[发明专利]切削工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密加工用切削工具，尤其涉及一种用于对铝合金、 铜合金、无电解镀镍、树脂或玻璃、碳、MMC等硬脆材料或难切削材料 等进行精密加工的精密加工用切削工具。

背景技术

目前在各种材料的精密加工用切削工具中，使用天然单晶金刚石 (diamond)、或者合成单晶金刚石。但是，在将单晶金刚石用作切削工 具的情况下，存在着在刀尖上产生碎屑(chipping)，或使用中在刀尖部 产生偏磨损，从而不能进行精密加工的问题。金刚石单晶的结晶格子面的 间隔因方位而不同，此外，因各格子面的不同而面内的原子密度不同。因 此，具有裂开性，对硬度、耐磨损性具有显著的方向依存性，产生如上述 那样的缺陷。

现在，工具用出售的多晶金刚石，作为烧结助剂或者粘结剂全都使用 Co、Ni、Fe等铁族金属或SiC等陶瓷。通过将金刚石粉末与烧结助剂、 粘结剂一起在热力学稳定的高压高温条件下(通常，压力5～6GPa，温度 1300～1500℃)烧结从而得到金刚石。但是，由于含有10体积％前后的烧 结助剂或者粘结剂，所以不能得到高精度的刀尖、作用面，从而无法适用 于精密加工工具。还公知有天然产生的多晶金刚石(黑金刚石(carbonado)、 半刚石(ballas))，虽然一部分可作为钻头使用，但由于缺陷多，并且材 质的差异也大，所以不用于这些用途。

另一方面，使石墨(Graphite)或玻璃碳(glassy carbon)、无定形碳 (amorphous carbon)等非金刚石碳在超高压高温下，在没有催化剂或溶 剂的情况下直接变换为金刚石，同时烧结而可以得到无结合材料的金刚石 单相的多晶体。

作为这样的多晶体，例如，在J.Chem.Phys.，38(1963)631-643 [F.P.Bundy](非专利文献1)或Japan.J.Appl.Phys.，11(1972)578-590 [M.Wakatsuki，K.Ichinose，T.Aoki](非专利文献2)、Nature 259(1976) 38[S.Naka，K.Horii，Y.Takeda，T.Hanawa](非专利文献3)中，公开了将 石墨作为起始物料(starting material)并通过14-18GPa、3000K以上的 超高压高温下的直接变换而可以得到多晶金刚石。

此外，在日本特开2002-66302号公报(专利文献1)中，记载着将 碳纳米管(carbon nano-tube)加热到10GPa以上、1600℃以上，从而合成 微细的金刚石的方法。

进而，在New Diamond and Frontier Carbon Technology，14(2004)313 [T.Irifune，H.Sumiya](非专利文献4)、SEI技术杂志165(2004)68 [角谷、入舩](非专利文献5)中，公开了将高纯度石墨作为起始物料， 在12GPa以上、2200℃以上的超高压高温下，通过基于间接加热的直接变 换烧结从而得到细致且高纯度的多晶金刚石的方法。

专利文献1：日本特开2002-66302号公报

非专利文献1：J.Chem.Phys.，38(1963)631-643[F.P.Bundy]

非专利文献2：Japan.J.Appl.Phys.，11(1972)578-590 [M.Wakatsuki，K.Ichinose，T.Aoki]

非专利文献3：Nature  259(1976)38 [S.Naka，K.Horii，Y.Takeda，T.Hanawa]

非专利文献4：New Diamond and Frontier Carbon Technology，14(2004) 313[T.Irifune，H.Sumiya]

非专利文献5：SEI技术杂志165(2004)68[角谷、入舩]

但是，由于非专利文献1或非专利文献2、非专利文献3中所述的多 晶金刚石，都利用通过对石墨等具有导电性的非金刚石碳直接流通电流来 加热的直接通电加热法，所以无法避免未变换石墨残留。此外，金刚石粒 子径不均匀，并且部分烧结容易变得不充分。因此，由于硬度、强度等机 械特性不够，并且只得到碎片状的多晶体，所以无法得到可作为切削工具 而使用的物质。