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JP7765275B2 - Cutting blade, glass fiber cutting device, glass fiber manufacturing method, and cutting blade manufacturing method - Google Patents
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JP7765275B2 - Cutting blade, glass fiber cutting device, glass fiber manufacturing method, and cutting blade manufacturing method - Google Patents

Cutting blade, glass fiber cutting device, glass fiber manufacturing method, and cutting blade manufacturing method

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JP7765275B2 JP2021206954A JP2021206954A JP7765275B2 JP 7765275 B2 JP7765275 B2 JP 7765275B2 JP 2021206954 A JP2021206954 A JP 2021206954A JP 2021206954 A JP2021206954 A JP 2021206954A JP 7765275 B2 JP7765275 B2 JP 7765275B2
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Description

本発明は、ガラス繊維を所定長さに切断する技術に関する。 The present invention relates to a technology for cutting glass fibers to a predetermined length.

ガラス繊維の切断装置は、複数の切断刃を備えた切断ロールと、これに対向させたゴム製のコンタクトロールとを備える。切断ロールとコンタクトロールの間に長尺なガラス繊維を連続的に供給することで、切断されたガラス繊維(チョップドストランド)が製造される。切断されたガラス繊維は、強化材などとして、自動車、電気・電子機器、住宅設備機器などの幅広い分野で使用される。 A glass fiber cutting device is equipped with a cutting roll equipped with multiple cutting blades and a rubber contact roll placed opposite it. By continuously supplying long glass fibers between the cutting roll and the contact roll, chopped glass fibers (chopped strands) are produced. The chopped glass fibers are used as reinforcing materials in a wide range of fields, including automobiles, electrical and electronic devices, and housing equipment.

例えば特許文献1には、上記の切断刃として、超硬合金からなる刃部と、炭素工具鋼からなる基体部と、刃部と基体部とを接合する接合部(合金層)とを備えたものが開示されている。接合部は、ニッケル合金又はコバルト合金からなる。 For example, Patent Document 1 discloses a cutting blade as described above that includes a cutting portion made of cemented carbide, a base portion made of carbon tool steel, and a joint (alloy layer) that joins the cutting portion and the base portion. The joint is made of a nickel alloy or cobalt alloy.

このような切断刃は、刃部が超硬合金で形成されているため耐摩耗性に優れ、基体部が炭素工具鋼で形成されているため耐衝撃性に優れる。また、ニッケル又はコバルトが炭素工具鋼及び超硬合金に溶け込んで一体化されているため、刃部及び基体部の接合強度も高くなる。これにより、切断刃の長期使用が可能となると共に、切断刃に過大な衝撃荷重が加わっても折損しにくくなるという利点がある。 Such cutting blades have excellent wear resistance because the cutting portion is made of cemented carbide, and excellent impact resistance because the base portion is made of carbon tool steel. Furthermore, because nickel or cobalt is melted into the carbon tool steel and cemented carbide to form an integrated structure, the bonding strength between the cutting portion and the base portion is also high. This allows for long-term use of the cutting blade, and has the advantage of making it less likely to break even if an excessive impact load is applied to the cutting blade.

特開2008-100348号公報JP 2008-100348 A

この種の切断刃は、刃部と基体部との間にニッケル又はコバルトからなる接合材を配置した状態で、接合材をレーザの照射により加熱し、刃部と基体部とを接合することにより製造される。 This type of cutting blade is manufactured by placing a bonding material made of nickel or cobalt between the blade and base, then heating the bonding material with a laser to bond the blade and base.

しかしながら、使用するレーザの種類(例えばCOレーザなど)によっては、刃部及び基体部の接合部に与えられる熱量が過剰となり、その結果、このような切断刃を長時間使用すると、接合部にクラックが生じるという問題がある。このようなクラックは、切断刃の折損の原因となり得る。 However, depending on the type of laser used (e.g., CO2 laser), excessive heat may be applied to the joint between the blade and the base, resulting in the problem of cracks occurring at the joint when such cutting blades are used for extended periods of time. Such cracks may cause the cutting blade to break.

本発明は、切断刃の接合部にクラックが生じるのを確実に抑制することを課題とする。 The objective of this invention is to reliably prevent cracks from occurring at the joints of the cutting blades.

(1) 上記の課題を解決するために創案された本発明は、超硬合金を含む刃部と、炭素工具鋼を含む基体部と、刃部及び基体部を接合し、ニッケル又はコバルトを含む接合部とを備える切断刃であって、接合部は、デンドライト層を有し、切断刃の長手方向に対する接合部の任意の直交断面において、円相当径50μm以上のボイドが、1mm当たり2個以下であることを特徴とする。ここで、「接合部の直交断面」は、接合部及び刃部の界面部と、接合部及び基体部の界面部とを含むものとする。「円相当径」とは、ボイドの面積に等しい面積を有する円の直径を意味する。「任意の直交断面」とは、切断刃の長手方向に対してランダムに選択された1か所の直交断面を意味する。 (1) The present invention, which was invented to solve the above problems, provides a cutting blade comprising a cutting portion containing cemented carbide, a base portion containing carbon tool steel, and a joint portion bonding the cutting portion and the base portion and containing nickel or cobalt, wherein the joint portion has a dendritic layer, and in any orthogonal cross section of the joint portion relative to the longitudinal direction of the cutting blade, there are no more than two voids with a circle-equivalent diameter of 50 μm or more per mm2 . Here, the "orthogonal cross section of the joint portion" includes the interface between the joint portion and the cutting portion and the interface between the joint portion and the base portion. The "circle-equivalent diameter" refers to the diameter of a circle having an area equal to the area of the void. The "any orthogonal cross section" refers to a single orthogonal cross section randomly selected relative to the longitudinal direction of the cutting blade.

このようにすれば、デンドライト層によるアンカー効果により、刃部及び基体部の接合強度が上がる。また、接合部に含まれる大きなボイド(空洞欠陥)の個数も少ない。したがって、ボイドを起点として接合部にクラックが生じるのを確実に抑制できる。 In this way, the anchoring effect of the dendrite layer increases the bond strength between the cutting edge and the base. It also reduces the number of large voids (cavity defects) in the bonded area. This effectively prevents cracks from forming in the bonded area due to voids.

(2) 上記の(1)の構成において、デンドライト層が、切断刃の厚み方向の全域にわたって形成されることが好ましい。 (2) In the configuration of (1) above, it is preferable that the dendrite layer is formed over the entire thickness of the cutting blade.

このようにすれば、刃部及び基体部の接合強度がより向上する。 This will further improve the bond strength between the blade and base.

(3) 上記の(1)又は(2)の構成において、接合部の直交断面において、デンドライト層に含まれるボイドが、10個以下であることが好ましい。 (3) In the configuration of (1) or (2) above, it is preferable that the number of voids contained in the dendrite layer in an orthogonal cross section of the joint is 10 or less.

このようにすれば、デンドライト層による接合強度の向上をより確実に図ることができる。 This will ensure that the dendrite layer will more reliably improve the bonding strength.

(4) 上記の(1)~(3)のいずれかの構成において、接合部の直交断面において、円相当径20μm以上のボイドが、1mm当たり4個以下であることが好ましい。 (4) In any of the above configurations (1) to (3), it is preferable that the number of voids having a circle-equivalent diameter of 20 μm or more is four or less per 1 mm 2 in the orthogonal cross section of the joint.

このようにすれば、接合部に含まれる小さいボイドの個数も少なくなるため、ボイドを起点とするクラックがより生じにくくなる。 This reduces the number of small voids in the joint, making it less likely that cracks will occur starting from voids.

(5) 上記の(1)~(4)のいずれかの構成において、接合部の直交断面における接合部と刃部との界面部において、円相当径10μm以上のボイドの個数が、0.1mm当たり3個以下であることが好ましい。 (5) In any of the above configurations (1) to (4), it is preferable that the number of voids having a circle equivalent diameter of 10 μm or more at the interface between the joint and the cutting edge in the orthogonal cross section of the joint is 3 or less per 0.1 mm2 .

一般的に、接合部及び刃部の界面部においてクラックが特に生じやすいが、上記のような構成とすれば、接合部及び刃部の界面部における非常に小さいボイドの個数も少なくなるため、接合部及び刃部の界面部におけるクラックも生じにくくなる。 Generally, cracks are particularly likely to occur at the interface between the joint and the blade portion, but with the above-described configuration, the number of very small voids at the interface between the joint and the blade portion is reduced, making cracks less likely to occur at the interface between the joint and the blade portion.

(6) 上記の(1)~(5)のいずれかの構成において、切断刃の長手方向の一端部における接合部の直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドの個数が、切断刃の長手方向の他端部における接合部の直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドの個数よりも多く、切断刃の長手方向の一端部における接合部に含まれるデンドライト層の層厚が、切断刃の長手方向の他端部における接合部に含まれるデンドライト層の層厚よりも大きくてもよい。 (6) In any of the configurations (1) to (5) above, the number of voids with a circle-equivalent diameter of 50 μm or more contained in an orthogonal cross section of the joint at one longitudinal end of the cutting blade may be greater than the number of voids with a circle-equivalent diameter of 50 μm or more contained in an orthogonal cross section of the joint at the other longitudinal end of the cutting blade, and the thickness of the dendrite layer contained in the joint at one longitudinal end of the cutting blade may be greater than the thickness of the dendrite layer contained in the joint at the other longitudinal end of the cutting blade.

例えば後述する(10)の構成のように、接合工程で、接合材の一端部におけるファイバーレーザの走査速度を、接合材の他端部におけるファイバーレーザの走査速度よりも遅くすると、接合材の一端部に供給される熱量が相対的に大きくなる。そのため、製造された切断刃において、接合部の一端部の直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドの個数が、接合部の他端部の直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドの個数よりも多くなる場合がある。この場合、接合部の一端部において、接合部の他端部よりもボイドを起点とするクラックが生じやすくなることが懸念される。しかしながら、上記の構成では、接合部の一端部に含まれるデンドライト層の層厚が、接合部の他端部に含まれるデンドライト層の層厚よりも大きくなるため、接合部の一端部における接合強度が相対的に高くなる。したがって、接合部にクラックが生じにくい状態が維持される。 For example, as in the configuration (10) described below, if the scanning speed of the fiber laser at one end of the joining material is slower than the scanning speed of the fiber laser at the other end of the joining material during the joining process, the amount of heat supplied to the one end of the joining material will be relatively greater. As a result, in the manufactured cutting blade, the number of voids with a circular equivalent diameter of 50 μm or more contained in the orthogonal cross section of one end of the joint may be greater than the number of voids with a circular equivalent diameter of 50 μm or more contained in the orthogonal cross section of the other end of the joint. In this case, there is a concern that cracks originating from voids may be more likely to occur at one end of the joint than at the other end of the joint. However, with the above configuration, the thickness of the dendrite layer contained at one end of the joint is greater than the thickness of the dendrite layer contained at the other end of the joint, resulting in a relatively high joining strength at one end of the joint. This maintains a state in which cracks are less likely to occur at the joint.

(7) 上記の課題を解決するために創案された本発明は、ガラス繊維の切断装置であって、上記の(1)~(6)のいずれかの構成を有する切断刃を備え、切断刃によりガラス繊維を所定長さに切断することを特徴とする。 (7) The present invention, which was invented to solve the above problems, is a glass fiber cutting device that is equipped with a cutting blade having any of the configurations described above in (1) to (6), and is characterized in that the cutting blade cuts the glass fibers to a predetermined length.

このようにすれば、チョップドストランドを安定して製造できる。 This allows for consistent production of chopped strands.

(8) 上記の課題を解決するために創案された本発明は、ガラス繊維の製造方法であって、上記の(1)~(6)のいずれかの構成を有する切断刃によりガラス繊維を所定長さに切断する切断工程を備えることを特徴とする。 (8) The present invention, which was invented to solve the above problems, is a method for manufacturing glass fibers, characterized by including a cutting step in which glass fibers are cut to a predetermined length using a cutting blade having any of the configurations described above in (1) to (6).

このようにすれば、チョップドストランドを安定して製造できる。 This allows for consistent production of chopped strands.

(9) 上記の課題を解決するために創案された本発明は、超硬合金を含む刃部と炭素工具鋼を含む基体部との間に、ニッケル又はコバルトを含む接合材を配置する接合準備工程と、接合準備工程の後に、接合材をファイバーレーザの照射により加熱し、刃部と基体部とを接合する接合工程とを備えることを特徴とする。 (9) The present invention, which was invented to solve the above problems, is characterized by comprising a joining preparation step in which a joining material containing nickel or cobalt is placed between a cutting portion containing cemented carbide and a base portion containing carbon tool steel, and a joining step in which, after the joining preparation step, the joining material is heated by irradiating it with a fiber laser to join the cutting portion and the base portion.

このように接合工程においてファイバーレーザを用いれば、製造された切断刃の接合部において、デンドライト層が形成され、ボイドの個数も非常に少なくなる。したがって、接合部にボイドを起点とするクラックが生じにくい切断刃を提供できる。 By using a fiber laser in this joining process, a dendrite layer is formed at the joint of the manufactured cutting blade, and the number of voids is greatly reduced. This makes it possible to provide a cutting blade that is less susceptible to cracks originating from voids at the joint.

(10) 上記の(9)の構成において、接合工程では、切断刃の長手方向に沿って接合材の一端部側から他端部側に向かってファイバーレーザを走査すると共に、接合材の一端部におけるファイバーレーザの走査速度を、接合材の他端部を含むその他の部分におけるファイバーレーザの走査速度よりも遅くすることが好ましい。 (10) In the configuration of (9) above, in the joining process, it is preferable that the fiber laser be scanned from one end side to the other end side of the material to be joined along the longitudinal direction of the cutting blade, and that the scanning speed of the fiber laser at one end of the material to be joined be slower than the scanning speed of the fiber laser at other portions of the material to be joined, including the other end.

このように接合材の一端部におけるファイバーレーザの走査速度を相対的に遅くすれば、接合材の一端部においてファイバーレーザから供給される熱量が相対的に大きくなる。この熱量によって、接合材の一端部を溶融すると同時に、接合材の他端部を含むその他の部分を予熱できる。したがって、接合材の他端部を含むその他の部分におけるファイバーレーザの走査速度を相対的に速くしても、接合材を十分に溶融できる。したがって、接合工程に要する時間を短くしつつ、刃部及び基体部を強固に接合できる。 By relatively slowing the scanning speed of the fiber laser at one end of the joining material in this way, the amount of heat supplied from the fiber laser to one end of the joining material becomes relatively large. This amount of heat melts one end of the joining material while simultaneously preheating the other portion of the joining material, including the other end. Therefore, even if the scanning speed of the fiber laser at the other portion of the joining material, including the other end, is relatively fast, the joining material can be sufficiently melted. This allows the blade portion and base portion to be firmly joined while shortening the time required for the joining process.

本発明によれば、切断刃の接合部にクラックが生じるのを確実に抑制できる。 This invention reliably prevents cracks from occurring at the joints of the cutting blades.

本発明の実施形態に係るガラス繊維の切断装置を示す側面図である。1 is a side view showing a glass fiber cutting device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る切断刃の正面図である。FIG. 2 is a front view of a cutting blade according to an embodiment of the present invention. 図2のA-A断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 切断刃の長手方向に対する接合部の直交断面の電子顕微鏡画像の一例である。1 is an example of an electron microscope image of a cross section of a joint taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction of a cutting blade. 切断刃の長手方向に対する接合部の直交断面の電子顕微鏡画像の一例である。1 is an example of an electron microscope image of a cross section of a joint taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction of a cutting blade. 切断刃の長手方向に沿った接合部の断面を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a cross section of a joint portion along the longitudinal direction of a cutting blade. 本発明の実施形態に係る切断刃の製造方法を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a cutting blade according to an embodiment of the present invention. 切断刃の製造方法に含まれる接合準備工程を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing a joining preparation step included in the manufacturing method of the cutting blade. FIG. 切断刃の製造方法に含まれる接合工程を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a joining step included in the manufacturing method of the cutting blade. FIG. 切断刃の製造方法に含まれる接合工程を示す正面図である。FIG. 10 is a front view showing a joining step included in the manufacturing method of the cutting blade.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、図中のX・Y・Zは、直交座標系である。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that X, Y, and Z in the drawings represent a Cartesian coordinate system.

図1に示すように、本実施形態に係るガラス繊維の切断装置1は、切断ロール2と、これに対向させたコンタクトロール3とを備える。 As shown in Figure 1, the glass fiber cutting device 1 according to this embodiment includes a cutting roll 2 and a contact roll 3 facing it.

切断ロール2は、外周面に複数の切断刃4を放射状に有する。本実施形態では、複数の切断刃4は、切断ロール2の外周面の周方向に等間隔で設けられる。 The cutting roll 2 has multiple cutting blades 4 arranged radially on its outer circumferential surface. In this embodiment, the multiple cutting blades 4 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the outer circumferential surface of the cutting roll 2.

コンタクトロール3は、外周面にゴム層5を有する。 The contact roll 3 has a rubber layer 5 on its outer surface.

本実施形態に係るガラス繊維の製造方法に含まれる切断工程では、切断ロール2及びコンタクトロール3を回転させながら、これらロール2,3の間に長尺なガラス繊維Gを連続的に供給することで、切断刃4により所定の長さ(例えば1.5~12mm)に切断されたガラス繊維(チョップドストランド)Sが製造される。切断されたガラス繊維Sは、例えば、繊維強化熱可塑性プラスチック(FRTP)やガラス繊維強化セメント(GRC)などに使用される。なお、ガラス繊維G,Sは、モノフィラメントであってもよいが、本実施形態では集束剤(サイジング剤)によりモノフィラメントを多数集束したものである。 In the cutting process included in the glass fiber manufacturing method according to this embodiment, long glass fibers G are continuously supplied between the cutting roll 2 and contact roll 3 while they are rotating, and glass fibers (chopped strands) S are produced that are cut to a predetermined length (e.g., 1.5 to 12 mm) by the cutting blade 4. The cut glass fibers S are used, for example, in fiber-reinforced thermoplastics (FRTP) and glass fiber-reinforced cement (GRC). Note that while the glass fibers G and S may be monofilaments, in this embodiment they are made by bundling a large number of monofilaments using a sizing agent.

図2及び図3に示すように、切断刃4は、刃部6と、基体部7と、刃部6の基端6b及び基体部7の先端7aを接合する接合部8とを備える。 As shown in Figures 2 and 3, the cutting blade 4 comprises a blade portion 6, a base portion 7, and a joint portion 8 that joins the base end 6b of the blade portion 6 and the tip end 7a of the base portion 7.

切断刃4の厚み(Z方向の寸法)は、0.3~4.5mmであることが好ましく、0.3~1.5mmであることがより好ましい。切断刃4の厚みが小さくなりすぎると、切断刃4の強度が低下し、切断刃4の厚みが大きいすぎると、ガラス繊維Gの切断長を短くすることが困難となるためである。 The thickness (dimension in the Z direction) of the cutting blade 4 is preferably 0.3 to 4.5 mm, and more preferably 0.3 to 1.5 mm. If the cutting blade 4 is too thin, the strength of the cutting blade 4 will decrease, and if the cutting blade 4 is too thick, it will be difficult to shorten the cutting length of the glass fiber G.

刃部6は、超硬合金から形成され、先端6aが先鋭な刃先とされる。超硬合金としては、金属元素炭化物の粉末と金属の粉末とを配合して焼結させた極めて硬い合金が使用可能である。超硬合金は、耐磨耗性に優れ、また磨耗しても研磨すれば再使用が可能であることが好ましい。具体的には、WC-Co系、WC-TaC-Co系、WC-TiC-Co系、WC-TiC-TaC-Co系の合金が使用でき、これらの合金の熱膨張係数は、25~200℃の温度域において48~62×10-7/℃である。 The blade portion 6 is formed from a cemented carbide alloy, and the tip 6a is a sharp cutting edge. As the cemented carbide alloy, an extremely hard alloy made by blending and sintering a powder of a metal element carbide and a powder of a metal can be used. The cemented carbide alloy preferably has excellent wear resistance and can be reused by polishing even if worn. Specifically, WC-Co-based, WC-TaC-Co-based, WC-TiC-Co-based, and WC-TiC-TaC-Co-based alloys can be used, and the thermal expansion coefficient of these alloys is 48 to 62 × 10 -7 /°C in the temperature range of 25 to 200°C.

刃部6は、例えば平均粒径が0.3~1.0μmで85~95質量%のタングステンカーバイド(WC)粉末と、5~15質量%のコバルト(Co)粉末とを配合して焼結させることによって所定の寸法形状(例えば刃部6の基端6bから先端6aまでの寸法を3~7mmにする)に成形することで得ることができる。 The cutting edge 6 can be obtained by blending and sintering 85-95% by mass of tungsten carbide (WC) powder with an average particle size of 0.3-1.0 μm and 5-15% by mass of cobalt (Co) powder, and then forming it into a predetermined shape and size (for example, a dimension of 3-7 mm from the base end 6b to the tip 6a of the cutting edge 6).

基体部7は、炭素工具鋼から形成される。炭素工具鋼は、炭素を含有する鉄に焼入れ焼戻しを施したものである。炭素工具鋼は、耐衝撃性に優れていることが好ましい。具体的には、SK-5、SK-2等が使用でき、これらの熱膨張係数は、25~200℃の温度域において100~120×10-7/℃である。 The base portion 7 is made of carbon tool steel. Carbon tool steel is made by quenching and tempering iron containing carbon. It is preferable that the carbon tool steel has excellent impact resistance. Specifically, SK-5, SK-2, etc. can be used, and their thermal expansion coefficients are 100 to 120 × 10 -7 /°C in the temperature range of 25 to 200°C.

基体部7は、例えば0.8~1.3質量%の炭素(C)を含有する鉄(Fe)に焼入れ焼戻しを施すことによって所定の寸法形状(例えば基体部7の基端7bから先端7aまでの寸法を12~20mmにする)に成形することで得ることができる。 The base portion 7 can be obtained by quenching and tempering iron (Fe) containing, for example, 0.8 to 1.3 mass% carbon (C) to form it into a predetermined shape and size (for example, a dimension of 12 to 20 mm from the base end 7b to the tip end 7a of the base portion 7).

刃部6のビッカース硬度は、基体部7のビッカース硬度の2.0~3.0倍であることが好ましい。基体部7のビッカース硬度に対する刃部6のビッカース硬度の比が小さくなりすぎると、ガラス繊維Gの切断時に切断刃4全体が過度に変形し(粘り)やすくなり、特にコンタクトロール3が損耗してきた場合には、ガラス繊維Gに対して刃部6が正確に当たらず、切断不良が発生しやすくなるためである。また、基体部7のビッカース硬度に対する刃部6のビッカース硬度の比が大きくなりすぎると、基体部7と刃部6の熱膨張係数差が大きくなり、安定して接合することが困難になるおそれがあるためである。 The Vickers hardness of the blade portion 6 is preferably 2.0 to 3.0 times that of the base portion 7. If the ratio of the Vickers hardness of the blade portion 6 to that of the base portion 7 becomes too small, the entire cutting blade 4 will be prone to excessive deformation (stickiness) when cutting the glass fiber G. In particular, if the contact roll 3 becomes worn, the blade portion 6 will not accurately contact the glass fiber G, making cutting defects more likely. Furthermore, if the ratio of the Vickers hardness of the blade portion 6 to that of the base portion 7 becomes too large, the difference in thermal expansion coefficients between the base portion 7 and the blade portion 6 will become too large, which may make it difficult to achieve a stable bond.

接合部8は、ニッケル合金層又はコバルト合金層から形成される。特にニッケル合金層は、超硬合金の熱膨張係数に近似した熱膨張係数(30~300℃の温度域において40~47×10-7/℃)を有するため、接合部8に残留応力が発生しにくく、接合部8の変形を抑制できるという利点がある。 The joint 8 is formed from a nickel alloy layer or a cobalt alloy layer. In particular, the nickel alloy layer has a thermal expansion coefficient (40 to 47 × 10 -7 /°C in the temperature range of 30 to 300°C) that is close to that of cemented carbide, and therefore has the advantage that residual stress is less likely to occur in the joint 8 and deformation of the joint 8 can be suppressed.

図4に示すように、切断刃4の長手方向Xに対する接合部8の直交断面(以下、単に「接合部8の直交断面」という)において、接合部8は、デンドライト層9を有する。接合部8の直交断面は、図2のA-A断面のようにY方向に沿った断面である。デンドライト層9は、デンドライト(樹枝状結晶)Dを含む層である。デンドライトDは、例えばNi-Co析出物であり、刃部6の成分(例えばCo)が接合部8(例えばNi)に拡散することで析出したものと推定される。 As shown in Figure 4, in an orthogonal cross section of the joint 8 relative to the longitudinal direction X of the cutting blade 4 (hereinafter simply referred to as the "orthogonal cross section of the joint 8"), the joint 8 has a dendrite layer 9. The orthogonal cross section of the joint 8 is a cross section along the Y direction, such as the A-A cross section in Figure 2. The dendrite layer 9 is a layer containing dendrites (branched crystals) D. The dendrites D are, for example, Ni-Co precipitates, and are presumed to have precipitated as a result of the components of the cutting edge 6 (for example, Co) diffusing into the joint 8 (for example, Ni).

本実施形態では、デンドライト層9は、接合部8のうち刃部6との界面部8a近傍を含む領域に形成されている。デンドライト層9は、切断刃4の厚み方向Zの全域にわたって均一に形成されていることが好ましい。デンドライト層9に含まれるデンドライトDは、刃部6との界面部8aから接合部8内に樹枝状に広がるため、アンカー効果により接合部8と刃部6の密着力が向上する。デンドライト層9は、接合部8のうち基体部7との界面部8b近傍を含む領域に形成されていてもよい。この場合、アンカー効果により接合部8と基体部7の密着力が向上する。したがって、接合部8の接合強度を向上させる観点からは、デンドライト層9は、接合部8のうち、刃部6との界面部8aから基体部7との界面部8bに至る領域(接合部8のY方向全域)に形成されていることが好ましい。なお、デントライト層9は、切断刃4の長手方向Xにおいてその厚みが一定である必要はない。例えば、後述するように接合部8の長手方向Xの一端部8cに含まれるデンドライト層9の層厚T1が、接合部8の長手方向Xの他端部8dに含まれるデンドライト層9の層厚T2と異なっていてもよい(図6を参照)。 In this embodiment, the dendrite layer 9 is formed in a region of the joint 8, including the vicinity of the interface 8a with the blade portion 6. The dendrite layer 9 is preferably formed uniformly throughout the entire thickness direction Z of the cutting blade 4. The dendrites D contained in the dendrite layer 9 spread in a dendritic pattern from the interface 8a with the blade portion 6 into the joint 8, thereby improving the adhesion between the joint 8 and the blade portion 6 due to the anchor effect. The dendrite layer 9 may also be formed in a region of the joint 8, including the vicinity of the interface 8b with the base portion 7. In this case, the anchor effect improves the adhesion between the joint 8 and the base portion 7. Therefore, from the perspective of improving the bonding strength of the joint 8, the dendrite layer 9 is preferably formed in the region of the joint 8, from the interface 8a with the blade portion 6 to the interface 8b with the base portion 7 (the entire Y-direction of the joint 8). The thickness of the dendrite layer 9 does not need to be uniform in the longitudinal direction X of the cutting blade 4. For example, as described below, the thickness T1 of the dendrite layer 9 included at one end 8c of the joint 8 in the longitudinal direction X may be different from the thickness T2 of the dendrite layer 9 included at the other end 8d of the joint 8 in the longitudinal direction X (see Figure 6).

なお、図示は省略するが、刃部6の基端6b側には、接合部8の成分(例えばNi)が、刃部6に拡散した拡散層が形成される。 Although not shown in the figure, a diffusion layer is formed on the base end 6b side of the blade portion 6, where the components of the joint 8 (e.g., Ni) are diffused into the blade portion 6.

図5に示すように、接合部8の直交断面において、接合部8は、ボイド(図5では黒色で表示される)Vを含む場合がある。ただし、接合部8の任意の直交断面において、円相当径50μm以上のボイドVは、1mm当たり2個以下である。円相当径50μm以上のボイドVは、1mm当たり1個以下であることが好ましく、0個であることがさらに好ましい。これにより、ボイドVを起点として接合部8にクラックが生じるのを確実に抑制できる。なお、任意の直交断面は、長手方向Xの中央部1か所をランダムに選択してもよく、長手方向Xの中央部、一端部8c、他端部8dのそれぞれ1か所をランダムに選択してもよい。 As shown in FIG. 5 , in an orthogonal cross section of the joint 8, the joint 8 may contain voids V (shown in black in FIG. 5 ). However, in any orthogonal cross section of the joint 8, the number of voids V with a circular equivalent diameter of 50 μm or more is two or less per 1 mm2 . The number of voids V with a circular equivalent diameter of 50 μm or more is preferably one or less per 1 mm2 , and more preferably zero. This reliably prevents cracks from occurring in the joint 8 starting from the voids V. Note that the orthogonal cross section may be selected randomly from one central location in the longitudinal direction X, or one central location, one end 8c, and one end 8d in the longitudinal direction X.

接合部8の任意の直交断面において、デンドライト層9に含まれるボイドVは、10個以下であることが好ましい。 In any orthogonal cross section of the joint 8, the dendritic layer 9 preferably contains 10 or fewer voids V.

接合部8の任意の直交断面において、円相当径20μm以上のボイドVは、1mm当たり4個以下であることが好ましく、2個以下であることがさらに好ましく、0個であることがより好ましい。 In any orthogonal cross section of the joint 8, the number of voids V having a circle equivalent diameter of 20 μm or more is preferably 4 or less per 1 mm 2 , more preferably 2 or less, and even more preferably 0.

接合部8の任意の直交断面における刃部6との界面部8aにおいて、円相当径10μm以上のボイドVは、0.1mm当たり3個以下であることが好ましく、2個以下であることがさらに好ましく、0個であることがより好ましい。なお、円相当径10μm以上のボイドVの個数は、界面部8aを含む0.1mmの領域当たりに含まれるボイドVの個数である。 At the interface 8a with the cutting portion 6 in any orthogonal cross section of the joint 8, the number of voids V with a circle equivalent diameter of 10 μm or more per 0.1 mm2 is preferably 3 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 0. The number of voids V with a circle equivalent diameter of 10 μm or more is the number of voids V contained per 0.1 mm2 region including the interface 8a.

接合部8の長手方向Xの一端部8cの直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドVの個数が、接合部8の長手方向Xの他端部8dの直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドVの個数よりも多くてもよい。この場合、図6に示すように、接合部8の長手方向Xの一端部8cに含まれるデンドライト層9の層厚(Y方向の寸法)T1が、接合部8の長手方向Xの他端部8dに含まれるデンドライト層9の層厚T2よりも大きいことが好ましい。これにより、接合部8の一端部8cでボイドVの個数が相対的に多くなっても当該部分8cでデンドライト層9の層厚が大きくなるため、接合部8にクラックが生じにくい状態が維持される。なお、図6は、接合部8の長手方向Xに沿った断面であり、デンドライト層9の形成範囲(クロスハッチングを付した部分)を模式的に示している。デンドライト層9の層厚T1,T2は、例えば、ボイドVの個数を測定する接合部8の直交断面において測定してもよい。デンドライト層9の層厚が接合部8の直交断面内で変動する場合は、層厚T1,T2は、例えば当該断面に含まれるデンドライト層9の最大厚みで規定される。 The number of voids V with a circular equivalent diameter of 50 μm or more in an orthogonal cross section of one end 8c of the joint 8 in the longitudinal direction X may be greater than the number of voids V with a circular equivalent diameter of 50 μm or more in an orthogonal cross section of the other end 8d of the joint 8 in the longitudinal direction X. In this case, as shown in Figure 6, it is preferable that the thickness (Y-direction dimension) T1 of the dendrite layer 9 included in one end 8c of the joint 8 in the longitudinal direction X is greater than the thickness T2 of the dendrite layer 9 included in the other end 8d of the joint 8 in the longitudinal direction X. As a result, even if the number of voids V is relatively large at one end 8c of the joint 8, the thickness of the dendrite layer 9 is increased at that portion 8c, thereby maintaining a state in which the joint 8 is less susceptible to cracking. Note that Figure 6 is a cross section of the joint 8 taken along the longitudinal direction X, and schematically shows the area in which the dendrite layer 9 is formed (the cross-hatched area). The thicknesses T1 and T2 of the dendritic layer 9 may be measured, for example, in an orthogonal cross section of the joint 8 where the number of voids V is measured. If the thickness of the dendritic layer 9 varies within the orthogonal cross section of the joint 8, the thicknesses T1 and T2 are defined, for example, by the maximum thickness of the dendritic layer 9 included in that cross section.

なお、デンドライト層9の層厚が長手方向Xで変化する場合、図示は省略するが、刃部6の長手方向Xの一端部(接合部8の一端部8c側の端部)に含まれる拡散層(接合部8の成分が刃部6に拡散した層)の層厚も、刃部6の長手方向Xの他端部(接合部の他端部8d側の端部)に含まれる拡散層の層厚よりも大きくなることがある。 In addition, if the thickness of the dendrite layer 9 varies in the longitudinal direction X, although not shown in the figure, the thickness of the diffusion layer (a layer in which components of the joint 8 have diffused into the blade portion 6) included at one end of the blade portion 6 in the longitudinal direction X (the end on the side of one end 8c of the joint 8) may also be greater than the thickness of the diffusion layer included at the other end of the blade portion 6 in the longitudinal direction X (the end on the side of the other end 8d of the joint).

次に、以上のように構成された切断刃4の製造方法を説明する。 Next, we will explain the manufacturing method for the cutting blade 4 configured as described above.

図7に示すように、本製造方法は、刃部6を準備する刃部準備工程S1と、基体部7を準備する基体部準備工程S2と、刃部6と基体部7との間に接合材11を配置する接合準備工程S3と、接合材11を用いて刃部6と基体部7とを接合する接合工程S4と、基体部7と接合された刃部6の先端6aを研磨する刃付け加工工程S5とを備える。 As shown in Figure 7, this manufacturing method includes a blade portion preparation process S1 for preparing a blade portion 6, a base portion preparation process S2 for preparing a base portion 7, a joining preparation process S3 for placing a joining material 11 between the blade portion 6 and the base portion 7, a joining process S4 for joining the blade portion 6 and the base portion 7 using the joining material 11, and a sharpening process S5 for grinding the tip 6a of the blade portion 6 joined to the base portion 7.

刃部準備工程S1では、刃部6として、平均粒径が0.3~1.0μmで85~95質量%のタングステンカーバイド(WC)粉末と、5~15質量%のコバルト(Co)粉末とを配合して焼結させることによって所定の寸法形状(例えば刃部6の基端6bから先端6aまでの寸法を3~7mmにする)に成形した超硬合金を準備する。 In the cutting edge preparation process S1, the cutting edge 6 is prepared by blending and sintering 85-95% by mass of tungsten carbide (WC) powder with an average particle size of 0.3-1.0 μm and 5-15% by mass of cobalt (Co) powder to form a cemented carbide alloy of specified dimensions (for example, a dimension of 3-7 mm from the base end 6b to the tip end 6a of the cutting edge 6).

基体部準備工程S2では、基体部7として、0.8~1.3質量%の炭素(C)を含有する鉄(Fe)に焼入れ焼戻しを施すことによって所定の寸法形状(例えば基体部7の基端7bから先端7aまでの寸法を12~20mmにする)に成形した炭素工具鋼を準備する。 In the base preparation process S2, the base 7 is prepared from carbon tool steel that is formed into a predetermined shape and size (for example, the dimension from the base end 7b to the tip end 7a of the base 7 is 12 to 20 mm) by quenching and tempering iron (Fe) containing 0.8 to 1.3 mass% carbon (C).

図8に示すように、接合準備工程S3では、長手方向Xを互いに整合させた基体部7の先端7aと刃部6の基端6bとで接合材11を両側から挟むように、基体部7、刃部6及び接合材11を配置する。接合材11は、例えば厚み0.2~0.5mmのニッケル箔又はコバルト箔である。 As shown in Figure 8, in the joining preparation process S3, the base portion 7, blade portion 6, and joining material 11 are positioned so that the tip end 7a of the base portion 7 and the base end 6b of the blade portion 6 are aligned with each other in the longitudinal direction X, sandwiching the joining material 11 on both sides. The joining material 11 is, for example, nickel foil or cobalt foil with a thickness of 0.2 to 0.5 mm.

図9に示すように、接合工程S4では、接合材11をファイバーレーザLの照射により加熱する。これにより、接合材11及びその近傍が局所的に加熱され、刃部6と基体部7とを接合する接合部8が形成される。接合部8は、ニッケル合金層又はコバルト合金層により形成される。合金層は、ニッケル又はコバルトが炭素工具鋼の主成分である鉄と固溶すると共に、超硬合金に溶け込むことにより形成される。ファイバーレーザLは、光ファイバを増幅媒体とする固体レーザの一種である。 As shown in Figure 9, in the joining process S4, the joining material 11 is heated by irradiation with a fiber laser L. This locally heats the joining material 11 and its vicinity, forming a joining portion 8 that joins the blade portion 6 and the base portion 7. The joining portion 8 is formed from a nickel alloy layer or a cobalt alloy layer. The alloy layer is formed when nickel or cobalt forms a solid solution with iron, the main component of carbon tool steel, and melts into the cemented carbide alloy. The fiber laser L is a type of solid-state laser that uses an optical fiber as an amplification medium.

このように接合工程S4においてファイバーレーザLを用いれば、上述のように、接合部8にデンドライト層9が形成されると共に、接合部8のボイドVの個数も非常に少なくなる。したがって、接合部8にボイドVを起点とするクラックが生じにくくなる。 By using a fiber laser L in the joining process S4 in this way, as described above, a dendrite layer 9 is formed at the joint 8, and the number of voids V at the joint 8 is also greatly reduced. Therefore, cracks originating from voids V are less likely to occur at the joint 8.

ファイバーレーザLの波長は、例えば1.06μmである。ファイバーレーザLのレーザ出力は、500~1000Wであることが好ましく、600~800Wであることがより好ましい。ファイバーレーザLのスポット径は、50~300μmであることが好ましく、100~200μmであることがよい好ましい。 The wavelength of the fiber laser L is, for example, 1.06 μm. The laser output of the fiber laser L is preferably 500 to 1000 W, and more preferably 600 to 800 W. The spot diameter of the fiber laser L is preferably 50 to 300 μm, and more preferably 100 to 200 μm.

図10に示すように、ファイバーレーザLは、長手方向Xに沿って接合材11の一端部11c側から他端部11d側に向かって走査される。ファイバーレーザLの走査速度は、接合材11の長手方向Xで一定であってもよいし、変化してもよい。 As shown in FIG. 10, the fiber laser L is scanned along the longitudinal direction X from one end 11c of the bonding material 11 to the other end 11d. The scanning speed of the fiber laser L may be constant or may vary along the longitudinal direction X of the bonding material 11.

ファイバーレーザLの走査速度を変化させる場合、接合材11の一端部(溶接開始側端部)11cにおけるファイバーレーザLの走査速度R1を、接合材11の他端部(溶接終了側端部)11dを含むその他の部分におけるファイバーレーザLの走査速度R2よりも遅くすることが好ましい。走査速度R2は、例えば、走査速度R1の1.2~2.0倍である。このようにすれば、接合材11の一端部11cにおいてファイバーレーザLから供給される熱量が相対的に大きくなる。そのため、接合材11の一端部11cに供給する熱量によって、接合材11の一端部11cを溶融すると同時に、接合材11の他端部11dを含むその他の部分を予熱できる。したがって、接合材11の他端部11dを含むその他の部分が少ない熱量で予め溶融しやすい状態となるため、ファイバーレーザLの走査速度R2を相対的に速くしても接合材11を十分に溶融できるという利点がある。 When changing the scanning speed of the fiber laser L, it is preferable to set the scanning speed R1 of the fiber laser L at one end 11c of the joining material 11 (the end where welding starts) slower than the scanning speed R2 of the fiber laser L at other portions of the joining material 11, including the other end 11d of the joining material 11. The scanning speed R2 is, for example, 1.2 to 2.0 times the scanning speed R1. This increases the amount of heat supplied from the fiber laser L to the one end 11c of the joining material 11. Therefore, the amount of heat supplied to the one end 11c of the joining material 11 melts the one end 11c of the joining material 11 while simultaneously preheating the other portions of the joining material 11, including the other end 11d. Therefore, the other portions of the joining material 11, including the other end 11d, are already in a state where they are more likely to melt with less heat, which has the advantage that the joining material 11 can be sufficiently melted even when the scanning speed R2 of the fiber laser L is set relatively fast.

この場合、接合部8の一端部8cの直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドVの個数が、接合部8の他端部8dの直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドVの個数よりも多くなりやすい。その一方で、接合部8の一端部8cに含まれるデンドライト層9の層厚T1が、接合部8の他端部8dに含まれるデンドライト層9の層厚T2よりも大きくなりやすい。したがって、ボイドVの個数が多くなる部分ではデンドライト層9の層厚が大きくなって接合強度が高められるため、接合部8にクラックが生じにくい状態が維持される。 In this case, the number of voids V with a circular equivalent diameter of 50 μm or more contained in an orthogonal cross section of one end 8c of the joint 8 is likely to be greater than the number of voids V with a circular equivalent diameter of 50 μm or more contained in an orthogonal cross section of the other end 8d of the joint 8. Meanwhile, the thickness T1 of the dendrite layer 9 contained in one end 8c of the joint 8 is likely to be greater than the thickness T2 of the dendrite layer 9 contained in the other end 8d of the joint 8. Therefore, the thickness of the dendrite layer 9 increases in areas where there are a large number of voids V, increasing the bonding strength, and maintaining a state in which the joint 8 is less susceptible to cracking.

刃付け加工工程S5では、刃部6の先端6aを研磨して先鋭な刃先を形成する。これにより、刃部6と、基体部7と、刃部6及び基体部7を接合する接合部8とを備える切断刃4が製造される。なお、刃付け加工工程S5では、必要に応じて、切断刃4の両主表面の外側に膨出した接合部8の余剰部分を研磨により除去してもよい。 In the sharpening process S5, the tip 6a of the cutting portion 6 is ground to form a sharp cutting edge. This produces a cutting blade 4 comprising the cutting portion 6, the base portion 7, and a joint portion 8 that joins the cutting portion 6 and the base portion 7. In the sharpening process S5, if necessary, excess portions of the joint portion 8 that bulge outward from both main surfaces of the cutting blade 4 may be ground away.

本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, nor is it limited to the above-described effects. Various modifications are possible to the present invention without departing from the spirit of the present invention.

上記の実施形態において、ガラス繊維の製造方法は、以下の工程を備えていてもよい。ガラス繊維の製造方法は、溶融ガラスをブッシング底部に形成された多数のノズルから引き出して、連続した細いガラスフィラメントとして紡出する紡出工程と、ガラスフィラメントを水スプレーで冷却する冷却工程と、集束剤をガラスフィルトの表面にコーティングして、数百本乃至数千本集束することによりガラスストランドとする集束工程と、ガラスストランドをワインダーで巻き取る巻取工程と、巻き取られたガラスストランドを所定の長さに切断してガラスチョップドストランドを形成する切断工程とを備えていてもよい。切断工程では、上述の切断装置1(切断刃4)が使用される。 In the above embodiment, the glass fiber manufacturing method may include the following steps: a spinning process in which molten glass is drawn out from multiple nozzles formed at the bottom of the bushing and spun out as continuous, thin glass filaments; a cooling process in which the glass filaments are cooled with a water spray; a bundling process in which a sizing agent is coated on the surface of the glass filter to bundle hundreds to thousands of glass strands into glass strands; a winding process in which the glass strands are wound with a winder; and a cutting process in which the wound glass strands are cut to a predetermined length to form glass chopped strands. The cutting process uses the above-mentioned cutting device 1 (cutting blade 4).

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。 The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

(1)刃部
刃部として、タングステンカーバイド(WC)粉末と、コバルト(Co)粉末とを配合して焼結させることによって所定の寸法形状に成形した超硬合金を準備した。
(2)基体部
基体部として、炭素(C)を含有する鉄(Fe)に焼入れ焼戻しを施すことによって所定の寸法形状に成形した炭素工具鋼とを準備した。
(3)接合材(接合部)
接合材として、ニッケル箔(厚み0.35mm)を準備した。
(1) Cutting Edge A cemented carbide alloy was prepared as the cutting edge by blending tungsten carbide (WC) powder and cobalt (Co) powder, sintering the mixture, and molding it into a predetermined shape and size.
(2) Base Part As the base part, carbon tool steel formed into a predetermined size and shape by quenching and tempering iron (Fe) containing carbon (C) was prepared.
(3) Bonding material (joint part)
Nickel foil (thickness: 0.35 mm) was prepared as a bonding material.

比較例では、COレーザを用いて上記の接合材を加熱して上記の刃部及び基体部を接合し、切断刃を製造した。これに対し、実施例1及び実施例2では、ファイバーレーザを用いて上記の接合材を加熱して上記の刃部及び基体部を接合し、切断刃を製造した。そして、各切断刃の接合部の直交断面を電子顕微鏡により観察し、接合部の直交断面におけるデンドライト層の有無、及び、ボイドの個数を観測した。その結果を表1に示す。 In the comparative example, the joining material was heated using a CO2 laser to join the blade portion and the base portion to produce a cutting blade. In contrast, in examples 1 and 2, the joining material was heated using a fiber laser to join the blade portion and the base portion to produce a cutting blade. The orthogonal cross section of the joint of each cutting blade was then observed using an electron microscope to check for the presence or absence of a dendrite layer and the number of voids in the orthogonal cross section of the joint. The results are shown in Table 1.

上記の表1から、COレーザを用いて接合した比較例に係る切断刃では、デンドライト層が形成されず、接合部の直交断面における各種サイズのボイドの個数が多くなっていることが確認できる。これに対し、上記の表1から、ファイバーレーザを用いて接合した実施例1及び実施例2に係る切断刃では、デンドライト層が形成され、接合部の直交断面における各種サイズのボイドの個数が非常に少なくなっていることが確認できる。特に、ファイバーレーザのレーザ出力を800Wとした実施例2において、デンドライト層が緻密に形成されると共に、各種サイズのボイドの個数が零となる良好な結果を得た。そして、比較例に係る切断刃では、長時間(例えば200時間)の使用により接合部においてボイドを起点とするクラックが生じたが、実施例1,2に係る切断刃では、長時間の使用によっても接合部においてボイドを起点とするクラックは生じなかった。 Table 1 above confirms that the cutting blade according to the comparative example, which was bonded using a CO2 laser, did not form a dendrite layer and had a large number of voids of various sizes in the orthogonal cross section of the bonded portion. In contrast, Table 1 above confirms that the cutting blades according to Examples 1 and 2, which were bonded using a fiber laser, formed a dendrite layer and had a very small number of voids of various sizes in the orthogonal cross section of the bonded portion. In particular, Example 2, in which the fiber laser output was 800 W, produced favorable results, with a densely formed dendrite layer and zero voids of various sizes. Furthermore, while the cutting blade according to the comparative example developed cracks originating from voids in the bonded portion after long-term use (e.g., 200 hours), the cutting blades according to Examples 1 and 2 did not develop cracks originating from voids in the bonded portion even after long-term use.

1 切断装置
2 切断ロール
3 コンタクトロール
4 切断刃
5 ゴム層
6 刃部
7 基体部
8 接合部
9 デンドライト層
11 接合材
V ボイド(空洞欠陥)
D デンドライト(樹枝状結晶)
G ガラス繊維
L ファイバーレーザ
S チョップドストランド
S1 刃部準備工程
S2 基体部準備工程
S3 接合準備工程
S4 接合工程
S5 刃付け加工工程
REFERENCE SIGNS LIST 1 Cutting device 2 Cutting roll 3 Contact roll 4 Cutting blade 5 Rubber layer 6 Blade portion 7 Base portion 8 Bonding portion 9 Dendrite layer 11 Bonding material V Void (cavity defect)
D Dendrite (branched crystal)
G: Glass fiber L: Fiber laser S: Chopped strand S1: Blade preparation step S2: Base preparation step S3: Joint preparation step S4: Joint step S5: Blade sharpening step

Claims (8)

超硬合金を含む刃部と、炭素工具鋼を含む基体部と、前記刃部及び前記基体部を接合し、ニッケル又はコバルトを含む接合部とを備える切断刃であって、
前記接合部が、デンドライト層を有し、
前記切断刃の長手方向に対する前記接合部の任意の直交断面において、円相当径50μm以上のボイドの個数が、1mm当たり2個以下であり、
前記切断刃の長手方向の一端部における前記接合部の前記直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドの個数が、前記切断刃の長手方向の他端部における前記接合部の前記直交断面に含まれる円相当径50μm以上のボイドの個数よりも多く、
前記切断刃の長手方向の一端部における前記接合部に含まれる前記デンドライト層の層厚が、前記切断刃の長手方向の他端部における前記接合部に含まれる前記デンドライト層の層厚よりも大きいことを特徴とする切断刃。
A cutting blade comprising a blade portion including a cemented carbide alloy, a base portion including a carbon tool steel, and a joining portion that joins the blade portion and the base portion and that includes nickel or cobalt,
the joint has a dendritic layer,
In any cross section of the joint portion perpendicular to the longitudinal direction of the cutting blade, the number of voids having a circle equivalent diameter of 50 μm or more is 2 or less per 1 mm2,
the number of voids having a circle equivalent diameter of 50 μm or more included in the orthogonal cross section of the joint portion at one end in the longitudinal direction of the cutting blade is greater than the number of voids having a circle equivalent diameter of 50 μm or more included in the orthogonal cross section of the joint portion at the other end in the longitudinal direction of the cutting blade;
A cutting blade characterized in that the thickness of the dendrite layer included in the joint at one end of the cutting blade in the longitudinal direction is greater than the thickness of the dendrite layer included in the joint at the other end of the cutting blade in the longitudinal direction.
前記デンドライト層が、前記切断刃の厚み方向の全域にわたって形成される請求項1に記載の切断刃。 The cutting blade according to claim 1, wherein the dendrite layer is formed across the entire thickness of the cutting blade. 前記接合部の前記直交断面において、前記デンドライト層に含まれるボイドが、10個以下である請求項1又は2に記載の切断刃。 A cutting blade as described in claim 1 or 2, wherein the number of voids contained in the dendrite layer in the orthogonal cross section of the joint is 10 or less. 前記接合部の前記直交断面において、円相当径20μm以上のボイドが、1mm当たり4個以下である請求項1~3のいずれか1項に記載の切断刃。 The cutting blade according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of voids having a circular equivalent diameter of 20 µm or more is 4 or less per 1 mm2 in the orthogonal cross section of the joint. 前記接合部の前記直交断面における前記接合部と前記刃部との界面部において、円相当径10μm以上のボイドが、0.1mm当たり3個以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の切断刃。 The cutting blade according to any one of claims 1 to 4, wherein the number of voids having a circle equivalent diameter of 10 µm or more is 3 or less per 0.1 mm2 at the interface between the joint portion and the blade portion in the orthogonal cross section of the joint portion. 請求項1~5のいずれか1項に記載の切断刃を備え、前記切断刃によりガラス繊維を所定長さに切断することを特徴とするガラス繊維の切断装置。 A glass fiber cutting device equipped with the cutting blade described in any one of claims 1 to 5, characterized in that the cutting blade cuts glass fibers to a predetermined length. 請求項1~5のいずれか1項に記載の切断刃により、ガラス繊維を所定長さに切断する切断工程を備えることを特徴とするガラス繊維の製造方法。 A method for manufacturing glass fibers, comprising a cutting step in which glass fibers are cut to a predetermined length using a cutting blade according to any one of claims 1 to 5. 超硬合金を含む刃部と炭素工具鋼を含む基体部との間に、ニッケル又はコバルトを含む接合材を配置する接合準備工程と、
前記接合準備工程の後に、前記接合材をファイバーレーザの照射により加熱し、前記刃部と前記基体部とを接合する接合工程とを備え、
前記接合工程では、切断刃の長手方向に沿って前記接合材の一端部側から他端部側に向かってファイバーレーザを走査すると共に、
前記接合材の一端部におけるファイバーレーザの走査速度を、前記接合材の他端部を含むその他の部分におけるファイバーレーザの走査速度よりも遅くすることを特徴とする切断刃の製造方法。
a joining preparation step of disposing a joining material containing nickel or cobalt between a cutting portion containing cemented carbide and a base portion containing carbon tool steel;
a joining step of heating the joining material by irradiating it with a fiber laser after the joining preparation step, and joining the blade portion and the base portion together,
In the joining step , a fiber laser is scanned from one end side to the other end side of the joining material along the longitudinal direction of the cutting blade, and
A method for manufacturing a cutting blade, characterized in that the scanning speed of a fiber laser at one end of the joining material is slower than the scanning speed of the fiber laser at other portions including the other end of the joining material.
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