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JP3408159B2 - Titanium clad steel blade material - Google Patents

Titanium clad steel blade material

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Publication number
JP3408159B2
JP3408159B2 JP23202698A JP23202698A JP3408159B2 JP 3408159 B2 JP3408159 B2 JP 3408159B2 JP 23202698 A JP23202698 A JP 23202698A JP 23202698 A JP23202698 A JP 23202698A JP 3408159 B2 JP3408159 B2 JP 3408159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
titanium
steel
layer
clad steel
Prior art date
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Application number
JP23202698A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11156065A (en
Inventor
工 山本
Original Assignee
武生特殊鋼材株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP7324177A external-priority patent/JP2896489B2/en
Application filed by 武生特殊鋼材株式会社 filed Critical 武生特殊鋼材株式会社
Priority to JP23202698A priority Critical patent/JP3408159B2/en
Publication of JPH11156065A publication Critical patent/JPH11156065A/en
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  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、チタンクラッド鋼
刃物、更に詳しくは、刀身の切刃部の硬度を向上させ
るための焼入れ硬化処理を施したとき、クラッド境界部
において接合強度の低下や溶融剥離を起こすことがな
く、しかも、刀身切刃部に表出するクラッド境界部の見
栄えが良いチタンクラッド鋼刃物に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】現在、切れ味を維持しながら軽量化と耐
食性の向上を図った刃物として、ステンレス刃物鋼で形
成した切刃部を純チタン若しくはチタン合金から成る外
皮材で部分的に被ったクラッド刃物が提案されている
(実開平5-44056号公報)。切刃部以外の刀身を軽量性
・耐食性に優れたチタン材料で構成すれば、刃物全体の
軽量化と耐食性を向上できるばかりでなく鉄系イオンの
食品混入による独特な金味気を軽減することもでき使い
勝手の良い高品質な刃物を提供できるようになる。 【0003】しかし、この実開平5-44056号公報に記載
のチタンクラッド刃物は、ステンレス鋼とチタン合金と
を只単に直接にクラッド接合した通常のチタンクラッド
鋼板を用いて製作するというものであり、このチタンク
ラッド刃物は実際には刀身の切刃部と外皮部との接合強
度が不充分で特に耐久性の面で難があったのである。 【0004】即ち、通常のチタンクラッド鋼板を、建築
材料として使用する場合には何ら問題は生じないのであ
るが、当該チタンクラッド鋼板を刃物の製作材料として
使用するときには、このチタンクラッド鋼に対し温度約
1050℃〜1070℃の焼入れ硬化等の各種熱処理や冷間圧延
処理を施さねばならず、かゝる熱履歴によって、ステン
レス鋼とチタン合金のクラッド境界部に、刃物としての
品質に悪影響を及ぼす二次的な炭化物や金属間化合物が
不可避的に生成されてしまい、刃物品質の低下を来すこ
とになったのである。 【0005】具体的には、焼入れ硬化処理の熱履歴によ
って、クラッド境界部において炭化チタンが生成される
結果、ステンレス鋼が脱炭されてしまいステンレス鋼の
焼入れ硬化に支障が生じ目的とする切刃硬度が得られな
くなり、更には、このクラッド境界部において、チタン
と鉄とが反応して低融点の金属間化合物が生成される結
果、熱処理時に硬質で脆弱な金属間化合物が多量に生成
されてしまい、クラッド境界部が簡単に剥離する事態を
生ずることにもなったのである。 【0006】つまり、上掲した実開平5-44056号公報に
は、刀身の外皮部をチタン材料で構成するということは
記載されているものゝ、その具体的な実現手段は何ら開
示されていなかったのである。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のチタ
ンクラッド刃物に上記の如き問題があったことに鑑みて
為されたものであり、ステンレス刃物鋼に対する温度約
1050℃〜1070℃の焼入れ硬化処理等の各種熱処理を施し
たとき、クラッド境界部において接合強度の低下や溶融
剥離を起こすことのないチタンクラッド鋼刃物材を提供
することを技術的課題とするものである。 【0008】また、本発明の他の技術的課題は、軽量
性、耐食性に優れていると同時に耐久性に富み、しかも
切刃部に表出せるクラッド境界部の見栄えが良いチタン
クラッド鋼刃物材を提供することにある。 【0009】 【課題を解決するたその手段】本発明は、上記技術的課
題を解決するため、ステンレス刃物鋼から成る刃鋼材
(2)を刀身の切刃部(A)とし、純チタンまたはチタン
合金から成るチタン母材(1)を刀身の外皮材(B)とし
たチタンクラッド鋼刃物材であって、前記チタン母材
(1)と刃鋼材(2)との間に、チタン母材(1)側のニオブ
層(3)と刃鋼材(2)側のニッケル層(4)から成る厚5
〜10ミクロンの介在中間層(3・4)を形成するという手段
を採用することにより、当該チタンクラッド鋼刃物材が
温度1050℃〜1070℃の焼入れ硬化処理を履歴したときに
クラッド境界部の炭素拡散を防止できて、しかも接合強
度の低下と溶融剥離とを起すことがないチタンクラッド
鋼の刃物材を実現したのである。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づき詳しく説明する。なお、図1〜図3は本
実施形態の刃物用チタンクラッド鋼刃物材の製造工程を
示す概略断面図、図4は本実施形態のチタンクラッド鋼
刃物材の製造工程を示す概略断面図、図5は本実施形態
のチタンクラッド鋼刃物の部分斜視図である。 【0011】図1中、符号1で指示するものは、厚さ20
mm×幅173mm ×長さ223mm の純チタン材(第1種)から
成るチタン母材板であり、符号2で指示するものは厚さ
12mm×幅115mm ×長さ155mm のステンレス刃物鋼(炭素
0.8%、珪素 0.5%以下、マンガン 0.3%以下、リン0.
03%以下、硫黄0.03%以下、クロム14%、モリブデン0.
3%、鉄残部)から成る刃鋼板であり、符号3で指示す
るものは、ニオブ層を形成すべき厚さ0.2mm ×幅120mm
×長さ160mm のニオブ箔であり、符号4で指示するもの
は、ニッケル層を形成すべき厚さ0.1mm ×幅120mm ×長
さ160mm のニッケル箔である。 【0012】まず、上記各素材を、それぞれ上からチタ
ン母材板1、ニオブ箔3、ニッケル箔4、刃鋼板2、ニ
ッケル箔4、ニオブ箔3、チタン母材1の順に、各々の
重ね合わせ面を清浄にして積み重ね、この積層体の側面
にチタン母材板1と同質の補助材10・10を嵌め合わせ
て、これら補助材10とチタン母材1との継ぎ目に全周に
亙って TIG溶接5を施すことにより、各素材の重ね合わ
せ面を外気から密封遮断する(図2参照)。 【0013】次いで、この密封積層体を約 850℃で熱間
圧延することにより、厚さ4mm×幅173mm ×延べ長さ約
2800mmのチタンクラッド鋼板を形成する。その後、中間
焼き鈍し(温度約800 ℃、時間5分間)を施しつゝ冷間
仕上圧延して、厚さ2mmのチタンクラッド鋼板を得る
(図3参照)。 【0014】こうして得られたチタンクラッド鋼板から
包丁型の刀身素型を打ち抜き、この刀身素型を焼入れ硬
化処理(温度約1050℃〜1070℃、時間5分間)した後、
研削加工を施し(図4参照)、刀身根元部に柄Cを装着
することによって、刃鋼材2で形成された切刃部Aとチ
タン母材1で形成された外皮部Bとから刀身が構成され
た刃物(包丁)が形成されるのである(図5参照)。 【0015】本実施形態のチタンクラッド鋼刃物材は、
このようにチタン母材1と刃鋼材2との間にニオブ層3
とニッケル層4が介在しているので、刃鋼材2のステン
レス刃物鋼に対する温度約1050℃〜1070℃の焼入れ硬化
処理による熱履歴を経ても、クラッド境界部において刃
物品質に悪影響を及ぼすような二次反応物が生成される
ことはなく、高品質なチタンクラッド鋼刃物材が製造で
きるのである。 【0016】即ち、本実施形態のチタンクラッド鋼刃物
は、刃鋼材2側にニッケル層4が介在しているので、焼
入れ硬化処理の際の熱履歴を経ても刃鋼材2中の炭素の
拡散を防止でき、焼入れ硬化の支障となる刃鋼材2の脱
炭を防ぐことが可能となる。しかも、刃鋼材2とニッケ
ル層4との境界部で生成される鉄−ニッケル合金は延展
性に優れているため、冷間圧延時に鉄−ニッケル合金が
クラッド境界部で切れ切れになることもなく、漏れなく
確実に刃鋼材2の炭素拡散を防ぐことができるのであ
る。また、この鉄−ニッケル合金の融点は1450℃以上で
あるので、約1050℃〜1070℃の焼入れ硬化処理時に溶融
してクラッド境界部が剥離してしまう弊害もない。 【0017】なお、本発明者は、ニッケル層4の代わり
に銅合金層を、また、ニオブ層3の代わりに極低炭素ス
テンレス箔を採用して試験を行ったが、上記のクラッド
鋼材製作過程でステンレス箔に括れや千切れが頻発して
しまい部分的にチタン母材1と銅合金層とが接触するこ
とになった。この接触部分が、焼入れ硬化処理の熱履歴
によって溶融し、結果的には刃鋼材2の炭素拡散・脱炭
が著しく、刃物用のクラッド鋼材としては使いものにな
らないことが判明した。 【0018】このように、ニッケル層4の介在により焼
入れ硬化処理時の炭素の拡散を確実に防止できるのであ
るが、このニッケル層4がチタン母材1のチタンと反応
すると、約1050℃〜1070℃の焼入れ硬化処理温度より低
い融点(約 955℃)のチタン−ニッケル合金が生成され
ることになり、この焼入れ硬化処理時に溶融剥離を起こ
してしまうことになる。そこで、本発明ではチタン母材
1側にニオブ層3を介在せしめているのである。ニオブ
層3を採用することにより、ニッケル層4との間で刃物
品質に悪影響を及ぼす反応物の生成を抑えると同時に、
チタン母材1との間においても品質低下をもたらす反応
物の生成を抑えているのである。 【0019】即ち、上記ニオブ層3は、焼入れ硬化処理
の際の熱履歴によってニッケル層4と反応して、ニオブ
−ニッケル金属間化合物を形成するのであるが、当該合
金は延展性に優れており、冷間圧延時にクラッド境界部
で千切れてしまうような弊害もなく、また、融点も約12
70℃以上と焼入れ硬化処理温度より高く、焼入れ硬化処
理時に溶融することもない。 【0020】しかも、このニオブは、チタン母材1のチ
タンと非常に馴染みの良い金属であるから、両者間で全
率固溶体を形成する。そして、ニオブ層3とチタン母材
1との間で生成されるニオブ−チタン合金もまた延展性
に優れており、冷間圧延時に千切れるようなこともな
く、また約1660℃以上の高い融点を有することから焼入
れ硬化処理時に溶融剥離することもないのである。 【0021】ちなみに、チタン母材1と刃鋼材2との間
に、このニオブ層3のみを介在せしめた場合には、ニオ
ブ層3のニオブと刃鋼材2の炭素とが反応してしまい、
刃鋼材2の脱炭現象が生じて焼入れ硬化が阻害されるこ
とになる。これに対して、本発明では、刃鋼材2側にニ
ッケル層4が介在しているからこそ、ニオブ層3を採択
し得たのである。 【0022】なお、上記ニオブ層3に代えて、タンタル
層を形成して試験を行ったところ、冷間圧延時にタンタ
ル合金層がクラッド境界部で千切れ、焼入れ硬化処理の
際にその千切れた部分で炭素拡散現象が生じてしまい、
刃物用のクラッド鋼材としては使いものにならないこと
が判明した。 【0023】また、このニオブ層3の代え、モリブデン
層を形成して試験を行ったところ、タンタル層と同様、
冷間圧延時にモリブデン合金層が千切れ、焼入れ硬化処
理際に千切れた部分で炭素拡散現象が生じてしまい、刃
物用のクラッド鋼材としては使いものにならないことも
判明した。 【0024】このように、本発明は、焼入れ硬化処理の
熱履歴による刃鋼材2の炭素拡散の防止だけでなく、各
素材間で生成される化合物の融点温度と延展性とを総合
的に勘案して開発されている。生成化合物の冷間圧延時
の延展性をも考慮しているので、チタン母材1と刃鋼材
2との間に介在するニオブ材とニッケル材は、前述のよ
うに層であっても、冷間圧延時に千切れるようなこ
ともなく、確実に刃物品質の低下をもたらす化合物の生
成を防止できるのである。 【0025】したがって、図4及び図5に示すように、
このチタンクラッド鋼刃物材の切刃部Aと外皮部Bとの
間のクラッド境界部に表出するニオブとニッケルの介在
中間層の見かけ厚さTも極めて薄くなり、この介在中間
層が刃物の見栄えを損なうようなこともないのである。
即ち、このチタンクラッド鋼刃物は、軽量性、耐食性に
優れていると同時に耐久性に富み、しかも切刃部Aの見
栄えも良いのである。なお、図4及び図5においては、
介在中間層の見かけ厚さTを誇張して図示しているが、
図4における右側図面および図5に示すように、当該刃
物の斜面部分に露出してくるところの,切刃部Aと外皮
部Bとの間のクラッド境界部に表われるニオブとニッケ
ルの介在中間層の見かけ厚さT(=介在中間層の斜面の
幅)は約50〜100 ミクロン、真の厚さつまり層厚は、約5〜
10ミクロンである。 【0026】本発明の具体例である実施形態は概ね上記
の如く構成されているが、本発明はこの実施形態に限定
されるものではなく『特許請求の範囲』の記載内におい
て、種々の変更が可能である。 【0027】例えば、上記実施形態では、チタン母材1
として純チタン材(第1種)を使用しているが、勿論こ
れに限定されるものではなく、アルミニウム6%−バナ
ジウム4%−チタン残部のチタン合金を使用するように
してもよい。また、刃鋼材2についても上記実施形態に
限定されるものではなく、炭素 0.9%−珪素 0.5%以下
−マンガン 0.3%以下−リン0.03%以下−硫黄0.03%以
下−クロム15%−モリブデン 0.3%−鉄残部のステンレ
ス刃物鋼を使用しても良い。 【0028】 【発明の効果】以上、実施形態をもって説明したとお
本発明チタンクラッド鋼刃物にあっては、チタ
ン母材と刃鋼材との間にチタン母材側にニオブ層、刃鋼
材側にニッケル層が介在しているので、刀身の切刃部の
硬度を向上させるため温度約1050℃〜1070℃の焼入れ硬
化処理を施したとき、クラッド境界部において接合強度
の低下や溶融剥離を起こすようなこともなく、高品質な
チタンクラッド鋼刃物を市場に提供できる。 【0029】また、本発明チタンクラッド鋼刃物材
は、ステンレス刃物鋼で形成した切刃部にチタン材料で
形成した外皮材がニオブとニッケルの中間層を介してク
ラッド接合されているので、従来どおりの切れ味を維持
しながら軽量性、耐食性に優れていると同時に耐久性に
優れており、しかも、このニオブとニッケルの中間介在
層が極めて薄いので、この中間介在層が切刃部の見栄え
を損なうようなこともなく、高品質なチタンクラッド鋼
刃物を実際に市場に提供し得るのである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a titanium clad steel blade material , and more particularly, to a case where a quenching and hardening treatment for improving the hardness of a cutting blade portion of a blade is performed. Also, the present invention relates to a titanium clad steel blade material which does not cause a decrease in bonding strength and does not cause melting separation at a clad boundary, and has a good appearance of a clad boundary exposed at a blade cutting edge. 2. Description of the Related Art At present, as a cutting tool for maintaining a sharpness and reducing the weight and improving corrosion resistance, a cutting blade portion made of stainless steel cutting steel is partially made of a skin material made of pure titanium or a titanium alloy. A covered clad knife has been proposed (Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-44056). If the blade other than the cutting edge is made of titanium material, which is excellent in light weight and corrosion resistance, not only can the weight of the whole blade be reduced and the corrosion resistance improved, but also the unique fertility caused by food contamination of iron-based ions can be reduced. It is possible to provide a high quality knife which is easy to use. [0003] However, the titanium clad cutting tool described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-44056 is manufactured by using a normal titanium clad steel plate in which stainless steel and a titanium alloy are simply directly clad and bonded. In fact, this titanium clad blade has an insufficient bonding strength between the cutting blade portion and the outer skin portion of the blade, so that there is a problem particularly in terms of durability. [0004] That is, there is no problem when a normal titanium clad steel sheet is used as a building material. However, when the titanium clad steel sheet is used as a material for manufacturing a blade, the titanium clad steel has a high temperature. about
Various heat treatments such as quenching and hardening at 1050 ° C to 1070 ° C and cold rolling must be performed, and such heat history adversely affects the quality of the blade as a tool at the clad boundary between stainless steel and titanium alloy. The subsequent carbides and intermetallic compounds were inevitably generated, resulting in a decrease in the quality of the blade. [0005] Specifically, as a result of the heat history of the quench hardening treatment, titanium carbide is generated at the cladding boundary, so that stainless steel is decarburized, and the quench hardening of the stainless steel is hindered, and the intended cutting edge Hardness is no longer obtained, and furthermore, at this cladding boundary, titanium and iron react to generate a low-melting intermetallic compound, and as a result, a large amount of hard and brittle intermetallic compound is generated during heat treatment. As a result, a situation in which the clad boundary is easily peeled off occurs. That is, the above-mentioned Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 5-44056 discloses that the outer shell of the blade is made of a titanium material. However, no specific means for realizing this is disclosed. It was. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the conventional titanium clad blade, and has been developed in consideration of the temperature of stainless steel blade steel.
It is an object of the present invention to provide a titanium clad steel blade material that does not cause a decrease in bonding strength or melting and delamination at a clad boundary when subjected to various heat treatments such as quenching and hardening at 1050 ° C to 1070 ° C. It is. Another technical object of the present invention is to provide a titanium clad steel blade material which is excellent in light weight and corrosion resistance, has excellent durability, and has a good appearance of a clad boundary which can be exposed on a cutting edge. To provide. [0009] In order to solve the above-mentioned technical problems, the present invention provides a blade steel material made of stainless steel blade steel.
A titanium clad steel blade material in which (2) is a cutting blade portion (A) of a blade and a titanium base material (1) made of pure titanium or a titanium alloy is a shell material (B) of the blade, wherein the titanium base material is
(1) and between the blade steel (2), layer thickness 5 made of titanium base material (1) side niobium layer (3) and the blade steel (2) side of the nickel layer (4)
By adopting the means of forming an intermediate layer (3, 4) of ~ 10 microns, the titanium clad steel blade material undergoes a quenching and hardening treatment at a temperature of 1050 ° C to 1070 ° C. Thus, a blade material of titanium-clad steel that can prevent diffusion and does not cause a decrease in bonding strength and no melting and peeling has been realized. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings. 1 to 3 are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of a titanium clad steel blade material for a blade according to the present embodiment, and FIG. 4 are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of the titanium clad steel blade material of the present embodiment. 5 is a partial perspective view of the titanium clad steel blade of the present embodiment. In FIG. 1, what is indicated by reference numeral 1 is
This is a titanium base plate made of pure titanium material (1st class) of mm × 173mm × 223mm in length.
12mm x 115mm wide x 155mm long cutlery stainless steel (carbon
0.8%, silicon 0.5% or less, manganese 0.3% or less, phosphorus 0.
03% or less, sulfur 0.03% or less, chromium 14%, molybdenum 0.
(3%, iron remainder), and the one indicated by reference numeral 3 is 0.2 mm thick x 120 mm wide to form a niobium layer.
A niobium foil having a length of 160 mm and indicated by reference numeral 4 is a nickel foil having a thickness of 0.1 mm, a width of 120 mm and a length of 160 mm on which a nickel layer is to be formed. First, the above-mentioned materials are superimposed on a titanium base material plate 1, a niobium foil 3, a nickel foil 4, a blade steel plate 2, a nickel foil 4, a niobium foil 3, and a titanium base material 1 in this order from the top. The surfaces are cleaned and stacked, and the auxiliary members 10 and 10 of the same quality as the titanium base material plate 1 are fitted to the side surfaces of the laminate, and the joint between the auxiliary material 10 and the titanium base material 1 is formed over the entire circumference. By applying TIG welding 5, the superposed surface of each material is sealed off from the outside air (see FIG. 2). Next, this sealed laminate is hot-rolled at about 850 ° C. to obtain a thickness of 4 mm × a width of 173 mm × a total length of about 4 mm.
Form a 2800mm titanium clad steel sheet. Thereafter, intermediate annealing (temperature about 800 ° C., time 5 minutes) and cold finish rolling are performed to obtain a titanium-clad steel sheet having a thickness of 2 mm (see FIG. 3). A knife-shaped blade mold is punched from the titanium clad steel sheet thus obtained, and the blade body is quenched and hardened (at a temperature of about 1050 ° C. to 1070 ° C. for 5 minutes).
By performing a grinding process (see FIG. 4) and attaching a handle C to the blade base, a blade is constituted by a cutting blade portion A formed of the blade steel material 2 and a skin portion B formed of the titanium base material 1. The knife (knife) thus formed is formed (see FIG. 5). [0015] The titanium clad steel blade material of the present embodiment is:
Thus, the niobium layer 3 is located between the titanium base material 1 and the blade steel material 2.
And the nickel layer 4 are interposed, so that the blade steel 2 has a bad influence on the quality of the blade at the cladding boundary even after undergoing a heat history of quenching and hardening at a temperature of about 1050 ° C. to 1070 ° C. for the stainless steel blade steel. No secondary reactant is produced, and a high quality titanium clad steel blade material can be manufactured. That is, in the titanium clad steel blade of the present embodiment, since the nickel layer 4 is interposed on the side of the blade steel material 2, the diffusion of carbon in the blade steel material 2 even after the heat history during the quenching and hardening treatment. It is possible to prevent decarburization of the blade steel material 2 which hinders quenching and hardening. Moreover, since the iron-nickel alloy generated at the boundary between the blade steel material 2 and the nickel layer 4 has excellent ductility, the iron-nickel alloy does not break at the cladding boundary during cold rolling. Carbon diffusion of the blade steel material 2 can be reliably prevented without leakage. In addition, since the melting point of the iron-nickel alloy is 1450 ° C. or more, there is no adverse effect that the clad boundary is peeled off during the quenching and hardening treatment at about 1050 ° C. to 1070 ° C. The present inventor conducted a test using a copper alloy layer instead of the nickel layer 4 and an ultra-low carbon stainless steel foil instead of the niobium layer 3. As a result, the stainless steel foil was frequently constricted or broken, and the titanium base material 1 and the copper alloy layer were partially in contact with each other. This contact portion was melted by the heat history of the quench hardening treatment, and as a result, carbon diffusion and decarburization of the blade steel material 2 were remarkable, and it was found that the blade steel material 2 could not be used as a clad steel material for cutting tools. As described above, the diffusion of carbon during the quenching and hardening treatment can be reliably prevented by the interposition of the nickel layer 4. However, when the nickel layer 4 reacts with the titanium of the titanium base material 1, about 1050 ° C. to 1070 ° C. This results in the formation of a titanium-nickel alloy having a melting point (about 955 ° C.) lower than the quenching and hardening treatment temperature of 0 ° C., which causes melt exfoliation during this quench hardening treatment. Therefore, in the present invention, the niobium layer 3 is interposed on the titanium base material 1 side. The use of the niobium layer 3 suppresses the generation of a reactant that adversely affects the quality of the blade with the nickel layer 4, and at the same time,
The formation of a reactant that causes quality degradation is suppressed even with the titanium base material 1. That is, the niobium layer 3 reacts with the nickel layer 4 due to the heat history during the quench hardening treatment to form a niobium-nickel intermetallic compound. The alloy is excellent in extensibility. No adverse effects such as breaking at the cladding boundary during cold rolling, and the melting point is about 12
It is 70 ° C or higher, which is higher than the quench hardening temperature, and does not melt during the quench hardening process. Moreover, since niobium is a metal that is very familiar with titanium of the titanium base material 1, a solid solution is formed between the two. The niobium-titanium alloy formed between the niobium layer 3 and the titanium base material 1 also has excellent ductility, does not break during cold rolling, and has a high melting point of about 1660 ° C. or more. Therefore, it does not peel off during quenching and hardening. When only the niobium layer 3 is interposed between the titanium base material 1 and the blade steel material 2, the niobium of the niobium layer 3 reacts with the carbon of the blade steel material 2.
The decarburization phenomenon of the blade steel material 2 occurs, and quench hardening is hindered. On the other hand, in the present invention, the niobium layer 3 could be adopted because the nickel layer 4 was interposed on the blade steel material 2 side. When a test was conducted by forming a tantalum layer in place of the niobium layer 3, the tantalum alloy layer broke off at the clad boundary during cold rolling, and broke off during quench hardening. The carbon diffusion phenomenon occurs in the part,
It turned out that it could not be used as a clad steel material for cutting tools. When a molybdenum layer was formed instead of the niobium layer 3 and a test was conducted, it was found that
It was also found that the molybdenum alloy layer was broken during cold rolling, and a carbon diffusion phenomenon occurred in the broken part during the quenching and hardening treatment, making it unusable as a clad steel material for cutting tools. As described above, the present invention not only prevents the diffusion of carbon in the blade steel 2 due to the heat history of the quench hardening treatment, but also comprehensively considers the melting point temperature and spreadability of the compound formed between the materials. Has been developed. Since the ductility of the resulting compound during cold rolling is also taken into consideration, the niobium and nickel materials interposed between the titanium base material 1 and the blade steel material 2 are as described above.
Even urchin thin electroformed layer, it as thousand off during cold rolling without, it can be reliably prevented formation of compound that results in a decrease in tool quality. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5,
The apparent thickness T of the intermediate layer of niobium and nickel, which appears at the cladding boundary between the cutting edge portion A and the outer skin portion B of the titanium clad steel blade material, is also extremely thin, and this intermediate layer is formed of the blade. It doesn't hurt the appearance.
That is, this titanium clad steel blade is excellent in lightness and corrosion resistance, and also has high durability, and the cutting edge portion A has a good appearance. In FIGS. 4 and 5,
Although the apparent thickness T of the intervening intermediate layer is exaggeratedly illustrated,
As shown in the right side drawing in FIG. 4 and FIG.
Cutting edge A and outer skin exposed on the slope of the object
Niobium and nickel appear at the cladding boundary between part B
The apparent thickness of the intervening intermediate layer in Le T (= the slope of the intervening intermediate layer
Width) is about 50-100 microns, and the true thickness or layer thickness is about 5-
10 microns. The embodiment, which is a specific example of the present invention, is generally configured as described above. However, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications may be made within the scope of the claims. Is possible. For example, in the above embodiment, the titanium base material 1
Although a pure titanium material (a first type) is used as a material of course, the present invention is not limited to this, and a titanium alloy of aluminum 6% -vanadium 4% -remaining titanium may be used. Further, the blade steel material 2 is not limited to the above embodiment, but is 0.9% carbon-0.5% silicon or less-0.3% or less manganese-0.03% or less phosphorus-0.03% or less sulfur-15% chromium-0.3% molybdenum- Stainless steel with the remaining iron may be used. As described above with reference to the embodiments , in the titanium clad steel blade material of the present invention, a niobium layer and a blade steel material are provided between the titanium base material and the blade steel material on the titanium base material side. Since the nickel layer is interposed on the side, when quenching and hardening treatment at a temperature of about 1050 ° C to 1070 ° C is performed to improve the hardness of the cutting blade part of the blade, lowering of bonding strength and melting High quality titanium clad steel blades can be provided to the market without any problems. In the titanium clad steel blade material of the present invention , a skin material formed of a titanium material is clad-joined to a cutting blade portion formed of stainless steel blade steel via an intermediate layer of niobium and nickel. While maintaining the same sharpness, it is excellent in lightness and corrosion resistance as well as in durability, and since the intermediate layer of niobium and nickel is extremely thin, this intermediate layer enhances the appearance of the cutting edge. Without damaging it, a high quality titanium clad steel cutting tool can be actually provided on the market.

【図面の簡単な説明】 【図1】本実施形態のチタンクラッド鋼刃物材の製造工
程を示す概略断面図である。 【図2】本実施形態のチタンクラッド鋼刃物材の製造工
程を示す概略断面図である。 【図3】本実施形態のチタンクラッド鋼刃物材の製造工
程を示す概略断面図である。 【図4】本実施形態のチタンクラッド鋼刃物材の製造工
程を示す概略断面図である。 【図5】本実施形態のチタンクラッド鋼刃物の部分斜視
図である。 【符号の説明】 1 チタン母材(板) 2 刃鋼材(板) 3 ニオブ層 4 ニッケル層 A 切刃部 B 外皮部
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of a titanium clad steel blade material of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of the titanium clad steel blade material of the present embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the titanium clad steel blade material of the present embodiment. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the titanium clad steel blade material of the present embodiment. FIG. 5 is a partial perspective view of the titanium clad steel blade of the present embodiment. [Description of Signs] 1 Titanium base material (plate) 2 Blade steel material (plate) 3 Niobium layer 4 Nickel layer A Cutting edge B Outer skin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B26B 1/00 - 9/00 B26B 11/00 - 29/04 C21D 1/18,9/18 B23K 20/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B26B 1/00-9/00 B26B 11/00-29/04 C21D 1 / 18,9 / 18 B23K 20 / 00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ステンレス刃物鋼から成る刃鋼材(2)を
刀身の切刃部(A)とし、純チタンまたはチタン合金か
ら成るチタン母材(1)を刀身の外皮材(B)としたチタ
ンクラッド鋼刃物材であって、前記チタン母材(1)と刃
鋼材(2)との間に、チタン母材(1)側のニオブ層(3)と
刃鋼材(2)側のニッケル層(4)から成る厚5〜10ミク
ロンの介在中間層(3・4)を介在させたことを特徴とする
チタンクラッド鋼刃物材。
(57) [Claims] [Claim 1] A blade steel material (2) made of stainless steel blade steel is used as a cutting blade portion (A) of a blade, and a titanium base material (1) made of pure titanium or a titanium alloy is used as a blade. A titanium clad steel blade material used as an outer skin material (B) of the above, wherein a niobium layer (3) on the titanium base material (1) side and a blade are provided between the titanium base material (1) and the blade steel material (2). steel (2) side of the nickel layer (4) the layer thickness 5-10 microns intervening intermediate layer consisting of (3-4) titanium clad steel blade member, characterized in that interposed therebetween.
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