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公開番号2024126948
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023035732
出願日2023-03-08
発明の名称硬質皮膜除去装置およびそれを用いた硬質皮膜の除去方法
出願人株式会社不二越
代理人個人,個人
主分類B23K 26/36 20140101AFI20240912BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】超硬合金や高速度工具の表面を損傷させることなく、これらの超硬合金や高速度工具鋼の表面に被覆されたTiAlNやAlCrNなどAlを含有する種々の硬質皮膜(窒化物)を除去できる硬質皮膜除去装置およびそれを用いた硬質皮膜の除去方法を提供する。
【解決手段】
硬質皮膜除去装置の発明は、硬質皮膜が被覆された被加工物を内部に設置できる加工処理室と、硬質皮膜へ照射するレーザーを出力できるレーザー源と、外部のガスを加工処理室内へ供給するガス供給配管と、から構成する硬質皮膜除去装置とする。また、硬質皮膜の除去方法の発明は、当該装置を用いてガス供給配管を介して加工処理室内へ外部のガスを供給しながら、レーザー源のレーザーを被加工物の硬質皮膜へ照射することで硬質皮膜の除去を行う。
【選択図】図6

特許請求の範囲【請求項１】
硬質皮膜が被覆された被加工物を内部に設置できる加工処理室と、前記硬質皮膜へ照射するレーザーを出力できるレーザー源と、外部のガスを前記加工処理室内へ供給するガス供給配管と、を有することを特徴とする硬質皮膜除去装置。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
硬質皮膜が被覆された被加工物を内部に設置できる加工処理室と、前記硬質皮膜へ照射するレーザーを出力できるレーザー源と、前記加工処理室内のガスを外部へ排出するガス排出配管と、を有することを特徴とする硬質皮膜除去装置。
【請求項３】
前記加工処理室には、前記レーザー源からを出力するレーザーを前記加工処理室内へ透過できる窓部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の硬質皮膜除去装置。
【請求項４】
請求項１に記載の硬質皮膜除去装置を用いた硬質皮膜の除去方法であって、前記ガス供給配管を介して前記加工処理室内へ前記外部のガスを供給しながら、前記レーザー源のレーザーを前記被加工物の硬質皮膜へ照射することを特徴とする硬質皮膜の除去方法。
【請求項５】
前記外部のガスは、アルゴンガスまたは不活性ガスの内のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の硬質皮膜の除去方法。
【請求項６】
請求項２に記載の硬質皮膜除去装置を用いた硬質皮膜の除去方法であって、前記ガス排出配管を介して前記加工処理室内のガスを外部へ排出した後、前記レーザー源のレーザーを前記被加工物の硬質皮膜へ照射することを特徴とする硬質皮膜の除去方法。
【請求項７】
前記硬質皮膜に向けて前記アルゴンガスまたは不活性ガスの内のいずれかを吹き付けながら、前記レーザーを前記被加工物の硬質皮膜へ照射することを特徴とする請求項５に記載の硬質皮膜の除去方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具等の表面に被覆されている硬質皮膜を除去する装置および当該装置を用いた硬質皮膜の除去方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、切削工具等の表面に被覆されている硬質皮膜を除去する場合にチタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）を溶解する薬液に硬質皮膜を浸漬することで、液中における電解反応を利用した除膜方法が特許文献１に開示されている。また、硬質皮膜に対してアルゴンイオンビーム等を照射することで、アルミニウム（Ａｌ）などの軽金属をスパッタリングすることで硬質皮膜を除去する方法が特許文献２には開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されている薬液法では、超硬合金のコバルトが溶出するために、結果として母材の強度が低下するという問題があった。また、特許文献２に開示されているイオンエッチング法では高額な真空装置が必要で処理時間も長いため、処理費用が高いという問題があった。
【０００４】
そこで、これらの硬質皮膜を除去する方法に替わり、硬質皮膜を除去する方法として、硬質皮膜に対してレーザー照射を行い、照射部分を局所的に加熱することで、蒸発や気化爆発などの化学反応により金属表面の不純物や硬質皮膜を除去する方法がある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第２５９７９３１号公報
特許第６１９８９９１号公報
特開２００８－６２６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献３に開示されているレーザー加熱洗浄法では表面の不純物や汚れを除去することができるが、レーザーの出力を上げても硬質皮膜を効率的に除去することはできなかった。その理由は、ＡｌＣｒＮなど黒色の窒化アルミニウムを主体とする窒化物硬質皮膜はレーザー光を吸収するが、酸化すると酸化アルミニウムを主体とする白色の酸化物となり、レーザー光を吸収しなくなって加工が停止するためである。なお、本願では照射するレーザー光の波長に対して吸収率の高い物質の状態を「黒色」、同じ波長に対して吸収率が低く、かつ反射率が高い物質の状態を「白色」と呼ぶ。すなわち、硬質皮膜や母材が赤色や青色であっても、レーザー光を吸収すれば「黒色（の状態）」、（拡散）反射すれば、それを「白色（の状態）」と定義する。
【０００７】
ここで、レーザー光Ｌ１０を用いた硬質皮膜Ｋ１０（Ｋ１１，Ｋ１２）の除去状態の模式図を図４ないし図６に示す。図４に示す超硬合金や工具鋼などの基材Ｗ１０の表面に被覆された硬質皮膜Ｋ１０を除去する最初の工程では、黒色の窒化物（硬質皮膜）Ｋ１０はレーザー光Ｌ１０に反応するために硬質皮膜Ｋ１０の除去反応が進行する。超硬合金や工具鋼などの基材Ｗ１０は表面の色が白色であるので、レーザー光Ｌ１０とは反応せず除去工程は進行しない。
【０００８】
ところが、この除去工程がさらに進むことで、図５に示す様に基材Ｗ１１が超硬合金の場合は当初黒色であった窒化物Ｋ１１の表面に白色の酸化物Ｓ１１が表れることでレーザー光Ｌ１０との反応が行われなくなり、硬質皮膜Ｋ１１の除去工程が停止する。一方、図６に示す様に基材Ｗ１２が工具鋼の場合には、図５に示す場合と同様に当初黒色であった窒化物Ｋ１２の表面に白色の酸化物Ｓ１２が表れることでレーザー光Ｌ１０との反応が行われなくなり、硬質皮膜Ｋ１２の除去工程が停止する。
【０００９】
同時に、基材Ｗ１２の表面にレーザー光Ｌ１０を照射することで雰囲気の酸化反応により酸化鉄Ｆ１２が形成される。そのため、図５に示す様に基材Ｗ１１が超硬合金の場合は基材が露出すると加工が停止するが、図６に示すように基材Ｗ１２が工具鋼の場合は、その表面が酸化して黒色の酸化鉄Ｆ１２となるので、レーザー光Ｌ１０を吸収して基材Ｗ１２も加工されるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は超硬合金や高速度工具の表面を損傷させることなく、これらの超硬合金や高速度工具鋼の表面に被覆されたＴｉＡｌＮやＡｌＣｒＮなどＡｌを含有する種々の硬質皮膜（窒化物）を除去できる硬質皮膜除去装置およびそれを用いた硬質皮膜の除去方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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