CN103282157B - 金刚石表面的研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供金刚石表面的研磨方法，其中可以降低磨耗粉末的产生，延长研磨构件的寿命，容易控制研磨构件，获得平滑度高的表面，以及易于研磨凹凸三维表面。研磨金刚石表面(1a)的方法，所述方法的特征在于，使用具有由碳和易反应性金属或渗碳性金属形成的表面的研磨构件(3a)，在用研磨构件(3a)研磨金刚石表面(1a)之前，用激光束(5)照射金刚石表面(1a)，并且在激光束发射后对着激光束照射部摩擦研磨构件(3a)。

Description

金刚石表面的研磨方法

技术领域

本发明涉及金刚石表面的研磨方法，更具体地，涉及研磨各种金刚石表面的方法。

背景技术

众所周知，作为碳晶体的金刚石由于其非常高的硬度、优异的耐磨耗性以及优异的滑动性(slippingproperty)、导热性和高折射率而被用于各种用途。例如，其已被用于例如刀具、立铣刀和锉刀等切削用工具，例如冲头和模具等塑性机械加工金属模具，例如阀升程(valvelifter)和轴承等滑动构件，例如散热器等散热构件、电子线路板以及例如镜头和窗等光学部件。

为了充分地发挥其特性，这些金刚石制品必须具有研磨至呈现平滑表面的金刚石表面。

迄今为止，通过使用金刚石的颗粒或磨石来机械性研磨金刚石表面，这需要很长时间。此外，由于两者均被磨耗，存在工具寿命短以及不适于研磨凹凸的三维表面这样的问题。因此，现在已提出了各种研磨方法以尝试改善上述缺陷。

例如，专利文献1提出一种研磨方法，其通过使用由易于与金刚石晶体中的碳反应的金属构成的研磨构件，在研磨构件上施加超声波以及在研磨构件进行超声波振荡的同时，在金刚石表面上推动研磨构件来进行研磨。此处，易于与碳反应的金属的实例包括含有γ-Fe的不锈钢、钛(Ti)、锆(Zr)和钽(Ta)。

专利文献2提出了一种研磨方法，其通过使用选自由Al、Cr、Mn、Fe、Co和Ni组成的组的至少一种金属元素以及选自由Zr、Hf、V、Nb、MO、Ta和W组成的组的至少一种金属元素的金属间化合物作为磨石，并根据需要在100至800℃下加热磨石的同时，在与之相对移动的金刚石表面上推动磨石。

专利文献3提出通过将激光束聚焦于金刚石表面上来研磨金刚石表面的方法。

专利文献4提出通过在700℃至1000℃的范围内连续改变在金属和金刚石彼此接触部分的温度的同时，使金属和金刚石在两者彼此接触的位置处彼此相对滑动来研磨金刚石膜的方法。

现有技术文献:

专利文献

专利文献1：JP-A-2005-231022

专利文献2：JP-A-2001-198833

专利文献3：JP-A-6-170571

专利文献4：JP-A-7-314299

发明内容

发明要解决的问题

然而，由上述现有技术提出的方法仍存在必须要解决的问题，并且需要改善。

例如，由专利文献1提出的方法通过利用由超声波振荡产生的摩擦热来使构成研磨构件的金属与金刚石表面上的碳进行化学反应来实施研磨。然而，当利用由超声波振荡产生的摩擦热时，必须根据频率和推力来控制温度，这涉及巨大的困难，并且这不容易在保持稳定性和恒定效率下进行研磨。

此外，当利用摩擦热时，能量效率低并且使温度升高，必须用相当大的推力来在金刚石表面上推动研磨构件。此外，构成研磨构件的金属的硬度与金刚石的相比非常低。因此，研磨构件显著地磨耗并且仅具有短的寿命。

此外，由于必须用相当大的推力在金刚石表面上推动研磨构件，研磨机，特别是研磨构件的周围必须具有增加的韧性，这导致设备大型化。

根据专利文献2中提出的方法，通过使用包含非常硬的金属间化合物作为颗粒的磨石进行研磨。然而，特定金属间化合物的使用导致成本激增。此外，由于通过在金刚石表面上推动硬金属间化合物(硬度Hv为500至1000)进行研磨，所以由于颗粒的磨耗而产生许多磨耗粉末。此外，粉末的表面化学活性高，因此，产生的许多磨耗粉末可导致着火和爆炸。而且，通过在金刚石表面上推动磨石的机械研磨所需的设备趋于变得大型化。

根据专利文献3中提出的方法，通过利用激光束加热使金刚石表面中的碳气化来进行研磨。然而，必须发射激光束以便聚焦于金刚石表面的凸部上，并且控制激光束的发射非常困难。因此，存在的问题是，研磨面积宽到某种程度(例如，几十平方厘米以上)的材料需要延长很多的时间。

根据专利文献4提出的方法，通过在700℃至1000℃的范围内连续地改变在金属和金刚石彼此接触部分的温度的同时，在它们彼此接触的位置处彼此相对滑动金属和金刚石来研磨。依据该方法，通过加热器进行加热并且温度不能瞬时变化，制约了研磨量的调节。此外，根据专利文献4，为了防止偏磨耗而使研磨构件形成为球状，并且以低速度旋转。然而，当固定旋转轴时，相同的接触状态仅可保持一圈。因此，当尝试利用更宽的表面时，旋转轴必须自由变化，导致设备变得复杂化。

因此，本发明的目的是提供产生较少磨耗粉末、能够使研磨构件保持延长的寿命且容易控制、使得可以获得平滑度高的表面以及还可以容易地适用于研磨凹凸三维表面的金刚石表面的研磨方法。

本发明另外的目的是提供能够在不使用通过特殊制造方法获得的昂贵材料例如金属间化合物而使用通过使用廉价金属单质形成的研磨构件来进行研磨的金刚石表面的研磨方法。

用于解决问题的方案

根据本发明，提供金刚石表面的研磨方法，其特征在于：

使用具有线状、带状或棒状并且具有容易与碳反应的金属表面或具有渗碳性金属表面的研磨构件；

在连续或间断地改变所述研磨构件的研磨表面的同时，用所述研磨构件研磨所述金刚石表面；和

在用所述研磨构件研磨之前，加热所述研磨构件和/或所述金刚石表面。

本发明中，容易与碳反应的金属为具有其中在碳化物形成反应中吉布斯自由能(ΔG)的变化呈现负号的温度范围的金属，并且特别优选为在不超过金刚石碳化时的温度(750至850℃)的温度范围中，碳化物形成反应中的自由能(ΔG)的变化量为-20kcal/mol以下的金属。已知在碳化物形成反应中各种金属的吉布斯自由能的变化量描述于，例如MetalsDataBook，第四版(JapanInstituteofMetals,MaruzenCo.编辑)。

此外，渗碳性金属为碳可以从其表面扩散并渗透的金属。

本发明的研磨方法中，期望：

(1)在用所述研磨构件研磨之前，通过用激光束照射来加热金刚石表面，和激光束照射之后，通过用研磨构件摩擦激光束照射部来进行所述研磨；

(2)研磨构件为具有容易与碳反应的金属表面的研磨构件，所述金属为Zr、Ta、Ti、W、Nb或Al；

(3)研磨构件为具有渗碳性金属表面的研磨构件，所述渗碳性金属为Fe、Ni或Co；和

(4)在用所述研磨构件研磨之前，加热金刚石表面并加热研磨构件。

发明的效果

本发明中，通过用研磨构件的表面摩擦金刚石表面来进行研磨。此处，研磨构件表面由容易与碳反应的金属或渗碳性金属形成，并且在用研磨构件研磨之前加热研磨构件或金刚石表面。因此，在研磨时，金刚石表面上的碳与形成研磨构件表面的易反应性金属反应，或扩散并渗透于渗碳性金属表面的层中。结果，金刚石表面的碳被消耗并且被有效地研磨。

此外，本发明中，所使用的研磨构件具有线状、带状或棒状，并且在连续或间断地改变由上述金属材料形成的研磨构件表面的同时进行研磨。即，由于在改变接触部的同时滑动摩擦金刚石表面，反应(易反应性金属与金刚石表面上的碳的反应，或者碳的扩散和渗透)未达到饱和状态，表面压力未被磨耗改变，并且所述过程始终连续保持稳定。因此，研磨可以长时间连续保持稳定。

本发明中，期望使用Zr、Ta、Ti或Al作为形成研磨构件表面并且容易与碳反应的金属。这些金属全部为软金属并且维氏硬度(Hv)全部为200以下，不仅比金刚石表面的维氏硬度低很多，而且也比在上述专利文献2中使用的金属间化合物的磨石的500至1000的硬度低得相当多。由于通过如此低硬度的金属进行滑动摩擦金刚石表面来研磨，与使用高硬度金属或金属化合物时相比，可以有效地抑制磨耗粉末的产生，使得可以延长研磨构件的寿命，这是本发明极大的优点。

此外，期望使用Fe、Ni或Co作为形成研磨构件表面的渗碳性金属。这些金属具有允许碳从金属表面扩散并渗透至金属中的性质。

本发明中，进一步期望在研磨之前通过激光束照射来加热金刚石表面并且通过使用研磨构件来研磨激光束照射部。即，激光束照射仅仅是为了加热至研磨构件表面的金属与碳反应的温度或者研磨构件表面被金刚石表面上的碳渗碳的温度。应当指出，激光束照射不是为了蒸发或挥发金刚石表面上的碳。因此，无需以复杂方式调节研磨条件，允许制造小型设备，从而将研磨方法有效地适用到甚至研磨凹凸和三维表面以及曲面，能够有效地使金刚石表面平滑化。

此外，在通过激光束照射加热金刚石表面时，金刚石表面被局部加热，即，表面上的光斑被瞬间加热。因此，在研磨在预定基板上形成的金刚石膜时，金刚石膜不被金刚石膜和基板之间的热膨胀差所损害。此外，由于加热是局部进行的，能量可以被非常高效地利用。

而且，激光束的强度可瞬间变化，使得可以通过改变加热温度来调节研磨量。具体地，监控表面性质并且反馈数据以改善表面的均一性或在表面上形成细微凹凸。

本发明中，期望在用研磨构件研磨金刚石表面之前加热研磨构件和金刚石表面两者。在研磨金刚石表面时，加热进一步促进金刚石表面上的碳与形成研磨构件表面的金属的反应或者进一步促进金属表面的渗碳，从而有助于有效地并且短时间内进行研磨。

此外，根据本发明，使用现有金属单质代替使用金属间化合物等特殊化合物来形成研磨构件，还提供成本方面的优点。

附图说明

[图1]为说明根据本发明的研磨方法的示意图。

[图2]为说明根据本发明的研磨方法的示意图。

[图3]为示出用于进行图1和2的研磨方法的研磨构件的形态的图。

[图4]为示出照射能量的密度和温度之间的关系的图表。

[图5]为示出在实施方案的研磨试验中金刚石表面的粗糙度变化的图表。

[图6]为示出在实施方案的研磨试验中金刚石表面的粗糙度变化的图表。

[图7]为示出在实施方案的研磨试验中金刚石表面的粗糙度变化的图表。

[图8]为示出在实施方案的研磨试验中金刚石表面的粗糙度变化的图表。

具体实施方式

参考图1，本发明是关于研磨具有金刚石表面1a的工件1。此处，工件1可具有适于使用的任何形状，只要其具有单晶、多晶或薄膜的金刚石表面1a即可。

工件1的金刚石表面1a通过使用配备有滑动摩擦金刚石表面1a的研磨构件3a的研磨装置3来研磨。在图1所示的本发明的实施方案中，在研磨之前用激光束5照射表面1a，在照射后，通过研磨装置3来研磨用激光束5照射的部位。

研磨装置3配备有滑动摩擦金刚石表面1a的研磨构件3a，研磨构件3a由容易与碳反应的金属或者由渗碳性金属形成。

如上所述，容易与碳反应的金属为具有其中在碳化物形成反应中吉布斯自由能(ΔG)的变化呈现负号的温度范围的金属，并且其实例包括Zr、Ta、Ti、W、Nb和Al。其中，优选Zr、Ta、Ti和Al。如上所述，这些金属具有非常低的表面硬度Hv(维氏硬度)；例如，Ta为约100至150，Zr为约120至200，Ti为约100至200，和Al为约15至50。因此，当通过使用该软金属来进行研磨时，即使当用基于上述小推力的滑动摩擦力来进行研磨时，也允许有效地抑制磨耗或变形，使得不仅可以有效地防止磨耗粉末大量产生，而且还延长研磨构件3a的寿命，并且长时间保持稳定性和良好精度地进行研磨。

上述软金属中，最期望Zr、Ta和Ti。这些金属在形成碳化物(ZrC、TaC、TiC)的反应中的吉布斯自由能(ΔG)的变化量在不超过金刚石碳化温度(750至850℃)的温度范围内为-20kcal/mol以下，并且特别地小至约-30至-45kcal/mol。因此，由于用激光束5照射加热之后的滑动摩擦，金属非常容易与金刚石表面1a上的碳反应，并有效地研磨金刚石表面1a。例如，如稍后所述的实验例的实验结果(参见图5)所示，可在短时间内将约1.5μm的粗糙度Rz(最大高度)的粗糙表面研磨为约0.8μm粗糙度的平滑表面。

作为渗碳性金属，可例举Fe、Ni和Co。其中，期望使用Ni来形成研磨构件3a的表面。即，当使用具有渗碳性金属表面的研磨构件3a时，金刚石表面1a上的碳原子在用研磨构件3a研磨时扩散到研磨构件3a的表面中，可有效地研磨金刚石表面。

通过使用研磨构件3a滑动摩擦用激光束照射的部位来进行用研磨构件3a的研磨；即，不需要大的推力来滑动摩擦。虽然适当的推力可能取决于研磨构件的形状和材料而不同，但是已确认可以用约5N(0.5kgf)的推力进行研磨。另一方面，真实接触面积随着推力的增加而增加，并且研磨趋于加速。因此，可取决于工件的形状、与其相应的研磨构件的形状和材料以及设备的刚性来适当地设置推力。无论如何，本发明不需要使研磨构件的端部大大变形的推力。因此，可以实现研磨构件和保持具(holdingfitting)的小型化，提供研磨具有复杂形状和小径孔洞的工件的优点。

本发明中，通过用激光束5照射来局部加热金刚石表面1a，以便形成研磨构件3a的表面的金属容易与碳反应，并通过激光照射能量的密度和金刚石的能量吸收率来确定热度。具体地，基于金刚石对用于研磨的激光源的能量吸收率来适当地设置激光输出、照射宽度(光斑直径)和加工速度。图4示出当用二氧化碳气体激光照射超硬合金上涂布的10μm厚的金刚石时的能量的密度与金刚石表面上的温度之间的关系，虽然该关系实际上可取决于形状、厚度和激光种类而不同。

通过使用由JapanSensorCo制造的放射温度计(FTK9-R220A-2.5B11)来测量温度。

根据上述关系，温度随着照射能量密度的增加而升高。如果照射能量的密度增加过多，金刚石在750至850℃附近碳化，并且温度不再上升。

因此，根据本发明，必须将激光束照射能量的密度等照射条件设定为将金刚石表面1a加热至不超过金刚石碳化时的温度(750至850℃)的温度范围。当将易反应性金属用于研磨构件3a时，温度范围为200℃以上，特别地为220℃至800℃，并且当使用渗碳性金属时，温度范围为600℃以上，特别地为700℃至800℃。然后设定照射条件以使金刚石表面在上述温度范围内但是不超过用于研磨构件3a的金属的熔点的温度下加热。

已知多种激光源用于发射激光束5。本发明中，加热水平如此低，以致激光源不受限制，并且可使用任何已知的激光。为了保持稳定性地且例如在焊接和机械加工领域中进行研磨，已广泛使用例如YAG和光纤激光等固体激光。然而，根据本发明，除了固体激光外，还允许使用例如二氧化碳气体激光和准分子激光等气体激光。

虽然不特别限定激光束5的照射宽度(光斑直径)，但是从激光束的能量效率和研磨效率的观点，期望接近于研磨构件3a与金刚石接触的宽度。例如，如果照射宽度比两者之间的接触宽度小很多，则在温度低的部位(未照射的部位)上不进行研磨，结果，需要延长时间来研磨。另一方面，如果照射宽度设定过宽，则不需要加热(未研磨)的部位被加热，导致能量损失并需要非所期望地增加激光束输出或降低机械加工的速度。研磨构件3a与金刚石接触的宽度可根据众所周知的赫兹定律(Hertz’slaw)来大体计算。

本发明中，用激光束5照射部分区域后，用研磨构件3a研磨照射的部分。此处，研磨时机为照射部分的表面仍然保持在大约为研磨构件3a的金属与金刚石表面1a上的碳进行反应(或渗碳)时的温度。然而，此处，由于金刚石具有非常高的导热性(趋于快速冷却)，只要设置空间允许，期望照射部分尽可能地接近于研磨构件3a，从而缩短时间。

本发明中，在金刚石不碳化的条件下，代替用激光束照射，通过各种加热器、热风、通电电阻器加热、感应加热或高能量束等已知加热手段加热金刚石表面1a也是允许的。然而，如上所述，最期望通过激光束照射来加热金刚石表面1a。

本发明中，如图1所示，同心配置激光束5的照射单元和研磨装置3的研磨构件3a，并且在旋转工件1的状态下，在用激光束5照射的同时，通过用研磨构件3a滑动摩擦来研磨金刚石表面。此外，使研磨装置3(研磨构件3a)和激光束5的照射源沿工件1的径向间断或连续地移动，从而研磨整个金刚石表面1a。

通过代替旋转工件1而旋转研磨装置3(研磨构件3a)和激光束5的照射源来研磨用激光束5照射的部位也是允许的。然而，普遍接受的操作是旋转工件1，因为这不导致设备大型化。如果仅通过一次研磨不能达到足够的程度，则可重复上述操作多次以进一步继续研磨。

此外，取决于工件1的表面形状，可使工件1或者研磨装置3(研磨构件3a)和激光束5的照射源直线滑动以进行研磨。例如，参考图2，将工件35固定于可在轨道30上滑动的台(table)31上，在台31上方配置激光源37，并将研磨装置39与激光源37平行设置。研磨装置39具有安装到其下端的研磨构件40。工件35的金刚石表面在随台31往复移动、用激光束37a照射的同时，通过研磨构件40的滑动摩擦来研磨。将工件35放置于支承构件33上并固定支承构件33到台31上也是允许的。

在本发明中，为了通过使金刚石表面上的碳原子与研磨构件的研磨表面上的金属反应或通过使金刚石表面上的碳原子扩散并渗透到研磨构件表面中来有效地进行研磨，重要的是研磨构件3a具有线状(配线状(wiretype))、带状或棒状，并且，另外，研磨构件的接触部在进行研磨的同时连续或间断地变化。即，与金刚石表面接触的研磨构件表面(接触部)始终变化，始终能够有效地使碳原子与金属反应或使碳原子扩散并渗透，并且允许始终稳定地进行研磨而没有由磨耗引起的表面压力的任何变化。结果，可长时间保持稳定地进行研磨。

图3示出用于本发明的各种形状的研磨构件3a的实例。

例如，参考图3(a)，环形配线15绕由预定支撑构件10保持的滑轮13卷回。配线15充当由容易与碳反应的金属制成(或由渗碳性金属制成)的研磨构件3a。

参考图3(b)，环形带19绕由支撑构件10保持的辊17卷回并充当研磨构件3a。

参考图3(c)，将棒21穿过套筒状支撑构件10，并使其下端面滑动摩擦金刚石表面1a。即，棒21充当研磨构件3a。

当驱动滑轮13或辊17时，环形配线15或环形带19在连续或间断地变化其摩擦面的同时研磨金刚石表面1a。此外，连续或间断地移送棒21以便进行研磨。

当通过连续或间断地驱动研磨构件3a，或优选通过连续驱动研磨构件3a来进行研磨时，其与金刚石接触的表面不因研磨而被消耗和磨耗。因此，表面压力不变化，并且可长时间连续保持稳定研磨。

此外，当研磨构件3a具有例如在专利文献4中所述的球形时，通过使球旋转可预期相同的效果。然而，如果固定旋转轴，则研磨构件可仅使用一圈。然而，为使旋转轴自由，则设备变得复杂化。

本发明中，最期望采用特别是图3(a)所示的线状(环形配线15)和图3(b)所示的带状(环形带19)。即，在这些情况中，研磨构件3a的滑动摩擦表面与金刚石表面1a点接触或线接触，以保持高研磨效率以及始终与新表面进行研磨。因此，磨耗不改变表面压力，并且可长时间连续保持稳定研磨。

此外，本发明中，预先加热研磨构件3a以获得协同效应。这使得可以进一步提高金刚石表面上的温度并促进金刚石表面1a中的碳与研磨构件3a表面上的金属的反应或者促进金属表面的渗碳(碳的扩散)。结果，可保持低的激光束输出。

当通过加热研磨构件3a来进行研磨时，可仅依赖于与研磨构件3a的滑动摩擦而不用激光束照射，保持一定程度效率地研磨金刚石表面。

实现上述加热，以使金刚石表面1a或研磨构件3a的表面或两者在200℃以上，特别是220℃以上，但是不超过金刚石碳化时的温度下加热。

此外，作为加热研磨构件3a的手段，取决于研磨构件3a的形状，可采用各种加热器、热风、通电电阻器加热、感应加热或高能量束等这些已知的加热手段。

如上所述，上述加热手段也可代替照射激光束来用作加热金刚石表面的手段。

本发明的上述研磨方法使得可以在不使用由特别昂贵的化合物制成的研磨构件而使用由金属单质制成的研磨构件的情况下进行研磨，并且容易控制研磨。因此，不仅允许有效地研磨平面而且还允许研磨凹凸三维表面和曲面，使研磨方法适合研磨具有各种形状的金刚石表面的工件。

此外，虽然属于广泛知晓的方法，但是在研磨加工前或期间，在金刚石表面上涂布激光吸收体以改善金刚石的能量吸收效率也是允许的。

此外，为了提高研磨构件与金刚石的反应性，可在吹送氧气等气体的同时进行研磨。此外，为维持研磨质量，可在进行抽气或者连续或间断地吹送高压空气或很少量洗涤液以除去由研磨产生的金属碳化物或异物的同时进行研磨。

实施例

现将通过以下实验例描述本发明。

在实验例中，通过下述方法测量表面粗糙度。

表面粗糙度：

通过使用由TokyoSeimitsushaCo.制造的表面粗糙度计(Surfcom575A)，根据JIS-B-0601测量最大高度Rz。

<实验例1>

使用图1示意性示出结构的研磨试验机和通过热长丝CVD法(hotfilamentCVDmethod)用金刚石包覆超硬合金的基材获得的待研磨试验片。

试验片：

形状：13mm×13mm(5mm厚)的平板

基材：超硬合金

金刚石厚度：10μm

最大高度Rz：1.5μm(金刚石表面)

激光(二氧化碳气体激光)，Evolution100W，

由SynradCo.制造：

输出：100W

照射宽度(光斑直径)：

将作为研磨构件的横截面为圆形且直径为1mm的Ta配线安装到上述研磨试验机(参见图3(a))，并将激光照射位置和研磨构件与试验片接触位置之间的间隙设定为2mm。在该状态下，用10N的负荷将研磨构件(Ta配线)推到试验片表面上，并在用激光束照射的同时，通过在72m/min下移动来研磨试验片。在每次研磨结束后，垂直于滑动摩擦方向移动试验片0.005mm。该操作重复多次(约100次)以进行平面研磨试验。

在试验片的同一部位每滑动摩擦5次后改变配线的接触部。此外，测量研磨部的最大高度Rz。结果示于图5中。最大高度Rz随着滑动摩擦次数的增加而降低，由此确认进行了研磨。

表1示出以下实验例的试验条件和结果。此外，图5示出与实验例1那些同样的滑动摩擦次数和最大高度Rz之间的关系。

<实验例2>

除了不用激光束照射以外，以与实验例1中完全相同的方式进行研磨试验。

结果，金刚石表面未完全被研磨。

<实验例3>

除了将激光束的强度降低到50W以外，以与实验例1完全相同的方式进行研磨试验。

结果，与实验例1(100W)相比，用50W研磨没有多大进展。当将激光的强度降低到25W时，几乎没有进行研磨。

<实验例4>

除了不用研磨构件实现滑动摩擦以外，以与实验例1中完全相同的方式进行研磨试验。

结果确认，金刚石表面未完全被研磨。

<实验例5>

除了将推力增至20N以外，以与实验例1完全相同的方式进行研磨试验。

结果确认，研磨进行得比实验例1(10N)的快。

<实验例6至8>

除了将研磨构件变为Ti、Zr和Al以外，以与实验例1完全相同的方式进行研磨试验。结果确认，使用Ti和Zr时研磨进行得比使用Ta时快，但是使用Al时研磨没有多大进展。

表2示出以下实验例的试验条件和结果。图6示出与实验例1那些同样的滑动摩擦次数和最大高度Rz之间的关系。

<实验例9>

除了如下所述改变试验片的移动，没有照射激光束和通过加热器在700℃下加热研磨构件以外，以与实验例1完全相同的方式进行研磨试验。

试验片移动速度：18m/min

试验片在垂直方向上的滑动摩擦移动量：0.025mm/rev

确认最大高度Rz随着滑动摩擦次数的增加而降低并且进行了研磨。

<实验例10>

除了在800℃下加热研磨构件以外，以与实验例9完全相同的方式进行研磨试验。

结果确认，研磨进行得比在实验例9(700℃)中的快。

<实验例11>

除了在500℃下加热研磨构件以外，以与实验例9完全相同的方式进行研磨试验。

结果确认，研磨进行得比在实验例9(700℃)中的慢。

<实验例12>

除了将研磨构件变为Fe以外，以与实验例9完全相同的方式进行研磨试验。

结果确认，研磨进行得比在实验例9(Ta)中的快。

<实验例13>

除了在500℃下加热研磨构件以外，以与实验例12完全相同的方式进行研磨试验。

结果确认，金刚石表面未被完全研磨。

<实验例14>

除了将研磨构件变为Ni以外，以与实验例1完全相同的方式进行研磨试验。

结果确认，研磨进行得比在实验例9(Ta)、实验例12(Fe)中的快。

图7示出与实验例1那些同样的滑动摩擦次数和最大高度Rz之间的关系，图8示出滑动摩擦50次后，沿外径方向距研磨起点的距离与最大高度Rz之间的关系。

<实验例15>

除了如下所述改变条件，在旋转试验片的同时，以0.025mm/rev的速率从内径向外径移动研磨构件，当达到终点时结束研磨，改变配线的接触部，以及之后再次从内径开始研磨之外，以与实验例1完全相同的方式进行研磨试验。

试验片：

形状：内径33mm、外径65mm的环状(12mm厚)

基材：超硬合金

金刚石厚度：20μm

最大高度Rz：1.8μm(金刚石表面)

圆周速度：24m/min

研磨构件上的负荷：20N

激光照射的位置和研磨构件与试验片接触的位置之间的间隙：0.7mm

在试验片的同一部位上每滑动摩擦5次后测量研磨部的最大高度Rz。

结果确认，最大高度Rz随着滑动摩擦次数的增加而降低，并且进行了研磨。还确认随着研磨从研磨起点向终点进行，研磨变慢。

<实验例16>

除了以0.5mm/s连续供给Ta配线并改变接触部以外，以与实验例13完全相同的方式进行研磨试验。

结果确认，研磨量几乎恒定，与研磨起点的位置无关。

表1

表2

当研磨量(-ΔRz)为如下所示时，将滑动摩擦15次后研磨试验的结果判定为如下：

小于0.1μm：×

0.1至小于0.5μm：△

0.5μm以上：○

附图标记说明

1.金钢石工件

1a：金钢石表面

3a：研磨构件

5：激光束

Claims (5)

1.一种金刚石表面的研磨方法，其特征在于：

使用具有环形配线并且具有容易与碳反应的金属表面或具有渗碳性金属表面的研磨构件，所述容易与碳反应的金属为Zr、Ta或Ti；

为了使所述容易与碳反应的金属与金刚石表面上存在的碳的反应不达到饱和状态，或表面压力未被磨耗改变而在连续或间断地改变所述研磨构件的研磨表面的同时，用所述研磨构件研磨所述金刚石表面；和

在用所述研磨构件研磨之前，加热所述研磨构件和/或所述金刚石表面。

2.根据权利要求1所述的金刚石表面的研磨方法，其中在用所述研磨构件研磨之前，通过用激光束照射来加热所述金刚石表面，和用激光束照射之后，通过用所述研磨构件摩擦激光束照射部来进行所述研磨。

3.根据权利要求1所述的金刚石表面的研磨方法，其中所述研磨构件为具有容易与碳反应的金属表面的研磨构件，所述金属为Zr或Ta。

4.根据权利要求1所述的金刚石表面的研磨方法，其中所述研磨构件为具有渗碳性金属表面的研磨构件，所述渗碳性金属为Fe、Ni或Co。

5.根据权利要求4所述的金刚石表面的研磨方法，其中在用所述研磨构件研磨之前，加热所述金刚石表面并加热所述研磨构件。