０は刃先、１１は刃先エツジを示す。 第４図 ？Ｊ６ｒ１ａ 第７図 代理人 弁理士 石 １）長 七
視図、第２図は同上の刃付けのための研磨時を示す断面
図、第３図は同上の切断に供している状態を示す断面図
、第４図は他の実施例の断面図、第５図は同上の他側を
示す断面図、第６図は従来例の斜視図、第７図は同上の
研磨時の断面図、第８図は他の研磨時の断面図、第９図
は同上の切断に供している状態を示す断面図であって、
１は刃物、１０は刃先、１１は刃先エツジを示す。 第４図 ？Ｊ６ｒ１ａ 第７図 代理人 弁理士 石 １）長 七
Claims (3)
- （１）ジルコニア系単結晶体で刃先が形成されているこ
とを特徴とする刃物。 - （２）一方向共晶体で刃先が形成されていることを特徴
とする刃物。 - （３）非晶質体で刃先が形成されていることを特徴とす
る刃物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24174388A JPH0292388A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 刃物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24174388A JPH0292388A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 刃物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0292388A true JPH0292388A (ja) | 1990-04-03 |
Family
ID=17078884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24174388A Pending JPH0292388A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | 刃物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0292388A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5579583A (en) * | 1992-09-22 | 1996-12-03 | Micromed, Incorporated | Microfabricated blades |
| JP2012166033A (ja) * | 2001-03-07 | 2012-09-06 | Liquidmetal Technologies Inc | 鋭利に刃をつけた切削工具 |
-
1988
- 1988-09-27 JP JP24174388A patent/JPH0292388A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5579583A (en) * | 1992-09-22 | 1996-12-03 | Micromed, Incorporated | Microfabricated blades |
| JP2012166033A (ja) * | 2001-03-07 | 2012-09-06 | Liquidmetal Technologies Inc | 鋭利に刃をつけた切削工具 |
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