JPH0224005A - ダイヤモンド被覆工具およびその製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド被覆工具およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH0224005A JPH0224005A JP16948888A JP16948888A JPH0224005A JP H0224005 A JPH0224005 A JP H0224005A JP 16948888 A JP16948888 A JP 16948888A JP 16948888 A JP16948888 A JP 16948888A JP H0224005 A JPH0224005 A JP H0224005A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- silicon nitride
- substrate
- coated tool
- hours
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、特定の基板を用いて低温プラズマを利用し
た気相成長法により製造されるアルミニウム切削並びに
研削などに用いられるダイヤモンド被覆工具およびその
製造方法に関する。
た気相成長法により製造されるアルミニウム切削並びに
研削などに用いられるダイヤモンド被覆工具およびその
製造方法に関する。
（従来の技術）
従来、アルミニウム切削並びに研削などに用いられる工
具としてダイヤモンド被覆工具が最も適していることは
一般によく知られている。そのダイヤモンド被覆工具の
多くは人工的に高温高圧下で合成されたダイヤモンドの
粒を樹脂またはメタルのバインダーで固められたもので
ある。ところが高温高圧下の合成がたいへん高価側ごつ
くという理由と、ダイヤモンド粒の固め方がたいへんに
内層であるという理由から、近年低価格で簡単にダイヤ
モンドの合成ができる気相成長法に注目が集められてい
る。
具としてダイヤモンド被覆工具が最も適していることは
一般によく知られている。そのダイヤモンド被覆工具の
多くは人工的に高温高圧下で合成されたダイヤモンドの
粒を樹脂またはメタルのバインダーで固められたもので
ある。ところが高温高圧下の合成がたいへん高価側ごつ
くという理由と、ダイヤモンド粒の固め方がたいへんに
内層であるという理由から、近年低価格で簡単にダイヤ
モンドの合成ができる気相成長法に注目が集められてい
る。
この気相成長法には、高温プラズマを利用する方法と低
温プラズマを利用する方法がある。そして高温プラズマ
を利用する方法は、メタンと水素とアルゴンの混合ガス
を高周波あるいは直流電源を用いて１万度に加熱し、７
００度付近の温度をもった基板上へダイヤモンドを析出
させる方法であり、また低温プラズマを利用する方法は
、メタンあるいは有機溶剤と水素の混合ガスをタングス
テンフィラメントあるいはマイクロ波を用いて９００度
付近に加熱励起し、基板上へ、ダイヤモンドを析出させ
る方法である。
温プラズマを利用する方法がある。そして高温プラズマ
を利用する方法は、メタンと水素とアルゴンの混合ガス
を高周波あるいは直流電源を用いて１万度に加熱し、７
００度付近の温度をもった基板上へダイヤモンドを析出
させる方法であり、また低温プラズマを利用する方法は
、メタンあるいは有機溶剤と水素の混合ガスをタングス
テンフィラメントあるいはマイクロ波を用いて９００度
付近に加熱励起し、基板上へ、ダイヤモンドを析出させ
る方法である。
なおダイヤモンド被覆工具として用いられる基板は従来
、炭化タングステン、タンタル、アルミナ、窒化珪素が
該当していた。
、炭化タングステン、タンタル、アルミナ、窒化珪素が
該当していた。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし従来のダイヤモンド被覆工具は、その製造方法に
次のような欠点があった。
次のような欠点があった。
■ ダイヤモンド被覆工具として用いられる基板の前処
理において、ダイヤモンド砥粒であらかじめ研磨しなけ
ればならなかった。
理において、ダイヤモンド砥粒であらかじめ研磨しなけ
ればならなかった。
前記高温プラズマを利用する方法のうちの高周波を用い
る方法並びに低温プラズマを利用する方法について、仮
りに基板の前処理においてダイヤモンド砥粒で研磨しな
いとすれば、基板上にはダイヤモンドが全く析出しない
か、析出したとしてもせいぜい１平方センチメートル当
り１０００００個程度の粒０数にしかならず、膜として
の析出は起こらない、従ってダイヤモンドで被覆されて
いないために工具としては利用できない。
る方法並びに低温プラズマを利用する方法について、仮
りに基板の前処理においてダイヤモンド砥粒で研磨しな
いとすれば、基板上にはダイヤモンドが全く析出しない
か、析出したとしてもせいぜい１平方センチメートル当
り１０００００個程度の粒０数にしかならず、膜として
の析出は起こらない、従ってダイヤモンドで被覆されて
いないために工具としては利用できない。
■ 合成装置が高価になる。
前記高温プラズマを利用する方法では、人工的に高温高
圧下で合成した方法に比べ簡便ではあるが、高価である
ことに変わりはない。
圧下で合成した方法に比べ簡便ではあるが、高価である
ことに変わりはない。
そこで上記の欠点■、■より低価格で合成するためには
、どうしても低温プラズマを利用する方法以外にはなく
、その場合には基板の前処理としてダイヤモンド砥粒で
研磨しなければならない。
、どうしても低温プラズマを利用する方法以外にはなく
、その場合には基板の前処理としてダイヤモンド砥粒で
研磨しなければならない。
しかしこのダイヤモンド砥粒についても人工的に高温高
圧下で合成したものであり、高価なダイヤモンドの合成
方法によらなければ、ダイヤモンドは人工的に合成でき
ないという結論に達してしまう。
圧下で合成したものであり、高価なダイヤモンドの合成
方法によらなければ、ダイヤモンドは人工的に合成でき
ないという結論に達してしまう。
この発明は、以上のような高価な合成方法を一切用いな
いで安価に提供できるダイヤモンド被覆工具およびその
製造方法を提供することを目的とする。
いで安価に提供できるダイヤモンド被覆工具およびその
製造方法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で次のように構成されている。
で次のように構成されている。
この発明のダイヤモンド被覆工具は１表面が炭化珪素に
なっている針状結晶構造をもった窒化珪素基板のその炭
化珪素表面にダイヤモンド被覆膜を形成してなるダイヤ
モンド被覆工具である。
なっている針状結晶構造をもった窒化珪素基板のその炭
化珪素表面にダイヤモンド被覆膜を形成してなるダイヤ
モンド被覆工具である。
この発明のダイヤモンド被覆工具を図面第１図について
説明すると、先ず５は、表面が炭化珪素３になっている
針状結晶構造をもった窒化珪素４の基板で、該基板５の
炭化珪素３表面にダイヤモンド被覆膜１を形成してなる
ダイヤモンド被覆工具である。
説明すると、先ず５は、表面が炭化珪素３になっている
針状結晶構造をもった窒化珪素４の基板で、該基板５の
炭化珪素３表面にダイヤモンド被覆膜１を形成してなる
ダイヤモンド被覆工具である。
この発明のダイヤモンド被覆工具の製造方法は。
低温プラズマを利用した気相成長法により、基板に表面
が炭化珪素になっている針状結晶構造をもった窒化珪素
基板を用いてなるダイヤモンド被覆工具の製造方法であ
る。
が炭化珪素になっている針状結晶構造をもった窒化珪素
基板を用いてなるダイヤモンド被覆工具の製造方法であ
る。
次にこの発明のダイヤモンド被覆工具の性状をその製造
方法とともに次の実施例によって例示する。
方法とともに次の実施例によって例示する。
実施例 １
基板に第１図における表面が炭化珪素３になっている針
状結晶構造を持った窒化珪素４の基板５と、第２図にお
ける針状結晶構造をもった窒化珪素４の基板５とを用い
て比較実験をした。なお基板の前処理であるダイヤモン
ド砥粒による研磨は双方とも行わなかった。
状結晶構造を持った窒化珪素４の基板５と、第２図にお
ける針状結晶構造をもった窒化珪素４の基板５とを用い
て比較実験をした。なお基板の前処理であるダイヤモン
ド砥粒による研磨は双方とも行わなかった。
低温プラズマの発生はマイクロ波によって行なった０合
成条件を、マイクロ波出力３００ （Ｗ）。
成条件を、マイクロ波出力３００ （Ｗ）。
ガス圧力４０ （Ｔｏｒｒ）、原料ガスにはエタノール
を用いエタノール流量を４（ＳｃｃＭ）、水素ガス流量
を３６（ＳｃｃＭ）として５時間合成を行なった。
を用いエタノール流量を４（ＳｃｃＭ）、水素ガス流量
を３６（ＳｃｃＭ）として５時間合成を行なった。
合成後、顕＊＊観察を行い単位面積当りのダイヤモンド
核の数を数えた。結果は下記の如くであった。なおここ
で第１図の基板５をサンプル１゜第２図の基板５をサン
プル２．第３図の基板５即ちダイヤモンドの合成を行う
前の第２図の基板５をサンプル３と定義する。
核の数を数えた。結果は下記の如くであった。なおここ
で第１図の基板５をサンプル１゜第２図の基板５をサン
プル２．第３図の基板５即ちダイヤモンドの合成を行う
前の第２図の基板５をサンプル３と定義する。
サンプルｌ上 ６．０Ｘ１０’（個／ｃｄ）サンプル
２上 ５．０ＸＩＯ’ （個／−）実施例 ２ マイクロ波出力２００（Ｗ）、ガス圧力３０（Ｔｏｒｒ
）で３時間、マイクロ波出力３００（Ｗ）、ガス圧力４
０（Ｔｏｒｒ）で７時間の合計１０時間の合成時間とし
、他の条件を実施例１と同一にして合成を行った。
２上 ５．０ＸＩＯ’ （個／−）実施例 ２ マイクロ波出力２００（Ｗ）、ガス圧力３０（Ｔｏｒｒ
）で３時間、マイクロ波出力３００（Ｗ）、ガス圧力４
０（Ｔｏｒｒ）で７時間の合計１０時間の合成時間とし
、他の条件を実施例１と同一にして合成を行った。
合成後、ＥＰＭＡによりＳｉの検出を行なった。
サンプル１においてはＳｉの検出は見られなかった。サ
ンプル２においては、サンプル３と同程度のＳｉの検出
がみられた。
ンプル２においては、サンプル３と同程度のＳｉの検出
がみられた。
同じく合成後のサンプルを顕微鏡で観察した。
サンプル１においては、窒化珪素の針状構造が見られず
、ダイヤモンド被覆膜１が見られた。サンプル２におい
ては、窒化珪素の針状構造の上にダイヤモンド粒２の点
在が見られた。
、ダイヤモンド被覆膜１が見られた。サンプル２におい
ては、窒化珪素の針状構造の上にダイヤモンド粒２の点
在が見られた。
同じく合成後のサンプル１をＸ線回折並びにレーザーラ
マン分光分析により分析した結果１両方の分析において
天然ダイヤモンドのピークに一致した。
マン分光分析により分析した結果１両方の分析において
天然ダイヤモンドのピークに一致した。
実施例 ３
実施例２において合成したサンプル１とサンプル３につ
いてアルミニウム合金を切削した。
いてアルミニウム合金を切削した。
スピードは６０ ｍ ／ ａｋｉｎ切込みは０．５ｍま
で行なった。
で行なった。
その結果、サンプル３については１０００ｍで欠けを生
じたのに対し、サンプル１は３０００ｍ切削でも欠けは
生じていなかった。
じたのに対し、サンプル１は３０００ｍ切削でも欠けは
生じていなかった。
（発明の効果）
この発明によって次のような優れた効果を得ることがで
きる。
きる。
■ 安価にダイヤモンド被覆工具が製造できる。
低温プラズマを利用するため、人工的な高圧法や高温プ
ラズマを利用する方法に比べ電気、建物。
ラズマを利用する方法に比べ電気、建物。
資材においてコストが１０分の１以下で済むことによる
。
。
また量産化する場合にも研磨で使用するダイヤモンド砥
粒を使わずに済むことにもよる。
粒を使わずに済むことにもよる。
■ 簡便な製造方法になる。
前処理において、ダイヤモンド砥粒で研磨しないため、
研磨工程並びに研磨後のダイヤモンドを除去するクリー
ニング工程を行なわずに済むことによる。特に量産に入
った時にはこの違いは余計顕著に現われる。
研磨工程並びに研磨後のダイヤモンドを除去するクリー
ニング工程を行なわずに済むことによる。特に量産に入
った時にはこの違いは余計顕著に現われる。
第１図はこの発明のダイヤモンド被覆工具の縦断面図、
第２図は従来のダイヤモンド被覆工具の縦断面図、第３
図はダイヤモンドの合成を行う前の第２図の基板を示す
縦断面図である。 １・・・ダイヤモンド被覆膜、２・・・ダイヤモンド粒
。 ３・・・炭化珪素、４・・・針状結晶構造をもった窒化
珪素、５・・・基板、 第１図
第２図は従来のダイヤモンド被覆工具の縦断面図、第３
図はダイヤモンドの合成を行う前の第２図の基板を示す
縦断面図である。 １・・・ダイヤモンド被覆膜、２・・・ダイヤモンド粒
。 ３・・・炭化珪素、４・・・針状結晶構造をもった窒化
珪素、５・・・基板、 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面が炭化珪素になっている針状結晶構造をもった
窒化珪素基板のその炭化珪素表面にダイヤモンド被覆膜
を形成してなるダイヤモンド被覆工具。 ２、低温プラズマを利用した気相成長法により、基板に
表面が炭化珪素になっている針状結晶構造をもった窒化
珪素基板を用いてなるダイヤモンド被覆工具の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16948888A JPH0224005A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | ダイヤモンド被覆工具およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16948888A JPH0224005A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | ダイヤモンド被覆工具およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0224005A true JPH0224005A (ja) | 1990-01-26 |
Family
ID=15887459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16948888A Pending JPH0224005A (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | ダイヤモンド被覆工具およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0224005A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992005904A1 (fr) * | 1990-10-05 | 1992-04-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Materiau dur revetu de diamant, plaquette jetable, et procede pour fabriquer ledit materiau de ladite plaquette |
| US5318836A (en) * | 1989-06-15 | 1994-06-07 | Ngk Spark Plug Company Limited | Diamond-coated body |
| US5708405A (en) * | 1994-10-04 | 1998-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting coil and manufacturing method thereof |
| CN107649594A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-02-02 | 湖州科创机械有限公司 | 一种从动盘冲孔模冲模工艺 |
-
1988
- 1988-07-07 JP JP16948888A patent/JPH0224005A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318836A (en) * | 1989-06-15 | 1994-06-07 | Ngk Spark Plug Company Limited | Diamond-coated body |
| WO1992005904A1 (fr) * | 1990-10-05 | 1992-04-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Materiau dur revetu de diamant, plaquette jetable, et procede pour fabriquer ledit materiau de ladite plaquette |
| US5708405A (en) * | 1994-10-04 | 1998-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting coil and manufacturing method thereof |
| CN107649594A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-02-02 | 湖州科创机械有限公司 | 一种从动盘冲孔模冲模工艺 |
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