CN103526160A - 切削刃边缘的加工方法及具有切削刃边缘的器具 - Google Patents

Abstract

一种切削刃边缘的加工方法及具有切削刃边缘的器具。构成切削刃的两个表面的最大高度为1μm以下，对位于这两个表面及这两个表面相交的边界部分的切削刃边缘同时照射气体团簇离子束。气体团簇离子束的照射以相对于所述两个表面不垂直地斜射且与切削刃边缘的至少一部分垂直的角度进行照射，从而在切削刃边缘上新形成刻面。

Description

切削刃边缘的加工方法及具有切削刃边缘的器具

技术领域

本发明涉及切削刃边缘的加工方法及具有切削刃边缘的器具，其能够广泛应用于例如切削工具及刀具等机械加工用器具、菜刀等烹饪器具、手术刀等医疗用器具等利用刀刃形状的器具。

背景技术

关于切削刃，公知有将其刃边缘（刀沿）加工成怎样的形状在很大程度上左右其性能。若使其刃边缘锋利化，则虽然提高了锋利度，但容易引起崩边，耐久性变差。另外，为了提高耐久性或防止原材料勾挂在刃边缘上，通常对刃边缘进行倒圆。例如，专利文献1（日本特开2008－112523号公报）记载了通过湿式蚀刻对玻璃圆盘的边缘进行倒圆的例子。另外，专利文献2（日本特开2005－224419号公报）中记载了通过精研磨来对剪刀的切削刃进行倒圆的例子。

另外，为了提高切削刃的边缘强度，设置被称为刻面及倒棱的倒角。例如，专利文献3（日本特开2004－58168号公报）记载了在切削刃上形成有倒棱的例子。若设置这样的被称为刻面及倒棱的倒角，则能够提高耐久性，且锐度不会大幅降低。

另一方面，作为比湿式蚀刻及精研磨更高精度地研磨精细区域的方法，提出有利用气体团簇离子束的方法。专利文献4（日本特表2011－512173号公报）记载了对外科用手术刀照射气体团簇离子束，使刃边缘锋利化的例子。气体团簇离子束与单体离子束相比，能量集中在材料表面附近，因此，具有能够实现低损伤加工的特征。因此，即使是非常锋利的切削刃的加工，也能够在不造成微小裂纹等损伤的前提下进行加工。

另外，专利文献5（日本特开2010－36297号公报）中公开了对切削刃照射气体团簇离子束的结果。其提供了通过气体团簇离子束使10μm见方的最大高度[maximum height of profile]Rz（Rz的定义参照日本工业标准（Japanese Industrial Standards）B0601:2001。最大高度Rz是距轮廓曲线的平均线的峰高[profile peak height]Zp的最大值和距平均线的谷深[profilevalley depth]Zv的最大值的和）大于1μm的金刚石被覆膜表面平滑化的方法。作为对于切削刃边缘的影响，显示了残留了金刚石覆盖工具本来的倒棱，通过气体团簇离子束照射，切削刃边缘不会变圆，即使从垂直方向对切削刃边缘照射气体团簇离子束，表面粗糙度也不会发生大的变化。

若利用湿式蚀刻及单体离子束蚀刻，则结晶材料中各向异性受到影响，选择性地出现某种晶面。虽然有些情况下也能够有效利用该各向异性，但是在用于精密器具的情况下存在不能任意控制切削刃边缘的形状的问题。另外，在除了结晶材料以外的非晶材料等的情况下，存在可能由于材料内部存在的相分离或各种缺陷而引起不均匀的蚀刻，该不均匀性会明显降低切削刃的机械耐久性等问题。

精研磨这样的技术是用磨粒磨削切削刃材料表面的工艺，故而不能避免用该磨粒磨削时在切削刃材料表面产生的微小损伤，降低了切削刃的机械耐久性。

若在切削刃边缘设置被称为刻面及倒棱的倒角（以下，称为刻面），则虽然可能相应地提高了机械耐久性，但存在如下问题：该制作方法只要是通过湿式蚀刻及单体离子束蚀刻、激光加工、精研磨等现有技术实施，就会在刻面上产生微小伤痕及裂纹、易碎的加工变质层等，不能够得到足够的机械耐久性。

另一方面，若利用气体团簇离子束技术，则虽然能够实现低损伤加工，但是在目前，只公开了使切削刃锋利化的技术。若使切削刃锋利化，则存在切削刃的机械耐久性容易变得不足的问题。另外，还可以考虑利用气体团簇离子束技术使切削刃边缘钝化，但若只是单纯使其钝化，则会产生切削阻力变大等锐度变差的问题。

另一方面，在专利文献5中，如上所述公开了对切削刃照射气体团簇离子束的结果。但是，在专利文献5中，通过气体团簇离子束，对10μm见方的最大高度大于1μm的金刚石被覆膜表面进行平坦化处理，即使能够进行平坦化也不能形成例如刻面，丝毫未提及能够精密地控制切削刃边缘形状的加工方法。

由此，目前还未提出一种不会对切削刃造成微小损伤且能够精密地控制切削刃边缘的形状并形成理想刻面的加工方法。

发明内容

鉴于上述这样的情况，本发明的目的在于提供能够实现低损伤加工，且能够在切削刃边缘上形成理想刻面的加工方法及具有该加工方法加工的切削刃边缘的器具。

本发明第一方面的切削刃边缘的加工方法，构成切削刃的两个表面的最大高度为1μm以下，对位于这两个表面及这两个表面相交的边界部分的切削刃边缘，通过以如下的照射角度照射气体团簇离子束，从而在所述切削刃边缘上新形成刻面，所述照射角度为相对于所述两个表面不垂直地斜射，且与所述切削刃边缘的至少一部分垂直的照射角度。

本发明第二方面的切削刃边缘的加工方法，在第一方面的基础上，用于使所述两个表面的最大高度Rz为1μm以下的平坦化加工通过气体团簇离子束的照射而进行。

本发明第三方面的切削刃边缘的加工方法，在第一或第二方面的基础上，气体团簇离子束的气体是与构成切削刃的材料不发生化学反应的气体。

本发明第四方面的切削刃边缘的加工方法，在第三方面的基础上，气体为氩气、氧气、氮气及二氧化碳中的任一种或它们的组合。

本发明第五方面的器具，具有由上述第一～第四方面中任一方面所述的切削刃边缘的加工方法加工的切削刃边缘。

本发明第六方面的器具，在第五方面的基础上，形成有多个刻面。

本发明第七方面的器具，在第五或第六方面的基础上，刻面的至少一部分为曲面。

根据本发明的切削刃边缘的加工方法，能够在切削刃边缘低损伤地形成理想刻面。因此，能够以高生产率得到锐度、耐久性均良好的切削刃。

附图说明

图1是表示通过对刃边缘照射气体团簇离子束，在刃边缘形成倾斜面的形态的示意图，（a）表示磨削材料的角的形态，（b）表示在材料的角附近发生物质的横向移动的形态，（c）表示进一步磨削材料的角的形态，（d）表示在材料的角上形成有斜面的形态。

图2是表示通过对刃边缘照射气体团簇离子束来形成刻面的示意图，（a）表示团簇沿着倾斜面的倾斜流动的形态，（b）表示倾斜面被平坦化后的形态。

图3是表示在气体团簇离子束的照射面的表面粗糙度较小的情况下形成刻面的示意图，（a）表示气体团簇离子束照射前的材料的形态，（b）表示气体团簇离子束照射后的材料的形态。

图4是表示在气体团簇离子束的照射面的表面粗糙度较大的情况下未形成刻面的示意图，（a）表示气体团簇离子束照射前的材料的形态，（b）表示气体团簇离子束照射后的材料的形态。

图5是表示通过气体团簇离子束的照射在切削刃边缘上形成刻面的形态的示意图，（a）表示气体团簇离子束照射下的切削刃的形态，（b）表示气体团簇离子束照射后的切削刃边缘的初始阶段的形态，（c）表示自（b）所示的阶段进一步进行处理后的阶段的切削刃边缘的形态，（d）表示自（c）所示的阶段进一步进行处理后的阶段的切削刃边缘的形态，（e）表示自（d）所示的阶段进一步进行处理后的阶段的切削刃边缘的形态，（f）表示气体团簇离子束照射后的切削刃的形态。

图6是表示在对构成切削刃的两个表面以相同的照射角度照射气体团簇离子束的情况下形成的刻面的状态的图，（a）表示气体团簇离子束照射前的切削刃的形态，（b）表示气体团簇离子束照射后的切削刃的形态。

图7是表示在对构成切削刃的两个表面以不同照射角度照射气体团簇离子束的情况下形成的刻面的状态的图，（a）表示气体团簇离子束照射前的切削刃的形态，（b）表示气体团簇离子束照射后的切削刃的形态。

图8是说明实施例1的图，（a）是从上方观察到的切削刃边缘的初始状态的照片，（b）是（a）的放大照片，（c）是表示从横向观察到的（b）的图，（d）是从上方观察到的气体团簇离子束照射后的切削刃边缘的状态的照片，（e）是概略地表示（d）的示意图。

图9是说明实施例1的图，（a）是从横向观察到的气体团簇离子束照射后的切削刃边缘的状态的照片，（b）是从上方观察到的（a）的状态的照片，（c）是概略地表示（a）的示意图，（d）是概略地表示（b）的示意图。

图10详细地图示图9，（a）是图9（a）的放大照片，（b）是概略地表示（a）的示意图。

具体实施方式

首先，对实现本发明的过程及本发明的要点进行说明。

本发明的最大要点在于，发现了通过气体团簇离子束（Gas Cluster IonBeam：以下称为GCIB）的照射而在切削刃边缘形成（两个）刻面的新现象。

以往，一提到通过GCIB照射会使切削刃如何时，众所周知：

·锋利化（专利文献4）

·有时钝化或可能钝化（专利文献4中也略有记载）

·平坦化（专利文献5）。

原因如下：

·锋利化→基于照射方向的形状效果（仅磨削照射的部分）、溅射量的各向异性

·钝化→侧向溅射效果（削峰填谷的感觉）

·平坦化→能够选择性地与凸部冲撞，进行选择性的研磨（由基于斜射的形状效果引起的）。

但是，通过研究GCIB的照射方法，能够有效利用“刃边缘处的物质横向移动的非对称性”，由此能够形成刻面。发现了该事实及与其相关的机理。

图1及图2分别表示刃边缘处的物质横向移动的非对称性及刃边缘处的刻面形成的机理。在图1、2中，10表示GCIB的团簇，20表示照射GCIB的材料。

在现有的平坦化模型中，在对刃边缘照射GCIB的情况下，不能够理解将会如何变化。对此，若在某一条件下对刃边缘照射GCIB，则在刃边缘形成倾斜面。其机理就是图1所示的物质横向移动的非对称性。

即，如果对刃边缘以某一条件照射GCIB，则如图1（a）～（d）所示，表面物质移动，以维持区域21的平坦性，如图1（d）及图2（a）所示，一旦在刃边缘形成倾斜面22，则由于团簇10能够沿着该倾斜面22的方向流动，故而以使该倾斜面22的长度变大的方式进行生长。即，使材料表面物质移动以延长材料表面的局部平坦性。另外，图2（a）所示的团簇10的流动使倾斜面22的末端22a、22b的边缘锋利。另外，在图2（b）中，维持区域21的平坦性。

为了利用该刃边缘处的物质横向移动的非对称性来形成连续的刻面，需要降低夹持欲形成刻面的刃边缘的面的表面粗糙度。必须为怎样程度的表面粗糙度是根据现有信息还不能简单推测的。首先，能够推测可以比照射一个GCIB的团簇所形成的凹坑的大小水平即10nm大。例如，最大高度Rz为数10nm的情况下，能够通过GCIB照射比较简单地进行平坦化。关于若夹持刃边缘的面的表面粗糙度更大将会如何，经过深入研究，结果如下。

表面粗糙度大是指存在某种较大的台阶差。位于表面的该台阶差自身作为刃边缘发挥作用。而且，伴随该台阶差在刃边缘产生物质横向移动的非对称性。即，不仅是刃边缘，夹持刃边缘的表面所到之处均会在微观上产生刃边缘处的物质横向移动的非对称性。在这样的条件下，作为刻面，未生长成连续的面，故而未形成刻面。能否形成刻面取决于团簇是否能够沿着刃边缘斜面流动，如图3所示，在表面粗糙度较小的情况下，团簇10能够沿着刃边缘斜面（倾斜面22）流动，但是，如图4所示，若表面粗糙度较大，则不能沿着刃边缘斜面流动，未形成刻面。

由各种研究可知，为了作为刻面而生长成连续的面，表面粗糙度优选最大高度Rz为1μm以下的条件。

但是，采取增加剂量等一般措施等，只要结果形成了刻面，就发挥了本发明的效果，显然，通过GCIB照射在切削刃边缘新形成刻面是本发明的核心。

图5表示考虑了对切削刃边缘照射GCIB时的“物质横向移动的非对称性”的机理。在图5中，30表示切削刃，31、32表示构成切削刃30的两个表面。另外，33表示位于两个表面31、32相交的边界部分的切削刃边缘。如图5（a）所示，GCIB以不垂直地斜射两个表面31、32且与切削刃边缘33的至少一部分垂直的角度同时对两个表面31、32及切削刃边缘33进行照射。通过GCIB的照射，如图5（b）～（e）所示，表面物质移动，如图5（f）所示，在切削刃边缘33形成两个刻面33a、33b。

这样形成的刻面33a、33b与切削刃30的各面平滑地连接，即，成为曲面状，应力难以集中，在这方面，机械耐久性进一步提高也是非常重要的特征。刻面成为曲面状的本质源于刃边缘部的“物质横向移动的非对称性”。在刃边缘部最先出现该非对称性并成为斜面，故而在成为斜面的情况下，与非斜面的情况相比，物质的横向移动变大。该斜面虽生长，但以图2（b）来说，斜面的22a侧比22b侧的倾斜角度大是本质决定的。但是，发生了图3（b）所示的GCIB能够沿着斜面流动，该影响使刻面表面平坦化的竞争。该平衡决定着实际的刻面形状。根据这样的机理，刻面表面成为曲面是本质决定的。由此，初期的切削刃边缘面、生成的两个刻面表面等平滑地连接，应力难以集中，机械耐久性提高。另外，再加上GCIB历来的特征即低损伤加工及平坦化的效果，因此机械耐久性进一步提高。

另外，存在形成一个刻面的情况和形成两个刻面的情况。如下所述。

刃边缘处的物质横向移动的非对称性与刃边缘角度和GCIB照射角度的两个因素密切相关。若刃边缘角度大，则非对称性变小，相反，若刃边缘角度小，则非对称性变大。另外，GCIB照射角度越倾斜，越多地相对于其离子前进方向移动，在前进方向的反方向上仅较少地移动。即，若相对于刃边缘增大角度（使其更倾斜）照射GCIB，则刃边缘处的物质横向移动的非对称性变大。

利用该机理，对形成有切削刃边缘的两个表面以成为相同的角度的方式进行GCIB照射的话，则容易形成两个刻面，相反地，对其中一个以较大角度，对另一个以较小角度进行GCIB照射的话，则容易出现形成一个刻面的情况。另外，通过进行以怎样的角度对切削刃边缘照射GCIB等的控制，即使在形成两个刻面的情况下，也能够进行使该两个刻面的宽度等各种形状非对称等的控制。

图6及图7表示这样通过GCIB的照射角度改变两个刻面的形状的形态，图6是对构成切削刃30的两个表面31、32以相同的照射角度照射GCIB的情况，该情况下，两个刻面33a、33b对称地形成。另一方面，图7是对构成切削刃30的两个表面31、32以不同的照射角度照射GCIB的情况，该情况下，两个刻面33a’、33b’如图7（b）所示地非对称。

另外，为了显示出刃边缘处的物质横向移动的非对称性的效果而形成刻面，优选照射GCIB的切削刃表面的最大高度Rz为1μm以下的条件，但是若能够利用基于GCIB照射的表面平坦化的效果，则也能够在通过对最大高度Rz为1μm以上的表面进行GCIB照射而使其平坦化到最大高度Rz为1μm以下之后，通过本发明的效果形成刻面。

然后，对应该怎样进行高速加工进行说明。

若从历来的GCIB技术常识考虑，则容易采取加大单位时间的剂量，即增大加速电压、提高气体压力、利用化学反应性这样的对策，但是，这些并不理想。之所以说不理想，是因为：若增大加速电压，或利用化学反应性，则溅射率变得比物质横向移动量变大的比率高，起到相反的效果。为了充分发挥上述作为本发明要点的物质横向移动的刃边缘处的非对称性效果，溅射和物质横向移动的比例很重要。

即，若减少溅射，增大物质横向移动，则能够减少切削刃整体的蚀刻量，高效地形成刻面，此为本发明的特征。作为实现方式，存在降低切削刃材料和GCIB的化学反应性的方法。这是因为：若GCIB和切削刃材料发生化学反应，则表面的溅射率提高。从这方面来看，作为GCIB的气体，优选与任何材料都没有化学反应性的稀有气体，另外，氧化物材料中氧气、氮化物中氮气等组合也不易发生化学反应，因此是优选的组合。

根据本发明的加工方法，在切削刃边缘形成刻面的化，锐度良好且机械耐久性良好的原因在于，能够同时实现如下两点：

·不降低（或提高）切削刃边缘的实际锋利度，能够只增大刀沿顶端的角度；

·除去包括刻面在内的切削刃的各面的微小裂纹及伤痕、各种缺陷。

以下，具体说明本发明的实施方式。

首先，作为实施本发明的切削刃边缘的加工方法的装置，可以使用例如下述文献1所记载的GCIB装置。

文献1：专利第3994111号公报

该文献1所记载的GCIB装置的概要如下。

将原料气体从喷嘴向真空的团簇生成室内喷出，使气体分子凝聚，生成团簇。该团簇经过分离器作为气体团簇束导入离子化室。在离子化室中，从离子发生器照射电子射线，例如热电子而使中性团簇离子化。将该离子化后的气体团簇束通过加速电极加速。入射的气体团簇离子束通过孔径而形成规定的束径后向试样的表面照射。在使电绝缘体的试样的表面平坦化的情况等下，有时事先通过电子使气体团簇离子中性化。另外，通过倾斜试样，能够控制照射切削刃边缘的角度。另外，通过XY移动台及旋转机构，使试样纵向及横向移动、或旋转，从而能够进行从任意方向照射等的控制。

【实施例1】

为了制作金刚石切削工具，通过激光加工将单晶金刚石原料裁切成厚1mm，长宽均为2mm。然后，通过金刚石磨石研削各面，修整形状，切削刃部分通过磨光盘进行研磨加工。刀沿角为65度的切削刀刃端的曲率半径约为50nm。另外，形成切削刃的两个表面的表面粗糙度为，用原子力显微镜测量10μm见方的区域，算术平均粗糙度Ra为2nm，最大高度Rz为100nm。

对该切削刃以与形成切削刃的两个表面均成147.5度的角度照射GCIB。利用图6（a）说明这些照射角度的关系，GCIB的照射方向（箭头标记所示）和切削刃的表面31所成的角度、及GCIB的照射方向和切削刃的表面32所成的角度均为147.5度。另外，切削刃边缘33和GCIB的照射方向所成的角度垂直。通过进行这样的照射，能够同时对构成切削刃的两个表面和切削刃边缘照射GCIB，成为与构成切削刃的两个表面不垂直的斜射。另外，在切削刃边缘33的顶点附近垂直地照射GCIB。以该垂直照射的部位为界而形成两个刻面。原料气体使用氩气，加速电压20kV，照射剂量为3×10¹⁸ions/cm²。通过扫描型电子显微镜观察照射前后的切削刃边缘，结果如图8所示。

图8（a）的照片是从上方观察GCIB照射前的切削刃边缘33的照片，图8（b）的照片是放大图8（a）后的照片。另外，图8（d）的照片表示GCIB照射后的切削刃边缘33的状态。另外，图8（c）及图8（e）分别表示从横向看到的图8（b）及图8（d）的形状。由图8（d）的照片可知，在切削刃边缘33形成有两个刻面33a、33b。刻面33a、33b的宽度为0.6μm。

图9与图8（d）、（e）相同，用照片及与相对于照片的草图表示GCIB照射后的切削刃边缘33的状态，图10（a）放大表示图9（a）的照片。另外，图9（c）是概略地表示图9（a）的照片的草图。由图10（a）、（b）可知，刻面的一部分成为曲面。

使用该切削刃，通过滑动试验机进行滑动试验。将切削刃以负荷100g按压在石英块上，在距离为10mm，往复速度为60cpm的条件下往复100次。观察切削刃的刃边缘（刀沿），调查有无卷刃，结果是完全没有观察到卷刃。另外，观察石英块的切口，非常锋利且在切口处完全没有缺口等。

［比较例1］

除了GCIB照射以外，与实施例1同样地制作样品，进行滑动试验。观察切削刃的刃边缘，观察到很多卷刃。另外，石英块的切口的形状虽然锋利，但是观察到了缺口。

［比较例2］

除了GCIB照射以外，与实施例1同样地制作样品后，通过磨光研磨形成两个刻面。刻面的宽度为1μm。刻面为干净整齐的平面。然后，进行与实施例1同样的滑动试验。观察切削刃的刃边缘，观察到了卷刃，但是比比较例1稍少。另外，石英块的切口不明晰，观察到了缺口。

【实施例2】

除了GCIB的照射角以外，与观察到了缺口同样地制作样品，进行滑动试验。对制作的切削刃以分别与形成切削刃的两个表面成117.5度和177.5度的角度照射GCIB。在切削刀刃端形成了两个刻面，但117.5度侧的刻面的宽度变大，为0.8μm。177.5度侧的刻面宽度为0.4μm。滑动试验的结果是，切削刃边缘完全没有观察到卷刃。另外，石英块的切口非常锋利，完全没有缺口等。

［比较例3］

除了GCIB照射以外，与实施例1同样地制作样品。然后，通过CVD法以10μm的厚度形成金刚石结晶膜。金刚石结晶膜的粗糙度为，用原子力显微镜测量10μm见方的区域，算术平均粗糙度Ra为120nm，最大高度Rz为1.1μm。然后，与实施例1同样地进行GCIB照射。切削刃边缘未形成刻面。滑动试验的结果是，在切削刃的刃边缘观察到了卷刃，石英块的切口处产生了多个缺口。

【实施例3】

除了GCIB照射以外，与实施例1同样地制作样品。然后，通过CVD法以10μm的厚度成膜类金刚石碳膜。类金刚石碳膜的粗糙度为，用原子力显微镜测量10μm见方的区域，算术平均粗糙度Ra为3nm，最大高度Rz为0.5μm。然后，与实施例1同样地进行GCIB照射。在切削刃边缘形成有两个刻面，刻面的宽度均为0.3μm。滑动试验的结果是，在切削刃的刃边缘完全没有观察到卷刃，石英块的切口非常锋利且完全没有缺口。

【实施例4】

除了不是单晶金刚石原料而是无粘结剂cBN（立方氮化硼）原料这一点以外，与实施例1完全同样地制作样品。形成照射GCIB前的切削刃的两个表面的表面粗糙度为，用原子力显微镜测量10μm见方的区域，算术平均粗糙度Ra为4nm，最大高度Rz为300nm。通过照射GCIB，在切削刃边缘形成有两个刻面。刻面的宽度为0.6μm。刻面的一部分成为曲面。

使用该切削刃，通过滑动试验机进行滑动试验。切削刃的刃边缘完全没有观察到卷刃。另外，石英块的切口非常锋利且完全没有缺口等。

【实施例5】

改变原料，进行与实施例1同样的加工试验。作为原料，对烧结金刚石，超硬材料、单晶硅、石英玻璃进行了试验。在所有的原料中，在切削刃均形成有与实施例1同样的刻面。

【实施例6】

为了与实施例1同样地制作烧结金刚石工具及cBN工具，通过激光加工将烧结金刚石原料及cBN原料裁切成厚为1mm，长宽均为2mm。然后，通过金刚石磨石研削各面而修整形状，切削刃部分通过磨光盘进行研磨加工。此时，制作一边改变磨光研磨条件一边改变最大高度Rz的表面粗糙度的样品。制作Rz为100nm～2μm的样品。对这些样品与实施例1同样地进行GCIB照射。观察在切削刃是否形成有刻面，发现在任何原料的工具中，在Rz为1μm以下时形成有刻面，在Rz大于1μm时未形成刻面。

【实施例7】

除了改变工具原料和GCIB的原料气体的组合这一点以外，与实施例1同样地制作样品，调查刻面宽度和切削刃表面的蚀刻量的关系。结果如下所示。

【实施例8】

除了形成切削刃的两个表面的最大高度Rz为1.2μm的方面和增加了通过GCIB照射对该切削刃表面进行平坦化加工的工序的方面以外，进行与实施例1同样的加工试验。首先，通过平坦化加工，使形成切削刃的表面的最大高度Rz为0.5μm。然后，进行与实施例1同样的处理。在处理后的样品的切削刃边缘形成有两个刻面，刻面的宽度均为0.3μm。滑动试验的结果是，在切削刃的刃边缘完全没有观察到卷刃，石英块的切口非常锋利且完全没有缺口。

【实施例9】

尝试着将本发明适用于市场销售的玻璃划线机装置的切割工具（单晶金刚石制）。其结果是，工具寿命是未使用本发明的现有产品的三倍。

由以上实施例、比较例可得到如下结论。

由实施例1和比较例1可知，若对切削刃边缘进行GCIB照射来形成刻面，则不会发生刀沿卷刃，机械耐久性显著提高。另外，被加工材料的加工品质也得到提高。

由实施例1和比较例2可知，即使用GCIB以外的方法形成了刻面，刀沿的机械耐久性也不会提高。即，只是在刀沿形成有刻面得不到本发明的效果。

由实施例1和实施例2可知，若改变GCIB的照射方向，则能够控制形成的两个刻面的宽度等。

由实施例1、实施例3及实施例8可知，若降低切削刃材料和GCIB的化学反应性，则不过多蚀刻切削刃材料就能够形成刻面。

由实施例1、实施例4、实施例7及比较例3可知，若切削刃表面的最大高度Rz大于1μm，则即使进行GCIB照射也不会形成刻面，刀刃的机械耐久性不会提高。

由实施例1、实施例4～6可知，不管是怎样的切削刃材料均能够通过GCIB照射同样地形成刻面。这是因为，进行GCIB照射时的刃边缘处的物质横向移动的非对称性及横向移动量与材料无关，与历来众所周知的基于GCIB照射的凹坑形成机理具有一致性。

由实施例1和实施例9可知，即使切削刃表面的最大高度Rz大于1μm，先通过GCIB照射将最大高度减小到1μm以下，然后，能够通过使用本发明来形成刻面，能够发挥本发明的效果。

另外，显然，只要能够发挥本发明的原理及机理，包含GCIB照射条件及各种材料条件在内的设计事项因素没有特别限定。

出于解释和描述的目的，以上本发明实施方式的描述被呈现出来。其意图并不在于穷举或者将本发明限于所公开的明确的形式。根据上述指导的修改和变体是可能的。实施方式被选择和描述用于提供本发明的原理及其实际应用的解释，并且使本领域普通技术人员能够在各种实施方式中和以适合于所预期的特定用途的各种修改来利用本发明。当依照平等地、合法地并且公正地有权享有的范围被诠释时，所有这些修改和变体都在所附权利要求确定的本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种切削刃边缘的加工方法，构成切削刃的两个表面的最大高度为1μm以下，对位于这两个表面及这两个表面相交的边界部分的切削刃边缘，通过以如下的照射角度照射气体团簇离子束，从而在所述切削刃边缘上新形成刻面，所述照射角度为相对于所述两个表面不垂直地斜射，且与所述切削刃边缘的至少一部分垂直的照射角度。

2.如权利要求1所述的切削刃边缘的加工方法，其中，

最大高度为1μm以下的所述两个表面是通过气体团簇离子束的照射而被平坦化后的表面。

3.如权利要求1或2所述的切削刃边缘的加工方法，其中，

所述气体团簇离子束的气体是与构成所述切削刃的材料不发生化学反应的气体。

4.如权利要求3所述的切削刃边缘的加工方法，其中，

所述气体为氩气、氧气、氮气及二氧化碳中的任一种或它们的组合。

5.一种器具，具有由权利要求1～4中任一项所述切削刃边缘的加工方法加工的切削刃边缘。

6.如权利要求5所述的器具，其中，

形成有多个所述刻面。

7.如权利要求5所述的器具，其中，

所述刻面的至少一部分为曲面。

8.如权利要求6所述的器具，其中，

所述刻面的至少一部分为曲面。

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