JPH10138034A - 銅及び銅合金の面削用フライス刃 - Google Patents
銅及び銅合金の面削用フライス刃Info
- Publication number
- JPH10138034A JPH10138034A JP31303196A JP31303196A JPH10138034A JP H10138034 A JPH10138034 A JP H10138034A JP 31303196 A JP31303196 A JP 31303196A JP 31303196 A JP31303196 A JP 31303196A JP H10138034 A JPH10138034 A JP H10138034A
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- JP
- Japan
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- copper
- rake face
- blade
- hard coating
- face
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 切削油剤の煩雑な調整等を必要とせず、しか
も生産性及び被切削材表面の品質を阻害することなく、
安定した銅及び銅合金の切削が行えるような面削用フラ
イス刃を提供する。 【解決手段】 面削用フライスの超硬チップ刃のすくい
面のみに、TiN、TiC、TiCN、(Al,Ti)
N、(Al,Ti)CNのうちから選ばれた単層の硬質
皮膜、又はこれらの2種以上からなる2層以上の硬質皮
膜を被覆する。硬質被覆の膜厚は1〜10μm、この硬
質皮膜を被覆したすくい面の面粗度はRmax:0.2〜
3μm、被覆されていない逃げ面の面粗度はRmax:
0.2〜2.5μm、すくい面と逃げ面との稜線に形成
される切刃の丸みは10μm以下とする。
も生産性及び被切削材表面の品質を阻害することなく、
安定した銅及び銅合金の切削が行えるような面削用フラ
イス刃を提供する。 【解決手段】 面削用フライスの超硬チップ刃のすくい
面のみに、TiN、TiC、TiCN、(Al,Ti)
N、(Al,Ti)CNのうちから選ばれた単層の硬質
皮膜、又はこれらの2種以上からなる2層以上の硬質皮
膜を被覆する。硬質被覆の膜厚は1〜10μm、この硬
質皮膜を被覆したすくい面の面粗度はRmax:0.2〜
3μm、被覆されていない逃げ面の面粗度はRmax:
0.2〜2.5μm、すくい面と逃げ面との稜線に形成
される切刃の丸みは10μm以下とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性、耐焼付
性に優れた銅及び銅合金の面削用フライス刃に関するも
のである。
性に優れた銅及び銅合金の面削用フライス刃に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】銅及び銅合金の熱間圧延後の表面面削を
行うための切削工具としては、フライスが汎用されてい
る。しかし、銅及び銅合金のような軟質金属を面削する
場合、切り屑が刃の表面に溶着しやすく被切削面がむし
れる(焼き付き)問題がある。これらの問題を解決し品
質の安定化を実現すべく、これまでにも種々の対策が試
みられ、具体的には、 切削油の濃度、温度、吐出量を面削する銅合金品種、
板の送り速度などに合わせて最良の条件に設定する、 面削フライスの組替え周期を短縮して品質の安定化を
図る、 などが検討されている。
行うための切削工具としては、フライスが汎用されてい
る。しかし、銅及び銅合金のような軟質金属を面削する
場合、切り屑が刃の表面に溶着しやすく被切削面がむし
れる(焼き付き)問題がある。これらの問題を解決し品
質の安定化を実現すべく、これまでにも種々の対策が試
みられ、具体的には、 切削油の濃度、温度、吐出量を面削する銅合金品種、
板の送り速度などに合わせて最良の条件に設定する、 面削フライスの組替え周期を短縮して品質の安定化を
図る、 などが検討されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の対策に
は以下の問題点がある。の場合は、その組み合せが非
常に煩雑であり、条件の維持管理が困難である。の場
合は、生産性の低下、及びコストアップとなる。そこ
で、本発明は、切削油剤の煩雑な調整等を必要とせず、
しかも生産性及び被切削材表面の品質を阻害することな
く、安定した銅及び銅合金の切削が行えるような面削用
フライス刃を提供することを目的とする。
は以下の問題点がある。の場合は、その組み合せが非
常に煩雑であり、条件の維持管理が困難である。の場
合は、生産性の低下、及びコストアップとなる。そこ
で、本発明は、切削油剤の煩雑な調整等を必要とせず、
しかも生産性及び被切削材表面の品質を阻害することな
く、安定した銅及び銅合金の切削が行えるような面削用
フライス刃を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係る銅及び銅合
金の面削用フライス刃は、面削用フライスの超硬チップ
刃のすくい面のみに、TiN、TiC、TiCN、(A
l,Ti)N、(Al,Ti)CNのうちから選ばれた
単層の硬質皮膜、又はこれらの2種以上からなる2層以
上の硬質皮膜を被覆したことを特徴とする。実用的に
は、上記硬質被覆の膜厚を1〜10μmとし、この硬質
皮膜を被覆したすくい面の面粗度をRmax(最大高
さ):0.3〜3μmとし、被覆されていない逃げ面の
面粗度をRmax:0.2〜2.5μmとし、かつ、すく
い面と逃げ面との稜線に形成される切刃の丸みを10μ
m以下とするのがよい。
金の面削用フライス刃は、面削用フライスの超硬チップ
刃のすくい面のみに、TiN、TiC、TiCN、(A
l,Ti)N、(Al,Ti)CNのうちから選ばれた
単層の硬質皮膜、又はこれらの2種以上からなる2層以
上の硬質皮膜を被覆したことを特徴とする。実用的に
は、上記硬質被覆の膜厚を1〜10μmとし、この硬質
皮膜を被覆したすくい面の面粗度をRmax(最大高
さ):0.3〜3μmとし、被覆されていない逃げ面の
面粗度をRmax:0.2〜2.5μmとし、かつ、すく
い面と逃げ面との稜線に形成される切刃の丸みを10μ
m以下とするのがよい。
【0005】さて、銅及び銅合金のような軟質材をフラ
イスで切削加工する場合、切れ味を改善することが重要
である。そのため刃の研磨が重要となり、通常は、刃の
両面(すくい面及び逃げ面)に硬質皮膜層を形成した
後、すくい面を研磨して(逃げ面には硬質皮膜層が残
る)切れ味をよくしている。このように、すくい面側を
研磨し、逃げ面側に硬質皮膜層を残すのは、通常すくい
面のクレーター摩耗量よりも逃げ面のフランク摩耗量の
方が大きく、このフランク摩耗を硬質皮膜層により抑制
することで、工具寿命が延びるからである。
イスで切削加工する場合、切れ味を改善することが重要
である。そのため刃の研磨が重要となり、通常は、刃の
両面(すくい面及び逃げ面)に硬質皮膜層を形成した
後、すくい面を研磨して(逃げ面には硬質皮膜層が残
る)切れ味をよくしている。このように、すくい面側を
研磨し、逃げ面側に硬質皮膜層を残すのは、通常すくい
面のクレーター摩耗量よりも逃げ面のフランク摩耗量の
方が大きく、このフランク摩耗を硬質皮膜層により抑制
することで、工具寿命が延びるからである。
【0006】ところが、本発明者らは、銅及び銅合金の
フライスによる切削加工では、切り屑が主にすくい面側
に溶着し、これにより被切削面の面性状が劣化すること
を見い出した。すなわち、すくい面に切り屑が溶着する
と刃先に構成刃先が生成し、その結果被切削面がむしれ
た状態になるとともに、構成刃先が脱落して噛み込み、
そのため被切削面に焼き付きが発生し、面性状が劣化す
る。
フライスによる切削加工では、切り屑が主にすくい面側
に溶着し、これにより被切削面の面性状が劣化すること
を見い出した。すなわち、すくい面に切り屑が溶着する
と刃先に構成刃先が生成し、その結果被切削面がむしれ
た状態になるとともに、構成刃先が脱落して噛み込み、
そのため被切削面に焼き付きが発生し、面性状が劣化す
る。
【0007】そこで、本発明では、上記のように、すく
い面側に硬質皮膜層を被覆し、切れ味改善のため、逃げ
面を研磨することとした。そうすることによって、切り
屑の溶着防止効果が大きくなり、面削フライスの切れ味
を良好に維持しながら、被切削面に生じる焼き付きの発
生を最小限に抑制することができる。また、すくい面に
被覆する硬質皮膜としては、化学的に安定、硬さが大き
い、耐摩耗性に優れる、耐熱性に優れる、剥離し難いな
どの特性のほかに、本発明の場合、特に銅及び銅合金と
の濡れ性が悪いことが重要な選択基準となる。このよう
な選択条件を満たすものとして、TiN、TiC、Ti
CN、(Al,Ti)N、(Al,Ti)CNを選定し
た。
い面側に硬質皮膜層を被覆し、切れ味改善のため、逃げ
面を研磨することとした。そうすることによって、切り
屑の溶着防止効果が大きくなり、面削フライスの切れ味
を良好に維持しながら、被切削面に生じる焼き付きの発
生を最小限に抑制することができる。また、すくい面に
被覆する硬質皮膜としては、化学的に安定、硬さが大き
い、耐摩耗性に優れる、耐熱性に優れる、剥離し難いな
どの特性のほかに、本発明の場合、特に銅及び銅合金と
の濡れ性が悪いことが重要な選択基準となる。このよう
な選択条件を満たすものとして、TiN、TiC、Ti
CN、(Al,Ti)N、(Al,Ti)CNを選定し
た。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に係る銅及び銅合金面削用
フライス刃の具体例を、図1及び図2を参照して説明す
ると、図1において、フライスの台金1の先端には、超
硬チップ刃2が取り付けられ、さらにその超硬チップ2
のすくい面のみに、TiN、TiC、TiCN、(A
l,Ti)N、(Al,Ti)CNのいずれかからなる
単層の硬質皮膜3、又はこれらの2種以上を2層以上に
積層した多層の硬質皮膜3が1〜10μmの厚みで形成
されている。このように構成されたフライス刃を使用し
て、銅又は銅合金からなる被切削材4を面削すると、図
2に示すように、刃先に切り屑5が溶着することなく良
好な切削が得られる。従って、被切削材5に生じる焼き
付きを最小限に抑えることができる。
フライス刃の具体例を、図1及び図2を参照して説明す
ると、図1において、フライスの台金1の先端には、超
硬チップ刃2が取り付けられ、さらにその超硬チップ2
のすくい面のみに、TiN、TiC、TiCN、(A
l,Ti)N、(Al,Ti)CNのいずれかからなる
単層の硬質皮膜3、又はこれらの2種以上を2層以上に
積層した多層の硬質皮膜3が1〜10μmの厚みで形成
されている。このように構成されたフライス刃を使用し
て、銅又は銅合金からなる被切削材4を面削すると、図
2に示すように、刃先に切り屑5が溶着することなく良
好な切削が得られる。従って、被切削材5に生じる焼き
付きを最小限に抑えることができる。
【0009】具体的な被覆材質の選定及び被覆層の構成
(単層〜多層)については、面削を行う銅又は銅合金の
品種(切削性の良否、融点、硬さ、第二相の有無な
ど)、面削条件(材料の送り速度、フライス刃の回転速
度、切削油の種類と供給量など)を考慮して選定する。
(単層〜多層)については、面削を行う銅又は銅合金の
品種(切削性の良否、融点、硬さ、第二相の有無な
ど)、面削条件(材料の送り速度、フライス刃の回転速
度、切削油の種類と供給量など)を考慮して選定する。
【0010】本発明において、硬質皮膜の厚みを1〜1
0μmとしたのは、1μm未満では被膜の剥離が生じや
すく、また10μmを越えるとコストアップにつながる
とともに安定な被覆膜の形成が困難となるからである。
この硬質皮膜で被覆されたすくい面の面粗度はRmax:
0.2〜3μmとする。超硬チップ本体の面粗度が被覆
した硬質皮膜表面の面粗度にそのまま写ることから、チ
ップ本体のすくい面に大きな研磨筋が出ている(面粗度
が粗い)と、硬質皮膜表面にも大きな研磨筋が出ること
になり、その表面に切り屑が流れるとき、その研磨筋に
引っかかって溶着しやすくなる。実用上、硬質皮膜で被
覆されたすくい面の面粗度はRmax:3μm以下であれ
ば問題ないが、望ましくは2μm以下である。一方、面
粗度の下限をRmax:0.2μmとしたのは、超硬工具
をダイヤ砥石で研磨するときの限界がRmax:0.2μ
m程度であるためである。
0μmとしたのは、1μm未満では被膜の剥離が生じや
すく、また10μmを越えるとコストアップにつながる
とともに安定な被覆膜の形成が困難となるからである。
この硬質皮膜で被覆されたすくい面の面粗度はRmax:
0.2〜3μmとする。超硬チップ本体の面粗度が被覆
した硬質皮膜表面の面粗度にそのまま写ることから、チ
ップ本体のすくい面に大きな研磨筋が出ている(面粗度
が粗い)と、硬質皮膜表面にも大きな研磨筋が出ること
になり、その表面に切り屑が流れるとき、その研磨筋に
引っかかって溶着しやすくなる。実用上、硬質皮膜で被
覆されたすくい面の面粗度はRmax:3μm以下であれ
ば問題ないが、望ましくは2μm以下である。一方、面
粗度の下限をRmax:0.2μmとしたのは、超硬工具
をダイヤ砥石で研磨するときの限界がRmax:0.2μ
m程度であるためである。
【0011】また、逃げ面側は硬質皮膜がないため、い
っそう面粗度を小さくし切り屑が引っかかって溶着する
のを防止する必要があり、実用上はRmax:2.5μm
以下、望ましくは1.5μm以下とする。一方、下限は
前記と同じ理由によりRmax:0.2μmとする。な
お、すくい面、逃げ面ともに面粗度が小さい方が切り屑
の溶着が少なく、切刃の摩耗状況が安定する。その結
果、異常摩耗が減少し、摩耗も相対的に減少する。加え
て、両面(すくい面側と逃げ面側)皮膜後に逃げ面を研
磨して、切刃の丸みを10μm以下、望ましくは8μm
以下にすると、切れ味を増加させるのにさらに大きな効
果がある(刃先の丸みが大きいと、切削抵抗が大きくな
り切れ味が低下する)。
っそう面粗度を小さくし切り屑が引っかかって溶着する
のを防止する必要があり、実用上はRmax:2.5μm
以下、望ましくは1.5μm以下とする。一方、下限は
前記と同じ理由によりRmax:0.2μmとする。な
お、すくい面、逃げ面ともに面粗度が小さい方が切り屑
の溶着が少なく、切刃の摩耗状況が安定する。その結
果、異常摩耗が減少し、摩耗も相対的に減少する。加え
て、両面(すくい面側と逃げ面側)皮膜後に逃げ面を研
磨して、切刃の丸みを10μm以下、望ましくは8μm
以下にすると、切れ味を増加させるのにさらに大きな効
果がある(刃先の丸みが大きいと、切削抵抗が大きくな
り切れ味が低下する)。
【0012】
【実施例】本発明に係る面削用フライス刃を製造し、こ
れを面削試験に供した。フライス刃は、台金をクロモリ
系鋼とし、フライス刃の部分はタングステンカーバイド
の超硬チップ刃を銀ろうにて台金にろう付けし、その超
硬チップ刃に表1に示すTiN、(Ti、Al)N、T
iCN、(Ti、Al)CN膜を、それぞれPVD又は
CVD法により蒸着形成した後、逃げ面のみを研磨する
ことによりすくい面のみに被覆膜を形成した。
れを面削試験に供した。フライス刃は、台金をクロモリ
系鋼とし、フライス刃の部分はタングステンカーバイド
の超硬チップ刃を銀ろうにて台金にろう付けし、その超
硬チップ刃に表1に示すTiN、(Ti、Al)N、T
iCN、(Ti、Al)CN膜を、それぞれPVD又は
CVD法により蒸着形成した後、逃げ面のみを研磨する
ことによりすくい面のみに被覆膜を形成した。
【0013】
【表1】
【0014】面削試験は表2に示す条件で行った。被削
材のC19400熱延材(Cu−2.3wt%Fe−
0.03wt%P−0.5wt%Zn)は、熱間圧延終
了後の材料表面に、20〜100μm厚の酸化膜が形成
され、その酸化層中にFeの酸化物が大量に存在する
(母層中のFeが選択的に酸化されたもの)。このよう
にFe酸化物を多く含有する銅合金を通常の超硬チップ
で構成されたフライスで切削すると切り刃に切り屑が溶
着しやすく、焼き付きが生じやすい。従って、面削用フ
ライス刃の試験のための被削材としては本合金は好適で
あると考えられる。
材のC19400熱延材(Cu−2.3wt%Fe−
0.03wt%P−0.5wt%Zn)は、熱間圧延終
了後の材料表面に、20〜100μm厚の酸化膜が形成
され、その酸化層中にFeの酸化物が大量に存在する
(母層中のFeが選択的に酸化されたもの)。このよう
にFe酸化物を多く含有する銅合金を通常の超硬チップ
で構成されたフライスで切削すると切り刃に切り屑が溶
着しやすく、焼き付きが生じやすい。従って、面削用フ
ライス刃の試験のための被削材としては本合金は好適で
あると考えられる。
【0015】
【表2】
【0016】表1の各フライス刃で熱延材80枚(長さ
4000m)の両面を面削し、被削材表面の焼き付き数
を数えた。また、切削後のフライス刃の表面を走査電子
顕微鏡(SEM)で観察し、表面の焼き付き及び被覆膜
の剥離状況を調査した。これらの結果を表3に示す。
4000m)の両面を面削し、被削材表面の焼き付き数
を数えた。また、切削後のフライス刃の表面を走査電子
顕微鏡(SEM)で観察し、表面の焼き付き及び被覆膜
の剥離状況を調査した。これらの結果を表3に示す。
【0017】
【表3】
【0018】表3に示すように、本発明の要件を満たす
No.1〜4のフライス刃で面削を行うと、面削後も刃
先の寿命が長く(焼き付きが少なくかつ皮膜剥離がない
ため)、かつ被切削材表面の焼き付きが少ない。一方、
硬質皮膜厚さが1μmに満たないNo.5は皮膜剥離が
発生し、すくい面の硬質皮膜の表面粗度Rmaxが3μm
を越えるNo.6とともに焼き付きが多く発生してい
る。さらに、逃げ面粗度Rmaxが2.5μmを越えるN
o.7は摩耗と焼き付きが多く発生し、刃先の丸みが大
きいNo.8と被覆なしのNo.9は切れ味が不良で焼
き付きが多く発生している。
No.1〜4のフライス刃で面削を行うと、面削後も刃
先の寿命が長く(焼き付きが少なくかつ皮膜剥離がない
ため)、かつ被切削材表面の焼き付きが少ない。一方、
硬質皮膜厚さが1μmに満たないNo.5は皮膜剥離が
発生し、すくい面の硬質皮膜の表面粗度Rmaxが3μm
を越えるNo.6とともに焼き付きが多く発生してい
る。さらに、逃げ面粗度Rmaxが2.5μmを越えるN
o.7は摩耗と焼き付きが多く発生し、刃先の丸みが大
きいNo.8と被覆なしのNo.9は切れ味が不良で焼
き付きが多く発生している。
【0019】なお、TiN等を被覆したフライス刃で切
削した場合(例えばNo.1)と被覆なしのフライス刃
で切削した場合(No.9)の切り屑の形状を比較する
と、TiNを被覆した方が切り屑の曲率が大きく丸まっ
た形状となっており、刃先に溶着し難いことが分かる。
削した場合(例えばNo.1)と被覆なしのフライス刃
で切削した場合(No.9)の切り屑の形状を比較する
と、TiNを被覆した方が切り屑の曲率が大きく丸まっ
た形状となっており、刃先に溶着し難いことが分かる。
【0020】
【発明の効果】本発明の面削用フライス刃を用いて銅又
は銅合金の面削を行うと、切削油剤の煩雑な調整等を必
要とせず、被削面のむしれ(焼き付き)、フライス刃へ
の切り屑の溶着が発生しないので、生産性及び被切削材
表面の品質を阻害することなく、銅及び銅合金の安定し
た面削を行うことができる。
は銅合金の面削を行うと、切削油剤の煩雑な調整等を必
要とせず、被削面のむしれ(焼き付き)、フライス刃へ
の切り屑の溶着が発生しないので、生産性及び被切削材
表面の品質を阻害することなく、銅及び銅合金の安定し
た面削を行うことができる。
【図1】本発明に係る銅及び銅合金面削用フライス刃の
要部概略説明図である。
要部概略説明図である。
【図2】そのフライス刃を用いて銅及び銅合金を面削し
ている状況の説明図である
ている状況の説明図である
1 フライスの台金 2 超硬チップ 3 硬質被覆 4 被切削材 5 切り屑
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 勝彦 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 山田 保之 兵庫県明石市魚住町金ケ崎西大池179番地 1 神鋼コベルコツール株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 面削用フライスの超硬チップ刃のすくい
面のみに、TiN、TiC、TiCN、(Al,Ti)
N、(Al,Ti)CNのうちから選ばれた単層の硬質
皮膜、又はこれらの2種以上からなる2層以上の硬質皮
膜を被覆したことを特徴とする銅及び銅合金の面削用フ
ライス刃。 - 【請求項2】 上記硬質被覆の膜厚が1〜10μmであ
り、この硬質皮膜を被覆したすくい面の面粗度がRma
x:0.2〜3μmで、被覆されていない逃げ面の面粗
度がRmax:0.2〜2.5μmであり、かつ、すくい
面と逃げ面との稜線に形成される切刃の丸みが10μm
以下であることを特徴とする請求項1に記載された銅及
び銅合金の面削用フライス刃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31303196A JPH10138034A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 銅及び銅合金の面削用フライス刃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31303196A JPH10138034A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 銅及び銅合金の面削用フライス刃 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003004859A Division JP2004001171A (ja) | 2003-01-10 | 2003-01-10 | 銅及び銅合金の面削用フライス刃及び面削方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10138034A true JPH10138034A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=18036388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31303196A Pending JPH10138034A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 銅及び銅合金の面削用フライス刃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10138034A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002004156A1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-01-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated cutting tool |
| JP2009281995A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Muto Kagaku Kk | ミクロトーム替刃及びその製造方法 |
| US9850590B2 (en) * | 2012-09-26 | 2017-12-26 | Kobe Steel, Ltd. | Anodized aluminum film |
| JP2019077080A (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-23 | 兼房株式会社 | チップソー |
-
1996
- 1996-11-07 JP JP31303196A patent/JPH10138034A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002004156A1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-01-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated cutting tool |
| US7090914B2 (en) | 2000-07-12 | 2006-08-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated cutting tool |
| JP2009281995A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Muto Kagaku Kk | ミクロトーム替刃及びその製造方法 |
| US9850590B2 (en) * | 2012-09-26 | 2017-12-26 | Kobe Steel, Ltd. | Anodized aluminum film |
| JP2019077080A (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-23 | 兼房株式会社 | チップソー |
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