切削工具以及切削加工物的制造方法技術

本發明專利技術提供一種在基體的前端部設有切削刃的切削工具中，均滿足切削刃以及切屑排出部所要求的被覆層的性能的切削工具。該切削工具具備至少設置在前端部A的切削刃(2)；以及與切削刃(2)鄰接且從前端部(A)朝向后方(后端(B)方向)地設置的切屑排出部(4)，該切削工具是鉆頭(1)等切削工具，在其棒狀的基體(5)的表面設有由金剛石與石墨的混合相構成的被覆層(6)，該被覆層(6)的從前端向后方10mm的后方部(B)處的金剛石的含有比率比前端部(A)低。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及在棒狀的基體的表面上設有被覆層的切削工具以及切削加工物的制 造方法。
技術介紹
已知有在基體的表面上成膜有由金剛石構成的被覆層而得到的切削工具。例如， 在專利文獻1中，已知有在棒狀的基體的表面成膜有金剛石層而得到的鉆頭、端銑刀等。另 外，在專利文獻2中，記載有使含有Si的類金剛石碳膜在基體的表面上成膜、并成為Si含有 比例沿被覆層的厚度方向變化的傾斜組成的耐磨損性工具構件。 在先技術文獻 專利文獻 專利文獻1:日本特開平11-058106號公報 專利文獻2:日本特開2010-194628號公報
技術實現思路
專利技術要解決的技術問題 然而，在被覆了金剛石層的上述專利文獻1的鉆頭中，在鉆頭前端部側的切削刃處 被覆層容易磨損，另一方面，對于比前端靠后方的切肩排出槽具有欲提高切肩排出性這樣 的要求。另外，即便采用成膜有在厚度方向上成為傾斜組成的類金剛石碳膜而得到的專利 文獻2的被覆層，也都無法滿足上述要求。 于是，本專利技術提供一種在鉆頭、端銑刀等棒狀的基體的前端部設有切削刃的切削 工具中，均滿足切削刃以及切肩排出部所要求的被覆層的性能的切削工具。 用于解決技術問題的手段本專利技術的第一切削工具是具備切削刃和切肩排出部的棒狀的切削工具，所述切削 刃至少設置在前端部，所述切肩排出部與該切削刃鄰接且從所述前端部朝向后方地設置， 其中，所述切削工具具備： 基體；以及 被覆層，其設置于該基體的表面且由金剛石和石墨的混合相構成， 從前端向后方10mm的后方部的所述被覆層中的金剛石的含有比率低于所述前端 部的所述被覆層中的金剛石的含有比率。 本專利技術的第二切削工具呈棒狀且具備切削刃和切肩排出槽，所述切削刃至少設置 在前端部，所述切肩排出槽與該切削刃鄰接且從前端朝向后方地設置，其中， 所述切削工具具備： 基體，其由含有硬質相和粘結相的硬質合金構成；以及 被覆層，其設置于該基體的表面且含有金剛石，在所述前端部的具有所述切削刃的部位處，所述基體的表面部的所述粘結相的含 有比率相對于所述基體的內部的所述粘結相的含有比率小于0.9倍，并且，在所述基體的表 面具有所述被覆層，在具有所述切肩排出槽的部位處，所述基體的表面部的所述粘結相的 含有比率相對于所述基體的內部的所述粘結相的含有比率為0.9~1.1倍，并且，所述基體 的表面向外部露出、或者在所述基體的表面的至少一部分上具有所述被覆層。本專利技術的第三切削工具具有旋轉中心軸，且具備至少從前端側觀察時從中心部朝 向外周部而設置的切削刃， 所述切削工具具有： 基體；以及 被覆層，其設置于該基體的表面且含有金剛石， 在針對所述金剛石層的表面的拉曼光譜分析中，在求出來源于所述金剛石的峰值 的相對于總峰值強度的SP3峰值的峰值強度比時，所述中心部的SP3峰值強度比低于所述外周部的SP3峰值強度比。專利技術效果 根據本專利技術的第一切削工具，由于在基體的前端部的切削刃中金剛石的含有比率 較高，因此被覆層的硬度較高，能夠抑制切削刃中的被覆層的磨損。另外，在基體的比前端 部靠后方側的位置處（以下，有時僅簡稱為后方側。），石墨的含有比率較高。由于金剛石粒 子成長為多面體，因此，若金剛石粒子的存在比率增多，則在被覆層的表面上產生凹凸。另 一方面，即便石墨被成膜也不會損害被覆層的平滑性。因此，在石墨的含有比率較多的基體 的后方側，被覆層的表面平滑，切肩排出性提高。 根據本專利技術的第二切削工具，對于切削刃中阻礙金剛石層的成長的粘結相的含有 比率而言，表面比基體的內部低，因此，金剛石層容易成長，金剛石層的密接性高。因此，能 夠抑制切削刃中的磨損的進行。另一方面，由于含有高硬度的金剛石粒子的金剛石層的金 剛石粒子成長為多面體，因此粒成長后的金剛石粒子在金剛石層的表面突出，在金剛石層 的表面上產生凹凸。然而，要求在切肩排出槽中提高切肩排出性，因此，在切肩排出槽中，不 存在金剛石層則切削性能變得更好。因此，在切肩排出槽中，使金剛石層的密接性變差、金 剛石層不被成膜、或者使金剛石層提前剝離，從而使切肩排出槽的表面變得平滑，提高切肩 排出性。 根據本專利技術的第三切削工具，從前端側觀察到的中心部（以下有時稱為中心部。） 的SP3強度比低，也就是說，由于μπι量級的金剛石的含有比率較低，因此，粒成長為多邊形形 狀的金剛石不會從金剛石層的表面突出而導致金剛石層的表面變粗。因此，能夠使中心部 的金剛石層的表面變得平坦。另外，由于中心部的金剛石層的硬度較低，因此在切削初期， 切削刃的中心部的金剛石層的表面迅速變得更加平坦。其結果是，中心部的切削阻力變低， 能夠抑制工具的折損。另一方面，從前端側觀察到的外周部（以下有時稱為外周部。）的SP3 強度比高，也就是說，由于μπι量級的金剛石的含有比率較高，因此金剛石層的耐磨損性高。 即，本專利技術的切削工具在要求耐磨損性的切削刃、尤其是切削刃的外周部，通過提 高金剛石的含有比率而提高耐磨損性。與此相對，在要求切肩排出性、滑動性的基體的后方 偵叭切肩排出槽以及從前端側觀察到的中央部，通過降低金剛石的含有比率而提高切肩排 出性、滑動性。其結果是，獲得能夠長期進行切削加工的切削工具。【附圖說明】 圖1是關于作為本專利技術的切削工具的一實施方式的鉆頭的一例的側視圖。 圖2是圖1的鉆頭的a-a剖視圖。圖3是關于作為本專利技術的切削工具的一實施方式的另一鉆頭的一例的a-a剖視圖。 圖4是用于針對圖1的鉆頭來說明被覆層的成膜工序的示意圖。圖5是用于說明第二實施方式的鉆頭中的基體的蝕刻處理工序的示意圖。圖6是用于說明第三實施方式的鉆頭中的基體的蝕刻處理工序的示意圖。 圖7是用于說明本專利技術的一實施方式中的切削加工物的制造方法的圖，圖7A、圖 7B、圖7C是示出該制造方法的任一工序的概要圖。【具體實施方式】 基于附圖，對作為本專利技術的切削工具的第一實施方式的實心式鉆頭進行說明。如 圖1所示，鉆頭1具備:呈具有旋轉軸〇的棒狀且形成在前端部A的切削刃2;以及沿著切削刃2 形成在切削刃2的旋轉方向側、且隨著朝向后方(后端B方向）形成為螺旋狀的切肩排出槽4。 另外，在鉆頭1的后端B側設有刀柄部3,通過由加工裝置(未圖示)把持刀柄部3而將鉆頭1安 裝于加工裝置。在此，本專利技術中的前端定義為，棒狀的鉆頭1(切削工具)的具有切削刃2的一 偵I前端部A定義為，從前端觀察鉆頭1(切削工具）時，可看到切削刃的范圍內的長度。在本 實施方式中，前端部A為從圖1的前端到點p為止的長度的范圍。 根據本實施方式，在鉆頭1的基體5的表面上設有由金剛石和石墨的混合相構成的 被覆層6。需要說明的是，根據圖1，被覆層6從鉆頭1的前端部A形成到設有切肩排出槽4的末 端附近為止，比其靠后方成為基體5露出的狀態。 而且，根據本實施方式，被覆層6中，從前端向后方10mm處的后方部C的金剛石的含 有比率比前端部A低。由此，在位于基體5的前端部A的切削刃2中，金剛石的含有比率較高， 因此，被覆層6的硬度較高，能夠抑制切削刃2中的被覆層6的磨損。另外，在比基體5的前端 部A靠后方側的位置處，石墨的含有比率較高，因此，被覆層6的表面平滑且切肩排出槽4變 得平滑，因此切肩排出性提高。此外，根據本實施方式，金剛石的含有比率從前端部A朝向后 方(后端B方向）而下降。在此，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種切削工具，該切削工具是具備切削刃和切屑排出部的棒狀的切削工具，所述切削刃至少設置在前端部，所述切屑排出部與該切削刃鄰接且從所述前端部朝向后方地設置，其中，所述切削工具具備：基體；以及被覆層，其設置于該基體的表面且由金剛石和石墨的混合相構成，從前端向后方10mm的后方部的所述被覆層中的金剛石的含有比率低于所述前端部的所述被覆層中的金剛石的含有比率。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：脅真宏，今里真唯，何丹，
申請(專利權)人：京瓷株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP