JPH0623602A - 気相合成ダイヤモンド工具 - Google Patents
気相合成ダイヤモンド工具Info
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- JPH0623602A JPH0623602A JP18235692A JP18235692A JPH0623602A JP H0623602 A JPH0623602 A JP H0623602A JP 18235692 A JP18235692 A JP 18235692A JP 18235692 A JP18235692 A JP 18235692A JP H0623602 A JPH0623602 A JP H0623602A
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- Japan
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的簡素な製造工程によって製造すること
ができ、且つ充分な強度が得られる様な気相合成ダイヤ
モンド工具を提供する 【構成】 工具母材の切削作用部分および、または耐摩
耗性必要部分に、気相合成法によって外形が当該部分形
状に予め形成されたダイヤモンド主体多結晶薄膜部材が
ろう付けされたものである
ができ、且つ充分な強度が得られる様な気相合成ダイヤ
モンド工具を提供する 【構成】 工具母材の切削作用部分および、または耐摩
耗性必要部分に、気相合成法によって外形が当該部分形
状に予め形成されたダイヤモンド主体多結晶薄膜部材が
ろう付けされたものである
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相合成法によって形
成されたダイヤモンドを主体とする多結晶薄膜部材を応
用した気相合成ダイヤモンド工具に関し、詳細には前記
多結晶薄膜部材を工具母材にろう付けしたものであっ
て、切削工具や耐摩耗性工具として最適な気相合成ダイ
ヤモンド工具に関するものである。
成されたダイヤモンドを主体とする多結晶薄膜部材を応
用した気相合成ダイヤモンド工具に関し、詳細には前記
多結晶薄膜部材を工具母材にろう付けしたものであっ
て、切削工具や耐摩耗性工具として最適な気相合成ダイ
ヤモンド工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンドは，硬質材料として従来か
ら用いられてきたアルミナ，窒化珪素，タングステンカ
ーバイド等と比べても極めて高い硬度を有し、また熱伝
導率も高いことから、近年切削工具や耐摩耗性工具等へ
の応用開発が盛んに行なわれている。
ら用いられてきたアルミナ，窒化珪素，タングステンカ
ーバイド等と比べても極めて高い硬度を有し、また熱伝
導率も高いことから、近年切削工具や耐摩耗性工具等へ
の応用開発が盛んに行なわれている。
【０００３】ダイヤモンドを応用した工具として、ダイ
ヤモンド微粉末を高温・高圧下で焼結して合成したダイ
ヤモンド焼結体を用いた工具も開発され、非鉄金属や硬
質材料の切削加工用工具として広く使用されている。し
かしながらダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンドの粒界
に結合材としてのＣｏを含んでおり、このＣｏはダイヤ
モンド粒子間を強固に結合させるものではなく、切削時
に刃先のチッピングやカケを生じ易いという問題があ
る。またＣｏは７５０℃以上になると、ダイヤモンドと
反応してダイヤモンドを黒鉛に変換させることから、こ
の様なＣｏを含む様なダイヤモンド焼結体は耐熱性に劣
るという欠点がある。
ヤモンド微粉末を高温・高圧下で焼結して合成したダイ
ヤモンド焼結体を用いた工具も開発され、非鉄金属や硬
質材料の切削加工用工具として広く使用されている。し
かしながらダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンドの粒界
に結合材としてのＣｏを含んでおり、このＣｏはダイヤ
モンド粒子間を強固に結合させるものではなく、切削時
に刃先のチッピングやカケを生じ易いという問題があ
る。またＣｏは７５０℃以上になると、ダイヤモンドと
反応してダイヤモンドを黒鉛に変換させることから、こ
の様なＣｏを含む様なダイヤモンド焼結体は耐熱性に劣
るという欠点がある。
【０００４】一方、ダイヤモンドの気相合成法が確立さ
れて以来、複雑な形状の工具にも容易に且つ安価に応用
できる可能性があることから、気相合成法によってダイ
ヤモンドを主体とする多結晶膜（以下、ダイヤモンド薄
膜と呼ぶことがある）を工具母材表面に被覆した工具の
開発も活発化している。
れて以来、複雑な形状の工具にも容易に且つ安価に応用
できる可能性があることから、気相合成法によってダイ
ヤモンドを主体とする多結晶膜（以下、ダイヤモンド薄
膜と呼ぶことがある）を工具母材表面に被覆した工具の
開発も活発化している。
【０００５】しかしながら気相合成したダイヤモンド膜
は、高硬度，高熱伝導性という工具部材として優れた特
性をもっている反面、膜の内部応力が大きく工具母材と
の密着性が低いので、例えば切削工具にコーティングし
ても切削中に容易に剥離するという欠点を有し、必ずし
も十分な性能が得られているとはいえない。
は、高硬度，高熱伝導性という工具部材として優れた特
性をもっている反面、膜の内部応力が大きく工具母材と
の密着性が低いので、例えば切削工具にコーティングし
ても切削中に容易に剥離するという欠点を有し、必ずし
も十分な性能が得られているとはいえない。
【０００６】そこでダイヤモンド薄膜の内部応力を緩和
させるという観点から、例えば特開平１−２１２７６６
号公報，同１−２１２７６７号公報，同３−１４９１４
０号公報等の技術が提案されている。これらの技術は、
気相合成法によって適当な基板上に厚さ１００μｍ以上
のダイヤモンド膜を析出させ、生成した薄膜を一旦基板
から外して刃先形状に切断して工具母材の刃先部にろう
付けによって取り付け、刃立加工したものである。この
様な工具（以下、ろう付け工具と呼ぶことがある）で
は、ダイヤモンド膜を工具母材にろう付けによって取り
付けたものであるので、工具母材とダイヤモンド膜の密
着強度が高く、またダイヤモンド膜中にＣｏ等の結合材
を含まないので耐熱性においても優れているという利点
を有している。
させるという観点から、例えば特開平１−２１２７６６
号公報，同１−２１２７６７号公報，同３−１４９１４
０号公報等の技術が提案されている。これらの技術は、
気相合成法によって適当な基板上に厚さ１００μｍ以上
のダイヤモンド膜を析出させ、生成した薄膜を一旦基板
から外して刃先形状に切断して工具母材の刃先部にろう
付けによって取り付け、刃立加工したものである。この
様な工具（以下、ろう付け工具と呼ぶことがある）で
は、ダイヤモンド膜を工具母材にろう付けによって取り
付けたものであるので、工具母材とダイヤモンド膜の密
着強度が高く、またダイヤモンド膜中にＣｏ等の結合材
を含まないので耐熱性においても優れているという利点
を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ろう付け工具はこれま
での工具では得られない優れた利点を有するものである
が、厚さ１００μｍ以上という比較的厚いダイヤモンド
薄を成形する必要があり、成膜の為の時間が長くなると
いう欠点がある。また成膜後も膜を刃先形状に切削して
刃立加工等を施す必要があり、製造工程が複雑になる。
更に、こうした工程を経てダイヤモンド工具を作成する
ことによって、刃先部分にダイヤモンド膜の切断面が露
出してしまい、従って刃先強度が充分でなくなり、切削
と共に刃先のチッピングが生じ易く、特にドリル等の複
雑形状物への応用は困難になるという欠点がある。
での工具では得られない優れた利点を有するものである
が、厚さ１００μｍ以上という比較的厚いダイヤモンド
薄を成形する必要があり、成膜の為の時間が長くなると
いう欠点がある。また成膜後も膜を刃先形状に切削して
刃立加工等を施す必要があり、製造工程が複雑になる。
更に、こうした工程を経てダイヤモンド工具を作成する
ことによって、刃先部分にダイヤモンド膜の切断面が露
出してしまい、従って刃先強度が充分でなくなり、切削
と共に刃先のチッピングが生じ易く、特にドリル等の複
雑形状物への応用は困難になるという欠点がある。
【０００８】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、比較的簡素な製造工程に
よって製造することができ、且つ充分な強度が得られる
様な気相合成ダイヤモンド工具を提供することにある。
たものであって、その目的は、比較的簡素な製造工程に
よって製造することができ、且つ充分な強度が得られる
様な気相合成ダイヤモンド工具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、工具母材の切削作用部分および／または耐摩
耗性必要部分に、気相合成法によって予め該部分の外形
に対応した形状に形成しておいたダイヤモンド主体多結
晶薄膜部材が、ろう付けによって取り付けられたもので
ある点に要旨を有する気相合成ダイヤモンド工具であ
る。
発明とは、工具母材の切削作用部分および／または耐摩
耗性必要部分に、気相合成法によって予め該部分の外形
に対応した形状に形成しておいたダイヤモンド主体多結
晶薄膜部材が、ろう付けによって取り付けられたもので
ある点に要旨を有する気相合成ダイヤモンド工具であ
る。
【００１０】
【作用】本発明は上述の如く構成されるが、要するに、
ダイヤモンド薄膜を気相合成によって合成する際に、そ
の外形が工具母材の切削作用部分や耐摩耗性必要部分と
なる様に予め形成しておき、これを工具母材の該当部分
にろう付けによって取付ける様な形態の工具とすれば、
従来のろう付け材における問題点を一挙に解消し、希望
する特性を有する気相合成ダイヤモンド工具が得られた
のである。
ダイヤモンド薄膜を気相合成によって合成する際に、そ
の外形が工具母材の切削作用部分や耐摩耗性必要部分と
なる様に予め形成しておき、これを工具母材の該当部分
にろう付けによって取付ける様な形態の工具とすれば、
従来のろう付け材における問題点を一挙に解消し、希望
する特性を有する気相合成ダイヤモンド工具が得られた
のである。
【００１１】本発明において、ダイヤモンド薄膜の厚さ
は２〜１００μｍ程度とするのが好ましい。即ち、ダイ
ヤモンド薄膜の厚さが２μｍ未満では、基板上で所定形
状に合成した後剥離する際に、強度が不充分であるので
割れが生じ易い。またダイヤモンド薄膜の厚さが１００
μｍよりも大きくなっても、性能上あまり変わりがない
ばかりでなく、従来技術の問題点として挙げた様にかえ
って成膜時間を要して効率的でなくなる。
は２〜１００μｍ程度とするのが好ましい。即ち、ダイ
ヤモンド薄膜の厚さが２μｍ未満では、基板上で所定形
状に合成した後剥離する際に、強度が不充分であるので
割れが生じ易い。またダイヤモンド薄膜の厚さが１００
μｍよりも大きくなっても、性能上あまり変わりがない
ばかりでなく、従来技術の問題点として挙げた様にかえ
って成膜時間を要して効率的でなくなる。
【００１２】ダイヤモンド薄膜を所定の形状に形成する
に当たっては、当該形状を有する適当な基板を準備し、
該基板におけるダイヤモンド薄膜を形成する部分以外を
Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ等の金属（マスキング部材）でマスクし
て気相合成する様にすればよい。
に当たっては、当該形状を有する適当な基板を準備し、
該基板におけるダイヤモンド薄膜を形成する部分以外を
Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ等の金属（マスキング部材）でマスクし
て気相合成する様にすればよい。
【００１３】尚ダイヤモンド薄膜を気相合成する際に用
いる基板の材質は、ダイヤモンドが析出し易く、且つ形
成されたダイヤモンド薄膜が化学的または物理的手法に
よって分離し易いものであれば良く、特に限定するもの
ではないが、例えばシリコン，タングステン，モリブデ
ン，超硬合金等を挙げることができる。
いる基板の材質は、ダイヤモンドが析出し易く、且つ形
成されたダイヤモンド薄膜が化学的または物理的手法に
よって分離し易いものであれば良く、特に限定するもの
ではないが、例えばシリコン，タングステン，モリブデ
ン，超硬合金等を挙げることができる。
【００１４】上記ダイヤモンド薄膜は所定の形状に気相
合成された後、化学的または物理的手法によって基板が
除去され、工具母材の該当部分にろう付けによって取付
けられる。ろう付けの際に用いるろう材としては、融点
が７００〜１３００℃程度のものが望ましい。即ち、ろ
う材の融点が７００℃未満ではろう材強度が低く工具使
用時に剥離を生じることがあり、１３００℃を超えると
ろう付け時にダイヤモンドが黒鉛に転換する。上記の様
な観点および充分な密着性を確保するという観点からす
れば、本発明で用いるろう材としては、Ｔｉ，Ｔａ，Ｚ
ｒおよびＨｆよりなる群から選ばれる１種以上の元素を
含有するＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄ、またはこれらの相互
合金を主成分とするものが好ましい。またろう材の厚さ
は０．１〜１００μｍが好ましく、０．１μｍ未満では
ろう付けが不均一となり易く、１００μｍを超えるとろ
う付け部分の強度が低下する。尚ろう付け方法として
は、例えば非酸化性雰囲気での加熱または真空中での加
熱等の方法が採用できる。
合成された後、化学的または物理的手法によって基板が
除去され、工具母材の該当部分にろう付けによって取付
けられる。ろう付けの際に用いるろう材としては、融点
が７００〜１３００℃程度のものが望ましい。即ち、ろ
う材の融点が７００℃未満ではろう材強度が低く工具使
用時に剥離を生じることがあり、１３００℃を超えると
ろう付け時にダイヤモンドが黒鉛に転換する。上記の様
な観点および充分な密着性を確保するという観点からす
れば、本発明で用いるろう材としては、Ｔｉ，Ｔａ，Ｚ
ｒおよびＨｆよりなる群から選ばれる１種以上の元素を
含有するＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄ、またはこれらの相互
合金を主成分とするものが好ましい。またろう材の厚さ
は０．１〜１００μｍが好ましく、０．１μｍ未満では
ろう付けが不均一となり易く、１００μｍを超えるとろ
う付け部分の強度が低下する。尚ろう付け方法として
は、例えば非酸化性雰囲気での加熱または真空中での加
熱等の方法が採用できる。
【００１５】尚本発明の気相合成ダイヤモンド工具を製
造するに当たって、適用する気相合成法については特に
限定するものではなく、例えば化学蒸着法（ＣＶＰ
法），プラズマＣＶＤ法，イオンビーム蒸着法，マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法等の公知のダイヤモンド気相合成
法を採用すればよい。また本発明で用いる工具母材とし
ては、工具としての使用に耐える硬度および強度を有
し、ダイヤモンド薄膜をろう付けによって取付けること
ができるものであれば良く、特に限定するものではない
が、ろう付けによる熱応力の発生が少ないという観点か
らして、ダイヤモンドの熱膨張係数に近い材質を用いる
のが良い。この様なものとして、超硬合金や窒化珪素系
セラミックス等が挙げられる。更に、本発明で対象とす
る工具の種類についても、一切制限されるものではな
く、各種形状のスローアウェイチップやエンドミル等の
すべてに適用することができる。
造するに当たって、適用する気相合成法については特に
限定するものではなく、例えば化学蒸着法（ＣＶＰ
法），プラズマＣＶＤ法，イオンビーム蒸着法，マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法等の公知のダイヤモンド気相合成
法を採用すればよい。また本発明で用いる工具母材とし
ては、工具としての使用に耐える硬度および強度を有
し、ダイヤモンド薄膜をろう付けによって取付けること
ができるものであれば良く、特に限定するものではない
が、ろう付けによる熱応力の発生が少ないという観点か
らして、ダイヤモンドの熱膨張係数に近い材質を用いる
のが良い。この様なものとして、超硬合金や窒化珪素系
セラミックス等が挙げられる。更に、本発明で対象とす
る工具の種類についても、一切制限されるものではな
く、各種形状のスローアウェイチップやエンドミル等の
すべてに適用することができる。
【００１６】本発明の気相合成ダイヤモンド工具は、所
定形状に予め成形したダイヤモンド薄膜をろう付けによ
って取付けたものであるので、ダイヤモンド薄膜の切削
や刃立て加工等の工程が不要であり、複雑な工程を経る
ことなく比較的容易に製造することができる。また切削
作用部分（または耐摩耗性必要部分）には、ダイヤモン
ド薄膜の切断面が露出することが無く、気相合成された
ダイヤモンド薄膜表面がそのまま切削作用部分となるの
で、チッピングが発生し難いという特徴を有する。
定形状に予め成形したダイヤモンド薄膜をろう付けによ
って取付けたものであるので、ダイヤモンド薄膜の切削
や刃立て加工等の工程が不要であり、複雑な工程を経る
ことなく比較的容易に製造することができる。また切削
作用部分（または耐摩耗性必要部分）には、ダイヤモン
ド薄膜の切断面が露出することが無く、気相合成された
ダイヤモンド薄膜表面がそのまま切削作用部分となるの
で、チッピングが発生し難いという特徴を有する。
【００１７】本発明の気相合成ダイヤモンド工具におい
て、ろう付けによって取付けるダイヤモンド薄膜は表面
粗さがＲｍａｘで０．３μｍ以下の鏡面状態とすれば、
工具使用時に切り粉の排出が円滑になり、溶着量が減少
することによって耐摩耗性が向上し、且つ被削面粗さも
良好となる。また表面粗さがＲｍａｘで０．３μｍ以下
のダイヤモンド薄膜を得るには、ダイヤモンド薄膜表面
を研磨することによっても達成されるが、例えば工具切
削作用部分の形状と一致した凹形基板の内面をＲｍａｘ
で０．３μｍ以下となる様にしておき、この凹形基板内
面にダイヤモンドを析出させた後剥離し、これを工具切
削作用部分にろう付けする様にすれば、より簡単にＲｍ
ａｘ：０．３μｍ以下の鏡面を有する気相合成ダイヤモ
ンド工具が得られる。
て、ろう付けによって取付けるダイヤモンド薄膜は表面
粗さがＲｍａｘで０．３μｍ以下の鏡面状態とすれば、
工具使用時に切り粉の排出が円滑になり、溶着量が減少
することによって耐摩耗性が向上し、且つ被削面粗さも
良好となる。また表面粗さがＲｍａｘで０．３μｍ以下
のダイヤモンド薄膜を得るには、ダイヤモンド薄膜表面
を研磨することによっても達成されるが、例えば工具切
削作用部分の形状と一致した凹形基板の内面をＲｍａｘ
で０．３μｍ以下となる様にしておき、この凹形基板内
面にダイヤモンドを析出させた後剥離し、これを工具切
削作用部分にろう付けする様にすれば、より簡単にＲｍ
ａｘ：０．３μｍ以下の鏡面を有する気相合成ダイヤモ
ンド工具が得られる。
【００１８】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００１９】
実施例１ 後述する超硬合金チップ（工具母材）の形状をしたＳｉ
基板の刃先部分以外を、図１に示す様にＴａ板でマスク
し、熱フィラメント法によって圧力：１００Ｔｏｒｒ，
Ｈ2 ：ＣＨ4 ＝９９：１，合成時間：５時間の条件で前
記刃先部分に５０μｍのダイヤモンド薄膜を形成した。
これをＮａＯＨ水溶液中に浸漬してＳｉ基板を溶解除去
し、図２に示す様な刃先形状のダイヤモンド薄膜を得
た。尚本発明者らがＳｉ基板の代わりに、工具母材と同
じ超硬合金チップを基板として用い、これに対して上記
と同様にしてダイヤモンド薄膜を形成したところ、チッ
プとの界面にＣｏとの脆い反応相が形成されたため、ダ
イヤモンド薄膜は超硬合金チップから容易に剥離でき、
図２に示した様な刃先形状のダイヤモンド薄膜が容易に
得られた。
基板の刃先部分以外を、図１に示す様にＴａ板でマスク
し、熱フィラメント法によって圧力：１００Ｔｏｒｒ，
Ｈ2 ：ＣＨ4 ＝９９：１，合成時間：５時間の条件で前
記刃先部分に５０μｍのダイヤモンド薄膜を形成した。
これをＮａＯＨ水溶液中に浸漬してＳｉ基板を溶解除去
し、図２に示す様な刃先形状のダイヤモンド薄膜を得
た。尚本発明者らがＳｉ基板の代わりに、工具母材と同
じ超硬合金チップを基板として用い、これに対して上記
と同様にしてダイヤモンド薄膜を形成したところ、チッ
プとの界面にＣｏとの脆い反応相が形成されたため、ダ
イヤモンド薄膜は超硬合金チップから容易に剥離でき、
図２に示した様な刃先形状のダイヤモンド薄膜が容易に
得られた。
【００２０】得られたダイヤモンド薄膜を超硬合金チッ
プ（工具母材）の刃先部分に、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう
材を用いて真空ろう付けし、図３に示す様な気相合成ダ
イヤモンドチップ（本発明チップ）を作製した。
プ（工具母材）の刃先部分に、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう
材を用いて真空ろう付けし、図３に示す様な気相合成ダ
イヤモンドチップ（本発明チップ）を作製した。
【００２１】得られたチップを用いて切削試験を行なっ
た。このときの切削条件は、被削材としてＡｌ−２０％
Ｓｉ合金を用い、切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ，送り
量：０．１ｍｍ／ｒｅｖ，切込み量：０．２５ｍｍ／ｒ
ｅｖ，切削時間：６０分とし、刃先のチッピングの有無
および逃げ面摩耗幅等を調査した。尚比較例として、
（ａ）厚さ：２００μｍのダイヤモンド膜を超硬合金チ
ップにろう付けし、刃先部分を研削加工したもの（比較
品１）、（ｂ）焼結体ダイヤモンドチップを用いたもの
（比較品２）の夫々についても同様の切削試験を行なっ
た。その結果を表１に示す。
た。このときの切削条件は、被削材としてＡｌ−２０％
Ｓｉ合金を用い、切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ，送り
量：０．１ｍｍ／ｒｅｖ，切込み量：０．２５ｍｍ／ｒ
ｅｖ，切削時間：６０分とし、刃先のチッピングの有無
および逃げ面摩耗幅等を調査した。尚比較例として、
（ａ）厚さ：２００μｍのダイヤモンド膜を超硬合金チ
ップにろう付けし、刃先部分を研削加工したもの（比較
品１）、（ｂ）焼結体ダイヤモンドチップを用いたもの
（比較品２）の夫々についても同様の切削試験を行なっ
た。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１から明らかな様に、本発明の気相合成
ダイヤモンドチップは、比較品１，２に比べて刃先のチ
ッピングが無く、且つ逃げ面摩耗幅も小さく、優れた切
削性能および耐摩耗性を示していることがわかる。
ダイヤモンドチップは、比較品１，２に比べて刃先のチ
ッピングが無く、且つ逃げ面摩耗幅も小さく、優れた切
削性能および耐摩耗性を示していることがわかる。
【００２４】実施例２ 先端部分の頂角が６０°の円錐形状をしたＭｏ基体を用
い、該基体の先端から５ｍｍ以上離れた部分をＴａ板で
マスクし、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によって圧力：
４０Ｔｏｒｒ，Ｈ2 ：ＣＨ4 ＝２００：１，合成時間：
２０時間の条件で、図４に示す様に前記基体の非マスク
部分にダイヤモンド薄膜を形成した。これをフッ酸水溶
液中に浸漬してＭｏ基体を溶解除去し、図５に示す様な
外形が円錐形状のダイヤモンド薄膜を得た。尚本発明者
らが、Ｍｏ基板の代わりに、Ｃｏ含有超硬合金性基体を
用い、これに対し上記と同様にしてダイヤモンド薄膜を
形成したところ、実施例１の場合と同様に図５に示した
様な円錐形状のダイヤモンド薄膜が容易に得られた。
い、該基体の先端から５ｍｍ以上離れた部分をＴａ板で
マスクし、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によって圧力：
４０Ｔｏｒｒ，Ｈ2 ：ＣＨ4 ＝２００：１，合成時間：
２０時間の条件で、図４に示す様に前記基体の非マスク
部分にダイヤモンド薄膜を形成した。これをフッ酸水溶
液中に浸漬してＭｏ基体を溶解除去し、図５に示す様な
外形が円錐形状のダイヤモンド薄膜を得た。尚本発明者
らが、Ｍｏ基板の代わりに、Ｃｏ含有超硬合金性基体を
用い、これに対し上記と同様にしてダイヤモンド薄膜を
形成したところ、実施例１の場合と同様に図５に示した
様な円錐形状のダイヤモンド薄膜が容易に得られた。
【００２５】得られたダイヤモンド薄膜を、超硬合金か
らなる旋盤用センターの先端部分に、Ｃｕ−Ｔｉ系ろう
材を用いてろう付けし、図６に示す様なダイヤモンド薄
膜ろう付け旋盤用センター（本発明品）を作製した。
らなる旋盤用センターの先端部分に、Ｃｕ−Ｔｉ系ろう
材を用いてろう付けし、図６に示す様なダイヤモンド薄
膜ろう付け旋盤用センター（本発明品）を作製した。
【００２６】得られたセンターを用いて、直径６ｍｍの
超硬合金製ドリルの溝入れ加工を行なったところ、超硬
合金センターを用いた場合と比べ、寿命が１００倍に延
びていた。
超硬合金製ドリルの溝入れ加工を行なったところ、超硬
合金センターを用いた場合と比べ、寿命が１００倍に延
びていた。
【００２７】実施例３ 直径８ｍｍ，刃長２０ｍｍの２枚刃スクエアエンドミル
を用い、これの底刃，外周刃およびそれらの逃げ面並び
にすくい面以外の部分をＴａ簿でマスクし、実施例２と
同様の方法でダイヤモンドを１０時間合成し、膜厚４０
μｍのダイヤモンド薄膜を非マスク部分にコーティング
した。これをフッ酸水溶液中に浸漬し、ダイヤモンド薄
膜を剥離してエンドミル刃先形状ダイヤモンド薄膜を得
た。
を用い、これの底刃，外周刃およびそれらの逃げ面並び
にすくい面以外の部分をＴａ簿でマスクし、実施例２と
同様の方法でダイヤモンドを１０時間合成し、膜厚４０
μｍのダイヤモンド薄膜を非マスク部分にコーティング
した。これをフッ酸水溶液中に浸漬し、ダイヤモンド薄
膜を剥離してエンドミル刃先形状ダイヤモンド薄膜を得
た。
【００２８】得られたダイヤモンド薄膜を、ダイヤモン
ドを成膜したのと同じタイプのエンドミルにろう付けに
よって取付け、気相合成ダイヤモンドろう付けエンドミ
ルを作製した。
ドを成膜したのと同じタイプのエンドミルにろう付けに
よって取付け、気相合成ダイヤモンドろう付けエンドミ
ルを作製した。
【００２９】得られたエンドミルを用い、Ａｌ−１６％
Ｓｉ合金を被削材として角削りによる切削試験を行なっ
た。このときの切削条件は、切削速度：１００ｍ／ｍｉ
ｎ，送り：０．０５ｍｍ／刃，切削方式：ダウンカット
切込み幅：２ｍｍ，切込み深さ：１０ｍｍ，切削油使
用，切削時間：６０分とした。その結果、切削後の該エ
ンドミルの刃先にはチッピングは無く、逃げ面摩耗幅も
０．０１ｍｍと優れた性能を示していた。
Ｓｉ合金を被削材として角削りによる切削試験を行なっ
た。このときの切削条件は、切削速度：１００ｍ／ｍｉ
ｎ，送り：０．０５ｍｍ／刃，切削方式：ダウンカット
切込み幅：２ｍｍ，切込み深さ：１０ｍｍ，切削油使
用，切削時間：６０分とした。その結果、切削後の該エ
ンドミルの刃先にはチッピングは無く、逃げ面摩耗幅も
０．０１ｍｍと優れた性能を示していた。
【００３０】実施例４ 超硬合金チップ（工具母材）の形状をしたＳｉ基体の表
面を、Ｒｍａｘ：０．３μｍ以下の表面粗さに仕上げ、
刃先形状部分のみにイオンプレーティング法によってＳ
ｉＣを厚さ１００μｍに成膜した。その後、ＳｉＣコー
ティングＳｉ基体をＮａＯＨ水溶液に浸漬してＳｉ基体
のみを溶かし、内面表面粗度がＲｍａｘ：０．３μｍ以
下のＳｉＣ膜を得た。
面を、Ｒｍａｘ：０．３μｍ以下の表面粗さに仕上げ、
刃先形状部分のみにイオンプレーティング法によってＳ
ｉＣを厚さ１００μｍに成膜した。その後、ＳｉＣコー
ティングＳｉ基体をＮａＯＨ水溶液に浸漬してＳｉ基体
のみを溶かし、内面表面粗度がＲｍａｘ：０．３μｍ以
下のＳｉＣ膜を得た。
【００３１】次に、ＳｉＣ膜の内面に実施例２と同様の
方法にてダイヤモンド膜を膜厚８０μｍ成膜した後、フ
ッ酸水溶液中に浸漬し、ＳｉＣのみを溶かし、表面粗さ
がＲｍａｘ：０．３μｍ以下の鏡面を持つ刃先形状ダイ
ヤモンド薄膜を作製した。
方法にてダイヤモンド膜を膜厚８０μｍ成膜した後、フ
ッ酸水溶液中に浸漬し、ＳｉＣのみを溶かし、表面粗さ
がＲｍａｘ：０．３μｍ以下の鏡面を持つ刃先形状ダイ
ヤモンド薄膜を作製した。
【００３２】引き続き、このダイヤモンド薄膜を超硬合
金チップ刃先にＺｒ−Ａｇ系ろう材で真空ろう付けし、
表面粗さがＲｍａｘ：０．３μｍ以下の鏡面を持つ気相
合成ダイヤモンドろう付けチップを作製した。
金チップ刃先にＺｒ−Ａｇ系ろう材で真空ろう付けし、
表面粗さがＲｍａｘ：０．３μｍ以下の鏡面を持つ気相
合成ダイヤモンドろう付けチップを作製した。
【００３３】該チップを実施例１と同様の条件でＡｌ−
２０％Ｓｉ合金を切削した結果、刃先のチッピングは無
く、逃げ面摩耗幅も０．０１ｍｍと良好で、被削面粗さ
もＲｍａｘ：１．８μｍとなり（実施例１の本発明チッ
プはＲｍａｘ：３．８μｍ）チップ表面粗さを小さくす
ることによって耐摩耗性および被削面粗さが向上するこ
とがわかる。
２０％Ｓｉ合金を切削した結果、刃先のチッピングは無
く、逃げ面摩耗幅も０．０１ｍｍと良好で、被削面粗さ
もＲｍａｘ：１．８μｍとなり（実施例１の本発明チッ
プはＲｍａｘ：３．８μｍ）チップ表面粗さを小さくす
ることによって耐摩耗性および被削面粗さが向上するこ
とがわかる。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、比
較的簡素な製造工程によって製造することができ、且つ
充分な刃先強度が得られる様な気相合成ダイヤモンド工
具が実現できた。
較的簡素な製造工程によって製造することができ、且つ
充分な刃先強度が得られる様な気相合成ダイヤモンド工
具が実現できた。
【図１】 実施例１において、刃先形状のダイヤモンド
薄膜を製造する方法を説明する為の図である。
薄膜を製造する方法を説明する為の図である。
【図２】 実施例１において得られたダイヤモンド薄膜
の外形を示す斜視図である。
の外形を示す斜視図である。
【図３】 実施例１において得られた気相合成ダイヤモ
ンドチップの外形を示す斜視図である
ンドチップの外形を示す斜視図である
【図４】 実施例２において、円錐形状のダイヤモンド
薄膜と製造する方法を説明する為の図である。
薄膜と製造する方法を説明する為の図である。
【図５】 実施例２において得られたダイヤモンド薄膜
の外形を示す斜視図である。
の外形を示す斜視図である。
【図６】 実施例２によって得られたダイヤモンド膜ろ
う付け旋盤用センターの外形を示す斜視図である。
う付け旋盤用センターの外形を示す斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 工具母材の切削作用部分および／または
耐摩耗性必要部分に、気相合成法によって予め該部分の
外形に対応した形状に形成しておいたダイヤモンド主体
多結晶薄膜部材が、ろう付けによって取付けられたもの
であることを特徴とする気相合成ダイヤモンド工具。 - 【請求項２】 ダイヤモンド主体多結晶薄膜部材の厚さ
が２〜１００μｍである請求項１に記載の気相合成ダイ
ヤモンド工具。 - 【請求項３】 ろう付けする際の金属ろう材は、厚さが
０．１〜１００μｍであり、且つＴｉ，Ｔａ，Ｚｒおよ
びＨｆよりなる群から選ばれる１種以上の元素を含有す
るＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄ、またはこれらの相互合金を
主成分とするものである請求項１または２に記載の気相
合成ダイヤモンド工具。 - 【請求項４】 工具母材が超硬合金または窒化珪素系セ
ラミックスである請求項１〜３のいずれかに記載の気相
合成ダイヤモンド工具。 - 【請求項５】 ダイヤモンド主体多結晶薄膜部材の表面
粗さがＲｍａｘ：０．３μｍ以下である請求項１〜４の
いずれかに記載の気相合成ダイヤモンド工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18235692A JPH0623602A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 気相合成ダイヤモンド工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18235692A JPH0623602A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 気相合成ダイヤモンド工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0623602A true JPH0623602A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=16116887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18235692A Withdrawn JPH0623602A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 気相合成ダイヤモンド工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623602A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000225511A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-08-15 | Asahi Diamond Industrial Co Ltd | カッター及びその製造方法 |
| US6739167B2 (en) | 1998-03-31 | 2004-05-25 | Showa Denko K.K. | Work roll for use in rolling apparatus |
| CN100354066C (zh) * | 2003-10-29 | 2007-12-12 | 哈尔滨理工大学 | 化学气相沉积金刚石厚膜的焊接方法 |
| JP2014046430A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Disco Abrasive Syst Ltd | バイト工具 |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP18235692A patent/JPH0623602A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6739167B2 (en) | 1998-03-31 | 2004-05-25 | Showa Denko K.K. | Work roll for use in rolling apparatus |
| JP2000225511A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-08-15 | Asahi Diamond Industrial Co Ltd | カッター及びその製造方法 |
| CN100354066C (zh) * | 2003-10-29 | 2007-12-12 | 哈尔滨理工大学 | 化学气相沉积金刚石厚膜的焊接方法 |
| JP2014046430A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Disco Abrasive Syst Ltd | バイト工具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |