JP2000225511A - カッター及びその製造方法 - Google Patents
カッター及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐摩耗性に優れ、セラミック、超硬合金などの
仮焼結品や、ＦＲＰなどの樹脂複合材料の切断加工など
に用いて、著しく長寿命を保ち、作業能率を向上するこ
とができるカッター及びその製造方法を提供する。 【解決手段】超硬合金製のカッターであって、ＣＶＤ法
により合成された多結晶ダイヤモンドにより被覆されて
なることを特徴とするカッター、超硬合金製のカッター
を切れ刃部分を残してマスキングし、中心軸が熱フィラ
メントの面と平行になる位置におき、回転させつつＣＶ
Ｄ法による多結晶ダイヤモンドの合成を行うことを特徴
とする該カッターの製造方法、及び、超硬合金製のカッ
ター複数枚を切れ刃の位置を合わせて組み合わせ、中心
軸が熱フィラメントの面と平行になる位置におき、回転
させつつＣＶＤ法による多結晶ダイヤモンドの合成を行
うことを特徴とする該カッターの製造方法。
仮焼結品や、ＦＲＰなどの樹脂複合材料の切断加工など
に用いて、著しく長寿命を保ち、作業能率を向上するこ
とができるカッター及びその製造方法を提供する。 【解決手段】超硬合金製のカッターであって、ＣＶＤ法
により合成された多結晶ダイヤモンドにより被覆されて
なることを特徴とするカッター、超硬合金製のカッター
を切れ刃部分を残してマスキングし、中心軸が熱フィラ
メントの面と平行になる位置におき、回転させつつＣＶ
Ｄ法による多結晶ダイヤモンドの合成を行うことを特徴
とする該カッターの製造方法、及び、超硬合金製のカッ
ター複数枚を切れ刃の位置を合わせて組み合わせ、中心
軸が熱フィラメントの面と平行になる位置におき、回転
させつつＣＶＤ法による多結晶ダイヤモンドの合成を行
うことを特徴とする該カッターの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カッター及びその
製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、耐摩耗
性に優れ、切断加工などに用いて、著しく長寿命を保
ち、作業能率を向上することができるカッター及びその
製造方法に関する。
製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、耐摩耗
性に優れ、切断加工などに用いて、著しく長寿命を保
ち、作業能率を向上することができるカッター及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、超硬ソリッドカッターは、横
フライス盤に取り付けて、セラミック、超硬合金などの
仮焼結品や、ＦＲＰなどの樹脂複合材料の切断、すりわ
り、みぞ削りなどの加工に用いられている。しかし、こ
のような用途に超硬ソリッドカッターを用いると、摩耗
が激しく寿命が非常に短いので、カッターの交換の頻度
が多くなり、その際の位置合わせなどに多くの手間と時
間がかかり、作業能率低下の原因となっていた。このた
めに、セラミック材料などの加工に用いても寿命が長
く、作業能率を向上することができるカッターが求めら
れていた。
フライス盤に取り付けて、セラミック、超硬合金などの
仮焼結品や、ＦＲＰなどの樹脂複合材料の切断、すりわ
り、みぞ削りなどの加工に用いられている。しかし、こ
のような用途に超硬ソリッドカッターを用いると、摩耗
が激しく寿命が非常に短いので、カッターの交換の頻度
が多くなり、その際の位置合わせなどに多くの手間と時
間がかかり、作業能率低下の原因となっていた。このた
めに、セラミック材料などの加工に用いても寿命が長
く、作業能率を向上することができるカッターが求めら
れていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐摩耗性に
優れ、セラミック、超硬合金などの仮焼結品や、ＦＲＰ
などの樹脂複合材料の切断加工などに用いて、著しく長
寿命を保ち、作業能率を向上することができるカッター
及びその製造方法を提供することを目的としてなされた
ものである。
優れ、セラミック、超硬合金などの仮焼結品や、ＦＲＰ
などの樹脂複合材料の切断加工などに用いて、著しく長
寿命を保ち、作業能率を向上することができるカッター
及びその製造方法を提供することを目的としてなされた
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、超硬合金製のカ
ッターをＣＶＤ法により合成された多結晶ダイヤモンド
で被覆することにより、その寿命を数十倍に延長し得る
ことを見いだし、さらに、カッターの中心軸が熱フィラ
メントの面と平行になる位置におき、回転させつつ多結
晶ダイヤモンドの合成を行うことより、効率的に多結晶
ダイヤモンドの被覆を形成し得ることを見いだして、こ
れらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。すな
わち、本発明は、 （１）超硬合金製のカッターであって、ＣＶＤ法により
合成された多結晶ダイヤモンドにより被覆されてなるこ
とを特徴とするカッター、 （２）カッターの切れ刃部分のみが、非連続的に多結晶
ダイヤモンドにより被覆されてなる第(１)項記載のカッ
ター、 （３）カッターの外周面のみが、多結晶ダイヤモンドに
より被覆されてなる第(１)項記載のカッター、 （４）多結晶ダイヤモンドの結晶サイズが、１〜１２μ
ｍである第(１)項、第(２)項又は第(３)項記載のカッタ
ー、 （５）超硬合金製のカッターを切れ刃部分を残してマス
キングし、中心軸が熱フィラメントの面と平行になる位
置におき、回転させつつＣＶＤ法による多結晶ダイヤモ
ンドの合成を行うことを特徴とするカッターの製造方
法、及び、 （６）超硬合金製のカッター複数枚を切れ刃の位置を合
わせて組み合わせ、中心軸が熱フィラメントの面と平行
になる位置におき、回転させつつＣＶＤ法による多結晶
ダイヤモンドの合成を行うことを特徴とするカッターの
製造方法、を提供するものである。
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、超硬合金製のカ
ッターをＣＶＤ法により合成された多結晶ダイヤモンド
で被覆することにより、その寿命を数十倍に延長し得る
ことを見いだし、さらに、カッターの中心軸が熱フィラ
メントの面と平行になる位置におき、回転させつつ多結
晶ダイヤモンドの合成を行うことより、効率的に多結晶
ダイヤモンドの被覆を形成し得ることを見いだして、こ
れらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。すな
わち、本発明は、 （１）超硬合金製のカッターであって、ＣＶＤ法により
合成された多結晶ダイヤモンドにより被覆されてなるこ
とを特徴とするカッター、 （２）カッターの切れ刃部分のみが、非連続的に多結晶
ダイヤモンドにより被覆されてなる第(１)項記載のカッ
ター、 （３）カッターの外周面のみが、多結晶ダイヤモンドに
より被覆されてなる第(１)項記載のカッター、 （４）多結晶ダイヤモンドの結晶サイズが、１〜１２μ
ｍである第(１)項、第(２)項又は第(３)項記載のカッタ
ー、 （５）超硬合金製のカッターを切れ刃部分を残してマス
キングし、中心軸が熱フィラメントの面と平行になる位
置におき、回転させつつＣＶＤ法による多結晶ダイヤモ
ンドの合成を行うことを特徴とするカッターの製造方
法、及び、 （６）超硬合金製のカッター複数枚を切れ刃の位置を合
わせて組み合わせ、中心軸が熱フィラメントの面と平行
になる位置におき、回転させつつＣＶＤ法による多結晶
ダイヤモンドの合成を行うことを特徴とするカッターの
製造方法、を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のカッターは、超硬合金製
のカッターであって、ＣＶＤ法により合成された多結晶
ダイヤモンドにより被覆されてなるものである。図１
は、従来のカッターの平面図であり、図２は、本発明の
カッターの一態様の平面図である。図１に示す従来のカ
ッターは、中央にセンタ穴１を、外周に切れ刃２を有
し、金属及び硬質の金属化合物からなり、その硬質相中
の主成分が炭化タングステンである超硬合金３を用いて
製作される。図２に示す態様のカッターは、超硬合金製
のカッターの全表面が、ＣＶＤ法により合成された多結
晶ダイヤモンド４により被覆されている。超硬合金製の
カッターの全表面を、ＣＶＤ法により合成された多結晶
ダイヤモンドで被覆することにより、カッターの耐摩耗
性が著しく向上し、カッターの寿命を数十倍に延長する
ことができる。本発明において、多結晶ダイヤモンドを
合成するためのＣＶＤ法に特に制限はなく、例えば、熱
フィラメント法、マイクロ波プラズマ法、高周波プラズ
マ法、直流放電プラズマ法、アーク放電プラズマジェッ
ト法などを挙げることができる。
のカッターであって、ＣＶＤ法により合成された多結晶
ダイヤモンドにより被覆されてなるものである。図１
は、従来のカッターの平面図であり、図２は、本発明の
カッターの一態様の平面図である。図１に示す従来のカ
ッターは、中央にセンタ穴１を、外周に切れ刃２を有
し、金属及び硬質の金属化合物からなり、その硬質相中
の主成分が炭化タングステンである超硬合金３を用いて
製作される。図２に示す態様のカッターは、超硬合金製
のカッターの全表面が、ＣＶＤ法により合成された多結
晶ダイヤモンド４により被覆されている。超硬合金製の
カッターの全表面を、ＣＶＤ法により合成された多結晶
ダイヤモンドで被覆することにより、カッターの耐摩耗
性が著しく向上し、カッターの寿命を数十倍に延長する
ことができる。本発明において、多結晶ダイヤモンドを
合成するためのＣＶＤ法に特に制限はなく、例えば、熱
フィラメント法、マイクロ波プラズマ法、高周波プラズ
マ法、直流放電プラズマ法、アーク放電プラズマジェッ
ト法などを挙げることができる。
【０００６】本発明のカッターにおいて、ＣＶＤ法によ
り合成された多結晶ダイヤモンドの被覆は、カッターの
全表面に施すことができ、あるいは、切れ刃部分とその
近傍、切れ刃部分のみ若しくは外周面のみに施すことも
できる。図３及び図４は、本発明のカッターの他の態様
の平面図である。図３に示す態様のカッターは、切れ刃
部分とその近傍がＣＶＤ法により合成された多結晶ダイ
ヤモンド４により被覆され、センタ穴側の大部分は、超
硬合金３が露出している。図４に示す態様のカッター
は、切れ刃部分のみがＣＶＤ法により合成された多結晶
ダイヤモンド４により被覆され、かつ、切れ刃を被覆す
る多結晶ダイヤモンドの被膜は非連続的であって、切れ
刃ごとに独立した構造となっている。多結晶ダイヤモン
ドによる被覆を、切れ刃部分とその近傍又は切れ刃部分
のみに施すことにより、カッターの歪みを減少させるこ
とができる。特に、図４に示すように、切れ刃部分のみ
が、非連続的に多結晶ダイヤモンドにより被覆されてな
るカッターは、歪みをほとんど生ずることがない上に、
優れた切れ味を発揮するので、特に好適に使用すること
ができる。図５は、本発明のカッターの他の態様の平面
図である。図１〜図４に示す態様のカッターがすべて４
４枚刃であるのに対し、図５に示す態様のカッターは、
２０枚刃であり、切れ刃部分のみがＣＶＤ法により合成
された多結晶ダイヤモンド４により被覆され、かつ、切
れ刃を被覆する多結晶ダイヤモンドの被膜は非連続的で
あって、切れ刃ごとに独立した構造となっている。図６
は、本発明のカッターの他の態様の平面図である。図６
に示す態様のカッターは、２００枚刃であり、切れ刃部
分とその近傍がＣＶＤ法により合成された多結晶ダイヤ
モンド４により被覆され、センタ穴側の大部分は、超硬
合金３が露出している。カッターの刃数が少ないと、個
々の刃が大きいために、切れ味が良好となるが、切断面
が粗くなる傾向が現れる。カッターの刃数が多いと、個
々の刃が小さいために、切れ味はやや劣るが、切断面の
品位が向上する。一般に、刃のピッチが０.５〜１２m
m、すなわち直径７０mmのカッターの場合１８〜４４０
枚刃であることが好ましく、刃のピッチが１〜５.５m
m、すなわち直径７０mmのカッターの場合４０〜２２０
枚刃であることがより好ましい。
り合成された多結晶ダイヤモンドの被覆は、カッターの
全表面に施すことができ、あるいは、切れ刃部分とその
近傍、切れ刃部分のみ若しくは外周面のみに施すことも
できる。図３及び図４は、本発明のカッターの他の態様
の平面図である。図３に示す態様のカッターは、切れ刃
部分とその近傍がＣＶＤ法により合成された多結晶ダイ
ヤモンド４により被覆され、センタ穴側の大部分は、超
硬合金３が露出している。図４に示す態様のカッター
は、切れ刃部分のみがＣＶＤ法により合成された多結晶
ダイヤモンド４により被覆され、かつ、切れ刃を被覆す
る多結晶ダイヤモンドの被膜は非連続的であって、切れ
刃ごとに独立した構造となっている。多結晶ダイヤモン
ドによる被覆を、切れ刃部分とその近傍又は切れ刃部分
のみに施すことにより、カッターの歪みを減少させるこ
とができる。特に、図４に示すように、切れ刃部分のみ
が、非連続的に多結晶ダイヤモンドにより被覆されてな
るカッターは、歪みをほとんど生ずることがない上に、
優れた切れ味を発揮するので、特に好適に使用すること
ができる。図５は、本発明のカッターの他の態様の平面
図である。図１〜図４に示す態様のカッターがすべて４
４枚刃であるのに対し、図５に示す態様のカッターは、
２０枚刃であり、切れ刃部分のみがＣＶＤ法により合成
された多結晶ダイヤモンド４により被覆され、かつ、切
れ刃を被覆する多結晶ダイヤモンドの被膜は非連続的で
あって、切れ刃ごとに独立した構造となっている。図６
は、本発明のカッターの他の態様の平面図である。図６
に示す態様のカッターは、２００枚刃であり、切れ刃部
分とその近傍がＣＶＤ法により合成された多結晶ダイヤ
モンド４により被覆され、センタ穴側の大部分は、超硬
合金３が露出している。カッターの刃数が少ないと、個
々の刃が大きいために、切れ味が良好となるが、切断面
が粗くなる傾向が現れる。カッターの刃数が多いと、個
々の刃が小さいために、切れ味はやや劣るが、切断面の
品位が向上する。一般に、刃のピッチが０.５〜１２m
m、すなわち直径７０mmのカッターの場合１８〜４４０
枚刃であることが好ましく、刃のピッチが１〜５.５m
m、すなわち直径７０mmのカッターの場合４０〜２２０
枚刃であることがより好ましい。
【０００７】図７は、本発明のカッターの他の態様の平
面図である。本態様のカッターは、超硬合金製の円板の
外周部にスリット５を入れて切れ刃とし、切れ刃部分の
みがＣＶＤ法により合成された多結晶ダイヤモンド４に
より被覆され、かつ、切れ刃を被覆する多結晶ダイヤモ
ンドの被膜は非連続的であって、切れ刃ごとに独立した
構造となっている。図７に示すカッターのスリットはＵ
字形であるが、スリットの形状に特に制限はなく、Ｖ字
形、Ц字形など、任意の形状とすることができる。ま
た、図７に示すカッターは、４４個のスリットを有し、
４４枚刃となっているが、刃数にも特に制限はなく、例
えば、１８枚刃、４０枚刃、２２０枚刃、４４０枚刃な
ど、任意の刃数とすることができる。図７に示す態様の
カッターは、図１〜図６に示す態様のカッターと異な
り、鋭利な刃先を有しないので、刃先から多結晶ダイヤ
モンドが剥離するおそれが少ない。図８は、本発明のカ
ッターの他の態様の斜視図である。本態様のカッター
は、外周面６のみがＣＶＤ法により合成された多結晶ダ
イヤモンドにより被覆され、カッターの側面は多結晶ダ
イヤモンドに被覆されることなく、超硬合金３が露出し
ている。本態様のカッターは、側面が多結晶ダイヤモン
ドに被覆されていないので、歪みを全く生ずることがな
く、優れた切れ味を発揮する。本発明のカッターにおい
て、ＣＶＤ法により合成された多結晶ダイヤモンドの結
晶サイズに特に制限はないが、結晶サイズが１〜１２μ
ｍであることが好ましく、３〜８μｍであることがより
好ましい。多結晶ダイヤモンドの結晶サイズが１μｍ未
満であると、多結晶ダイヤモンドによる被覆の摩耗がは
やく、十分な長寿命の達成が困難となるおそれがある。
多結晶ダイヤモンドの結晶サイズが１２μｍを超える
と、多結晶ダイヤモンドの超硬合金への付着性が悪くな
り、切れ刃の精度が落ち、切れ味が低下するおそれがあ
る。
面図である。本態様のカッターは、超硬合金製の円板の
外周部にスリット５を入れて切れ刃とし、切れ刃部分の
みがＣＶＤ法により合成された多結晶ダイヤモンド４に
より被覆され、かつ、切れ刃を被覆する多結晶ダイヤモ
ンドの被膜は非連続的であって、切れ刃ごとに独立した
構造となっている。図７に示すカッターのスリットはＵ
字形であるが、スリットの形状に特に制限はなく、Ｖ字
形、Ц字形など、任意の形状とすることができる。ま
た、図７に示すカッターは、４４個のスリットを有し、
４４枚刃となっているが、刃数にも特に制限はなく、例
えば、１８枚刃、４０枚刃、２２０枚刃、４４０枚刃な
ど、任意の刃数とすることができる。図７に示す態様の
カッターは、図１〜図６に示す態様のカッターと異な
り、鋭利な刃先を有しないので、刃先から多結晶ダイヤ
モンドが剥離するおそれが少ない。図８は、本発明のカ
ッターの他の態様の斜視図である。本態様のカッター
は、外周面６のみがＣＶＤ法により合成された多結晶ダ
イヤモンドにより被覆され、カッターの側面は多結晶ダ
イヤモンドに被覆されることなく、超硬合金３が露出し
ている。本態様のカッターは、側面が多結晶ダイヤモン
ドに被覆されていないので、歪みを全く生ずることがな
く、優れた切れ味を発揮する。本発明のカッターにおい
て、ＣＶＤ法により合成された多結晶ダイヤモンドの結
晶サイズに特に制限はないが、結晶サイズが１〜１２μ
ｍであることが好ましく、３〜８μｍであることがより
好ましい。多結晶ダイヤモンドの結晶サイズが１μｍ未
満であると、多結晶ダイヤモンドによる被覆の摩耗がは
やく、十分な長寿命の達成が困難となるおそれがある。
多結晶ダイヤモンドの結晶サイズが１２μｍを超える
と、多結晶ダイヤモンドの超硬合金への付着性が悪くな
り、切れ刃の精度が落ち、切れ味が低下するおそれがあ
る。
【０００８】本発明の製造方法の第１の態様において
は、先ず超硬合金製のカッターの切れ刃部分を残してマ
スキングする。マスキングする方法に特に制限はなく、
例えば、セラミックや、モリブデン、チタン、ニッケル
などの高融点金属の円盤状治具をカッターの両面に密着
させることによりマスキングすることができる。切れ刃
部分を残してマスキングしたカッターは、次いで減圧容
器内において、中心軸が熱フィラメントの面と平行にな
る位置におく。減圧容器には、メタンなどの炭素源と水
素の混合気体を１０〜１００Torrの減圧下に流入させ、
熱フィラメントを約２,０００℃に、カッターを７００
〜１,０００℃に加熱する。炭素源としてメタンを用い
るときは、メタンの濃度は０.３〜５容量％であること
が好ましい。メタン濃度が高いと生成する多結晶ダイヤ
モンドの結晶サイズは小さく、メタン濃度が低いと結晶
サイズは大きくなり、また、温度が高いと結晶サイズは
大きく、温度が低いと結晶サイズは小さくなるので、メ
タン濃度と温度を選択することにより、生成する多結晶
ダイヤモンドの結晶サイズを制御することができる。減
圧容器内において、切れ刃部分を残してマスキングした
カッターは、切れ刃部分が順次熱フィラメントの近傍を
通過するように回転させる。回転方法に特に制限はな
く、例えば、連続的に回転させることができ、あるい
は、断続的に回転させることもできる。回転速度にも特
に制限はないが、通常は、４０〜６０分間で１回転する
程度の速度が好ましい。切れ刃部分を残してマスキング
したカッターを回転させつつ多結晶ダイヤモンドの合成
を行うことにより、切れ刃部分に均一な厚みの多結晶ダ
イヤモンドの被覆を形成することができる。
は、先ず超硬合金製のカッターの切れ刃部分を残してマ
スキングする。マスキングする方法に特に制限はなく、
例えば、セラミックや、モリブデン、チタン、ニッケル
などの高融点金属の円盤状治具をカッターの両面に密着
させることによりマスキングすることができる。切れ刃
部分を残してマスキングしたカッターは、次いで減圧容
器内において、中心軸が熱フィラメントの面と平行にな
る位置におく。減圧容器には、メタンなどの炭素源と水
素の混合気体を１０〜１００Torrの減圧下に流入させ、
熱フィラメントを約２,０００℃に、カッターを７００
〜１,０００℃に加熱する。炭素源としてメタンを用い
るときは、メタンの濃度は０.３〜５容量％であること
が好ましい。メタン濃度が高いと生成する多結晶ダイヤ
モンドの結晶サイズは小さく、メタン濃度が低いと結晶
サイズは大きくなり、また、温度が高いと結晶サイズは
大きく、温度が低いと結晶サイズは小さくなるので、メ
タン濃度と温度を選択することにより、生成する多結晶
ダイヤモンドの結晶サイズを制御することができる。減
圧容器内において、切れ刃部分を残してマスキングした
カッターは、切れ刃部分が順次熱フィラメントの近傍を
通過するように回転させる。回転方法に特に制限はな
く、例えば、連続的に回転させることができ、あるい
は、断続的に回転させることもできる。回転速度にも特
に制限はないが、通常は、４０〜６０分間で１回転する
程度の速度が好ましい。切れ刃部分を残してマスキング
したカッターを回転させつつ多結晶ダイヤモンドの合成
を行うことにより、切れ刃部分に均一な厚みの多結晶ダ
イヤモンドの被覆を形成することができる。
【０００９】本発明のカッターの製造方法の第２の態様
においては、超硬合金製のカッター複数枚を切れ刃の位
置を合わせて組み合わせ、組み合わせた複数枚のカッタ
ーの両最外側面をマスキングする。マスキングする方法
に特に制限はなく、例えば、両最外側面の２枚のカッタ
ーをダミーとして用いることによりマスキングすること
ができ、あるいは、カッターと同一形状のセラミック
や、モリブデン、チタン、ニッケルなどの高融点金属の
治具を両最外側面に密着させることによりマスキングす
ることもできる。切れ刃の位置を合わせて組み合わせ、
両最外側面をマスキングした複数枚のカッターは、次い
で減圧容器内において、中心軸が熱フィラメントの面と
平行になる位置におく。減圧容器には、メタンなどの炭
素源と水素の混合気体を１０〜１００Torrの減圧下に流
入させ、熱フィラメントを約２,０００℃に、カッター
を７００〜１,０００℃に加熱する。炭素源としてメタ
ンを用いるときは、メタンの濃度は０.３〜５容量％で
あることが好ましい。メタン濃度が高いと生成する多結
晶ダイヤモンドの結晶サイズは小さく、メタン濃度が低
いと結晶サイズは大きくなり、また、温度が高いと結晶
サイズは大きく、温度が低いと結晶サイズは小さくなる
ので、メタン濃度と温度を選択することにより、生成す
る多結晶ダイヤモンドの結晶サイズを制御することがで
きる。減圧容器内において、両最外側面をマスキングし
た複数枚のカッターは、外周面が順次熱フィラメントの
近傍を通過するように回転させる。回転方法に特に制限
はなく、例えば、連続的に回転させることができ、ある
いは、断続的に回転させることもできる。回転速度にも
特に制限はないが、通常は、４０〜６０分間で１回転す
る程度の速度が好ましい。両最外側面をマスキングした
複数枚のカッターを回転させつつ多結晶ダイヤモンドの
合成を行うことにより、外周面のみに多結晶ダイヤモン
ドの被覆を形成し、図８に示す態様のカッターを製造す
ることができる。本態様の製造方法によれば、カッター
１個ごとにマスキングを施す必要がなく、かつ複数枚の
カッターに対して多結晶ダイヤモンドの合成を同時に行
うことができるので、多結晶ダイヤモンドで被覆された
カッターを経済的に製造することができる。本発明のカ
ッターは、セラミック、超硬合金などの仮焼結品や、Ｆ
ＲＰなど樹脂複合材料などの切断加工において、優れた
耐摩耗性を発揮し、従来のカッターに比べて数十倍の長
寿命を有する。そのために、カッターの交換頻度が大幅
に少なくなり、位置合わせなどに要する手間と時間を節
減し、作業能率を向上することができる。また、切れ刃
部分又は外周面を多結晶ダイヤモンドで被覆することに
より、切り粉の目詰まりを防止して、作業能率を向上す
ることもできる。
においては、超硬合金製のカッター複数枚を切れ刃の位
置を合わせて組み合わせ、組み合わせた複数枚のカッタ
ーの両最外側面をマスキングする。マスキングする方法
に特に制限はなく、例えば、両最外側面の２枚のカッタ
ーをダミーとして用いることによりマスキングすること
ができ、あるいは、カッターと同一形状のセラミック
や、モリブデン、チタン、ニッケルなどの高融点金属の
治具を両最外側面に密着させることによりマスキングす
ることもできる。切れ刃の位置を合わせて組み合わせ、
両最外側面をマスキングした複数枚のカッターは、次い
で減圧容器内において、中心軸が熱フィラメントの面と
平行になる位置におく。減圧容器には、メタンなどの炭
素源と水素の混合気体を１０〜１００Torrの減圧下に流
入させ、熱フィラメントを約２,０００℃に、カッター
を７００〜１,０００℃に加熱する。炭素源としてメタ
ンを用いるときは、メタンの濃度は０.３〜５容量％で
あることが好ましい。メタン濃度が高いと生成する多結
晶ダイヤモンドの結晶サイズは小さく、メタン濃度が低
いと結晶サイズは大きくなり、また、温度が高いと結晶
サイズは大きく、温度が低いと結晶サイズは小さくなる
ので、メタン濃度と温度を選択することにより、生成す
る多結晶ダイヤモンドの結晶サイズを制御することがで
きる。減圧容器内において、両最外側面をマスキングし
た複数枚のカッターは、外周面が順次熱フィラメントの
近傍を通過するように回転させる。回転方法に特に制限
はなく、例えば、連続的に回転させることができ、ある
いは、断続的に回転させることもできる。回転速度にも
特に制限はないが、通常は、４０〜６０分間で１回転す
る程度の速度が好ましい。両最外側面をマスキングした
複数枚のカッターを回転させつつ多結晶ダイヤモンドの
合成を行うことにより、外周面のみに多結晶ダイヤモン
ドの被覆を形成し、図８に示す態様のカッターを製造す
ることができる。本態様の製造方法によれば、カッター
１個ごとにマスキングを施す必要がなく、かつ複数枚の
カッターに対して多結晶ダイヤモンドの合成を同時に行
うことができるので、多結晶ダイヤモンドで被覆された
カッターを経済的に製造することができる。本発明のカ
ッターは、セラミック、超硬合金などの仮焼結品や、Ｆ
ＲＰなど樹脂複合材料などの切断加工において、優れた
耐摩耗性を発揮し、従来のカッターに比べて数十倍の長
寿命を有する。そのために、カッターの交換頻度が大幅
に少なくなり、位置合わせなどに要する手間と時間を節
減し、作業能率を向上することができる。また、切れ刃
部分又は外周面を多結晶ダイヤモンドで被覆することに
より、切り粉の目詰まりを防止して、作業能率を向上す
ることもできる。
【００１０】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 外径７０mm、内径４０mm、幅１.０mm、刃数４４枚の超
硬合金製のメタルソーを、切れ刃部分が非連続的に露出
するようにセラミック製の円盤状治具を用いてマスキン
グを施した。マスキングを施したメタルソーを、中心軸
が熱フィラメントの面に対して平行になる位置におき、
回転させつつ９００℃に加熱し、５０Torrの減圧下に、
メタン０.８容量％と水素９９.２容量％の混合気体を導
入して、熱フィラメント法により２０時間多結晶ダイヤ
モンドの気相合成を行った。冷却後マスキングを外す
と、図４に示す形状の切れ刃部分に非連続的に多結晶ダ
イヤモンドの被覆が施されたメタルソーが得られた。多
結晶ダイヤモンドの結晶サイズは約６μｍであり、多結
晶ダイヤモンドの被覆の厚さは１０μｍであった。この
メタルソーを用いて、回転数３０,０００min-1、送りス
ピード５０mm／sec、切り込み深さ１mmで、アルミナ系
セラミック仮焼結品の切断試験を行った。３,０００mm
切断後の逃げ面摩耗は、５μｍであった。 比較例１ 実施例１で多結晶ダイヤモンドの被覆を行ったものと同
じ外径７０mm、内径４０mm、幅１.０mm、刃数４４枚の
超硬合金製のメタルソーをそのまま用いて、回転数３
０,０００min-1、送りスピード５０mm／sec、切り込み
深さ１mmで、実施例１と同じアルミナ系セラミック仮焼
結品の切断試験を行った。１５０mm切断後の逃げ面摩耗
は、２０μｍであった。実施例１と比較例１の結果を比
べると、実施例１の切断長さは比較例１の切断長さの２
０倍であり、実施例１の逃げ面摩耗は比較例１の逃げ面
摩耗の４分の１である。すなわち、切れ刃に多結晶ダイ
ヤモンドによる被覆を施した実施例１のメタルソーは、
比較例１の超硬合金製のメタルソーの約８０倍の寿命を
有するものと推定される。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 外径７０mm、内径４０mm、幅１.０mm、刃数４４枚の超
硬合金製のメタルソーを、切れ刃部分が非連続的に露出
するようにセラミック製の円盤状治具を用いてマスキン
グを施した。マスキングを施したメタルソーを、中心軸
が熱フィラメントの面に対して平行になる位置におき、
回転させつつ９００℃に加熱し、５０Torrの減圧下に、
メタン０.８容量％と水素９９.２容量％の混合気体を導
入して、熱フィラメント法により２０時間多結晶ダイヤ
モンドの気相合成を行った。冷却後マスキングを外す
と、図４に示す形状の切れ刃部分に非連続的に多結晶ダ
イヤモンドの被覆が施されたメタルソーが得られた。多
結晶ダイヤモンドの結晶サイズは約６μｍであり、多結
晶ダイヤモンドの被覆の厚さは１０μｍであった。この
メタルソーを用いて、回転数３０,０００min-1、送りス
ピード５０mm／sec、切り込み深さ１mmで、アルミナ系
セラミック仮焼結品の切断試験を行った。３,０００mm
切断後の逃げ面摩耗は、５μｍであった。 比較例１ 実施例１で多結晶ダイヤモンドの被覆を行ったものと同
じ外径７０mm、内径４０mm、幅１.０mm、刃数４４枚の
超硬合金製のメタルソーをそのまま用いて、回転数３
０,０００min-1、送りスピード５０mm／sec、切り込み
深さ１mmで、実施例１と同じアルミナ系セラミック仮焼
結品の切断試験を行った。１５０mm切断後の逃げ面摩耗
は、２０μｍであった。実施例１と比較例１の結果を比
べると、実施例１の切断長さは比較例１の切断長さの２
０倍であり、実施例１の逃げ面摩耗は比較例１の逃げ面
摩耗の４分の１である。すなわち、切れ刃に多結晶ダイ
ヤモンドによる被覆を施した実施例１のメタルソーは、
比較例１の超硬合金製のメタルソーの約８０倍の寿命を
有するものと推定される。
【００１１】
【発明の効果】本発明のＣＶＤ法により合成された多結
晶ダイヤモンドにより被覆されてなるカッターは、従来
の超硬合金製のカッターに比して数十倍の長寿命を有
し、カッターの交換頻度を減少し、カッター交換の際に
要する位置あわせなどの手間と時間を大幅に軽減し、切
断作業の省力化が可能となる。また、多結晶ダイヤモン
ドで被覆することにより、切り粉の目詰まりを防止する
ことができる。
晶ダイヤモンドにより被覆されてなるカッターは、従来
の超硬合金製のカッターに比して数十倍の長寿命を有
し、カッターの交換頻度を減少し、カッター交換の際に
要する位置あわせなどの手間と時間を大幅に軽減し、切
断作業の省力化が可能となる。また、多結晶ダイヤモン
ドで被覆することにより、切り粉の目詰まりを防止する
ことができる。
【図１】図１は、従来のカッターの一例の平面図であ
る。
る。
【図２】図２は、本発明のカッターの一態様の平面図で
ある。
ある。
【図３】図３は、本発明のカッターの他の態様の平面図
である。
である。
【図４】図４は、本発明のカッターの他の態様の平面図
である。
である。
【図５】図５は、本発明のカッターの他の態様の平面図
である。
である。
【図６】図６は、本発明のカッターの他の態様の平面図
である。
である。
【図７】図７は、本発明のカッターの他の態様の平面図
である。
である。
【図８】図８は、本発明のカッターの他の態様の斜視図
である。
である。
１ センタ穴 ２ 切れ刃 ３ 超硬合金 ４ 多結晶ダイヤモンド ５ スリット ６ 外周面
Claims (6)
- 【請求項１】超硬合金製のカッターであって、ＣＶＤ法
により合成された多結晶ダイヤモンドにより被覆されて
なることを特徴とするカッター。 - 【請求項２】カッターの切れ刃部分のみが、非連続的に
多結晶ダイヤモンドにより被覆されてなる請求項１記載
のカッター。 - 【請求項３】カッターの外周面のみが、多結晶ダイヤモ
ンドにより被覆されてなる請求項１記載のカッター。 - 【請求項４】多結晶ダイヤモンドの結晶サイズが、１〜
１２μｍである請求項１、請求項２又は請求項３記載の
カッター。 - 【請求項５】超硬合金製のカッターを切れ刃部分を残し
てマスキングし、中心軸が熱フィラメントの面と平行に
なる位置におき、回転させつつＣＶＤ法による多結晶ダ
イヤモンドの合成を行うことを特徴とするカッターの製
造方法。 - 【請求項６】超硬合金製のカッター複数枚を切れ刃の位
置を合わせて組み合わせ、中心軸が熱フィラメントの面
と平行になる位置におき、回転させつつＣＶＤ法による
多結晶ダイヤモンドの合成を行うことを特徴とするカッ
ターの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11030516A JP2000225511A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | カッター及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11030516A JP2000225511A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | カッター及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000225511A true JP2000225511A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12305986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11030516A Pending JP2000225511A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | カッター及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000225511A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229755A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Ookouchi Kinzoku Kk | Ｄｌｃ被覆を有する切削工具とその製造方法 |
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-
1999
- 1999-02-08 JP JP11030516A patent/JP2000225511A/ja active Pending
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