TW202521256A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

本發明之切削工具係具備基材、及被覆基材之金剛石層之切削工具。切削工具具備切削面及刀腹面。刀腹面與切削面相連。切削面與刀腹面之稜線構成切削刃。金剛石層具有刀腹面被覆部。刀腹面被覆部構成刀腹面。刀腹面被覆部之厚度為10 μm以上25 μm以下。於垂直於切削刃之切線之截面，切削刃之曲率半徑未達刀腹面被覆部之厚度乘以0.3所得之值。切削面包含第1部分。第1部分由刀腹面被覆部構成。第1部分與刀腹面相連。第1部分之最大高度粗糙度未達2 μm。

Description

切削工具

本發明係關於一種切削工具。

日本專利特開2015-085462號公報(專利文獻1)中揭示有一種硬質皮膜被覆切削工具，其係於工具本體上被覆金剛石皮膜而成，該工具本體在刀腹面與切削面之交叉稜線部形成有切削刃。於該硬質皮膜被覆切削工具中，刀腹面側之金剛石皮膜之膜厚為8 μm以上30 μm以下。當將切削刃之刀尖之圓度以半徑之圓弧近似時，半徑為刀腹面側之金剛石皮膜之膜厚之0.1倍以上0.8倍以下。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2015-085462號公報

本發明之切削工具係具備基材、及被覆基材之金剛石層之切削工具。切削工具具備切削面及刀腹面。刀腹面與切削面相連。切削面與刀腹面之稜線構成切削刃。金剛石層具有刀腹面被覆部。刀腹面被覆部構成刀腹面。刀腹面被覆部之厚度為10 μm以上25 μm以下。於垂直於切削刃之切線之截面，切削刃之曲率半徑未達刀腹面被覆部之厚度乘以0.3所得之值。切削面包含第1部分。第1部分由刀腹面被覆部構成。第1部分與刀腹面相連。第1部分之最大高度粗糙度未達2 μm。

[本發明所欲解決之問題] 於切削工具之切削刃被金剛石層覆蓋之情形時，隨著金剛石層之厚度變厚，工具之耐磨性提高。隨著切削刃之曲率半徑減小，切削刃之鋒利度提高。藉此，可抑制切削工具損壞。然而，即便於金剛石層之厚度較厚、且切削刃之曲率半徑較小之情形時，亦可能會由於金剛石層之表面狀態，而發生切削刃中之切屑之凝附。藉此，藉由形成構成刀尖，工具變得容易損壞。如上所述，對於具有金剛石層之切削工具，難以提高工具壽命。

本發明之目的在於提供一種能夠提高工具壽命之切削工具。 [本發明之效果] 根據本發明，可提供一種能夠提高工具壽命之切削工具。

[實施方式之概要] 首先，對本發明之實施方式之概要進行說明。

(1)本發明之切削工具係具有基材、及被覆基材之金剛石層之切削工具。切削工具具有切削面及刀腹面。刀腹面與切削面相連。切削面與刀腹面之稜線構成切削刃。金剛石層具有刀腹面被覆部。刀腹面被覆部構成刀腹面。刀腹面被覆部之厚度為10 μm以上25 μm以下。於垂直於切削刃之切線之截面，切削刃之曲率半徑未達刀腹面被覆部之厚度乘以0.3所得之值。切削面具有第1部分。第1部分由刀腹面被覆部構成。第1部分與刀腹面相連。第1部分之最大高度粗糙度未達2 μm。

根據本發明之切削工具，抑制第1部分之一部分過度突出。因此，可抑制以過度突出之部分為起點發生切屑之凝附。結果為，可提高工具壽命。

(2)根據上述(1)之切削工具，切削面可具有第1切削面部及第2切削面部。第1切削面部可與刀腹面間隔開。第2切削面部可設置於第1切削面部與刀腹面之間。第2切削面部可與第1切削面部及刀腹面之各者相連。第2切削面部可相對於第1切削面部，向從第1切削面部朝向刀腹面之方向傾斜。藉此，可增大切削面與刀腹面所成之角度。因此，可提高切削刃之強度。

(3)根據上述(2)之切削工具，第2切削面部相對於第1切削面部之傾斜角可為3°以上50°以下。藉由第2切削面部之傾斜角為3°以上，可抑制切削刃之強度過度降低。藉由第2角度θ2為50°以下，可抑制切削刃之鋒利度過度降低。

(4)根據上述(2)之切削工具，刀腹面被覆部之厚度可為15 μm以上20 μm以下。藉此，可提高切削工具之耐磨性。

(5)根據上述(1)至(4)中任一者之切削工具，於垂直於切削刃之切線之截面，切削刃之曲率半徑可未達刀腹面被覆部之厚度乘以0.1所得之值。藉此，可提高切削刃之鋒利度。

(6)根據上述(1)至(5)中任一者之切削工具，基材可由含有碳化鎢粒子之超硬合金構成。碳化鎢粒子之平均粒徑可為2 μm以下。藉此，可抑制金剛石層自基材剝落。結果為，可進一步提高工具壽命。

(7)根據上述(1)至(6)中任一者之切削工具，刀腹面之退刀角可為15°以上35°以下。

(8)根據上述(1)至(7)中任一者之切削工具，第1部分之最大高度粗糙度可未達1.5 μm。

[實施方式之詳細內容] 以下，基於圖式，對本發明之實施方式(以下亦稱為本實施方式)之詳細內容進行說明。再者，於以下圖式中，對相同或相當之部分標註同一參照符號，不重複其說明。

(第1實施方式) ＜切削工具之構成＞ 首先，對第1實施方式之切削工具之構成進行說明。

圖1係表示第1實施方式之切削工具之俯視模式圖。第1實施方式之切削工具100具有前端部6、本體部7、及柄部8。切削工具100例如係球頭端銑刀。切削工具100例如係以軸線X為旋轉軸而旋轉之旋轉切削工具。

圖2係表示圖1之區域II之放大俯視模式圖。圖3係表示第1實施方式之切削工具100之構成之放大俯視模式圖。圖3所示之放大俯視模式圖係沿圖2之箭頭A觀察之放大側視模式圖。

如圖2及圖3所示，切削工具100具有切削面1及刀腹面2。切削面1與刀腹面2相連。切削面1與刀腹面2之稜線構成切削刃3。如圖2所示，於垂直於切削面1觀察之情形時，將切削刃3之切線作為第1虛擬直線91。

圖4係沿圖2之IV-IV線之剖視模式圖。圖4所示之截面係垂直於第1虛擬直線91(參照圖2)之截面。如圖4所示，切削工具100具有基材4及金剛石層5。

基材4具有第1面41及第2面42。第1面41例如構成切削面1之一部分。第2面42與第1面41相連。第2面42與刀腹面2實質上平行。

金剛石層5被覆基材4之至少一部分。具體而言，金剛石層5被覆第2面42。金剛石層5構成刀腹面2。將構成刀腹面2之金剛石層5之部分作為刀腹面被覆部52。第1面41例如自金剛石層5露出。

金剛石層5例如含有金剛石結晶。金剛石層5例如由金剛石多結晶構成。金剛石層5可含有除金剛石以外之成分(例如非晶質成分)。金剛石層5亦可不含金剛石結晶。金剛石層5例如可由DLC(Diamond Like Carbon，類鑽石-碳)構成。

切削面1例如為平面狀。切削面1由刀腹面被覆部52及基材4構成。將由刀腹面被覆部52構成之切削面1之部分作為第1部分16。第1部分16與刀腹面2相連。基於另一觀點而言，第1部分16與刀腹面2之稜線構成切削刃3。將由基材4構成之切削面1之部分作為第2部分17。換而言之，切削面1具有第1部分16及第2部分17。第2部分17與第1部分16實質上平行。

刀腹面被覆部52之厚度H為10 μm以上25 μm以下。厚度H係刀腹面被覆部52之垂直於刀腹面2之方向上之厚度。厚度H例如可為15 μm以上20 μm以下，亦可為15 μm以上17 μm以下。厚度H例如可為12 μm以上，亦可為14 μm以上。厚度H例如可為22 μm以下，亦可為18 μm以下。

＜最大高度粗糙度＞ 作為對表面粗糙度進行定量化之指標，有規定為Rz之最大高度粗糙度(以下亦稱為最大高度粗糙度Rz或Rz)。最大高度粗糙度Rz係JIS(Japanese Industrial Standards，日本工業標準) B0601：2013中所規定之表面性狀參數。

第1部分16之Rz未達2 μm。第1部分16之Rz例如可為1.8 μm以下，可未達1.5 μm，亦可為1.2 μm以下。Rz例如可為0.01 μm以上，亦可為0.5 μm以上。

Rz例如使用雷射顯微鏡(Lasertech公司製造之「OPTELICS HYBRID」(商標))進行測定。例如，設定第1部分16內不同之五處測定區域。五處測定區域分別為線狀區域。將五處測定區域各者之位置設為第1部分16內之任意位置。將五處測定區域之各者中測得之Rz之平均值作為第1部分16之Rz。換而言之，將五處測定區域之Rz之合計值除以5所得之值作為第1部分16之Rz。測定間距例如設為0.1 μm。測定範圍例如設為10 μm。

＜曲率半徑及第2傾斜角＞ 圖5係表示圖4之區域V之放大剖視模式圖。如圖5所示，於垂直於第1虛擬直線91之截面，切削刃3之形狀可實質上為圓弧狀。於垂直於第1虛擬直線91之截面，切削刃3之曲率半徑R未達刀腹面被覆部52之厚度H(參照圖4)乘以0.3所得之值。曲率半徑R例如可未達厚度H乘以0.2所得之值，可未達厚度H乘以0.1所得之值，亦可未達厚度H乘以0.08所得之值。曲率半徑R例如大於厚度H乘以0.001所得之值。曲率半徑R例如為0.5 μm以上7 μm以下。

如圖4及圖5所示，於垂直於第1虛擬直線91之截面，將垂直於切削面1且與切削刃3相接之直線作為第2虛擬直線92。於垂直於第1虛擬直線91之截面，刀腹面2相對於第2虛擬直線92，向從切削刃3朝向切削面1之方向傾斜。基於另一觀點而言，刀腹面2相對於第2虛擬直線92，向從前端58朝向後端59之方向傾斜。於垂直於第1虛擬直線91之截面，刀腹面2相對於第2虛擬直線92之傾斜角(第1角度θ1)例如為15°以上35°以下。第1角度θ1例如可為17°以上，亦可為19°以上。第1角度θ1例如可為33°以下，亦可為30°以下。第1角度θ1為刀腹面2之退刀角。

曲率半徑R及第1角度θ1例如使用Mitaka Kohki製造之非接觸表面性狀測定裝置「PF-60」進行測定。例如，於切削面1及刀腹面2設定不同之五處測定區域。五處測定區域分別係實質上垂直於切削刃3之切線(第1虛擬直線91，參照圖2)而延伸、且與切削刃3交叉之線狀區域。五處測定區域各者之位置設為第1部分16內之任意位置。測定間距例如設為0.1 μm。測定範圍例如設為200 μm。

於五處測定區域之各者，獲取表示刀腹面2、切削刃3、及切削面1之形狀之曲線。基於所獲取之五條曲線，測定五處測定區域各者中切削刃3之曲率半徑。將五處測定區域中之切削刃3之曲率半徑之平均值作為切削工具100中之切削刃3之曲率半徑R。換而言之，將五處測定區域之切削刃3之曲率半徑之合計值除以5所得之值作為切削工具100中之切削刃3之曲率半徑R。

同樣，基於所獲取之五條曲線，測定五處測定區域各者中之刀腹面2相對於第2虛擬直線92之傾斜角。將五處測定區域中之刀腹面2相對於第2虛擬直線92之傾斜角之平均值作為第1角度θ1。換而言之，將五處測定區域之刀腹面2相對於第2虛擬直線92之傾斜角之合計值除以5所得之值作為第1角度θ1。

＜構成基材之材料＞ 基材4例如由含有碳化鎢(WC)粒子之超硬合金構成。構成基材4之超硬合金例如含有碳化鎢粒子、及鈷等結合劑。

構成基材4之超硬合金中所含之WC粒子之平均粒徑例如為2 μm以下。構成基材4之超硬合金中所含之WC粒子之平均粒徑例如可為1.5 μm以下，亦可為1 μm以下。構成基材4之超硬合金中所含之WC粒子之平均粒徑例如可為0.01 μm以上，亦可為0.1 μm以上。

於本說明書中，上述之WC粒子之平均粒徑係WC粒子之圓相當徑之平均值。WC粒子之圓相當徑之平均值係指於超硬合金之表面或剖面測定之WC粒子之圓相當徑之個數基準之算術平均值。碳化鎢粒子之圓相當徑之平均值按照下述順序測定。

具體而言，對超硬合金之任意表面或任意截面進行鏡面加工。作為鏡面加工之方法，例如可例舉：用鑽石膏進行研磨之方法、利用聚焦離子束(Focused Ion Beam：FIB)裝置之方法、利用截面拋光儀(Cross-section Polisher：CP)裝置之方法、及組合該等之方法等。

用掃描式電子顯微鏡(Hitachi High-Technologies股份有限公司製造之「S-3400N」)拍攝超硬合金之加工面。準備三張該拍攝圖像。三張圖像各者之拍攝區域不同。拍攝位置可任意設定。拍攝條件設為反射電子圖像。觀察倍率設為5000倍。加速電壓設為10 kV。

用圖像解析軟體(ImageJ，version 1.51j8: https://imagej.nih.gov/ij/)，將所拍攝之三張反射電子圖像導入至電腦中。對所拍攝之三張反射電子圖像進行二值化處理。二值化處理係導入圖像後，按下電腦畫面上「Make Binary」之顯示，於預先設定之條件下在上述圖像解析軟體執行。於二值化處理後之圖像中，碳化鎢粒子及除碳化鎢粒子以外之部分可以顏色之濃淡來識別。例如，於二值化處理後之圖像中，碳化鎢粒子以黑色區域表示，除碳化鎢粒子以外之部分以白色區域表示。

於所獲取之三張二值化處理後之各圖像中設定縱25.3 μm×寬17.6 μm之矩形之測定視野。使用上述圖像解析軟體，對三個測定視野中所有碳化鎢粒子(黑色區域)之各者測定圓相當徑(Heywood徑：等面積圓相當徑)。算出三個測定視野中所有碳化鎢粒子之圓相當徑之個數基準之算術平均值。於本說明書中，該算術平均值相當於WC粒子之圓相當徑之平均值。

確認到，就申請人所測定之情況而言，只要係對於同一試樣進行測定，則即便變更測定視野之選擇部位而進行複數次上述測定，測定結果之偏差亦較少，即便係任意設定測定視野，亦並非隨意。

＜切削工具之製造方法＞ 繼而，對第1實施方式之切削工具100之製造方法進行說明。

圖6係概略性地表示第1實施方式之切削工具之製造方法之流程圖。如圖6所示，切削工具100之製造方法具有：步驟(S10)，其係於基材上成膜金剛石層；步驟(S20)，其係藉由對切削面進行雷射加工而使切削刃變尖；以及步驟(S30)，其係使用離子蝕刻而使切削面平滑化。

首先，實施於基材上成膜金剛石層之步驟(S10)。具體而言，例如使用HFCVD(Hot Filament Chemical Vapor Deposition，熱絲化學氣相沉積)等，於基材4上成膜金剛石層5。藉此，基材4之第1面41及第2面42分別被金剛石層5覆蓋。

繼而，實施藉由對切削面進行雷射加工而使切削刃變尖之步驟(S20)。圖7係表示藉由對切削面進行雷射加工而使切削刃變尖之步驟(S20)之剖視模式圖。如圖7所示，使用雷射加工，去除構成切削面1之金剛石層5之至少一部分。具體而言，向切削工具100照射雷射81。雷射81之照射方向係沿箭頭B之方向。雷射81之照射方向例如與切削面1實質上平行。基於另一觀點而言，雷射81之照射方向例如與第1面41實質上平行。

以雷射81之焦點F為中心，形成雷射加工區域82。雷射加工區域82係雷射81之能量集中之區域。去除於雷射加工區域82內之切削工具100之部分。藉由掃描雷射81，而於特定之範圍內去除構成切削面1之金剛石層5。藉此，可使切削刃3變尖。換而言之，可減小切削刃3之曲率半徑R。

於雷射81之照射方向垂直於切削面1之情形時，所照射之雷射81之大部分照射到切削工具100。於此情形時，因雷射81之照射而發熱之金剛石層5之區域變大。因此，由於發熱，導致金剛石層5之面粗糙度容易變差。具體而言，例如由於在發熱之金剛石層5中發生氧化反應，導致金剛石層5之面粗糙度變差。

根據第1實施方式之切削工具100之製造方法，雷射81之照射方向與切削面1實質上平行。因此，雷射81之一部分未照射到切削工具100而通過焦點F。藉此，可縮小因雷射81之照射而發熱之金剛石層5之區域。結果為，可抑制金剛石層5之面粗糙度變差。藉由抑制金剛石層5之面粗糙度變差，從而可縮短後述之使用離子蝕刻而使切削面平滑化之步驟(S30)中之處理時間。

繼而，實施使用離子蝕刻而使切削面平滑化之步驟(S30)。以對切削面1及刀腹面2各者進行蝕刻之方式實施離子蝕刻。切削面1被平滑化。具體而言，第1部分16之最大高度粗糙度降低。離子蝕刻之處理時間例如設為0.3小時。藉由將離子蝕刻之處理時間設為0.3小時左右，可抑制刀腹面被覆部52之厚度H(參照圖4)變得過小。藉由以上步驟，製造圖1至圖4所示之第1實施方式之切削工具100。

(第2實施方式) ＜切削工具之構成＞ 繼而，對第2實施方式之切削工具100之構成進行說明。第2實施方式之切削工具100主要在以下方面與第1實施方式之切削工具100不同，即，切削面1具有第1切削面部11及第2切削面部12，其他方面與第1實施方式之切削工具100實質上相同。以下，以與第1實施方式之切削工具100不同之方面為中心進行說明。

圖8係表示第2實施方式之切削工具100之構成之剖視模式圖。圖8所示之截面對應於圖4所示之截面。如圖8所示，金剛石層5亦可被覆基材4之第1面41。將被覆第1面41之金剛石層5之部分作為切削面被覆部51。基於另一觀點而言，金剛石層5具有切削面被覆部51及刀腹面被覆部52。

切削面1亦可具有第1切削面部11及第2切削面部12。第1切削面部11例如由金剛石層5構成。第1切削面部11與刀腹面2間隔開。第1切削面部11與第1面41實質上平行。

第2切削面部12設置於第1切削面部11與刀腹面2之間。第2切削面部12與第1切削面部11及刀腹面2之各者相連。第2切削面部12與刀腹面2之稜線構成切削刃3。

第2切削面部12相對於第1切削面部11，向從第1切削面部11朝向刀腹面2之方向傾斜。具體而言，於垂直於切削面1之方向，第2切削面部12向從第1切削面部11朝向刀腹面2之方向傾斜。再者，於切削面1具有第1切削面部11及第2切削面部12之情形時，將垂直於切削面1之方向作為垂直於第1切削面部11之方向。

將第2切削面部12相對於第1切削面部11之傾斜角作為第2角度θ2。於垂直於切削刃3之切線之截面，第2角度θ2係第1切削面部11之延長線93與第2切削面部12所成之角度。第2角度θ2例如為3°以上50°以下。第2角度θ2例如可為3°以上40°以下。第2角度θ2例如可為5°以上，亦可為10°以上。第2角度θ2例如可為35°以下，可為30°以下，亦可為20°以下。

第2切削面部12由第1部分16、第2部分17、及第3部分18構成。第1部分16設置於刀腹面2與第2部分17之間。第2部分17係由基材4構成之第2切削面部12之部分。第2部分17與第1部分16相連。第2部分17與刀腹面2間隔開。第2部分17設置於第1部分16與第3部分18之間。

第3部分18係由切削面被覆部51構成之第2切削面部12之部分。第3部分18設置於第2部分17與第1切削面部11之間。第3部分18與第2部分17及第1切削面部11之各者相連。第3部分18與第1部分16間隔開。

如圖9所示，垂直於切削刃3(參照圖2)之切線之方向上之第2切削面部12之寬度W例如為0.01 mm以上0.2 mm以下。於基材4中，第2部分17與第1面41及第2面42之各者相連。第2部分17設置於第1面41與第2面42之間。第2部分17相對於第1面41，向從第1切削面部11朝向刀腹面2之方向傾斜。第2面42與第1面41間隔開。

＜切削工具之製造方法＞ 繼而，對第2實施方式之切削工具100之製造方法進行說明。圖9係表示第2實施方式之切削工具100之製造方法中藉由對切削面進行雷射加工而使切削刃變尖之步驟(S20)之剖視模式圖。如圖9所示，於第2實施方式之切削工具100之製造方法中，雷射81之照射方向(箭頭B)相對於切削面1傾斜。基於另一觀點而言，雷射81之照射方向例如實質上相對於第1面41傾斜。雷射81之照射方向相對於切削面1之傾斜角為第2角度θ2(參照圖8)。基於另一觀點而言，雷射81之照射方向與第2切削面部12(參照圖8)實質上平行。藉此，減小切削刃3之曲率半徑R，同時形成第2切削面部12。

＜使用狀態＞ 繼而，對本發明之切削工具100之使用狀態進行說明。

圖10係表示本發明之切削工具100之使用狀態之部分剖視模式圖。如圖10所示，準備被切削材90。被切削材90例如由超硬合金構成。具體而言，被切削材90例如由超硬合金構成。被切削材90例如亦可由氧化鋁等陶瓷、碳化矽、矽、及CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics，碳纖維強化塑膠)等構成。切削工具100以軸線X為中心旋轉，同時切削刃3接觸於被切削材90。藉此，對被切削材90進行切削。

繼而，對本發明之切削工具100之作用效果進行說明。 例如於被切削材由超硬合金等硬脆材料構成之情形時，需要使用切削工具切割硬度較高之陶瓷粒子。於此情形時，通常使用具有硬度較高之金剛石層之切削工具。於切削工具之切削刃被金剛石層覆蓋之情形時，隨著金剛石層之厚度變厚，切削刃變得帶弧度。於此情形時，隨著切削刃之鋒利度降低，工具變得容易損壞。另一方面，於金剛石層之厚度過薄之情形時，工具之耐磨性變得過低。即便於藉由對金剛石層進行加工，而同時實現充分之金剛石層之厚度與切削刃之較高之鋒利度之情形時，亦會由於金剛石層之表面狀態而發生切削刃中之切屑之凝附。於此情形時，藉由形成構成刀尖，工具變得容易損壞。尤其是，於被切削材由超硬合金構成之情形時，超硬合金中所含之碳化鎢粒子容易凝附於切削刃。如上所述，對於具有金剛石層之切削工具，難以提高工具壽命。

根據本發明之切削工具100，金剛石層5具有刀腹面被覆部52。刀腹面被覆部52構成刀腹面2。切削面1具有第1部分16。第1部分16由刀腹面被覆部52構成。第1部分16之最大高度粗糙度未達2 μm。如此，抑制第1部分16之一部分過度突出。於使用切削工具100切削被切削材90之情形時，切屑容易接觸於第1部分16。因此，可抑制以過度突出之部分為起點發生切屑之凝附。結果為，可提高工具壽命。

根據本發明之切削工具100，刀腹面被覆部52之厚度為10 μm以上25 μm以下。藉由刀腹面被覆部52之厚度為10 μm以上，可充分提高切削工具100之耐磨性。

根據本發明之切削工具100，於垂直於切削刃3之切線之截面，切削刃3之曲率半徑R未達刀腹面被覆部52之厚度乘以0.3所得之值。藉此，可充分提高切削刃3之鋒利度。結果為，可使工具變得不易損壞。

根據第2實施方式之切削工具100，切削面1具有第1切削面部11及第2切削面部12。第2切削面部12相對於第1切削面部11，向從第1切削面部11朝向刀腹面2之方向傾斜。藉此，可增加切削面1與刀腹面2所成之角度。因此，可提高切削刃3之強度。

根據第2實施方式之切削工具100，第2切削面部12相對於第1切削面部11之傾斜角(第2角度θ2)為3°以上50°以下。藉由第2角度θ2為3°以上，可抑制第2切削面部12與刀腹面2所成之角度過小。藉此，可抑制切削刃3之強度過度降低。藉由第2角度θ2為50°以下，可抑制第2切削面部12與刀腹面2所成之角度變得過大。藉此，可抑制切削刃3之鋒利度過度降低。

根據本發明之切削工具100，基材4由含有碳化鎢粒子之超硬合金構成。碳化鎢粒子之平均粒徑為2 μm以下。隨著碳化鎢粒子之平均粒徑變小，基材4與金剛石層5之密接性提高。因此，藉由碳化鎢粒子之平均粒徑為2 μm以下，可提高基材4與金剛石層5之密接性。藉此，可抑制金剛石層5自基材4剝落。結果為，可進一步提高工具壽命。

再者，上文中，對切削工具100為球頭端銑刀之構成進行了說明，但本發明之切削工具100並不限定於球頭端銑刀。例如，切削工具100亦可為弧形端銑刀等。切削工具100亦可為切削刀片等旋削工具。 [實施例]

(樣品準備) 首先，準備樣品1至22之切削工具100。樣品1、3、4、8至18及22為實施例。樣品2、5至7及19至21為比較例。按照上述之本發明之切削工具100之製造方法，製造樣品1至22之切削工具100。具體而言，使用下述表1所示之條件製造切削工具100。

[表1]

	雷射之照射方向	離子蝕刻處理時間 [小時]	第2傾斜角 [°]	刀腹面被覆部之厚度(H) [μm]	曲率半徑(R) [μm]	R/H	第1部分之Rz [μm]	WC平均粒徑 [μm]	第1傾斜角 [°]
樣品1	水平	0.3	0	10.1	2.73	0.270	1.8	3	15
樣品2	水平	0.3	0	16	4.80	0.300	1.72	3	15
樣品3	水平	0.3	0	10.3	2.68	0.260	1.92	3	15
樣品4	水平	0.3	0	24.8	6.70	0.270	1.84	3	15
樣品5	水平	0.3	0	9.5	2.38	0.250	1.82	3	15
樣品6	水平	0.3	0	27	7.13	0.264	1.66	3	15
樣品7	水平	0	0	12	3.32	0.277	2.09	3	15
樣品8	傾斜	0.3	3	11.7	3.18	0.272	1.68	3	15
樣品9	傾斜	0.3	50	10.9	2.80	0.257	1.88	3	15
樣品10	傾斜	0.3	3	13.2	1.06	0.080	1.74	3	15
樣品11	傾斜	0.3	3	11	0.90	0.082	1.82	2	15
樣品12	傾斜	0.3	3	10.6	0.96	0.091	1.72	0.5	15
樣品13	傾斜	0.3	3	15.1	1.34	0.089	1.7	0.5	15
樣品14	傾斜	0.3	3	20	1.66	0.083	1.85	0.5	15
樣品15	傾斜	0.3	3	15.5	1.29	0.084	1.44	0.5	15
樣品16	傾斜	0.3	3	16.4	1.30	0.079	1.1	0.5	20
樣品17	傾斜	0.3	3	15.2	1.17	0.077	1.41	0.5	35
樣品18	傾斜	0.3	3	15.6	1.21	0.078	0.08	0.5	40
樣品19	-	0.3	0	17.2	7.20	0.419	3.11	3	15
樣品20	-	0	0	18	15.20	0.844	4.38	3	15
樣品21	垂直	0.3	0	15.4	1.10	0.071	2.33	0.5	30
樣品22	傾斜	0.3	55	12.8	0.97	0.076	1.85	3	15

表1示出樣品1至22中之切削工具100之製造條件及切削工具100之參數。如表1所示，對於樣品1至18、21及22實施了藉由對切削面進行雷射加工而使切削刃變尖之步驟(S20)。於樣品1至7中，雷射81之照射方向與切削面1平行。於樣品8至18及22中，雷射81之照射方向相對於切削面1傾斜。基於另一觀點而言，樣品8至18及22之切削工具100具有第2切削面部12。於樣品21中，雷射81之照射方向垂直於切削面1。對於樣品19及20，未實施藉由對切削面進行雷射加工而使切削刃變尖之步驟(S20)。

對於樣品1至6、8至19、21及22，使用離子蝕刻而使切削面平滑化之步驟(S30)中之離子蝕刻之處理時間設為0.3小時。對於樣品7及20，未實施使用離子蝕刻而使切削面平滑化之步驟(S30)。

於樣品1至7、19至21中，第2角度θ2為0°。換而言之，於樣品1至7、19至21中，切削面1為平面狀(參照圖4)。於樣品8至18及22中，第2角度θ2設為3°以上55°以下。換而言之，於樣品8至18及22中，切削面1具有第1切削面部11及第2切削面部12(參照圖7)。

於實施例之樣品(樣品1、3、4、8至18及22)中，厚度H為10.1 μm以上24.8 μm以下。曲率半徑R除以厚度H所得之值(R/H)為0.076以上0.272以下。換而言之，曲率半徑R為厚度H乘以0.076所得之值以上且厚度H乘以0.272所得之值以下。第1部分16之Rz為0.08 μm以上1.92 μm以下。

於樣品2、19及20中，曲率半徑R除以厚度H所得之值(R/H)為0.3以上。於樣品5中，刀腹面被覆部52之厚度H未達10 μm。於樣品6中，厚度H大於25 μm。於樣品7及19至21中，第1部分16之Rz為2 μm以上。

於樣品1至22中，構成基材4之超硬合金所含有之碳化鎢粒子之平均粒徑為0.5 μm以下3 μm以下。於樣品11至18中，碳化鎢粒子之平均粒徑為0.5 μm以上2 μm以下。於樣品1至22中，第1角度θ1為15°以上40°以下。於樣品1至22中，前端部6之半徑為0.5 mm。

(評價方法) 繼而，實施針對樣品1至22之切削工具100之工具壽命之評價。具體而言，使用樣品1至22之切削工具100，實施於被切削材90開出直徑10 mm且深度5 mm之半球狀之孔之加工。被切削材90由超硬合金構成。於加工中，切削工具100之轉速設為30000 rpm。平台進給速度設為200 m/分鐘。平行於軸線X之方向上之切口深度(軸向切口深度ap)設為0.04 mm。垂直於軸線X之方向上之切口深度(徑向切口深度ae)設為0.2 mm。測定在切削工具100破損之前能夠切削之被切削材90之體積(加工體積)。

(評價結果)

[表2]

	加工體積[mm 3]
樣品1	1046
樣品2	523
樣品3	1046
樣品4	1046
樣品5	679.9
樣品6	627.6
樣品7	575.3
樣品8	1150.6
樣品9	1150.6
樣品10	1307.5
樣品11	1464.4
樣品12	1464.4
樣品13	1569
樣品14	1621.3
樣品15	1830.5
樣品16	1987.4
樣品17	1935.1
樣品18	1621.3
樣品19	156.9
樣品20	52.3
樣品21	261.5
樣品22	1098.3

表2示出關於樣品1至22之評價結果。如表2所示，對於比較例之樣品(樣品2、5至7及19至21)，加工體積為679.9 mm ³以下。對於實施例之樣品(樣品1、3、4、8至18及22)，加工體積為1046 mm ³以上。

根據以上結果，確認出實施例之切削工具100相較於比較例之切削工具100更加提高工具壽命。

應認為，本次所揭示之實施方式及實施例於所有方面均為例示，而不具限制性。本發明之範圍係由申請專利範圍而非上述說明表示，並且旨在包含與申請專利範圍等同之含義、及範圍內之所有變更。

1:切削面 2:刀腹面 3:切削刃 4:基材 5:金剛石層 6:前端部 7:本體部 8:柄部 11:第1切削面部 12:第2切削面部 16:第1部分 17:第2部分 18:第3部分 41:第1面 42:第2面 51:切削面被覆部 52:刀腹面被覆部 58:前端 59:後端 81:雷射 82:雷射加工區域 90:被切削材 91:第1虛擬直線 92:第2虛擬直線 93:延長線 100:切削工具 A:箭頭 B:箭頭 F:焦點 H:厚度 II:區域 R:曲率半徑 S10:步驟 S20:步驟 S30:步驟 V:區域 W:寬度 X:軸線 θ1:第1角度 θ2:第2角度

圖1係表示第1實施方式之切削工具之俯視模式圖。 圖2係表示圖1之區域II之放大俯視模式圖。 圖3係表示第1實施方式之切削工具之構成之放大側視模式圖。 圖4係沿圖2之IV-IV線之剖視模式圖。 圖5係表示圖4之區域V之放大剖視模式圖。 圖6係概略性地表示第1實施方式之切削工具之製造方法之流程圖。 圖7係表示藉由對切削面進行雷射加工而使切削刃變尖之步驟之剖視模式圖。 圖8係表示第2實施方式之切削工具之構成之剖視模式圖。 圖9係表示第2實施方式之切削工具之製造方法中藉由對切削面進行雷射加工而使切削刃變尖之步驟之剖視模式圖。 圖10係表示本發明之切削工具之使用狀態之部分剖視模式圖。

1:切削面

2:刀腹面

3:切削刃

4:基材

5:金剛石層

16:第1部分

17:第2部分

41:第1面

42:第2面

52:刀腹面被覆部

92:第2虛擬直線

H:厚度

V:區域

θ1:第1角度

Claims (8)

1. 一種切削工具，其具備基材、及被覆上述基材之金剛石層， 上述切削工具具備切削面、及與上述切削面相連之刀腹面， 上述切削面與上述刀腹面之稜線構成切削刃， 上述金剛石層具有構成上述刀腹面之刀腹面被覆部， 上述刀腹面被覆部之厚度為10 μm以上25 μm以下， 於垂直於上述切削刃之切線之截面，上述切削刃之曲率半徑未達上述刀腹面被覆部之厚度乘以0.3所得之值， 上述切削面包含第1部分，該第1部分由上述刀腹面被覆部構成，且與上述刀腹面相連， 上述第1部分之最大高度粗糙度未達2 μm。
2. 如請求項1之切削工具，其中上述切削面具有： 第1切削面部，其與上述刀腹面間隔開；及 第2切削面部，其設置於上述第1切削面部與上述刀腹面之間，且與上述第1切削面部及上述刀腹面之各者相連； 上述第2切削面部相對於上述第1切削面部，向從上述第1切削面部朝向上述刀腹面之方向傾斜。
3. 如請求項2之切削工具，其中上述第2切削面部相對於上述第1切削面部之傾斜角為3°以上50°以下。
4. 如請求項1至3中任一項之切削工具，其中上述刀腹面被覆部之厚度為15 μm以上20 μm以下。
5. 如請求項1至3中任一項之切削工具，其中於垂直於上述切削刃之切線之截面，上述切削刃之曲率半徑未達上述刀腹面被覆部之厚度乘以0.1所得之值。
6. 如請求項1至3中任一項之切削工具，其中上述基材由含有碳化鎢粒子之超硬合金構成， 上述碳化鎢粒子之平均粒徑為2 μm以下。
7. 如請求項1至3中任一項之切削工具，其中上述刀腹面之退刀角為15°以上35°以下。
8. 如請求項1至3中任一項之切削工具，其中上述第1部分之最大高度粗糙度未達1.5 μm。