金剛石包覆工具及其制造方法技術(shù)

金剛石包覆工具具備基材和配置在所述基材上的金剛石層，所述金剛石層的由ISO25178規(guī)定的偏斜度Ssk大于0。定的偏斜度Ssk大于0。定的偏斜度Ssk大于0。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】金剛石包覆工具及其制造方法


[0001]本公開(kāi)涉及金剛石包覆工具及其制造方法。

技術(shù)介紹

[0002]金剛石的硬度非常高，其平滑面具有極低的摩擦系數(shù)。因而，一直以來(lái)，天然產(chǎn)單晶金剛石、人工金剛石粉末被應(yīng)用于工具用途。進(jìn)一步地，在1980年代確立了基于化學(xué)氣相合成(CVD)法的金剛石薄膜的形成技術(shù)后，開(kāi)發(fā)了對(duì)三維狀的基材成膜有金剛石的切削工具、耐磨工具(以下，也將這些工具稱為“金剛石包覆工具”)。
[0003]在日本特表2001
?
501873號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中，公開(kāi)了由硬質(zhì)合金或金屬陶瓷構(gòu)成的基材的表面被金剛石層包覆的金剛石包覆體。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1：日本特表2001
?
501873號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0007]本公開(kāi)的金剛石包覆工具具備基材和配置在所述基材上的金剛石層，
[0008]所述金剛石層的由ISO25178規(guī)定的偏斜度Ssk大于0。
[0009]本公開(kāi)的金剛石包覆工具的制造方法是上述的金剛石包覆工具的制造方法，其中，
[0010]所述金剛石包覆工具的制造方法具備：
[0011]準(zhǔn)備基材的工序；
[0012]在所述基材上通過(guò)化學(xué)氣相沉積法形成金剛石層的工序；以及
[0013]對(duì)所述金剛石層進(jìn)行氧離子蝕刻而得到金剛石包覆工具的工序。
附圖說(shuō)明
[0014]圖1是對(duì)實(shí)施方式1所涉及的金剛石包覆工具的代表性的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0015]圖2是用于對(duì)偏斜度Ssk大于0的情況進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0016]圖3是用于對(duì)偏斜度Ssk小于0的情況進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0017]圖4是表示實(shí)施方式1所涉及的金剛石包覆工具的拉曼光譜的一個(gè)例子的圖。
具體實(shí)施方式
[0018][本公開(kāi)所要解決的問(wèn)題][0019]近年來(lái)，從提高生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，尤其是在鋁合金的切削加工中，要求具有優(yōu)異的耐熔接性以及耐磨損性、具有更長(zhǎng)的工具壽命的金剛石包覆工具。
[0020][本公開(kāi)的效果][0021]本公開(kāi)的金剛石包覆工具尤其是在鋁合金的切削加工中也能夠具有較長(zhǎng)的工具
壽命。
[0022][本公開(kāi)的實(shí)施方式的說(shuō)明][0023]首先，列舉本公開(kāi)的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0024](1)本公開(kāi)的金剛石包覆工具具備基材和配置在所述基材上的金剛石層，
[0025]所述金剛石層的由ISO25178規(guī)定的偏斜度Ssk大于0。
[0026]本公開(kāi)的金剛石包覆工具尤其是在鋁合金的切削加工中也能夠具有較長(zhǎng)的工具壽命。
[0027](2)優(yōu)選地，所述金剛石層的由JIS B 0601：2013規(guī)定的表面粗糙度Ra為0.5μm以下。
[0028]由此，金剛石包覆工具的耐熔接性提高，工具壽命進(jìn)一步變長(zhǎng)。另外，被切削件的表面品質(zhì)也提高。
[0029](3)優(yōu)選地，在測(cè)定出所述金剛石層的拉曼位移為900cm
?1以上且2000cm
?1以下的拉曼光譜的情況下，金剛石的峰面積強(qiáng)度Id與光譜整體的面積強(qiáng)度Is之比Id/Is為0.08以上。
[0030]由此，金剛石層中的sp3碳較多，容易熔接于鋁合金的sp2碳較少，因此金剛石包覆工具的耐熔接性提高，工具壽命進(jìn)一步變長(zhǎng)。
[0031](4)優(yōu)選地，所述金剛石層在被所述金剛石包覆工具的表面?zhèn)鹊闹髅鍿和從所述主面S向所述基材側(cè)沿著所述主面S的法線方向的距離為20nm的虛擬面Q包圍的區(qū)域R中，氧含有率的最大值為20原子％以上。
[0032]由此，金剛石層的耐氧化性提高，金剛石包覆工具的耐熔接性以及耐磨損性提高，工具壽命進(jìn)一步變長(zhǎng)。
[0033](5)本公開(kāi)的金剛石包覆工具的制造方法是上述的金剛石包覆工具的制造方法，其中，
[0034]所述金剛石包覆工具的制造方法具備：
[0035]準(zhǔn)備基材的工序；
[0036]在所述基材上通過(guò)化學(xué)氣相沉積法形成金剛石層的工序；以及
[0037]對(duì)所述金剛石層進(jìn)行氧離子蝕刻而得到金剛石包覆工具的工序。
[0038]由此，尤其是在鋁合金的切削加工中，也能夠得到能夠具有較長(zhǎng)的工具壽命的金剛石包覆工具。
[0039][本公開(kāi)的實(shí)施方式的詳細(xì)內(nèi)容][0040]以下，參照附圖對(duì)本公開(kāi)的金剛石包覆工具及其制造方法的具體例進(jìn)行說(shuō)明。在本公開(kāi)的附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分或相當(dāng)?shù)牟糠帧Ａ硗猓L(zhǎng)度、寬度、厚度、深度等的尺寸關(guān)系為了附圖的清晰化和簡(jiǎn)化而進(jìn)行了適當(dāng)變更，未必表示實(shí)際的尺寸關(guān)系。
[0041]在本說(shuō)明書(shū)中，“A～B”這樣的形式的表述是指范圍的上限下限(即A以上且B以下)，當(dāng)在A中沒(méi)有單位的記載而僅在B中記載有單位的情況下，A的單位與B的單位相同。
[0042]<實(shí)施方式1：金剛石包覆工具>
[0043]使用圖1對(duì)實(shí)施方式1所涉及的金剛石包覆工具進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，金剛石包覆工具10具備基材1和配置在該基材1上的金剛石層2，該金剛石層2的由ISO25178規(guī)定的偏斜
度Ssk大于0。
[0044]本公開(kāi)的金剛石包覆工具尤其是在鋁合金的切削加工中也能夠具有較長(zhǎng)的工具壽命。其理由尚不明確，但推測(cè)如下。
[0045]首先，為了容易對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行理解，使用圖2以及圖3對(duì)由ISO25178規(guī)定的偏斜度(偏度)(以下，也記作“Ssk”)進(jìn)行說(shuō)明。圖2是用于對(duì)表面的偏斜度大于0的情況進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖3是用于對(duì)表面的偏斜度小于0的情況進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖2以及圖3分別是沿著表面的法線的方向上的剖視圖。
[0046]偏斜度Ssk是在ISO25178中規(guī)定的三維表面性狀參數(shù)之一，表示從平均面起的高度分布的偏差。如圖2所示，在相對(duì)于平均面L1而表面的凹凸偏向下側(cè)的情況下Ssk大于0(正)。如圖3所示，在相對(duì)于平均面L2而表面的凹凸偏向上側(cè)的情況下Ssk小于0(負(fù))。在相對(duì)于平均面而表面的凹凸均等的情況下(未圖示)，Ssk為0(零)。
[0047]在本公開(kāi)的金剛石包覆工具中，金剛石層2的偏斜度(Ssk)大于0，金剛石層的表面的凹凸如圖2所示那樣偏向下側(cè)。由此，當(dāng)在切削加工時(shí)使用了切削油的情況下，切削油容易被保持在表面的凹部中。因此，金剛石包覆工具尤其是在鋁合金的切削時(shí)也不易產(chǎn)生熔接，能夠抑制由熔接引起的刀尖磨損，能夠具有較長(zhǎng)的工具壽命。
[0048]金剛石包覆工具可以在基材以及金剛石層的基礎(chǔ)上，還包含其他任意的結(jié)構(gòu)。金剛石層優(yōu)選將基材的整個(gè)面包覆，優(yōu)選將基材的至少刀尖部分包覆。此外，即使基材的一部分未被金剛石層包覆，也不脫離本實(shí)施方式的范圍。
[0049]<基材>
[0050]作為本公開(kāi)的金剛石包覆工具的基材，可以使用包含公知的硬質(zhì)顆粒的基材。例如，作為這樣的基材的例子，可以列舉為硬質(zhì)合金(例如，WC基硬質(zhì)合金，還包括在本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】1.一種金剛石包覆工具，其中，所述金剛石包覆工具具備基材和配置在所述基材上的金剛石層，所述金剛石層的由ISO25178規(guī)定的偏斜度Ssk大于0。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石包覆工具，其中，所述金剛石層的由JIS B 0601：2013規(guī)定的表面粗糙度Ra為0.5μm以下。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金剛石包覆工具，其中，在測(cè)定出所述金剛石層的拉曼位移為900cm
?1以上且2000cm
?1以下的拉曼光譜的情況下，金剛石的峰面積強(qiáng)度Id與光譜整體的面積強(qiáng)度Is之比Id/Is為0.0...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杉本倫太朗，原田高志，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：住友電工硬質(zhì)合金株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：