(57)【要約】  基材と、前記基材上に設けられたダイヤモンド層とからなる刃部を備えるダイヤモンド被覆工具であって、前記刃部は、その延在方向に沿う長さがＬであり、前記刃部において、一方の端部から前記延在方向に沿う方向に沿って、互いにＬ／１０の距離を隔てて並ぶ計１１点の各地点で前記ダイヤモンド層の厚みを測定した場合、全ての地点において前記厚みがすべて同一である、又は、前記厚みの最小値ｄｍｉｎと前記厚みの最大値ｄｍａｘとの比であるｄｍｉｎ／ｄｍａｘが０．７以上１未満である。
2021090637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に設けられたダイヤモンド層とからなる刃部を備えるダイヤモンド被覆工具であって、
前記刃部は、その延在方向に沿う長さがＬであり、
前記刃部において、一方の端部から前記延在方向に沿う方向に沿って、互いにＬ／１０の距離を隔てて並ぶ計１１点の各地点で前記ダイヤモンド層の厚みを測定した場合、全ての地点において前記厚みがすべて同一である、又は、前記厚みの最小値ｄｍｉｎと前記厚みの最大値ｄｍａｘとの比であるｄｍｉｎ／ｄｍａｘが０．７以上１未満である、ダイヤモンド被覆工具。
【請求項２】
前記ｄｍｉｎ／ｄｍａｘは０．８５以上１未満である、請求項１に記載のダイヤモンド被覆工具。
【請求項３】
前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、前記ダイヤモンド層のラマンシフト９００ｃｍ−１から２０００ｃｍ−１の範囲のラマンスペクトルを測定した場合、
前記第１地点におけるダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍｉｎとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍｉｎとの比Ｉｄｍｉｎ／ＩｓｍｉｎであるＩｍｉｎと、前記第２地点におけるダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍａｘとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍａｘとの比Ｉｄｍａｘ／ＩｓｍａｘであるＩｍａｘとの比Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘが０．７以上１以下である、請求項１又は請求項２に記載のダイヤモンド被覆工具。
【請求項４】
前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、Ｘ線光電子分光法により前記ダイヤモンド層のＣ１ｓスペクトルを測定した場合、
前記第１地点におけるｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍｉｎとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍｉｎとの比Ｉ３ｍｉｎ／Ｉ２ｍｉｎであるＩｘｍｉｎと、前記第２地点におけるｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍａｘとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍａｘとの比Ｉ３ｍａｘ／Ｉ２ｍａｘであるＩｘｍａｘとの比Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘが０．７以上１以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイヤモンド被覆工具。
【請求項５】
前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、電子後方散乱回折法により前記ダイヤモンド層の平均粒子径を測定した場合、
前記第１地点における平均粒子径Ｄｍｉｎと前記第２地点における平均粒子径Ｄｍａｘとの比であるＤｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７以上１以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のダイヤモンド被覆工具。
【請求項６】
前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、レーザ顕微鏡を用いて前記ダイヤモンド層の表面粗さＲａを測定した場合、
前記第１地点における表面粗さＲｍｉｎと前記第２地点における表面粗さＲｍａｘとの比であるＲｍｉｎ／Ｒｍａｘが０．７以上１以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダイヤモンド被覆工具。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のダイヤモンド被覆工具の製造方法であって、
基材を準備する工程と、
前記基材上に、熱フィラメントＣＶＤ法によりダイヤモンド層を形成してダイヤモンド被覆工具を得る工程と、を備え、
前記熱フィラメントＣＶＤ法は、前記基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内となるように制御して行う、ダイヤモンド被覆工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ダイヤモンド被覆工具及びダイヤモンド被覆工具製造方法に関する。本出願は、２０１９年１１月８日に出願した日本特許出願である特願２０１９−２０３３３０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】
ダイヤモンドは硬度が非常に高く、その平滑面は極めて低い摩擦係数を有する。従って、従来より天然産単結晶ダイヤモンドや人工ダイヤモンド粉末は、工具用途への応用がなされてきた。さらに１９８０年代に化学的気相合成（ＣＶＤ）法によるダイヤモンド薄膜の形成技術が確立されてからは、３次元状の基材に対してダイヤモンドを成膜した、切削工具や耐磨工具が開発されてきた。【０００３】
特開平１１−３４７８０５（特許文献１）には、超硬合金の基材の表面にダイヤモンドの硬質膜を被覆したダイヤモンド被覆工具部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３４７８０５号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示のダイヤモンド被覆工具は、
基材と、前記基材上に設けられたダイヤモンド層とからなる刃部を備えるダイヤモンド被覆工具であって、
前記刃部は、その延在方向に沿う長さがＬであり、
前記刃部において、一方の端部から前記延在方向に沿う方向に沿って、互いにＬ／１０の距離を隔てて並ぶ計１１点の各地点で前記ダイヤモンド層の厚みを測定した場合、全ての地点において前記厚みがすべて同一である、又は、前記厚みの最小値ｄｍｉｎと前記厚みの最大値ｄｍａｘとの比であるｄｍｉｎ／ｄｍａｘが０．７以上１未満である、ダイヤモンド被覆工具である。
【０００６】
本開示のダイヤモンド被覆工具の製造方法は、上記のダイヤモンド被覆工具の製造方法であって、
基材を準備する工程と、
前記基材上に、熱フィラメントＣＶＤ法によりダイヤモンド層を形成してダイヤモンド被覆工具を得る工程と、を備え、
前記熱フィラメントＣＶＤ法は、前記基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内となるように制御して行う、ダイヤモンド被覆工具の製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態１−１のダイヤモンド被覆工具の構成例を説明する図である。
【図２】図２は、図１、図３及び図４のダイヤモンド被覆工具のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】図３は、実施形態１−２のダイヤモンド被覆工具（テーパーカッター）の構成例を説明する図である。
【図４】図４は、実施形態１−３のダイヤモンド被覆工具（ドリル）の構成例を説明する図である。
【図５】図５は、図４の第１の刃部３５Ａの拡大図である。
【図６】図６は、図４の第２の刃部３５Ｂの拡大図である。
【図７】図７は、第１地点におけるラマンスペクトルの一例を示す図である。
【図８】図８は、第２地点におけるラマンスペクトルの一例を示す図である。
【図９】図９は、第１地点におけるＣ１ｓスペクトルの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第２地点におけるＣ１ｓスペクトルの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、従来の熱フィラメントＣＶＤ装置の一例を示す正面図である。
【図１２】図１２は、図１１の熱フィラメントＣＶＤ装置の上面図である。
【図１３】図１３は、従来の熱フィラメントＣＶＤ法による成膜時の基材の表面温度分布を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態２で用いる熱フィラメントＣＶＤ装置の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態２の熱フィラメントＣＶＤ法による成膜時の基材の表面温度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[本開示が解決しようとする課題]
ダイヤモンド被覆工具では、基材上のダイヤモンド層の厚さ及び結晶性にばらつきがあると、同一工具内で、ダイヤモンド層の摩耗や剥離の発生にもばらつきが生じ、工具寿命が短くなる傾向がある。そこで、ダイヤモンド層の厚さ及び結晶性が均一であり、長い工具寿命を有するダイヤモンド被覆工具が求められている。
【０００９】
本開示は、長い工具寿命を有するダイヤモンド被覆工具を提供することを目的とする。
【００１０】
[本開示の効果]
本開示によれば、ダイヤモンド被覆工具は、長い工具寿命を有することができる。
【００１１】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１２】
（１）本開示のダイヤモンド被覆工具は、
基材と、前記基材上に設けられたダイヤモンド層とからなる刃部を備えるダイヤモンド被覆工具であって、
前記刃部は、その延在方向に沿う長さがＬであり、
前記刃部において、一方の端部から前記延在方向に沿う方向に沿って、互いにＬ／１０の距離を隔てて並ぶ計１１点の各地点で前記ダイヤモンド層の厚みを測定した場合、全ての地点において前記厚みがすべて同一である、又は、前記厚みの最小値ｄｍｉｎと前記厚みの最大値ｄｍａｘとの比であるｄｍｉｎ／ｄｍａｘが０．７以上１未満である、ダイヤモンド被覆工具である。
【００１３】
本開示によれば、ダイヤモンド被覆工具は、長い工具寿命を有することができる。
【００１４】
（２）前記ｄｍｉｎ／ｄｍａｘは０．８５以上１未満であることが好ましい。これによると、ダイヤモンド被覆工具の工具寿命が更に向上する。
【００１５】
（３）前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、前記ダイヤモンド層のラマンシフト９００ｃｍ−１から２０００ｃｍ−１の範囲のラマンスペクトルを測定した場合、
前記第１地点におけるダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍｉｎとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍｉｎとの比Ｉｄｍｉｎ／ＩｓｍｉｎであるＩｍｉｎと、前記第２地点におけるダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍａｘとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍａｘとの比Ｉｄｍａｘ／ＩｓｍａｘであるＩｍａｘとの比Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘが０．７以上１以下であることが好ましい。
【００１６】
これによると、ダイヤモンド被覆工具の工具寿命が更に向上する。
【００１７】
（４）前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、Ｘ線光電子分光法により前記ダイヤモンド層のＣ１ｓスペクトルを測定した場合、
前記第１地点におけるｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍｉｎとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍｉｎとの比Ｉ３ｍｉｎ／Ｉ２ｍｉｎであるＩｘｍｉｎと、前記第２地点におけるｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍａｘとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍａｘとの比Ｉ３ｍａｘ／Ｉ２ｍａｘであるＩｘｍａｘとの比Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘが０．７以上１以下であることが好ましい。
【００１８】
これによると、ダイヤモンド被覆工具の工具寿命が更に向上する。
【００１９】
（５）前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、電子後方散乱回折法により前記ダイヤモンド層の平均粒子径を測定した場合、
前記第１地点における平均粒子径Ｄｍｉｎと前記第２地点における平均粒子径Ｄｍａｘとの比であるＤｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７以上１以下であることが好ましい。
【００２０】
これによると、ダイヤモンド被覆工具の工具寿命が更に向上する。
【００２１】
（６）前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、レーザ顕微鏡を用いて前記ダイヤモンド層の表面粗さＲａを測定した場合、
前記第１地点における表面粗さＲｍｉｎと前記第２地点における表面粗さＲｍａｘとの比であるＲｍｉｎ／Ｒｍａｘが０．７以上１以下であることが好ましい。
【００２２】
これによると、ダイヤモンド被覆工具の工具寿命が更に向上する。
【００２３】
（７）本開示のダイヤモンド被覆工具の製造方法は、上記に記載のダイヤモンド被覆工具の製造方法であって、
基材を準備する工程と、
前記基材上に、熱フィラメントＣＶＤ法によりダイヤモンド層を形成してダイヤモンド被覆工具を得る工程と、を備え、
前記熱フィラメントＣＶＤ法は、前記基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内となるように制御して行う、ダイヤモンド被覆工具の製造方法である。
【００２４】
本開示によれば、ダイヤモンド層の厚さが均一であり、長い工具寿命を有するダイヤモンド被覆工具を得ることができる。
【００２５】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示のダイヤモンド被覆切削工具の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
【００２６】
本明細書において「Ａ〜Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。
【００２７】
［実施形態１：ダイヤモンド被覆工具］
図１はダイヤモンド被覆工具がエンドミルの場合の構成例を示す図である。図２は、図１のダイヤモンド被覆工具のＸ−Ｘ線における断面図である。
【００２８】
図１及び図２に示されるように、ダイヤモンド被覆工具１０は、基材１と、基材１上に設けられたダイヤモンド層２とからなる刃部５を備えるダイヤモンド被覆工具であって、刃部５は、その延在方向に沿う長さがＬであり、刃部５において、一方の端部から延在方向に沿う方向に沿って、互いにＬ／１０の距離を隔てて並ぶ計１１点の各地点でダイヤモンド層の厚みを測定した場合、全ての地点において厚みがすべて同一である、又は、厚みの最小値ｄｍｉｎと厚みの最大値ｄｍａｘとの比であるｄｍｉｎ／ｄｍａｘが０．７以上１未満である。
【００２９】
本開示のダイヤモンド被覆工具は、ダイヤモンド層の厚さが均一であるため、ダイヤモンド層の摩耗や剥離の発生に偏りがなく、長い工具寿命を有することができる。
【００３０】
以下、本開示のダイヤモンド被覆工具の具体例について図１〜図６を用いて説明する。なお、図１はダイヤモンド被覆工具がエンドミルの場合、図３はダイヤモンド被覆工具がテーパーカッターの場合、図４〜図６はダイヤモンド被覆工具がドリルの場合を示すが、ダイヤモンド被覆工具の種類はこれに限定されない。本開示のダイヤモンド被覆工具としては、例えば、バイト、カッタ、ドリル、エンドミル等の切削工具、および、ダイス、曲げダイ、絞りダイス、ボンディングツール等の耐磨工具が挙げられる。
【００３１】
［実施形態１−１：エンドミル］
実施形態１−１では、ダイヤモンド被覆工具がエンドミルの場合を説明する。図１に示されるように、ダイヤモンド被覆工具１０であるエンドミルは、ボディ３と、該ボディ３に接続するシャンク４とを備える。ボディ３のうち、底刃６及び外周刃７を含む切れ刃の形成されている刃部３は、Ｘ−Ｘ断面において、図２に示されるように、基材１と該基材１上に設けられたダイヤモンド層２とを備える。
【００３２】
図１では、刃部５は、工具の回転軸Ｏに沿って延在している。従って、実施形態１−１では、刃部５のその延在する方向に沿う長さＬとは、刃部５の工具の回転軸Ｏに沿う長さを意味する。
【００３３】
＜基材＞
基材としては、従来公知のものを特に限定なく使用することができる。例えば、超硬合金（たとえばＷＣ基超硬合金、ＷＣの他、Ｃｏを含み、あるいはさらにＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の炭窒化物等を添加したものも含む）、サーメット（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ等を主成分とするもの）、高速度鋼、工具鋼、セラミックス（炭化チタン、炭化硅素、窒化硅素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、およびこれらの混合体など）、立方晶型窒化硼素焼結体等をこのような基材の例として挙げることができる。
【００３４】
これらの基材の中でも、特にＷＣ基超硬合金、サーメット（特にＴｉＣＮ基サーメット）を選択することが好ましい。これは、これらの基材が特に高温における硬度と強度とのバランスに優れ、ダイヤモンド被覆切削工具の基材として優れた特性を有するためである。
【００３５】
＜ダイヤモンド層＞
ダイヤモンド層は、従来公知の化学気相合成法（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で作製されたものを用いることができる。中でも、熱フィラメントＣＶＤ法で形成されたものであることが好ましい。
【００３６】
（厚み）
刃部５において、一方の端部（図１では先端Ｔ側の端部）から延在方向（軸Ｏ）に沿うに沿って、互いにＬ／１０の距離を隔てて並ぶ計１１点の各地点（図１ではＰ０〜Ｐ１０で示される各地点）でダイヤモンド層の厚みを測定した場合、全ての地点において厚みがすべて同一である、又は、厚みの最小値ｄｍｉｎと厚みの最大値ｄｍａｘとの比であるｄｍｉｎ／ｄｍａｘが０．７以上１未満である。これによると、ダイヤモンド被覆工具は、ダイヤモンド層の厚さが均一であり、長い工具寿命を有することができる。
【００３７】
上記のｄｍｉｎ／ｄｍａｘは０．８５以上１未満が好ましく、０．９５以上１未満が更に好ましい。
【００３８】
本明細書において、ダイヤモンド層の厚みは、下記（１−１）〜（１−２）の手順で測定される。
【００３９】
（１−１）刃部５の回転軸Ｏに沿う長さＬを測定する。次に、刃部の一方の端部（例えば工具の先端部、図１では先端Ｔ側の端部）及び、該端部からの距離が（Ｌ／１０）×ｎの長さ（ここでｎは０以上１０以下の整数である。）の各地点（両端部を含む合計１１地点、図１ではＰ０〜Ｐ１０の１１点）において、ダイヤモンド被覆工具を回転軸Ｏに垂直な方向にワイヤー放電加工機で切り出し、断面を露出させる。
【００４０】
（１−２）各地点の断面において、ダイヤモンド層の厚みをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子社製「ＪＥＭ−２１００Ｆ／Ｃｓ」（商標））を用いて観察することにより測定する。具体的には、断面サンプルの観察倍率を５０００倍とし、観察視野面積を１００μｍ２として、該観察視野内で３箇所の厚みを測定し、該３箇所の平均値を該観察視野の厚みとする。５つの観察視野において測定を行い、該５つの観察視野の厚みの平均値をダイヤモンド層の厚みとする。
【００４１】
ダイヤモンド層の厚みの最小値ｄｍｉｎは、例えば、下限を３μｍ、４μｍ、５μｍとすることができ、上限を２８μｍ、２９μｍ、３０μｍとすることができる。
【００４２】
ダイヤモンド層の厚みの最大値ｄｍａｘは、例えば、下限を３μｍ、４μｍ、５μｍとすることができ、上限を２８μｍ、２９μｍ、３０μｍとすることができる。
【００４３】
（ラマンスペクトル）
ダイヤモンド層の厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点、及び、ダイヤモンド層の厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、ダイヤモンド層のラマンシフト９００ｃｍ−１から２０００ｃｍ−１の範囲のラマンスペクトルを測定した場合、第１地点におけるダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍｉｎとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍｉｎとの比Ｉｄｍｉｎ／ＩｓｍｉｎであるＩｍｉｎと、第２地点におけるダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍａｘとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍａｘとの比Ｉｄｍａｘ／ＩｓｍａｘであるＩｍａｘとの比Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘが０．７以上１以下であるが好ましい。
【００４４】
これによると、ダイヤモンド被覆工具の工具寿命が更に向上する。この理由は明らかではないが、Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘの値が０．７以上であると、ダイヤモンドの結晶性がダイヤモンド層の全域にわたって均一であり、ダイヤモンド層の耐摩耗性や耐剥離性も刃部において均一になるためと考えられる。
【００４５】
上記のＩｍｉｎ／Ｉｍａｘは、０．８５以上１以下がより好ましく、０．９以上１以下が更に好ましい。
【００４６】
本明細書において、上記のＩｍｉｎ／Ｉｍａｘは、下記（２−１）〜（２−６）の手順で算出される。
【００４７】
（２−１）上記のダイヤモンド層の厚みの測定結果に基づき、ダイヤモンド層の厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点、及び、ダイヤモンド層の厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点を特定する。第１地点及び第２地点において、ダイヤモンド被覆工具を回転軸Ｏに垂直な方向にワイヤー放電加工機で切り出し、断面を露出させる。各断面を平均粒径３μｍのダイヤモンドスラリーを用いて鏡面研磨する。
【００４８】
（２−２）各地点の断面において、ダイヤモンド層内で５０μｍ×５０μｍの矩形の測定視野（以下、「ラマン分光用測定視野」ともいう。）を設定する。
【００４９】
（２−３）各ラマン分光用測定視野について、ＪＩＳ−Ｋ０１３７（２０１０）に準拠したレーザーラマン測定法により、ラマンシフト９００ｃｍ−１から２０００ｃｍ−１の範囲のラマンスペクトルを得る。ラマン分光装置は、ナノフォトン社製の「Ramantouch」（商標）を用いる。第１地点及び第２地点におけるラマンスペクトルの一例を、それぞれ図７及び図８に示す。図７及び図８において、Ｉｄで示されるスペクトルはダイヤモンドに由来するスペクトルを示し、Ｉｓで示されるスペクトルは図７及び図８のそれぞれに示される全てのスペクトルの合計を示す。
【００５０】
（２−４）第１地点のラマンスペクトルについて、画像処理ソフト（ナノフォトン社製の「Ramanimager」（商標））を用いて、ダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍｉｎとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍｉｎとの比Ｉｄｍｉｎ／ＩｓｍｉｎであるＩｍｉｎを算出する。第１地点における測定を任意の３箇所の測定視野で行い、該３箇所の平均値を「第１地点におけるＩｍｉｎ」とする。
【００５１】
（２−５）第２地点のラマンスペクトルについて、画像処理ソフト（ナノフォトン社製の「Ramanimager」（商標））を用いて、ダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍａｘとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍａｘとの比Ｉｄｍａｘ／ＩｓｍａｘであるＩｍａｘを算出する。第２地点における測定を任意の３箇所の測定視野で行い、該３箇所の平均値を「第２地点におけるＩｍａｘ」とする。
【００５２】
（２−６）上記「第１地点におけるＩｍｉｎ」と上記「第２地点におけるＩｍａｘ」とに基づき、Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘを算出する。
【００５３】
第１地点におけるＩｍｉｎは、例えば、下限を０．２５、０．３５、０．４０とすることができ、上限を０．７０、０．８０、０．９０とすることができる。
【００５４】
第２地点におけるＩｍａｘは、例えば、下限を０．２５、０．３５、０．４０とすることができ、上限を０．７０、０．８０、０．９０とすることができる。
【００５５】
（Ｃ１ｓスペクトル）
厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によりダイヤモンド層のＣ１ｓスペクトルを測定した場合、第１地点におけるｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍｉｎとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍｉｎとの比Ｉ３ｍｉｎ／Ｉ２ｍｉｎであるＩｘｍｉｎと、第２地点におけるｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍａｘとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍａｘとの比Ｉ３ｍａｘ／Ｉ２ｍａｘであるＩｘｍａｘとの比Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘが０．７以上１以下であることが好ましい。
【００５６】
これによると、ダイヤモンド被覆工具の工具寿命が更に向上する。この理由は明らかではないが、Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘの値が０．７以上であると、ダイヤモンドの結晶性がダイヤモンド層の全域にわたって均一であり、ダイヤモンド層の耐摩耗性も刃部において均一になるためと考えられる。
【００５７】
上記のＩｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘは、０．７以上１以下がより好ましく、０．８５以上１以下が更に好ましい。
【００５８】
本明細書において、上記のＩｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘは、下記（３−１）〜（３−６）の手順で算出される。
【００５９】
（３−１）上記のダイヤモンド層の厚みの測定結果に基づき、ダイヤモンド層の厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点、及び、ダイヤモンド層の厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点を特定する。第１地点及び第２地点において、ダイヤモンド被覆工具を回転軸Ｏに垂直な方向にワイヤー放電加工機で切り出し、断面を露出させる。各断面を平均粒径３μｍのダイヤモンドスラリーを用いて鏡面研磨する。
【００６０】
（３−２）各地点の断面において、ダイヤモンド層内で５０μｍ×５０μｍの矩形の測定視野（以下、「ＸＰＳ用測定視野」ともいう。）を設定する。
【００６１】
（３−３）各ＸＰＳ用測定視野について、Ｘ線光電子分光法により、Ｃ１ｓスペクトルを得る。Ｘ線光電子分光装置は、ＵＬＶＡＣ  ＰＨＩ社製の「ＱｕａｎｔｅｒａＳＸＭ」（商標）を用いる。第１地点及び第２地点におけるＣ１ｓスペクトルの一例を、それぞれ図９及び図１０に示す。
【００６２】
（３−４）第１地点のＣ１ｓスペクトルについて、画像処理ソフト（ＵＬＶＡＣ  ＰＨＩ社製の「ＰＨＩ  ＭｕｌｔｉＰａｋ」（商標））を用いて、ｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍｉｎとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍｉｎとの比Ｉ３ｍｉｎ／Ｉ２ｍｉｎであるＩｘｍｉｎを算出する。第１地点における測定を任意の３箇所の測定視野で行い、該３箇所の平均値を「第１地点におけるＩｘｍｉｎ」とする。
【００６３】
（３−５）第２地点のＣ１ｓスペクトルについて、画像処理ソフト（ＵＬＶＡＣ  ＰＨＩ社製の「ＰＨＩ  ＭｕｌｔｉＰａｋ」（商標））を用いて、ｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍａｘとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍａｘとの比Ｉ３ｍａｘ／Ｉ２ｍａｘであるＩｘｍａｘを算出する。第２地点における測定を任意の３箇所の測定視野で行い、該３箇所の平均値を「第２地点におけるＩｘｍａｘ」とする。
【００６４】
（３−６）上記「第１地点におけるＩｘｍｉｎ」と上記「第２地点におけるＩｘｍａｘ」とに基づき、Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘを算出する。
【００６５】
第１地点におけるＩｘｍｉｎは、例えば、下限を０．４０、０．４５、０．５０とすることができ、上限を０．７０、０．８０、０．９０とすることができる。
【００６６】
第２地点におけるＩｘｍａｘは、例えば、下限を０．４０、０．４５、０．５０とすることができ、上限を０．７０、０．８０、０．９０とすることができる。
【００６７】
（平均粒子径）
厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において電子後方散乱回折法（ＥＢＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ）により平均粒子径を測定した場合、第１地点における平均粒子径Ｄｍｉｎと第２地点における平均粒子径Ｄｍａｘとの比であるＤｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７以上１以下であることが好ましい。
【００６８】
これによると、ダイヤモンド被覆工具の工具寿命が更に向上する。この理由は明らかではないが、Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７以上であると、ダイヤモンドの平均粒子径がダイヤモンド層の全域にわたって均一であり、ダイヤモンド層の耐摩耗性及び耐欠損性も刃部において均一になるためと考えられる。
【００６９】
上記のＤｍｉｎ／Ｄｍａｘは、０．７以上１以下がより好ましく、０．８５以上１以下が更に好ましい。
【００７０】
本明細書において、「平均粒子径」とは、体積基準の粒度分布（体積分布）におけるメジアン径（ｄ５０）を意味する。
【００７１】
上記Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘは、下記（４−１）〜（４−５）の手順で算出される。
【００７２】
（４−１）上記のダイヤモンド層の厚みの測定結果に基づき、ダイヤモンド層において、厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点、及び、厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点を特定する。第１地点及び第２地点において、ダイヤモンド被覆工具を回転軸Ｏに垂直な方向にワイヤー放電加工機で切り出し、断面を露出させる。各断面を平均粒径３μｍのダイヤモンドスラリーを用いて鏡面研磨する。
【００７３】
（４−２）各地点の断面において、ダイヤモンド層内で２μｍ×２μｍの矩形の測定視野（以下、「ＥＢＳＤ用測定視野」ともいう。）設定する。該測定視野は、一辺がダイヤモンド層の表面からの距離が２μｍ、かつ、全領域がダイヤモンド層の表面からの距離が２μｍ以上となるような位置に設定する。
【００７４】
（４−３）第１地点のＥＢＳＤ用測定視野において、電子後方散乱回折法により、測定視野に含まれる全てのダイヤモンドの粒子径を測定し、メジアン径（ｄ５０）を算出する。電子後方散乱回折装置は、ＺＥＩＳＳ社製の「ＳＵＰＲＡ３５ＶＰ」（商標）を用いる。第１地点における測定を任意の３箇所の測定視野で行い、該３箇所の平均値を「第１地点におけるＤｍｉｎ」とする。
【００７５】
（４−４）第２地点のＥＢＳＤ用測定視野において、電子後方散乱回折法により、測定視野に含まれる全てのダイヤモンドの粒子径を測定し、メジアン径（ｄ５０）を算出する。第２地点における測定を任意の３箇所の測定視野で行い、該３箇所の平均値を「第２地点におけるＤｍａｘ」とする。
【００７６】
（４−５）上記「第１地点におけるＤｍｉｎ」と「第２地点におけるＤｍａｘ」とに基づき、Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘを算出する。
【００７７】
第１地点におけるＤｍｉｎは、例えば、下限を５０ｎｍ、７５ｎｍ、１００ｎｍとすることができ、上限を８００ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍとすることができる。
【００７８】
第２地点におけるＤｍｉｎは、例えば、下限を５０ｎｍ、７５ｎｍ、１００ｎｍとすることができ、上限を８００ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍとすることができる。
【００７９】
（表面粗さＲａ）
厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点においてレーザ顕微鏡を用いてダイヤモンド層の表面粗さＲａを測定した場合、第１地点における表面粗さＲｍｉｎと第２地点における表面粗さＲｍａｘとの比であるＲｍｉｎ／Ｒｍａｘが０．７以上１以下であることが好ましい。
【００８０】
これによると、ダイヤモンド被覆工具の工具寿命が更に向上する。この理由は明らかではないが、Ｒｍｉｎ／Ｒｍａｘが０．７以上であると、ダイヤモンドの表面粗さがダイヤモンド層の全域にわたって均一であり、ダイヤモンド層の耐摩耗性も刃部において均一になるためと考えられる。
【００８１】
上記のＲｍｉｎ／Ｒｍａｘは、０．７以上１以下がより好ましく、０．８５以上１以下が更に好ましい。
【００８２】
本明細書において、「表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される算術平均粗さＲａをいい、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの距離（偏差の絶対値）を合計し平均した値と定義される。
【００８３】
上記Ｒｍｉｎ／Ｒｍａｘは、下記（５−１）〜（５−４）の手順で算出される。
【００８４】
（５−１）上記のダイヤモンド層の厚みの測定結果に基づき、ダイヤモンド層において、厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点を特定する。
【００８５】
（５−２）ダイヤモンド層の表面において、第１地点を含むように５０μｍ四方の測定視野を設定する。該測定視野において、レーザ顕微鏡（Ｌａｓｅｒｔｅｃｈ社製「ＯＰＴＥＬＩＣＳ  ＨＹＢＲＩＤ」（商標））を用いて表面粗さを測定する。該表面粗さを「第１地点の表面粗さＲｍｉｎ」とする。
【００８６】
（５−３）ダイヤモンド層の表面において、第２地点を含むように５０μｍ四方の測定視野を設定する。該測定視野において、レーザ顕微鏡（Ｌａｓｅｒｔｅｃｈ社製「ＯＰＴＥＬＩＣＳ  ＨＹＢＲＩＤ」（商標））を用いて表面粗さを測定する。該表面粗さを「第２地点の表面粗さＲｍａｘ」とする。
【００８７】
（５−４）上記「第１地点の表面粗さＲｍｉｎ」と上記「第２地点の表面粗さＲｍａｘ」とに基づき、Ｒｍｉｎ／Ｒｍａｘを算出する。
【００８８】
第１地点の表面粗さＲｍｉｎは、例えば、下限を０．０５、０．０６、０．０７とすることができ、上限を０．２１、０．２５、０．３０とすることができる。
【００８９】
第２地点の表面粗さＲｍｉｎは、例えば、下限を０．０５、０．０６、０．０７とすることができ、上限を０．２１、０．２５、０．３０とすることができる。
【００９０】
［実施形態１−２：テーパーカッター］
実施形態１−２では、ダイヤモンド被覆工具がテーパーカッターの場合を説明する。図３に示されるように、ダイヤモンド被覆工具２１０であるテーパーカッターは、ボディ２３と、該ボディ２３に接続するシャンク２４とを備える。ボディ２３のうち、外周刃２７からなる切れ刃の形成されている刃部２５は、Ｘ−Ｘ線断面において、図２に示されるように、基材１と該基材１上に設けられたダイヤモンド層２とを備える。
【００９１】
図３では、刃部２５は、工具の回転軸Ｏに沿って延在している。従って、実施形態１−２では、刃部２５のその延在する方向に沿う長さＬとは、刃部２５の工具の回転軸Ｏに沿う長さを意味する。
【００９２】
図３では、ボディ２３の全体が刃部２５に該当するが、ボディ２３の一部が刃部であってもよい。
【００９３】
刃部における、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ、Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘ、Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘ、Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ、Ｒｍｉｎ／Ｒｍａｘ及びこれらの測定方法は、実施形態１−１と同様とすることができるためその説明は繰り返さない。
【００９４】
［実施形態１−３：ドリル］
実施形態１−３では、ダイヤモンド被覆工具がドリルの場合を説明する。図４は、実施形態１−３のダイヤモンド被覆工具の構成例を説明する図である。図５は、図４の第１の刃部３５Ａの拡大図である。図６は、図４の第２の刃部３５Ｂの拡大図である。
【００９５】
図４〜図６に示されるように、ダイヤモンド被覆工具３１０であるドリルは、ボディ３３と、該ボディ３３に接続するシャンク３４とを備える。ボディ３３は、先端部に形成された切れ刃８Ａの形成された第１の刃部３５Ａ、及び、シャンク３４側に形成された切れ刃８Ｂの形成された第２の刃部３５Ｂとを含む。切れ刃８Ｂは、穴開け時に穴入り口の面取りを行う。
【００９６】
刃部３５Ａ及び刃部３５Ｂは、Ｘ−Ｘ線断面において、図２に示されるように、基材１と該基材１上に設けられたダイヤモンド層２とを備える。
【００９７】
図４では、刃部３５Ａ及び刃部３５Ｂは、工具の回転軸Ｏに沿って延在している。従って、実施形態１−３では、刃部３５Ａ及び刃部３５Ｂのその延在する方向に沿う長さＬとは、刃部３５Ａ及び刃部３５Ｂの工具の回転軸Ｏに沿う長さを意味する。
【００９８】
刃部３５Ａ及び刃部３５Ｂにおける、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ、Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘ、Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘ、Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ、Ｒｍｉｎ／Ｒｍａｘ及びこれらの測定方法は、実施形態１−１と同様とすることができるためその説明は繰り返さない。
【００９９】
［実施形態２：ダイヤモンド被覆工具の製造方法］
本開示のダイヤモンド被覆工具の製造方法は、実施形態１のダイヤモンド被覆工具の製造方法であって、基材を準備する工程（以下、「基材準備工程」ともいう。）と、基材上に、熱フィラメントＣＶＤ法によりダイヤモンド層を形成してダイヤモンド被覆工具を得る工程（以下、「熱フィラメントＣＶＤ工程」ともいう。）と、を備え、熱フィラメントＣＶＤ法は、前記基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内となるように制御して行う、ダイヤモンド被覆工具の製造方法である。
【０１００】
（基材準備工程）
まず、基材を準備する。基材は、実施形態１−１に記載の基材と同一であるためその説明は繰り返さない。
【０１０１】
（熱フィラメントＣＶＤ工程）
次に、基材上に、熱フィラメントＣＶＤ法によりダイヤモンド層を形成してダイヤモンド被覆工具を得る。熱フィラメントＣＶＤ法では、例えば、真空炉内にメタンと水素とを供給しながら、加熱することにより、基材上にダイヤモンド層を形成する。熱フィラメントＣＶＤ法は、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内となるように制御して行う。
【０１０２】
ここで、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内とは、放射温度計により刃部領域の両端の表面温度を測定した場合において、その温度差分が、切れ刃先端部の温度の５％以内であることを意味する。
【０１０３】
本開示で用いられるの熱フィラメントＣＶＤ法の理解を深めるために、従来の熱フィラメントＣＶＤ法について、図１１〜図１３を用いて説明する。図１１は、従来の熱フィラメントＣＶＤ装置の一例を示す正面図である。図１２は、図１１の熱フィラメントＣＶＤ装置の上面図である。図１３は、従来の熱フィラメントＣＶＤ法による成膜時の基材の表面温度分布を示す図である。
【０１０４】
図１１及び図１２に示されるように、従来の熱フィラメントＣＶＤ装置２０は、真空炉２０１内にフィラメント２１及び機材を搭載するための搭載ステージ２２とを備える。従来の熱フィラメントＣＶＤ装置２０では、基材１のうち、切れ刃に相当する部分（以下、「刃部領域」とも記す。）５５が熱フィラメントの加熱範囲に入っていれば良いと考えられていた。このため、シャンク等に相当する非成膜領域５６はフィラメントの加熱範囲外に配置されていた。
【０１０５】
この場合、図１３に示されるように、基材の先端部（図１３において上端部）は、熱の逃げ場がないため最も高温となる。一方、加熱されないシャンク側に向かうにしたがい温度が低下し、かつ、熱が基材１から搭載ステージ２２側へ流出し（図１１において下向き矢印方向）、結果として刃部領域５５内において温度分布が発生する。この知見から、本発明者らは、シャンクが加熱範囲外に配置されることが、シャンク側の工具刃の温度低下を招き、膜厚分布を生じさせている原因であること見出した。
【０１０６】
そこで、本発明者らは鋭意検討の結果、図１４に示されるように、熱フィラメントＣＶＤ装置２２０において、基材１全体をフィラメント２１の加熱範囲とし、かつシャンク等の非成膜領域５６と搭載ステージとの間に断熱材２３を設けて断熱性を向上させ、基材１から搭載ステージ２２側への熱の流出（図１４において下向き矢印方向）を抑制することにより、刃部領域における温度分布を５％以内に制御することができ、刃部におけるダイヤモンド層の膜厚を均一とすることができることを見出した。
【０１０７】
この場合、図１５に示されるように、基材の先端部とシャンク側との温度分布が小さくなり、膜厚が均一となる。
【０１０８】
切れ刃が存在する刃部における温度分布を５％以内とする方法は上記に限定されない。基材に対するフィラメントの本数やフィラメントと基材との距離、炉内の基材の位置等は、基材の形状、材種等に基づき、適宜変更する。
【実施例】
【０１０９】
本実施の形態を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本実施の形態が限定されるものではない。【０１１０】
［試料１］
基材として、材質が超硬合金であって、図１に示される形状のエンドミル（φ１０ｍｍ）を準備した。エンドミルの刃部の長さＬは３０ｍｍであった。【０１１１】
続いて、基材の表面にダイヤモンド粉末を塗布して、種付け処理を行なった。種付け処理は平均粒径５μｍのダイヤモンド粉末を基材表面に擦りつけた後、基材をエタノール中で洗浄し乾燥させることにより行なった。次に、上記種付け処理が行なわれた基材を図１４に示される熱フィラメントＣＶＤ装置にセットした。【０１１２】
試料１のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均８００℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度１％となるように流量を制御して炉内に供給した。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内であった。これにより、基材上にダイヤモンド層が形成された試料１のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１１３】
［試料２〜試料４］
試料２〜試料４の基材は、試料１と同一の基材を準備し、試料１と同一の方法で種付け処理を行った。基材上に、試料１と同一の熱フィラメントＣＶＤ装置を用いてダイヤモンド層を成膜し、ダイヤモンド被覆工具を得た。【０１１４】
試料２のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均７８０℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度１％となるように流量を制御して炉内に供給した。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内であった。これにより、基材上にダイヤモンド層が形成された試料２のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１１５】
試料３のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均７８０℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度３％となるように流量を制御して炉内に供給した。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内であった。これにより、基材上にダイヤモンド層が形成された試料３のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１１６】
試料３−１のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均７６０℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度３％となるように流量を制御して炉内に供給した。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内であった。これにより、基材上にダイヤモンド層が形成された試料３−１のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１１７】
試料３−２のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均８００℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度４％となるように流量を制御して炉内に供給した。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内であった。これにより、基材上にダイヤモンド層が形成された試料３−１のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１１８】
試料４のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均８００℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度３％となるように流量を制御して炉内に供給した。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内であった。これにより、基材上にダイヤモンド層が形成された試料４のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１１９】
［試料５〜試料８］
試料５〜試料８の基材は、試料１と同一の基材を準備し、試料１と同一の方法で種付け処理を行った。基材上に、温度分布制御を考慮しない方法にて熱フィラメントＣＶＤ装置を用いてダイヤモンド層を成膜し、ダイヤモンド被覆工具を得た。【０１２０】
試料５のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均７８０℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度３％となるように流量を制御して炉内に供給した。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％超であった。これにより、試料５のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１２１】
試料６のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均８００℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度３％となるように流量を制御して炉内に居うゅうした。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％超であった。これにより、試料６のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１２２】
試料７のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均８００℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度１％となるように流量を制御して炉内に供給した。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％超であった。これにより、試料７のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１２３】
試料８のダイヤモンド層は下記の条件で成膜した。工具表面温度が平均７８０℃になるよう、フィラメント電流を制御した。メタンと水素とを、メタン濃度１％となるように流量を制御して炉内に供給した。成膜時の圧力は５００ｍＰａとした。成膜時には、基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％超であった。これにより、試料８のダイヤモンド被覆工具を得た。【０１２４】
＜評価＞
（ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ、Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘ、Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘ、Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ、Ｒｍｉｎ／Ｒｍａｘ）
試料１〜試料８のダイヤモンド被覆工具について、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ、ｄｍｉｎ／ｄｍａｘ、Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘ、Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘ、Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ、Ｒｍｉｎ／Ｒｍａｘを測定した。具体的な測定方法は実施の形態１に記載されているため、その説明は繰り返さない。結果を表１に示す。【０１２５】
（切削試験）
試料１〜試料８のダイヤモンド被覆工具を用いて、下記の条件で切削試験を行った。
被削材：炭素繊維強化樹脂
切削速度：２７０ｍ／ｍｉｎ．
回転数：８６００ｒｐｍ
送り速度：８６０ｍ／ｍｉｎ．
切り込み：１０ｍｍ
上記の切削試験において、ダイヤモンド層が剥離するまでの距離（剥離距離）を測定した。ダイヤモンド層の剥離は、光学顕微鏡による観察により確認した。剥離距離が長いほど、工具寿命が長いことを意味する。結果を表１に示す。【０１２６】
【表１】
2021090637.tif 000003
【０１２７】
＜考察＞
試料１〜試料４のダイヤモンド被覆工具の製造方法は実施例に該当する。試料１〜試料４のダイヤモンド被覆工具は実施例に該当する。試料１〜試料４のダイヤモンド被覆工具は、剥離距離が長く、工具寿命が長いことが確認された。【０１２８】
試料５〜試料８のダイヤモンド被覆工具の製造方法は比較例に該当する。試料５〜試料８のダイヤモンド被覆工具は比較例に該当する。試料５〜試料８のダイヤモンド被覆工具は、剥離距離が試料１〜試料４に比べて短かった。【０１２９】
以上のように本開示の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形することも当初から予定している。【０１３０】
今回開示された実施の形態および実施例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および実施例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、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３１】
１  基材、２  ダイヤモンド層、３，２３，３３  ボディ、４，２４，３４  シャンク、５，２５，３５Ａ，３５Ｂ  刃部、６  底刃、７，２７  外周刃、８，８Ａ，８Ｂ  切れ刃、１０，２１０，３１０，４１０  ダイヤモンド被覆工具、２０，２２０  熱フィラメントＣＶＤ装置、２１  フィラメント、５５  刃部領域、５６  非成膜領域、２０１  真空炉
【図１】
2021090637.tif 000004
【図２】
2021090637.tif 000005
【図３】
2021090637.tif 000006
【図４】
2021090637.tif 000007
【図５】
2021090637.tif 000008
【図６】
2021090637.tif 000009
【図７】
2021090637.tif 000010
【図８】
2021090637.tif 000011
【図９】
2021090637.tif 000012
【図１０】
2021090637.tif 000013
【図１１】
2021090637.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年6月17日(2021.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に設けられたダイヤモンド層とからなる刃部を備えるダイヤモンド被覆工具であって、
前記刃部は、その延在方向に沿う長さがＬであり、
前記刃部において、一方の端部から前記延在方向に沿う方向に沿って、互いにＬ／１０の距離を隔てて並ぶ計１１点の各地点で前記ダイヤモンド層の厚みを測定した場合、全ての地点において前記厚みがすべて同一である、又は、前記厚みの最小値ｄｍｉｎと前記厚みの最大値ｄｍａｘとの比であるｄｍｉｎ／ｄｍａｘが０．７以上１未満であり、
前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、前記ダイヤモンド層のラマンシフト９００ｃｍ−１から２０００ｃｍ−１の範囲のラマンスペクトルを測定した場合、
前記第１地点におけるダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍｉｎとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍｉｎとの比Ｉｄｍｉｎ／ＩｓｍｉｎであるＩｍｉｎと、前記第２地点におけるダイヤモンドのピーク面積強度Ｉｄｍａｘとスペクトル全体の面積強度Ｉｓｍａｘとの比Ｉｄｍａｘ／ＩｓｍａｘであるＩｍａｘとの比Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘが０．７以上１以下である、ダイヤモンド被覆工具。
【請求項２】
前記ｄｍｉｎ／ｄｍａｘは０．８５以上１未満である、請求項１に記載のダイヤモンド被覆工具。
【請求項３】
前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、Ｘ線光電子分光法により前記ダイヤモンド層のＣ１ｓスペクトルを測定した場合、
前記第１地点におけるｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍｉｎとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍｉｎとの比Ｉ３ｍｉｎ／Ｉ２ｍｉｎであるＩｘｍｉｎと、前記第２地点におけるｓｐ３炭素のピーク面積強度Ｉ３ｍａｘとｓｐ２炭素のピーク面積強度Ｉ２ｍａｘとの比Ｉ３ｍａｘ／Ｉ２ｍａｘであるＩｘｍａｘとの比Ｉｘｍｉｎ／Ｉｘｍａｘが０．７以上１以下である、請求項１又は請求項２に記載のダイヤモンド被覆工具。
【請求項４】
前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、電子後方散乱回折法により前記ダイヤモンド層の平均粒子径を測定した場合、
前記第１地点における平均粒子径Ｄｍｉｎと前記第２地点における平均粒子径Ｄｍａｘとの比であるＤｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７以上１以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダイヤモンド被覆工具。
【請求項５】
前記厚みが最小値ｄｍｉｎである第１地点及び前記厚みが最大値ｄｍａｘである第２地点において、レーザ顕微鏡を用いて前記ダイヤモンド層の表面粗さＲａを測定した場合、
前記第１地点における表面粗さＲｍｉｎと前記第２地点における表面粗さＲｍａｘとの比であるＲｍｉｎ／Ｒｍａｘが０．７以上１以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のダイヤモンド被覆工具。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダイヤモンド被覆工具の製造方法であって、
基材を準備する工程と、
前記基材上に、熱フィラメントＣＶＤ法によりダイヤモンド層を形成してダイヤモンド被覆工具を得る工程と、を備え、
前記熱フィラメントＣＶＤ法は、前記基材のうち、切れ刃が存在する刃部における温度分布が５％以内となるように制御して行う、ダイヤモンド被覆工具の製造方法。
【国際調査報告】
2021090637.tif 000019
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2021090637.tif 000021
2021090637.tif 000022