本发明专利技术提供一种金刚石薄膜发挥优异的耐缺损性的金刚石包覆工具。在由硬质合金烧结体构成的工具基体表面上形成金刚石薄膜的金刚石包覆工具中，关于金刚石晶粒的晶体方位，求出、相对于表面研磨面的法线方向所成的倾斜角的分布、及、相对于与表面研磨面的法线正交的方向所成的倾斜角的分布时，分别表示半值宽度为10度以内的峰值的双轴取向畴，存在金刚石晶粒整个面积的20％以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在碳化钨基硬质合金制的工具基体上包覆金刚石薄膜的金刚石包覆工具，尤其涉及一种在比强度、比刚性高于金属材料的CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics :碳素纤维强化塑料)或熔敷性高的Al合金等的高速切削时，经长期使用，维持锋利的刀刃的同时产生毛刺少，并且发挥优异的耐缺损性和优异耐磨性的金刚石包覆工具。
技术介绍
以往，公知有在碳化钨基(WC基)硬质合金或碳氮化钛基(TiCN基)金属陶瓷等的工具基体上包覆金刚石薄膜的金刚石包覆工具，例如公知有根据在工具基体表面反复进行成为金刚石的晶体生长起点的核附着工序及使金刚石晶体生长的晶体生长工序，从而包覆晶体粒径微细的金刚石薄膜的金刚石包覆工具，并公知在使用该包覆工具的Al合金的切削加工中得到优异的表面精度。并且，还公知有，着眼于金刚石薄膜的晶体取向性，并使金刚石薄膜表面的晶体面取向于<111>或<110>，从而提高耐熔敷性，耐缺损性及耐磨性。专利文献1 日本专利第沈03257号公报专利文献2 日本专利公开平9-71498号公报专利文献3 日本专利公开2006-130578号公报近年来切削加工装置的FA化显著，另一方面强烈要求切削加工的节省劳力化和节能化以及低成本化，伴随此，切削条件逐渐高速化。上述的以往金刚石包覆工具将此用于通常条件下的切削加工时没有特别的问题，但在与一般的金属材料相比比强度、比刚性更优异的CFRP的高速切削中使用该工具时，由于CFRP是碳素纤维和环氧系树脂的复合材料， 所以存在不仅工具磨损严重而且容易产生缺损，缩短工具寿命这样的问题点。并且有如下问题点将以往金刚石包覆工具用于软质且熔敷性高的Al合金等的高速切削中时，因切削时的高热产生，熔敷性高的被切削材料(Al合金)的切削粉末熔敷于工具刀刃，由此不仅难以维持锋利的刀刃，而且容易产生缺损。其结果有如下问题点用于CFRP、Al合金等的高速切削加工时，不仅金刚石包覆工具的寿命短，而且因产生被切削材料的毛刺，所以精加工表面精度变粗，尺寸精度也差。
技术实现思路
因此，本专利技术人们，从上述观点出发，为了开发特别是难切削材料的CFRP或熔敷性高的Al合金等的高速切削加工中维持锋利刀刃的同时，抑制毛刺的产生，经长期使用具备优异的耐缺损性和耐磨性的金刚石包覆工具，进行了深入研究的结果，得到了如下见解。S卩，发现如下内容在工具基体的表面，例如，通过金刚石气相合成法，在包含于灯丝温度2050 2350°C、灯丝间隔10 30mm、基板温度750 950°C、反应压力2. 66 10. 64kPa(20 80Torr)、反应气体=CH4:1. 0 4. OvolH2 剩余的范围的特定条件下形成金刚石薄膜时，该金刚石包覆工具维持锋利刀刃的同时，产生毛刺少，经长期使用发挥优异的耐缺损性和耐磨性。并且，发现了如下内容关于上述金刚石薄膜，使用电子背散射衍射装置(EBSD) 对存在于表面研磨面的测定范围内的各个金刚石晶粒照射电子射线，测定所述晶粒的晶体方位<111>、<110>相对于所述表面研磨面的法线所成的倾斜角，对在所述测定倾斜角中与所述法线方向形成的角度在O 45度范围内的测定倾斜角按0. 25度的间距进行划分，并且合计存在于各部分内的度数，并且，同样测定金刚石层的晶粒的晶体方位<111>、<110> 相对于与表面研磨面的法线正交的任意方向所成的倾斜角，对在所述测定倾斜角中，与所述法线正交的方向形成的角度在0 45度范围内的测定倾斜角按0. 25度的间距进行划分，并且合计存在于各部分内的度数，此时，晶体方位<111>、<110>相对于金刚石薄膜的表面研磨面的法线的测定倾斜角的分布在特定倾斜角部分中存在分布峰值，该峰值的半值宽度在10度以内，并且，晶体方位<111>、<110>相对于与表面研磨面的法线正交的任意方向的测定倾斜角的分布也在某一特定倾斜角部分中存在分布峰值，该峰值的半值宽度在10 度以内，而且同时满足这种条件的宽度为0. 1 1 μ m的双轴取向畴存在金刚石晶粒整个面积的20%以上。并且发现包覆形成具有这种双轴取向畴的金刚石薄膜而成的金刚石包覆工具，在难切削材料CFRP或熔敷性高的Al合金等的高速切削加工中，维持锋利刀刃的同时，抑制产生毛刺，经长期使用发挥优异的耐缺损性和耐磨性。该专利技术是基于上述见解而完成的，具有如下特征，一种金刚石包覆工具，该包覆工具在由硬质合金烧结体构成的工具基体的表面包覆有膜厚为10 30 μ m的金刚石薄膜，其特征在于，使用电子背散射衍射装置对每个金刚石晶粒的晶体方位进行分析时，(a)测定所述晶粒的晶体方位<111>相对于表面研磨面的法线方向所成的倾斜角、及所述晶粒的晶体方位<111>相对于与表面研磨面的法线正交的方向所成的倾斜角， 并求出各自的测定倾斜角的分布时，在特定倾斜角部分中存在半值宽度为10度以内的峰值，并且，(b)测定所述晶粒的晶体方位<110>相对于表面研磨面的法线方向所成的倾斜角、及所述晶粒的晶体方位<110>相对于与表面研磨面的法线正交的方向所成的倾斜角， 并求出各自的测定倾斜角的分布时，在特定倾斜角部分中存在半值宽度为10度以内的峰值，同时满足上述(a)、(b)的宽度为0. 1 1 μ m的双轴取向畴存在金刚石晶粒整个面积的20%以上。接着，对该专利技术的金刚石包覆工具的包覆层进行说明。具有晶体方位<111>的取向性的金刚石薄膜，例如能够以灯丝温度2200 2400 °C、灯丝-基板间隔10 30mm、基板温度850 1000°C、反应压力1.33 ~ 13. 3kPa(10 IOOTorr)、反应气体=CH40. 5 3. Ovol %、H2 剩余这种条件的化学蒸镀而形成。并且，具有晶体方位<110>的取向性的金刚石薄膜，例如能够以灯丝温度2000 2200°C、灯丝-基板间隔10 30mm、基板温度700 850°C、反应压力1.33 ~ 13. 3kPa(10 IOOTorr)、反应气体=CH4:2. 0 6. Ovol %、H2 剩余这种条件的化学蒸镀而形成。但是，因本专利技术是形成如下金刚石薄膜的专利技术，S卩，在使用电子背散射衍射装置对每个金刚石晶粒的晶体方位进行分析时，(a)测定所述晶粒的晶体方位<111>相对于表面研磨面的法线方向形成的倾斜角、及所述晶粒的晶体方位<111>相对于与表面研磨面的法线正交的方向形成的倾斜角， 求出各自的测定倾斜角的分布时，在特定倾斜角部分中存在半值宽度为10度以内的峰值， 并且，(b)测定所述晶粒的晶体方位<110>相对于表面研磨面的法线方向形成的倾斜角、及所述晶粒的晶体方位<110>相对于与表面研磨面的法线正交的方向形成的倾斜角， 求出各自的测定倾斜角的分布时，在特定倾斜角部分中存在半值宽度为10度以内的峰值，并且，同时满足上述(a)、(b)的宽度为0. 1 1 μ m的双轴取向畴存在金刚石晶粒整个面积的20 %以上，因此，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种金刚石包覆工具，该包覆工具在由硬质合金烧结体构成的工具基体的表面包覆有膜厚为１０～３０μｍ的金刚石薄膜，其特征在于，使用电子背散射衍射装置对每个金刚石晶粒的晶体方位进行分析时，（ａ）测定所述晶粒的晶体方位（１１１）相对于表面研磨面的法线方向所成的倾斜角、及所述晶粒的晶体方位（１１１）相对于与表面研磨面的法线正交的方向所成的倾斜角，并求出各自的测定倾斜角的分布时，在特定倾斜角部分中存在半值宽度为１０度以内的峰值，并且，（ｂ）测定所述晶粒的晶体方位（１１０）相对于表面研磨面的法线方向所成的倾斜角、及所述晶粒的晶体方位（１１０）相对于与表面研磨面的法线正交的方向所成的倾斜角，并求出各自的测定倾斜角的分布时，在特定倾斜角部分中存在半值宽度为１０度以内的峰值，同时满足上述（ａ）、（ｂ）的宽度为０．１～１μｍ的双轴取向畴存在金刚石晶粒整个面积的２０％以上。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松木竜一，大岛秀夫，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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