TWI547332B - 切削工具、切削工具之製造方法，以及使用切削工具來製造切削加工物之方法 - Google Patents

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Description

切削工具、切削工具之製造方法，以及使用切削工具來製造切削加工物之方法
本發明係關於開孔加工所使用之切削工具，切削工具之製造方法，以及使用切削工具來製造切削加工物之方法。
如鑽頭及端銑刀般之繞著中心軸旋轉之切削工具，為人所知者有日本特開平4-275812號公報(專利文獻1)所揭示之鑽頭。如專利文獻1所揭示般，鑽頭的基材一般係採用含有鈷之超硬合金。此外，為了提升鑽頭之刀尖的耐磨耗性，有時會於鑽頭的表面形成金剛石的層。
當超硬合金中的鈷含量較多時，於形成金剛石的層時，並非金剛石，而是容易形成石墨的層。此係由於當藉由金剛石對包含超硬合金之構件施以塗覆時，於鈷上並非金剛石，而是容易優先生成石墨之故。因此，為了良好地藉由金剛石施以塗覆，係要求用作為鑽頭的材料之超硬合金中之鈷含量較少。然而，當所使用之超硬合金 全體中之鈷含量過少時，會產生鑽頭的強度降低之問題。
本發明係鑒於上述課題而創作出者，且目的在於提供一種可使用超硬合金得到良好的強度，並且能夠以金剛石良好地施有塗覆之切削工具。
依據本發明的一型態之切削工具，係具備：包含含有鈷之超硬合金且繞著中心軸旋轉之圓柱狀的本體部、設置在該本體部之前端部及外周部的至少一方之刀刃、從該刀刃朝前述本體部的後端延伸之切屑排出槽、以及包含至少被覆前述刀刃之金剛石之被覆層；其中，前述本體部的表面中之以前述被覆層所被覆之部分的鈷含量，較前述本體部的表面中之以前述被覆層所被覆之部分以外的鈷含量少。
1‧‧‧切削工具(鑽頭)
1'‧‧‧切削工具(端銑刀)
3‧‧‧本體部
3a‧‧‧前端部
3b‧‧‧外周部
3b1‧‧‧第3區域
3b2‧‧‧第4區域
3c‧‧‧前端區域
5‧‧‧刀刃
7‧‧‧切削排出槽(槽)
7a‧‧‧第1區域
7b‧‧‧第2區域
9‧‧‧第2被覆層
11‧‧‧第1被覆層(被覆層)
13‧‧‧柄部
15‧‧‧切削部
101‧‧‧被切削材
第1圖係顯示本發明的第1實施形態之切削工具之立體圖。
第2圖係第1圖所示之切削工具之從前端側觀看之前視圖。
第3圖係第1圖所示之切削工具之D1剖面之剖面圖。
第4圖係第1圖所示之切削工具之D2剖面之剖面圖。
第5圖係顯示本發明的第1實施形態之切削工具之製造方法的一步驟之側視圖。
第6圖係顯示本發明的第1實施形態之切削工具之製 造方法的一步驟之側視圖。
第7圖係顯示本發明的第1實施形態之切削工具之製造方法的一步驟之側視圖。
第8圖係擴大第7圖中的區域A1之擴大圖。
第9圖係顯示本發明的第1實施形態之切削工具之製造方法的一步驟之側視圖。
第10圖係擴大第9圖中的區域A2之擴大圖。
第11圖係顯示本發明的第1實施形態之切削工具之製造方法之變形例中的一步驟之側視圖。
第12圖係顯示本發明的第2實施形態之切削工具之立體圖。
第13圖係擴大第12圖中的區域A3之擴大圖。
第14圖係第12圖所示之切削工具之側視圖。
第15圖係第12圖所示之切削工具之D3剖面之剖面圖。
第16圖係顯示本發明的一實施形態之切削加工物之製造方法的一步驟之立體圖。
第17圖係顯示本發明的一實施形態之切削加工物之製造方法的一步驟之立體圖。
第18圖係顯示本發明的一實施形態之切削加工物之製造方法的一步驟之立體圖。
以下係使用圖面來詳細說明本發明的各實施形態之切削工具及切削工具之製造方法。惟以下所參考 之各圖，為了說明上的簡便，於實施形態的構成構件中，僅簡化顯示用以說明本發明之必要的主要構件。因此，本發明之切削工具，可具備在所參考之各圖中未被顯示之任意的構成構件。此外，本發明之切削工具之製造方法，可具備在所參考之各圖中未被顯示之任意的步驟。此外，各圖中之構件的尺寸，並未忠實地呈現實際之構成構件的尺寸及各構件的尺寸比率等。
繞著中心軸旋轉之切削工具，例如可列舉出鑽頭及端銑刀。第1實施形態中，係例示鑽頭作為切削工具來說明。當然，本發明之切削工具並不限定於鑽頭，亦可用作為製造端銑刀之方法。因此，第2實施形態中，係例示端銑刀作為切削工具來說明。
第1實施形態之切削工具1，如第1圖至第4圖所示，係具備：包含超硬合金且繞著中心軸X旋轉之圓柱狀的本體部3、設置在本體部3的前端部3a之刀刃5、從刀刃5朝本體部3的後端延伸之切屑排出槽7(以下亦僅稱為槽7)、包含被覆刀刃5之金剛石之第1被覆層11、以及用以被覆本體部3中之以第1被覆層11所被覆之部分以外的表面且包含含有鉻之非氧化物之第2被覆層9而構成。
如此，本實施形態之切削工具1，藉由具備用以被覆刀刃5之第1被覆層11，可使刀刃5的耐磨耗性達到良好。此外，同時，本實施形態之切削工具1係具備用以被覆本體部3中之以第1被覆層11所被覆之部分以外的表面之第2被覆層9。因此，可抑制本體部3全體的鈷 含量降低必要程度以上，所以可使本體部3全體的強度達到良好。
本體部3，如第1圖所示，為具有中心軸X且沿著該中心軸X延伸之圓柱狀的構造。本實施形態之本體部3具備：以工作機械(圖中未顯示)的旋轉主軸等所握持之柄部13、以及設置在該柄部13的前端側之切削部15。柄部13為因應工作機械的形狀所設計之部位。切削部15為與被切削材接觸之部位。第1圖中的箭頭Y，係顯示本體部3的旋轉方向。
第2圖所示之本實施形態之切削部15的外徑D，可設定為0.05mm至40mm。此外，本體部3之沿著該中心軸X之方向上的長度，可設定為約3D至25D。
於本體部3之前端部3a及外周部3b的至少一方形成有刀刃5。本實施形態中，由於顯示鑽頭1作為切削工具1，所以刀刃5形成於本體部3的前端部3a。此外，於本體部3的外周部3b形成有槽7。槽7，係用以將由刀刃5所切削之切屑從本體部3的後端側排出而設置者，其從刀刃5朝本體部3的後端延伸。
本實施形態中，形成有位於相遠離的位置之2個槽7。此等槽7，在從沿著中心軸X之方向觀看本體部3的前端部3a時，或是以本體部3之與中心軸X正交之剖面來觀看時，係以中心軸X為中心位於互為相反側之方式，具體而言，以中心軸X為中心呈180度的旋轉對稱之方式而設置。
2個槽7，分別以中心軸X為中心從刀刃5朝本體部3的後端形成為螺旋狀。槽7亦可沿著中心軸X形成為直線狀，但藉由如上述般地形成為螺旋狀，可提升切屑的排出性。
槽7，由於是用以排出切屑而設置，所以係從刀刃5連續延伸。本實施形態之槽7，該前端部分從刀刃5連續延伸。因此，由刀刃5所切削之切屑從刀刃5往槽7流動，並從本體部3的後端側排出。本實施形態之槽7，係形成於本體部3的切削部15。因此，槽7的後端部分位於切削部15的後端部。槽7亦可形成於柄部13，但藉由不將槽7形成於柄部13，可以工作機械穩定地握持柄部13。
本體部3是由：含有WC(碳化鎢)作為硬質的金屬碳化物且含有Co(鈷)作為黏結劑之超硬合金所構成。具體而言，本實施形態之本體部3係含有WC微粒作為主成分，且Co作為黏結劑位於WC微粒間之構成。例如，可使用含有約94至95質量%的WC微粒與約5至6質量%的Co之基材作為本體部3。若以體積%來表示本實施形態之基材的Co含量時，則約為0.08至0.1體積%。本實施形態中，WC微粒係採用粒徑約0.8μm者。
此外，超硬合金並非僅由WC及Co所組成，例如亦可包含TiC(碳化鈦)或TaC(碳化鉭)般的添加物。
於前端部3a之包含刀刃5之前端區域3c，形成有包含金剛石的結晶之被覆層11(第1被覆層11)。藉 此可提升表面形成有第1被覆層11之包含刀刃5之區域的耐磨耗性。第1被覆層11的厚度例如設定為約3至20μm。至於是否已於本體部3的表面形成第1被覆層11，可藉由拉曼散射分光法或X射線繞射法來評估。藉由上述分析方法，可判別形成於本體部3的表面之碳層是包含金剛石的結晶之層，或是包含類鑽碳或石墨之層。
所謂包含金剛石的結晶之層，係意味著非包含石墨的層或非晶質的金剛石(類鑽碳)之層。因此，第1被覆層11並不限定於由1種結晶所構成者，亦可藉由複數種結晶的集合體所構成。
第2被覆層9，係要求可抑制本體部3中所含有之鈷熔出於外部者，例如可使用包含含有鉻之非氧化物，或是TiN(氮化鈦)、TiC(碳化鈦)般之含有鈦之非氧化物之層。具體而言，含有鉻之非氧化物可列舉出CrN(氮化鉻)、CrC(碳化鉻)及CrB(硼化鉻)。
第2被覆層9的厚度，只要是可抑制本體部3中所含有之鈷熔出於外部之程度即可。具體而言，第2被覆層9的厚度可設定為約0.1至10μm。
本實施形態之切削工具1，係具備上述第1被覆層11及第2被覆層9，以第1被覆層11所被覆之部分(以下，就簡便上亦稱為第1部分)的鈷含量，較本體部3的表面中以第1被覆層11所被覆之部分以外(以下，就簡便上亦稱為第2部分)的鈷含量少。
亦即，以其他觀點來顯示，本實施形態之 切削工具1，具備：包含超硬合金且繞著中心軸X旋轉之圓柱狀的本體部3、設置在本體部3的前端部3a之刀刃5、從刀刃5朝本體部3的後端延伸之槽7、以及包含至少被覆刀刃5之金剛石之第1被覆層11；其中，第1部分的鈷含量較第2部分的鈷含量少。
本實施形態之切削工具1中，於本體部3的表面中之第1部分中，鈷幾乎不存在，該第1部分的鈷含量幾乎為0。此外，於本體部3的表面中之第2部分中，鈷含量約為5至6質量%。因此，刀刃5的耐磨耗性良好，並且本體部3全體的強度良好。
本體部3的表面中之第1部分的鈷含量與第2部分的鈷含量之差，並不限定於上述數值，例如，第1部分的鈷含量可為0.01質量%以上1質量%以下。此外，第2部分的鈷含量可為3質量%以上10質量%以下。
本實施形態中，本體部3的表面中之以第1被覆層11所被覆之部分中，表面側之部分的鈷含量較中心軸X側之部分的鈷含量少。此外，本實施形態中，本體部3的表面中之以第1被覆層11所被覆之部分的鈷含量，從中心軸X側朝表面側逐漸減少。本體部3的表面中之以第1被覆層11所被覆之部分是否如上述般地構成，可如下所述來進行評估。
以與中心軸X正交之方式將本體部3的表面中之以第1被覆層11所被覆之部分予以切斷，並從表面側朝中心側以一定厚度(例如0.5μm)將剖面區分為複數個 區域。然後測定各區域中的鈷含量。藉此可評估鈷含量是否從中心軸X側朝表面側逐漸減少。鈷含量例如可藉由電子微探儀(EPMA：Electron Probe Microanalyzer)或歐傑電子能譜分析來評估。
第1實施形態之切削工具1之製造方法，係具備下列步驟。
(1)於包含超硬合金且繞著中心軸X旋轉之圓柱狀的本體部3之前端部3a及外周部3b的至少一方形成刀刃5，並且形成從刀刃5朝本體部3的後端延伸之槽7之步驟、 (2)以包含含有鉻之非氧化物之第2被覆層9來被覆本體部3的表面之步驟、 (3)部分地去除第2被覆層9使包含刀刃5之前端區域3c暴露出之步驟、 (4)對本體部3進行藥品處理，使鈷從去除本體部3中的第2被覆層9而暴露出之前端區域3c予以熔出而去除之步驟、以及 (5)於經過藥品處理後之本體部3設置碳層，於本體部3中之去除鈷之區域的表面上，形成包含金剛石之第1被覆層11之步驟。
首先詳細說明(1)的步驟。
本步驟中，如第5圖所示，首先製備成為鑽頭1的基礎之構件，該鑽頭1具備：包含超硬合金且繞著中心軸X旋轉之圓柱狀的本體部3、設置在本體部3之前端部3a及外周部3b的至少一方之刀刃5、以及從刀刃5 朝本體部3的後端延伸之槽7。
接著說明(2)的步驟。
本步驟中，如第6圖所示，以第2被覆層9來被覆本體部3的表面。具體而言，以第2被覆層9來被覆在(1)的步驟中所製備之成為鑽頭1的基礎之構件的表面。因此，刀刃5及槽7均以第2被覆層9所被覆。
第2被覆層9，於後述藉由藥品處理使鈷熔出而去除之步驟中，係以抑制本體部3中所含有之鈷的熔出為目的之層。因此，以在本體部3中之以第2被覆層9所被覆之區域中，鈷幾乎不熔出者較佳，但與未以第2被覆層9所被覆之區域相比，只要可抑制鈷的熔出者即可。
以第2被覆層9來被覆本體部3的表面之方法，並不限定於特定手法。例如可列舉出PVD(Physical Vapor Deposition：物理蒸鍍法)處理、CVD(Chemical Vapor Deposition：化學蒸鍍法)處理及濺鍍處理。本實施形態之製造方法中，係藉由PVD(物理蒸鍍法)處理，將CrN(氮化鉻)的層形成於本體部3的表面。
接著說明(3)的步驟。
本步驟中，如第7圖、第8圖所示，以藉由(2)的步驟使以第2被覆層9所被覆之刀刃5暴露出之方式，部分地去除第2被覆層9。本步驟係用以能夠以包含金剛石的結晶之被覆層(第1被覆層11)來被覆前端部3a之包含刀刃5之前端區域3c所進行之步驟。去除第2被覆層9之方法，例如可列舉出化學蝕刻及研磨加工。本實施形 態之製造方法中，係藉由研磨加工來去除第2被覆層9的一部分。
當藉由化學蝕刻部分地去除第2被覆層9時，於欲殘留第2被覆層9之區域上需要防止蝕刻之被膜。另一方面，當藉由研磨加工部分地去除第2被覆層9時，不需要上述防止蝕刻之被膜。
本實施形態中，係以使形成有刀刃5之前端部3a、槽7的一部分及本體部3的外周部3b之扣除槽7之區域的一部分暴露出之方式，去除第2被覆層9。當將藉由本實施形態之製造方法所製作之鑽頭1使用在切削加工時，鑽頭1的前端部3a之刀刃5以外的部分亦接觸於被切削材。因此，對進行切削加工之刀刃5施加較大負荷，但對鑽頭1的前端部3a之刀刃5以外的部分亦施加負荷。
然而，當以使形成有刀刃5之前端部3a暴露出之方式去除第2被覆層9時，不僅是刀刃5，亦能夠以包含金剛石的結晶之第1被覆層11來被覆鑽頭1的前端部3a全體。因此可提升接觸於被切削材之鑽頭1的前端部3a全體之耐磨耗性。
槽7具有：位於前端側且與刀刃5相鄰接之第1區域7a、以及較該第1區域7a位於後端側之第2區域7b。相對於槽7全體之沿著中心軸X之方向的長度，第1區域7a可設定在約2至10%的範圍。被覆第1區域7a之第2被覆層9被去除，而使第1區域7a暴露出。第2區域7b維持在以第2被覆層9所被覆之狀態。
對於與刀刃5相鄰接之第1區域7a，由於在切削加工時施加較大負荷，故要求高耐磨耗性。藉由去除被覆第1區域7a之第2被覆層9，能夠以第1被覆層來被覆第1區域7a。另一方面，對於較第1區域7a位於後端側之第2區域7b，並不要求高耐磨耗性，而是要求藉由提高鈷含量以提高本體部3的強度。因此，為了抑制鈷含量的降低，所以將第2區域7b維持在以第2被覆層9所被覆之狀態。
此外，本體部3的外周部3b之扣除槽7之區域，具有：位於前端側之第3區域3b1、以及較該第3區域3b1位於後端側之第4區域3b2。被覆第3區域3b1之第2被覆層9被去除，而使第3區域3b1暴露出。第4區域3b2維持在以第2被覆層9所被覆之狀態。
當將藉由本實施形態之製造方法所製作之鑽頭1使用在切削加工時，鑽頭1的外周部3b之位於前端側的部分接觸於被切削材之可能性較高。因此，對於該部分係要求高耐磨耗性。藉由去除被覆本體部3之外周部3b的第3區域3b1之第2被覆層9，能夠以第1被覆層來被覆第3區域3b1。
另一方面，於較第3區域3b1位於後端側之第4區域3b2，與第3區域3b1相比，接觸於被切削材之可能性較低。因此，與第3區域3b1相比，對於第4區域3b2並不要求高耐磨耗性，而是要求藉由提高鈷含量以提高本體部3的強度。因此，為了抑制鈷含量的降低，所以 將第4區域3b2維持在以第2被覆層9所被覆之狀態。
接著說明(4)的步驟。
當超硬合金中的鈷含量較多時，於形成金剛石的層時，並非金剛石，而是容易形成石墨的層。因此，為了形成包含金剛石的結晶之被覆層，必須降低超硬合金中的鈷含量。
本實施形態之製造方法中，並非降低本體部3全體的鈷含量，而是藉由對本體部3進行藥品處理，去除本體部3中的第2被覆層9而使之暴露出之區域的鈷熔出而去除。具體而言，去除第2被覆層9而使之暴露出之區域，係包含前端部3a之包含刀刃5之前端區域3c，並且使該前端區域3c的鈷熔出而去除。因此可避免本體部3全體的鈷含量降低必要程度以上。
本步驟中，係藉由對本體部3進行藥品處理，去除本體部3中的第2被覆層9而使之暴露出之區域的鈷熔出而去除。本步驟的藥品處理，於本實施形態之製造方法中，係在進行鹼蝕刻的處理後，進行酸蝕刻的處理。
鹼蝕刻的處理，係使用將10質量%的KOH(氫氧化鉀)及10質量%的K3Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶解於蒸餾水之溶液(村上試藥公司製)來進行蝕刻處理。此外，酸蝕刻的處理，係使用H2SO5(過硫酸)來進行蝕刻處理。最適條件因第2被覆層9的組成及厚度而不同，但將鹼蝕刻的處理設為30秒至10分鐘左右，而將酸蝕刻的處理設為10秒至60秒左右即可。
藉由此等蝕刻處理，使本體部3之暴露出之區域的鈷熔出而去除。此外，本體部3中之以第2被覆層9所被覆之區域，乃藉由第2被覆層9抑制鈷的熔出。本實施形態中，在本體部3中之以第2被覆層9所被覆之區域，鈷幾乎未熔出，而未以第2被覆層9所被覆之區域，至少於從表面算起厚度為0.1至0.3μm的部分中，鈷幾乎不存在。此外，從表面算起厚度為0.3至10μm的部分中，鈷含量減少。
結果，本體部3的表面中之以第2被覆層9所被覆之部分的鈷含量，係較藉由去除第2被覆層9所暴露出之本體部3的表面之部分的鈷含量多。亦即，可並非降低本體部3全體的鈷含量，而是僅在包含刀刃5之所需最低限度的表面區域上，降低鈷含量。
接著說明(5)的步驟。
本步驟中，如第9圖、第10圖所示，於經過藥品處理後之本體部3的表面設置碳層。設置碳層之手法，使用例如熱燈絲CVD法等即可。本實施形態中，係使用熱燈絲CVD法，花費12小時在本體部3的表面設置碳層。
如先前所示，當超硬合金中的鈷含量較多時，於形成金剛石的層時，並非金剛石，而是容易形成石墨的層。然而，本實施形態之製造方法中，係部分地去除本體部3中的第2被覆層9。因此，本體部3中之未以第2被覆層9所被覆之區域中所包含之鈷，係已藉由藥品處理 而去除。
本體部3中之以在(3)的步驟中未被去除而殘留之第2被覆層9所被覆之部分中，鈷較佳係幾乎未減少，但只要至少在該第2被覆層9所被覆之部分中有抑制鈷含量的減少者即可。此係為了抑制本體部3全體的強度降低之故。
本實施形態，於(5)的步驟前，亦可更具備下列步驟。首先製備粒徑約1至3μm的金剛石粒子混合於乙醇之懸浮液。將藉由(4)的步驟而部分地去除第2被覆層9後之本體部3浸漬在該懸浮液，並施以超音波處理約20分鐘。藉由具備該步驟，於(5)的步驟中，可促進約數10μm之第1被覆層11的形成。
如上所述，本實施形態之製造方法，具有上述(1)至(5)的步驟，且並非降低本體部3全體的鈷含量，而是僅在包含刀刃5之所需最低限度的表面區域中降低鈷含量。因此，可抑制本體部3全體的強度降低，並且在要求於表面上形成第1被覆層11之刀刃5上，可良好地形成第1被覆層11。
本實施形態之製造方法中，有時會於第2被覆層9中之覆蓋槽7之部分的表面上，形成包含非晶質的金剛石之層。此時，於(5)的步驟後，若本體部3的鈷含量降低之可能性小，如第11圖所示，則即使去除全部之第2被覆層9亦無問題。
此外，本實施形態之槽7，具有第1區域7a 及第2區域7b。此外，如上述(3)的步驟中所示般，由於第1區域7a暴露出，所以於上述(5)的步驟中，第1區域7a以第1被覆層11所被覆，且第2區域7b未以第1被覆層11所被覆，而是以第2被覆層9所被覆來構成。因此，如上述般可提高與刀刃5相鄰接之第1區域7a的耐磨耗性，並且可提高第2區域7b的強度。
此外，本實施形態之本體部3的外周部3b中之扣除槽7之區域，具有第3區域3b1與第4區域3b2。此外，如上述(3)的步驟中所示般，由於第3區域3b1暴露出，所以於上述(5)的步驟中，第3區域3b1以第1被覆層11所被覆，且第4區域3b2未以第1被覆層11所被覆，而是以第2被覆層9所被覆來構成。因此，如上述般可提高與被切削材相鄰接的頻率高之第3區域3b1的耐磨耗性，並且可提高第4區域3b2的強度。
接著使用圖面來詳細說明本發明的第2實施形態之切削工具1'及切削工具1'之製造方法。對於本實施形態，係說明與第1實施形態不同之處。因此，對於與第1實施形態相同之處，係使用同一符號並省略說明。
第1實施形態之切削工具中，係例示鑽頭作為切削工具來說明，但於本實施形態之切削工具中，係例示端銑刀作為切削工具來說明。
本實施形態之切削工具1'，如第12圖至第15圖所示，係具備：包含超硬合金且繞著中心軸X旋轉之圓柱狀的本體部3、設置在本體部3的外周部3b之刀刃5、 從刀刃5朝本體部3的後端延伸之槽7、包含被覆刀刃5之金剛石之第1被覆層11、以及用以被覆本體部3中之以第1被覆層11所被覆之部分以外的表面且包含含有鉻之非氧化物之第2被覆層9而構成。
如此，本實施形態之切削工具1'，藉由具備用以被覆刀刃5之第1被覆層11，可使刀刃5的耐磨耗性達到良好。此外，同時，本實施形態之切削工具1'係具備用以被覆本體部3中之以第1被覆層11所被覆之部分以外的表面之第2被覆層9。因此，可抑制本體部3全體的鈷含量降低必要程度以上，所以可使本體部3全體的強度達到良好。
本實施形態之本體部3，與第1實施形態之本體部3相同，具備柄部13與切削部15。為端銑刀1'時，刀刃5形成於本體部3的外周部3b。具體而言，本實施形態中，複數個槽7從本體部3的前端部朝後端形成為螺旋狀，並且於本體部3的外周部3b之複數個槽7以外的部分與複數個槽7之交線部上，分別形成刀刃5。亦即，此等刀刃5分別以中心軸X為中心從本體部3的前端部朝後端形成為螺旋狀。
因此，本實施形態之切削工具1'中，刀刃5從本體部3的前端部朝後端形成為螺旋狀，且槽7亦可說是沿著刀刃5從本體部3的前端部朝後端形成為螺旋狀。
本實施形態之切削工具1'，與第1實施形態之切削工具相同，具備第1被覆層11及第2被覆層9，且 以第1被覆層11所被覆之部分(以下，就簡便上亦稱為第3部分)的鈷含量，較本體部3的表面中以第1被覆層11所被覆之部分以外(以下，就簡便上亦稱為第4部分)的鈷含量少。
亦即，以其他觀點來顯示，本實施形態之切削工具1'，如第12圖至第15圖所示，具備：包含超硬合金且繞著中心軸X旋轉之圓柱狀的本體部3、設置在本體部3的外周部3b之刀刃5、從刀刃5朝本體部3的後端延伸之槽7、以及包含至少被覆刀刃5之金剛石之第1被覆層11；其中，第3部分的鈷含量較第4部分的鈷含量少。
本實施形態中，如上述般，於本體部3的表面中之第3部分中，鈷會熔出，故幾乎不存在，該第3部分的鈷含量幾乎為0。此外，於本體部3的表面中之第4部分中，鈷幾乎不熔出，該第4部分的鈷含量約為5至6質量%。因此，刀刃5的耐磨耗性良好，並且本體部3全體的強度良好。
本體部3的表面中之第3部分的鈷含量與第4部分的鈷含量之差，並不限定於上述數值，例如，第3部分的鈷含量為0.01質量%以上1質量%以下即可。而第4部分的鈷含量為3質量%以上10質量%以下即可。
本實施形態之製造方法，亦與第1實施形態之製造方法相同，具備下列步驟。
(1)於包含超硬合金且繞著中心軸X旋轉之圓柱狀的本體部3之前端部及外周部3b的至少一方形成刀刃5，並 且形成從刀刃5朝本體部3的後端延伸之切屑排出槽7之步驟。
(2)以包含含有鉻之非氧化物之第2被覆層9來被覆本體部3的表面之步驟、
(3)部分地去除第2被覆層9使包含刀刃5之前端區域3c暴露出之步驟。
(4)對本體部3進行藥品處理，使鈷從去除本體部3中的第2被覆層9而暴露出之前端區域3c予以熔出而去除之步驟。
(5)於經過藥品處理後之本體部3設置碳層，於本體部3中之去除鈷之區域的表面上，形成包含金剛石之第1被覆層11之步驟。
本實施形態之製造方法之(1)的步驟中，如上述般，與第1實施形態相比，刀刃5的形成位置等有所不同。
本實施形態之製造方法之(2)的步驟，為與第1實施形態之製造方法之(2)的步驟相同之處理。
本實施形態之製造方法中，與第1實施形態之製造方法相比，刀刃5的形成位置不同。因此，本實施形態之製造方法之(3)的步驟，與第1實施形態之製造方法之(3)的步驟相比，具體而言，去除第2被覆層9之部分有所不同。第1實施形態中，係以使形成有刀刃5之前端部3a、槽7的一部分及本體部3的外周部3b之扣除槽7之區域的一部分暴露出之方式，去除第2被覆層9，但在本實 施形態中，分別於槽7及本體部3的外周部3b之扣除槽7之區域中，以使沿著刀刃5之區域暴露出之方式，部分地去除第2被覆層9。
此時，並非本體部3的外周部3b全體暴露出，而是以僅使沿著刀刃5之區域暴露出之方式，部分地去除第2被覆層9。因此，於本實施形態之(4)的步驟中，可抑制本體部3所含有之鈷過度地減少。
本實施形態之製造方法之(4)及(5)的步驟，為與第1實施形態之製造方法之(4)及(5)的步驟相同之處理。然而，本實施形態之製造方法中，與第1實施形態相比，刀刃5形成的位置不同。因此，鈷所熔出之區域以及形成有被覆層11之區域的具體位置，係因應兩實施形態之刀刃5之位置的不同而不同。
〈切削加工物之製造方法〉
接著對於本發明的一實施形態之切削加工物之製造方法，以使用上述第1實施形態的鑽頭1作為切削工具1者為例，來詳細說明。以下參考第16圖至第18圖來說明。
切削加工物，係藉由對被切削材101進行切削加工而製作。本實施形態之切削加工物之製造方法，係具備下列步驟。亦即：(1)使以上述實施形態為代表之鑽頭1繞著中心軸X旋轉之步驟、(2)使旋轉之切削工具1的刀刃5接觸於被切削材101 之步驟、以及(3)使切削工具1從被切削材101脫離之步驟。
具體而言，首先如第16圖所示，將鑽頭1配置在所準備之被切削材101上方之位置，以中心軸X為中心使鑽頭1往箭頭Y的方向旋轉。然後如第16圖所示，使旋轉中之鑽頭1朝向被切削材101往X1方向接近，並使刀刃5接觸於被切削材101。
本步驟，例如可藉由將被切削材101固定在安裝有鑽頭1之工作機械的機台上，且在使鑽頭1旋轉之狀態下接近而進行。本步驟中，只要使被切削材101與鑽頭1相對地接近即可，亦例如可使被切削材101接近於鑽頭1。
然後將旋轉中之切削工具1的刀刃5接觸於被切削材101之表面的期望位置，而在被切削材101形成加工孔(貫通孔)。當使用鑽頭1作為切削工具1時，係使切削工具1從上方接觸於被切削材101。當使用端銑刀1作為切削工具1時，係使切削工具1從側邊接觸於被切削材101。
本步驟中，從得到良好的加工面之觀點來看，較佳係以使鑽頭1的切削部中之後端部不會貫通被切削材101之方式來設定。亦即，藉由使該後端部具有用以排出切屑之邊緣區域的功能，可介於該區域達到優異的切屑排出性。
當使用鑽頭1作為切削工具1時，可在被切 削材101形成加工孔(貫通孔)，當使用端銑刀1作為切削工具1時，則可進行被切削材101的外周切削及槽切削等之各種車銑加工。
在結束被切削材101的切削加工之階段，如第18圖所示，鑽頭1從被切削材101往X2方向離開。本步驟中，與上述(2)的步驟相同，只要使被切削材101與鑽頭1相對地離開即可，亦例如可使被切削材101從鑽頭1離開。
藉由進行上述步驟，可發揮優異的孔加工性。
當進行複數次如以上所示般之被切削材的切削加工時，例如對1個被切削材101形成複數個加工孔(貫通孔)時，只要一邊保持使鑽頭1旋轉之狀態一邊重複使鑽頭1的刀刃5接觸於被切削材101的不同場所之步驟即可。
以上係例示出本發明之數個實施形態，但本發明並不限定於此等，在不脫離本發明之主旨下，當然可構成任意形態者。
1‧‧‧切削工具(鑽頭)
3‧‧‧本體部
3b‧‧‧外周部
5‧‧‧刀刃
7‧‧‧切削排出槽(槽)
9‧‧‧第2被覆層
11‧‧‧第1被覆層(被覆層)
13‧‧‧柄部
15‧‧‧切削部

Claims (12)

  1. 一種切削工具，係具備：包含含有鈷之超硬合金且繞著中心軸旋轉之圓柱狀的本體部、設置在該本體部之前端部及外周部的至少一方之刀刃、從該刀刃朝前述本體部的後端延伸之切屑排出槽、以及被覆前述刀刃之被覆層，該被覆層包含金剛石，其中，前述本體部的表面中之以前述被覆層所被覆之部分的鈷含量為0.01質量%以上1質量%以下，且較前述本體部的表面中之以前述被覆層所被覆之部分以外的鈷含量少。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切削工具，其中，前述切屑排出槽具有：位於與前述刀刃相鄰接之區域且以前述被覆層所被覆之第1區域、以及從該第1區域朝前述本體部的後端延伸且未以前述被覆層所被覆之第2區域。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之切削工具，其中，前述本體部的前述外周部之扣除前述切屑排出槽之區域具有：位於前端側且以前述被覆層所被覆之第3區域、以及從該第3區域朝前述本體部的後端延伸且未以前述被覆層所被覆之第4區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之切削工具，其中，在前述本體部的表面中之以前述被覆層所被覆之部分上，前述表面側之部分的鈷含量較前述中心軸側之部分的鈷含量少。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之切削工具，其中，前述本體部的表面中之以前述被覆層所被覆之部分的鈷含量，從前述中心軸側朝前述表面側逐漸減少。
  6. 一種切削工具，係具備：包含超硬合金且繞著中心軸旋轉之圓柱狀的本體部、設置在該本體部之前端部及外周部的至少一方之刀刃、從該刀刃朝前述本體部的後端延伸之切屑排出槽、被覆前述刀刃之第1被覆層，該第1被覆層包含金剛石，以及用以被覆前述本體部中之以前述第1被覆層所被覆之部分以外的表面，且包含含有鉻之非氧化物之第2被覆層。
  7. 一種切削工具之製造方法，係具備：於包含含有鈷之超硬合金且繞著中心軸旋轉之圓柱狀的本體部之前端部及外周部的至少一方形成刀刃，並且形成從該刀刃朝前述本體部的後端延伸之切屑排出槽之步驟、 以包含含有鉻之非氧化物之第2被覆層來被覆前述本體部的表面之步驟、部分地去除該第2被覆層使包含前述刀刃之前端區域暴露出之步驟、對前述本體部進行藥品處理，使鈷從去除前述本體部中的前述第2被覆層而暴露出之前述前端區域予以熔出而去除之步驟、以及於經過前述藥品處理後之前述本體部之去除前述鈷之區域的表面上，形成包含金剛石之第1被覆層之步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之切削工具之製造方法，其中，於部分地去除前述第2被覆層之步驟中，於前述切屑排出槽中僅使與前述刀刃相鄰接之區域暴露出。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之切削工具之製造方法，其中，於部分地去除前述第2被覆層之步驟中，使前述本體部的前述外周部之扣除前述切屑排出槽之區域的前端側暴露出。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之切削工具之製造方法，其中，於部分地去除前述第2被覆層之步驟中，藉由研磨加工來去除前述第2被覆層。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之切削工具之製造方法，其中，在形成前述第1被覆層之步驟後，更具備去除全部之前述第2被覆層之步驟。
  12. 一種切削加工物之製造方法，係具備：使如申請專利範 圍第1至6項中任一項所述之切削工具繞著前述中心軸旋轉之步驟、使旋轉中之前述切削工具的前述刀刃接觸於被切削材之步驟、以及使前述刀刃從前述被切削材脫離之步驟。
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