JP2013116533A - アルミニウム面削材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高純度でかつ表面部の鉄の濃度（鉄の平均汚染濃度）が低いアルミニウム面削材、および純度が９９．９９９５％以上の高純度アルミニウム材の面削加工方法であって、表面部の鉄の濃度（鉄の平均汚染濃度）を抑制できる面削加工方法を提供する。
【解決手段】 純度が質量比で９９．９９９５％以上であるアルミニウム材をフライス盤で面削加工する方法であって、１）アルミニウム合金より成る支持部と、該支持部に固定された切削チップと、を含むフライスカッターを準備する工程と、２）前記切削チップを前記アルミニウム材に接触させ、かつ該切削チップと該アルミニウム材が接触する部分に鉱物油または植物油を主成分とする切削油を供給しながら前記フライスカッターを回転させて面削加工を行う工程と、を含むことを特徴とする面削加工する方法。
【選択図】図３

Description

本発明はアルミニウムの面削材、とりわけ高純度のアルミニウムの面削材およびその製造方法に関する。

純度９９．９９９５％（質量比、以下同じ）以上の高純度のアルミニウムは、多くの分野で用いられており、その用途は拡大している。そのような用途として、例えば絶対温度５０Ｋ以下の極低温で使用でき、かつ、低い電気抵抗率および／または高い熱伝導率を必要とする超電導マグネット、クライオポンプまたは極低温冷凍機の部材が知られている。さらに、高純度のアルミニウムは、ＭＢＥ等による半導体の気相成長に用いる原料としても用いられている。
例えば特許文献１は、９９．９９９９％以上の純度レベルを有する高純度アルミニウム材を開示している。
また、三層電解法により精製（精錬）して得た純度９９．９９９％以上のアルミニウム材をさらに一方向凝固法により精製することで９９．９９９９％以上のアルミニウム材を得ることができることも知られている。

特開２００９−２４２８６７号公報

これら高純度材は鋳造材として提供されるものがほとんどである。このため、例えば、平滑な表面を得るために、または表面クラック等の鋳造欠陥を除去するために、フライス盤等を用いた面削加工を行う必要があることが多い。
また、鋳造材を加工した加工材においても面削加工を行う必要がある場合がある。例えば、鋳造材を圧延して圧延板を得た後、表面酸化被膜の除去および表面欠陥の除去等を目的に圧延材に面削加工を行う場合がある。

しかし、フライス盤を用いて純度９９．９９９５％以上の高純度アルミニウム材に通常の面削加工を行うと表面部において、不純物である鉄の平均汚染濃度（詳細は、後述するが表面から２μｍまでの部分の鉄の平均濃度からバルク部の鉄の濃度を引くことにより求めた、表面部の鉄の濃度の増加量）が高くなってしまうというという問題があった。
例えば、面削後のアルミニウム材の面削面（面削を施した面）の表面から２μｍまでの領域における鉄の平均汚染濃度は３０ｐｐｍ程度である。この平均汚染濃度の水準は、通常の純アルミニウム（例えば、純度９９％程度）の面削材では問題とならない水準であるがしかし、高純度アルミニウム材にとっては問題となり得る水準である。

そこで本願発明は、例えばバルク純度９９．９９９５％以上と高純度でかつ表面部の鉄の濃度（例えば、鉄の平均汚染濃度）が低いアルミニウム面削材を提供すること、および純度が９９．９９９５％以上の高純度アルミニウム材の面削加工方法であって、表面部の鉄の濃度（例えば、鉄の平均汚染濃度）を抑制できる面削加工方法を提供することを目的とする。

本発明の態様１は、純度が質量比で９９．９９９５％以上であるアルミニウム材をフライス盤で面削加工する方法であって、１）アルミニウム合金より成る支持部と、該支持部に固定された切削チップと、を含むフライスカッターを準備する工程と、
２）前記切削チップを前記アルミニウム材に接触させ、かつ該切削チップと該アルミニウム材が接触する部分に鉱物油または植物油を主成分とする切削油を供給しながら前記フライスカッターを回転させて面削加工を行う工程と、を含むことを特徴とする面削加工する方法である。

本発明の態様２は、前記切削チップが、超硬合金と該超硬合金の上に形成されたダイヤモンドコーティングとを含んで成ることを特徴とする態様１に記載の面削加工する方法である。

本発明の態様３は、前記工程２）において、前記フライスカッターの回転速度が４００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍであることを特徴とする態様１または２に記載の面削加工する方法である。

本発明の態様４は、前記工程２）において、前記アルミニウム材を送り速度２００ｍｍ／分〜４００ｍｍ／分で移動させることを特徴とする態様１〜３のいずれかに記載の面削加工する方法である。

本発明の態様５は、前記工程２）において、面削量が１ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする態様１〜４のいずれかに記載の面削加工する方法である。

本発明の態様６は、前記工程２）により得た面削加工したアルミニウム材を、塩化メチレンを含む洗浄液により洗浄する工程を更に含むことを特徴とする態様１〜５のいずれかに記載の面削加工する方法である。

本発明の態様７は、面削した表面から深さ２μｍまでの領域における鉄の平均濃度からバルク部の鉄の濃度を引いて求める鉄の平均汚染濃度が１５ｐｐｍ以下であることを特徴とするルミニウム面削材である

本発明の態様８は、前記面削した表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が５μｍ以下であることを特徴とする態様７に記載のアルミニウム面削材である。

本願発明により、高純度でかつ表面部の鉄の濃度（鉄の平均汚染濃度）が低いアルミニウム面削材、および純度が９９．９９９５％以上の高純度アルミニウム材の面削加工方法であって、表面部の鉄の濃度（鉄の平均汚染濃度）を抑制できる面削加工方法を提供することできる。

本願発明に係るフライスカッター１０を示す斜視図である。 ＧＤＭＳによる深さ方向分析での鉄含有量（鉄の濃度）の測定結果である。 実施例１、２および比較例サンプルの表面から２μｍまでの領域の鉄の平均汚染濃度を示す。

本願の発明者らは、鋭意検討した結果、フライス盤により面削加工を行う際に通常用いるフライスカッターの支持部に存在する鉄が原因となって、面削を行った高純度アルミニウム材の表面の鉄の濃度が高くなることを突き止めた。

通常、フライスカッターの支持部は、例えば鋼等の比較的硬い材料に関しても高精度の面削が行えるように十分な剛性を確保することを目的に、工具鋼等の鉄を多く含む材料により形成されている。
しかし、フライスカッターは切削チップ（切削工具）のみがアルミニウム材等の被面削材に接触し、切削チップを保持する支持部は被面削材に直接接触しないことから、支持部に含まれる鉄は被面削材の純度に影響を与えることがないと考えられていた。このため、このような鉄を含む支持部を有するフライスカッターは高純度アルミニウムを含む種々のアルミニウムおよびアルミニウム合金およびアルミニウム以外の非鉄金属の面削にも用いられている。

本願発明者らは、フライスカッターの支持部に含まれる鉄が、被切削材に侵入し、表面近傍において拡散し、鉄の平均汚染濃度等で示される表面部の鉄の濃度を上昇させることを見出した。
そして、この知見を基にして、鉄を含まない材料、好ましくはアルミニウム合金、によりフライスカッターの支持部を形成することで、面削加工による高純度アルミニウム材の表面部での鉄の汚染（鉄の濃度の上昇）を抑制できるという本願発明に到達したものである。

以下に本発明の詳細を説明する。
最初に本発明に係るアルミニウム面削材の製造方法（すなわち、高純度アルミウム材の面削加工方法）の詳細を説明し、続いて本願発明の製造方法により得られた好適な高純度アルミニウム面削材について説明する。

１．製造方法
（１）フライスカッター
図１は、本願発明に係るフライスカッター１０を示す斜視図である。図１では、構造を容易に理解できるように、下面（フライス加工時に被面削材である高純度アルミニウム材と対向する側の面）を上、上面（フライス盤に取り付ける側の面）を下にしてフライスカッター１０を示している。
フライスカッター１０は、切削チップ１２と、切削チップ１２を固定保持する支持部１４とを有する。

支持部１４は、上述のように鋼等以外の鉄を含まない（不純物として少量含む場合は除く）材料により形成されている。
支持部１４は、好ましくは、アルミニウムまたはアルミニウム合金より形成されている。アルミニウムを主成分とする材料を用いることで鉄以外の不純物の侵入も抑制できるからである。
支持部１４は、より好ましくは、アルミニウム合金より形成されている。鉄以外の不純物の侵入も抑制できることに加え、高純度アルミニウム材を高精度に面削加工するのに必要な剛性を容易に確保できるからである。
好ましいアルミニウム合金として、高い耐摩耗性、摺動性、高温強度を特徴とする、ハイシリコンアルミニウム合金を例示できる。
ハイシリコンアルミニウム合金とは、一般に過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金（Ｓｉ含有量１２．６％以上）のことであり、アルミ合金の基材中に初晶Ｓｉである晶出物が点在しており、その効果による高い耐摩耗性、摺動性、高温強度を特徴としている。
合金番号ＡＣ３Ａ（Ａｌ−Ｓｉ系）、ＡＣ８Ａ（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｇ系）、ＡＣ９Ａ、ＡＣ９Ｂ（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系）に相当するアルミニウム合金が挙げられる。

支持部１４の形状は、下面より切削チップ１２の一部が突出するように切削チップ１２を取り付け可能で、かつフライス盤に取り付けて回転可能である限りは任意の形状を有してよい。
従って、従来のフライスカッターの鋼より成る支持部と同様の形状であってよい。

切削チップ１２は、フライス盤を用いた、純アルミニウム（高純度アルミニウムを含む）またはアルミニウム合金の従来の面削に用いている各種の切削チップ（切削工具）を用いてよい。

このような切削チップとして、超硬チップ（超硬材料（ＷＣ−Ｃｏ）を含む切削チップ）および切削部がサーメット、立方晶窒化ケイ素等のセラミックまたはダイヤモンドよりなる切削チップを例示できる。また、切削チップは、必要に応じて、表面にダイヤモンド、窒化チタン、炭化チタン等のコーティング層を有してよい。
これらの切削チップの中でも好ましいのは、表面にダイヤモンドコーティング層を有する超硬チップである。高純度アルミニウムを含む、純アルミニウムに対して高い切削性を有し、高い面削精度得られるからである。

通常は、高い面削精度を得るために、複数の切削チップ１２が支持部１４に取り付けられる。好ましくは、より高い面削精度得るために３個以上の切削チップ１２が支持部１４に取り付けられる。

図１に示す実施形態では、支持部１４は、その側面および下面に亘る切り込みを６箇所有しており、それぞれの切り込みの内面に切削チップ１２（すなわち、合計６個の切削チップ１２）がネジを用いて固定されている。
それぞれの切削チップ１２は、その一部が支持部１４の下面から突出するように固定されている。これによりフライスカッター１０を用いて面削加工を行う際、支持部１４が直接、被面削材に接触することなく、切断チップ１２を被面削材に接触させることができる。

なお、切削チップ１２を支持部１４に取り付ける方法および形態は、これに限定されるものではなく、従来のフライスカッターにおいて、切削チップを支持部に取り付ける方法および形態をフライスカッター１０に適用することが可能である。
例えば、切削チップ１２をろう付けにより支持部１４に固定してよく、また支持部１４が下面側に突出した複数の突出部を有し、それぞれの突起部に切削チップ１２を固定してもよい。

（２）フライス加工
次にフライスカッター１０を用いてフライス加工を行う。
フライス加工は、フライス盤にフライスカッター１０を取り付けた後、切削チップ１２を被面削材である高純度アルミニウム材に接触させ、かつフライスカッター１０を回転させることで行う。
フライスカッター１０は、下面（図１では上方側）が被面削材である高純度アルミニウム材に対向するようにして、上面側（図１では下方側）をフライス盤に取り付ける。
フライス加工（面削加工）時には、フライスカッター１０を、図１に示す中心軸Ｃが回転軸となるように回転させる。すなわち、面削により得ようとすると被切削材の平面に略平行な平面内で切削チップ１０の刃先が回転するようにフライスカッター１０を回転させる。

面削の条件は、フライス盤に従来のフライスカッター（すなわち、支持部が鋼より成るフライスカッター）を取り付けて行う面削と同じ条件で行ってよい。
例えば、被面削材である高純度アルミニウム材を所定の送り速度で回転するフライスカッター１０に対して相対的に移動させることにより、被面削材のより広い範囲を面削できる。この場合、多くのフライス盤で行われているように、フライス盤のテーブルの上に被面削材を配置し、テーブルを所定の送り速度で移動させることにより、被面削材を回転するフライスカッター１０に対して相対的に移動してよい。

また、通常、切削チップ１２を接触させ、かつフライスカッター１０を回転させて被面削材を面削する際に、切削チップ１２および被面削材の表面が過度に加熱することがないように、切削チップ１２と被面削材とが接触する部分に切削油を供給しながら面削を行う。

以下に好ましい面削条件を説明する。
i) フライスカッター回転速度
フライスカッター１０の回転速度は、４００ｒｐｍ（４００回転／分）以上かつ８００ｒｐｍ（８００回転／分）以下であることが好ましい。
４００ｒｐｍ未満では生産性が低く、８００ｒｐｍを超えると、被面削材の温度が上昇し、焼付きが発生する場合があるからである。

ii) 送り速度
送り速度は好ましくは、２００ｍｍ／分以上かつ４００ｍｍ／分以下であることが好ましい。
２００ｍｍ／分未満では生産性が低く、４００ｍｍ／分を超えると、被面削材の温度が上昇し、焼付きが発生する場合があるからである。

iii) 面削量
面削量（面削により除去する厚さ）は、面削を行うアルミニウム材の状態（例えば鋳造材か、圧延材であるか、表面の酸化被膜厚さ等）および用途に応じて適宜決定してよい。好ましい、面削量は例えば１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下である。
面削量が１ｍｍ未満では、表面欠陥と成りうる鋳造材の鋳肌および加工材表面の加工変質層の除去が不十分な場合があり、５ｍｍを超えると、製品の歩留まりが大きく損なわれる場合があるからである。

iv) 切削油
上述の切削油として、フライス盤による面削加工に用いることができる任意の切削油を用いてよい。
好ましい切削油は、鉱物油（石油由来のアルカン類）を主成分（例えば質量比で５０％以上）とする切削油、または植物油を主成分（例えば質量比で５０％以上）とする切削油である。これらの好ましい切削油は、塩素系または無塩素系の極圧剤を含んでよい。

より好ましくは、鉱物油を主成分（例えば質量比で５０％以上）とする切削油である。耐酸化性に優れ、安定して優れた面削性を得ることができ、面削時の被面削材の温度上昇をより確実に防止できることから、得られた被面削材の表面部における鉄の平均汚染濃度をより確実に低くできる。
そして、必要に応じて、塩素系または無塩素系の極圧剤を含んでよい。

（３）洗浄
上述のフライス加工により面削したアルミニウム材は、必要に応じて、洗浄を行ってよい。洗浄により、例えば、フライス加工時に用いた切削油をアルミニウム材の表面から除去できる。
洗浄は、切削油の洗浄または脱脂に用いる任意の洗浄方法および／または洗浄液を用いて行ってよい。
好ましい洗浄液として、塩化メチレンを含む洗浄液を例示でき、より好ましくは塩化メチレンまたは塩化メチレンを主成分（例えば質量比で５０％）とする洗浄液を例示できる。

塩化メチレンは、ジクロロメタン（ＣＨ_２Ｃｌ_２）とも呼ばれる、有機溶媒の一種である。非常に多くの種類の有機化合物を溶解し、また、塩化メチレン自身が難燃性の有機化合物であることから、広範囲に溶媒や溶剤として利用し易いためである。特に金属機械の油脂を洗浄する用途で幅広く用いられており、本願発明に係る高純度アルミニウム材にとっても好ましい。

（４）アルミニウム材
以下に、被面削材である高純度アルミニウムについて詳述する。
フライス加工により面削するアルミニウム材は、純度が９９．９９９５％以上（上述のように、質量比）のアルミニウムより成る。
このような高純度のアルミニウム材は、例えば、三層電解法により精製（精錬）して得た純度９９．９９９％以上のアルミニウム材をさらに一方向凝固法により精製する等の既知の方法で得ることができる。

面削を行う高純度のアルミニウム材は、例えば上述の一方向凝固等の鋳造法により得た鋳造材およびこの鋳造材を鍛造、圧延、押出、引き抜き等より選択される１種以上の加工方法により加工した加工材を含む任意の形態であってよい。

なお、すべての元素を測定して純度を求めることは、実用的には極めて困難を伴うことから、アルミニウム中の不純物として存在することが多い、鉄（Ｆｅ）、シリコン（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）およびバナジウム（Ｖ）の６元素の含有量（質量％）（濃度（質量％））を求めて、１００質量％からこれら６元素の含有量（濃度（質量％））を引いたものをアルミニウムの純度として用いることが好ましい。
これらの６元素の含有量（濃度）の測定は、例えばＩＣＰ発光分析により行うことができる。また、例えばＧＤＭＳ（グロー放電質量分析）のような質量分析により測定することもできる。

さらに、フライス加工による面削により高純度アルミニウムに侵入した鉄の量（鉄の濃度）をより定量的に評価する方法として、ＧＤＭＳ（グロー放電質量分析）による深さ方向分析を用いることができる。
これは、面削したアルミニウム材において、面削面（面削を行った面）の表面から２μｍまでの範囲の鉄の濃度を深さ方向にＧＤＭＳ分析し、得られたＧＤＭＳ分析値の表面から２μｍまでの範囲の鉄の平均濃度（ｐｐｍ）から面削を行う前のアルミニウム材の鉄の濃度を引くことにより求めることができる。
ＧＤＭＳによる深さ方向分析の分析は、表面から例えば、０．１〜０．２μｍおきに測定することが好ましい。測定間隔は一定であってもよく、また一定でなくてもよい。
本明細書ではこのようにして求めた鉄の濃度を「鉄の平均汚染濃度（２μｍ）」と呼ぶことがある。

上述した方法により、例えば鉄の平均汚染濃度（２μｍ）が１５ｐｐｍ以下（質量ｐｐｍ、以下同じ）と、表面部の鉄の濃度を抑制することができる。
上述したように、支持部１４は、被面削材である高純度アルミニウム材と直接接触しない。従って、支持部１４をアルミニウム合金により形成することにより面削を行った高純度アルミニウムの表面部の鉄の濃度（すなわち、表面部の鉄の平均汚染濃度）が低減される理由については、未だ明らかになっていない部分がある。

本願発明者らがこれまでに得られた知見により推測する表面部の鉄の濃度低減のメカニズムは以下の通りである。これらの推測されているメカニズムは、本願発明の技術的範囲を制限することを意図したものではないことに留意されたい。

切削チップ１２を用いて高純度アルミニウム材を面削すると、高純度アルミニウム材が切削されて切粉が発生する。このような切粉の一部がフライスカッターの支持部に接触し、これによって支持部の一部が削られる場合がある。従って、支持部が鋼等のような鉄を主成分とする材料から形成されていると、鉄粉または鉄を主成分とする粉（以下、「鉄粉等」という。）が生ずると考えられる。
このような鉄粉等の一部は、被面削材に到達する。とりわけ、このような鉄粉等のなかでも切削チップと被切削材との接触部（すなわち、面削が行われいる部分）の近傍に到達した鉄粉等は、面削による加工発熱により加熱され、この結果、鉄が高純度アルミニウム材の表面部（例えば、表面部から２μｍ程度の領域）に拡散すると考えられる。

支持部が鋼等のような鉄を主成分とする材料から形成されていると、支持部が発錆し、生じた錆が、例えば切粉との接触により、上述の鉄粉等と同様に被切削材表面、とりわけ切削チップと被切削材との接触部近傍に運ばれ、この結果、鉄が高純度アルミニウム材の表面部（例えば、表面部から数μｍ程度の領域）に拡散することも考えられる。

本願発明では、上述のように支持部１４を、鉄をほとんど含有しないアルミニウム合金等の非鉄金属材料により形成することで、面削したアルミニウム材の表面の鉄濃度を抑制できるものと考えられる。

なお、このように支持部１４が鉄をほとんど含有していないため、支持部１４に起因する鉄粉の発生は無いと考えられるがしかし、例えば、フライス盤の駆動部に用いる部品等により生じた微量（従来の支持部から生ずる鉄粉と比べると少ない）の鉄粉等が、切削チップと被切削材との接触部近傍に到達した場合は、面削の加工発熱により微量の鉄が高純度アルミニウム材の表面部に拡散することも考えられる。
このため、例えば上述したフライスカッター回転速度、送り速度、面削量および切削油の種類等から選択される少なくとも１つのような面削条件を好適なものとすることで加工発熱（面削時の高純度アルミニウム材の温度上昇）を抑制することで、表面部の鉄濃度をより抑制できると考えられる。

２．好適な高純度アルミニウム面削材
本願発明に係る高純度アルミニウム材は、好ましくは中心部の純度（またはアルミニウム材全体の純度）が、９９．９９９５％以上以上（上述の通り質量比）ある。

本願発明に係る高純度アルミニウム材は、また面削面（面削加工を行った面）において、表面から２μｍまでの領域の鉄の平均汚染濃度が好ましくは１５ｐｐｍ以下である。
純度が９９．９９９５％以上の高純度アルミニウム材においては、表面から２μｍまでの領域の鉄の平均汚染濃度が１５ｐｐｍを超えると、電気抵抗が無視できないくらいに高くなる場合があり、この結果、喩え中心部の純度が９９．９９９５％以上であっても電気伝導性および熱伝導性の両特性が著しく低下してしまう場合がある。
このように表面から２μｍまでの領域の鉄の平均汚染濃度を確実に１５ｐｐｍ以下にできることにより、電気伝導性および熱伝導性の両特性が安定的に優れた面削材を得ることができる。

本願発明に係る高純度アルミニウム材は、さらにまた、面削面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が好ましくは５μｍ以下である。
面削面がこのように優れた平滑性を有することで、加工変質層が低減され、表面スジや割れ等の表面欠陥を少なくすることができ、表面外観が美しく、良い状態に保持することができる。また、表面欠陥への鉄粉等の浸入リスクを低減することができ、表面部の鉄の濃度（鉄の平均汚染濃度）を効果的に抑制できると考えられる。
なお、十点平均粗さ（Ｒｚ）は、日本工業規格（ＪＩＳ）ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定された表面粗さである。

このような、本願発明に係る好適な高純度アルミニウム面削材は、上述した製造方法により得ることができる。とりわけ、上述した好適な条件の１つ以上を適宜用いることでより容易に好適な高純度アルミニウム面削材を得ることができる。

なお、本願発明に係る高純度アルミニウム面削材は、通常、表面にフライスカッター１０の回転（すなわち、切削チップ１２の回転軸Ｃの周りの回転）に起因する、円弧状のスジ模様である面削痕（面削加工により生ずる加工痕）を有している。

（１）面削用アルミニウム材
三層電解法で精製して得た純度９９．９９９％以上の５Ｎ（ファイブナイン）アルミニウムを一方向凝固法により精製して純度９９．９９９９％以上の６Ｎ（シックスナイン）アルミニウム材を得た。
より詳細には、不純物６元素について、鉄が０．０５９ｐｐｍ、シリコンが０．３７ｐｐｍ、マンガンが０．００４ｐｐｍ、クロムが０．０２０ｐｐｍ、モリブデンが０．００１ｐｐｍ、バナジウムが０．０１６ｐｐｍで、６元素合計で０．４７ｐｐｍであった。すなわち、バルクでの鉄の濃度は０．０５９ｐｐｍであった。
これらの不純物元素は、ＧＤＭＳ（グロー放電質量分析）により測定した。

このアルミニウム材を幅６０ｍｍ×長さ８０ｍｍ×厚さ１４ｍｍの板状に切削加工した後、フッ硝酸洗浄（溶解洗浄）と水洗浄と乾燥とを行い、面削用のアルミニウム材を得た このようにして得られた面削用のアルミニウム材の十点平均粗さ（Ｒｚ）は、１０μｍ以上であった。

（２）フライス加工（面削加工）
フライス盤を用いて、上述の面削用アルミニウム材の両面（主面）に、表１に示す条件によりフライス加工（面削加工）を施し、実施例１、２および比較例のサンプルを作製した。
用いたフライス盤は、（株）鳳工業製汎用フライス盤ＭＥ−３である。

実施例１および実施例２では、図１に示すのと同等のフライスカッター１０を用いた。支持部１４は、ハイシリコンアルミニウム合金より成る。比較例では、支持部は鋼製で形状が支持部１４に類似した住友電工ハードメタル（株）製ＲＦ４１２５Ｒを用いた。
実施例１、２および比較例の何れにおいても用いた切削チップは、超硬材料の表面にダイヤモンドコーティング層を有する同じ種類のものであった。
何れのサンプルにおいてもフライカッターの回転速度を８００ｒｐｍとし、フライス盤のテーブルに載せた上述の面削用アルミニウム材を送り速度３００ｍｍ／分で移動させた。

何れのサンプルも面削は、切削チップと高純度アルミニウム材とが接触する部分に切削油を供給ながら実施した。
実施例１で用いた切削油は、鉱物油を主成分（鉱物油ベース）とし塩素系の極圧剤が添加されている、東洋化学商会株式会社製「たつぞうくん」である。
実施例２で用いた切削油は、植物油を主成分（植物油ベース）とし無塩素系の極圧剤が添加されている、東洋化学商会株式会社製「スーパーたつぞうくん」である。
比較例で用いた切削油は、鉱物油を主成分（鉱物油ベース）とし塩素系の極圧剤が添加されている、東洋化学商会株式会社製「たつぞうくん」である。

このようにして面削を行ったサンプルは何れも塩化メチレンを用いて洗浄を行った。
洗浄は、サンプルに液体の塩化メチレンを直接かけた後、１０分以上自然乾燥させることにより行った。
これにより実施例１、２および比較例サンプルを得た。

（３）表面から２μｍの領域までの鉄の平均汚染濃度
得られたそれぞれのサンプルを、エタノールで表面を洗浄後、自然乾燥させて分析用サンプルを得た。

ＧＤＭＳによる深さ方向分析により、面削面（面削を行った面）の表面から０．１μｍ毎に深さ２μｍまで（但し、深さ０．９μｍと深さ１．１μｍの間は測定間隔が０．２μｍ）鉄の含有量（鉄の濃度）を求めた。得られた測定結果よりそれぞれのサンプルの表面から２μｍの領域までの鉄の平均汚染濃度を算出した。

図２は、ＧＤＭＳによる深さ方向分析での鉄含有量（鉄の濃度）の測定結果である。縦軸は鉄含有量（ｐｐｍ）（鉄の濃度（ｐｐｍ））を対数目盛で示している。
図３は、それぞれのサンプルの表面から２μｍまでの領域における鉄の平均汚染濃度を示す。

図３から判るように比較例では鉄の平均汚染濃度（２μｍ）が２７ｐｐｍであり、１５ｐｐｍを大きく超えているのに対して、実施例１では８ｐｐｍ、実施例２では１２ｐｐｍと１５ｐｐｍより小さな値となっている。実施例１と実施例２では、実施例１の方が鉄の平均汚染濃度（２μｍ）がより低くなっており、これは鉱物油を主成分とする切削油を用いたためと考えられる。

（４）表面粗さ測定結果
光波干渉式表面粗さ測定器（（有）伊藤エンジニア製センサーＬＫ−Ｇ１５）によりそれぞれのサンプルの面削面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を測定した結果を表２に示す。

何れのサンプルも十点平均粗さ（Ｒｚ）が５μｍ以下であり、面削面が十分に平滑なことが判る。

１０ フライスカッター
１２ 切削チップ
１４ 支持部

Claims (8)

1. 純度が質量比で９９．９９９５％以上であるアルミニウム材をフライス盤で面削加工する方法であって、
   １）アルミニウム合金より成る支持部と、該支持部に固定された切削チップと、を含むフライスカッターを準備する工程と、
   ２）前記切削チップを前記アルミニウム材に接触させ、かつ該切削チップと該アルミニウム材が接触する部分に鉱物油または植物油を主成分とする切削油を供給しながら前記フライスカッターを回転させて面削加工を行う工程と、
   を含むことを特徴とする面削加工する方法。
2. 前記切削チップが、超硬合金と該超硬合金の上に形成されたダイヤモンドコーティングとを含んで成ることを特徴とする請求項１に記載の面削加工する方法。
3. 前記工程２）において、前記フライスカッターの回転速度が４００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の面削加工する方法。
4. 前記工程２）において、前記アルミニウム材を送り速度２００ｍｍ／分〜４００ｍｍ／分で移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の面削加工する方法。
5. 前記工程２）において、面削量が１ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の面削加工する方法。
6. 前記工程２）により得た面削加工したアルミニウム材を、塩化メチレンを含む洗浄液により洗浄する工程を更に含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の面削加工する方法。
7. 面削した表面から深さ２μｍまでの領域における鉄の平均濃度からバルク部の鉄の濃度を引いて求める鉄の平均汚染濃度が１５ｐｐｍ以下であることを特徴とするルミニウム面削材。
8. 前記面削した表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が５μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載のアルミニウム面削材。

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