[发明专利]金刚石包覆硬质合金制钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的钻头基体(以下简称钻头基体)的表面包覆有金刚石皮膜的金刚石包覆硬质合金制钻头，尤其涉及一种在CFRP材料、含高Si的铝合金、石墨等难切削材料的钻孔加工中，经长期使用发挥优异的耐磨性的金刚石包覆硬质合金制钻头(以下称为金刚石包覆钻头)。

背景技术

一直以来周知在钻头基体的表面包覆有金刚石皮膜的金刚石包覆钻头，在以往的金刚石包覆钻头中，金刚石比较均匀地成膜于刀尖到刀柄。因此，在钻头的前端部、排屑槽部、刃带部上也均被均质地成膜有金刚石。并且，为了提高金刚石包覆钻头的性能而提出了各种手法。

例如，专利文献1中记载的内容公开了结晶性金刚石和纳米晶金刚石的成膜方法，实施了通过层叠来提高切屑排出性的技术。

并且，专利文献2中记载的内容公开了为了提高切屑排出性而仅在钻头前端包覆金刚石膜的技术。

专利文献1：日本专利第3477162号公报

专利文献2：日本专利第2964664号公报

近几年的现状为如下：切削装置的FA化显著，并且对切削加工的节省劳力化的要求也强烈，随此，基于金刚石包覆钻头的钻孔加工呈高速化趋势，但在所述以往金刚石包覆钻头中，在通常工件的连续钻孔或断续钻孔时发挥优异的钻孔性能，但在比强度、比刚性高于金属材料的CFRP或熔敷性较高的含高Si的Al合金、石墨等难切削材料的钻孔加工中使用时，成膜有结晶性金刚石的钻头虽然耐磨性优异，但切屑的排出阻力较大，因此切屑容易堵塞，而在将表面平滑化的金刚石(纳米晶)中耐磨性差，因此在较短时间内达到使用寿命。

发明内容

因此，本发明人等为了开发出即使在CFRP、含高Si的Al合金、石墨等难切削材料的切削中使用时也不会发生金刚石皮膜的剥离的金刚石包覆钻头，进行深入研究的结果，发现了如下见解：

当在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的钻头基体表面成膜金刚石皮膜时，并没有成膜从钻头前端朝向刀柄方向具有均匀的金刚石结构的皮膜，而是通过提高钻头前端的结晶性并在远离前端的排屑槽部降低结晶性来提高切屑排出性，其结果，防止金刚石皮膜的剥离，经长期使用发挥优异的耐磨性。

本发明是基于上述见解而完成的，其特征在于如下。

一种金刚石包覆硬质合金制钻头，其中，在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的钻头基体表面包覆有3～30μm膜厚的金刚石皮膜，关于所述金刚石皮膜，通过拉曼光谱测定由在1333cm^-1附近出现的金刚石结构产生的峰值的半宽时，钻头前端部分的半宽为15cm^-1以下，距离前端相当于钻头直径的量以上的排屑槽部中的半宽为30～80cm^-1。

以下，对本发明进行说明。

本发明的金刚石包覆硬质合金制钻头，在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的钻头基体表面包覆3～30μm膜厚的金刚石皮膜。在此，所成膜的金刚石皮膜的膜厚不到3μm时，无法经长期使用发挥优异的耐磨性并谋求长寿命化，另一方面，若膜厚超过30μm，则无法保持成膜时刃口部中的锋利度，锐度下降并且容易产生崩刀，因此本发明中将金刚石皮膜的膜厚定为3～30μm。

当通过拉曼光谱测定由在1333cm^-1附近出现的金刚石结构产生的峰值的半宽时，若钻头前端部分的半宽超过15cm^-1，则耐磨性下降，因此不优选。并且，距离前端相当于钻头直径的量以上的排屑槽部中的半宽不到30cm^-1时，结晶性变高且表面凹凸变大，因此切屑排出性变差。另一方面，若半宽超过80cm^-1，则无法保持润滑性硬质膜的功能。因此，距离前端相当于钻头直径的量以上的排屑槽部中的半宽定为30～80cm^-1。

本发明的金刚石包覆硬质合金制钻头，其在由碳化钨基硬质合金或碳氮化钛基金属陶瓷构成的钻头基体表面包覆有3～30μm膜厚的金刚石皮膜，其中，关于金刚石皮膜，通过拉曼光谱测定由在1333cm^-1附近出现的金刚石结构产生的峰值的半宽时，钻头前端部分的半宽为15cm^-1以下，距离前端相当于钻头直径的量以上的排屑槽部中的半宽为30～80cm^-1，由此钻头前端部形成结晶性金刚石被膜，而槽部分形成切屑排出性优异的金刚石被膜，因此能够获得耐磨性和切屑排出性双方都优异的金刚石包覆钻头。

附图说明