JP6839884B2 - ダイヤモンド切削工具を用いた切削方法 - Google Patents
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Description
図2(a)は、アトム窒化処理した加工ワークを示し、図2(b)は、加工ワーク21のA−A断面を示す。加工ワーク21の材質はSUS420J2の生材である。加工ワーク21は、中心に孔22を設けられた直径50mmの円板形状を有し、実験中、機械加工装置の主軸が孔22に取り付けられて、回転させられる。ダイヤモンド切削工具は、機械加工装置の送り機構により、回転する加工ワーク21の表面23に対して相対的に動かされ、加工ワーク21の表面23を切削する。
図3は、電子線マイクロアナライザ(EPMA)による窒素濃度の分析結果を示す。分析結果に示されるように、窒素原子は表面から侵入するため、表面の窒素濃度が高く、表面から深くなるにつれて窒素濃度が低くなる。本実験で使用した加工ワーク21のアトム窒化処理条件によると、固溶体層10の表面は、窒素原子が飽和に固溶した状態となっており、表面からの距離(深さ)が約50μmより下方で、窒素濃度がほぼ0重量パーセントとなっている。なお窒素濃度のプロファイル、つまり窒素濃度と表面からの距離(深さ)の関係は窒化処理条件に依存し、たとえば処理時間を長くすることで、固溶体層10を深く形成できる。なお処理時間を長くすると飽和領域は広がるが、飽和領域における最大の窒素濃度(ピーク濃度)は変わらない。
切込量(一層分) : 2〜3μm
一回転ごとの工具送り量 : 5μm
回転速度 : 80rpm
平均切削速度 : 10m/分
切削長さ : 188m/層
工具摩耗の観察にあたり、表面から約10μmの深さを前加工により除去して、切削面を滑らかにした。
Claims (9)
- 炭素原子が被削材に移動することで工具摩耗が生じるダイヤモンド切削工具により切削する方法であって、
窒素原子が侵入型固溶原子として存在する固溶体層を少なくとも表面に有し、前記表面は窒素原子が飽和に固溶した状態となっている金属材料の前記固溶体層を、その表面からダイヤモンド切削工具で切削する際、
窒素濃度が所定の第1濃度以下であって、且つ飽和領域の窒素濃度にもとづいて定められる所定の第2濃度以上である領域内で切削を行い、窒素濃度が所定の第2濃度未満となる領域の切削を行わない、
ことを特徴とする切削方法。 - 炭素原子が被削材に移動することで工具摩耗が生じるダイヤモンド切削工具により切削する方法であって、
窒素原子が侵入型固溶原子として存在する固溶体層を少なくとも表面に有し、前記表面は窒素原子が飽和に固溶した状態となっている金属材料の前記固溶体層を、その表面からダイヤモンド切削工具で切削する際、
窒素濃度が所定の第1濃度以下のピークを示す位置を切削した後、窒素濃度が、飽和領域の窒素濃度にもとづいて定められる所定の第2濃度未満となる領域に達する前に切削を終了する、
ことを特徴とする切削方法。 - 所定の第2濃度は、飽和領域の窒素濃度の70%以上の濃度に定められる、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の切削方法。 - 炭素原子が被削材に移動することで工具摩耗が生じるダイヤモンド切削工具により切削する方法であって、
窒素原子が侵入型固溶原子として存在する固溶体層を少なくとも表面に有し、前記表面は窒素原子が飽和に固溶した状態となっている金属材料の前記固溶体層を、その表面からダイヤモンド切削工具で切削する際、
窒素濃度が所定の第1濃度以下であって、且つ飽和領域の窒素濃度にもとづいて定められる第2濃度以上である領域内を切削可能範囲とし、第2濃度より高い第3濃度以上である領域内で切削を行う、
ことを特徴とする切削方法。 - 第2濃度は、飽和領域の窒素濃度の70%以上の濃度に定められる、
ことを特徴とする請求項4に記載の切削方法。 - 前記切削方法は、金属材料を鏡面加工する方法である、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の切削方法。 - 金属材料は、鉄系材料である、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の切削方法。 - 第1濃度は、金属材料の窒化物を含まない濃度の上限である、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の切削方法。 - 金属材料が鉄系材料であり、第1濃度は、6重量パーセントである、
ことを特徴とする請求項8に記載の切削方法。
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