[发明专利]金刚石切削构件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及简单且低成本制造金刚石切削构件，特别是利用人造 金刚石把{112}面或者其附近的面作为前倾面使用的金刚石切削构件 的技术。

背景技术

曾有专利提出过一种以单晶金刚石为材料，设有切削刃及前倾面， 并一体地固定设置在金属台座或固定柄等规定的夹具上且用于切削加 工的金刚石切削构件。专利文献1、2说明的金刚石切削刀或金刚石刀 片就是其中一例，它非常适合用于铝、铜合金等软质有色金属材料的 镜面切削加工等。此外，还有专利提出使用人造金刚石作为这种金刚 石(参照专利文献3、4)。对于人造金刚石而言，一般来说，虽与天 然金刚石相比，其耐磨性能稍逊，但是每个人造金刚石差别性小，可 得到稳定的品质(耐磨性能)。

人造金刚石基本上是具有六个{100}面的六面体形状，即相邻的 面互成直角的立方体或长方体。图9(a)、(b)就是其中一例，(a) 中的人造金刚石10构成单纯的长方体形状，并具有由{100}表示的 六个平面12，另外，(b)中的人造金刚石14构成在(a)中的人造金 刚石10的角部具有倒角状平面16的形状。该倒角状平面16虽然是由 人造金刚石14制造条件等导致的，但是本说明书将把包括这种具有倒 角状平面16的人造金刚石14在内的人造金刚石统称为人造金刚石10 加以说明。此外，上述“{...}”是晶面指数，表示原子以一定的规律 排列的晶面，对于金刚石而言，如图12所示，除上述{100}面外， 众所周知，一般还有{111}面、{110}面。天然金刚石基本形状往往 呈八面体或十二面体形状，呈八面体时所有的面都由{111}面构成， 呈十二面体时所有的面都由{110}面构成。在图12(a)～(c)中， 左侧的图都是为说明晶面的立体模型，右侧的图是表示各晶面中原子 排列的图。

而且，上述人造金刚石10用作切削构件时，鉴于其加工困难，所 以例如如图10(a)所示，把其中一个{100}面直接用作前倾面20， 把前端面作为前离隙面22，其前离隙面22和前倾面20相交的棱线作 为切削刃24，并把它用于例如如图10(b)所示，把圆柱形状的被切 削件30一边绕轴心旋转，一边把切削刃24推向外周面，同时使两者 向被切削件30的轴向做相对移动以对外周面进行切削加工的车削加 工等。这种人造金刚石10还安装在图中未显示的固定柄的前端上作为 切削刀使用，在图10(b)中，该切削刀如空心箭头所示，相对被切 削件30向轴向进给移动。此外，前离隙面22的两侧，可根据需要， 设置横离隙面26。另外，为了使其拥有规定的离隙角，最好倾斜地磨 削除去前离隙面22。

然而，上述{100}面由于原子比较密集，因此前倾面20及前离 隙面22可得到优异的耐磨性能。切削刃24由单晶人造金刚石10的棱 线构成，该棱线是尽量减少图9(a)中斜线表示的面，即{110}面 而形成的线，因此实际上具有与{110}面相同的耐磨性能，可以把该 棱线，即切削刃24视为{110}面。因此，对于与切削刃24成直角方 向的背分力、主分力(参照图10(b))，可以获得优异的耐磨性能， 但是相对与切削刃24平行的方向，即进给分力的方向的载荷较弱，如 图10(b)所示，向被切削件30的轴向进给移动进行车削加工时，未 能得到充分的耐磨性能。

另外，有专利提出把由人造金刚石的外周侧面构成的{100}面向 {111}面侧倾斜约35°16′的面，即{112}面用作前倾面(参照专利 文献5)。{112}面是图13左图所示的位置的晶面，具有右图所示的 原子排列，它可以从金刚石的晶体结构通过几何学方法求得，同时利 用X线衍射、诺马尔斯基(ノマルスキ)分析也确认了其存在。而且， 该{112}面的硬度仅次于{111}面，再加上{111}面或者其附近的 面作为前离隙面的话，则可获得优异的耐磨性能。

专利文献1：日本特开平2-145201号公报

专利文献2：日本特开2000-107912号公报

专利文献3：日本特开昭60-16306号公报

专利文献4：日本特开2002-254212号公报

专利文献5：日本特开平3-208505号公报

发明内容

发明需解决的课题