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公開番号2025162482
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-27
出願番号2024065823
出願日2024-04-15
発明の名称バイト工具、およびバイト工具の製造方法
出願人株式会社ディスコ
代理人個人
主分類B23B 27/20 20060101AFI20251020BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】バイト工具としての加工精度に優れ、基台との高い接着力が得られるバイト工具、およびバイト工具の製造方法を提供する。
【解決手段】バイト工具は、基台30と、基台にろう付けされている刃先20とを備える。刃先は、HPHT単結晶ダイヤモンド基板21と、HPHT単結晶ダイヤモンド基板上に堆積したCVD単結晶質ダイヤモンド層22とを備え、刃先のCVD単結晶質ダイヤモンド層と、基台とが対向するように、刃先と基台とが接着されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
基台と、前記基台にろう付けされている刃先とを備えるバイト工具であって、
前記刃先は、ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド基板と、前記ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド基板の上に堆積したＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層とを備え、
前記刃先の前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層と、前記基台とが対向するように、前記刃先と前記基台とが接着されている
ことを特徴とするバイト工具。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド基板の板厚は０．３～３．０ｍｍである、請求項１に記載のバイト工具。
【請求項３】
前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層の厚さは０．１～２．０ｍｍである、請求項１または２に記載のバイト工具。
【請求項４】
前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層は透明または黄色を呈する、請求項１または２に記載のバイト工具。
【請求項５】
前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層は透明または黄色を呈する、請求項３に記載のバイト工具。
【請求項６】
前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層の表面近傍領域は、前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層の表面近傍領域以外の領域とは異なる色を呈する、請求項１または２に記載のバイト工具。
【請求項７】
前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層の表面近傍領域は、前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層の表面近傍領域以外の領域とは異なる色を呈する、請求項３に記載のバイト工具。
【請求項８】
前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層の表面近傍領域は前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層の表面近傍領域以外の領域とは異なる色を呈する、請求項４に記載のバイト工具。
【請求項９】
前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層の表面近傍領域は前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層の表面近傍領域以外の領域とは異なる色を呈する、請求項５に記載のバイト工具。
【請求項１０】
基台と、前記基台にろう付けされている刃先とを備えるバイト工具の製造方法であって、
予め準備されたＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド基板に、ＣＶＤ法により、酸素、窒素、および／または窒素の酸化物の少なくとも１種で構成される添加ガスを含有する雰囲気ガス中で、ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層を堆積するＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層堆積工程と、
前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層堆積工程により、前記ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド基板に前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層を堆積した前記刃先を、前記ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層と前記基台とが対向するように、前記刃先と前記基台とをろう付けにより接着する刃先接着工程と
を備えることを特徴とするバイト工具の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を研削・切削するためのバイト工具、およびバイト工具の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ダイヤモンドは物質上最高の硬度を持ち、シリコンなどの種々の材料の加工工具などに利用されている。近年では、単結晶ダイヤモンドを刃先としたバイト工具が注目されている。
【０００３】
単結晶ダイヤモンドには、天然ダイヤモンドや合成ダイヤモンドがある。天然ダイヤモンドは、そのほとんどがＩａ型であり、格子もしくは格子間に窒素を有する。また、天然ダイヤモンドにはＩＩａ型の天然ダイヤモンドが存在するものの、不純物の含有量や結晶組織のばらつきが大きく、品質や性能が一定ではなく供給も安定しない。さらに、天然ダイヤモンドは、採掘量に応じて価格が変動するため、安定供給に課題を残し、高価でもあり入手が困難である。一方、合成ダイヤモンドは、天然ダイヤモンドよりも一定品質のものを安定的に作製可能であり供給も安定している。
【０００４】
そこで、近年では、安価で高い耐久性能を示す合成ダイヤモンドが検討されている。例えば特許文献１には、高硬度且つ高靭性を両立して、工具作製時には加工しやすく、天然品や高温高圧合成Ｉｂ品を用いた工具と同等以上に割れや欠けが発生しにくく、切削時には長寿命且つ耐欠損性の高い単結晶ダイヤモンドを用いた工具が提案されている。そして、特許文献１には、高温高圧法（ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅａｎｄＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、以下、適宜、「ＨＰＨＴ」と称する。）で製造した種基板に化学気相堆積法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、以下、適宜、「ＣＶＤ」と称する。）でＣＶＤ単結晶質ダイヤモンドをエピタキシャル成長させ、種基板と分離したＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層を用いる技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、エピタキシャル成長した単結晶が基板との間に蓄積する応力を抑制し、ダイヤモンド製品に適した単結晶ダイヤモンドを用いた工具が開示されている。この課題を解決するため、特許文献２に記載の発明では、ＣＶＤにより、単結晶ダイヤモンドがＨＰＨＴ基板の主面に加えて側面にも堆積されることによる応力を緩和する検討がなされている。同文献には、ＨＰＨＴ基板の側面に炭素質層が形成されることにより、ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層への応力を緩和することができる、とされている。また、特許文献２には、ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド基板と、そこに堆積したＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層とを分離し、ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層を工具に使用することが開示されている。
【０００６】
一方、特許文献３には、工具の靱性および／または耐摩耗性を改善するため、ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド基板を用いる技術が開示されている。詳細には、ＨＰＨＴダイヤモンド工具ピースの少なくとも一部が、３０％を超える集合窒素中心対Ｃ－窒素中心比を含む工具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２０１４／００３１１０号
特開２０１５－３４１１４号公報
特表２０１９－５２３７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層は、エピタキシャル成長時に基板との応力を避けることができないため、その表面は比較的粗いことが知られている。このため、特許文献１および特許文献２に記載の発明では、ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド基板に堆積したＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層への応力の緩和に関して検討されている。
【０００９】
しかし、特許文献１および特許文献２に記載のＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層を工具に用いたとしても、十分に応力が緩和されるとは言い切れない。これらの文献で検討されている手法が用いられたとしても、応力の緩和には限界があり、ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンドには応力が残留してしまう。特に、バイト工具の場合には、近年の被削材の高い加工精度が求められるため、更なる検討が必要とされている。
【００１０】
また、ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層は、ＨＰＨＴ単結晶ダイヤモンド基板と比較して加工し難いことが知られている。また、ＣＶＤ単結晶質ダイヤモンド層は、前述のようにエピタキシャル成長時における応力の影響で、加工精度が比較的劣る傾向がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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