JPH06320304A - 耐溶着性に優れたダイヤモンド切削工具およびその製造方法 - Google Patents
耐溶着性に優れたダイヤモンド切削工具およびその製造方法Info
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- JPH06320304A JPH06320304A JP11334693A JP11334693A JPH06320304A JP H06320304 A JPH06320304 A JP H06320304A JP 11334693 A JP11334693 A JP 11334693A JP 11334693 A JP11334693 A JP 11334693A JP H06320304 A JPH06320304 A JP H06320304A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 切削工具すくい面の溶着の発生を防止し、良
好な被削面を形成することのできるダイヤモンド切削工
具、およびそのような切削工具を製造するための方法を
提供する。 【構成】 切削工具の少なくとも切削作用部分が多結晶
ダイヤモンド膜で構成されるダイヤモンド切削工具にお
いて、前記切削作用部分の少なくともすくい面に相当す
る多結晶ダイヤモンド膜の表面が、窒化硼素膜で被覆さ
れている。
好な被削面を形成することのできるダイヤモンド切削工
具、およびそのような切削工具を製造するための方法を
提供する。 【構成】 切削工具の少なくとも切削作用部分が多結晶
ダイヤモンド膜で構成されるダイヤモンド切削工具にお
いて、前記切削作用部分の少なくともすくい面に相当す
る多結晶ダイヤモンド膜の表面が、窒化硼素膜で被覆さ
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非鉄金属の切削特に仕
上げ加工に適用できるダイヤモンド切削工具及びその製
造方法に関し、特に切削の際の耐溶着性に優れた効果を
発揮するダイヤモンド切削工具、およびそのような切削
工具を製造するための方法に関するものである。
上げ加工に適用できるダイヤモンド切削工具及びその製
造方法に関し、特に切削の際の耐溶着性に優れた効果を
発揮するダイヤモンド切削工具、およびそのような切削
工具を製造するための方法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、切削工具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、切削工具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多結
晶ダイヤモンド焼結体を用いた工具（焼結ダイヤモンド
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。
ヤモンド微粉末を高温・高圧下で焼結して合成した多結
晶ダイヤモンド焼結体を用いた工具（焼結ダイヤモンド
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。
【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ダイヤモンド膜を工具母材
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ダイヤモンド膜を工具母材
表面に被覆した工具の開発も活発化している。
【０００５】ところで上記の様な工具を用いて非鉄金属
の仕上げ加工を行う場合には、刃先の鋭利性もさること
ながら、切削加工によって被削材から分離排出された切
り屑が工具すくい面に溶着しないこと、すなわち耐溶着
性に優れていることも必要である。上記のような溶着物
は、工具すくい面から脱落して被削材表面に付着した
り、構成刃先を形成して被削材表面粗度の低下を引き起
こす原因になる。
の仕上げ加工を行う場合には、刃先の鋭利性もさること
ながら、切削加工によって被削材から分離排出された切
り屑が工具すくい面に溶着しないこと、すなわち耐溶着
性に優れていることも必要である。上記のような溶着物
は、工具すくい面から脱落して被削材表面に付着した
り、構成刃先を形成して被削材表面粗度の低下を引き起
こす原因になる。
【０００６】この様な溶着を防止するために、焼結ダイ
ヤモンド工具では、工具すくい面を鏡面に研磨して切り
屑の滑りを向上させるという工夫がなされている。この
研磨は、通常スカイフ盤によって行われるが、前述した
ようにダイヤモンドは最高の硬さを有するので、その研
磨に長時間を要するという欠点があった。またすくい面
を鏡面にしても、切削条件によっては溶着は防止でき
ず、切削条件が限定されるという問題もあった。
ヤモンド工具では、工具すくい面を鏡面に研磨して切り
屑の滑りを向上させるという工夫がなされている。この
研磨は、通常スカイフ盤によって行われるが、前述した
ようにダイヤモンドは最高の硬さを有するので、その研
磨に長時間を要するという欠点があった。またすくい面
を鏡面にしても、切削条件によっては溶着は防止でき
ず、切削条件が限定されるという問題もあった。
【０００７】一方、気相合成によって形成された多結晶
ダイヤモンド膜は、その表面が粒径０．５μｍから数μ
ｍのダイヤモンド粒から構成されているので粗く、その
まま切削に用いれば溶着を起し、良好な切削面粗度は得
られにくいという欠点があった。そこで焼結ダイヤモン
ド工具と同様に、膜の表面を研磨することも考えられる
が、気相合成によって得られた多結晶ダイヤモンド膜は
焼結ダイヤモンドと異なり、金属バインダーを含まない
ほぼ１００％に近いダイヤモンド粒から構成されている
ので、非常に硬く、研磨することは容易でない。
ダイヤモンド膜は、その表面が粒径０．５μｍから数μ
ｍのダイヤモンド粒から構成されているので粗く、その
まま切削に用いれば溶着を起し、良好な切削面粗度は得
られにくいという欠点があった。そこで焼結ダイヤモン
ド工具と同様に、膜の表面を研磨することも考えられる
が、気相合成によって得られた多結晶ダイヤモンド膜は
焼結ダイヤモンドと異なり、金属バインダーを含まない
ほぼ１００％に近いダイヤモンド粒から構成されている
ので、非常に硬く、研磨することは容易でない。
【０００８】そこで多結晶ダイヤモンド膜の表面粗さを
改善する方法として、例えば特開平１−２１２７６７号
公報に開示される様な技術も提案されている。この技術
は、表面粗さがＲｍａｘで０．１μｍ以下の基板上に気
相合成法によって多結晶ダイヤモンド膜を析出させ、生
成したダイヤモンド膜を一旦基板から外して刃先形状に
切断し、多結晶ダイヤモンド膜の基板の接合面側が工具
すくい面となるように前記ダイヤモンド膜を工具母材の
切削作用部分にろう付けによって取り付け、このろう付
けの前または後に多結晶ダイヤモンド膜から基板を除去
することによってすくい面の表面粗さをＲｍａｘで０．
１μｍ以下にするものである。しかしながら、基板にダ
イヤモンドを析出するためには、予め基板にダイヤモン
ドの核発生の起点となる傷をダイヤモンドのパウダーに
よって緻密に付ける必要があり、そのため基板の表面粗
さをＲｍａｘで０．１μｍ以下にすることは極めて困難
である。また仮にすくい面粗さをＲｍａｘで０．１μｍ
以下にすることができても、それだけでは溶着を十分に
防止することはできず、焼結ダイヤモンド切削工具と同
様に切削条件によっては溶着を生じ、良好な被削面粗度
が得られないという欠点があった。
改善する方法として、例えば特開平１−２１２７６７号
公報に開示される様な技術も提案されている。この技術
は、表面粗さがＲｍａｘで０．１μｍ以下の基板上に気
相合成法によって多結晶ダイヤモンド膜を析出させ、生
成したダイヤモンド膜を一旦基板から外して刃先形状に
切断し、多結晶ダイヤモンド膜の基板の接合面側が工具
すくい面となるように前記ダイヤモンド膜を工具母材の
切削作用部分にろう付けによって取り付け、このろう付
けの前または後に多結晶ダイヤモンド膜から基板を除去
することによってすくい面の表面粗さをＲｍａｘで０．
１μｍ以下にするものである。しかしながら、基板にダ
イヤモンドを析出するためには、予め基板にダイヤモン
ドの核発生の起点となる傷をダイヤモンドのパウダーに
よって緻密に付ける必要があり、そのため基板の表面粗
さをＲｍａｘで０．１μｍ以下にすることは極めて困難
である。また仮にすくい面粗さをＲｍａｘで０．１μｍ
以下にすることができても、それだけでは溶着を十分に
防止することはできず、焼結ダイヤモンド切削工具と同
様に切削条件によっては溶着を生じ、良好な被削面粗度
が得られないという欠点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】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、切削
工具すくい面の溶着の発生を防止し、良好な被削面を形
成することのできるダイヤモンド切削工具、およびその
ような切削工具を製造するための方法を提供することに
ある。
情に着目してなされたものであって、その目的は、切削
工具すくい面の溶着の発生を防止し、良好な被削面を形
成することのできるダイヤモンド切削工具、およびその
ような切削工具を製造するための方法を提供することに
ある。
【００１０】
【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、切削工具の少なくとも切削作用部分が多結晶
ダイヤモンドで構成されるダイヤモンド切削工具におい
て、前記切削作用部分の少なくともすくい面に相当する
多結晶ダイヤモンド膜の表面が、窒化硼素膜で被覆され
ている点に要旨を有するものである。
発明とは、切削工具の少なくとも切削作用部分が多結晶
ダイヤモンドで構成されるダイヤモンド切削工具におい
て、前記切削作用部分の少なくともすくい面に相当する
多結晶ダイヤモンド膜の表面が、窒化硼素膜で被覆され
ている点に要旨を有するものである。
【００１１】
【作用】本発明者らは、溶着性の改善を図るべく被削材
と工具すくい面との親和性に着目し、様々な角度から検
討した。その結果、切削作用部分の少なくともすくい面
に相当する多結晶ダイヤモンド膜の表面を、被削材との
親和性の少ない窒化硼素膜で被覆すれば、溶着の発生を
防止することができ、良好な被削面粗度が得られること
見いだし、本発明を完成した。尚本発明のダイヤモンド
切削工具は、上記の如く、少なくともすくい面に相当す
る多結晶ダイヤモンド膜の表面を窒化硼素膜で被覆した
ものであるが、これは製造方法によってはにげ面側にも
窒化硼素膜で被覆される場合があるからである。但し、
にげ面側に被覆された窒化硼素膜は切削時に徐々に取り
除かれていき、その結果にげ面側は多結晶ダイヤモンド
が露出してダイヤモンド切削工具本来の機能を発揮する
ことになる。
と工具すくい面との親和性に着目し、様々な角度から検
討した。その結果、切削作用部分の少なくともすくい面
に相当する多結晶ダイヤモンド膜の表面を、被削材との
親和性の少ない窒化硼素膜で被覆すれば、溶着の発生を
防止することができ、良好な被削面粗度が得られること
見いだし、本発明を完成した。尚本発明のダイヤモンド
切削工具は、上記の如く、少なくともすくい面に相当す
る多結晶ダイヤモンド膜の表面を窒化硼素膜で被覆した
ものであるが、これは製造方法によってはにげ面側にも
窒化硼素膜で被覆される場合があるからである。但し、
にげ面側に被覆された窒化硼素膜は切削時に徐々に取り
除かれていき、その結果にげ面側は多結晶ダイヤモンド
が露出してダイヤモンド切削工具本来の機能を発揮する
ことになる。
【００１２】本発明のダイヤモンド切削工具は、上記の
ように切削作用部分の少なくともすくい面に相当する多
結晶ダイヤモンド膜の表面を、窒化硼素膜で被覆したも
のであるが、このとき被覆される窒化硼素膜の厚さは
０．０５〜３μｍとするのが好ましい。即ち、膜厚が
０．０５μｍ未満であると膜が不均一となってすくい面
が完全に窒化硼素膜で被覆されず、十分な効果が得られ
ない。また膜厚が３μｍを超えると、刃先部から窒化硼
素膜が貝殻状に欠けを生じ易くなって、却って被削材の
面粗度を悪くする。
ように切削作用部分の少なくともすくい面に相当する多
結晶ダイヤモンド膜の表面を、窒化硼素膜で被覆したも
のであるが、このとき被覆される窒化硼素膜の厚さは
０．０５〜３μｍとするのが好ましい。即ち、膜厚が
０．０５μｍ未満であると膜が不均一となってすくい面
が完全に窒化硼素膜で被覆されず、十分な効果が得られ
ない。また膜厚が３μｍを超えると、刃先部から窒化硼
素膜が貝殻状に欠けを生じ易くなって、却って被削材の
面粗度を悪くする。
【００１３】また窒化硼素膜を被覆したダイヤモンド切
削工具のすくい面の表面粗さは、Ｒｍａｘで１μｍ以下
とするのが好ましい。これより面粗さが高いと、面の凹
凸によってすくい面を滑って排出される切り屑が削り取
られ、これがすくい面上に残って溶着の発生を引き起こ
す。
削工具のすくい面の表面粗さは、Ｒｍａｘで１μｍ以下
とするのが好ましい。これより面粗さが高いと、面の凹
凸によってすくい面を滑って排出される切り屑が削り取
られ、これがすくい面上に残って溶着の発生を引き起こ
す。
【００１４】窒化硼素膜中には、７０容量％以上の立方
晶窒化硼素が含まれていることが好ましい。窒化硼素に
は、立方晶の他に六方晶や非晶質のものがあるが、立方
晶に比べて硬度が低い。窒化硼素膜中の立方晶窒化硼素
が７０容量％未満であると、切り屑によるすくい面の摩
耗が激しくなり下地のダイヤモンド表面が露出してきて
切削途中で溶着が発生しだし、被削面粗度の低下を引き
起こす。
晶窒化硼素が含まれていることが好ましい。窒化硼素に
は、立方晶の他に六方晶や非晶質のものがあるが、立方
晶に比べて硬度が低い。窒化硼素膜中の立方晶窒化硼素
が７０容量％未満であると、切り屑によるすくい面の摩
耗が激しくなり下地のダイヤモンド表面が露出してきて
切削途中で溶着が発生しだし、被削面粗度の低下を引き
起こす。
【００１５】窒化硼素膜中に含まれる立方晶窒化硼素の
粒径は、０．０１〜２μｍとするのが好ましい。即ち、
立方晶窒化硼素の粒径が０．０１μｍ未満であると、膜
の摩耗が激しくなって本発明の効果を得ることができな
い。一方立方晶窒化硼素の粒径が２μｍを超えると刃先
の方から立方晶窒化硼素の粒がチッピングによって脱落
しだし、下地の多結晶ダイヤモンドが露出し本発明の効
果が得られない。
粒径は、０．０１〜２μｍとするのが好ましい。即ち、
立方晶窒化硼素の粒径が０．０１μｍ未満であると、膜
の摩耗が激しくなって本発明の効果を得ることができな
い。一方立方晶窒化硼素の粒径が２μｍを超えると刃先
の方から立方晶窒化硼素の粒がチッピングによって脱落
しだし、下地の多結晶ダイヤモンドが露出し本発明の効
果が得られない。
【００１６】本発明において、窒化硼素膜を形成するた
めの方法としては、非平衡状態を利用した低圧気相合成
法を採用すれば良い。このような方法としては、例えば
イオンプレーティング法やイオンビーム法等の物理的蒸
着法（ＰＶＤ法）、ＲＦプラズマＣＶＤ法やマイクロ波
プラズマＣＶＤ法等の化学的蒸着法（ＣＶＤ法）等が挙
げられるが、窒化硼素膜が合成できればいずれの方法も
採用できる。
めの方法としては、非平衡状態を利用した低圧気相合成
法を採用すれば良い。このような方法としては、例えば
イオンプレーティング法やイオンビーム法等の物理的蒸
着法（ＰＶＤ法）、ＲＦプラズマＣＶＤ法やマイクロ波
プラズマＣＶＤ法等の化学的蒸着法（ＣＶＤ法）等が挙
げられるが、窒化硼素膜が合成できればいずれの方法も
採用できる。
【００１７】本発明で窒化硼素膜が被覆されるダイヤモ
ンド切削工具としては、焼結ダイヤモンド切削工具およ
び気相合成ダイヤモンド切削工具のいずれも採用でき
る。特に気相合成ダイヤモンド切削工具には、切削工具
母材表面にダイヤモンドを直接析出したダイヤモンド切
削工具、および基板上に多結晶ダイヤモンド膜を析出さ
せた後、該多結晶ダイヤモンド膜を基板面側がすくい面
となるように工具母材にろう付けによって取り付け、ろ
う付けの前または後に基板を除去して刃付け加工したい
わゆるろう付け工具にいずれも用いることができる。
ンド切削工具としては、焼結ダイヤモンド切削工具およ
び気相合成ダイヤモンド切削工具のいずれも採用でき
る。特に気相合成ダイヤモンド切削工具には、切削工具
母材表面にダイヤモンドを直接析出したダイヤモンド切
削工具、および基板上に多結晶ダイヤモンド膜を析出さ
せた後、該多結晶ダイヤモンド膜を基板面側がすくい面
となるように工具母材にろう付けによって取り付け、ろ
う付けの前または後に基板を除去して刃付け加工したい
わゆるろう付け工具にいずれも用いることができる。
【００１８】窒化硼素膜は、前述した方法によってダイ
ヤモンド切削工具に直接被覆されるが、前記気相合成多
結晶ダイヤモンドろう付け切削工具に関しては、下記の
方法によって製造することができる。即ち、基板上に窒
化硼素膜を析出させた後、該窒化硼素膜上に気相合成法
によって多結晶ダイヤモンド膜を合成して、窒化硼素膜
と多結晶ダイヤモンド膜の積層膜を作成し、該積層膜の
多結晶ダイヤモンド膜側を工具母材の少なくともすくい
面側に（即ち、窒化硼素膜が表面側となる様に）ろう付
けによって取付けると共に、前記基板をろう付けの前ま
たは後に除去し、刃付け加工することによってすくい面
が窒化硼素膜で被覆された気相合成多結晶ダイヤモンド
ろう付け切削工具を製造することができる。またこの
際、基板の表面粗さをＲｍａｘで１μｍ以下とすること
によってすくい面における窒化硼素膜の表面粗さをＲｍ
ａｘで１μｍ以下にすることができる。
ヤモンド切削工具に直接被覆されるが、前記気相合成多
結晶ダイヤモンドろう付け切削工具に関しては、下記の
方法によって製造することができる。即ち、基板上に窒
化硼素膜を析出させた後、該窒化硼素膜上に気相合成法
によって多結晶ダイヤモンド膜を合成して、窒化硼素膜
と多結晶ダイヤモンド膜の積層膜を作成し、該積層膜の
多結晶ダイヤモンド膜側を工具母材の少なくともすくい
面側に（即ち、窒化硼素膜が表面側となる様に）ろう付
けによって取付けると共に、前記基板をろう付けの前ま
たは後に除去し、刃付け加工することによってすくい面
が窒化硼素膜で被覆された気相合成多結晶ダイヤモンド
ろう付け切削工具を製造することができる。またこの
際、基板の表面粗さをＲｍａｘで１μｍ以下とすること
によってすくい面における窒化硼素膜の表面粗さをＲｍ
ａｘで１μｍ以下にすることができる。
【００１９】尚本発明で用いる切削工具母材としては、
工具としての使用に耐える硬度および強度を有するもの
であれば良く、特に限定されるものではないが、多結晶
ダイヤモンド膜をろう付けによって取りつける多結晶ダ
イヤモンドろう付け切削工具の場合には、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、多結晶ダ
イヤモンド膜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
ックスが挙げられる。また切削工具の形態としては、後
記実施例に示した様なチップの他、ドリル、エンドミル
等の切削工具にも適用できるものである。
工具としての使用に耐える硬度および強度を有するもの
であれば良く、特に限定されるものではないが、多結晶
ダイヤモンド膜をろう付けによって取りつける多結晶ダ
イヤモンドろう付け切削工具の場合には、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、多結晶ダ
イヤモンド膜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
ックスが挙げられる。また切削工具の形態としては、後
記実施例に示した様なチップの他、ドリル、エンドミル
等の切削工具にも適用できるものである。
【００２０】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。
【００２１】
実施例１ 表１に示す様な種々のすくい面を有する工具形状ＳＰＧ
Ｎ１２０３０４の焼結体ダイヤモンドチップを準備し、
これらをイオンプレーティング装置内に装入し、装置内
を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した後、エレクトロンビー
ム照射によって硼素を蒸発させると共に、窒素ガスを装
置内に導入して窒素のアーク放電とＲＦグロー放電を重
畳させることによって、焼結体ダイヤモンドチップの表
面を各種膜厚の窒化硼素膜で被覆した。このとき成膜中
の装置内圧力は１×１０-3Ｔｏｒｒとし、窒化硼素の膜
厚の制御は成膜時間を制御することによって行なった。
このようにして作成した窒化硼素膜を赤外線吸光分析装
置および透過型電子顕微鏡で分析した結果、膜は９３容
量％の立方晶窒化硼素と７容量％の非晶質窒化硼素から
構成されており、立方晶窒化硼素の平均粒径は０．０３
μｍであった。窒化硼素膜の膜厚と被覆後のすくい面の
表面粗さを表１に併記する。
Ｎ１２０３０４の焼結体ダイヤモンドチップを準備し、
これらをイオンプレーティング装置内に装入し、装置内
を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した後、エレクトロンビー
ム照射によって硼素を蒸発させると共に、窒素ガスを装
置内に導入して窒素のアーク放電とＲＦグロー放電を重
畳させることによって、焼結体ダイヤモンドチップの表
面を各種膜厚の窒化硼素膜で被覆した。このとき成膜中
の装置内圧力は１×１０-3Ｔｏｒｒとし、窒化硼素の膜
厚の制御は成膜時間を制御することによって行なった。
このようにして作成した窒化硼素膜を赤外線吸光分析装
置および透過型電子顕微鏡で分析した結果、膜は９３容
量％の立方晶窒化硼素と７容量％の非晶質窒化硼素から
構成されており、立方晶窒化硼素の平均粒径は０．０３
μｍであった。窒化硼素膜の膜厚と被覆後のすくい面の
表面粗さを表１に併記する。
【００２２】
【表１】
【００２３】次に、得られたチップを用いて切削試験を
行ない、被削面の表面粗さおよびすくい面への溶着状況
を調査した。このときの切削条件は、被削材としてＡｌ
−１６％Ｓｉ合金を用い、切削速度：４００ｍ／ｍｉ
ｎ，送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅｖ，切込み：０．２５
ｍｍ／ｒｅｖ，切削時間：２０分とし、乾式連続切削を
行った。その結果を表２に示すが、表２から明らかな様
に、窒化硼素膜ですくい面を被覆すると共に、該すくい
面の表面粗さを適切に調整することはすくい面における
溶着の発生を防止する上で有効であることがわかる。
行ない、被削面の表面粗さおよびすくい面への溶着状況
を調査した。このときの切削条件は、被削材としてＡｌ
−１６％Ｓｉ合金を用い、切削速度：４００ｍ／ｍｉ
ｎ，送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅｖ，切込み：０．２５
ｍｍ／ｒｅｖ，切削時間：２０分とし、乾式連続切削を
行った。その結果を表２に示すが、表２から明らかな様
に、窒化硼素膜ですくい面を被覆すると共に、該すくい
面の表面粗さを適切に調整することはすくい面における
溶着の発生を防止する上で有効であることがわかる。
【００２４】
【表２】
【００２５】実施例２ 工具形状がＳＰＧＮ１２０３０８の超硬チップ表面に、
マイクロ波プラズマＣＶＤ法によって、多結晶ダイヤモ
ンド膜を下記の合成条件にて形成した。このとき、多結
晶ダイヤモンド膜の表面粗さは膜厚と共に増大するの
で、膜厚をかえることによって、下記表３に示す様に種
々の表面粗さを有するダイヤモンド被覆超硬度チップを
得た。 （合成条件） ・原料ガス ：Ｈ2 （流量：１００ｃｃ／ｍｉ
ｎ） ＣＨ4 （流量：１ｃｃ／ｍｉｎ） ・圧力 ：５０Ｔｏｒｒ ・基板温度 ：８５０℃ ・マイクロＫ波出力：１ｋｗ
マイクロ波プラズマＣＶＤ法によって、多結晶ダイヤモ
ンド膜を下記の合成条件にて形成した。このとき、多結
晶ダイヤモンド膜の表面粗さは膜厚と共に増大するの
で、膜厚をかえることによって、下記表３に示す様に種
々の表面粗さを有するダイヤモンド被覆超硬度チップを
得た。 （合成条件） ・原料ガス ：Ｈ2 （流量：１００ｃｃ／ｍｉ
ｎ） ＣＨ4 （流量：１ｃｃ／ｍｉｎ） ・圧力 ：５０Ｔｏｒｒ ・基板温度 ：８５０℃ ・マイクロＫ波出力：１ｋｗ
【００２６】このようにして得られたダイヤモンド被覆
超硬度チップの表面に、実施例１と同様にして窒化硼素
膜を形成した。窒化硼素膜の膜厚、粒径および組成並び
に窒化硼素膜被覆後のすくい面の表面粗さを、表３に併
記する。
超硬度チップの表面に、実施例１と同様にして窒化硼素
膜を形成した。窒化硼素膜の膜厚、粒径および組成並び
に窒化硼素膜被覆後のすくい面の表面粗さを、表３に併
記する。
【００２７】
【表３】
【００２８】次に、得られた窒化硼素膜被覆気相合成ダ
イヤモンドチップを用いて切削試験を行ない、被削面の
表面粗さおよびすくい面への溶着状況を調査した。この
ときの切削条件は、被削材としてＡｌ−１２％Ｓｉ合金
を用い、切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ，送り速度：０．
１ｍｍ／ｒｅｖ，切込み：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ，切削
時間：４０分とし、乾式連続切削を行った。その結果を
表４に示すが、表４から明らかな様に、窒化硼素膜の膜
厚や粒径，組成、或は窒化硼素膜の表面粗さを適切に調
整することは、すくい面における溶着の発生を防止する
上で有効であることがわかる。また本発明の切削工具で
はすくい面に溶着がまったく発生しておらず、比較材に
比べて良好な被削面粗度がえられていることがわかる。
イヤモンドチップを用いて切削試験を行ない、被削面の
表面粗さおよびすくい面への溶着状況を調査した。この
ときの切削条件は、被削材としてＡｌ−１２％Ｓｉ合金
を用い、切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ，送り速度：０．
１ｍｍ／ｒｅｖ，切込み：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ，切削
時間：４０分とし、乾式連続切削を行った。その結果を
表４に示すが、表４から明らかな様に、窒化硼素膜の膜
厚や粒径，組成、或は窒化硼素膜の表面粗さを適切に調
整することは、すくい面における溶着の発生を防止する
上で有効であることがわかる。また本発明の切削工具で
はすくい面に溶着がまったく発生しておらず、比較材に
比べて良好な被削面粗度がえられていることがわかる。
【００２９】
【表４】
【００３０】実施例３ 表面粗さがＲｍａｘで０．０２μｍのシリコン基板の表
面を、粒径１／４μｍのダイヤモンドペーストによっ
て、ダイヤモンドの核を発生させるための傷入れ処理を
行なった。処理後のシリコン基板の表面粗度はＲｍａｘ
で０．０２μｍであった。このシリコン基板の表面に、
実施例２に示したのと同様の方法でダイヤモンドを膜厚
１００μｍとなる様に析出させた。
面を、粒径１／４μｍのダイヤモンドペーストによっ
て、ダイヤモンドの核を発生させるための傷入れ処理を
行なった。処理後のシリコン基板の表面粗度はＲｍａｘ
で０．０２μｍであった。このシリコン基板の表面に、
実施例２に示したのと同様の方法でダイヤモンドを膜厚
１００μｍとなる様に析出させた。
【００３１】上記ダイヤモンド析出シリコン基板を、６
０℃の３０重量％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、シ
リコン基板を除去した。引き続き、基板を除去したダイ
ヤモンド膜をＹＡＧレーザーで刃先形状に切断した後、
ダイヤモンド膜の元の基板側がすくい面となる様にチッ
プ刃先にろう付けして刃付け加工した。このようにし
て、ダイヤモンド膜ろう付けチップを２個作製した。こ
のうち１個の表面に、実施例１と同様の方法で窒化硼素
膜を析出させた。このときの窒化硼素膜の膜厚は０．２
μｍであり、表面粗度はＲｍａｘで０．２１μｍ、立方
晶窒化硼素の割合は９４％、立方晶窒化硼素の粒径は
０．０２μｍであった。
０℃の３０重量％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、シ
リコン基板を除去した。引き続き、基板を除去したダイ
ヤモンド膜をＹＡＧレーザーで刃先形状に切断した後、
ダイヤモンド膜の元の基板側がすくい面となる様にチッ
プ刃先にろう付けして刃付け加工した。このようにし
て、ダイヤモンド膜ろう付けチップを２個作製した。こ
のうち１個の表面に、実施例１と同様の方法で窒化硼素
膜を析出させた。このときの窒化硼素膜の膜厚は０．２
μｍであり、表面粗度はＲｍａｘで０．２１μｍ、立方
晶窒化硼素の割合は９４％、立方晶窒化硼素の粒径は
０．０２μｍであった。
【００３２】一方、表面粗度がＲｍａｘで０．０２μｍ
のシリコン基板の表面に、実施例１と同様にして立方晶
窒化硼素膜を析出させ、その表面を粒径１／４のダイヤ
モンドペーストで傷入れ処理を行ない、次いでダイヤモ
ンドを１００μｍの膜厚となる様に析出させた。引き続
き、ダイヤモンド析出シリコン基板を、６０℃の３０重
量％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、シリコン基板を
溶解除去した。その後、基板を除去したダイヤモンド膜
をＹＡＧレーザーで刃先形状に切断した後、窒化硼素膜
側がすくい面となる様にチップ刃先にろう付けして刃付
け加工を施した。このときの窒化硼素膜の膜厚は０．４
μｍであり、表面粗度はＲｍａｘで０．０２μｍ，立方
晶窒化硼素の割合は９４容量％、立方晶窒化硼素の粒径
は０．０２μｍであった。
のシリコン基板の表面に、実施例１と同様にして立方晶
窒化硼素膜を析出させ、その表面を粒径１／４のダイヤ
モンドペーストで傷入れ処理を行ない、次いでダイヤモ
ンドを１００μｍの膜厚となる様に析出させた。引き続
き、ダイヤモンド析出シリコン基板を、６０℃の３０重
量％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、シリコン基板を
溶解除去した。その後、基板を除去したダイヤモンド膜
をＹＡＧレーザーで刃先形状に切断した後、窒化硼素膜
側がすくい面となる様にチップ刃先にろう付けして刃付
け加工を施した。このときの窒化硼素膜の膜厚は０．４
μｍであり、表面粗度はＲｍａｘで０．０２μｍ，立方
晶窒化硼素の割合は９４容量％、立方晶窒化硼素の粒径
は０．０２μｍであった。
【００３３】上記の様にして作成したチップを用いて切
削試験を行ない、被削面の表面粗さおよびすくい面への
溶着状況を調査した。このときの切削条件は、被削材と
してＡｌ−１０％Ｓｉ合金を用い、切削速度：５００ｍ
／ｍｉｎ，送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅｖ，切込み：
０．２ｍｍ／ｒｅｖ，切削時間：６０分とし、乾式連続
切削を行った。その結果、窒化硼素膜を被覆していない
チップについては、溶着が発生し、被削面粗度はＲｍａ
ｘで４．７であったが、窒化硼素膜を被覆した２種類の
チップについては、溶着は発生していなかった。窒化硼
素膜を被覆した２種類のチップのうち、すくい面の表面
粗さがＲｍａｘで０．２１μｍの方は被削面の表面粗さ
Ｒｍａｘで１．９μｍであり、すくい面の表面粗さがＲ
ｍａｘで０．０２μｍの方は被削面の表面粗さがＲｍａ
ｘで１．７μｍであり、窒化硼素膜を被覆していないも
のに比べて良好な被削面の表面粗さが得られていた。
削試験を行ない、被削面の表面粗さおよびすくい面への
溶着状況を調査した。このときの切削条件は、被削材と
してＡｌ−１０％Ｓｉ合金を用い、切削速度：５００ｍ
／ｍｉｎ，送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅｖ，切込み：
０．２ｍｍ／ｒｅｖ，切削時間：６０分とし、乾式連続
切削を行った。その結果、窒化硼素膜を被覆していない
チップについては、溶着が発生し、被削面粗度はＲｍａ
ｘで４．７であったが、窒化硼素膜を被覆した２種類の
チップについては、溶着は発生していなかった。窒化硼
素膜を被覆した２種類のチップのうち、すくい面の表面
粗さがＲｍａｘで０．２１μｍの方は被削面の表面粗さ
Ｒｍａｘで１．９μｍであり、すくい面の表面粗さがＲ
ｍａｘで０．０２μｍの方は被削面の表面粗さがＲｍａ
ｘで１．７μｍであり、窒化硼素膜を被覆していないも
のに比べて良好な被削面の表面粗さが得られていた。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、ダ
イヤモンドに比べて被削材との親和性の少ない窒化硼素
膜を、少なくとも工具のすくい面に被覆することによっ
て、すくい面上への切り屑の溶着を防止できると共に、
優れた被削面粗度を得ることができる様になった。
イヤモンドに比べて被削材との親和性の少ない窒化硼素
膜を、少なくとも工具のすくい面に被覆することによっ
て、すくい面上への切り屑の溶着を防止できると共に、
優れた被削面粗度を得ることができる様になった。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ３０Ｂ 29/04 Ｗ 8216−4Ｇ (72)発明者 尾崎 勝彦 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 切削工具の少なくとも切削作用部分が多
結晶ダイヤモンドで構成されるダイヤモンド切削工具に
おいて、前記切削作用部分の少なくともすくい面に相当
する多結晶ダイヤモンド膜の表面が、窒化硼素膜で被覆
されていることを特徴とする耐溶着性に優れたダイヤモ
ンド切削工具。 - 【請求項２】 多結晶ダイヤモンドは、切削工具母材の
少なくとも切削作用部分の表面に、気相合成法によって
析出させたものである請求項１に記載のダイヤモンド切
削工具。 - 【請求項３】 気相合成によって形成された多結晶ダイ
ヤモンド膜を、切削工具母材の少なくとも切削作用部分
にろう付けによって取付けたものである請求項１に記載
のダイヤモンド切削工具。 - 【請求項４】 窒化硼素膜の厚さが０．０５〜３μｍで
ある請求項１〜３のいずれかに記載のダイヤモンド切削
工具。 - 【請求項５】 すくい面の表面粗さが、Ｒｍａｘで１μ
ｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載のダイヤモ
ンド切削工具。 - 【請求項６】 窒化硼素膜が、７０容量％以上の立方晶
窒化硼素を含有するものである請求項１〜５のいずれか
に記載のダイヤモンド切削工具。 - 【請求項７】 窒化硼素膜中の立方晶窒化硼素の粒径
が、０．０１〜２μｍである請求項６に記載のダイヤモ
ンド切削工具。 - 【請求項８】 請求項３に記載のダイヤモンド切削工具
を製造するにあたり、基板上に窒化硼素膜を析出させた
後、該窒化硼素膜上に気相合成法によって多結晶ダイヤ
モンド膜を合成して、窒化硼素膜と多結晶ダイヤモンド
膜の積層膜を作製し、該積層膜多結晶ダイヤモンド膜側
を工具母材の切削作用部分の少なくともすくい面側にろ
う付けによって取付けると共に、前記基板をろう付けの
前または後に除去することを特徴とする耐溶着性に優れ
たダイヤモンド切削工具の製造方法。 - 【請求項９】 前記基板の表面粗さがＲｍａｘで１μｍ
以下である請求項８に記載のダイヤモンド切削工具の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11334693A JPH06320304A (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 耐溶着性に優れたダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11334693A JPH06320304A (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 耐溶着性に優れたダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320304A true JPH06320304A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=14609928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11334693A Withdrawn JPH06320304A (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 耐溶着性に優れたダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06320304A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104440004A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-25 | 深圳市迈高机械工具有限公司 | 一种pcd刀具刃口的加工方法 |
| JP2020001156A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | ヘラミエンタス プレジス，エセ．エレ． | 加工工具に適用可能な切削インサートおよびこれを装着 した加工工具 |
-
1993
- 1993-05-14 JP JP11334693A patent/JPH06320304A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104440004A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-25 | 深圳市迈高机械工具有限公司 | 一种pcd刀具刃口的加工方法 |
| JP2020001156A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | ヘラミエンタス プレジス，エセ．エレ． | 加工工具に適用可能な切削インサートおよびこれを装着 した加工工具 |
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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: 20000801 |