JPH0752097A - ロータリーダイ若しくはフラットダイの切断刃の改質方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、表面平滑性に秀れたロータリーダ
イ，フラットダイの切断刃を提供することを目的とす
る。 【構成】 放電加工により形成された超硬合金製のロー
タリーダイ１若しくはフラットダイ２の切断刃３にレー
ザを照射せしめて該切断刃３を改質せしめる方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙や金属薄板を切断す
るロータリーダイやフラットダイの切断刃の改質方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、紙や金属薄板を、自転しながら所望形状に切断する
ロータリーダイ１が提案されている。ロータリーダイ１
は、円筒状の胴４の外周面に切断刃３を突設したもの
で、例えば印刷機に設けて印刷紙を切断したり、また、
種々の産業機械に設けて金属薄板などを切断したりする
ものである（本実施例と同一構成部分には同一符号を付
した。）。

【０００３】ロータリーダイ１は被切断物に当接して自
転しながら切断刃３により該被切断物を切断するもので
ある為、一般的には耐熱性、耐摩耗性に優れた超硬合金
で製作される。そして、硬質な超硬合金故に切断刃３を
胴４の外周面に一体的に形成するには放電加工を用い
る。

【０００４】また、紙や金属薄板を昇降作動により所望
形状に切断するフラットダイ２が提案されている。フラ
ットダイ２は、基板５に切断刃３を突設したもので、や
はり、印刷機に設けて印刷紙を切断したり、また、種々
の産業機械に設けて金属薄板などを切断したりするもの
である（本実施例と同一部分には同一符号を付し
た。）。

【０００５】フラットダイ２は、降下して受け台６上の
被切断物に当接し、切断刃３により該被切断物を切断す
るものである為、一般的には耐熱性，耐摩耗性に優れた
超硬合金で製作される。そして、硬質な超硬合金故に切
断刃３を基板５に一体的に形成するには放電加工を用い
る。

【０００６】本発明者らは、放電加工された超硬合金の
被加工面には図１に図示したような微小穴やクラックａ
などの表面欠陥が生じることを確認し、この表面欠陥を
除去するには、レーザ照射により被加工面を改質すれば
良いことを見い出し（１９８９年社団法人精密工学会発
行に係る１９８９年度精密工学会秋季大会・学術講演会
論文集参照）、該研究をロータリーダイ若しくはフラッ
トダイの切断刃の製造方法に実施することで耐久性，耐
摩耗性に秀れたロータリーダイ若しくはフラットダイの
切断刃を製造し得るという本発明を完成させた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。

【０００８】放電加工により形成された超硬合金製のロ
ータリーダイ１若しくはフラットダイ２の切断刃３にレ
ーザを照射せしめて該切断刃３を改質せしめることを特
徴とするロータリーダイ１若しくはフラットダイ２の切
断刃の改質方法に係るものである。

【０００９】

【作用】本発明に係るロータリーダイ１若しくはフラッ
トダイ２の切断刃３は、前記改質方法を用いる為、切断
刃３の表面が平滑となり、よって、被切断物との良好な
当接及び被切断物に対する良好な切断が達成される。

【００１０】

【実施例】まず、改質方法について説明する。

【００１１】この改質方法は、放電加工により被加工面
の表面層に生じた表面欠陥（微小穴やクラックａ）を、
融点の低いＣｏだけを溶融せしめ、ＷＣ（固体状態）を
遊離状態にすることで除去するものである。超硬合金の
結合剤（Ｃｏ）の融点は炭化物（ＷＣ）などと比較して
非常に低いという知見をもとにしている。

【００１２】そして、この手段として該表面層にレーザ
を照射する。

【００１３】図１，２は、この改質方法の原理を段階ご
とに模式的に示したものである。

【００１４】図１は放電加工された超硬合金の被加工面
である。微小穴やクラックａなどが存在する。ＷＣ粒子
内にクラックａが生じていることもあるが、ほとんどの
場合、ＷＣ−Ｃｏ界面にクラックａは生じている。

【００１５】図２はレーザ照射により溶融した部分（Ｃ
ｏ）を点々で表示した図面である。放電加工による被加
工面の表面欠陥は、前記レーザ照射によりＣｏが溶融
し、再び、該Ｃｏが凝固すると、放電加工前の状態即
ち、表面欠陥のない平滑な状態が得られることになる。

【００１６】ここでいう超硬合金とは焼結材料であっ
て、ＷＣ，Ｃｏとから成る単一炭化物系のもの、ＷＣ，
ＴｉＣ，Ｔ_aＣ，ＮｂＣ，Ｃｏ（Ｎｉ）とから成る複炭
化物系のもの双方を含むものである。

【００１７】市販の超硬合金Ｄ２０材（ＷＣ９０％，Ｃ
ｏ７％，ＴｉＣ，ＴａＣ３％：重量％）を使用して切断
刃３を一体的に突出形成したロータリーダイ１，フラッ
トダイ２を放電加工により製作した。具体的な放電加工
の条件は、下記表１の通りである。

【００１８】

【表１】

【００１９】この切断刃３の外周面には微小穴やそれら
を結ぶ形でクラックが無数に生じている。表面欠陥の深
さは、実測若しくは放電加工時のエネルギーで確知可能
である。

【００２０】続いて、この欠陥を除去する為に、該切断
刃３に対してレーザ照射を行った。レーザ照射では、入
熱の大きさによっては放電加工面に予め入っているクラ
ックなどの表面欠陥を助長する危険性がある。従って、
最小限のエネルギーでレーザ照射をすることが望まし
い。

【００２１】このような観点からレーザ照射は、熱源と
してガウス型分布熱源を、エネルギーの供給方式として
連続方式を採用し、また、該ロータリーダイ１，フラッ
トダイ２を４００°Ｃに予熱し、更に、表面温度をＣｏ
の融点に一致させる為、１１００°Ｃの温度上昇に匹敵
する熱量をレーザによって加える。

【００２２】また、表面温度はレーザ出力，送り速度な
ど多くのパラメータによって左右される。ここではレー
ザ出力（５００Ｗ），送り速度（２００ｍ／min）は一
定とし、焦点はずし量（最適正値は３０ｍｍ）を変化さ
せることにより表面改質を行った。レーザ出力は発振器
から加工機への伝送系で約１０％の出力減があるため、
その値を考慮して出力を設定する。

【００２３】尚、加工ガスにはＡｒを用いることで酸素
による余分な燃焼熱の発生が防止され、レーザ照射面の
酸化防止作用も発揮される。

【００２４】具体的なレーザ照射の条件は、下記の表２
の通りである。

【００２５】

【表２】

【００２６】レーザは、１ケ所に集中的に照射せず、レ
ーザビームを数回往復走査させることにより照射するこ
とが望ましい。

【００２７】レーザ照射後には、放電加工時に生じた表
面欠陥が完全に除去されている。また、放電クレータの
形状も鈍化し、凹凸の少ない平滑な面へ改質されてい
る。

【００２８】以上、本実施例に係る方法により製造した
図３，４に示す超硬合金製のロータリーダイ１，フラッ
トダイ２の切断刃３は、耐久性（疲労強度），耐摩耗性
に秀れる為、稼働中に欠け等が生ぜず、また、切断刃３
の表面が平滑故に被切断物との良好な当接（特にロータ
リーダイ１の場合には被切断物に対して回転摺動して該
被切断物を切断していくものである為、切断刃３の表面
平滑性は非常に重要である。）及び被切断物に対しての
良好な切断が達成されるロータリーダイ１，フラットダ
イ２となる。そして、本実施例に係るレーザ照射により
切断刃製造には必須の工程であるみがき工程の簡略化も
可能となる（これまでのみがき工程では表面形状が複雑
な場合、非常に厄介であったが、本実施例によるレーザ
照射によれば、このような問題も解決される。）。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、上述のようにしたから、耐久
性，耐摩耗性，表面平滑性に秀れたロータリーダイ若し
くはフラットダイの切断刃を提供し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本工程の原理説明図である。

【図２】本工程の原理説明図である。

【図３】本実施例に係るロータリーダイの斜視図であ
る。

【図４】本実施例に係るフラットダイの正面図である。

【符号の説明】 １ ロータリーダイ ２ フラットダイ ３ 切断刃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電加工により形成された超硬合金製の
   ロータリーダイ若しくはフラットダイの切断刃にレーザ
   を照射せしめて該切断刃を改質せしめることを特徴とす
   るロータリーダイ若しくはフラットダイの切断刃の改質
   方法。