(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＶＤ成長技術によって得られるダイヤモンドフィルムを被覆された表面を有する作用先端部分（２）を提供する基体（１）を備えた超音波切削工具であって、前記基体が、構成されかつ寸法が与えられた表面の凹凸（１０）を有し、前記基体が、変性された層をさらに有し、該変性された層が、前記作用先端部分（２）の表面と前記作用先端部分（２）の表面の真下の層とを有し、かつ外側に表面の凹凸（１０）を呈し、前記変性された層が、窒素、炭素および水素に限定される少なくとも１つの元素のイオンを使用するイオンボンバードメントによって準備されたイオン変性された層であり、前記基体（１）が、鋼および鋼の合金、モリブデンおよびモリブデンの合金、ニオブおよびニオブの合金、ならびにチタンおよびチタンの合金からなる群から選択される金属材料からなり、前記変性された層のイオンボンバードメントが、ダイヤモンドフィルムの核形成の前に行われる低エネルギのイオンサブインプランテーションをとおして得られる、切削工具。
【請求項２】
前記表面の凹凸（１０）が、ローレット切りによって画定される形態、およびスコーリングによって画定される形態の少なくとも１つによって得られる、請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記表面の凹凸（１０）が、トリミングによって画定される形態、およびジェッティングによって画定される形態の少なくとも１つによって得られる、請求項１に記載の切削工具。
【請求項４】
前記基体（１）の作用先端部分（２）が、環状横断面を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の切削工具。
【請求項５】
ＣＶＤ成長技術によって得られたダイヤモンドフィルムが設けられる表面を有する作用先端部分（２）を提供する基体（１）を備えた超音波切削工具を製作する方法であって、
ａ  鋼および鋼の合金、モリブデンおよびモリブデンの合金、ニオブおよびニオブの合金、ならびにチタンおよびチタンの合金からなる群から選択される金属材料からなる基体（１）を提供するステップと、
ｂ  前記基体（１）の作用先端部分（２）に、構成されかつ寸法が与えられた表面の凹凸（１０）を与えるステップと、
ｃ  前記作用先端部分（２）の前記表面を物理的および化学的の両方でクリーニングするステップと、
ｄ  前記作用先端部分（２）の表面および前記作用先端部分（２）の前記表面の真下の層によって規定される変性された層を提供するステップであって、前記変性された層が、窒素、炭素および水素に限定される少なくとも１つの元素のイオンを使用するイオンボンバードメントによって準備され、該イオンボンバードメントによる処理が、前記表面を化学的に変換して核生成に適合するように計算された強度と時間を有し、かつダイヤモンドフィルムの核形成の前に行われる低エネルギのイオンサブインプランテーションを用いた準備によるものである、前記変性された層を提供するステップと、
ｅ  前記作用先端部分（２）を前記ダイヤモンドフィルムの核生成の処置にかけるステップとを含む、方法。
【請求項６】
前記作用先端部分（２）をローレット切りのプロセス、およびスコーリングのプロセスの１つにかける、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記作用先端部分（２）をトリミングのプロセス、およびジェッティングのプロセスの１つにかける、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記作用先端部分（２）をクリーニングするステップにおいて、前記作用先端部分（２）が、超音波浴に浸けられるまたは脱脂操作にかけられる、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記脱脂操作において、前記作用先端部分（２）を脱脂溶媒の浴に浸ける、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
イオンボンバードメントによる処理が、約１０ｅＶから約２０００ｅＶの出力範囲のイオンサブインプランテーションを用いた準備によるものである、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記イオンサブインプランテーションが、約０．２ｋｅＶから約１００ｋｅＶの出力範囲のイオン浸透である、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記イオンサブインプランテーションのステップにおいて、前記作用先端部分（２）を直流放電にかける、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記直流放電が、水素雰囲気中の窒素および炭素に限定される元素の１つを使用するものである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記作用先端部分（２）が、環状横断面を有して形成される、請求項５から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記核生成ステップの前に、前記作用先端部分（２）を表面から酸化物を除去する操作にかける追加のステップを含む、請求項５から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記酸化物を除去する前記ステップが、前記作用先端部分（２）を原子状水素雰囲気中のクリーニング操作にかけることによって達成される、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具、および化学気相成長（ＣＶＤ）ダイヤモンド成長の技術（以後、ＣＶＤダイヤモンドと称する）を使用することによって前記工具を製作する方法に関する。より詳細には、たとえば、セラミック、ガラス、骨、歯、窒化物、炭化物、大理石、花崗岩、その他の材料でできたあらゆる種類の表面の切削、ドリリング、研磨、およびトリミング用として、および特に硬い材料の切削用として、一般に使用されるタイプの超音波装置に使用する工具および工具を製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削、ドリリング、研磨、トリミング、およびクリーニング等の用途で超音波を使用することが、長年知られている。その利点である、主として回転機械加工プロセスや大きな変位振幅を必要とするプロセスの使用が可能でない進入が困難な領域で、材料を加工できる能力もまたよく知られている。
【０００３】
小さい振幅でかつ比較的高い周波数の機械振動を利用する、切削、ドリリング、研磨、トリミング、およびクリーニングを行う超音波方法の重要な特徴は、工具が直接作用する材料のみが処理され、付近の領域への影響が最小であり、その結果高い精度がもたらされることである。超音波は金属材料中を伝播するため、さまざまな形状と進入角度を有する工具を作製することが可能となり、それにより工具によって与えられる形態の加工ばかりでなく、進入が困難な領域で加工を行うことが可能となる（ＳＵ１４５６０９８、ＵＳ４３３０２７８、ＵＳ４５０５６７６）。
【０００４】
超音波工具は、工具材料中の超音波の伝播および機械振動の定常波の決定を考慮に入れた、特別の構成を有する。一般に、工具は、その作用領域で最大の振動を有し、ホルダで最小の振動を有するように構成される（ＷＯ２０００２９１７８）。工具材料については、前記材料が良好な超音波伝達物質であり、超音波に対して高い極限強さを有することが重要である。加工スピードは超音波の強度に応じ、使用する最大の強度は、工具材料の超音波に対する極限強さによって制限され得るため、工具材料のこの極限強さの特性は非常に重要である。
【０００５】
超音波工具の作用領域は、加工される材料に応じる。しかしながら、かなりの数の用途においては、工具それ自体の主材料からの金属のチップを使用することで十分である。クリーニング過程においては、樹脂またはプラスチックに基づく材料からチップを作製することができる。切削、ドリリング、研磨、およびトリミングのプロセスには、工具の作用チップの材料は、加工される材料より硬いか、より耐磨耗性であることが必要とされる。したがって、工具本体の材料とは異なる材料の作用チップ、または工具本体の材料に工具本体の材料より硬い材料のコーティングを有する作用チップを使用することは、非常に重要な展開である。それにもかかわらず、これらの別法は、硬い材料を工具本体に連結する界面が破壊されることなく、超音波の作用に耐えなければならないことに限定される。
【０００６】
特に、石、セラミック、ガラス、骨、歯、窒化物、炭化物、その他の非常に硬い材料、または特別な注意が必要な材料の加工に対して、切削、ドリリング、研磨、およびトリミングの超音波による方法が、通常適応とされるが、そのような用途に適する硬度および強度を有する作用チップを備えた工具を得ることについては制限がある。別法では、可能な場合、硬さの小さい工具の作用下で研磨剤が使用され、あるいは、ダイヤモンドを被覆した工具も使用される。しかしながら、従来のダイヤモンドを被覆する方法は、超音波工具に使用するには不適当である。従来の工具を製造するために広く使用される技術である、ニッケル、ダイヤモンド金属、およびダイヤモンド樹脂の複合物の電気化学的堆積による、さまざまな粒径を持つダイヤモンド粉の接着は、超音波工具には不適当である。なぜなら、ダイヤモンドの粒が、前記工具からその作業中に簡単に離れ、前記工具の金属を、加工している材料の表面に急速に露出させるからである。これらの制限を克服するために、様々な金属を使用する特殊な合金が開発され、ダイヤモンドの粒のより良好な濡れを可能とし、その結果、超音波にそれまでより耐性のあるダイヤモンド粉の接着がもたらされた（ＳＵ５６３２８０、ＳＵ８３７６１０）。上記の修正により、これらの工具の寿命をいくつかのタイプの用途に対しては延ばすことが可能となったが、要求される適切な水準には到達していない。
【０００７】
ＣＶＤダイヤモンドコーティングは、工具の製造に採用されてきているが、それらの超音波工具における応用については、参照されていない（ＵＳ５２３２５６８、ＵＳ５１４２７８５、ＵＳ５３７６４４４、ＵＳ５１３９３７２、ＵＳ４７０７３８４、ＵＳ５０２２８０１、ＷＯ０９６２６３０３、ＢＲ９５００１１７）。
【０００８】
超音波切削工具のある特定の構成において、モリブデンが、超音波を極めてよく伝播し、超音波に対して高い極限強さを有するので、モリブデンの前記工具の基体を持つことが望ましい。また、モリブデンは、ある条件下で良質のダイヤモンドの成長およびある程度の密着性を与える材料である。しかしながら、ダイヤモンドの成長環境では、モリブデンは甚だしく炭素と結合し、超音波の作用で非常に破壊しやすい炭化モリブデンに変換される。さらに、従来の方法によって通常得られるダイヤモンドフィルムとモリブデンとの間の密着性は、超音波の作用が中程度の強さでも、界面が破壊されないで耐えるためには不十分である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、たとえば超音波の作用に耐えるために高度の耐性および耐久性を呈する、少なくとも１つのＣＶＤダイヤモンドの作用先端部分の形成を可能にする、高硬度の材料に使用されるタイプの切削工具を提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、少なくとも切削工具の作用先端部分に、前記工具を形成する材料とは無関係にＣＶＤダイヤモンド層が成長されることを可能にし、前記ＣＤＶダイヤモンド層が前記工具を形成する材料に実質的に密着性を呈する、上記タイプの切削工具を提供することである。
【００１１】
本発明のなおさらなる目的は、高硬度材料に使用する上記タイプの切削工具を製作する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの目的およびその他の目的は、ＣＶＤ成長技術によって得られるダイヤモンドフィルムで被覆した作用先端部分を有する基体を備えた、切削工具によって達成され、ダイヤモンドフィルムを固定する面積の十分な増加、および程度の増大したダイヤモンドフィルムとの機械的干渉を生み出すように構成されかつ寸法が与えられた表面の凹凸を有している。
【００１３】
上記切削工具は、
ａ  作用先端部分に、ダイヤモンドフィルムを固定する面積の十分な増加、および程度の増大したダイヤモンドフィルムとの機械的干渉を生み出すように構成されかつ寸法が与えられた表面の凹凸を与えるステップと、
ｂ  作用先端部分の表面を物理的および化学的の両方でクリーニングするステップと、
ｃ  作用先端部分をダイヤモンドフィルムの核生成の処置にかけるステップとを含む、切削工具を製作するプロセスによって得ることができる。
【００１４】
本発明を、添付の図面に基づいて以下説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、特に超音波とともに使用し、硬い材料の切削、研磨、および他の関連する作業用として使用するタイプの切削工具に関して記載される。前記工具は、ＣＶＤ成長技術によって得られるダイヤモンドフィルム（薄いまたは厚い）で被覆された作用先端部分２を有する基体１を呈し、作用先端部分２でダイヤモンドが成長した後、ダイヤモンド層は単一の部品に画定される。
【００１６】
ＣＶＤダイヤモンド層で覆われた超音波工具を製造するには、以下の要因を考慮に入れることが必要である。すなわち、工具の材料は、良好な超音波伝達物質であり、超音波に対する高い極限強さを有する必要があること。工具の材料は、ＣＶＤダイヤモンドの堆積に適しており、極めて不利な堆積環境の条件にも耐え、良質で良好な密着性をもつダイヤモンドフィルムの成長を可能にすること。ＣＶＤダイヤモンドフィルムの堆積の後、工具の材料は、超音波の適用に関するその特性を維持すべきであること。ＣＶＤダイヤモンドコーティングと工具の基体１の材料との間の密着性が、十分に高く、界面における超音波の作用に、コーティングが層間剥離をこうむることなく耐えるべきこと。
【００１７】
本発明によれば、切削工具は、少なくともその作用先端部分２に、ＣＶＤダイヤモンドフィルムを固定する面積の実質的な増加、および程度の増大したＣＶＤダイヤモンドフィルムとの機械的干渉を生み出すように構成されかつ寸法が与えられた表面の凹凸１０を有している。
【００１８】
本発明の工具は、硬い材料を切削するのに適する金属材料製の基体１の作用先端部分２に表面に凹凸１０を有するステップと、たとえば、前記作用先端部分２の表面から製造中および取り扱い中に発生した屑を除去するために、脱脂溶媒の超音波浴を使用して、前記作用先端部分２の表面を物理的および化学的の両方でクリーニングするステップと、作用先端部分２を、たとえば、ＣＶＤダイヤモンドフィルム成長反応器（図８）中で、単一部品のダイヤモンドコーティングを形成するために核生成にかけるステップとを含む方法によって製作する。
【００１９】
本発明を実施する過程において、物理的クリーニングは、化学的クリーニングとは別に行い、化学的クリーニングにおいて、たとえば、作用先端部分は、好ましくは脱脂溶媒の浴中での脱脂操作にかけられる。本実施形態において、物理的および化学的クリーニングの前記ステップは、作用先端部分２を脱脂溶媒の超音波浴にかけることによって行われる。
【００２０】
表面の凹凸１０の提供は、成長されたＣＶＤダイヤモンドフィルムの機械的かみ合い、およびこの薄いまたは厚いフィルムが成長される場所の面積の増大を促進する、高密度のローレットまたはスコアをつくることによって、作用先端部分２の表面を準備する機械的方法によって達成される。
【００２１】
表面の凹凸１０の提供に続く準備のステップは、溶媒を含有する超音波浴中で表面を処理し、窒素および／または炭素、酸素、および水素の少なくとも１つの原子群の原子を用いた、たとえば、約１０ｅＶから約２０００ｅＶの出力範囲のイオンサブインプランテーションのプロセス（基体１の材料によって異なる化合物を成長させることが可能である）によって達成される。
【００２２】
本発明を実施する過程で、ダイヤモンドフィルムの核生成のステップの前に、作用先端部分２を、たとえば、作用先端部分２を原子状水素が豊富な雰囲気中のクリーニング作業にかけることによって、前記作用先端部分２から酸化物を除去する操作にかける追加のステップが提供される。上記酸化物の除去によって、前記作用先端部分２で成長されるダイヤモンドフィルムの密着性を増大させることが可能となる。
【００２３】
高密度のローレット切りおよび／またはスコーリングの機械的方法は、どのタイプの基体１に対しても同一であってよいが、一方、水素雰囲気中のクリーニング作業およびクリーニング工程は、前記基体１の材料によって異なってもよい。
【００２４】
本発明の実施形態において、作用先端部分２の材料が、ダイヤモンドフィルムを適切に成長させないとき、本切削工具を製作するプロセスは、上記物理的および化学的クリーニングのステップの後、追加のステップを提供し、そこで、前記作用先端部分２は、作用先端部分２の表面を化学的に変換して、核生成に適合するように計算した強度と時間を有するイオンボンバードメントによる表面処理にかけられる。前記ボンバードメントは、たとえば、イオン浸透によるかまたは直流放電による、イオンサブインプランテーションをとおして達成される。
【００２５】
イオン浸透によるイオンサブインプランテーションの準備ステップにおいて、イオン浸透は、たとえば、約０．２ｋｅＶから約１００ｋｅＶの出力範囲で起こり得る。このステップは、密着性を高める必要があるために行い、たとえば、窒素および／または炭素および／または水素のイオンを、可能な複合体の形成とともに使用する。この処理は、前記基体１の内部への炭素および水素の両方の拡散を防止し、ＣＶＤダイヤモンドの堆積過程の間の超音波伝播および超音波に対する極限強さの基体１の特性を失わないように基体１の材料を保護することにより、前記材料が、たとえば、鋼またはその合金、モリブデンまたはその合金、ニオブまたはその合金、そしてチタンまたはその合金であるとき、多量の炭化物または水素の層の形成が防止されるために、ＣＶＤダイヤモンドコーティングと工具の基体１の材料との間の密着性を増大させる。
【００２６】
イオンサブインプランテーションのステップにより、作用先端部分２の表面および前記表面の直下の作用先端部分２の層は、変性された層（好ましくは、窒素、炭素および水素のイオン）を凝集し、作用先端部分２に成長されるダイヤモンドフィルムの密着性を改良する。
【００２７】
本発明の切削工具を製作する方法は、たとえば、適当なＣＶＤ成長反応器（図８）の内部で行い、反応器には、１セットの基体１の間にフィラメント３が配置され、各基体１は、たとえば、基体１のフィラメント３に対する相対変位を可能にするために、垂直方向に移動できる（または、図６に示すタイプの環状工具の場合は、回転式移動ができる）基部５に固定されたそれぞれの基体キャリア４によって支持されている。
【００２８】
図９は、本発明によるＣＶＤダイヤモンドの成長が行われる表面の凹凸１０を提供する基体１の作用先端部分２を示す。
【００２９】
たとえば、各基体１の作用先端部分２の全体を通した均一性に関わる、ダイヤモンド粒の成長の制御は、フィラメント３と基体１との間隔等、いくつかのパラメータを制御することによって達成される。
【００３０】
成長パラメータは、あらい表面が、結晶構造（１１１）を主に得ることを確保するには重要であり、完全に合体した粒は、超音波のエネルギー作用による研磨の用途に適切な大きさのものである。
【００３１】
本発明によって準備した工具は、ダイヤモンドが、望ましい寸法を有する基体１の作用先端部分２の材料に既に保持されているため、どんなタイプの特殊な溶接も行うことができる。
【００３２】
本発明の解決方法により、作用先端部分２が高い耐久性を提供する工具がもたらされ、それは、従来技術によって得られる作用先端部分２、たとえば、上記の欠陥を持った構造を示すガルバナイジングダイヤモンド粒によって形成されるダイヤモンド被覆層が与えられる、図１および図２に概略的に示した作用先端部分２より約３０倍以上の耐久性がある。
【００３３】
本解決方法は、回転式工具が受け入れられないかまたは少なくとも適切でない、たとえば、レトロ装置を用いる歯の治療（ＵＳ３９５６８２６）、および／または回転システム（ＵＳ５８７５８９６）への進入または研磨プロセスによって材料を除去する運動を必要とするようなシステムが不可能なところで使用される、様々な形状の作用先端部分２を得ることを可能にする。
【００３４】
さらに、本発明によって得られる切削工具は、その切削速度も相対的に高く、切削工具は、超音波装置の作用下の材料が何であれ、加工される材料の少ない外傷を確保する以外に、回転装置に関するより良好な仕上がりを提供するので、既存の回転式工具に代替して使用することができる。
【００３５】
ドリリングおよび／またはトリミングの作用を超音波で行うこれらの工具は、直線または角を成す形状（円筒形、円錐形、逆円錐形、球形、炎形、環状、その他）を持つことができ、どんなタイプの応用でも、歯科および／または医療手術、または産業上の加工のいずれであっても、進入が困難な領域における研磨またはドリリングの仲介を提供する。
【００３６】
本発明の工具は以下の利点を有する。回転運動より生ずる衝撃が少ないので、干渉下の材料に対する害がかなり少ない。超音波振動の振幅、作用先端部分２の準備、およびＣＶＤダイヤモンドの粒径の大きさを制御することによって、作用先端部分２の表面の凹凸によって決まるそのあらさが制御されるため、研磨またはドリリングのよりすぐれた最終仕上がりを提供する。歯科医学分野で採用される場合、金属が、ヒトの組織または切り取るどんな材料とも接触することを避ける。高回転のモーターによって発せられるような強い騒音を発生することはない。より良好な表面処理、すなわち、あらさの少ない仕上がりを提供する。回転式装置によるドリリングおよび／またはトリミングの処理と比較して、発生する衝撃が少ないために使用後、より簡単に掃除ができる。切削または穿孔または単なるトリミングが、より正確で荒さがなく、加工する場所の周囲に裂け目を引き起こすことがないため、加工される組織に外傷をつけることが少ない。
【００３７】
主として、ガラス、セラミックス、石材、その他の切削および／またはトリミング用として使用する環状の形をした装置の場合、これらの利点のすべてが該当する。
【００３８】
超音波を使用するドリリング技術でＣＶＤダイヤモンドの環状バー（図５および６）を使用する場合、本解決方法により、従来の技術におけるようにトリミング用の研磨材料の粉末を添加して使用する必要がなく、そのプロセスを完全に清潔にし、その他のドリリング剤を導入する必要もないことを指摘すべきである。
【００３９】
従来の解決方法では、歯科医学および医学分野、および産業上のガラス、セラミックスその他の穿孔の両方で、同じ目的のために使用され、ダイヤモンド粉末（図１および２に示したような電気溶接または他の方法で支持材料に溶接されたもの）で製造された工具は、ダイヤモンド粉末が比較的簡単に外れることを可能にし、加工表面が支持金属に接触することを導くため、非常に短い耐用寿命をもたらす。
【００４０】
本発明の切削工具（図３〜図６）は、ＣＶＤ技術によって成長されたダイヤモンド層が、前記工具の基体１の作用先端部分２に単一部品を形成し、通常得られるものとは異なり、ダイヤモンドが外れることもなく、加工表面が支持材料にさらされることを許容することもなく、長い耐用寿命を提供する。完全に連続していると同時に、小さい粒径を有するダイヤモンド層の単一部品の形をした作用先端部分２の特性により、ドリリングおよびトリミングにおける望ましい仕上がりと望ましい精度が確保される。単一部品に形成されかなり均一な粒径を有する上記の特性は、図３〜図６に示されている。
【００４１】
あらさを有する表面は、たとえば、表面の凹凸１０を、前記表面の凹凸を再現するＣＶＤダイヤモンド層の堆積に先立って作用先端部分２上につくり、それによって提供される、たとえば、表面の凹凸に、２０から１００マイクロメートルの間で成長されるように制御される粒径の大きさといった、ＣＶＤダイヤモンドの成長パラメータを適切に制御することによって得られる。または、あらさを有する表面はまた、たとえば、超音波伝達および極限強さの特性、およびさらにダイヤモンドの成長に対する適合性を与える材料製の中間層３０に得られることができる。中間層３０は、基体１の材料が、鋼のようなダイヤモンドの成長と適合しないとき、および、作用先端部分２を上記のイオンサブインプランテーションにかけるステップを行わないときには、基体１に提供される。前記中間層３０を準備することによって、作用先端部分２の表面は、その上にダイヤモンドフィルムの核生成を受けることができるようになる。
【００４２】
モリブデンおよびその合金（ならびに他の材料）は、超音波とともに作用する特性を呈するが、モリブデンおよびその合金は、ダイヤモンドの堆積には不適であり、かつ／または、本ＣＶＤダイヤモンド成長技術におけるように高濃度の水素および炭素を含有する雰囲気中で、ダイヤモンド成長の高温にかけると、それらの特性が改変される。ダイヤモンド成長雰囲気中で、モリブデンは、甚だしく炭化され、炭化モリブデンに変換され、炭化モリブデンは超音波の作用によって非常に破壊されやすい。さらに、従来の方法によって普通に得られるダイヤモンドフィルムとモリブデンとの間の密着性は、超音波の作用が中程度の強さでも、界面が破壊されないで耐えるためには不十分である。
【００４３】
上の観点から、本発明は、密着性のあるＣＶＤダイヤモンドフィルムの堆積、ならびに、前記堆積の後で特性を取り戻すためのプロセスを可能にする中間層３０を与える解決方法を提供する。
【００４４】
本発明によれば、中間層３０は、ダイヤモンドフィルムを固定する面積の十分な増加、およびダイヤモンドフィルムとの機械的干渉を生み出す表面の凹凸１０を外側に提供する。
【００４５】
可能性のある実施形態においては、中間層３０は、作用先端部分２の表面の凹凸１０を再現、前記中間層３０が、たとえば、作用先端部分２に堆積されるフィルムである。他の実施形態においては、中間層３０は、作用先端部分２に中間層３０を堆積した後に、適当な技術によって得られ、ダイヤモンドフィルムを固定する面積の十分な増加、およびダイヤモンドフィルムとの機械的干渉を生み出すように構成された、外側の表面の凹凸１０も同時に提供する方法により処理される。
【００４６】
本発明によれば、超音波と共に使用するタイプの工具であることについて、基体１の材料は、良好な超音波伝達、超音波に対する高い極限強さ、前記特性を維持する能力、およびＣＶＤダイヤモンドの成長に対する適性を与える金属材料製である。
【００４７】
基体１が、選択した材料製である場合、この中間層３０は、炭化ケイ素フィルムであり得る。
【００４８】
振幅と周波数が、特定の用途に合わせて計算されている超音波を使用する工具の場合、基体１の材料もまた、超音波の周波数および出力に応じて特定される。
【００４９】
本発明によれば、本切削工具の基体１の材料は、鋼およびその合金、モリブデンおよびその合金、ニオブおよびその合金、そしてチタンおよびその合金からなる群の１つからさらに選択することができる。
【００５０】
望ましい研磨および切削特性を獲得するために、たとえば、本発明は、作用先端部分２に成長され、たとえば、ローレット切りおよび／またはスコーリングにより、および／または、砂、ガラス、粒子状材料、その他を用いるジェッティングにより、および／または前記作用先端部分２の表面をトリミングすることにより形成される、表面の凹凸１０の特性を制御する。
【００５１】
本発明によれば、この作用先端部分２の準備により、ダイヤモンドの堆積の境界面の面積を増大させるばかりでなく、前記作用先端部分２に成長されたＣＶＤダイヤモンド層を保持する機械的干渉の面積をも増大させる。
【００５２】
ＣＶＤダイヤモンドフィルムと本工具の基体１の材料間で得られる密着性のレベルは、従来の超音波工具ではこれまで不可能であった、切削、ドリリング、研磨、およびトリミングなどの操作を可能にするものであることを指摘すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来技術によって構成された円筒状の形をした工具の作用先端部分を概略的に示す図である。
【図２】図１で示した作用先端部分の一部の拡大図を概略的に示す図である。
【図３】本発明のプロセスによるＣＶＤダイヤモンドで製作された、円筒状の形をした工具の作用先端部分を概略的に示す図である。
【図４】図３で示した作用先端部分の一部の拡大図を概略的に示す図である。
【図５】本発明によるＣＶＤダイヤモンドで製作された、環状形の作用先端部分を概略的に示す図である。
【図６】図５で示した作用先端部分の一部の拡大図を概略的に示す図である。
【図７】本発明のプロセスによる作用先端部分に成長された、ＣＶＤダイヤモンドの層を有する作用先端部分の長手方向断面を概略的に示す図である。
【図８】本発明の切削工具を製作するプロセスで使用するタイプのＣＶＤダイヤモンド成長の反応器を概略的に正面図で示す図である。
【図９】本発明によって製作される切削工具の基体の作用先端部分を概略的に拡大して示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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