JP7440184B2 - ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7440184B2 JP7440184B2 JP2021520234A JP2021520234A JP7440184B2 JP 7440184 B2 JP7440184 B2 JP 7440184B2 JP 2021520234 A JP2021520234 A JP 2021520234A JP 2021520234 A JP2021520234 A JP 2021520234A JP 7440184 B2 JP7440184 B2 JP 7440184B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- cutting edge
- graphite
- depth
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims description 323
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims description 209
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims description 209
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 34
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 173
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 111
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 111
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 51
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 48
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 29
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 20
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 21
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 13
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 13
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000002438 flame photometric detection Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 2
- 239000010730 cutting oil Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 102220127320 rs886044541 Human genes 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- -1 aluminum alloys Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001392 ultraviolet--visible--near infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/18—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing
- B23B27/20—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing with diamond bits or cutting inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B51/00—Tools for drilling machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
- B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
- B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
- B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/28—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/20—Graphite
- C01B32/205—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/25—Diamond
- C01B32/28—After-treatment, e.g. purification, irradiation, separation or recovery
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/0036—Laser treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/91—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics involving the removal of part of the materials of the treated articles, e.g. etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/04—Diamond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B33/04—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure using electric or magnetic fields or particle radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23B2226/31—Diamond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23B2226/31—Diamond
- B23B2226/315—Diamond polycrystalline [PCD]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
- B23C2226/31—Diamond
- B23C2226/315—Diamond polycrystalline [PCD]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/20—Tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/30—Organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
- C04B2235/425—Graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/665—Local sintering, e.g. laser sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/963—Surface properties, e.g. surface roughness
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
特許文献1に開示されたダイヤモンド焼結体工具に対しては、析出させたグラファイト層が逃げ面の表面にのみ存在するため、グラファイト層の潤滑性に基づいた耐摩耗性の向上が一時的な効果に過ぎず、上記潤滑性を持続させる必要がある点で改良の余地がある。特許文献2に開示されたダイヤモンド被覆切削工具に対しては、上記グラファイト相が膜厚方向に一定量連続して存する態様であるため、初期摩耗に対応する潤滑性が不足する点で改良の余地がある。したがって、未だ初期摩耗に対応する潤滑性を有し、かつ上記潤滑性が持続することによって加工時の刃先の摩耗を抑制したダイヤモンド切削工具の実現には至っておらず、もって耐摩耗性が向上したダイヤモンド切削工具の開発が切望されている。
本開示によれば、耐摩耗性が向上したダイヤモンド切削工具およびその製造方法を提供することができる。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ね、本開示を完成させた。具体的には、ダイヤモンド切削工具における単結晶ダイヤモンドまたはバインダレス多結晶ダイヤモンドからなる刃先部に対し、所定の照射条件の下でレーザ加工を実行することにより、上記刃先部にグラファイトを生成した。この場合において上記グラファイトは、刃先部の表面から深さ方向へ向けて、単結晶ダイヤモンドまたはバインダレス多結晶ダイヤモンド中にほぼ単調減少しながら所定の深さまで存することを知見した。上記グラファイトを刃先部に有するダイヤモンド切削工具は、初期摩耗に対応可能な優れた潤滑性を有し、かつ上記潤滑性が持続することを見出し、もって耐摩耗性が向上するダイヤモンド切削工具に到達した。
[1]本開示の一態様に係るダイヤモンド切削工具は、単結晶ダイヤモンドまたはバインダレス多結晶ダイヤモンドと、グラファイトとを備える刃先部を含むダイヤモンド切削工具であって、上記単結晶ダイヤモンドまたは上記バインダレス多結晶ダイヤモンドを構成する炭素を第1炭素とし、上記グラファイトを構成する炭素を第2炭素とし、上記刃先部の表面においてラマン分光分析を行った場合、上記表面における上記第1炭素のピーク強度Id1と上記表面における上記第2炭素のピーク強度Ig1との和に対する上記Ig1の比率R1は、0.5以上1以下であり、上記表面から1μmの深さに位置する面においてラマン分光分析を行った場合、上記表面から1μmの深さに位置する面における上記第1炭素のピーク強度Id2と上記表面から1μmの深さに位置する面における上記第2炭素のピーク強度Ig2との和に対する上記Ig2の比率R2は、0.01以上0.3以下である。このような特徴を備えるダイヤモンド切削工具は、初期摩耗に対応可能な優れた潤滑性を有し、かつ上記潤滑性が持続することにより、耐摩耗性を向上させることができる。
以下、本開示の実施形態(以下、「本実施形態」とも記す)について、図1を参照することにより詳細に説明する。以下の説明において「A~B」という形式の表記は、範囲の上限下限(すなわちA以上B以下)を意味し、Aにおいて単位の記載がなく、Bにおいてのみ単位が記載されている場合、Aの単位とBの単位とは同じである。
本実施形態に係るダイヤモンド切削工具は、単結晶ダイヤモンド(以下、「SCD」とも記す)またはバインダレス多結晶ダイヤモンド(以下、「BLPCD」とも記す)と、グラファイトとを備える刃先部を含むダイヤモンド切削工具である。以下においては、上記SCDまたはBLPCDを構成する炭素を第1炭素の用語を用い、上記グラファイトを構成する炭素を第2炭素の用語を用いて説明する場合がある。
本実施形態に係るダイヤモンド切削工具は、SCDまたはBLPCDと、グラファイトとを備える刃先部を含む。上記刃先部は、すくい面と、逃げ面と、上記すくい面および上記逃げ面の間に形成される切れ刃とを有する。上記切れ刃は、被削材の加工に直接関与する部分であり、上記すくい面の一部と、上記逃げ面の一部と、上記すくい面および上記逃げ面が交差する稜線とからなる。本明細書において「すくい面」とは、切削時に被削材から削り取った切り屑をすくい出す面を意味し、「逃げ面」とは、切削時に被削材の被削面に対して対向する面を意味する。
刃先部は、SCDまたはBLPCDを備える。SCDは、高温高圧合成(HPHT)法、化学気相蒸着(CVD)法などの従来公知の製造方法を実行することにより準備することができる。BLPCDは、ダイヤモンド粒子同士が相互にバインダー(結合材)を介することなく結合した多結晶ダイヤモンドである。BLPCDは、グラファイトを出発材料として従来公知のHPHT法によりダイヤモンド粒子に変換すると同時に、結合材を用いることなく上記ダイヤモンド粒子を焼結し、これらを結合させることによって準備することができる。特に、刃先部として準備されるSCDおよびBLPCDは、後述する第2照射条件で用いるレーザ波長に対し、3cm-1以上10cm-1未満となる光(レーザ光)の吸収係数を有することが好ましい。これにより、本開示の効果を奏する刃先部を効率よく形成することができる。
刃先部は、上述のようにグラファイトを備える。上記グラファイトは、後述する〔ダイヤモンド切削工具の製造方法〕の項目で詳述するように、第1照射条件の下でSCDまたはBLPCDをレーザ加工することにより、切れ刃を形成した刃先部を得た後、上記刃先部に対し上記第1照射条件とは異なる第2照射条件の下でレーザ加工することにより生成することができる。
本実施形態に係るダイヤモンド切削工具は、上述のようにSCDまたはBLPCDを構成する炭素を第1炭素とし、上記グラファイトを構成する炭素を第2炭素とし、上記刃先部の表面においてラマン分光分析を行った場合、上記表面における上記第1炭素のピーク強度Id1と上記表面における上記第2炭素のピーク強度Ig1との和に対する上記Ig1の比率R1は、0.5以上1以下である。上記R1は、刃先部の表面におけるSCDまたはBLPCDとグラファイトとの和に対するグラファイトの比率を意味し、Ig1/(Ig1+Id1)の式により表すことができる。すなわち本実施形態において、刃先部の表面におけるSCDまたはBLPCDとグラファイトとの和に対するグラファイトの比率(R1=Ig1/(Ig1+Id1))は、0.5以上1以下である。
上記ダイヤモンド切削工具は、上述のように刃先部とともに、台金部を含む場合がある。上記ダイヤモンド切削工具の台金部としては、この種の台金部として従来公知のものであればいずれも使用することができる。たとえば台金部は、超硬合金(たとえば、WC基超硬合金、WCのほか、Coを含み、あるいはTi、Ta、Nbなどの炭窒化物を添加したものも含む)、サーメット(TiC、TiN、TiCNなどを主成分とするもの)、高速度鋼、セラミックス(炭化チタン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなど)、立方晶窒化ホウ素焼結体またはダイヤモンド焼結体のいずれかからなることが好ましい。
上記ダイヤモンド切削工具は、上述したドリルに限られず、エンドミル(たとえばボールエンドミル)、ドリル用刃先交換型切削チップ、エンドミル用刃先交換型切削チップ、フライス加工用刃先交換型切削チップ、旋削加工用刃先交換型切削チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップなどの各種の切削工具として用いることができる。
本実施形態に係るダイヤモンド切削工具は、グラファイトが刃先部の表面から深さ方向へ向けて、SCDまたはBLPCD中でほぼ単調減少しながら少なくとも刃先部の表面から1μmの深さに位置する面まで存する。これにより、刃先部に対してグラファイトに基づく初期摩耗に対応可能な潤滑性と、上記潤滑性が持続する作用とを付与することができ、もって上記ダイヤモンド切削工具の耐摩耗性を向上させることができる。
本実施形態に係るダイヤモンド切削工具の製造方法については、後述する第3工程を除き、この種のダイヤモンド切削工具を製造するための従来公知の手法を適宜用いることにより製造することができる。すなわち上記ダイヤモンド切削工具の製造方法は、後述する第3工程により、上記刃先部においてグラファイトを、刃先部の表面から深さ方向へ向けて、SCDまたはBLPCD中にほぼ単調減少しながら少なくとも刃先部の表面から1μmの深さに位置する面まで生成し、もって耐摩耗性が向上するダイヤモンド切削工具を得ることができる。本実施形態に係るダイヤモンド切削工具の製造方法は、上記ダイヤモンド切削工具を歩留まり良く得る観点から、具体的には次の方法を用いることが好ましい。
本工程は、SCDまたはBLPCDを準備する工程である。SCDおよびBLPCDの両者はいずれも、これを得るための従来公知の製造方法を用いることにより準備することができる。たとえばSCDは、従来公知のHTHP法、CVD法などを用いることにより準備することができる。さらにBLPCDは、グラファイトを出発材料として従来公知のHTHP法により焼結することによりダイヤモンド粒子に変換し、同時に上記ダイヤモンド粒子同士を結合させることにより準備することができる。上記SCDおよびBLPCDは、たとえばダイヤモンド切削工具が旋削加工用刃先交換型切削チップある場合、長さが2~6mm、幅が1~6mm、厚みが0.3~2mmのチップ形状として準備することが好ましい。上記SCDおよびBLPCDは、たとえばダイヤモンド切削工具がドリルである場合、長さが0.5~5mm、直径が0.5~5mmの円柱体形状として準備することが好ましい。
本工程は、上記SCDまたはBLPCDに対し、第1照射条件の下でレーザ加工を実行することにより、切れ刃を形成した上記刃先部を得る工程である。具体的には、まず上記SCDまたはBLPCDを従来公知のレーザ加工機(たとえば商品名:「PreCutter」、レーザープラス社製)に取り付ける。さらに上記SCDまたはBLPCDの表面を、第1照射条件の下で上記レーザ加工機のレーザで走査することにより加工し、もってSCDまたはBLPCDに切れ刃を形成する。これにより切れ刃を形成した刃先部を得ることができる。
本工程は、上記刃先部に対し、上記第1照射条件とは異なる第2照射条件の下でレーザ加工を実行することにより、上記刃先部にグラファイトを生成する工程である。具体的には、まず上記刃先部を上記レーザ加工機、またはこれとは別の第2レーザ加工機に取り付ける。次に刃先部の表面を、第2照射条件の下で上記レーザ加工機または第2レーザ加工機のレーザで走査することにより加工し、もって刃先部にグラファイトを生成することができる。
以上の製造方法により、本実施形態に係るダイヤモンド切削工具を得ることができる。上記製造方法により得られるダイヤモンド切削工具は、SCDまたはBLPCDからなる刃先部が上記第2照射条件によりレーザ加工されることにより、刃先部においてグラファイトが、刃先部の表面から深さ方向へ向けて、SCDまたはBLPCD中にほぼ単調減少しながら少なくとも刃先部の表面から1μmの深さに位置する面まで存することができる。もって上記の製造方法によって、上記グラファイトに基づいて初期摩耗に対応可能な優れた潤滑性を有し、かつ上記潤滑性が持続することにより、耐摩耗性が向上したダイヤモンド切削工具を得ることができる。
以上の説明は、以下に付記する実施形態を含む。
単結晶ダイヤモンドまたはバインダレス多結晶ダイヤモンドと、グラファイトとを備える刃先部を含むダイヤモンド切削工具であって、
前記単結晶ダイヤモンドまたは前記バインダレス多結晶ダイヤモンドを構成する炭素を第1炭素とし、前記グラファイトを構成する炭素を第2炭素とし、
前記刃先部の表面においてラマン分光分析を行った場合、前記表面における前記第1炭素のピーク強度Id1と前記表面における前記第2炭素のピーク強度Ig1との和に対する前記Ig1の比率R1は、0.5以上1以下であり、
前記表面から1μmの深さに位置する面においてラマン分光分析を行った場合、前記表面から1μmの深さに位置する面における前記第1炭素のピーク強度Id2と前記表面から1μmの深さに位置する面における前記第2炭素のピーク強度Ig2との和に対する前記Ig2の比率R2は、0.01以上0.3以下である、ダイヤモンド切削工具。
上記R1は、0.7以上1以下である、付記1に記載のダイヤモンド切削工具。
上記R1は、0.9以上1以下である、付記1または付記2に記載のダイヤモンド切削工具。
上記R2は、0.1以上0.3以下である、付記1から付記3のいずれか1項に記載のダイヤモンド切削工具。
上記R2は、0.15以上0.25以下である、付記1から付記4のいずれか1項に記載のダイヤモンド切削工具。
上記表面から0.5μmの深さに位置する面においてラマン分光分析を行った場合、上記表面から0.5μmの深さに位置する面における上記第1炭素のピーク強度Id3と上記表面から0.5μmの深さに位置する面における上記第2炭素のピーク強度Ig3との和に対する上記Ig3の比率R3は、0.1以上0.75以下である、付記1から付記5のいずれか1項に記載のダイヤモンド切削工具。
上記R3は、0.3超過0.5未満である、付記1から付記6のいずれか1項に記載のダイヤモンド切削工具。
上記単結晶ダイヤモンドまたは上記バインダレス多結晶ダイヤモンドは、1064nmまたは532nmのレーザ波長に対し、3cm-1以上10cm-1未満となる光の吸収係数を有する、付記1から付記7のいずれか1項に記載のダイヤモンド切削工具。
<実施例1>
(第1工程)
ISO(国際標準化機構)が規定するCCMW09T304のチップ形状を作製するのに用いるBLPCDのバルクを従来公知のHTHP法を用いることにより準備した。このBLPCDを、住友電気工業株式会社製のイゲタロイ(登録商標、材種:G10E)を用いた超硬合金を加工することにより形成した台金部へ蝋付けにより接合し、もって後述する第2工程に供する被加工体を作製した。上記BLPCDは、上述の測定方法により1064nmのレーザ波長に対する光の吸収係数を求めたところ、3cm-1であった。
上記被加工体におけるBLPCDの表面を、上述したレーザ加工機と同等性能の加工機を用いて以下の第1照射条件の下、レーザで走査することによってレーザ加工した。これによりBLPCDに、すくい面と、逃げ面と、上記すくい面および逃げ面の間に形成される切れ刃とを有する刃先部を形成し、もって後述する第3工程に供するダイヤモンド切削工具前駆体を得た。
レーザ波長:1064nm
レーザスポット径:50μm(半値幅)
レーザ焦点深度:1.5μm
レーザ出力:10W(加工点)
レーザ走査速度:50mm/min。
上記ダイヤモンド切削工具前駆体の刃先部に対し、上記レーザ加工機を用いて以下の第2照射条件の下、レーザで走査することによってレーザ加工した。これにより上記刃先部にグラファイトを生成し、もって実施例1のダイヤモンド切削工具(旋削加工用刃先交換型切削チップ)を得た。
レーザ波長:1064nm
レーザスポット径:40μm(半値幅)
レーザ焦点深度:1.5μm
レーザ出力:5W(加工点)
レーザ走査速度:10mm/min
レーザパルス幅:10ps(ピコ秒)
レーザ繰り返し周波数:200kHz。
532nmのレーザ波長に対する光の吸収係数が7cm-1であるBLPCDを準備するとともに、第2照射条件を以下のとおりとすること以外、実施例1と同じ方法を用いることにより、ダイヤモンド切削工具を得た。
レーザ波長:532nm
レーザスポット径:40μm(半値幅)
レーザ焦点深度:1.5μm
レーザ出力:6W(加工点)
レーザ走査速度:8mm/min
レーザパルス幅:10ps(ピコ秒)
レーザ繰り返し周波数:50Hz。
1064nmのレーザ波長に対する光の吸収係数が9cm-1であるSCDを準備すること以外、実施例1と同じ方法を用いることにより、ダイヤモンド切削工具を得た。
532nmのレーザ波長に対する光の吸収係数が5cm-1であるSCDを準備するとともに、第2照射条件を実施例2と同じとすること以外、実施例1と同じ方法を用いることにより、ダイヤモンド切削工具を得た。
532nmのレーザ波長に対する光の吸収係数が15cm-1であるBLPCDを準備するとともに、第2照射条件を実施例2と同じとすること以外、実施例1と同じ方法を用いることにより、ダイヤモンド切削工具を得た。
532nmのレーザ波長に対する光の吸収係数が20cm-1であるSCDを準備するとともに、第2照射条件を実施例2と同じとすること以外、実施例1と同じ方法を用いることにより、ダイヤモンド切削工具を得た。
532nmのレーザ波長に対する光の吸収係数が1cm-1であるSCDを準備するとともに、第2照射条件を実施例2と同じとすること以外、実施例1と同じ方法を用いることにより、ダイヤモンド切削工具を得た。
1064nmのレーザ波長に対する光の吸収係数が1cm-1であるSCDを準備すること以外、実施例1と同じ方法を用いることにより、ダイヤモンド切削工具を得た。
実施例1~実施例4および比較例1~比較例5のダイヤモンド切削工具に対し、刃先部の逃げ面において3箇所の測定領域を設け、当該測定領域における表面粗さRaをレーザ顕微鏡(商品名:「OLS5000」、オリンパス株式会社製)を用い、JIS B 0601(2001)に準拠することにより求めた。結果を表1に示す。表1中の「逃げ面表面粗さRa」の数値は、上記3箇所の測定領域で測定した表面粗さRaの平均値である。表1中の「逃げ面表面粗さRa」の数値が0.1μm以下である場合、各実施例および比較例において作製されたダイヤモンド切削工具は、被削材を鏡面加工する性能を少なくとも有すると評価することができる。
実施例1~実施例4および比較例1~比較例5のダイヤモンド切削工具を用い、被削材としての超硬合金製丸棒材((φ60mm×長さ60mm)、硬度(HRA)87、住友電気工業株式会社製)を以下の切削条件により切削した。本切削試験では、上記被削材に対して切削した距離が1kmとなった時点で切削を中止し、当該時点でのダイヤモンド切削工具の逃げ面最大摩耗幅(単位は、μm)をマイクロスコープで拡大して観察することにより測定した。結果を表1に示す。上記逃げ面最大摩耗幅の数値が小さいほど、耐摩耗性が向上していると評価することができる。表1中、ダイヤモンド切削工具の「逃げ面最大摩耗幅」を「逃げ面摩耗幅(μm)」の項目に表した。
加工機:NC旋盤
切削速度:20m/min
送り速度:0.05mm/rev
切込み量:0.2mm/rev
切削油(クーラント):なし(ただし、比較例2のダイヤモンド切削工具を用いた切削試験では、水溶性エマルジョンを使用)。
実施例1~実施例4および比較例1~比較例5のダイヤモンド切削工具の刃先部に対し、上述した方法を用いて刃先部(逃げ面)の表面、刃先部(逃げ面)の表面から0.5μmの深さに位置する面、および刃先部(逃げ面)の表面から1μmの深さに位置する面におけるSCDまたはBLPCD中のグラファイトの比率(R1、R3およびR2)をそれぞれ求めた。結果を表1に示す。
表1によれば、実施例1~実施例4および比較例1~比較例5のダイヤモンド切削工具は、いずれも同程度の逃げ面の表面粗さRaを有する。実施例1~実施例4のダイヤモンド切削工具は、R1が0.5以上1以下であり、R2が0.01~0.3である。さらにR3は、R1より小さくR2より大きい。一方、比較例1~比較例3のダイヤモンド切削工具は、R1が1であるものの、R2が0である。この場合において、実施例1~実施例4のダイヤモンド切削工具は、比較例1~比較例3のダイヤモンド切削工具に比して逃げ面最大摩耗幅が小さかった。比較例4および比較例5は、R1が0.5未満であるか、またはR2が0.3を超えるダイヤモンド切削工具であり、実施例1~実施例4のダイヤモンド切削工具に比して逃げ面最大摩耗幅が大きかった。もって実施例1~実施例4のダイヤモンド切削工具は、比較例1~比較例5のダイヤモンド切削工具に比して耐摩耗性が向上していると評価することができる。なお比較例2のダイヤモンド切削工具は、上記のように比較例1と同じ方法を用いて製造されたが、比較例1に比して逃げ面最大摩耗幅が大きかった。この理由は、被削材がクーラントによって冷却されることにより、温度上昇による被削材の硬度の低下が起こらない状態で切削試験が実行されたからであると推察された。
Claims (4)
- 単結晶ダイヤモンドまたはバインダレス多結晶ダイヤモンドと、グラファイトとを備える刃先部を含むダイヤモンド切削工具であって、
前記単結晶ダイヤモンドまたは前記バインダレス多結晶ダイヤモンドを構成する炭素を第1炭素とし、前記グラファイトを構成する炭素を第2炭素とし、
前記刃先部の表面においてラマン分光分析を行った場合、前記表面における前記第1炭素のピーク強度Id1と前記表面における前記第2炭素のピーク強度Ig1との和に対する前記Ig1の比率R1は、0.7以上1以下であり、
前記表面から1μmの深さに位置する面においてラマン分光分析を行った場合、前記表面から1μmの深さに位置する面における前記第1炭素のピーク強度Id2と前記表面から1μmの深さに位置する面における前記第2炭素のピーク強度Ig2との和に対する前記Ig2の比率R2は、0.01以上0.25以下であり、
前記表面から0.5μmの深さに位置する面においてラマン分光分析を行った場合、前記表面から0.5μmの深さに位置する面における前記第1炭素のピーク強度Id3と前記表面から0.5μmの深さに位置する面における前記第2炭素のピーク強度Ig3との和に対する前記Ig3の比率R3は、前記比率R1よりも小さく、前記比率R2よりも大きく、
前記比率R3は、0.1以上0.34以下である、ダイヤモンド切削工具。 - 前記表面は、逃げ面の表面である、請求項1に記載のダイヤモンド切削工具。
- 請求項1または請求項2に記載のダイヤモンド切削工具の製造方法であって、
前記単結晶ダイヤモンドまたは前記バインダレス多結晶ダイヤモンドを準備する工程と、
前記単結晶ダイヤモンドまたは前記バインダレス多結晶ダイヤモンドに対し、第1照射条件の下でレーザ加工を実行することにより、切れ刃を形成した前記刃先部を得る工程と、
前記刃先部に対し、前記第1照射条件とは異なる第2照射条件の下でレーザ加工を実行することにより、前記刃先部にグラファイトを生成する工程とを含む、ダイヤモンド切削工具の製造方法。 - 前記第2照射条件は、
レーザ波長が、532nm以上1064nm以下であり、
レーザスポット径が、半値幅として5μm以上70μm以下であり、
レーザ焦点深度が、1mm以上であり、
レーザ出力が、加工点において1W以上20W以下であり、
レーザ走査速度が、5mm/秒以上100mm/秒以下であり、
レーザ繰り返し周波数が、10Hz以上1MHz以下である、請求項3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 |
---|---|---|---|
JP2022193524A JP2023022257A (ja) | 2019-10-24 | 2022-12-02 | ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019193506 | 2019-10-24 | ||
JP2019193506 | 2019-10-24 | ||
PCT/JP2020/029738 WO2021079586A1 (ja) | 2019-10-24 | 2020-08-04 | ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022193524A Division JP2023022257A (ja) | 2019-10-24 | 2022-12-02 | ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2021079586A1 JPWO2021079586A1 (ja) | 2021-12-16 |
JP7440184B2 true JP7440184B2 (ja) | 2024-02-28 |
Family
ID=75620439
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021520234A Active JP7440184B2 (ja) | 2019-10-24 | 2020-08-04 | ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
JP2022193524A Withdrawn JP2023022257A (ja) | 2019-10-24 | 2022-12-02 | ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022193524A Withdrawn JP2023022257A (ja) | 2019-10-24 | 2022-12-02 | ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220274186A1 (ja) |
EP (1) | EP4049775A4 (ja) |
JP (2) | JP7440184B2 (ja) |
KR (1) | KR20220083664A (ja) |
CN (1) | CN114286731A (ja) |
WO (1) | WO2021079586A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114206537A (zh) * | 2019-08-01 | 2022-03-18 | 住友电工硬质合金株式会社 | 切削工具的制造方法以及切削工具 |
WO2022118461A1 (ja) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 住友電工ハードメタル株式会社 | ダイヤモンド工具 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005088178A (ja) | 2003-09-22 | 2005-04-07 | Tungaloy Corp | ダイヤモンド焼結体工具およびその製造方法 |
JP2011121142A (ja) | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Mitsubishi Materials Corp | ダイヤモンド被覆切削工具 |
WO2016175088A1 (ja) | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 京セラ株式会社 | 被覆部材 |
JP2020040170A (ja) | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社アライドマテリアル | 回転切削工具 |
JP2020044640A (ja) | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 株式会社アライドマテリアル | 回転切削工具 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2557560B2 (ja) * | 1990-10-08 | 1996-11-27 | 住友電気工業株式会社 | 多結晶ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
US5178645A (en) * | 1990-10-08 | 1993-01-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cutting tool of polycrystalline diamond and method of manufacturing the same |
JP2867694B2 (ja) * | 1990-11-27 | 1999-03-08 | 住友電気工業株式会社 | 多結晶ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 |
JPH06297207A (ja) * | 1993-04-13 | 1994-10-25 | Kobe Steel Ltd | 靭性に優れた気相合成ダイヤモンド切削工具 |
KR101148098B1 (ko) | 2010-04-30 | 2012-05-22 | 한국화학연구원 | 1-[4-(4-니트로-페녹시)-페닐]-프로판-1-온을 유효성분으로 함유하는 톡소포자충 및 콕시디움에 기인한 질환의 예방 및 치료용 조성물 |
JP2012071370A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Hitachi Tool Engineering Ltd | ダイヤモンド被覆切削工具 |
JP5201424B2 (ja) * | 2010-10-23 | 2013-06-05 | 三菱マテリアル株式会社 | 炭素膜被覆切削工具およびその製造方法 |
JP5573635B2 (ja) * | 2010-11-30 | 2014-08-20 | 三菱マテリアル株式会社 | ダイヤモンド被覆切削工具 |
CN102626853B (zh) * | 2011-02-07 | 2015-11-25 | 三菱综合材料株式会社 | 金刚石包覆切削工具 |
CN105269283B (zh) * | 2015-09-09 | 2018-01-19 | 国宏工具系统(无锡)股份有限公司 | 一种高寿命pcd刀具的制备方法 |
CN110461514B (zh) * | 2017-03-28 | 2021-04-06 | 住友电工硬质合金株式会社 | 切削工具的制造方法 |
JP6928248B2 (ja) * | 2017-09-29 | 2021-09-01 | 三菱マテリアル株式会社 | ダイヤモンド被覆回転切削工具 |
US10835990B2 (en) * | 2018-01-26 | 2020-11-17 | Kennametal Inc. | Cutting tools comprising ultrahard materials and methods of making the same |
JP7102212B2 (ja) | 2018-04-27 | 2022-07-19 | キヤノン株式会社 | 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム |
CN114206537A (zh) * | 2019-08-01 | 2022-03-18 | 住友电工硬质合金株式会社 | 切削工具的制造方法以及切削工具 |
-
2020
- 2020-08-04 US US17/636,878 patent/US20220274186A1/en active Pending
- 2020-08-04 WO PCT/JP2020/029738 patent/WO2021079586A1/ja unknown
- 2020-08-04 CN CN202080059250.6A patent/CN114286731A/zh active Pending
- 2020-08-04 EP EP20878357.1A patent/EP4049775A4/en active Pending
- 2020-08-04 JP JP2021520234A patent/JP7440184B2/ja active Active
- 2020-08-04 KR KR1020227005747A patent/KR20220083664A/ko unknown
-
2022
- 2022-12-02 JP JP2022193524A patent/JP2023022257A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005088178A (ja) | 2003-09-22 | 2005-04-07 | Tungaloy Corp | ダイヤモンド焼結体工具およびその製造方法 |
JP2011121142A (ja) | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Mitsubishi Materials Corp | ダイヤモンド被覆切削工具 |
WO2016175088A1 (ja) | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 京セラ株式会社 | 被覆部材 |
JP2020040170A (ja) | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社アライドマテリアル | 回転切削工具 |
JP2020044640A (ja) | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 株式会社アライドマテリアル | 回転切削工具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4049775A4 (en) | 2022-12-21 |
CN114286731A (zh) | 2022-04-05 |
WO2021079586A1 (ja) | 2021-04-29 |
JPWO2021079586A1 (ja) | 2021-12-16 |
JP2023022257A (ja) | 2023-02-14 |
KR20220083664A (ko) | 2022-06-20 |
EP4049775A1 (en) | 2022-08-31 |
US20220274186A1 (en) | 2022-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106660139B (zh) | 表面被覆切削工具及其制造方法 | |
JP6521127B2 (ja) | 被覆切削工具 | |
JP2023022257A (ja) | ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 | |
WO2005099945A1 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP6635340B2 (ja) | 表面被覆切削工具およびその製造方法 | |
CN106064245B (zh) | 具有微观结构和纳米结构耐火材料的切削工具 | |
JP6206695B1 (ja) | 工具 | |
Suresh et al. | Experimental studies on the performance of multilayer coated carbide tool in hard turning of high strength low alloy steel | |
JP6728551B2 (ja) | 表面被覆切削工具およびその製造方法 | |
JP2022163085A (ja) | ダイヤモンド工具 | |
JP2020185642A (ja) | 被覆切削工具 | |
JP2008200778A (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP2006305708A (ja) | サイアロン製スローアウェイチップおよび切削工具 | |
WO2022070402A1 (ja) | 立方晶窒化硼素焼結体工具 | |
JP2018158396A (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP7098073B1 (ja) | 切削工具の製造方法 | |
JP2002096207A (ja) | 切粉に対する表面潤滑性にすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
US20190344358A1 (en) | Coated cutting tool | |
WO2018037624A1 (ja) | 表面被覆切削工具およびその製造方法 | |
JP2021142610A (ja) | 切削工具 | |
JPH08118110A (ja) | 表面調質切削工具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211018 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20211018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220405 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220601 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220906 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221202 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20221202 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20221213 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20221220 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20230210 |
|
C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20230214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240209 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7440184 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |