[发明专利]金刚石包覆切削工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种在由碳化钨(WC)基硬质合金或碳氮化钛(TiCN)基金属陶瓷构成的工具基体(以下简称为工具基体)的表面至少包覆有结晶性金刚石层的金刚石包覆切削工具，尤其涉及一种在CFRP(Carbon fiber reinforced plastic)材料、含高Si的铝合金、石墨等难切削材料的切削加工中切屑排出性优异且在长期使用中发挥优异的耐磨性的金刚石包覆切削工具(以下称为金刚石包覆工具)。

背景技术

以往，已知有在工具基体的表面包覆有金刚石皮膜的金刚石包覆工具，并且已知有为了提高皮膜的强度和韧性，作为结晶性较高的金刚石和微晶金刚石(或者非晶质金刚石)的层叠结构构成金刚石皮膜，并且以提高皮膜的表面平滑性、工件的精加工面精度为目的，作为粒径为2μm以下的微晶金刚石的多层结构构成金刚石皮膜。

例如，如专利文献1所示，已知有通过以层叠结构构成金刚石皮膜来提高强度和韧性的金刚石包覆工具，所述层叠结构包括：第1层，粒径为0.1～10μm的多晶金刚石层；以及第2层，粒径为0.05～8μm的双晶金刚石层或非晶质金刚石层。

并且，如专利文献2所示，已知有如下金刚石包覆工具：反复进行使成为金刚石结晶成长的起点的核附着于表面的核附着工序和以该核为起点通过CVD法使金刚石结晶成长的结晶成长工序，由此以结晶粒径为2μm以下的微晶金刚石的多层结构构成金刚石皮膜，从而提高皮膜的表面平滑性，并且，提高工件的精加工面精度。

并且，如专利文献3、4所示，已知有具备形成有切削刃的基体和包覆切削刃的金刚石包覆膜的金刚石包覆工具，该金刚石包覆工具通过磨削加工该包覆膜以使刀尖部分锋利，从而提高工件的精加工面精度。

另外，如专利文献5所示，已知有具备形成有切削刃的基体和包覆切削刃的金刚石包覆膜的金刚石包覆工具，该金刚石包覆工具通过向该包覆膜照射紫外线激光以使刀尖部分锋利，从而能够高精度地加工黑铅、铝合金等。

专利文献1：日本专利公开平4-236779号公报

专利文献2：日本专利第3477162号说明书

专利文献3：日本专利第3477182号说明书

专利文献4：日本专利第3477183号说明书

专利文献5：日本专利公开2009-6436号公报

近几年，在CFRP、含高Si的Al合金、石墨等难切削材料的切削加工中，一直要求加工精度，为了提高加工精度，需要使切削刃尖锐。

例如，在利用专利文献1、2所示的金刚石包覆工具的难切削材料的切削中，由于金刚石膜的磨损较快，所以需要增厚金刚石膜的膜厚，但相反，在增厚膜厚时难以形成尖锐的切削刃，因此产生造成加工精度降低之类的问题点。

并且，由金刚石烧结体构成的切削工具与金刚石包覆工具相比，虽然耐磨性优异，但难以形成尖锐的切削刃，因此还很难谋求提高加工精度。

在专利文献3～5所示的金刚石包覆工具中，由于形成有尖锐的切削刃，因此虽然能够期待加工精度的提高，但切削刃的金刚石膜脆弱并容易产生崩刀，因此存在使用寿命较短之类的问题点。

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也不产生崩刀且加工精度、切屑排出性优异、在长期使用中发挥优异的耐磨性的金刚石包覆工具，进行深入研究的结果，得到了如下见解。