JPH01210201A - 気相合成ダイヤモンド膜装着工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は気相合成法による膜状ダイヤモンドを装着した
切削工具及び耐摩耗工具等に関するものである。

［従来の技術］ 従来、非鉄金属材料や非金属材料の切削加工並びに高耐
摩耗性を有する耐摩耗材料には超硬合金、あるいは多結
晶焼結体ダイヤモンド及び天然若しくは合成単結晶ダイ
ヤモンドなどが用いられている。このうちダイヤモンド
工具は、高硬度、高耐摩耗性、高い熱伝導性を有し、被
削材との耐溶着性にも優れているなどの特徴があり、広
く利用されている。

一方、これに対して、最近ダイヤモンド工具として、気
相合成法による膜状ダイヤモンドを金属或は超硬合金製
基体上に析出させて、これらの用途に適用しようとする
試みがなされているが、ダイヤモンドの析出が通常の工
具基体の材質には起こりにくいという欠点があり、未に
実用されていない。

［発明が解決しようとする課題］ 気相合成法により膜状ダイヤモンドを合成する場合、鉄
系金属上には析出し難い等、基体材質によって大きく影
響をおよぼされ、いかなる基体材質上にもダイヤモンド
が容易に析出するわけではなく、通常使用される工具用
金属材質では上記でも述へたようにダイヤモンドが析出
し難いか或は膜状ダイヤモンドと工具基体との接着を強
固に保つことは困難であるといった問題点がある。

また、気相合成法により、ダイヤモンドの析出し易い金
属、例えは、モリブデンにより工具を製作することは、
機械的性質及び加工の点で困難である。

本発明は、これらの問題点を解決して、気相合成法によ
り膜状ダイヤモンドを付与した工具を提供することを目
的とするものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記膜状ダイヤモンドと基体との接着力並び
に基体材質の制約などの問題点を解決するために、鋭意
研究の結果、ダイヤモンドが析出し易く、かつその接着
の強固な基板上にダイヤモンドを析出させ、その基板を
所望の工具にロウ付けすれば、基板そのものに工具材質
の強度が付与され、工具として使用に耐えるものになる
ことを見いだし、これに基づいて本発明を完成した。

すなわち、本発明は、気相合成法により、１〜１０００
μｍの厚さに析出しているダイヤモンド膜を表面に有す
る析出基板が工具基体上にロウイ」けされていることを
特徴とする気相合成ダイヤモンド膜装着工具を提供する
ものである。

本発明は、例えはハイｌ−、タイス、タップ、ゲーゾ、
抜き型、線引きタイスなとの硬度と耐摩耗性を必要とす
る工具類の製造に総てに適用することかできる。

本発明に用いる膜状ダイヤモンドを析出させる析出基板
は、ダイヤモンドか析出し易く、工具基体との接着かロ
ウ（−ｊけにより強固に固定できる材質であればどのよ
うなものでも使用することができる。

本発明においては、このような析出基板として、例えば
ンリコン、モリブテン、タングステンなどの板を使用す
ることができる。

また、本発明の特徴は、ダイヤモンドが析出し易い析出
基板を用いて、気相合成法によりダイヤモンドを間接的
に該析出基板に蒸着させるものであるので、材質か限定
された工具基体の上に直接蒸着する場合とは異なり、析
出基板上にダイヤモンド膜か強固にしかも厚く成膜する
ことが非常に容易である。

本発明において、析出基板上に析出させるダイヤモンド
膜の厚さは１〜１０００μｍであり、この厚さか１μｍ
未満では期待されるような工具性能を得ることかできな
い。一方、１０００μｍを超える場合は工具としての性
能上の向上はない上、気相合成による成膜工程に時間を
要し効率的でない。

本発明に用いる析出基板上のダイヤモンド膜の合成は、
物理蒸着方法及び化学蒸着方法を使用することができ、
化学蒸着（ＣＶＤ）では熱分解ＣＶＤ、プラスマＣＶＤ
１イオンビームＣｖＤ法なとの公知のダイヤモンド気相
合成法を採用することができる。

本発明に用いる工具基体は強度的に工具としての使用に
堪える硬度及び強度を有し、析出基板をロウ付けするこ
とかできるものてあれば、どのような材質の工具基体で
も使用することができる。

従来より、工具又は工具の基体として使用されているも
の、例えは、炭化タングステンなとの超硬合金基体、炭
素工具鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼なとの金属基体又
はアルミナ、ジルコニアなどの非金属ファインセラミッ
クスよりなる基体など工具として使用できるものは少な
くとも本発明の工具基体どして使用することができる。

本発明において、ロウ付けに用いるロウ拐は、融点７０
０〜９００°Ｃ程度のものか望ましく、使用する工具基
体の材質に応じてロウ材の種類を選択する必要があり、
本発明の析出基板と金属製工具基体又は超硬合金製工具
基体との間に使用するロウ材として、例えは、Ｔｉ−Ｃ
ｕ−Ａｇ系ロウ材、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系のロウ材、Ａｇ
−Ｃｕ−Ｐｄ系ロウ材などを挙けることかできる。

また、ファインセラミックス製工具基体と膜状ダイヤモ
ンド析出基板との接着に用いるロウ材としては、例えば
、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ系ロウ材が適している。

本発明に他の材質の工具基体を用いたときは、それに対
応して適宜ロウ材を選択して使用することかできる。

本発明のロウ付けは、常法により溶融ロウ材を介在させ
て、両者の面を押し付けて接着することにより行う。

本発明の工具は、ダイヤモンド膜析出工程、ロウ付は工
程の順序を逆にしても製造することができる。

本発明に用いる析出基板は、必ずしも平板状のものに限
定されない。本発明におけるダイヤモンドの気相合成法
の特徴は、どのような形状のものでも蒸着によりその形
状通りに膜を製造できる点にある。

従って曲面或は角面を有する工具にも適合するダイヤモ
ンド工具を作成することができ、また、あらかじめ大面
積の基体上に膜状ダイヤモンドを析出させておき、析出
基板を任意の形状に切りだし、各片それぞれを工具基体
にロウ付けすることにより効率的に工具を作成すること
もできる。

［実施例］ 本発明を実施例により、さらに、詳細に説明する。

実施例１ 第１図に示すようにモリブテン基板上に直流プラズマＣ
ＶＤ法により、圧力２００　Ｔｏｒｒ、基体温度８００
℃、Ｃ１（、／Ｈ２比１：ＩＱＯ，反応時間ｌｈｒの条
件でダイヤモンドを２０μｍの厚さに成膜した。

次に膜状ダイヤモンドが析出した基板を第２図に示すよ
うにクロムモリブテン鋼のワークストッパー台金に真空
ロウ付けを行った。

すなわち、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ系ロウ材ＣＷＥＳＧＯ社製
、ＴＩＣＵＳＩＬ）を用い、１０−’−１０−’Ｔｏｒ
ｒで真空ロウ付けを常法により行い、ダイヤモンド被覆
ワークストッパーを作成した。

実施例２ ダイヤモンドの析出基板をタングステンとし、実施例１
と同様にダイヤモンドを１５μｍの厚さに成膜し、ダイ
ス鋼製の台金に真空ロウ付けし、第３図に示すようなダ
イヤモンド被覆レストシューを作成した。

［発明の効果］ 本発明によれば、バインダーを含有しない緻密な膜状ダ
イヤモンドを工具基体の種類に制約されることなく、シ
かも工具基体の上に強固に装着することができるので、
工具基体に直接析出した場合と同様の強度があり、その
結果、本発明による工具は従来のダイヤモンド工具にな
い数々の利点がある。

すなわち、本発明の気相合成により作成した膜状ダイヤ
モンドは緻密な多結晶体であり、これは、ダイヤモンド
の微粉末をコバルトなどのバインダーとともに焼結した
焼結体多結晶ダイヤモンドとは異なり、バインダーを含
んでいないのできわめて高い耐摩耗性を有する上、単結
晶ダイヤモンドのような結晶の異方性がないので、刃付
は加工等が容易で、かつ安定した作業性能を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるワークストッパーの斜
視図であり、第２図は本発明の他の実施例のレストシュ
ーの斜視図である。 図中の符号は、１：析出基板、２：膜状ダイヤモンド、
３；工具基体、４；ロウ付は部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　気相合成法により、１〜１０００μｍの厚さに析出
   しているダイヤモンド膜を表面に有する析出基板が工具
   基体上にロウ付けされていることを特徴とする気相合成
   ダイヤモンド膜装着工具。