JPH072003U - 丸 鋸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非金属材料切断用超硬合金刃の丸鋸の刃先表
面に自己潤滑性能を有する微粒子をメッキ被膜に、共析
分散させた複合メッキ被膜の薄膜を形成し、その被膜に
よって刃先の摩擦係数を低下させ、切断時に刃先に発生
する力学的衝撃を柔らげて刃先破壊を防ぎ、刃物寿命を
向上させた丸鋸を提供することにある。 【構成】 丸鋸の刃先表面に形成する複合メッキ被膜
は、 弗素含有化合物・２硫化モリブデン・グラファイ
ト・ダイヤモンド・窒化硼素などの自己潤滑性能を有す
る微粒子を、ニッケル又はニッケル合金メッキ被膜に共
析分散させたもので、しかも その被膜は電気メッキ法
又は無電解メッキ法で、被膜の厚さ５μｍ以下の薄膜を
刃先母体の超硬合金に、強い密着力で被覆させたもの
である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、木材・プラスチックなどの非金属材料を切断する超硬合金刃の丸鋸 に関するもので、詳しくは自己潤滑性能を有する微粒子をニッケル又はニッケル 合金メッキ被膜に、共析分散させた複合メッキ被膜を鋸の表面に形成させて、刃 物寿命を向上させた丸鋸に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来はＰＶＤ処理によって硬度の高いＴｉＮの薄膜を、超硬合金の刃先に形成 させて丸鋸の刃物寿命を向上させている。

【０００３】

【考案が解決しようとする問題点】

従来のＰＶＤ処理によるＴｉＮ被膜は、金属の切削には被削材の刃先への凝着 による刃先磨耗を防ぎ、それによって刃物寿命が向上する。そのため金属切削用 工具には多く使用されている。しかし、非金属切削には被削材が刃先に凝着する ことはなく、むしろ刃先破壊を防ぐために刃先硬度を高くすることが求められて 居る。ＴｉＮ被膜の硬さは刃先材料の超硬合金に比べて僅かに高い程度なのでＴ ｉＮ被膜の硬さによって刃先硬度を高くし、それによって刃先破壊を防ぎ刃物寿 命を向上させることができず問題点となっている。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】

本考案は、刃先磨耗を防ぐのに刃先硬度を高くするのではなく、切断加工中に 刃先に発生する力学的衝撃を緩和する潤滑性能の優れた被膜を刃先表面に形成し 、さらに摩擦係数を小さくするために薄膜で刃先母体となる超硬合金に強い密着 力で被覆形成させたことを特徴とする丸鋸である。 この刃先表面に形成された薄い被膜は自己潤滑性能を有する 弗素含有化合物 粒子・２硫化モリブデン粒子・グラファイト粒子・ダイヤモンド粒子・窒化硼素 粒子を、ニッケル又はニッケル合金メッキ被膜に共析分散させた複合メッキ被膜 である。この被膜は潤滑性能が優れているので、この被膜によって被削材の非金 属材料と刃先表面との摩擦係数が小さくなる。これによって切断加工時に発生す る力学的衝撃を小さくし、刃先破壊を防ぎ刃先磨耗を少なくし刃物寿命を向上さ せ問題点を解決した。 この考案の超硬合金刃の丸鋸は 軟質野ものから硬質のものまで、軽切削から 重切削まで広い範囲の切断じた条件で切断加工される。硬質材料を重切削で切断 加工した場合はその切削熱によって刃先の温度は高温に、又逆に軟質材料を軽切 削で切断加工した場合はその切削熱は小さく低温である。このように刃先温度は 切断材料の種類・切断条件によって任意に変り、低温から高温まで広範囲の温度 になる。 この刃先表面に形成された複合メッキ被膜の自己潤滑性粒子の弗素化合物粒子 ２硫化モリブデン粒子・グラファイト粒子・ダイヤモンド粒子・窒化腫素粒子の 自己潤滑性能は温度によってかわる。特にその粒子の熱分解温度に近くなるとそ の性能は著しく低下する。弗素化合物粒子は約２５０℃・２硫化モリブデン粒子 は約３５０℃・グラファイト粒子は約４５０℃・ダイヤモンド粒子は約６００℃ 窒化硼素は約９００℃が使用できる限界温度である。このため 弗素化合物粒子 ２硫化モリブデン粒子・グラファイト粒子・ダイヤモンド粒子・窒化礁素粒子を ニッケル又はニッケル合金メッキに共析分散させた複合メッキ被膜を、自己潤滑 性被膜として使用できる温度は限定され、低温には弗素含有化合物・中温には２ 硫化モリブデン グラファイト・高温にはダイヤモンド 窒化硼素と、その使用 する温度即ち切断加工中の刃先温度によって自己潤滑性粒子の材質を選択して使 用しなければならない。 刃先材料の超硬合金の硬さは約Ｈｖ１５００、刃先表面に形成される複合メッ キ被膜のマトリックスであるニッケル又はニッケル合金の硬さは約Ｈｖ３００〜 ４００と、超硬合金に比べて非常に低い。このため被削材と複合メッキ被膜との 接触模型図は 第１図 第２図のようになる。第１図は複合メッキ被膜が厚い場 合、第２図は複合メッキ被膜が薄い場合で、複合メッキ被膜の厚さが大になると 接触面積（Ａ）が大になり摩擦係数が大になる。逆に複合メッキ被膜の厚さが小 になると接触面積（Ａ）が小になり摩擦係数が小になる。 刃先表面に形成する複合メッキ被膜を摩擦係数の低い被膜として機能差せるに は、その被膜の厚さを０．２〜５．０μｍと薄くしなければいけない。 このように自己潤滑性粒子の弗素含有化合物・２硫化モリブデン・グラファイ ト・窒化硼素は温度によってその自己潤滑性能が変わる。刃先温度は被削材の軟 質硬質、切断条件の重切削軽切削によって変る。又 刃先表面に形成された複合 メッキ被膜の摩擦係数は、その被膜の厚さが大になると大になり、その被膜の厚 さが小になると小になる。このため刃先表面に形成された複合メッキ被膜によっ て、刃先磨耗を少くするためには複合メッキ被膜の厚さを０．２〜５．０μｍ、 被切断材の材質と切断加工条件で決まる刃先温度、例えばその温度が約２５０℃ 以下の低温であれば弗素含有化合物、約３５０℃以下の中温であれば２硫化モリ ブデン、約４５０℃以下であればグラファイト、約６００℃以下であればダイヤ モンド、約９００℃以下であれば窒化硼素と、それぞれの温度に適した複合メッ キ被膜を形成しなければいけない。 以下、本考案を図面を参照して説明する。 第３図は複合メッキ被膜を丸鋸に形成した外形図、第４図は丸鋸刃先に形成さ れた複合メッキ被膜の拡大図、その複合メッキ被膜は弗累含有化合物・２硫化モ リブデン・グラファイト・ダイヤモンド・窒化硼素などの自己潤滑性能を有する 微粒子（８）が、メッキ被膜母体（マトリックス）（９）の中にほぼ均一に分散 していると共に、その自己潤滑性能を有する微粒子（８）の一部（７）はメッキ 被膜の母体（９）の表面に露出している。 丸鋸の刃先に使用されている超硬合金（５）の材料は、超硬合金（Ｐ，Ｍ，Ｋ Ｖ，Ｅ種）超微粒子超硬合金及びサーメットのいずれにも適用できるが、一般に 超硬合金のＫ種 超微粒子超硬合金が採用される。 複合メッキ被膜の被膜母体となるマトリックスは特に制限されることはないが 、その丸鋸の用途に応じて Ｃｕ・Ａｇ・Ｚｎ・Ｃｒなど適宜の金属が選定出切 るが、耐熱性・表面硬度からニッケル又はニッケル−燐・ニッケル−コバルト・ ニッケル−硼素などの、ニッケル合金がすぐれているので一般に採用される。 複合メッキ被膜のマトリックスに共析分散去れ複合化される自己潤滑性微粒子 の弗素含有化合物は弗素樹脂粒子又は弗化黒鉛粒子で、その弗素樹脂粒子は特に 限定されるものでは無いが、ポリテトラフルオロエチレン・ポリクロロトリフル オロエチレン・ポリ弗化ビニリデンテトラフルオロエチレン・テトラフルオロエ チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体・テトラフルオロエチレン−エチレ ン共重合体・クロロトリフルオロエチレン−アルキレン共重合体・弗化ビニリデ ン−クロロトリフルオロエチレン共重合体・弗化ビニリデン−ペンタフルオロプ ロピレン共重合体などがある。その弗素含有化合物粒子の共析量は、特に制限さ れないが０．３〜４５容量％が適している。又、２硫化モリブデン・グラファイ ト・ダイヤモンド・窒化硼素などの、自己潤滑性粒子は硬質のため接触する相手 を傷付けしゅう動性能を低下差せるので、これを防ぐために微粒化する。その粒 度は平均粒径２μｍ以下が好ましく、その２硫化モリブデン・グラファイト・ダ イヤモンド・窒化硼素粒子の共析量は、特に制限はないが０．３〜４５容量％が 適している。 複合メッキ被膜の刃先表面への形成方法としては、電気メッキ法・無電解メッ キ法のいずれも可能であるが、刃先先端部に均一にメッキ被膜ヲ形成するには無 電解メッキ法が適している。

【０００５】

【作 用】

本考案は、超硬合金刃の丸鋸の刃先表面に 弗素含有化合物・２硫化モリブデ ン・グラファイト・ダイヤモンド・窒化硼素などの自己潤滑性を有する微粒子を 、ニッケル又はニッケル合金メッキ被膜に共析分散させた複合メッキ被膜を形成 させ、しかも、その被膜を薄膜にすることによって、刃先表面の摩擦係数を小さ くする。この被膜によって、切断加工中に発生する刃先衝撃を緩和して刃先破壊 を防ぎ 刃先磨耗を少なくして 刃物寿命を向上させる。 複合メッキ被膜に共析分散された弗素含有化合物・２硫化モリブデン・グラフ ァイト・ダイヤモンド・窒化硼素などの微粒子を選択することによって、軟質材 料から硬質材料・軽切削から重切削まで種々の切断条件に適した、幅広い切断加 工の丸鋸の刃物寿命を向上させることが出来るものである。

【０００６】

【実施例】 以下、本考案の実施例について説明する。 （実施例１） 刃先の温度上昇が少なく刃先温度が低温で切断できるアクリル板 （１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×１５ｍｍ）の切断加工について説明する。 使用した丸鋸は木工用チップソー（外径：３０５φ，刃厚：２．４ｍｍ，刃型 ：交互刃，刃数：８０Ｐ）、切断機は昇降丸鋸盤、切断条件は丸鋸回転数２６０ ０ｒｐｍ、切断速度は約４ｍ／ｍｉｎで切断した。その結果は、従来の無処理の 丸鋸は刃先磨耗が早く２００枚切断したところ、切断面が不良となり刃先を再研 磨した。これに対して自己潤滑性微粒子ポリテトラフルオロエチレン（粒度０． ８μｍ）２５容量％を、マトリックスＮｉ９２重量％−Ｐ８重量％の複合メッキ 被膜を無電解メッキ法で被膜厚さ２μｍに形成した丸鋸は、刃先磨耗が少なく刃 先再研磨までに４００枚切断出来て、刃物寿命は約２倍に向上した。 （実施例２） 刃先の温度上昇が程々大きく刃先温度が中温で切断できるハード ボード（１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×８ｍｍ）の切断加工について説明する。 使用した丸鋸は木工用チップソー（外径：３０５φ，刃厚：２．４ｍｍ，刃型 ：交互刃， 刃数：８０Ｐ）、切断機は昇降丸鋸盤、切断条件：丸鋸回転数 （２１００ｒｐｍ），切断速度（約２ｍ／ｍｉｎ）で切断した。その結果は、従 来の無処理の丸鋸は１５０枚切断したところ、切断面が不良となり刃先を再研磨 した。これに対して ２硫化モリブデン（粒度０．１μｍ）の２６容量％、マト リックス Ｎｉ９２重量％−Ｐ８重量％の複合メッキ被膜を無電解メッキ法で、 被膜厚さ２μｍに形成した丸鋸は、３８０枚切断出来て刃物寿命は約２．５倍向 上した。 （実施例３） 刃先の温度上昇が大きく、刃先温度が高温で切断されるバーチク ルボード（１００ｍｍ×１００ｍｍ×８ｍｍ）の切断加工について説明する。 使用した丸鋸は木工用チップソー（外径：３０５φ，刃厚：２．４ｍｍ，刃型 ：交互刃，刃数：８０Ｐ）、切断機は昇降丸鋸盤、切削条件は丸鋸回転数 （１８００ｒｐｍ），切断速度（約２ｍ／ｍｉｎ）、その結果は、従来の無処理 の丸鋸は８０枚切断したところ，切断面が不良となり刃先を再研磨した。これに 対して ダイヤモンド（平均粒径：０．１μｍ）の２５容量％、マトリックスＮ ｉ９２重量％−Ｐ８重量％の複合メッキ被膜を無電解メッキ法で、被膜厚さ２μ ｍに形成した丸鋸は、刃先磨耗が少なく刃先再研磨までに １６７０枚切断出来 て、刃物寿命は約２倍に向上した。 （実施例４） 刃先の温度上昇が大きく、刃先温度が高温で切断されるガラス繊 維入りエポキシ樹脂積層板（１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×６ｍｍ）の切断加工 使用した丸鋸は木工用チップソー（外径：３０５φ，刃厚：２．４ｍｍ，刃型 ：交互刃，刃数：８０Ｐ）、切断機は昇降丸鋸盤、切削条件は丸鋸回転数（１４ ００ｒｐｍ），切断速度（約２ｍ／ｍｉｎ）、その結果は、従来の無処理の丸鋸 は２０枚切断したところ、切断面が不良となり刃先を再研磨した。これに対して 窒化硼素（粒度０．１μｍ）の２５容量％、マトリックスＮｉ９２重量％−Ｐ８ 重量％の複合メッキ被膜を無電解メッキ法で、被膜厚さ２μｍに形成した丸鋸は 、刃先磨耗が少なく、刃先再研磨までに４０枚切断することができ、刃物寿命は 約２倍に向上した。

【０００７】

【考案の効果】

本考案は 次に記載する効果がある。 （請求項１）の丸鋸の刃先表面に自己潤滑性の複合メッキ被膜を形成すること は、非金属材料を切断するときの刃先先端部に発生する衝撃を、その潤滑性能に よって緩和して、刃先先端部に発生する刃先破壊を防ぎ、刃先磨耗を少なくする 効果によって刃物の寿命を長くする。 非金属材料を丸鋸で切断すると、被切断材料の種類・切断条件によって刃先に 発生する熱が異なり、切削熱の大きいものは刃先温度が高温に、小さいものは低 温になる。このため（請求項２）（請求項３）（請求項４）の丸鋸の刃先表面に 弗素含有化合物・２硫化モリブデン・グラファイト・ダイヤモンド・窒化硼素な ど、種々の自己潤滑性微粒子を共析分散させた複合メッキ被膜が任意に形成でき ることは、その刃先温度が低温の物は低温において潤滑性能の優れた弗素含有化 合物を、中温の刃先温度の物は中温で潤滑性能の優れた２硫化モリブデン・グラ ァイトを、刃先温度の高温の物は高温でも潤滑性能の低下市内ダイヤモンド・窒 化硼素など、切断材料・切断条件に合った自己潤滑性粒子を選択する。その潤滑 性粒子の種類を選択する効果に酔って刃物の寿命を長くする。 （請求項５）の丸鋸の刃先表面に電気メッキ法又は無電解メッキ法で、ニッケ ル又はニッケル合金の複合メッキ法で被膜を形成することは、その複合メッキ被 膜と刃先母体となる超硬合金との密着力が強く、しかも薄膜に刷ることができる 。その密着力が強く薄膜でしかも自己潤滑性の優れた被膜は、切断する材料と刃 先表面との摩擦係数をち遺作刷る野で、切断時刃先先端部に発生する力学的衝撃 を小さくして刃先磨耗を少なくする。その被膜の密着力が強く薄膜にする効果に よって刃物の寿命を長くする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の 被切断材と複合メッキ被膜の厚い場
合の接触断面図である。

【図２】本考案の 被切断材と複合メッキ被膜の薄い場
合の接触断面図である。

【図３】複合メッキ被膜を丸鋸に形成した正面図と断面
図である。

【図４】丸鋸に形成した複合メッキ被膜の拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

Ａ 接触面積 １ 刃先材料（超硬合金） ２ 複合メッキ被膜 ３ 被切断材料（非金属材料） ４ 丸鋸の母材（鋼板） ５ 刃先チップ（１と同じ超硬合金） ６ 自己潤滑性の複合メッキ被膜 ７ 自己潤滑性の表面露出微粒子 ８ 自己潤滑性の被膜内部微粒子 ９ 複合メッキ被膜のマトリックス

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年２月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 非金属材料切断用 超硬合金刃の丸鋸刃
   先表面に事故潤滑性能を有する微粒子を、ニッケル又は
   ニッケル合金メッキ被膜に共析分散させた複合メッキ被
   膜を形成させた丸鋸。
2. 【請求項２】 複合メッキ被膜に共析分散された事故潤
   滑性能をゆうする微粒子が、弗素含有化合物粒子・２硫
   化モリブデン粒子・グラファイト粒子・ダイヤモンド粒
   子・窒化硼素粒子であることを特徴とする（請求項１）
   （請求項５）記載の丸鋸。
3. 【請求項３】 弗素含有化合物粒子が弗素樹脂粒子であ
   る（請求項１）（請求項２）（請求項５）記載の丸鋸。
4. 【請求項４】 弗素含有化合物が弗化黒鉛粒子である
   （請求項１）（請求項２）（請求項５）記載の丸鋸。