专利名称：平板状刀具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于切断层叠的纸的裁纸机、切断或切削木材或塑料等的加工机械的 平板状刀具，特别涉及由高速工具钢形成具有刃口的刀刃部件的平板状刀具。
背景技术：
对于这种平板状刀具，为了提高切削性能，在刀尖部分需要使用如高硬度的高速 工具钢这样的富含钨、钼等稀有金属的高价钢材，但用高价的高速工具钢形成刀具整体在 制造费用上非常高。另外，近年随着这些稀有金属的资源的减少，价格显著高涨，这种平板 状刀具进一步变得价格高昂。与之相对，如日本专利公开公报、特开2005-313 号所示， 公开有使刀主体部(基体部件)和刀尖部分(刀刃部件)叠合并接合而构成刀具，由廉 价的钢材形成刀主体部，由高价的工具钢等形成刀尖部分。如日本专利公开公报、特开平 2-104432号所示，这种刀具通过在廉价的钢材制的基体部件上接合高价的钢材制的刀刃部 件，在两者叠合的端部从基体部件侧实施研磨加工而形成倾斜面(刀棱)，由此在刀尖部分 的顶端侧设置刃口。
另外，考虑到作为切割纸用的刀刃部件的刚性，刀刃部件需要为规定厚度以上形 成的材料。即，当刀刃部件的厚度过薄时，其刚性降低，在使用刀具时产生弯曲，由此，切割 的加工精度降低。例如，在现有的高速工具钢制的切割刀中，需要约3 5mm厚度的高速工 具钢的刀刃部件。因此，即使如上述地将刀具分为刀刃部件和基体部件，也因为富含稀有金 属的刀刃部件自身高价，所以不能充分降低刀具的成本。另外，虽然高速工具钢制的刀刃部 件通过淬火变为高硬度，成为耐磨耗性优异的部件，但在研磨刀刃部件的倾斜面而形成刃 口时，存在由于高硬度而研磨性变差，研磨作业变困难的问题。发明内容
本发明致力于解决上述问题，其目的在于提供一种平板状刀具，既维持刀刃部件 的刚性又抑制高价材料的使用而降低了成本，同时研磨性良好。
为了实现上述目地，本发明的构成上的特征为，一种平板状刀具，具有刀刃部件， 所述刀刃部件通过在将表层、中间层和下层轧制为层状的轧制钢板的表层加工形成刃口而 构成，表层为高硬度的高速工具钢，中间层为比高速工具钢淬火硬化性低的合金钢，下层为 基本没有淬火硬化性的钢材。
表层由高速工具钢构成，其厚度优选在0. Imm以上。当比0. Imm薄时，在完成平 板状刀具时，难以控制表层的厚度，对刀具的刚性、耐磨损性等切削性能的影响显著。即使 比0. Imm厚切削性能也没有变化，且越厚原材料成本就越高。中间层为比高速工具钢淬火 硬化性低、但在高速工具钢的淬火回火的条件下得到HRC58 (洛氏硬度的C级)以上更优选 HRC60以上的合金钢，采用例如工具钢、轴承钢、耐冲击钢等。当与表层连接的中间层的硬度 过低时，刚性降低，不能充分支承作用于表层的切割时或切削时的力，刀具容易变形。另外， 合金钢在国际标准 ISO 规定下包含 Al、B、Co、Cr、Cu、La、Mo、Nb、Ni、Hk Se、Te、Ti、V、W、Zr中的一种以上元素且其含量在规定的下限量以上，这其中虽然也包含高速工具钢，但形成 本发明的中间层的合金钢为淬火硬化性低的材料，不包含淬火硬化性高的高速工具钢。
中间层的厚度优选为2. 5mm 3. 5mm。中间层为支持在切割纸等时因作用于刃口 的切割的反力而刃尖部分要弯曲的层，当比2. 5mm薄时，支承刃口的强度不够，因此需要增 厚表层的厚度，另外，即使比3. 5mm厚刀刃部件反而变得过厚。另外，中间层虽然可以不如 表层那样，但需要具有一定程度的淬火硬化性。当中间层在热处理时几乎不硬化时，需要使 表层的厚度为以前程度，因此，需要具有工具钢、轴承钢、耐冲击工具钢等程度的淬火硬化 性。
下层为合金钢以外的基本没有淬火硬化性的其它钢，特别是通过使下层为低碳钢 而具有可以抑制热处理后的刀刃部件的翘曲的效果，也容易矫正翘曲等变形。例如，当省 去低碳钢而设为高速工具钢和合金钢两层时，其结果为热处理后的刀刃部件的翘曲成为不 能矫正的非常大的翘曲，不能作为刀刃部件使用。下层的厚度优选为0.5 1.0mm。当比 0. 5mm薄时，难以得到抑制热处理后的刀刃部件的翘曲的效果，另外，即使厚于1.0mm刀刃 部件反而变得过厚。上述各层的厚度为相对切割纸用刀具而言的。对于刨刀，由于相比切 割纸用刀具刨刀的尺寸变小，所以刨刀的各层的厚度比上述厚度相对变小。
在如上述构成的本发明中，刀刃部件由多层钢板形成，由于只有表层的钢板为高 价的高速工具钢，所以既维持刀具的刚性，又抑制高速工具钢这样的高价材料的使用，平板 状刀具的制造成本大幅降低，同时实现了稀有金属资源的有效利用。另外，在本发明中，由 于刀刃部件的热处理，在热处理后存在刀刃部件的一些翘曲，但因为下层没有硬化，所以通 过冲压等可以容易地修正翘曲，最后残存的微细的变形通过来除去对下层及表层中的至少 一层实施最小限的研磨而除去，从而进行抑制。另外，在本发明中，在用于形成刃口的倾斜 面的研磨时，高硬度的高速工具钢的厚度相对变薄，所以提高了研磨加工的操作性。
另外，在本发明中，中间层也可以为层积了多层钢板的层，至少与表层相接的层由 合金钢形成。作为中间层的构成，为合金钢之间或合金钢和低碳钢的组合。这样，即使层积 多层形成中间层、与表层相接的层由合金钢构成，也能够实现作为中间层的功能。
另外，在本发明中，优选在通过对刀刃部件进行淬火回火的热处理而使表层硬化 为适合刀具的硬度后，进行在表层的刃口的加工成形。由此，可以在硬化为适合刀具的硬度 的表层进行刃口的加工，可以形成高精度的稳定的刃口。
另外，在本发明中，优选在通过对刀刃部件进行淬火回火的热处理而使表层硬化 为适合刀具的硬度后，进而在使用钎料或粘合剂将该刀刃部件的至少下层侧接合于另外的 基体部件后，进行在表层的刃口的加工成形。由此，可以以硬化为适合刀具硬度的刀刃部件 接合于基体部件的状态在表层进行刃口加工，而且可以高精度稳定地形成刃口。
图1是表示本发明一实施例的平板状刀具的正面图2是表示该平板状刀具的侧面图3是表示构成该平板状刀具的刀刃部件的正面图4是表示该刀刃部件的侧面图5是表示构成该平板状刀具的基体部件的正面图6是表示该基体部件的侧面图7是表示将刀刃部件固定在基体部件上的状态的侧面图8是表示其它实施例的刨床用刨刀的正面图9是表示该刨床用刨刀的侧面图。
具体实施方式
下面，结合
本发明的一实施例。图1、图2是通过正面图和侧面图表示实 施例的作为切断层叠的纸的装订用等的切割刀使用的平板状刀具的图。图3、图4是通过正 面图及侧面图表示刀刃部件的图，图5、图6是通过正面图及侧面图表示基体部件的图。平 板状刀具10是通过钎料或粘合剂将轧制钢板的刀刃部件11固定在普通钢制的厚板即基体 部件15的安装凹部16上，并在刀刃部件11的表层12侧形成了刃口 Ila的部件。
刀刃部件11是通过将高硬度的高速工具钢的表层12、比高速工具钢淬火硬化性 低的合金钢的中间层13、基本没有淬火硬化性的低碳钢的下层14接合而形成的长条长方 形状的薄轧制钢板。例如，表层12的厚度为4mm，中间层13的厚度为12mm，下层14的厚度 为10mm，则刀刃部件11的厚度为^mm。刀刃部件11通过使形成表层12、中间层13、下层 14的钢材叠合而在高温加热状态下进行压焊的锻接法而形成，由此，形成在各层间连续连 接的接合。该刀刃部件11根据需要进行正火、退火，进行解除应力后，进而进行淬火回火处 理，将表层12硬化为适合刀具的硬度。锻接后的刀刃部件11的厚度为6mm。在刀刃部件 11的热处理中产生的细微的变形可通过冲压等容易地修正翘曲，最后残存的微细的变形通 过以最小限度的研磨对下层14及表层12中的至少一层进行除去来进行抑制。精加工的厚 度为5mmο
如图5、图6所示，基体部件15为普通钢制的长方形长条的厚板，在正面的长度方 向的一缘部侧(图5中上缘部侧)具有与沿长度方向在两端间延伸且在厚度方向上切下一 半程度的上述刀刃部件11大致相同的形状的安装凹部16。如图7所示，进行热处理除去了 翘曲的刀刃部件11通过将其下层14用钎料或粘合剂固定在基体部件15的安装凹部16上 而固定于基体部件15上。之后，在安装了基体部件15的刀刃部件11侧从背面(图7的右 侧面)实施研磨处理，在表层12侧以使顶端角度成为大致20°的方式形成倾斜面，得到在 表层12设置了刃口 Ila的平板状刀具10。
在上述构成的实施例中，通过使3层钢板接合而形成刀刃部件11，且只使表层12 为高价的高速工具钢制，由此，既维持了刀刃部件11的刚性，又抑制了高价的高速工具钢 的使用。其结果为，平板状刀具10的整体的制造成本大幅度降低，并且实现了稀有金属资 源的有效活用。进而，在本实施例中，在用于形成刃口 Ila的倾斜面的研磨时，高硬度的表 层12的厚度相对变薄，因此，提高了研磨的操作性。另外，由于刀刃部件11的热处理，从而 在热处理后的刀刃部件11存在一些翘曲，但由于下层14没有硬化，所以可以通过冲压等容 易地修正翘曲，最后残存的微细的变形可以通过以最小限度的研磨来对下层14及表层12 中的至少一层进行除去，从而进行抑制。
另外，在上述实施例中，平板状刀具10为将刀刃部件11固定在基体部件15上的 刀具，作为厚刀具即切割刀、薄板切割机刀而使用，然而如图8、图9所示，在厚度薄的刀具 例如JIS B 4710的B型刨刀这样的刀具的情况下，不使用基体部件，而将和上述刀刃部件11相同的构造的刀刃部件自身作为刨刀20使用。另夕卜，在上述实施例中，中间层13由合金 工具钢的一层形成，但也可以为层叠多层的中间层，该情况下，表层12侧的层为合金钢。进 而，也可以在刀刃部件形成涂层被膜，提高耐磨损性和耐腐蚀性。另外，上述实施例所示的 平板状刀具构造为一例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以实施各种变更。
工业实用性
本发明中，由多层钢板形成刀刃部件，通过仅使表层为高价的高速工具钢，从而既 维持刀刃部件的刚性，还抑制了如高速工具钢这样的高价材料的使用，平板状刀具的整体 成本大幅度降低，进而，在用于形成刃口的倾斜面的研磨时，高硬度的高速工具钢的厚度相 对变薄，因此提高研磨的操作性，故而具有实用性。
权利要求
1.一种平板状刀具，具有刀刃部件，所述刀刃部件通过在将表层、中间层和下层轧制为 层状的轧制钢板的该表层加工形成刃口而构成，其特征在于，所述表层为高硬度的高速工 具钢，所述中间层为比高速工具钢淬火硬化性低的合金钢，所述下层为基本没有淬火硬化 性的钢材。
2.如权利要求1所述的平板状刀具，其特征在于，所述中间层为层积了多层钢板的层， 且至少与所述表层相接的层由所述合金钢形成。
3.如权利要求1或2所述的平板状刀具，其特征在于，在通过对所述刀刃部件进行淬 火回火的热处理而使所述表层硬化为适合刀具的硬度后，进行在所述表层的刃口的加工成形。
4.如权利要求1或2所述的平板状刀具，其特征在于，在通过对所述刀刃部件进行淬火 回火的热处理而使所述表层硬化为适合刀具的硬度后，进而在使用钎料或粘合剂将该刀刃 部件的至少所述下层侧接合于另外的基体部件后，进行在所述表层的刃口的加工成形。
全文摘要
本发明涉及一种平板状刀具(10)，通过钎料或粘结剂在基体部件(15)的安装凹部(16)上固定刀刃部件(11)，并在刀刃部件(11)的表层(12)侧形成刃口(11a)。刀刃部件(11)通过利用锻接使高硬度的高速工具钢的表层(12)、比高速工具钢淬火硬化性低的合金钢的中间层(13)、基本没有淬火硬化性的低碳钢的下层(14)接合而形成。刀刃部件(11)进行淬火回火处理，将表层(12)硬化为适合刀具的硬度并固定于基体部件(15)的安装凹部(16)上。
文档编号B26D1/00GK102036794SQ200980117920
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月26日 优先权日2008年5月27日
发明者宫崎敏正, 渡边久恭, 石田信之 申请人:兼房株式会社