JPH0346542B2 - - Google Patents
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- JPH0346542B2 JPH0346542B2 JP58075174A JP7517483A JPH0346542B2 JP H0346542 B2 JPH0346542 B2 JP H0346542B2 JP 58075174 A JP58075174 A JP 58075174A JP 7517483 A JP7517483 A JP 7517483A JP H0346542 B2 JPH0346542 B2 JP H0346542B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbide
- cutting edge
- cutter
- coated
- blade
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Knives (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はナイフ等の刃物の刃先部のみに炭化物
層を被覆する方法に関するものである。
層を被覆する方法に関するものである。
溶融塩浴法を用いて、刃物の表面にバナジウム
炭化物等の炭化物被覆層を形成し、この炭化物被
覆層の有するすぐれた硬度により切れ味、耐久性
を向上させようとする方法がある。しかし、刃物
の全面に上記のような炭化物被覆層を形成する場
合、炭化物形成のために、炭化物被覆層が形成さ
れる付近の母材部分から炭素を刃物表面に移動さ
せるため、表面部分に母材深部からの炭素の供給
が追いつかない等の不都合が生じ、その結果炭化
物形成後に行なう焼入れに必要な炭素量が母材と
炭化物被覆層の間で不足してしまう。特に刃先近
傍の肉厚の薄い部分には、母材深部からの炭素の
供給が充分でないため、炭化物被覆層を形成した
後の刃先近傍には、炭素量が極度に乏しい「フエ
ライト相」と呼ばれるビツカース硬度が約200で
ある軟質部分を生じてしまう。そのため、この刃
先は軟質部分の存在により、大きな応力がかかる
とへたりや剥離等の欠陥を生ずる。
炭化物等の炭化物被覆層を形成し、この炭化物被
覆層の有するすぐれた硬度により切れ味、耐久性
を向上させようとする方法がある。しかし、刃物
の全面に上記のような炭化物被覆層を形成する場
合、炭化物形成のために、炭化物被覆層が形成さ
れる付近の母材部分から炭素を刃物表面に移動さ
せるため、表面部分に母材深部からの炭素の供給
が追いつかない等の不都合が生じ、その結果炭化
物形成後に行なう焼入れに必要な炭素量が母材と
炭化物被覆層の間で不足してしまう。特に刃先近
傍の肉厚の薄い部分には、母材深部からの炭素の
供給が充分でないため、炭化物被覆層を形成した
後の刃先近傍には、炭素量が極度に乏しい「フエ
ライト相」と呼ばれるビツカース硬度が約200で
ある軟質部分を生じてしまう。そのため、この刃
先は軟質部分の存在により、大きな応力がかかる
とへたりや剥離等の欠陥を生ずる。
このため、従来では、上記欠陥のない刃物の製
造のために、炭化物層を形成したのち、研摩し
て、刃先近傍のフエライト相を除去して切り刃部
を形成する工程、あるいは非酸化性雰囲気中でオ
ーステナイト変態点以上に一定時間加熱したの
ち、急冷して焼入れを行い、母材深部の炭素を刃
先近傍の炭素希薄部へ拡散移動させる工程が必要
であつた。しかしながら、上記炭化物層の研摩の
場合、炭化物層の硬度がビツカース硬度で約3000
と非常に硬いため、研摩に時間がかかり、かつ研
摩中に刃先が欠ける等の不都合を多発した。ま
た、上記の炭素を移動させる熱拡散を行う場合、
再加熱する工程が加わるほかに加熱時間に長時間
を要する等の不都合が生じた。更に、刃先部の肉
厚が薄く、刃先母材中の炭素量も限られるため、
形成される炭化物層の厚さも薄くなる問題もあつ
た。
造のために、炭化物層を形成したのち、研摩し
て、刃先近傍のフエライト相を除去して切り刃部
を形成する工程、あるいは非酸化性雰囲気中でオ
ーステナイト変態点以上に一定時間加熱したの
ち、急冷して焼入れを行い、母材深部の炭素を刃
先近傍の炭素希薄部へ拡散移動させる工程が必要
であつた。しかしながら、上記炭化物層の研摩の
場合、炭化物層の硬度がビツカース硬度で約3000
と非常に硬いため、研摩に時間がかかり、かつ研
摩中に刃先が欠ける等の不都合を多発した。ま
た、上記の炭素を移動させる熱拡散を行う場合、
再加熱する工程が加わるほかに加熱時間に長時間
を要する等の不都合が生じた。更に、刃先部の肉
厚が薄く、刃先母材中の炭素量も限られるため、
形成される炭化物層の厚さも薄くなる問題もあつ
た。
本発明は、炭化物層形成範囲を刃物の刃先部の
みに限り、炭化物層厚さの厚い炭化物被覆を可能
にすると同時に、母材の硬さ低下がなく、上記従
来の問題点のない、切れ味、耐久性ともにすぐれ
た刃物を製造する方法を提供しようとするもので
ある。
みに限り、炭化物層厚さの厚い炭化物被覆を可能
にすると同時に、母材の硬さ低下がなく、上記従
来の問題点のない、切れ味、耐久性ともにすぐれ
た刃物を製造する方法を提供しようとするもので
ある。
すなわち、本発明の刃物の製造方法は、0.2重
量％以上の炭素を含む鉄合金を素材とする刃物の
刃先より0.01−１mmの刃先近傍部分を除き、その
他の部分を溶融塩浴浸漬に対して安定な酸化シリ
コン、酸化アルミニウム等の金属酸化物、シリコ
ン、ボロン等の窒化物或いは炭化物、または黒鉛
粉末の１種または２種以上からなる物質で被覆し
た後、該刃物を周期律表第ａ、ａ族元素、マ
ンガン等の炭化物形成元素を含む溶融塩浴に浸漬
することにより上記被覆部分を除く刃先近傍への
炭素の供給を十分に行い、刃先の表面のみに炭化
物層を形成し、その後焼入れすることを特徴とす
るものである。
量％以上の炭素を含む鉄合金を素材とする刃物の
刃先より0.01−１mmの刃先近傍部分を除き、その
他の部分を溶融塩浴浸漬に対して安定な酸化シリ
コン、酸化アルミニウム等の金属酸化物、シリコ
ン、ボロン等の窒化物或いは炭化物、または黒鉛
粉末の１種または２種以上からなる物質で被覆し
た後、該刃物を周期律表第ａ、ａ族元素、マ
ンガン等の炭化物形成元素を含む溶融塩浴に浸漬
することにより上記被覆部分を除く刃先近傍への
炭素の供給を十分に行い、刃先の表面のみに炭化
物層を形成し、その後焼入れすることを特徴とす
るものである。
本発明方法によれば、刃物の刃先近傍部分以外
は、溶融塩浴浸漬に対して安定な物質で被覆し
て、刃先表面のみに炭化物層を形成するため、炭
化物被覆されない母材深部から刃先近傍への炭素
の供給が十分行なわれ、フエライト相のごとき軟
質部分が生じない。そのため、刃先部の母材硬さ
の低下のない刃物を製造することができる。ま
た、刃先部に母材深部から十分炭素を供給するこ
とができるので、層厚さの厚い炭化物層を形成す
ることができ、刃先を非常に硬くすることができ
る。それ故、従来のごとき、炭化物被覆処理後、
研摩により切り刃部を形成する工程や非酸化性雰
囲気中で加熱することにより母材中の炭素を拡散
移動させる工程が不要となり、きわめて簡単な処
理工程で炭化物被覆した刃物を製造することがで
き、しかも、製造された刃物の切れ味、耐久性と
も著しく向上する。
は、溶融塩浴浸漬に対して安定な物質で被覆し
て、刃先表面のみに炭化物層を形成するため、炭
化物被覆されない母材深部から刃先近傍への炭素
の供給が十分行なわれ、フエライト相のごとき軟
質部分が生じない。そのため、刃先部の母材硬さ
の低下のない刃物を製造することができる。ま
た、刃先部に母材深部から十分炭素を供給するこ
とができるので、層厚さの厚い炭化物層を形成す
ることができ、刃先を非常に硬くすることができ
る。それ故、従来のごとき、炭化物被覆処理後、
研摩により切り刃部を形成する工程や非酸化性雰
囲気中で加熱することにより母材中の炭素を拡散
移動させる工程が不要となり、きわめて簡単な処
理工程で炭化物被覆した刃物を製造することがで
き、しかも、製造された刃物の切れ味、耐久性と
も著しく向上する。
本発明方法において、出発材料である刃物素材
はまず炭素を0.2％（重量比、以下同じ）以上含
有する必要がある。炭素含有量は高い程、良質な
炭化物層を形成することができるが、逆に炭素含
有量が0.2％にみたない場合には炭化物被覆層の
形成が困難になる。
はまず炭素を0.2％（重量比、以下同じ）以上含
有する必要がある。炭素含有量は高い程、良質な
炭化物層を形成することができるが、逆に炭素含
有量が0.2％にみたない場合には炭化物被覆層の
形成が困難になる。
刃物素材の形状としてはナイフ等の薄刃のもの
が好ましく、例えば刃部刃先角が30°以下のよう
な薄刃のものが好ましい。この範囲を越える刃物
の場合には、炭化物被覆層を形成した後、刃物の
切れ味を良くするため研摩等により刃部を形成す
ることが好ましい。特に、刃物の形が小さく、研
摩による刃部形成の手作業が困難なものの方が本
発明の方法に適している。
が好ましく、例えば刃部刃先角が30°以下のよう
な薄刃のものが好ましい。この範囲を越える刃物
の場合には、炭化物被覆層を形成した後、刃物の
切れ味を良くするため研摩等により刃部を形成す
ることが好ましい。特に、刃物の形が小さく、研
摩による刃部形成の手作業が困難なものの方が本
発明の方法に適している。
前記溶融塩浴浸漬法に対して安定な物質（以
下、マスキング剤という）とは刃物を溶融塩浴に
浸漬した際に、溶融塩と反応することなく、また
被覆した鉄合金母材表面に炭化物層を形成させな
い物質を意味する。かかる物質としては酸化シリ
コン、酸化アルミニウム等の金属酸化物、シリコ
ン、ボロン等の窒化物あるいは炭化物、または黒
鉛粉末等の１種または２種以上を用いる。
下、マスキング剤という）とは刃物を溶融塩浴に
浸漬した際に、溶融塩と反応することなく、また
被覆した鉄合金母材表面に炭化物層を形成させな
い物質を意味する。かかる物質としては酸化シリ
コン、酸化アルミニウム等の金属酸化物、シリコ
ン、ボロン等の窒化物あるいは炭化物、または黒
鉛粉末等の１種または２種以上を用いる。
そして、上記マスキング剤を刃物に被覆する方
法としては、刃先部分以外の刃物表面に塗布剤の
形で塗布する方法、あるいは炭化物層被覆する刃
先部に粘土等によりシールドしておき、次いで刃
物を上記マスキング剤の水溶液に浸漬して被覆す
る方法等を用いる。このようにして、刃先の炭化
物層を形成する部分以外を安定な物質で被覆する
のであるが、この被覆しない部分は、刃物の刃先
より0.01〜１mmとする。１mm以上を残して、他の
部分をマスキング剤で被覆した場合には溶融塩浴
に浸漬する工程で刃先の広範囲において炭化物層
が形成されて、フエライト相の軟質部分を生じる
おそれがある。
法としては、刃先部分以外の刃物表面に塗布剤の
形で塗布する方法、あるいは炭化物層被覆する刃
先部に粘土等によりシールドしておき、次いで刃
物を上記マスキング剤の水溶液に浸漬して被覆す
る方法等を用いる。このようにして、刃先の炭化
物層を形成する部分以外を安定な物質で被覆する
のであるが、この被覆しない部分は、刃物の刃先
より0.01〜１mmとする。１mm以上を残して、他の
部分をマスキング剤で被覆した場合には溶融塩浴
に浸漬する工程で刃先の広範囲において炭化物層
が形成されて、フエライト相の軟質部分を生じる
おそれがある。
刃先部の表面に炭化物被覆層を形成する方法と
しては、周期律表第ａ族元素（チタン、ジルコ
ニウム、ハフニウム）、第ａ族元素（バナジウ
ム、ニオブ、タンタル）、マンガン等の炭化物形
成元素を含む溶融浴に上記のごとくマスキング剤
の被覆処理をした刃物を浸漬保持する。この溶融
塩浴としては、硼酸あるいは硼砂等を加熱して溶
融した溶融液体に、周期律表第ａ、ａ族元
素、マンガン等の金属粉末、あるいは塩化物粉末
等を添加した浴を使用することが好ましい。な
お、硼酸、あるいは硼酸塩以外の他の塩浴を使用
することも可能であるが、浴の安定性、層の均一
性などの点より余り好ましくない。
しては、周期律表第ａ族元素（チタン、ジルコ
ニウム、ハフニウム）、第ａ族元素（バナジウ
ム、ニオブ、タンタル）、マンガン等の炭化物形
成元素を含む溶融浴に上記のごとくマスキング剤
の被覆処理をした刃物を浸漬保持する。この溶融
塩浴としては、硼酸あるいは硼砂等を加熱して溶
融した溶融液体に、周期律表第ａ、ａ族元
素、マンガン等の金属粉末、あるいは塩化物粉末
等を添加した浴を使用することが好ましい。な
お、硼酸、あるいは硼酸塩以外の他の塩浴を使用
することも可能であるが、浴の安定性、層の均一
性などの点より余り好ましくない。
溶融塩浴浸漬の処理温度（浴温度）も可能なか
ぎり低いのが望ましい。処理温度が高くなり過ぎ
ると結晶の成長が起こり、もろくなりやすい。し
かし、800℃以下になると炭化物形成速度が著し
く遅くなるためあまり低い処理温度は好ましくな
い。したがつて、浴温は800℃ないし1100℃が好
ましい。
ぎり低いのが望ましい。処理温度が高くなり過ぎ
ると結晶の成長が起こり、もろくなりやすい。し
かし、800℃以下になると炭化物形成速度が著し
く遅くなるためあまり低い処理温度は好ましくな
い。したがつて、浴温は800℃ないし1100℃が好
ましい。
処理時間は必要とする炭化物被覆層の厚さによ
る。処理時間が長くなれば、それだけ厚い炭化物
被覆層が得られる。炭化物層の厚さは、処理時間
を選定することによつて、自由に調節することが
できるが、層を厚くしすぎると、刃先が丸くなる
ため、切れ味をそこなうことがある。
る。処理時間が長くなれば、それだけ厚い炭化物
被覆層が得られる。炭化物層の厚さは、処理時間
を選定することによつて、自由に調節することが
できるが、層を厚くしすぎると、刃先が丸くなる
ため、切れ味をそこなうことがある。
次に刃先の表面のみに炭化物被覆層を形成され
た刃物を溶融塩浴から取り出し、直ちに水、油、
非酸化性ガス、あるいはその他適当な冷媒に浸漬
あるいは接触させて急冷し焼入れ処理を行う。焼
入れ条件は刃物の母材の組成に依存し、従来の焼
入れ条件でそのまま使用することができる。この
焼入れは、通常マスキング剤が付着しているまま
行なえば良い。また、マスキング剤は、焼入れ後
除去する。
た刃物を溶融塩浴から取り出し、直ちに水、油、
非酸化性ガス、あるいはその他適当な冷媒に浸漬
あるいは接触させて急冷し焼入れ処理を行う。焼
入れ条件は刃物の母材の組成に依存し、従来の焼
入れ条件でそのまま使用することができる。この
焼入れは、通常マスキング剤が付着しているまま
行なえば良い。また、マスキング剤は、焼入れ後
除去する。
以上の工程により、目的とする刃先のみに炭化
物被覆した刃物を得ることができ、得られた刃物
は刃部を再研摩する必要がなく、そのまま使用す
ることができる。
物被覆した刃物を得ることができ、得られた刃物
は刃部を再研摩する必要がなく、そのまま使用す
ることができる。
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例 １
硼砂100部に対し、20部のフエロニオビウム
（Fe−Nb）粉末を添加した約1000℃の溶融硼砂
浴を大気雰囲気の電気炉内で準備した。また、図
に示すように、刃先より0.8mmの刃先近傍部分３
を除き、それ以外の刃物母材２の表面に前記マス
キング剤としての黒鉛粉末１を塗布した刃物（刃
先角20°、巾13mm、長さ57mm、厚さ0.15mm、炭素
鋼製ナイフ）を準備した。
（Fe−Nb）粉末を添加した約1000℃の溶融硼砂
浴を大気雰囲気の電気炉内で準備した。また、図
に示すように、刃先より0.8mmの刃先近傍部分３
を除き、それ以外の刃物母材２の表面に前記マス
キング剤としての黒鉛粉末１を塗布した刃物（刃
先角20°、巾13mm、長さ57mm、厚さ0.15mm、炭素
鋼製ナイフ）を準備した。
次に、この刃物を上記浴中に８時間保持後、浴
から取り出し油冷した。これを熱水で洗滌し、付
着している処理剤やマスキング剤としての黒鉛粉
末を除去した。得られた刃物は刃先部の表面にの
み、厚さ10μの緻密なニオビウム炭化物（NbC）
被覆層をもつものであつた。この刃物は切れ味、
耐久性ともにすぐれたものであつた。
から取り出し油冷した。これを熱水で洗滌し、付
着している処理剤やマスキング剤としての黒鉛粉
末を除去した。得られた刃物は刃先部の表面にの
み、厚さ10μの緻密なニオビウム炭化物（NbC）
被覆層をもつものであつた。この刃物は切れ味、
耐久性ともにすぐれたものであつた。
実施例 ２
硼砂100部に対し、30部のバナジウム酸化物
（V2O5）粉末と、10部の炭化硼素（B4C）粉末を
添加した約1025℃の溶融硼砂浴を大気雰囲気の電
気炉内で準備した。この浴に刃先より0.5mm近傍
部分以外の母材表面に酸化アルミニウム
（Al2O3）粉末で塗布した刃物（刃先角20°、巾９
mm、長さ85mm、厚さ0.4mm、炭素鋼製ナイフ）を
浸漬し、浴中に２時間保持後、浴から取り出し、
油冷した。その後、実施例１と同様に刃物素材表
面に付着した処理剤を取り除いて、刃物を製造し
た。
（V2O5）粉末と、10部の炭化硼素（B4C）粉末を
添加した約1025℃の溶融硼砂浴を大気雰囲気の電
気炉内で準備した。この浴に刃先より0.5mm近傍
部分以外の母材表面に酸化アルミニウム
（Al2O3）粉末で塗布した刃物（刃先角20°、巾９
mm、長さ85mm、厚さ0.4mm、炭素鋼製ナイフ）を
浸漬し、浴中に２時間保持後、浴から取り出し、
油冷した。その後、実施例１と同様に刃物素材表
面に付着した処理剤を取り除いて、刃物を製造し
た。
この刃物は刃先より約0.5mmまでの近傍部分の
表面のみに、厚さ7μの緻密なバナジウム炭化物
（VC）被覆層をもつものであつた。
表面のみに、厚さ7μの緻密なバナジウム炭化物
（VC）被覆層をもつものであつた。
次にこの製造した刃物を用いて、厚さ0.1mm、
巾３mmの塩ビフイルムの切断試験を1.5時間行つ
た。
巾３mmの塩ビフイルムの切断試験を1.5時間行つ
た。
その結果、本実施例により製造された刃物の耐
久性は従来の未処理刃に比べて、約10倍も向上し
ており、本発明により製造された刃物の切断性能
が著しくすぐれていることがわかつた。
久性は従来の未処理刃に比べて、約10倍も向上し
ており、本発明により製造された刃物の切断性能
が著しくすぐれていることがわかつた。
図は、本発明の実施例１における、溶融塩浴浸
漬に対して安定な物質を塗布した刃物の断面図で
ある。 １……刃物、１１……刃先、２……マスキング
剤。
漬に対して安定な物質を塗布した刃物の断面図で
ある。 １……刃物、１１……刃先、２……マスキング
剤。
Claims (1)
- １ 0.2重量％以上の炭素を含む鉄合金を素材と
する刃物において、その刃先より0.01〜１mmの刃
先近傍部分を除き、他の部分を溶融塩浴浸漬に対
して安定な酸化シリコン、酸化アルミニウム等の
金属酸化物、シリコン、ボロン等の窒化物或いは
炭化物、または黒鉛粉末の１種または２種以上か
らなる物質で被覆し、その後該刃物を周期律表第
ａ、ａ族元素、マンガン等の炭化物形成元素
を含む溶融塩浴に浸漬し、刃先の表面のみに炭化
物層を形成し、その後焼入れすることを特徴とす
る炭化物被覆された刃物の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7517483A JPS59200766A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 炭化物被覆された刃物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7517483A JPS59200766A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 炭化物被覆された刃物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59200766A JPS59200766A (ja) | 1984-11-14 |
| JPH0346542B2 true JPH0346542B2 (ja) | 1991-07-16 |
Family
ID=13568571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7517483A Granted JPS59200766A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 炭化物被覆された刃物の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59200766A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9103883D0 (en) * | 1991-02-25 | 1991-04-10 | Black & Decker Inc | Saw blades and method of making same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52148440A (en) * | 1976-06-04 | 1977-12-09 | Brother Ind Ltd | Movable knife or stationary knife for work web cutter in sewing machine |
-
1983
- 1983-04-28 JP JP7517483A patent/JPS59200766A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59200766A (ja) | 1984-11-14 |
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