(57)【要約】【課題】スラブカッタを安く製作できるようにする。【解決手段】複数のねじれ刃１を形成してあるボデー２の両端部にシャンク３を設けてあるスラブカッタであって、ボデーの外周部６を硬質金属９で形成するとともに、外周部の内側を硬質金属よりも軟質の軟質金属１０で構成し、外周部にねじれ刃を形成してある。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のねじれ刃を形成してあるボデーの両端部にシャンクを設けてあるスラブカッタであって、
前記ボデーの外周部を硬質金属で形成するとともに、前記外周部の内側を前記硬質金属よりも軟質の軟質金属で構成し、
前記外周部に前記ねじれ刃を形成してあるスラブカッタ。
【請求項２】
前記外周部を遠心力鋳造で形成し、前記外周部の内側に前記軟質金属を鋳造して、前記ボデーを構成してある請求項１記載のスラブカッタ。
【請求項３】
前記軟質金属で形成した軸部材に前記外周部を焼ばめして、前記ボデーを構成してある請求項１記載のスラブカッタ。
【請求項４】
前記軟質金属で形成した軸部材に前記外周部をスプライン嵌合して、前記ボデーを構成してある請求項１記載のスラブカッタ。
【請求項５】
前記外周部をねじれ刃回転軸芯方向で複数の分割外周部に分割して、それらの分割外周部の各々に、前記ねじれ刃の一部を構成する分割ねじれ刃を形成し、
前記複数の分割外周部を、隣り合う分割外周部の分割ねじれ刃どうしが略連続するように、前記軸部材にスプライン嵌合して、前記ボデーを構成してある請求項４記載のスラブカッタ。
【請求項６】
複数のねじれ刃を形成してあるボデーの両端部にシャンクを設けてあるスラブカッタであって、
前記ボデーをねじれ刃回転軸芯方向で複数の分割ボデーに分割して、それらの分割ボデーの各々に、前記ねじれ刃の一部を構成する分割ねじれ刃を形成し、
前記複数の分割ボデーを、隣り合う分割ボデーの分割ねじれ刃どうしが略連続するように組み付けて、前記ボデーを構成してあるスラブカッタ。
【請求項７】
複数のねじれ刃を形成してあるボデーの両端部にシャンクを設けてあるスラブカッタであって、
前記シャンクを軟質金属で形成して、前記ボデーの端部に焼ばめしてあるスラブカッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のねじれ刃を形成してあるボデーの両端部にシャンクを設けてあるスラブカッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記スラブカッタは、金属スラブなどの表面をねじれ刃で切削するものであり、従来、切削幅に応じた寸法のボデーとシャンクとを単一材料で一体形成して、そのボデーに複数のねじれ刃を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ボデーとシャンクとを単一材料で一体形成しているので、ねじれ刃の摩耗を抑制できるように、ボデーとシャンクとを一体形成する単一材料として硬質材料を使用する必要があり、製作コストが高くなる欠点がある。
【０００４】
また、切削幅に応じた寸法のボデーとシャンクとを一体形成しているので、切削幅が種々異なるスラブカッタを製作する場合は、各切削幅に応じた寸法のスラブカッタを個別に製作する必要があり、この点でも、製作コストが高くなる欠点がある。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、スラブカッタを安く製作できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の特徴構成は、複数のねじれ刃を形成してあるボデーの両端部にシャンクを設けてあるスラブカッタであって、前記ボデーの外周部を硬質金属で形成するとともに、前記外周部の内側を前記硬質金属よりも軟質の軟質金属で構成し、前記外周部に前記ねじれ刃を形成してある点にある。
【０００７】
〔作用〕
硬質金属で形成してある外周部にねじれ刃を形成して、ねじれ刃の摩耗を抑制できるようにしながら、外周部の内側を、外周部を形成している硬質金属よりも軟質で、安価に入手し易い軟質金属で構成できる。
【０００８】
〔効果〕
ねじれ刃の摩耗を抑制できるようにしながら、外周部の内側を安価に入手し易い軟質金属で構成するので、スラブカッタを安く製作できる。
【０００９】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記外周部を遠心力鋳造で形成し、前記外周部の内側に前記軟質金属を鋳造して、前記ボデーを構成してある点にある。
【００１０】
〔作用〕
外周部を遠心力鋳造で筒状に形成し、その外周部の内側に軟質金属を鋳造して、外周部とその内側の軟質金属とを互いに溶着させることができる。
【００１１】
〔効果〕
外周部とその内側の軟質金属とを容易に一体化することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明の特徴構成は、前記軟質金属で形成した軸部材に前記外周部を焼ばめして、前記ボデーを構成してある点にある。
【００１３】
〔作用〕
軸部材と外周部とを各別に製作して、軸部材と外周部とが一体のボデーを組み付けることができる。
【００１４】
〔効果〕
軸部材と外周部とを並行して各別に製作できるので、能率良く製造できる。
【００１５】
請求項４記載の発明の特徴構成は、前記軟質金属で形成した軸部材に前記外周部をスプライン嵌合して、前記ボデーを構成してある点にある。
【００１６】
〔作用〕
軟質金属で形成した軸部材に外周部をスプライン嵌合して、外周部とその内側の軟質金属とが一体回転するように組み付けながら、ねじれ刃が摩耗したような場合は、その外周部を軸部材から抜き出して、ねじれ刃が摩耗していない外周部に交換することができる。
【００１７】
〔効果〕
ねじれ刃を形成してある外周部を交換できるので、軸部材を効率良く使用でき、運用コストを安くすることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明の特徴構成は、前記外周部をねじれ刃回転軸芯方向で複数の分割外周部に分割して、それらの分割外周部の各々に、前記ねじれ刃の一部を構成する分割ねじれ刃を形成し、前記複数の分割外周部を、隣り合う分割外周部の分割ねじれ刃どうしが略連続するように、前記軸部材にスプライン嵌合して、前記ボデーを構成してある点にある。
【００１９】
〔作用〕
分割ねじれ刃を形成してある分割外周部の複数を、隣り合う分割外周部の分割ねじれ刃どうしが所望の切削幅で略連続するように、軸部材にスプライン嵌合して、複数のねじれ刃を形成してあるボデーを構成できる。
【００２０】
〔効果〕
軸部材にスプライン嵌合する分割外周部の数を調整して、所望の切削幅のボデーを構成できるので、切削幅が種々異なるスラブカッタでも安く製作できる。
【００２１】
請求項６記載の発明の特徴構成は、複数のねじれ刃を形成してあるボデーの両端部にシャンクを設けてあるスラブカッタであって、前記ボデーをねじれ刃回転軸芯方向で複数の分割ボデーに分割して、それらの分割ボデーの各々に、前記ねじれ刃の一部を構成する分割ねじれ刃を形成し、前記複数の分割ボデーを、隣り合う分割ボデーの分割ねじれ刃どうしが略連続するように組み付けて、前記ボデーを構成してある点にある。
【００２２】
〔作用〕
分割ねじれ刃を形成してある分割ボデーの複数を、隣り合う分割ボデーの分割ねじれ刃どうしが所望の切削幅で略連続するように組み付けて、複数のねじれ刃を形成してあるボデーを構成できる。
【００２３】
〔効果〕
隣り合う分割ボデーの分割ねじれ刃どうしが略連続するように組み付ける分割ボデーの数を調整して、所望の切削幅のボデーを構成できるので、切削幅が種々異なるスラブカッタでも安く製作できる。
【００２４】
請求項７記載の発明の特徴構成は、複数のねじれ刃を形成してあるボデーの両端部にシャンクを設けてあるスラブカッタであって、前記シャンクを軟質金属で形成して、前記ボデーの端部に焼ばめしてある点にある。
【００２５】
〔作用〕
硬質金属よりも軟質で、硬質金属に比べて安価に入手し易い軟質金属でシャンクを構成して、ボデーに一体的に組み付けることができる。
【００２６】
〔効果〕
安価に入手し易い軟質金属でシャンクを構成できるので、スラブカッタを安く製作できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１，図２は、複数のねじれ刃１を形成してあるボデー２の両端部にシャンク３を一体に設けてあるスラブカッタを示し、各ねじれ刃１にはチップブレーカ４を所定間隔で設け、ねじれ刃回転軸芯Ｘに沿って、左右のシャンク３に亘って貫通する冷却用流体通路５を形成してある。
【００２８】
前記ボデー２は、図３に示すように、耐摩耗鋳鉄（硬質金属の一例）　９で形成してある外周部６と、中間部７とを順に遠心力鋳造して、外周部６の内周面に中間部７を溶着するとともに、耐摩耗鋳鉄９よりも軟質の球状黒鉛鋳鉄（軟質金属の一例）　１０で形成してある内周部８を中間部７の内側に静置鋳造して中間部７に溶着し、外周部６にねじれ刃１を切削加工により形成し、内周部８にシャンク３と冷却用流体通路５とを形成してある。
【００２９】
前記スラブカッタの製作方法を以下に説明する。
図４は、外周部６と中間部７とを順に遠心力鋳造して筒状に形成する横型遠心力鋳造装置Ａを示しており、湯止め用砂型１１を両端部に設けてある金型１２　　を、回転ローラ１３で回転自在に支持し、溶湯を堰鉢１４から注湯樋１５を介して金型１２内に鋳込むようにしてある。
【００３０】
そして、外周部用溶湯を回転する金型１２に鋳込んで筒状に形成し、それが凝固する前もしくは凝固直後に、外周部６の内周面に中間部用溶湯を鋳込んで、筒状の中間部７を遠心力鋳造し、その後、外周部６と中間部７とを内有した金型１２を起立させて、その両端に軸芯部形成用の上型、下型を連設して静置鋳型を構成し、その内部に内周部用溶湯を鋳込んで、外周部６と中間部７と内周部８とが互いに溶着している円柱状のスラブカッタ用素材１６を作成する。
【００３１】
前記横型遠心力鋳造装置Ａにおいては、金型１２内に鋳込まれた溶湯の各部は金型１２の回転に伴って上下動するため、加速度が変動し、また、回転ローラ１３や金型１２の偏心や傷により振動が発生し易いので、鋳込まれた外周部用溶湯中の成分は移動し易く、厚肉の外周部６を鋳造する場合は、成分の移動により偏析が生じ易いので、通常、凝固開始温度＋７０℃程度以下として比較的低温で鋳込むのがよい。
【００３２】
前記耐摩耗鋳鉄９は、化学組成が重量％で、Ｃ：１．０　〜３．０　％、Ｓｉ：０．１　〜２．０　％、Ｍｎ：０．１　〜２．０　％、Ｃｒ：３．０　〜１０．０％、２Ｍｏ＋Ｗ：５．０　〜２０．０％、Ｖ，　Ｎｂ：一種又は二種の総計で３．０　〜１０．０％かつＮｂは２　％以下、および残部実質的にＦｅからなり、焼入れおよび焼き戻し熱処理が施されて、基地が高硬度化し、かつ、Ｃｒ，　Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｖ，ＦｅおよびＣが相互に結合した高硬度の複合炭化物が基地中に存在するため、耐摩耗性が飛躍的に向上している。
尚、Ｃｏは基地中に固溶し、高温での硬度低下を抑制するために添加する場合があるが、１０％以上添加しても、その効果は飽和する。
【００３３】
前記中間部７は、化学組成が重量％で、Ｃ：１．０　〜２．５　％、Ｓｉ：０．２　〜３．０　％、Ｍｎ：０．２　〜１．５　％、Ｎｉ：４．０　％以下、Ｃｒ：４．０　％以下、Ｍｏ：４．０　％以下、Ｗ　，Ｖ，　Ｎｂ：総計で１２％以下、残部が実質的にＦｅからなる。
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ　，Ｖ，　Ｎｂ（Ｃｏ）　は、外周部６を形成している耐摩耗鋳鉄９から混入した成分である。外周部６の高合金成分が内周部８に混入して、その強靭性が劣化するのを防止することができる。
【００３４】
また、前記中間部７の組成では、外周部６の焼入れ時にマルテンサイト変態することがないので、外周部６に焼入れ熱処理を施しても、過大な残留応力が生じることがない。
【００３５】
次に、スラブカッタ用素材１６を切削加工して、チップブレーカ４を備えたねじれ刃１を外周部６に形成してボデー２を構成するとともに、内周部８の両端部にシャンク３を一体形成し、また、ねじれ刃回転軸芯Ｘに沿って冷却用流体通路５を貫通形成する。
【００３６】
そして、外周部６を１０００〜１２００℃の焼入れ温度（オーステナイト化温度）　から４００〜６５０℃までの温度域を１５０℃／Ｈｒ以上の冷却速度で焼入れすることにより、良好な焼入れ組織を得た後、５００〜６００℃の温度で１回ないし数回に亘って焼戻しを行って、所定硬さのねじれ刃１を外周部６に形成してあるスラブカッタを製作する。
【００３７】
前記外周部６の加熱方法としては、全体を加熱炉に入れて加熱する方法や、外周部６の回りに誘導加熱コイルや多数のガスバーナを配置しておき、これらによって外周部６のみを急速加熱する方法がある。
【００３８】
尚、外周部６は、オーステナイト化熱処理の際に基地中に固溶したＭｏ，　Ｗ，　Ｖ，　Ｎｂ等が焼戻し熱処理によって微細炭化物として析出し、焼戻し２次硬化現象を生じるため、高温硬度に優れている。
【００３９】
〔第２実施形態〕
第１実施形態において、図５に示すように、ねじれ刃１を形成している刃部１７の周方向で隣り合うものどうしの間に内周部８が露出するように刃部１７を設けて、ボデー２に生じた残留応力を緩和できるようにしても良い。
【００４０】
つまり、第１実施形態においては、外周部６の焼入れ熱処理によって、外周部６がマルテンサイト変態により膨張するので、外周部６や中間部７に大きな圧縮の残留応力（軸方向）　が、また、内周部８にそれに見合う大きな引張の残留応力（軸方向）　が働らくと、内周部８が引張・破壊するおそれがあるが、周方向で隣り合う刃部１７の間に内周部８を露出させることによって、外周部６や中間部７に生じる残留応力も、内周部８に生じる残留応力も緩和することができる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４１】
〔第３実施形態〕
図６は、スラブカッタの別実施形態を示し、第１実施形態で示したと同様の耐摩耗鋳鉄（硬質金属の一例）　９で形成してある外周部６を遠心力鋳造し、その外周部６の内側に、耐摩耗鋳鉄９よりも軟質の球状黒鉛鋳鉄（軟質金属の一例）　１０で形成してある内周部８を静置鋳造して、外周部６と内周部８とを直に溶着したボデー２を構成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４２】
〔第４実施形態〕
図７は、スラブカッタの別実施形態を示し、高速度工具鋼（硬質金属の一例）　９で形成してある外周部６を、球状黒鉛鋳鉄（軟質金属の一例）　１０で形成してある軸部材１９に焼ばめして、外周部６と軸部材１９とが一体回転するように一体化したボデー２を構成し、その軸部材１９に焼ばめした外周部６に、ねじれ刃１を切削加工により形成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４３】
〔第５実施形態〕
図８，図９は、スラブカッタの別実施形態を示し、第１実施形態で示したと同様の耐摩耗鋳鉄（硬質金属の一例）　９で形成してある外周部６の内スプライン１８を、球状黒鉛鋳鉄（軟質金属の一例）　１０で形成してある軸部材１９の外スプライン２０に圧入（スプライン嵌合）　して、外周部６と軸部材１９とが一体回転するように一体化したボデー２を構成してある。
【００４４】
前記軸部材１９は、両端にシャンク３を一体形成し、ねじれ刃回転軸芯Ｘに沿って左右のシャンク３に亘る冷却用流体通路５を貫通形成してある。
【００４５】
そして、耐摩耗鋳鉄９を遠心力鋳造で筒状に鋳造した素材を切削加工して、チップブレーカ４を備えたねじれ刃１を形成するとともに、内スプライン１８を形成し、焼入れ温度（オーステナイト化温度）　から４００〜６５０℃までの温度域を１５０℃／Ｈｒ以上の冷却速度で焼入れすることにより、良好な焼入れ組織を得た後、５００〜６００℃の温度で１回ないし数回に亘って焼戻しを行って、所定硬さのねじれ刃１を形成してある外周部６を構成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４６】
〔第６実施形態〕
図１０は、スラブカッタの別実施形態を示し、外周部６をねじれ刃回転軸芯Ｘに沿って複数の分割外周部６ａに分割して、それらの分割外周部６ａの各々に、ねじれ刃１の一部を構成する分割ねじれ刃１ａを形成し、複数の分割外周部６ａの内スプライン１８を、隣り合う分割外周部６ａの分割ねじれ刃１ａどうしが略連続するように、第３実施形態で示したと同様の球状黒鉛鋳鉄（軟質金属の一例）　１０で形成してある軸部材１９の外スプライン２０に圧入（スプライン嵌合）　して、所望の切削幅のボデー２を備えたスラブカッタを製作できるようにしてある。
【００４７】
前記分割外周部６ａの各々は、第１実施形態で示したと同様の耐摩耗鋳鉄（硬質金属の一例）　９で、ねじれ刃回転軸芯Ｘに直交する端面を備えた一定幅に形成してあり、第３実施形態で示したと同様な方法で、遠心力鋳造で筒状に形成した素材を切削加工して、チップブレーカ４を備えた分割ねじれ刃１ａを形成するとともに、内スプライン１８を形成し、焼入れ温度（オーステナイト化温度）　から４００〜６５０℃までの温度域を１５０℃／Ｈｒ以上の冷却速度で焼入れすることにより、良好な焼入れ組織を得た後、５００〜６００℃の温度で１回ないし数回に亘って焼戻しを行って、所定硬さの分割ねじれ刃１ａを形成してある。
その他の構成は第３実施形態と同様である。
【００４８】
〔第７実施形態〕
図１１，図１２は、スラブカッタの別実施形態を示し、ボデー２をねじれ刃回転軸芯Ｘに沿って複数の分割ボデー２ａに分割して、それらの分割ボデー２ａの各々に、ねじれ刃１の一部を構成する分割ねじれ刃１ａを形成し、複数の分割ボデー２ａの内スプライン１８を、隣り合う分割ボデー２ａの分割ねじれ刃１ａどうしが略連続するように、第３実施形態で示したと同様の球状黒鉛鋳鉄（軟質金属の一例）　１０で形成してある軸部材１９の外スプライン２０に圧入（スプライン嵌合）　して、所望の切削幅のボデー２を備えたスラブカッタを製作できるようにしてある。
【００４９】
前記分割ボデー２ａの各々は、第１実施形態で示したと同様の耐摩耗鋳鉄（硬質金属の一例）　９で形成してある外周部６と、第１実施形態で示したと同様の組成の中間部７と、耐摩耗鋳鉄９よりも軟質の球状黒鉛鋳鉄（軟質金属の一例）　１０で形成してある内周部８とを順に遠心力鋳造して、外周部６の内周面に中間部７を溶着するとともに、中間部７の内周面に内周部８を溶着して構成してあり、ねじれ刃回転軸芯Ｘに直交する端面を備えた一定幅に形成するとともに、外周部６に分割ねじれ刃１ａを形成し、内周部８に内スプライン１８を形成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００５０】
〔第８実施形態〕
図１３は、スラブカッタの別実施形態を示し、第１実施形態で示したと同様のスラブカッタ用素材１６で形成してあるボデー２の端部に、球状黒鉛鋳鉄（軟質金属の一例）　１０で形成したシャンク３を焼ばめしてある。
【００５１】
前記ボデー２は、チップブレーカ４を備えたねじれ刃１を外周部６に形成するとともに、内周部８にボデー側冷却用流体通路５ａとシャンク嵌合部２１とを形成してあり、シャンク側冷却用流体通路５ｂを形成してあるシャンク３を、シャンク嵌合部２１に焼ばめしてある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００５２】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による請求項１記載のスラブカッタは、硬質金属として、高速度工具鋼や合金工具鋼，超硬合金，サーメット，被覆超硬合金，微粒子超硬合金などを使用しても良い。
２．本発明による請求項１記載のスラブカッタは、軟質金属として、炭素工具鋼や片状黒鉛鋳鉄，黒鉛鋼などを使用しても良い。
３．本発明による請求項１記載のスラブカッタは、硬質金属で形成してある外周部と、軟質金属で構成してある軸部材とを互いに螺合させて、ボデーを構成してあっても良い。
４．本発明による請求項６記載のスラブカッタは、複数の分割ボデーを、互いに螺合させたり、高強度のボルトなどで互いに固定して、各分割ボデーの分割ねじれ刃どうしが略連続するように組み付けてあっても良い。
５．本発明による請求項６記載のスラブカッタは、分割ボデーの各々を単一材で形成してあっても良い。
６．本発明による請求項７記載のスラブカッタは、軟質金属として、炭素工具鋼や片状黒鉛鋳鉄，黒鉛鋼などを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】スラブカッタの一部切欠き正面図
【図２】スラブカッタの側面図
【図３】要部の横断面図
【図４】横型遠心力鋳造装置の概略縦断面図
【図５】第２実施形態を示す要部の横断面図
【図６】第３実施形態を示す一部切欠き正面図
【図７】第４実施形態を示す一部切欠き正面図
【図８】第５実施形態を示す一部切欠き正面図
【図９】第５実施形態を示す要部の横断面図
【図１０】第６実施形態を示す一部切欠き正面図
【図１１】第７実施形態を示す一部切欠き正面図
【図１２】第７実施形態を示す要部の横断面図
【図１３】第８実施形態を示す一部切欠き正面図
【符号の説明】
１　　ねじれ刃
１ａ　分割ねじれ刃
２　　ボデー
２ａ　分割ボデー
３　　シャンク
６　　外周部
６ａ　分割外周部
９　　硬質金属
１０　軟質金属
１９　軸部材
Ｘ　　ねじれ刃回転軸芯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004082272.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004082272.tif 000011
【図１０】
2004082272.tif 000012
【図１１】
2004082272.tif 000013
【図１２】
2004082272.tif 000014
【図１３】
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