JPWO2015046573A1 - 切削工具および切削加工物の製造方法 - Google Patents

Abstract

基体の先端部に切刃を設けた切削工具において、切刃および切屑排出部に求められる被覆層の性能をともに満たす切削工具を提供する。少なくとも先端部（Ａ）に設けられる切刃（２）と、切刃（２）に隣接するとともに先端部（Ａ）から後方（後端（Ｂ）方向）に向けて設けられた切屑排出部（４）とを具備する棒状の基体（５）の表面に、ダイヤモンドとグラファイトとの混合相からなり、先端部（Ａ）よりも先端から１０ｍｍ後方の後方部（Ｂ）のほうが、ダイヤモンドの含有比率が低い被覆層（６）を設けたドリル（１）等の切削工具である。

Description

本発明は、棒状の基体の表面に被覆層を設けた切削工具および切削加工物の製造方法に関する。

基体の表面に、ダイヤモンドからなる被覆層を成膜した切削工具が知られている。例えば、特許文献１では、棒状の基体の表面に、ダイヤモンド層を成膜したドリルやエンドミル等が知られている。また、特許文献２では、基体の表面にＳｉ含有ダイヤモンドライクカーボン膜を成膜し、Ｓｉ含有割合を被覆層の厚み方向で変化させた傾斜組成とした耐摩耗性工具部材が記載されている。

特開平１１−０５８１０６号公報 特開２０１０−１９４６２８号公報

しかしながら、ダイヤモンド層を被覆した上記特許文献１のドリルにおいて、ドリル先端部側の切刃では被覆層が摩耗しやすく、一方、先端よりも後方の切屑排出溝では、切屑排出性を高めたいという要求があった。また、厚み方向に傾斜組成としたダイヤモンドライクカーボン膜を成膜した特許文献２の被覆層を採用しても、上記要求をともに満たすことはできなかった。

そこで、本発明は、ドリルやエンドミル等の棒状の基体の先端部に切刃を設けた切削工具において、切刃および切屑排出部に求められる被覆層の性能をともに満たす切削工具を提供することにある。

本発明の第１の切削工具は、少なくとも先端部に設けられる切刃と、
該切刃に隣接するとともに前記先端部から後方に向けて設けられた切屑排出部と
を具備する棒状であって、
基体と、
該基体の表面に設けられたダイヤモンドとグラファイトとの混合相からなる被覆層を備え、
先端から１０ｍｍ後方の後方部における前記被覆層中のダイヤモンドの含有比率が、前記先端部における前記被覆層中のダイヤモンドの含有比率よりも低いものである。

本発明の第２の切削工具は、棒状で、少なくとも先端部に設けられる切刃と、該切刃に隣接し先端から後方に向けて設けられた切屑排出溝とを具備し、硬質相と結合相とを含有する硬質合金からなる基体と、該基体の表面に設けられたダイヤモンドを含有する被覆層とを備え、前記先端部の前記切刃を有する部位は、前記基体の表面部における前記結合相の含有比率が前記基体の内部における前記結合相の含有比率に対して０．９倍より少なく、かつ前記基体の表面に前記被覆層を有しており、前記切屑排出溝を有する部位は、前記基体の表面部における前記結合相の含有比率が前記基体の内部における前記結合相の含有比率に対して０．９〜１．１倍であり、かつ前記基体の表面が外部に露出するかまたは前記基体の表面の少なくとも一部に前記被覆層を有しているものである。

本発明の第３の切削工具は、回転中心軸を有し、少なくとも先端側から見て中心部から外周部にかけて設けられる切刃を具備し、基体と、該基体の表面に設けられたダイヤモンドを含有する被覆層とを有し、
前記ダイヤモンド層の表面についてのラマン分光分析において、前記ダイヤモンドに由来するピークの総ピーク強度に対するＳＰ３ピークのピーク強度比を求めた際に、
前記中心部におけるＳＰ３ピーク強度比が、前記外周部におけるＳＰ３ピーク強度比よりも低いものである。

本発明の第１の切削工具によれば、基体の先端部の切刃においてはダイヤモンドの含有比率が高いので、被覆層の硬度が高く、切刃における被覆層の摩耗を抑制できる。また、基体の先端部よりも後方側（以下、単に後方側と略することがある。）では、グラファイトの含有比率が高い。ダイヤモンド粒子は多面体に成長するため、ダイヤモンド粒子の存在比率が多くなると、被覆層の表面に凹凸が生じる。一方、グラファイトが成膜されても被覆層の平滑性は損なわれない。そのため、グラファイトの含有比率が多い基体の後方側では、被覆層の表面が平滑であり、切屑排出性が向上する。

本発明の第２の切削工具によれば、切刃においては、ダイヤモンド層の成長を阻害する結合相の含有比率が、基体の内部に比べて表面が低いので、ダイヤモンド層が成長しやすく、ダイヤモンド層の密着性が高い。そのため、切刃における摩耗の進行を抑制できる。一方、高硬度のダイヤモンド粒子を含有するダイヤモンド層は、ダイヤモンド粒子は多面体に成長するため、粒成長したダイヤモンド粒子がダイヤモンド層の表面に突出し、ダイヤモンド層の表面に凹凸が生じる。しかしながら、切屑排出溝においては、切屑排出性を高めることが求められるため、切屑排出溝では、むしろダイヤモンド層が存在しないほうが切削性能はよくなる。そのため、切屑排出溝では、ダイヤモンド層の密着性を悪化させて、ダイヤモンド層が成膜されないか、またはダイヤモンド層を早期に剥離させ、切屑排出溝の表面を平滑にして、切屑排出性を高める。

本発明の第３の切削工具によれば、先端側から見た中心部（以下、中心部という場合がある。）においてはＳＰ３強度比が低い、つまり、μｍオーダーのダイヤモンドの含有比率が低いので、多角形形状に粒成長したダイヤモンドがダイヤモンド層の表面から突出してダイヤモンド層の表面が粗くなることもない。そのため、中心部におけるダイヤモンド層の表面を平坦にすることができる。また、中心部におけるダイヤモンド層の硬度が低いので、切削初期すぐに、切刃の中心部におけるダイヤモンド層の表面がさらに平坦になる。その結果、中心部における切削抵抗が低くなって、工具の折損を抑制できる。一方、先端側から見た外周部（以下、外周部という場合がある。）においてはＳＰ３強度比が高い、つまり、μｍオーダーのダイヤモンドの含有比率が高いので、ダイヤモンド層の耐摩耗性が高い。

つまり、本発明の切削工具は、耐摩耗性が求められる切刃、特に切刃の外周部では、ダイヤモンドの含有比率を高めて耐摩耗性を高める。これに対して、切屑排出性や摺動性が求められる基体の後方側、切屑排出溝および先端側から見た中央部では、ダイヤモンドの含有比率を低めて切屑排出性や摺動性を高める。その結果、長期間にわたって切削加工が可能な切削工具となる。

本発明の切削工具の一実施態様であるドリルの一例についての側面図である。 図１のドリルのａ−ａ断面図である。 本発明の切削工具の一実施態様である他のドリルの一例についてのａ−ａ断面図である。 図１のドリルについて、被覆層の成膜工程を説明するための模式図である。 第２の実施態様のドリルにおいて、基体のエッチング処理工程を説明するための模式図である。 第３の実施態様のドリルにおいて、基体のエッチング処理工程を説明するための模式図である。 本発明の一実施態様における切削加工物の製造方法を説明するための図であり、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、本製造方法のいずれかの工程を示す概略図である。

本発明の切削工具の第１の実施態様であるソリッドタイプのドリルについて、図面を基に説明する。ドリル１は、図１に示すように、回転軸Ｏを有する棒状で、先端部Ａに形成された切刃２と、切刃２に沿って、切刃２の回転方向側に形成され、後方（後端Ｂ方向）に向かってらせん状に形成された切屑排出溝４とを具備する。また、ドリル１の後端Ｂ側にはシャンク部３が設けられ、シャンク部３が加工装置（図示せず）に把持されてドリル１が加工装置に装着される。ここで、本発明における先端とは、棒状のドリル１（切削工具）の切刃２を有する側と定義され、先端部Ａとは、ドリル１（切削工具）を先端から見て、切刃が見える範囲の長さと定義する。本実施態様では、先端部Ａは図１の先端から点ｐまでの長さの範囲となる。

本実施態様によれば、ドリル１は、基体５の表面に、ダイヤモンドとグラファイトとの混合相からなる被覆層６が設けられている。なお、図１によれば、被覆層６は、ドリル１の先端部Ａから切屑排出溝４が設けられた終端付近まで形成され、それよりも後方は、基体５がむき出しの状態となっている。

そして、本実施態様によれば、被覆層６は、先端部Ａよりも先端から１０ｍｍ後方の後方部Ｃのほうが、ダイヤモンドの含有比率が低い。これによって、基体５の先端部Ａに位置する切刃２においては、ダイヤモンドの含有比率が高いので、被覆層６の硬度が高く、切刃２における被覆層６の摩耗を抑制できる。また、基体５の先端部Ａよりも後方側では、グラファイトの含有比率が高いので、被覆層６の表面が平滑であり、切屑排出溝４は平滑になるため、切屑排出性が向上する。さらに、本実施態様によれば、先端部Ａから後方（後端Ｂ方向）に向けて、ダイヤモンドの含有比率が低下している。ここで、本発明における後方部Ｃとは、先端から１０ｍｍ後方の点を中心とする領域を指し、領域の大きさは各分析におけるスポット径に応じて決定される。

なお、ドリル１の先端部側は、ブラシ加工やブラスト加工等の研磨加工によって、被覆層６の表面を平滑にしてもよい。この場合でも、切屑排出溝４の表面は研磨されにくく、被覆層６の表面は平滑になりにくい。

本実施態様によれば、後方部Ｃにおけるダイヤモンドの平均粒径が、先端部Ａにおけうダイヤモンドの平均粒径よりも小さい。これによって、後方側の被覆層６の表面がより平滑となり、切屑排出溝４における切屑排出性が向上する。なお、被覆層６中のダイヤモンドの平均粒径は、被覆層６の表面から走査型電子顕微鏡によって組織を観察し、ルーゼックス画像解析法によって算出することができる。さらに、本実施態様によれば、先端部Ａから後方に向けて、ダイヤモンドの平均粒径が小さくなっている。

本実施態様によれば、後方部Ｃにおける被覆層６の厚みが、先端部Ａにおける被覆層６の厚みよりも薄い。これによって、切刃２における被覆層６の厚みが厚いために、切刃２における被覆層６の耐摩耗性が高まる。一方、先端部Ａから後方に向かう切屑排出溝４においては、成膜速度が遅くて、緻密で平滑な被覆層６となる結果、被覆層６の表面状態を悪化させることがない。なお、本実施態様において、被覆層６の厚みは、特定しない限り、図２に示すように、切屑排出溝４よりも外側の外周面にて測定した厚みｔとする。なお、ドリル以外の形状の場合でも、先端部Ａの厚みと後方側の厚みを比較する際には、長手方向に垂直な断面において測定すればよい。さらに、本実施態様によれば、先端部Ａから後方に向かって、被覆層６の厚みが薄くなっている。

本実施態様によれば、後方部Ｃにおける被覆層６の厚みが、先端部Ａにおける被覆層６の厚み（図示せず）よりも薄い。これによって、切刃２において被覆層６が摩滅することを抑制できるとともに、切屑排出溝４において被覆層６の平滑性を保ちやすくなる。ここで、先端部Ａにおける被覆層６の膜厚ｔ_Ａ（図示せず）と先端から１０ｍｍ後方の後方部における被覆層６の膜厚ｔ_Ｂとの比（ｔ_Ｂ／ｔ_Ａ）の望ましい範囲は０．２〜０．８であり、特に望ましい範囲は、０．４〜０．８である。膜厚ｔ_Ａの望ましい範囲は、５〜１２μｍである。

なお、被覆層６中のダイヤモンドおよびグラファイトの含有比率は、ラマン分光分析法を用いて測定することができる。具体的には、１３３３ｃｍ^-1付近のダイヤモンドピークＳＰ３と、１４００〜１６００ｃｍ^-1にグラファイトピークＳＰ２とのピーク強度を測定することによって求めることができる。ラマン分光分析するためのレーザービームをスポット径が１〜１００μｍで、被覆層６の表面に対して垂直に照射して測定する。ピーク強度の局所的なバラツキを考慮して、スポット径が１０μｍ以下の場合には、任意の３箇所以上について測定し、その平均値をとる。

また、上記ダイヤモンドおよびグラファイトの混晶からなる被覆層６と基体５との間に、他の被覆層（図示せず）が積層されたものであってもよい。

さらに、基体５としては、炭化タングステンや、炭窒化チタンを主成分とする硬質相とコバルト、ニッケル等の鉄族金属を主成分とする結合相とからなる超硬合金やサーメットの他、窒化ケイ素や、酸化アルミニウムを主成分とするセラミックス等の硬質材料が好適に使用されるが、中でも耐欠損性に優れる超硬合金が最適である。

また、本発明の切削工具は、上記実施態様のドリルに限定されるものではなく、工具本体が棒状で、先端に底刃を有し、外周の先端側に外周刃を有するとともに、底刃と外周刃に隣接して先端部から後方に向けて切屑排出溝４を有するエンドミルであってもよい。他にも、切刃を含む部分を別体として、ホルダの先端部の所定の位置に取り付けて使用する刃先交換型のドリルやエンドミルに対しても好適に使用可能である。さらに、棒状の工具本体の先端部から側面の先端部側にかけて切刃を有し、切刃に隣接して切屑排出部となるすくい面を有する内径加工工具であってもよい。内径加工工具の場合には、切屑排出部はらせん状の切屑排出溝でなく、先端部Ａから後方の一部にかけて設けられるブレーカ曲面であってもよい。

本発明の切削工具の一例であるソリッドタイプのドリルの第２の実施態様について説明する。なお、第１の実施態様と同じ構成については、説明を一部省略する。ドリル１０は、第１の実施態様と同じく、図１に示すように、回転中心軸Ｏを有する棒状で、切刃２と、切屑排出溝４と、シャンク部３を有する。

ドリル１０においては、切刃２の先端部Ａ側から見た中心部１２（以下、中心部１２という場合がある。）では、切削速度がゼロか、切刃２の先端部Ａ側から見た外周部１３（以下、外周部１３という場合がある。）に比べて遅いために、こすれ摩耗の状態となる。そのため、切刃２の中心部１２においては切削抵抗が高くなることから、ドリル１０の折損を引き起こす場合がある。これに対して、切刃２の外周部１３においては、切削速度が切刃２の中心部１２に比べて速いために、切刃２の外周部１３では摩耗が進行しやすい傾向にある。

本実施態様によれば、被覆層６の表面におけるラマン分光分析において、ダイヤモンドに由来する全ピークに対するＳＰ３ピークのピーク強度比を求めた際に、先端部Ａの回転中心軸Ｏおよびその近傍である中心部１２におけるＳＰ３ピーク強度比が、外周部１３におけるＳＰ３ピーク強度比よりも低いものである。これによって、中心部１２における被覆層６の摺動性を高めることができるとともに、被覆層６を構成する相の粒径を小さくして、被覆層６の表面を平坦にすることができる。なお、中心部１２においてはＳＰ３強度比が低く、被覆層６の硬度が低いため、切削初期すぐに、中心部１２における被覆層６の表面がさらに平坦になる。そのため、切刃２の中心部１２における切削抵抗が低くなって、ドリル１０の折損を抑制できる。すなわち、ＳＰ３ピーク強度比は、μｍオーダーのダイヤモンドの存在比率が高くなるほど高くなる。そのため、中心部１２においては、μｍオーダーのダイヤモンドの存在比率が低くなり、ＳＰ３ピーク強度比を低めるナノダイヤモンドおよびグラファイトの存在比率が高くなっている。

一方、切刃２の外周部１３においてはＳＰ３強度比が高いので、被覆層６の耐摩耗性が高い。その結果、長期間にわたって切削加工が可能な切削工具となる。なお、本発明における中心部１２とは、図１に示すドリルを先端から見た図３Ｂに示すように、円ｃで表される芯厚の内側の領域を指し、測定する際は、回転中心軸Ｏを含んだ領域で測定する。外周部１３とは、円ｃの外側の領域を指し、測定する際は、図３Ｂに示すように、先端部Ａ側から見た切刃２の最外位置になるべく近い破線領域で測定する。

ここで、ラマン分光分析におけるＳＰ３ピーク強度比の測定は、μｍオーダーのダイヤモンドに由来する１３３３ｃｍ^−１付近のＳＰ３ピークのピーク強度、ｎｍオーダーのダイヤモンドに由来する１１４５ｃｍ^−１付近のナノダイヤモンドピークのピーク強度、ダイヤモンドの結晶構造が崩れたグラファイトに由来する１４００〜１６００ｃｍ^−１付近のＳＰ２ピークのピーク強度を測定する。なお、ピーク強度は各ピークの最高値として測定する。３つのピーク強度の総和に対するＳＰ３ピークのピーク強度の比率をＳＰ３ピーク強度比とする。なお、μｍオーダーのダイヤモンドの粒径の望ましい範囲は０．５μｍ〜２０μｍであり、μｍオーダーのダイヤモンドの平均粒径の望ましい範囲は０．８μｍ〜３μｍである。ナノダイヤモンドの粒径の望ましい範囲は１ｎｍ〜２００ｎｍであり、ナノダイヤモンドの平均粒径の望ましい範囲は１０ｎｍ〜１００ｎｍである。

また、中心部１２におけるＳＰ３ピーク強度比を外周部１３におけるＳＰ３ピーク強度比よりも低める形態として、２つの形態が挙げられる。１つ目の形態は、中心部１２におけるナノダイヤモンドに由来するナノダイヤモンドピークのピーク強度比が、外周部１３におけるナノダイヤモンドピークのピーク強度比よりも高い形態、すなわち、中心部１２におけるダイヤモンドの平均粒径が、外周部１３におけるダイヤモンドの平均粒径よりも小さい形態である。

μｍオーダーのダイヤモンドに比べてナノダイヤモンドは摺動性が高いので、切刃２の中心部１２における被覆層６の切削抵抗を小さくできる。また、ダイヤモンドは粒成長するにつれて多角形形状に成長する傾向にあるが、ダイヤモンドの平均粒径が小さいと、被覆層６の表面からダイヤモンドが突出する割合も低く、被覆層６の表面粗さが小さく、平滑な表面となるため、切刃２の中心部１２における被覆層６の切削抵抗をさらに小さくできる。さらに、ダイヤモンドは粒成長するにつれて硬度が高くなるため、ダイヤモンドの平均粒径が小さいと被覆層６の硬度が低下し、切削初期すぐに被覆層６の表面がさらに平滑になって、切刃２の中心部１２における被覆層６の切削抵抗をさらに小さくできる。一方、外周部１３においては、ダイヤモンドの平均粒径が大きいため、ダイヤモンドの硬度が高く、被覆層６の硬度および耐摩耗性が向上する。なお、被覆層６中のダイヤモンドの平均粒径は、被覆層６の表面または断面を走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡によって組織を観察し、ルーゼックス画像解析法によって算出することができる。

中心部１２におけるＳＰ３ピーク強度比を外周部１３におけるＳＰ３ピーク強度比よりも低下させる２つ目の形態は、中心部１２におけるグラファイトに由来するＳＰ２ピークのピーク強度比が、外周部１３におけるＳＰ２ピークのピーク強度比よりも大きい形態である。すなわち、ＳＰ２ピークはダイヤモンドの結晶構造が崩れたグラファイトに由来するピークであり、中心部１２におけるグラファイトの存在割合が、外周部１３におけるグラファイトの存在割合よりも多い形態である。

グラファイトはダイヤモンドに比べて摺動性がよいため、切刃２の中心部１２における被覆層６の切削抵抗を小さくできる。また、グラファイトは粒成長することがないので、グラファイトの含有割合が高くなると、被覆層６の表面粗さが小さく、平滑な表面になり、切刃２の中心部１２における被覆層６の切削抵抗をさらに小さくできる。さらに、グラファイトはダイヤモンドに比べて硬度が低いために、中心部１２における被覆層６の硬度が低下し、切削初期すぐに被覆層６の表面がさらに平滑になって、切刃２の中心部１２における被覆層６の切削抵抗をさらに小さくできる。一方、外周部１３においては、被覆層６中のμｍオーダーのダイヤモンドの含有割合が高いので、被覆層６の硬度が向上し、被覆層６の耐摩耗性が向上する。

なお、被覆層６は単層であってもよいが、ＳＰ３強度比の異なる２層以上の層の積層であってもよい。このときにおいても、被覆層６の表面においては、中心部１２におけるＳＰ３ピーク強度比が、外周部１３におけるＳＰ３ピーク強度比よりも低い。これを達成する一例として、例えば、中心部１２におけるナノダイヤモンドのピーク強度比が、外周部１３におけるナノダイヤモンドのピーク強度比よりも高くする方法が挙げられる。具体的には、ナノダイヤモンドを含有する１層目が中心部１２および外周部１３を含むドリル１０の先端部Ａの全体に形成され、２層目は中心部１２を除いてμｍオーダーのダイヤモンドを含有する層として形成された構成とする。逆に、μｍオーダーのダイヤモンドを含有する１層目が中心部１２および外周部１３を含むドリル１０の先端部Ａの全体に形成され、２層目は外周部１３を除いて中心部１２のみにナノダイヤモンドを含有する層として形成された構成であってもよい。これらの構成であれば、被覆層６の表面は、中心部１２においてはナノダイヤモンドを含有する１層目となり、外周部１３においてはμｍオーダーの被覆層６を含有する２層目となることから、中心部１２におけるＳＰ３ピーク強度比が、外周部１３におけるＳＰ３ピーク強度比よりも低くなる。

本発明の切削工具の一例であるソリッドタイプのドリルの第３の実施態様について説明する。なお、第１の実施態様または第２の実施態様と同じ構成については、説明を一部省略する。ドリル２０は、第１の実施態様と同じく、図１に示すように、回転中心軸Ｏを有する棒状で、切刃２と、切屑排出溝４と、シャンク部３を有する。

基体５は、硬質相と結合相とを含有する硬質合金からなる。硬質合金としては、結合相が鉄族金属からなるとともに、硬質相が炭化タングステンからなる超硬合金や、硬質相が炭窒化チタンからなるサーメットが挙げられる。本実施態様によれば、結合相の含有量は５〜１５質量％、特に６〜８質量％である。

本実施態様によれば、先端部Ａの切刃２を有する部位では、当該部位の基体５の表面部における結合相の含有比率が当該部位の基体５の内部における結合相の含有比率に対して０．９倍より少なく、かつ、当該部位の基体５の表面に被覆層６を有している。つまり、切刃２においては、基体５の表面が被覆層６で被覆されている。本実施態様では、切刃２の基体５の表面部における結合相の含有比率は、基体５の内部における結合相の含有比率に対して０．１〜０．３倍である。

一方、切屑排出溝４を有する部位では、当該部位の基体５の表面部における結合相の含有比率が当該部位の基体５の内部における結合相の含有比率に対して０．９〜１．１倍であり、かつ当該部位の基体５の表面が会部に露出しているか、または基体５の表面に被覆層６を有している。つまり、切屑排出溝４では、基体５の表面が被覆層６で被覆されているかまたは基体５が表面に露出している。これによって、切刃２においては被覆層６の密着性が高く、切刃２における摩耗の進行を抑制できる。切屑排出溝４においては、被覆層６が成膜されないか、または被覆層６の密着性が悪くて被覆層６が早期に剥離する。そのため、切屑排出溝４の表面が平滑になり、切屑排出性が向上する。

ここで、図３Ｂにおいて、すくい面２２は見えないが、括弧書きですくい面２２の位置を示す。本発明における切刃２を有する部位とは、図３Ｂの先端から見える逃げ面２３（点線部）の稜線２１から１００μｍの厚みの範囲を含むとともに、図１の側面から見て、基体５の先端部に設けられた稜線２１を含んで稜線２１からすくい面２２側に幅１００μｍ（先端の稜線２１から１００μｍ後方まで）の範囲を指す。図１の側面から見て、ドリル２０の先端部側の三角形の部分には、先端部側に切刃２が存在し、その後方にすくい面２２が存在する。切屑排出溝４を有する部位は、すくい面２２の終端から後方に位置し、凹状の溝の部分を指す。すなわち、基体５の切刃２の後方には、すくい面２２に繋がる切屑排出溝４と、切刃２の稜線２１に繋がる側方稜線部２４と、逃げ面２３に繋がるランド部２５とが存在する。なお、本発明における基体５の内部とは、基体５の表面からの深さが５μｍ以上深い回転軸Ｏ側の位置を指し、可能であれば、回転軸Ｏを含む領域を指す。また、結合相の含有比率とは、硬質合金中の総金属含有量に対する結合相の含有量の比率を指す。先端部Ａの切刃２を有する部位において、基体５の表面における結合相の含有比率と、基体５の内部における結合相の含有比率とを比較するには、切刃２に対して垂直な断面において、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により金属成分の分布を確認することによって測定することができる。

なお、被覆層６は、ドリル２０の先端部Ａから切屑排出溝４が設けられた終端付近まで形成され、それよりも後方は、基体５がむき出しの状態となっている。また、ドリル２０の先端部側をブラシ加工やブラスト加工等の研磨加工を施して、切刃２における被覆層６の表面を平滑にしてもよい。この場合、切屑排出溝４の表面では、被覆層６が成膜されていても密着性が悪いので、被覆層６が剥離して基体５が露出することもある。このとき、切屑排出溝４の表面は研磨されにくい位置にあるため、切屑排出溝４の表面が過剰に研磨加工されることなく、切屑排出溝４の基体５の表面における平滑さは損なわれにくい。また、被覆層６を成膜する前の基体の先端部側をブラシ加工やブラスト加工等の研磨加工を施して、切刃２における基体５の表面粗さを調整してもよい。

ここで、本実施態様では、切刃２において、被覆層６中のダイヤモンド粒子の平均粒径が０．４〜３μｍである。これによって、被覆層６の硬度が高く、かつ被覆層６の表面が過剰に粗くなることなく、切刃２における切削抵抗が高くてドリル２０が折損することを抑制する。さらに、本実施態様によれば、切屑排出溝４に被覆層６が被覆されている場合には、切屑排出溝４における被覆層６中のダイヤモンドの平均粒径が、切刃２における被覆層６中のダイヤモンドの平均粒径よりも小さくなっている。これによって、後方側の被覆層６の表面がより平滑となり、切削加工初期にも切屑排出溝４における切屑排出性が向上する。なお、被覆層６中のダイヤモンドの平均粒径は、被覆層６の表面から走査型電子顕微鏡によって組織を観察し、ルーゼックス画像解析法によって算出することができる。

また、本実施態様では、切刃２における基体５の表面における界面粗さが０．１２〜１．５μｍであり、切屑排出溝４における基体５の表面における界面粗さが０．０１〜０．１μｍである。これによって、切刃２および切屑排出溝４における被覆層６の密着性を最適化できる。界面粗さは、基体５の被覆層６との界面を含む断面についてのＳＥＭ観察から、基体５と被覆層６との界面をなぞって、その軌跡からＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さＲｙを算出し、これを界面粗さとして測定できる。

さらに、本実施態様では、切刃２における被覆層６のほうが、切屑排出溝４における被覆層６よりも被覆層６中に存在するダイヤモンドとグラファイトのうちのダイヤモンドの含有比率が高い。また、切屑排出溝４における被覆層６のほうが、切刃２における被覆層６よりも被覆層６の厚みが薄くなっている。これによって、切削加工前の切刃２および切屑排出溝４における被覆層６の表面粗さを適正化して、切削初期においても過剰に切削抵抗がかかることを抑制する。なお、本実施態様では、切屑排出溝４の表面に被覆層６がなく、切屑排出溝４の表面は基体５がむき出しであってもよい。

切刃２における被覆層６の厚みは、ドリル２０の先端部（回転軸Ｏの位置）における被覆層６の厚みを指す。切屑排出溝４が被覆層６で被覆されている場合、切屑排出溝４における被覆層６の厚みは、回転軸Ｏと垂直な横断面における切屑排出溝４内の最深部での被覆層６の厚みを指す。切屑排出溝４内の最深部は、基体１の表面のうち、回転軸Ｏから最も短い距離にある位置を指す。回転軸Ｏを中心として、前記最も短い距離にある位置を通る円、すなわち、ドリル２０内に描ける最大の円ｃの直径が芯厚である。

本実施態様によれば、切刃２における被覆層６の膜厚ｔ_１（図示せず）と切屑排出溝４における被覆層６の膜厚ｔ_２との比（ｔ_２／ｔ₁）が０．２〜０．８である。これによって、切刃２において被覆層６が摩滅することを抑制できるとともに、切屑排出溝４において被覆層６の平滑性を保つことができる。また、被覆層６中のダイヤモンドおよびグラファイトの含有比率は、ラマン分光分析法を用いて測定することができる。具体的には、１３３３ｃｍ^-1付近のダイヤモンドピークＳＰ３と、１４００〜１６００ｃｍ^-1にグラファイトピークＳＰ２とのピーク強度を測定することによって求めることができる。

また、本発明の切削工具は、上記実施態様のドリルに限定されるものではなく、工具本体が棒状で、先端に底刃を有し、外周の先端側に外周刃を有するとともに、底刃と外周刃に隣接して先端部から後方に向けて切屑排出溝を有するエンドミルであってもよい。この場合、外周刃には、稜線からすくい面側に５０μｍ以下の範囲が上記切刃の構成であることが望ましい。

（製造方法）
上述した第１の実施態様であるドリルの製造方法について説明する。

まず、円柱状の基体の表面にセンタレス加工を施した後、刃付け加工をして、ドリルの形状の基体を作製する。所望によって、基体の切刃側に研磨加工を施す。次に、基体の表面に、酸処理およびアルカリ処理のエッチング処理をして、ドリルの形状の基体を作製する。

次に、基体の表面に、被覆層を成膜する。被覆層の成膜方法として、熱フィラメント方式のＣＶＤ法が好適に適応可能である。成膜方法の一例についての詳細について説明すると、成膜装置３０はチャンバ３１を有し、チャンバ３１内には試料（エッチングした基体）３２をセットする試料台３３が設けられている。本実施態様によれば、棒状の基体３２は、先端部が上を向くように上下に立てた状態でセットされる。図４では基体３２の刃付け部（切刃および切屑排出溝を含む部分）を略して記載している。

そして、基体３２の周囲にはフィラメント等のヒータ３４を配置する。ヒータ３４はチャンバ３１外に配置された電源３５に接続される。ここで、本実施態様によれば、複数のヒータ３４を用いて、これらの配置、および各ヒータ３４に供給する電流値を調整することによって、試料台３３にセットした棒状の基体３２の温度が、基体３２の長手方向で変化するように調整する。具体的には、基体３２の先端部における温度が最も高く、基体３２の後方側では温度が漸次低くなるように調整する。なお、ヒータ３４は支持体３９にて支持されている。

チャンバ３１には、原料ガス供給口３６と、ガス排気口３７が設けられる。真空にしたチャンバ３１内に、原料ガス供給口３６から水素ガスとメタンガスを供給して、基体３２に吹き付けることにより、ダイヤモンドとグラファイトとの混合比率が基体３２の長手方向で異なる切削工具を得ることができる。

上述した第２の実施態様のドリルの製造方法を例として説明する。なお、第１の実施態様と同じ構成については、説明を一部省略する。まず、ドリルの形状の基体を作製する。本実施態様では、中心部１２におけるＳＰ３ピーク強度比を低める第１の方法として、研磨加工後に基体の表面をエッチング処理する際に、中心部１２に樹脂等のマスキング剤を塗布した状態でエッチング処理する方法が適用できる。この方法によれば、中心部１２において、基体の表面における結合相の含有比率を低下させないように制御することができる。その結果、その後に成膜されるダイヤモンドを含有する被覆層において、中心部１２におけるダイヤモンドの粒成長が抑制され、グラファイトの含有比率が高くなる。

中心部１２におけるＳＰ３ピーク強度比を低める第２の方法として、エッチング処理工程の後で、図５に示すように、主として中心部１２のみがコバルトを含有する溶液４０に浸るように、基体５の所定部分のみを浸漬させて、中心部１２のみにコバルト成分を再度含有させる。これによって、その後に成膜される被覆層において、中心部１２におけるダイヤモンドの粒成長が抑制され、グラファイトの含有比率が高くなる。エッチングした基体は水等で洗浄し、乾燥する。

その後、被覆層を成膜する。中心部１２におけるＳＰ３ピーク強度比を低める第３の方法として、ドリル１０の先端部Ａの全体にナノダイヤモンドを含有する１層目を成膜した後、ドリル１０の中心部１２にカーボンスラリーを塗布する等によってマスクを付け、μｍオーダーのダイヤモンドを含有する２層目を成膜する方法が挙げられる。この方法で成膜された中心部１２の２層目は、成膜終了後、マスクとともに剥離する。本実施態様では、１層目の成膜温度と２層目の成膜温度が同じままで、１層目を成膜する際の真空度０．５〜２ｋＰａ、２層目を成膜する際の真空度が３〜５ｋＰａとなるように調整する。また、１層目を成膜する際のメタンの混合比（体積％）に対して、２層目を成膜する際のメタンの混合比が低くなるように調整する。これによって、ラマン分光分析において、１層目にはナノダイヤモンドピークが出現し、２層目にはＳＰ３ピークが出現しない。そして、１層目を構成するダイヤモンドの平均粒径が、２層目を構成するダイヤモンドの平均粒径よりも１ケタ以上小さくなる。

次に、上述した第３の実施態様のドリルの製造方法の一例について説明する。なお、第１の実施態様または第２の実施態様と同じ構成については、説明を一部省略する。まず、ドリルの形状の基体を作製する。本実施態様では、エッチング処理の際、中でも酸処理の際に、図６に示すように、主として切刃２のみが酸溶液４１に浸るように、酸溶液４１に基体５の所定部分のみを浸漬させ、基体５の長手方向を回転軸として回転させながらエッチングする。これによって、基体の表面における結合相の含有比率を制御することができる。このとき、酸溶液４１の濃度および浸漬時間を調整することによって、切刃における結合相の含有比率を調整することができる。エッチングした基体は水等で洗浄し、乾燥し、その後、被覆層を成膜する。

（切削加工物の製造方法）
本実施態様における切削加工物の製造方法について、上述したドリル１を用いる場合を例に挙げて、図７を参照しつつ詳細に説明する。図７Ａは、ドリル１を被削材５０に向かってＹ方向に近づける工程を示す図である。図７Ｂは、ドリル１を被削材５０に接触させる工程を示す図である。図７Ｃは、ドリル１を被削材５０からＺ方向に離す工程を示す図である。

本実施態様における切削加工物の製造方法は、以下の（ｉ）〜（ｉＶ）の工程を備える。（ｉ）準備された被削材５０の上方にドリル１を配置する工程（図７Ａ）。
（ii）ドリル１を、回転軸Ｏを中心に矢印ｒ方向に回転させ、被削材５０に向かって矢印Ｙ方向にドリル１を近づける工程（図７Ａ、図７Ｂ）。本工程は、例えば、ドリル１を取り付けた工作機械のテーブル上に被削材５０を固定し、ドリル１を回転させた状態で被削材５０に近づけることによって行うことができる。なお、本工程では、被削材５０とドリル１とが相対的に近づけばよく、例えば、ドリル１を固定して被削材５０をドリル１に近づけてもよい。

(iii)ドリル１をさらに被削材５０に近づけることによって、回転しているドリル１の切刃２を、被削材５０の表面の所定の位置に接触させて、図７Ｃの被削材５０に加工穴（貫通孔）５１を形成する工程（図７Ｂ）。

（ｉｖ）ドリル１を矢印Ｚの方向に移動させることによって、ドリル１を被削材５０の貫通孔５１から離す工程（図７Ｃ）。本工程においても、上記(ii)工程と同様に、被削材５０とドリル１とは相対的に離隔すればよく、例えば、ドリル１を固定して、被削材５０をドリル１から離してもよい。

以上の工程によって、優れた穴加工性を発揮することができる。なお、穴加工を繰り返し行う場合には、ドリル１の回転を保持した状態で、被削材５０の異なる箇所にドリル１の切刃２を接触させる工程を繰り返せばよい。

平均粒径０．５μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末に対して、金属コバルト（Ｃｏ）粉末を１０質量％、炭化チタン（ＴｉＣ）粉末を０．２質量％、炭化クロム（Ｃｒ_３Ｃ_２）粉末を０．８質量％の割合で添加、混合し、円柱形状に成型して焼成した。そして、研削工程を経てドリル形状にした後、アルカリ、酸、蒸留水の順によって表面を洗浄してドリル基体（直径６ｍｍ、刃長１０ｍｍ、芯厚３ｍｍ、２枚刃）を作製した。

その基体を図４に示す成膜装置にセットして、熱フィラメントＣＶＤ法により、基体の表面にダイヤモンドとグラファイトとの混晶からなる被覆層を成膜した。成膜装置は、直径２５ｃｍφ、高さ２０ｃｍの反応チャンバ内に、太さ０．４ｍｍφのタングステンフィラメントが基体の先端部側に１本、基体を挟むように側面に２本、合計３本を配置した。ドリル形状の基体は、先端部が上を向くように上下に立てた状態でセットされた。なお、タングステンフィラメントに供給する電流値を調整することにより、基体の先端および先端から３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ後方の位置における温度を表１に示す温度とした。

そして、真空中で、反応ガス組成：水素（９７容量％）＋メタン（３容量％）を供給口より反応炉に導入して、被覆層を成膜した。成膜された被覆層について、ドリルの先端および先端から５ｍｍ、１０ｍｍ後方の位置における結晶状態をラマン散乱分光で測定し、１３３３ｃｍ^-1付近のダイヤモンドピークＳＰ３と、１４００〜１６００ｃｍ^-1にグラファイトピークＳＰ２とのピーク強度からダイヤモンドピークＳＰ３の含有比率（ＳＰ３／（ＳＰ３＋ＳＰ２））を見積もった。

また、ドリルの表面に成膜された被覆層をＳＥＭ観察して、ルーゼックス解析法を用いてダイヤモンド粒子の平均粒径を求めた。さらに、ドリルの先端および先端から５ｍｍ、１０ｍｍ後方の位置における被覆層の断面をＳＥＭ観察して、被覆層の厚みを測定した。結果は表１に示した。

さらに、得られたドリルを用いて以下の切削条件にて切削試験を行い、切削性能を評価した。結果は表２に記載した。
切削方法：穴あけ（通り穴）
被削材 ：ＣＦＲＰ
切削速度（送り）：１００ｍｍ／分
送り ：０．０７５ｍｍ／刃
切り込み：深さ８ｍｍ、加工径φ６ｍｍ
切削状態：乾式
評価方法：１５００穴加工後の切刃の先端摩耗幅（表中、摩耗幅と記載）、バリが発生した加工穴数を測定するとともに、加工不能になった時点でのドリルの状態を確認。

表１、２より、ダイヤモンドの含有比率が、基体の先端と１０ｍｍ後方の位置で同じ試料Ｎｏ．４では、切屑処理性が悪くて切屑が詰まりやすく、ドリルに負荷がかかって折損してしまい、試料Ｎｏ．５では、切刃の耐摩耗性が悪く、ともに加工穴数が少なくなった。

これに対して、基体の先端よりも１０ｍｍ後方の位置のほうがダイヤモンドの含有比率が低い試料Ｎｏ．１〜３では、いずれも切刃の耐摩耗性が良く、かつ切屑排出性も良好で、加工穴数が多くなった。

実施例１と同様にして、ドリル基体を作製した。なお、試料Ｎｏ．II−１〜II−３については、エッチング処理した後に、ドリル基体の中心部のみを塩化コバルト（ＣｏＣｌ_２）のメタノール溶液に浸漬した後、引き上げて蒸留水で洗浄した。試料Ｎｏ．II−４については、酸処理前に、ドリルの中心部にマスクを付けて酸処理を実施した。試料Ｎｏ．II−７については、酸処理した後に、ドリル基体の先端部側の全体を塩化コバルト（ＣｏＣｌ_２）のメタノール溶液に浸漬した後、引き上げて蒸留水で洗浄した。これらの条件については、表３の処理の項目で記載した。

その基体に対して、実施例１と同様に被覆層を成膜した。試料Ｎｏ．II−５については、上記被覆層の成膜に先立ち、先端部で８２０℃、ドリル基体の先端から３ｍｍ後方の位置で６５０℃の成膜温度で、真空度０．８ｋＰａ、反応ガス組成：水素（９４容量％）＋メタン（６容量％）を供給口より反応炉に導入して、ナノダイヤモンドを含有する１層目を成膜した。そして、中心部にマスクを付けて、２層目として上記被覆層を成膜した。

成膜された被覆層について、ドリル先端部の中央部および外周部における結晶状態をラマン散乱分光分析で測定した。中心部の測定には、回転中心軸Ｏを含んだ領域で測定し、外周部１３の測定には、先端側から見た切刃の最外位置になるべく近い図３Ｂの破線部分領域で測定した。測定データから、１３３３ｃｍ^-1付近のダイヤモンドピークＳＰ３と、１４００〜１６００ｃｍ^-1にグラファイトピークＳＰ２と、１１４５ｃｍ^-1のナノダイヤモンドピーク強度からダイヤモンドピークＳＰ３の含有比率（ＳＰ３／（ＳＰ３＋ＳＰ２＋ナノダイヤモンド（ｎａｎｏ）））を見積もった。表３、４に、外周部のＳＰ３の含有比率（ＳＰ３比）に対する中央部のＳＰ３の含有比率（ＳＰ３比）の比率を、ＳＰ３比の比率（中央部／外周部）として記載した。

また、ドリルの表面に成膜された被覆層をＳＥＭ観察またはＴＥＭ観察した後、ルーゼックス解析法を用いてダイヤモンド粒子の平均粒径を求めた。さらに、ドリルの先端からみた外周部の最外周（図１に示す点ｐ）および先端から３ｍｍ後方の最外周（図１に示す点ｑ）における被覆層の断面をＳＥＭ観察して、被覆層の厚み（表中、先端部ｔ_Ａ、後方ｔ_Ｂと記載）を測定した。結果は表５に示した。

さらに、得られたドリルを用いて以下の切削条件にて切削試験を行い、切削性能を評価した。結果は表５に記載した。
切削方法：穴あけ（通り穴） 加工径φ６ｍｍ
被削材 ：ＣＦＲＰ 深さ８ｍｍ
切削速度（送り速度）：２００ｍｍ／分
送り ：０．０７５ｍｍ／ｒｅｖ
切削状態：乾式
評価方法：ドリル１００本について評価し、１００穴加工するまでに折損した初期折損したドリルの本数を測定した。また、初期折損しなかったドリルについて、１５００穴加工後の切刃の先端摩耗幅を測定し、その平均値を算出した（表中、摩耗幅と記載）。さらに、バリが発生して加工不能となるまでの加工穴数を測定し、その平均値を算出した（表中、加工穴数と記載）。

表３〜５より、中心部のみをＣｏＣｌ_２溶液に浸漬したり、中心部にマスクを付けてエッチング処理をしたりせず、中心部におけるＳＰ３ピーク強度比と、外周部におけるＳＰ３ピーク強度比が同じになった試料Ｎｏ．II−６、９では、先端部の中央部における切削抵抗が高くなって、折損するドリルの本数が多く、加工穴数も少ないものであった。また、エッチング処理時に基体全体をＣｏＣｌ_２溶液に浸漬した試料Ｎｏ．II−７、１０では、外周部における耐摩耗性が悪かった。

これに対して、中心部におけるＳＰ３ピーク強度比が、外周部におけるＳＰ３ピーク強度比よりも低い試料Ｎｏ．II−１〜II−５、II−８では、いずれも折損することもなく、外周部における耐摩耗性が良く、加工穴数が多くなった。

金属コバルト（Ｃｏ）粉末を７．０質量％、炭化クロム（Ｃｒ_３Ｃ_２）粉末を０．８質量％、残部が平均粒径０．５μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末を用いて、実施例１と同様の方法でドリル基体を作製した。

その後、図２に示すように基体の回転軸を酸溶液およびアルカリ溶液の液面に対して３０°傾けた状態で回転させる方法で、基体を０．５ｍｍの深さで酸溶液（表１の濃度の塩酸に１５分間）、アルカリ溶液（村上試薬に５〜３０秒）の順に浸漬してエッチング処理をした。その後、蒸留水によって表面を洗浄して、ドリル基体を作製した。なお、試料Ｎｏ．III−５については、基体の回転軸が酸溶液およびアルカリ溶液の液面に対して垂直になるようにして１ｍｍの深さで浸漬した。試料Ｎｏ．III−７については、基体の回転軸が酸溶液およびアルカリ溶液の液面に対して垂直になるようにして１０ｍｍの深さで浸漬した。試料Ｎｏ．III−６については、エッチング処理をしなかった。その基体に、実施例１と同様にして被覆層を成膜した。なお、表６に示す後方の基体温度とは、ドリル基体の先端から３ｍｍ後方の位置における温度を示す。

成膜された被覆層について、ドリルの先端および先端から３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ後方の位置における結晶状態をラマン散乱分光で測定し、１３３３ｃｍ^-1付近のダイヤモンドピークＳＰ３と、１４００〜１６００ｃｍ^-1にグラファイトピークＳＰ２とのピーク強度からダイヤモンドの比率であるＳＰ３比（ＳＰ３／（ＳＰ３＋ＳＰ２））を見積もった。また、ドリルの表面に成膜された被覆層をＳＥＭ観察して、ルーゼックス解析法を用いてダイヤモンド粒子の平均粒径を求めた。さらに、ドリルの先端部（切刃）、および先端から３ｍｍ後方の切屑排出溝の位置における被覆層の断面をＳＥＭ観察して、被覆層の厚みを測定した。切刃における厚みをｔ_１、切屑排出溝における厚みをｔ_２として表記した。また、このＳＥＭ観察から、基体と被覆層との界面をなぞって、その軌跡をＪＩＳＢ０６０１に基づく最大高さＲｙを算出し、界面粗さとした。さらに、ＥＰＭＡ分析から、ドリル先端の切刃における基体の表面（表中、切刃ｅと記載）、切屑排出溝（ドリル先端から３ｍｍ後方の位置）における基体の表面（表中、切屑排出溝ｇと記載）とその中央部（表中、内部ｉと記載）について、超硬合金中の総金属成分に対する結合相（Ｃｏ）の含有比率を測定した。結果は表６〜８に示した。

さらに、得られたドリルを用いて以下の切削条件にて切削試験を行い、切削性能を評価した。結果は表８に記載した。
切削方法：穴あけ（通り穴）
被削材 ：ＣＦＲＰ
切削速度（送り）：１２０ｍｍ／分
送り ：０．０７５ｍｍ／刃
切り込み：深さ８ｍｍ、加工径φ６ｍｍ
切削状態：乾式
評価方法：１０００穴加工後（加工不能となった加工数が１０００穴未満の試料については加工終了時点）の切刃の先端摩耗幅（表中、摩耗幅と記載）、バリが発生した加工穴数を測定するとともに、加工不能になった時点でのドリルの状態を確認。

表６〜８より、基体に対してエッチング処理をせず、切刃において、基体の表面部における結合相の含有比率が基体の内部における前記結合相の含有比率に対して０．９倍以上の試料Ｎｏ．III−６では、切刃において被覆層が早期に剥離してしまい、切刃の耐摩耗性が悪く、加工穴数が少なくなった。切刃も切屑排出溝も酸溶液に浸漬してエッチング処理し、切屑排出溝において、基体の表面部における結合相の含有比率が基体の内部における前記結合相の含有比率に対して０．９倍よりも少ない試料Ｎｏ．III−７では、切屑排出溝における表面が荒れ、切屑処理性が悪くて切屑が詰まりやすく、ドリルに負荷がかかって折損してしまった。

これに対して、切刃では、結合相の含有比率の比ｅ／ｉが０．９より少なく、切屑排出溝では、結合相の含有比率の比ｇ／ｉが０．９〜１．１の試料Ｎｏ．III−１〜III−５、III−８では、いずれも切刃の耐摩耗性が良く、かつ切屑排出性も良好で、加工穴数が多くなった。なお、試料Ｎｏ．III−５については、切屑排出溝の表面において被覆層が部分的に剥離し、基体が露出していた。

１、１０、２０ ドリル
２ 切刃
３ シャンク部
４ 切屑排出溝
５ 基体
６ 被覆層
１２ 中心部
１３ 外周部
２１ 稜線
２２ すくい面
２３ 逃げ面
２４ 側方稜線部
２５ ランド部
Ａ 先端部
Ｂ 後端
Ｏ 中心回転軸

Claims (18)

1. 少なくとも先端部に設けられる切刃と、
   該切刃に隣接するとともに前記先端部から後方に向けて設けられた切屑排出部と
   を具備する棒状の切削工具であって、
   基体と、
   該基体の表面に設けられたダイヤモンドとグラファイトとの混合相からなる被覆層を備え、
   先端から１０ｍｍ後方の後方部における前記被覆層中のダイヤモンドの含有比率が、前記先端部における前記被覆層中のダイヤモンドの含有比率よりも低い切削工具。
2. 前記被覆層は、前記先端から前記後方に向かって、ダイヤモンドの含有比率が低下している請求項１記載の切削工具。
3. 前記被覆層は、前記先端部における前記ダイヤモンドの平均粒径よりも、前記後方部における前記ダイヤモンドの平均粒径が小さい請求項１または２記載の切削工具。
4. 前記被覆層は、前記先端部から前記後方部に向けて、前記ダイヤモンドの平均粒径が小さくなっている請求項３記載の切削工具。
5. 前記先端部における前記被覆層の厚みよりも、前記後方部における前記被覆層の厚みが薄い請求項１乃至４のいずれか記載の切削工具。
6. 前記先端部における前記被覆層の膜厚ｔ_Ａと前記先端部から１０ｍｍ後方の位置における被覆層の膜厚ｔ_Ｂとの比（ｔ_Ｂ／ｔ_Ａ）が０．２〜０．８である請求項５記載の切削工具。
7. 前記先端部から前記後方部に向けて、前記被覆層の厚みが薄くなっている請求項６記載の切削工具。
8. 前記被覆層は、前記先端部におけるダイヤモンドの含有比率Ｐｔと、前記後方部におけるダイヤモンドの含有比率Ｐｂとの比（Ｐｔ／Ｐｂ）が１．２〜２．０である請求項１乃至７のいずれか記載の切削工具。
9. 棒状で、少なくとも先端部に設けられる切刃と、該切刃に隣接し先端から後方に向けて設けられた切屑排出溝とを具備する切削工具であって、硬質相と結合相とを含有する硬質合金からなる基体と、該基体の表面に設けられたダイヤモンドを含有する被覆層とを備え、前記先端部の前記切刃を有する部位は、前記基体の表面部における前記結合相の含有比率が前記基体の内部における前記結合相の含有比率に対して０．９倍より少なく、かつ前記基体の表面に前記被覆層を有しており、前記切屑排出溝を有する部位は、前記基体の表面部における前記結合相の含有比率が前記基体の内部における前記結合相の含有比率に対して０．９〜１．１倍であり、かつ前記基体の表面が外部に露出するかまたは前記基体の表面の少なくとも一部に前記被覆層を有している切削工具。
10. 前記切刃において、前記被覆層中のダイヤモンド粒子の平均粒径が０．４〜３μｍである請求項９記載の切削工具。
11. 前記切刃における前記基体の表面における界面粗さが０．１２〜１．５μｍであり、前記切屑排出溝における前記基体の表面における界面粗さが０．０１〜０．１μｍである請求項９または１０記載の切削工具。
12. 前記切屑排出溝を有する部位が、前記基体の表面に前記被覆層を有しており、前記切刃における前記被覆層が、前記切屑排出溝における前記被覆層よりも、ダイヤモンドの含有比率が高い請求項９乃至１１のいずれか記載の切削工具。
13. 前記切屑排出溝を有する部位が、前記基体の表面に前記被覆層を有しており、前記切屑排出溝における前記被覆層の厚みが、前記切刃における前記被覆層の厚みより薄くなっている請求項９乃至１２のいずれか記載の切削工具。
14. 回転中心軸を有し、少なくとも先端側から見て中心部から外周部にかけて設けられる切刃を具備する切削工具であって、基体と、該基体の表面に設けられたダイヤモンドを含有する被覆層とを有し、
    前記ダイヤモンド層の表面についてのラマン分光分析において、前記ダイヤモンドに由来するピークの総ピーク強度に対するＳＰ３ピークのピーク強度比を求めた際に、
    前記中心部におけるＳＰ３ピーク強度比が、前記外周部におけるＳＰ３ピーク強度比よりも低い切削工具。
15. 前記ダイヤモンドに由来するピークとしてナノダイヤモンドに由来するナノダイヤモンドピークが少なくとも前記中心部に存在し、前記中心部における前記ナノダイヤモンドのピーク強度比が、前記外周部における前記ナノダイヤモンドのピーク強度比よりも高い請求項１４記載の切削工具。
16. 前記ダイヤモンドに由来するピークとしてグラファイトに由来するＳＰ２ピークが少なくとも前記中心部に存在し、前記中心部における前記ＳＰ２ピークのピーク強度比が、前記外周部における前記ＳＰ２ピークのピーク強度比よりも高い請求項１４または１５記載の切削工具。
17. 前記先端における前記ダイヤモンド層の厚みが、後方における前記ダイヤモンド層の厚みよりも薄い請求項１４乃至１６のいずれか記載の切削工具。
18. 請求項１乃至１７のいずれか記載の切削工具を回転軸周りに回転させる工程と、回転している前記切削工具の前記切刃を前記被削材に接触させる工程と、前記切削工具を前記被削材から離す工程とを備えた切削加工物の製造方法。

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