(57)【要約】  一実施形態に係る切削工具の製造方法は、基材と、基材に固定されるダイヤモンド単結晶体を備え、かつダイヤモンド単結晶体がすくい面と、すくい面に連なる逃げ面と、すくい面及び逃げ面の境界を成す稜線により構成される切れ刃とを有する切削工具の製造方法である。本発明の一態様に係る切削工具の製造方法は、切れ刃に沿って、逃げ面側からダイヤモンド単結晶体にレーザを照射する逃げ面照射工程を備える。逃げ面照射工程において、レーザのパルス幅は１×１０−１２秒以下であり、レーザのピーク出力は１Ｗ未満である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材に固定されたダイヤモンド単結晶体を備え、かつ前記ダイヤモンド単結晶体がすくい面と、前記すくい面に連なる逃げ面と、前記すくい面及び前記逃げ面の境界を成す稜線により構成される切れ刃とを有する切削工具の製造方法であって、
前記切れ刃に沿って、前記逃げ面側から前記ダイヤモンド単結晶体にレーザを照射する逃げ面照射工程を備え、
前記逃げ面照射工程において、レーザのピーク出力は１Ｗ未満であり、レーザのパルス幅は１×１０−１２秒以下である、切削工具の製造方法。
【請求項２】
前記ダイヤモンド単結晶体は、不純物を含有し、
前記ダイヤモンド単結晶体中における前記不純物の濃度は、６００ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の切削工具の製造方法。
【請求項３】
前記不純物は、窒素であり、
前記ダイヤモンド単結晶体中の窒素濃度は、２０ｐｐｍ以上７０ｐｐｍ以下である、請求項２に記載の切削工具の製造方法。
【請求項４】
前記すくい面の反対面側から前記ダイヤモンド単結晶体にレーザを照射して前記切れ刃を形成する切れ刃形成工程をさらに備え、
前記切れ刃形成工程において、レーザのパルス幅は、１×１０−１２秒以下である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の切削工具の製造方法。
【請求項５】
前記ダイヤモンド単結晶体を前記基材に固定する固定工程をさらに備え、
前記固定工程は、前記逃げ面照射工程よりも先に行われる、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の切削工具の製造方法。
【請求項６】
前記すくい面は、前記ダイヤモンド単結晶体の｛１００｝面により構成され、
前記逃げ面照射工程におけるレーザの照射方向と前記すくい面とは、−５２°以上５２°以下の角度をなす、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の切削工具の製造方法。
【請求項７】
前記すくい面は、前記ダイヤモンド単結晶体の｛１１０｝面により構成され、
前記逃げ面照射工程におけるレーザの照射方向と前記すくい面とは、−３５°以上３５°以下、−８９°以上−３８°以下又は３８°以上８９°以下である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の切削工具の製造方法。
【請求項８】
基材と、前記基材に固定されるダイヤモンド単結晶体とを備え、かつ前記ダイヤモンド単結晶体がすくい面と、前記すくい面に連なる逃げ面と、前記すくい面及び前記逃げ面の境界を成す稜線により構成される切れ刃とを有する切削工具の製造方法であって、
前記すくい面の反対面側から前記ダイヤモンド単結晶体にレーザを照射して前記切れ刃を形成する切れ刃形成工程を備え、
前記切れ刃形成工程において、レーザのパルス幅は１×１０−１２以下である、切削工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、切削工具の製造方法に関する。本出願は、２０１７年３月２８日に出願した日本特許出願である特願２０１７−０６３１９９号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１６−２０３３７２号公報（特許文献１）には、切削インサート支持体に固定されている切削インサートブランクにレーザを照射することにより、切削工具の切れ刃及び逃げ面を形成する方法が記載されている。特許文献１に記載の方法においては、切削インサートブランクは、単結晶ダイヤモンドで形成されている場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０３３７２号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の第１の態様に係る切削工具の製造方法は、基材と、基材に固定されるダイヤモンド単結晶体とを備える切削工具の製造方法である。ダイヤモンド単結晶体は、すくい面と、すくい面に連なる逃げ面と、すくい面及び逃げ面の境界を成す稜線により構成される切れ刃とを有する。本開示の第１の態様に係る切削工具の製造方法は、切れ刃に沿って逃げ面側からダイヤモンド単結晶体にレーザを照射する逃げ面照射工程を備える。逃げ面照射工程において、レーザのパルス幅は１×１０−１２秒以下であり、レーザのピーク出力は１Ｗ未満である。
【０００５】
本開示の第２の態様に係る切削工具の製造方法は、基材と、基材に固定されるダイヤモンド単結晶体とを備える切削工具の製造方法である。ダイヤモンド単結晶体は、すくい面と、すくい面に連なる逃げ面と、すくい面及び逃げ面の境界を成す稜線により構成される切れ刃とを有する。本開示の第２の態様に係る切削工具の製造方法は、すくい面の反対面側からダイヤモンド単結晶体にレーザを照射して切れ刃を形成する切れ刃形成工程を備える。切れ刃形成工程において、レーザのパルス幅は、１×１０−１２秒以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施形態に係る切削工具の斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る切削工具の製造方法を示す工程図である。
【図４】図４は、固定工程Ｓ１での実施形態に係る切削工具の断面図である。
【図５】図５は、切れ刃形成工程Ｓ２での実施形態に係る切削工具の断面図である。
【図６】図６は、逃げ面照射工程Ｓ３での実施形態に係る切削工具の断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係る切削工具の製造方法に用いられる加工装置３の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［本開示が解決しようとする課題］
単結晶ダイヤモンドは、結合剤を含む多結晶ダイヤモンド焼結体と比較して、レーザの吸収率が低い。単結晶ダイヤモンドで形成される切削インサートブランクに対してレーザ加工を行う際には、単結晶ダイヤモンドの低いレーザの吸収率に起因して、単結晶ダイヤモンドに割れ、欠けが残存するおそれがある。単結晶ダイヤモンドにおいては、このような割れ、欠けを起点として、急激に破壊が進展する。しかしながら、特許文献１に記載の方法においては、このような割れ、欠けに対する対策が何ら講じられていない。
【０００８】
本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、レーザによる加工後に、ダイヤモンド単結晶体に割れ、欠けが残存することを抑制できる切削工具の製造方法を提供するものである。
【０００９】
［本開示の効果］
本開示の第１の態様に係る切削工具の製造方法によると、レーザによる加工後に、ダイヤモンド単結晶体に割れ、欠けが残存することを抑制できる。本開示の第２の態様に係る切削工具の製造方法によると、レーザによる加工後に、ダイヤモンド単結晶体に割れ、欠けが残存することを抑制できる。
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
まず、本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１１】
（１）本開示の第１の態様に係る切削工具の製造方法は、基材と、基材に固定されるダイヤモンド単結晶体とを備える切削工具の製造方法である。ダイヤモンド単結晶体は、すくい面と、すくい面に連なる逃げ面と、すくい面及び逃げ面の境界を成す稜線により構成される切れ刃とを有する。本開示の第１の態様に係る切削工具の製造方法は、切れ刃に沿って逃げ面側からダイヤモンド単結晶体にレーザを照射する逃げ面照射工程を備える。逃げ面照射工程において、レーザのパルス幅は１×１０−１２秒以下であり、レーザのピーク出力は１Ｗ未満である。
【００１２】
上記（１）の切削工具の製造方法によると、レーザによる加工後に、ダイヤモンド単結晶体に割れ、欠けが残存することを抑制できる。
【００１３】
（２）上記（１）の切削工具の製造方法において、ダイヤモンド単結晶体は、６００ｐｐｍ未満の不純物を含有していてもよい。
【００１４】
上記（２）の切削工具の製造方法によると、レーザ加工に伴う不純物を起点としたダイヤモンド単結晶体の割れ、欠けを抑制できる。
【００１５】
（３）上記（２）の切削工具の製造方法において、不純物は、窒素であってもよい。ダイヤモンド単結晶体中の窒素濃度は、２０ｐｐｍ以上７０ｐｐｍ以下であってもよい。
【００１６】
上記（３）の切削工具によると、レーザによる加工後にダイヤモンド単結晶体に割れ、欠けが残存することを抑制しつつ、ダイヤモンド単結晶体の耐欠損性、耐摩耗性を改善することができる。
【００１７】
（４）上記（１）〜（３）の切削工具の製造方法は、すくい面の反対面側からダイヤモンド単結晶体にレーザを照射して切れ刃を形成する切れ刃形成工程をさらに備えていてもよい。切れ刃形成工程において、レーザのパルス幅は、１×１０−１２秒以下であってもよい。
【００１８】
上記（４）の切削工具の製造方法によると、レーザによる加工後におけるダイヤモンド単結晶体の劈開をさらに抑制できる。
【００１９】
（５）上記（１）〜（４）の切削工具の製造方法は、ダイヤモンド単結晶体を基材に固定する固定工程をさらに備えていてもよい。固定工程は、逃げ面照射工程よりも先に行われていてもよい。上記（５）の切削工具の製造方法によると、切れ刃を精度よく形成することができる。
【００２０】
（６）上記（１）〜（５）の切削工具の製造方法において、すくい面は、ダイヤモンド単結晶体の｛１００｝面により構成されていてもよい。逃げ面照射工程におけるレーザの照射方向とすくい面とは、−５２°以上５２°以下の角度をなしていてもよい。
【００２１】
上記（６）の切削工具の製造方法によると、レーザによる加工後におけるダイヤモンド単結晶体の劈開を抑制できる。
【００２２】
（７）上記（１）〜（５）の切削工具の製造方法において、すくい面は、ダイヤモンド単結晶体の｛１１０｝面により構成されていてもよい。逃げ面照射工程におけるレーザの照射方向とすくい面とは、−３５°以上３５°以下、−８９°以上−３８°以下又は３８°以上８９°以下であってもよい。
【００２３】
上記（７）の切削工具の製造方法によると、レーザによる加工後におけるダイヤモンド単結晶体の劈開を抑制できる。
【００２４】
（８）本開示の第２の態様に係る切削工具の製造方法は、基材と、基材に固定されるダイヤモンド単結晶体とを備える切削工具の製造方法である。ダイヤモンド単結晶体は、すくい面と、すくい面に連なる逃げ面と、すくい面及び逃げ面の境界を成す稜線により構成される切れ刃とを有する。本開示の第２の態様に係る切削工具の製造方法は、すくい面の反対面側からダイヤモンド単結晶体にレーザを照射して切れ刃を形成する切れ刃形成工程を備えている。切れ刃形成工程においては、レーザのパルス幅は、１×１０−１２秒以下である。
【００２５】
上記（８）の切削工具の製造方法によると、レーザによる加工後に、ダイヤモンド単結晶体に割れ、欠けが残存することを抑制できる。
【００２６】
［本開示の実施形態の詳細］
次に、本開示の実施形態の詳細を、図面を参照して説明する。なお、各図中同一又は相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００２７】
（実施形態に係る切削工具の構成）
以下に、実施形態に係る切削工具の構成について説明する。
【００２８】
図１は、実施形態に係る切削工具の斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。図１及び２に示すように、実施形態に係る切削工具は、基材１と、ダイヤモンド単結晶体２とを有している。
【００２９】
基材１は、頂面１１と、裏面１２とを有している。裏面１２は、頂面１１の反対側の面である。頂面１１には、取付部１３が設けられている。取付部１３は、基材１のコーナ部に設けられている。取付部１３において、頂面１１は、取付部１３において、頂面１１から裏面１２に向かう方向の段差がついている。
【００３０】
基材１は、例えば、超硬合金により構成されている。但し、基材１を構成する材料はこれに限られるものではない。基材１は、高速度鋼により構成されていてもよく、サーメット、セラミックス等により構成されていてもよい。
【００３１】
ダイヤモンド単結晶体２は、すくい面２１と、逃げ面２２と、切れ刃２３とを有している。逃げ面２２は、すくい面２１に連なっている。切れ刃２３は、すくい面２１と逃げ面２２との境界を成す稜線により構成されている。ダイヤモンド単結晶体２は、基材１に固定されている。より具体的には、ダイヤモンド単結晶体２は、すくい面２１の反対面において、基材１の頂面１１に固定されている。さらに具体的には、ダイヤモンド単結晶体２は、基材１の取付部１３に固定されている。
【００３２】
すくい面２１は、ダイヤモンド単結晶体２の｛１００｝面により構成されていることが好ましい。すくい面２１は、ダイヤモンド単結晶体２の｛１１０｝面により構成されていることが好ましい。なお、｛１００｝面とは、ダイヤモンド結晶の（１００）面と等価な全ての結晶面をいい、｛１１０｝面とは、ダイヤモンド結晶の（１１０）面と等価な全ての結晶面をいう。
【００３３】
切れ刃２３は、曲率半径Ｒを有している。曲率半径Ｒは、５μｍ以下であることが好ましい。曲率半径Ｒは、２μｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
切れ刃２３に隣接している逃げ面２２における算術平均粗さＲａは、０．０３５μｍ以下であることが好ましい。なお、算術平均粗さＲａは、レーザ変位型測定器を用いて測定される。
【００３５】
ダイヤモンド単結晶体２は、ダイヤモンドの単結晶で構成されていればよく、その形成方法は問わない。例えば、ダイヤモンド単結晶体２は、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）により形成されたものであってもよく、ＨＰＨＴ（High  Pressure  High  Temperature）法により形成されたものでもよい。
【００３６】
ダイヤモンド単結晶体２は、不純物を含有していてもよい。ダイヤモンド単結晶体２中における不純物の含有量は、６００ｐｐｍ未満であることが好ましい。ダイヤモンド単結晶体２中における不純物濃度は、ＳＩＭＳ（Secondary  Ion  Mass  Spectrometry、二次イオン質量分析法）により測定される。ダイヤモンド単結晶体２に含有される不純物は、ダイヤモンド単結晶体２に導電性を付与する不純物であってもよく、ダイヤモンド単結晶体２に導電性を付与しない不純物であってもよい。ダイヤモンド単結晶体２に導電性を付与する不純物の例は、ホウ素等である。ダイヤモンド単結晶体２に導電性を付与しない不純物の例は、窒素である。
【００３７】
ダイヤモンド単結晶体２中に含有される不純物が窒素である場合、ダイヤモンド単結晶体２中における窒素濃度は、２０ｐｐｍ以上７０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
（実施形態に係る切削工具の製造方法）
以下に、実施形態に係る切削工具の製造方法について説明する。
【００３９】
図３は、実施形態に係る切削工具の製造方法を示す工程図である。図３に示すように、実施形態に係る切削工具の製造方法は、固定工程Ｓ１と、切れ刃形成工程Ｓ２と、逃げ面照射工程Ｓ３とを有している。固定工程Ｓ１は、切れ刃２３の基材１に対する寸法精度を向上させる観点から、切れ刃形成工程Ｓ２及び逃げ面照射工程Ｓ３の先に行われることが好ましい。
【００４０】
図４は、固定工程Ｓ１での実施形態に係る切削工具の断面図である。図４に示すように、固定工程Ｓ１においては、ダイヤモンド単結晶体２が、基材１の取付部１３に固定される。ダイヤモンド単結晶体２の基材１への固定は、例えば、ロウ付けにより行われる。但し、ダイヤモンド単結晶体２の基材１への固定方法は、これに限られるものではなく、他の方法により固定してもよい。
【００４１】
図５は、切れ刃形成工程Ｓ２での実施形態に係る切削工具の断面図である。図５に示すように、切れ刃形成工程Ｓ２においては、逃げ面２２及び切れ刃２３が形成される。逃げ面２２及び切れ刃２３は、ダイヤモンド単結晶体２にレーザＬ１を照射することにより形成される。切れ刃形成工程Ｓ２においては、レーザＬ１は、すくい面２１の反対面側から（より詳細には、裏面１２側から頂面１１側に向かって）照射される。なお、切れ刃形成工程Ｓ２において、レーザＬ１による加工部位がダイヤモンド単結晶体２のすくい面２１に達する際、切れ刃２３近傍に割れ、欠けが発生することをさらに抑制する観点から、レーザＬ１は、デフォーカスされる（レーザＬ１がダイヤモンド単結晶体２に最も集束していない状態でレーザＬ１をダイヤモンド単結晶体２に照射する）ことが好ましい。
【００４２】
切れ刃形成工程Ｓ２においては、レーザＬ１のパルス幅は１×１０−１２秒以下である。切れ刃形成工程Ｓ２においては、レーザＬ１のパルス幅は、好ましくは、１×１０−１５秒以上である。このことを別の観点からいえば、切れ刃形成工程Ｓ２におけるレーザＬ１による加工は、熱モードではなく、アブレーションモードにより行われている。
【００４３】
切れ刃形成工程Ｓ２において用いられるレーザＬ１の波長は、好ましくは１０６４ｎｍ以下である。切れ刃形成工程Ｓ２において用いられるレーザＬ１の波長は、さらに好ましくは、５１２ｎｍ以下である。レーザＬ１の波長が短くなることにより、ダイヤモンド単結晶体２における吸収率が上昇するため、安定した加工が可能となる。切れ刃形成工程Ｓ２において用いられるレーザＬ１は、例えばＹＶＯ４レーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、又はこれらの二倍高調波である。
【００４４】
図６は、逃げ面照射工程Ｓ３での実施形態に係る切削工具の断面図である。図６に示すように、逃げ面照射工程Ｓ３においては、切れ刃２３に沿って、逃げ面２２側から、レーザＬ２がダイヤモンド単結晶体２に照射される。
【００４５】
逃げ面照射工程Ｓ３においては、レーザＬ２のパルス幅は１×１０−１２秒以下である。逃げ面照射工程Ｓ３においては、レーザＬ２のパルス幅は、好ましくは、１×１０−１５秒以上である。このことを別の観点からいえば、逃げ面照射工程Ｓ３におけるレーザＬ１による加工は、熱モードではなく、アブレーションモードにより行われている。逃げ面照射工程Ｓ３において、レーザＬ２のピーク出力は、１Ｗ未満である。レーザＬ２のピーク出力は、レーザＬ２の１パルスあたりのエネルギーをレーザＬ２のパルス幅で除した値である。
【００４６】
逃げ面照射工程Ｓ３においては、レーザＬ２の照射方向とすくい面２１とは、角度θをなしている。すくい面２１がダイヤモンド単結晶体２の｛１００｝面により構成されている場合、角度θは、−３５°以上３５°以下であることが好ましい。
【００４７】
すくい面２１がダイヤモンド単結晶体２の｛１１０｝面により構成されている場合、角度θは、−３５°以上３５°以下であることが好ましい。この場合、角度θは、−８９°以上−３８°以下又は３８°以上８９°以下であってもよい。
【００４８】
なお、角度θが正の場合とは、すくい面２１が上方を向き、かつ逃げ面２２が右方を向いている状態において、レーザＬ２の照射方向がすくい面２１に対して反時計回りに回転している場合であり、角度θが負の場合とは、すくい面２１が上方を向き、かつ逃げ面２２が右方を向いている状態において、レーザＬ２の照射方向がすくい面２１に対して時計回りに回転している場合である。
【００４９】
逃げ面照射工程Ｓ３において用いられるレーザＬ２の波長は、好ましくは１０６４ｎｍ以下である。逃げ面照射工程Ｓ３において用いられるレーザＬ２の波長は、さらに好ましくは、５１２ｎｍ以下である。レーザＬ２の波長が短くなることにより、ダイヤモンド単結晶体２における吸収率が上昇するため、安定した加工が可能となる。逃げ面照射工程Ｓ３において用いられるレーザＬ２は、例えばＹＶＯ４レーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、又はこれらの二倍高調波である。
【００５０】
図７は、実施形態に係る切削工具の製造方法に用いられる加工装置３の構成を示す模式図である。図７に示すように、実施形態に係る切削工具の製造方法に用いられる加工装置３は、レーザ光源３１と、スキャナヘッド３２と、加工ステージ３３とを有している。
【００５１】
レーザ光源３１は、スキャナヘッド３２にレーザＬ１及びレーザＬ２を供給する。加工ステージ３３には、加工対象物Ｗが載置される。加工対象物Ｗは、上記の実施形態に係る切削工具である。スキャナヘッド３２は、レーザ光源３１から供給されたレーザＬ１及びレーザＬ２を、加工対象物Ｗの表面上において走査させる。スキャナヘッド３２は、例えばガルバノメータスキャナである。切れ刃形成工程Ｓ２及び逃げ面照射工程Ｓ３は、例えば加工装置３を用いて行われる。
【００５２】
上記においては、固定工程Ｓ１は、切れ刃形成工程Ｓ２及び逃げ面照射工程Ｓ３の前に行われるものとして説明したが、固定工程Ｓ１は、切れ刃形成工程Ｓ２及び逃げ面照射工程Ｓ３の後に行われてもよい。
【００５３】
上記においては、切れ刃形成工程Ｓ２では、レーザＬ１は、すくい面２１の反対面側から照射されるとしたが、逃げ面照射工程Ｓ３が行われる場合、レーザＬ１は、すくい面２１側から照射されてもよい。切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１がすくい面２１の反対側の面から照射される場合、逃げ面照射工程Ｓ３は行われなくてもよい。基材１に対する切れ刃２３の寸法精度を向上させ、かつ切れ刃２３の割れ、欠けの残存を抑制するとの観点からは、まず固定工程Ｓ１を行い、その次に切れ刃形成工程Ｓ２（レーザＬ１をすくい面２１の反対側の面から照射する）を行い、その次に逃げ面照射工程Ｓ３を行うことが最も好ましい。
【００５４】
（実施形態に係る切削工具の製造方法の効果）
以下に、実施形態に係る切削工具の効果について説明する。
【００５５】
まず、切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１をすくい面２１の反対面側から照射することによる効果について説明する。切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１をすくい面２１側から照射する場合、切れ刃２３近傍に割れ、欠けが生じるおそれがある。これは、ダイヤモンド単結晶体２はレーザＬ１の吸収率が低いためにレーザによる加工が不安定となり、加工時にスパーク（小爆発）が発生してしまうおそれがあるからである。
【００５６】
レーザＬ１が照射された部分のダイヤモンド単結晶体２は、部分的にグラファイト化する。グラファイト化したダイヤモンド単結晶体２の部分においては、レーザＬ１の吸収率が高くなる。そのため、レーザＬ１による加工が進み、レーザＬ１の照射位置付近のグラファイト化が進んだ部分においては、レーザＬ１による加工が安定してスパークが生じにくくなり、ダイヤモンド単結晶体２に割れ、欠けが生じにくい。
【００５７】
切れ刃形成工程Ｓ２において、レーザＬ１がすくい面２１の反対面側から照射される場合、切れ刃２３は、切れ刃形成工程Ｓ２の終了直前に形成されることになる。そのため、切れ刃２３が形成される際にレーザＬ１が照射されるダイヤモンド単結晶体２の部分においては、グラファイト化が生じている。したがって、切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１がすくい面２１の反対面側から照射される場合、切れ刃２３が形成される際に割れ、欠けが生じにくい。すなわち、切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１がすくい面２１の反対面側から照射される場合レーザによる加工後に、ダイヤモンド単結晶体に割れ、欠けが残存することを抑制できる。
【００５８】
レーザＬ１は、その焦点において最も集束しており、焦点から離れるほどに広がっている。切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１がすくい面２１側から照射される場合、レーザＬ１による加工は、すくい面２１からすくい面２１の反対面に向かってダイヤモンド単結晶体２を掘り下げるように進む。この際に、切れ刃２３の近傍には、広がったレーザＬ１の部分が照射される。その結果、切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１がすくい面２１側から照射される場合には、切れ刃２３のシャープさが損なわれる（切れ刃２３の曲率半径Ｒが大きくなる）。
【００５９】
切れ刃形成工程Ｓ２において、レーザＬ１がすくい面２１の反対面側から照射される場合、レーザＬ１による加工は、すくい面２１の反対面からすくい面２１面に向かってダイヤモンド単結晶体２を掘り下げるように進む。そのため、切れ刃２３の近傍には、レーザＬ１のうち特に集束された部分が照射される。したがって、切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１がすくい面２１の反対側から照射される場合、シャープな（曲率半径Ｒが小さい）切れ刃２３を得ることができる。
【００６０】
なお、切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１による加工部位がすくい面２１に達する際にレーザＬ１がデフォーカスされる場合、広がったレーザＬ１の部分が切れ刃２３近傍に照射される。しかしながら、レーザＬ１がすくい面２１の反対面側から照射される場合は、レーザＬ１をすくい面２１側から照射する場合とはレーザＬ１の照射方向が逆となるため、レーザＬ１の広がりの影響も逆となる（レーザＬ１の広がりが、切れ刃２３のシャープさを高めるように作用する）。したがって、切れ刃形成工程Ｓ２においてレーザＬ１による加工部位がすくい面２１に達する際にレーザＬ１がデフォーカスされたとしても、シャープな切れ刃２３を得ることができる。
【００６１】
次に、逃げ面照射工程Ｓ３を行うことによる効果について説明する。逃げ面照射工程Ｓ３においては、切れ刃２３に沿って、逃げ面２２側からダイヤモンド単結晶体２にレーザＬ２が照射される。レーザＬ２のパルス幅は、１×１０−１２秒以下であるため、レーザＬ２の照射により、ダイヤモンド単結晶体２にアブレーションが生じる。切れ刃形成工程Ｓ２において切れ刃２３の近傍に割れ、欠けが生じたとしても、その割れ、欠けは、このアブレーションにより除去される。レーザＬ２のピーク出力は１Ｗ未満であるため、逃げ面照射工程Ｓ３においてレーザＬ２を照射する際に、割れ、欠けが生じがたい。そのため、逃げ面照射工程Ｓ３が行われる場合、レーザによる加工後に、ダイヤモンド単結晶体に割れ、欠けが残存することを抑制できる。
【００６２】
すくい面２１がダイヤモンド単結晶体２の｛１００｝面により構成され、かつ角度θが−５２°以上５２°以下である場合、レーザＬ２の照射方向とダイヤモンド単結晶体２の劈開方向とが交差する。そのため、この場合には、レーザＬ２の照射に伴い、レーザＬ２による加工後におけるダイヤモンド単結晶体２の劈開を抑制できる。すくい面２１がダイヤモンド単結晶体２の｛１１０｝面で構成され、かつ角度θが−３５°以上３５°以下、−８９°以上−３８°以下、又は３８°以上８９°以上の場合についても、同様である。
【００６３】
ダイヤモンド単結晶体２中に含有される不純物は、ダイヤモンド単結晶体２よりもレーザの吸収率が高い。ダイヤモンド単結晶体２中の不純物が含まれている位置において、レーザの吸収率の変化に起因し、割れ、欠けが生じるおそれがある。ダイヤモンド単結晶体２中に含有される不純物の濃度が６００ｐｐｍ未満である場合、このような割れ、欠けの発生を抑制することができる。
【００６４】
ダイヤモンド単結晶体２中の窒素濃度が上昇するほど、ダイヤモンド単結晶体２の耐摩耗性、耐欠損性は改善される。但し、ダイヤモンド単結晶体２中における窒素濃度が過剰になると、ダイヤモンド単結晶体２の素材結合が脆くなる。その結果、レーザによる加工時に割れ、欠けが発生しやすくなる。そのため、ダイヤモンド単結晶体２中における窒素濃度が２０ｐｐｍ以上７０ｐｐｍ以上の場合には、レーザ加工後におけるダイヤモンド単結晶体２に割れ、欠けが発生することを抑制しながら、ダイヤモンド単結晶体２の耐摩耗性、耐欠損性を改善することができる。
【００６５】
また、ダイヤモンド単結晶体２中に窒素を含有させることにより、ダイヤモンド単結晶体２の長波長側のレーザに対する吸収率が向上する。その結果、ダイヤモンド単結晶体２が窒素を含有する場合には、レーザ加工の安定化を図ることができる。
【００６６】
ダイヤモンド単結晶体２に含まれる不純物がダイヤモンド単結晶体２に導電性を付与するものではない場合、ダイヤモンド単結晶体２を放電加工により加工することは困難である。実施形態に係る切削工具の製造方法によると、放電加工が困難な場合であっても、割れ、欠けが残存することを抑制できる。
【００６７】
固定工程Ｓ１が切れ刃形成工程Ｓ２及び逃げ面照射工程Ｓ３の前に行われる場合、切れ刃形成工程Ｓ２及び逃げ面照射工程Ｓ３の後に切れ刃２３の位置がずれることはない。そのため、この場合には、形状精度よく切れ刃２３を形成することができる。
【００６８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６９】
１  基材、２  ダイヤモンド単結晶体、３  加工装置、１１  頂面、１２  裏面、１３  取付部、２１  すくい面、２２  逃げ面、２３  切れ刃、３１  レーザ光源、３２  スキャナヘッド、３３  加工ステージ、Ｌ１，Ｌ２  レーザ、Ｒ  曲率半径、Ｒａ  算術平均粗さ、Ｓ１  固定工程、Ｓ２  切れ刃形成工程、Ｓ３  逃げ面照射工程、Ｗ  加工対象物。
【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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【国際調査報告】
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