(57)【要約】  旋削工具は、旋削加工に用いられる旋削工具であって、前記旋削工具は、ホルダ部と、前記ホルダ部に固定された切れ刃部とを備え、前記切れ刃部は、合成単結晶ダイヤモンドからなり、前記切れ刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面および前記逃げ面が交差する交差部に配置された切れ刃とを含み、かつ曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるノーズＲを有し、前記ノーズＲは、その頂角の二等分断面と前記すくい面との交線方向が、前記合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内および＜１００＞方向から±１０°以内という条件のうち少なくとも一方を満たす。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋削加工に用いられる旋削工具であって、
前記旋削工具は、ホルダ部と、前記ホルダ部に固定された切れ刃部とを備え、
前記切れ刃部は、合成単結晶ダイヤモンドからなり、
前記切れ刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面および前記逃げ面が交差する交差部に配置された切れ刃とを含み、かつ曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるノーズＲを有し、
前記ノーズＲは、その頂角の二等分断面と前記すくい面との交線方向が、前記合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内および＜１００＞方向から±１０°以内という条件のうち少なくとも一方を満たす、旋削工具。
【請求項２】
前記交線方向は、前記合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±５°以内である、請求項１に記載の旋削工具。
【請求項３】
前記交線方向は、前記合成単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向から±５°以内である、請求項１に記載の旋削工具。
【請求項４】
前記合成単結晶ダイヤモンドは、窒素原子を１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の旋削工具。
【請求項５】
前記頂角は、５５°以上９０°以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の旋削工具。
【請求項６】
前記旋削加工は、逃げ角が７°以上１５°以下という条件で実行される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の旋削工具。
【請求項７】
前記旋削加工は、送りｆが０．０１ｍｍ／ｒｅｖ以上０．７ｍｍ／ｒｅｖ未満という条件で実行される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の旋削工具。
【請求項８】
前記合成単結晶ダイヤモンドは、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドである、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の旋削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、旋削工具に関する。本出願は、２０１８年８月６日に出願した日本特許出願である特願２０１８−１４７８０６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】
従来から、少なくとも切れ刃に単結晶ダイヤモンドを用いた切削工具（以下、「単結晶ダイヤモンド切削工具」とも記す）が、非鉄金属の加工、プラスチックなどの鏡面加工および精密加工に利用されている。切削工具の切れ刃に単結晶ダイヤモンドを用いた場合、切削工具の耐摩耗性、耐欠損性などの特性は、たとえば国際公開第２０１４／００３１１０号（特許文献１）に開示されているように、単結晶ダイヤモンドのどの結晶面および結晶方位を切削工具のすくい面、逃げ面に用いるのかによって大きく異なる。【０００３】
このため単結晶ダイヤモンド切削工具は、使用者の要望、使用条件などに応じ、単結晶ダイヤモンドのより適切な結晶面および結晶方位を選択した上で作製される。たとえば特許文献１の単結晶ダイヤモンド切削工具は、切れ刃のすくい面が単結晶ダイヤモンドの（１００）面で構成され、かつ刃先先端が＜１００＞方向となるように製造されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／００３１１０号
【発明の概要】
【０００５】
本開示の一態様に係る旋削工具は、旋削加工に用いられる旋削工具であって、上記旋削工具は、ホルダ部と、上記ホルダ部に固定された切れ刃部とを備え、上記切れ刃部は、合成単結晶ダイヤモンドからなり、上記切れ刃部は、すくい面と、逃げ面と、上記すくい面および上記逃げ面が交差する交差部に配置された切れ刃とを含み、かつ曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるノーズＲを有し、上記ノーズＲは、その頂角の二等分断面と上記すくい面との交線方向が、上記合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内および＜１００＞方向から±１０°以内という条件のうち少なくとも一方を満たす。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、「ノーズＲ」、ならびにその「曲率半径」、「頂角」および「頂角の二等分断面」の各用語を説明するため、本開示の一実施形態に係る旋削工具における切れ刃部を平面視して説明する切れ刃部の平面視説明図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態に係る旋削工具において平面視した切れ刃部およびホルダ部を拡大して示す拡大平面図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に係る旋削工具の切れ刃部を拡大して示す拡大斜視図である。
【図４】図４は、本開示の一実施形態に係る旋削工具の使用状態を説明する説明図である。
【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］
上述の単結晶ダイヤモンド切削工具は、非鉄金属加工市場のうち自動車部品の加工にほとんど用いられていない。自動車部品において汎用される高速切削、高送り、深い切込みといった過酷な条件の加工を、単結晶ダイヤモンド切削工具を用いて行なった場合、欠損が多発するとともに、容易に摩耗するからである。したがって単結晶ダイヤモンド切削工具に対し、過酷な条件での加工が可能となるように優れた耐摩耗性を付与することが求められている。さらに自動車部品などの加工品の表面を平滑に仕上げることに対して強い要請がある。
【０００８】
上記実情に鑑み、本開示は、耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることが可能な旋削工具を提供することを目的とする。
【０００９】
［本開示の効果］
上記によれば、耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることが可能な旋削工具を提供することができる。
【００１０】
［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。
【００１１】
［１］本開示の一態様に係る旋削工具は、旋削加工に用いられる旋削工具であって、上記旋削工具は、ホルダ部と、上記ホルダ部に固定された切れ刃部とを備え、上記切れ刃部は、合成単結晶ダイヤモンドからなり、上記切れ刃部は、すくい面と、逃げ面と、上記すくい面および上記逃げ面が交差する交差部に配置された切れ刃とを含み、かつ曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるノーズＲを有し、上記ノーズＲは、その頂角の二等分断面と上記すくい面との交線方向が、上記合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内および＜１００＞方向から±１０°以内という条件のうち少なくとも一方を満たす。このような特徴を備えた旋削工具は、耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。
【００１２】
［２］上記交線方向は、上記合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±５°以内であることが好ましい。これにより旋削工具は、より耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。
【００１３】
［３］上記交線方向は、上記合成単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向から±５°以内であることが好ましい。これにより旋削工具は、より耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。
【００１４】
［４］上記合成単結晶ダイヤモンドは、窒素原子を１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下含むことが好ましい。これにより旋削工具は、耐欠損性にも優れることができる。
【００１５】
［５］上記頂角は、５５°以上９０°以下であることが好ましい。これにより旋削工具は、切削抵抗と刃先強度とのバランスが良くなるので、耐摩耗性および耐欠損性を向上させることができる。
【００１６】
［６］上記旋削加工は、逃げ角が７°以上１５°以下という条件で実行されることが好ましい。これにより旋削工具は、被削材の加工面をさらに平滑に仕上げることができる。
【００１７】
［７］上記旋削加工は、送りｆが０．０１ｍｍ／ｒｅｖ以上０．７ｍｍ／ｒｅｖ未満という条件で実行されることが好ましい。これにより旋削工具は、被削材の加工面をさらに平滑に仕上げることができる。
【００１８】
［８］上記合成単結晶ダイヤモンドは、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドである好ましい。これにより旋削工具は、より十分に耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。
【００１９】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態（以下、「本実施形態」とも記す）についてさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。以下では図面を参照しながら説明する。
【００２０】
ここで、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。本明細書において化合物などを化学式で表す場合、原子比を特に限定しないときは従来公知のあらゆる原子比を含むものとし、必ずしも化学量論的範囲のもののみに限定されるものではない。本明細書において「機械的強度」とは、耐摩耗性、耐欠損性および曲げ強さなどの諸特性を含む機械的な強さを意味する。
【００２１】
さらに本明細書において「ノーズＲ」とは、切れ刃部において切削に直接関与することにより被削材の切屑と接触することとなる部位をいう。具体的には、図１に示す仮想の半円（実線）に含まれる切れ刃部３の部分をいう。この仮想の半円は、その半径として、切れ刃部３のすくい面と逃げ面とが交差する交差部をなす２本の対向する稜線を延長させた仮想線（破線）が交わる交点ｏから、上記稜線に向けて所定の距離ｄを有する。
【００２２】
ノーズＲの「曲率半径」とは、ノーズＲの曲面が有する「曲率」の逆数をいう。具体的には、ノーズＲの曲面は、たとえば図１に示す破線の仮想円に含まれる弧として与えられる。この場合において、破線の仮想円の半径ｒをノーズＲの「曲率半径」といい、その逆数（１／ｒ）をノーズＲの曲面が有する「曲率」という。ここで図１において、ノーズＲの曲率半径（破線の仮想円の半径）ｒと、交点ｏから稜線に向けた距離ｄとは、その大きさが同じ（ｄ＝ｒ）である。
【００２３】
ノーズＲの「頂角」とは、図１において上述した２本の仮想線（破線）がなす角度αをいう。その「頂角」の角度αを二等分する仮想の断面をノーズＲの頂角の「二等分断面」という。さらに「逃げ角」とは、被削材と切れ刃部における逃げ面とがなす角度をいう。
【００２４】
なおノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との「交線方向」は、切れ刃部３において上記すくい面が曲面を有する場合、切れ刃部３における台金側の面あるいは台金の上面をすくい面と擬制し、この擬制されたすくい面とノーズＲの頂角の二等分断面との交線方向を意味するものとする。
【００２５】
本明細書において「合成単結晶ダイヤモンド」とは、天然のダイヤモンドとは異なり、高温高圧合成（ＨＰＨＴ：Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）法により製造された単結晶ダイヤモンド、および化学気相合成（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により製造された単結晶ダイヤモンドなどの人工的に製造されたダイヤモンドをいう。特に、「ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド」とは、ＣＶＤ法を用い、ダイヤモンドの単結晶基板上にダイヤモンドの単結晶をエピタキシャル成長させることにより作製した単結晶ダイヤモンドをいう。このＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向とは、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの［０１−１］を含む等価な４方向の結晶方位を意味し、具体的には、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの［０１−１］、［０−１−１］、［０−１１］および［０１１］からなる結晶方位をいう。ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向とは、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの［０１０］を含む等価な４方向の結晶方位を意味し、具体的には、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの［０１０］、［００−１］、［０−１０］および［００１］からなる結晶方位をいう。ここで結晶方位を表記する際に表わす「−」は本来、数字の頭上に表わされるもので「バー」と読まれる。たとえば［０１−１］は、「ゼロ・イチ・イチ・バー」と読まれる。
【００２６】
≪旋削工具≫
本実施形態に係る旋削工具は、旋削加工に用いられる旋削工具である。旋削工具は、ホルダ部と、上記ホルダ部に固定された切れ刃部とを備える。上記切れ刃部は、合成単結晶ダイヤモンドからなる。さらに上記切れ刃部は、すくい面と、逃げ面と、上記すくい面および上記逃げ面が交差する交差部に配置された切れ刃とを含み、かつ曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるノーズＲを有する。上記ノーズＲは、その頂角の二等分断面と上記すくい面との交線方向が、上記合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内および＜１００＞方向から±１０°以内という条件のうち少なくとも一方を満たす。このような特徴を備えた旋削工具は、耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。
【００２７】
上記旋削加工は、送りｆが０．０１ｍｍ／ｒｅｖ以上０．７ｍｍ／ｒｅｖ未満という条件で実行されることが好ましい。さらに上記合成単結晶ダイヤモンドは、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドであることが好ましい。これにより旋削工具は、より十分に耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。
【００２８】
以下、本実施形態に係る旋削工具に関し、説明の便宜のため、まず第１実施形態に係る旋削工具としてノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向が、合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内である形態を説明する。次に、第２実施形態に係る旋削工具としてノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向が、合成単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向から±１０°以内である形態を説明する。
【００２９】
さらに以下の説明においては、上記旋削工具による旋削加工が送りｆが０．０１ｍｍ／ｒｅｖ以上０．７ｍｍ／ｒｅｖ未満という条件で実行され、かつ合成単結晶ダイヤモンドがＣＶＤ単結晶ダイヤモンドである態様を例示する。
【００３０】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る旋削工具は、旋削加工に用いられる旋削工具である。上記旋削加工は、送りｆが０．０１ｍｍ／ｒｅｖ以上０．７ｍｍ／ｒｅｖ未満という条件で実行されることが好ましい。送りｆは、旋削加工に用いられる旋削工具が有する切れ刃部（ノーズＲ）の曲率半径との関係で決まる。このため第１実施形態に係る旋削工具は、送りｆが上述の範囲となる条件の旋削加工に用いられる場合において、特に優れた耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。本実施形態において、送りｆが０．０１ｍｍ／ｒｅｖ未満となる条件の旋削加工に旋削工具を用いることは、加工時間が著しく長くなるため現実的ではない傾向がある。本実施形態において、送りｆが０．７ｍｍ／ｒｅｖ以上となる条件の旋削加工に旋削工具を用いることは、切れ刃が欠損しやすく、被削材の加工面を平滑に仕上げることが困難となる傾向がある。
【００３１】
図２に示すように、旋削工具１は、ホルダ部１０と、上記ホルダ部１０に固定された切れ刃部３とを備える。ホルダ部１０は、その材料について特に制限されるべきではないが、たとえば鋼、超硬合金などからなることが好ましい。ホルダ部１０の形状は、旋削加工に用いることができる形状であれば、特に制限されるべきではないが、たとえば図３に示す台金２を収容するコーナを含む形状とすることができる。ホルダ部１０のコーナは、ホルダ部１０の上面の一部を部分的に落ち込ませることにより形成される。このホルダ部１０のコーナに対して切れ刃部３が、上記台金２を介して固定される。具体的には、台金２が穴付きである場合、穴をクランプする方式（レバーロック方式）または穴をネジ止めする方式（スクリューオン方式）を用いることにより切れ刃部３が台金２を介してホルダ部１０に固定される。台金２が穴無しである場合、台金２の上面を抑えて把持する方式（クランプオン方式）などのクランプ手段を用いることにより切れ刃部３が台金２を介してホルダ部１０に固定される。台金２は、その材料について特に制限されるべきではないが、たとえば超硬合金などからなることが好ましい。
【００３２】
（切れ刃部）
切れ刃部３は、合成単結晶ダイヤモンドからなる。具体的には、第１実施形態において切れ刃部３は、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる。このＣＶＤ単結晶ダイヤモンドについては後述する。図３に示すように切れ刃部３は、すくい面４と、逃げ面５と、上記すくい面４および上記逃げ面５が交差する交差部に配置された切れ刃６とを含み、かつ曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるノーズＲを有する。すくい面４および逃げ面５は、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドを研削加工あるいは研磨加工することにより形成される。切れ刃６は、すくい面４および逃げ面５が交差する交差部としての稜線に相当する。すくい面４および逃げ面５が交差する交差部には、不等幅のチャンファー８が配置されてもよい。この場合、切れ刃６は、逃げ面５とチャンファー８とが交差した位置の稜線に形成される。チャンファー８も、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドを研削加工あるいは研磨加工することにより形成することができる。切れ刃部３のすくい面４は、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの（１００）面であることが好ましい。
【００３３】
（ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド）
上述のとおり第１実施形態において切れ刃部３は、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる。ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドは、後述するようにＣＶＤ法を用い、ダイヤモンドの単結晶基板上にダイヤモンドの単結晶をエピタキシャル成長させることにより作製することができる。上記合成単結晶ダイヤモンドは、窒素原子を１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下含むことが好ましい。具体的には第１実施形態においてＣＶＤ単結晶ダイヤモンドは、窒素原子を１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下含むことが好ましい。ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドは、窒素原子を上述の範囲で含む場合、切れ刃６の特定部位に強い応力がかかったときであっても欠けの伸展を抑制する効果が得られるため、靱性および硬度といった機械的強度を向上させることができる。これにより旋削工具は、耐欠損性にも優れることができる。上記窒素原子は、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド中の不純物元素として存在する。ここで不純物元素とは、単結晶ダイヤモンドの主な構成元素である炭素以外の元素（異元素）をいう。
【００３４】
ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドにおける窒素原子の含有量が１ｐｐｍ未満となる場合、欠けの伸展を抑制する効果を十分に得ることができず、耐欠損性を向上することができない傾向がある。ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドにおける窒素原子の含有量が１００ｐｐｍを超える場合、結晶欠陥が多くなり、切れ刃６の特定部位に強い応力がかかったときに、切れ刃６に大きな欠損が発生しやすい傾向がある。ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドにおける窒素原子の含有量は、２０ｐｐｍ以上８０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドは、窒素原子以外の不純物元素を含んでいてもよい。ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドは、たとえば窒素原子以外の不純物元素として、ケイ素、ホウ素、水素などを含んでいてもよい。ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド中に窒素原子以外の不純物元素は、ケイ素およびホウ素については各元素単独で０．０１ｐｐｍ以上３ｐｐｍ以下含んでいてもよく、水素については単独で１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下含んでいてもよく、これらの元素の合計で１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下含んでいてもよい。
【００３６】
ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドにおける窒素原子、およびその他の不純物元素の含有量は、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）法により測定することができる。
【００３７】
（ノーズＲ）
切れ刃部は、上述のとおり曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるノーズＲを有する。ノーズＲの曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることにより、切削抵抗と刃先強度とのバランスが良くなり、もって被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。ノーズＲの曲率半径が０．１ｍｍ未満である場合、切れ刃６が過度に鋭角となるので、加工面の平滑な仕上げが困難となる傾向がある。ノーズＲの曲率半径が１．２ｍｍを超える場合、切削抵抗が大きくなるため、切れ刃６が欠損しやすくなる傾向がある。ノーズＲの曲率半径は、０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とすることが好ましい。ノーズＲの曲率半径は、工具検査などで使用される投影機を用いてスクリーン上に拡大投影することにより測定することができる。
【００３８】
ノーズＲは、その頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向が、合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内である。特に、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向は、合成単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±５°以内であることが好ましい。すなわち第１実施形態においてノーズＲは、その頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向が、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内であることができ、特に、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向は、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±５°以内であることが好ましい。さらにノーズＲの頂角は、５５°以上９０°以下であることが好ましい。ノーズＲの頂角は、３５°以上９０°以下とすることができる。
【００３９】
ここでＣＶＤ単結晶ダイヤモンドを用いた本開示に係る旋削工具において、その＜１１０＞方向に垂直な（１１０）面が被削材と接触する面、すなわち切削時に摩耗する面となる場合、その（１１０）面内において摩耗の方向となる＜１００＞方向は、摩耗容易方向となることが知られる。このためノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向がＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内、好ましくは±５°以内である場合、被削材の切込み量（ａｐ）が大きい過酷な条件の切削加工を行なうことにより、被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃６の部位が大きく摩耗する傾向がある。
【００４０】
一方、この場合において、被削材と接触する境界となる切れ刃６の前切れ刃境界部には、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向を位置させることにより、この＜１００＞方向に垂直な（１００）面内において、上記の摩耗容易方向に対して比較的耐摩耗性を有する方向（以下、「耐摩耗方向」とも記す）となる＜１００＞方向を配置することができる。特に、上記の場合において切れ刃６のＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向と、切れ刃６の前切れ刃境界部におけるＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの方位とが交差する角度であるオフ角が、大きくなることがない。さらにノーズＲの頂角が５５°以上９０°以下である場合、上記オフ角をより小さくした状態で、切れ刃６の前切れ刃境界部にＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの（１００）面内における＜１００＞方向を位置させることができる。これにより切れ刃６の前切れ刃境界部は、上記の摩耗容易方向に対し比較的摩耗が進みにくいという効果が得られる。
【００４１】
被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃６の部位に、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの（１１０）面内における＜１００＞方向（摩耗容易方向）を配置し、前切れ刃境界部にＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの（１００）面内における＜１００＞方向（耐摩耗方向）を配置すると、次のような効果が得られる。すなわち旋削加工が進行するほど、切れ刃６は、被削材の切込みが最大となる位置に対応する部位で摩耗が進む一方、前切れ刃境界部では摩耗がほとんど進まないという現象が起こる。すなわち旋削加工の進行とともに、被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃６の部位では切屑量が減るが、前切れ刃境界部では切屑量がほとんど変化しないこととなる。
【００４２】
これを被削材の加工面の観点から述べれば、被削材の切込みが最大となる位置と、切れ刃６の前切れ刃境界部に対応する被削材の位置とにおいて切削される切屑量の差が、旋削加工が進行するほど小さくなる。これにより、被削材の加工面の表面粗さ（Ｒａ）は小さくなる。もって本実施形態の旋削工具は、被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。
【００４３】
さらに切れ刃６の前切れ刃境界部は、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの（１００）面内における＜１００＞方向が位置しているため逃げ面摩耗幅が広がりにくい。このため前切れ刃境界部の逃げ面摩耗幅の広がりで評価される耐摩耗性は、良好となる。もって本実施形態の旋削工具は、耐摩耗性に優れることができる。
【００４４】
ここで上述した旋削加工は、逃げ角が７°以上１５°以下という条件で実行されることが好ましい。逃げ角が上記の範囲となる条件により旋削加工を実行することにより、切れ刃６の摩耗が進んだ場合においても、被削材と逃げ面との接触を極力低減し、かつ刃先強度を確保することができる。もって本実施形態の旋削工具が備える耐摩耗性および耐欠損性が、十分に発揮されることとなる。なお上述した旋削加工は、逃げ角が７°以上２０°以下という条件で実行することができる。さらに参照として、図４に被削材Ｚを旋削している旋削工具１の使用状態を表した。
【００４５】
ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向におけるＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの結晶方位は、たとえばＸ線回折を利用したラウエカメラ法を用いることにより求めることができる。
【００４６】
（作用）
以上から、第１実施形態に係る旋削工具は、耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることが可能となる。特に、切込み量（ａｐ）が大きい過酷な条件での切削加工に好適となる。
【００４７】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態に係る旋削工具について説明する。以下においては、第１実施形態に係る旋削工具と異なる点を主に説明し、重複することとなる説明は繰り返さない。
【００４８】
第２実施形態に係る旋削工具においてノーズＲは、その頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向が、合成単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向から±１０°以内である。特に、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向は、合成単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向から±５°以内であることが好ましい。すなわち第２実施形態においてノーズＲは、その頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向が、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向から±１０°以内であることができ、特に、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向は、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向から±５°以内であることが好ましい。ノーズＲの頂角は、第１実施形態に係る旋削工具と同様に５５°以上９０°以下であることが好ましい。第２実施形態に係る旋削工具を用いた旋削加工においても、第１実施形態と同様に逃げ角が７°以上１５°以下という条件で実行されることが好ましい。第２実施形態においても、ノーズＲの頂角は３５°以上９０°以下とすることができ、旋削加工における逃げ角は７°以上２０°以下という条件で実行することができる。
【００４９】
ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向は、上述のように耐摩耗方向である。すなわちＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向に垂直な（１００）面が被削材と接触する面（切削時の摩耗面）となる場合、（１００）面内における＜１００＞方向は耐摩耗方向となることが知られる。このためノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面４との交線方向がＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向から±１０°以内、好ましくは±５°以内である場合、被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃６の部位は、摩耗が進みにくい。
【００５０】
この場合、切込み量（ａｐ）が少ない切削加工であれば、被削材と接触する境界となる前切れ刃境界部にも、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向（耐摩耗方向）と近い方位を位置させることが可能となる。これにより本実施形態の旋削工具は、耐摩耗性を有することができる。さらに、切込み量（ａｐ）が少ない切削加工であれば、被削材の加工面の表面粗さ（Ｒａ）を小さくすることが可能である。もって本実施形態の旋削工具は、被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。
【００５１】
（作用）
以上から、第２実施形態に係る旋削工具は、耐摩耗性を有し、かつ被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。特に、切込み量（ａｐ）が少ない条件での切削加工に好適となる。
【００５２】
＜旋削工具（切れ刃部）の製造方法＞
本実施形態に係る旋削工具は、従来公知の手法を適宜用いることにより製造することができる。このため上記旋削工具の製造方法は、特に制限されるべきではない。しかしながら上記旋削工具において、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部を製造する点に関し、たとえば次の方法を用いることが好ましい。
【００５３】
すなわち上記切れ刃部の製造方法として、ダイヤモンドからなる単結晶基板を準備する第１工程と、上記単結晶基板に対しイオン注入することにより、上記単結晶基板の表面に導電層を形成する第２工程と、上記導電層上にダイヤモンドからなる成長層をエピタキシャル成長させる第３工程と、上記成長層を単結晶基板から分離する第４工程と、分離した成長層を研削加工あるいは研磨加工することにより、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部を得る第５工程とを含む方法を挙げることができる。
【００５４】
（第１工程）
まず第１工程では、ダイヤモンドからなる単結晶基板を準備する。ダイヤモンドからなる単結晶基板は従来公知のものを用いることができる。たとえば平板形状を有し、高温高圧合成法により製造されたダイヤモンドからなる単結晶基板（タイプ：Ｉｂ）を用いることにより、上記単結晶基板を準備することができる。
【００５５】
上記単結晶基板は、単結晶ダイヤモンドの（１００）面からなる表面と、表面に対して垂直な（００１）面および（０１１）面などからなる側面とを有する平板である。単結晶基板は、その平板とした厚みのばらつきが１０％以下であることが好ましい。さらに単結晶基板の表面は、表面粗さ（Ｒａ）が３０ｎｍ以下であることが好ましい。単結晶基板の表面（上面）の形状は、たとえば正方形、長方形などの矩形状であってもよく、六角形、八角形などの矩形状以外の多角形であってもよい。
【００５６】
さらに上記単結晶基板の表面に対し、エッチングが実行されることが好ましい。たとえば酸素（Ｏ2）ガスおよび四フッ化炭素（ＣＦ4）ガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）により、上記単結晶基板の表面をエッチングする。エッチングの方法は、上記ＲＩＥに限定されるべきではなく、たとえばアルゴン（Ａｒ）ガスを主体としたガスによるスパッタリングであってもよい。
【００５７】
（第２工程）
第２工程では、上記単結晶基板に対しイオン注入することにより、上記単結晶基板の表面に導電層を形成する。具体的には、上述のようにエッチングされた単結晶基板の表面へ向けて、カーボン（Ｃ）イオンを注入する。これにより、単結晶基板の表面を含む領域に導電層を形成することができる。注入イオンは、カーボンイオンに限定されるべきではなく、窒素イオンでもよいし、シリコンイオンでもよいし、リンイオンでもよいし、硫黄イオンでもよい。
【００５８】
（第３工程）
第３工程では、上記導電層上にダイヤモンドからなる成長層をエピタキシャル成長させる。具体的には、水素（Ｈ2）ガス、メタン（ＣＨ4）ガスおよび窒素（Ｎ2）ガスを導入することにより雰囲気を形成したＣＶＤ炉に、上記導電層が形成された単結晶基板を配置し、上記ＣＶＤ炉においてマイクロ波プラズマＣＶＤ法を実行する。これにより導電層を介して単結晶ダイヤモンドをエピタキシャル成長させ、もって導電層上にダイヤモンドからなる成長層を形成することができる。成長層の形成方法は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に限定されるべきではなく、たとえば熱フィラメントＣＶＤ法、ＤＣプラズマ法などを用いることができる。ＣＶＤ炉内の雰囲気において、窒素（Ｎ2）ガスの量を調整することにより、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドにおける窒素原子の含有量を決定することができる。
【００５９】
さらにＣＶＤ炉内の雰囲気に関し、メタンガスに代えてエタンガスなどの他の炭化水素を含むガスを用いることができる。成長層を形成するための単結晶基板の表面は、（１００）面であることが好ましく、（１００）面に対して０．５°以上０．７°以下のオフ角を有する面であることがより好ましい。
【００６０】
（第４工程）
第４工程では、上記成長層を単結晶基板から分離する。具体的には、単結晶基板中の導電層に対し電気化学的なエッチングを実行することにより、単結晶基板と成長層とを分離することができる。これによりＣＶＤ単結晶ダイヤモンド（成長層）を得ることができる。成長層の分離方法は、上述した電気化学的なエッチングに限定されるべきではなく、たとえばレーザを用いたスライスであってもよい。
【００６１】
（第５工程）
第５工程では、分離した成長層を研削加工あるいは研磨加工することにより、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部を得る。具体的には、上記ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド（成長層）に対して従来公知の研削加工あるいは研磨加工を実行することにより、すくい面と、逃げ面と、すくい面および逃げ面が交差する交差部に配置された切れ刃とを含む切れ刃部を得ることができる。このとき切れ刃部に関して、曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるノーズＲを有するように研削加工あるいは研磨加工する。併せて、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向が、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内および＜１００＞方向から±１０°以内という条件のうち少なくとも一方を満たすようにする。
【００６２】
以上により、本実施形態におけるＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部を製造することができる。本実施形態に係る旋削工具は、上記の切れ刃部を、たとえば公知のクランプ手段を用い、ホルダ部のコーナに台金を介して固定することにより製造することができる。
【００６３】
（付記）
以上の説明は、以下に付記する実施形態を含む。
（付記１）
送りｆが０．０１ｍｍ／ｒｅｖ以上０．７ｍｍ／ｒｅｖ未満となる条件の旋削加工に用いられる旋削工具であって、
前記旋削工具は、ホルダ部と、前記ホルダ部に固定された切れ刃部とを備え、
前記切れ刃部は、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなり、
前記切れ刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面および前記逃げ面が交差する交差部に配置された切れ刃とを含み、かつ曲率半径が０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるノーズＲを有し、
前記ノーズＲは、その頂角の二等分断面と前記すくい面との交線方向が、前記ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±１０°以内または＜１００＞方向から±１０°以内である、旋削工具。
（付記２）
前記交線方向は、前記ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向から±５°以内である、付記１に記載の旋削工具。
（付記３）
前記交線方向は、前記ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向から±５°以内である、付記１に記載の旋削工具。
（付記４）
前記ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドは、窒素原子を１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下含む、付記１から付記３のいずれか１つに記載の旋削工具。
（付記５）
前記頂角は、５５°以上９０°以下である、付記１から付記４のいずれか１つに記載の旋削工具。
（付記６）
前記旋削加工は、逃げ角が７°以上１５°以下という条件で実行される、付記１から付記５のいずれか１つに記載の旋削工具。
【実施例】
【００６４】
以下、実施例を挙げて本開示をより詳細に説明するが、本開示はこれらに限定されるものではない。【００６５】
≪実施例１≫
＜ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部の作製＞
上述した切れ刃部の製造方法を用いることにより、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部を製造した。実施例１では、後述する切削試験に対応するため、表１に示す試料１−１〜試料１−２１、および試料１−Ａ〜試料１−Ｅの合計２６個の切れ刃部を作製した。【００６６】
まず厚みが０．７ｍｍであり、側面間の距離（幅）が５ｍｍである単結晶基板を２６個準備した。これらの単結晶基板の表面に対し、ＲＩＥにより表面から０．３μｍの深さ領域までエッチングした（第１工程）。【００６７】
次に、エネルギーを３ＭｅＶ、ドーズ量を３．０×１０16個／ｃｍ2としてカーボンイオンを注入し、上記単結晶基板の表面に導電層を形成した（第２工程）。さらにマイクロ波プラズマＣＶＤ法を実行し、上記単結晶基板の導電層上に厚みが０．７ｍｍのダイヤモンドからなる成長層をエピタキシャル成長させた（第３工程）。このときＣＶＤ炉内の雰囲気として水素ガス、メタンガスおよび窒素ガスを使用し、水素ガスに対するメタンガスの濃度を１０体積％とし、メタンガスに対する窒素ガスの濃度を１体積％とした。さらにＣＶＤ炉内の圧力を１０ｋＰａに設定し、基板温度を９００℃に設定した。【００６８】
次に、上記単結晶基板中の導電層に対し電気化学的なエッチングを実行することにより、単結晶基板から成長層（ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド）を分離した（第４工程）。上記成長層（ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド）中の窒素原子の含有量をＳＩＭＳにより測定したところ、５０ｐｐｍであった。さらに上述のラウエカメラ法を用い、上記成長層（ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド）の結晶面および結晶方向を特定した。【００６９】
最後に、上記成長層（ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド）を適宜、研削加工および研磨加工することにより、すくい面と、逃げ面と、すくい面および逃げ面が交差する交差部に配置された切れ刃とを含む切れ刃部を得た（第５工程）。上記の研削加工および研磨加工を実行するに際しては、試料１−１〜試料１−２１、および試料１−Ａ〜試料１−Ｅの切れ刃部に関し、ノーズＲの曲率半径を表１のとおりとした。併せて、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向と、上記切れ刃部におけるＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向とが交差する角度を、表１の「オフ角」で示すとおりとした。【００７０】
すなわち表１において「オフ角」の欄には、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向と、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向とが交差する角度が示されている。さらに表１においてノーズＲの「曲率半径」の単位は、ｍｍである。試料１−１〜試料１−２１、および試料１−Ａ〜試料１−Ｅの切れ刃部において、ノーズＲの頂角は６０°とした。【００７１】
＜旋削工具の作製＞
上記切れ刃部をホルダ部（材質：超硬合金）に、台金を介してスクリューオン方式により固定した。以上により、試料１−１〜試料１−２１、および試料１−Ａ〜試料１−Ｅの旋削工具を作製した。試料１−１〜試料１−２１の旋削工具が実施例であり、試料１−Ａ〜試料１−Ｅの旋削工具が比較例である。【００７２】
＜切削試験＞
試料１−１〜試料１−２１、および試料１−Ａ〜試料１−Ｅの旋削工具を用いることにより次の切削試験を行なった。具体的には、上記旋削工具をＮＣ旋盤のタレットに取り付けた。一方、ＮＣ旋盤のチャックに円筒形状の被削材を固定し、この被削材に対して以下の切削条件により旋削加工を行なった。この旋削加工においては、逃げ角を７°に設定した。【００７３】
（切削条件）
被削材：  アルミニウム合金ＡＤＣ１２（断続溝４か所）
切削速度（Ｖｃ）：  ２００ｍ／分
切込み量（ａｐ）：  ０．３ｍｍ
送り（ｆ）：  ０．００５〜０．７ｍｍ／ｒｅｖの範囲で変更（表１参照）
切削油材：  水溶性エマルジョン２質量％。【００７４】
＜評価＞
（表面粗さ（Ｒａ））
試料１−１〜試料１−２１、および試料１−Ａ〜試料１−Ｅの旋削工具に対し、上記の旋削加工により切削距離が１ｋｍ、３０ｋｍおよび６０ｋｍとなった時点での被削材の表面粗さ（Ｒａ）を測定した。この表面粗さ（Ｒａ）については、表面粗さ測定機を用いてＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１に準拠して求めた。結果を表１の「表面粗さ［Ｒａ］」の欄に示す。この「表面粗さ［Ｒａ］」の欄において「−」という記載は、切れ刃の欠損により切削を完了できなかったことから値がないことを意味する。「表面粗さ［Ｒａ］」の欄に示した数値が小さいほど、その試料が被削材の加工面を平滑に仕上げることができると理解される。【００７５】
（被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃部位の逃げ面摩耗幅）
試料１−１〜試料１−２１、および試料１−Ａ〜試料１−Ｅの旋削工具に対し、上記の旋削加工により切削距離が１ｋｍ、３０ｋｍおよび６０ｋｍとなった時点において、被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃部位における逃げ面摩耗幅を測定した。結果を表１の「逃げ面摩耗幅（切込み最大点）」の欄に示す。この「逃げ面摩耗幅（切込み最大点）」の欄に記載された数値の単位は、ｍｍである。さらに、この欄における「欠損」との記載は、被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃部位に欠け等の欠損が発生したことにより上記の旋削加工を中止したことを意味する。「逃げ面摩耗幅（切込み最大点）」の欄に示した数値が小さいほど、その試料が被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃部位において耐摩耗性に優れることが理解される。【００７６】
（前切れ刃境界部における逃げ面摩耗幅）
試料１−１〜試料１−２１、および試料１−Ａ〜試料１−Ｅの旋削工具に対し、上記の旋削加工により切削距離が１ｋｍ、３０ｋｍおよび６０ｋｍとなった時点において、切れ刃の前切れ刃境界部における逃げ面摩耗幅を測定した。結果を表１の「逃げ面摩耗幅（前切れ刃境界部）」の欄に示す。この「逃げ面摩耗幅（前切れ刃境界部）」の欄に記載された数値の単位は、ｍｍである。さらに、この欄における「欠損」との記載は、切れ刃の前切れ刃境界部に欠け等の欠損が発生したことにより上記の旋削加工を中止したことを意味する。「逃げ面摩耗幅（前切れ刃境界部）」の欄に示した数値が小さい値であるほど、その試料が切れ刃の前切れ刃境界部において耐摩耗性に優れることが理解される。【００７７】
（バリ発生距離）
試料１−１〜試料１−２１、および試料１−Ａ〜試料１−Ｅの旋削工具に対し、上記の旋削加工により断続部抜け際にバリ（高さ０．１ｍｍ）が発生した時点での切削距離（ｋｍ）を測定した。結果を表１の「バリ発生」の欄に示す。この「バリ発生」の欄において「−」という記載は、切削距離６０ｋｍを超えた時点で高さ０．１ｍｍ以上のバリは発生しなかったことを意味する。「バリ発生」の欄に示した数値が大きいほど、その試料が被削材の加工面を平滑に仕上げることができると理解される。さらに「バリ発生」の欄において「−」が記載された試料も被削材の加工面を平滑に仕上げることができると理解される。【００７８】
【表１】
2020031871.tif 000003
【００７９】
表１によれば、試料１−１〜試料１−２１の旋削工具は、試料１−Ａ〜試料１−Ｅの旋削工具に比し、被削材の表面粗さ（Ｒａ）の値が小さいことが分かる。すなわち試料１−１〜試料１−２１の旋削工具は、被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。さらに試料１−１〜試料１−２１の旋削工具は、被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃部位における逃げ面摩耗幅、および前切れ刃境界部における逃げ面摩耗幅の値から、過酷な条件での旋削加工が可能な耐摩耗性を有することが理解される。【００８０】
≪実施例２≫
＜ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部の作製＞
上記実施例１と同じ方法を用いることにより、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部を製造した。実施例２では、後述する切削試験に対応するため、表１に示す試料２−１〜試料２−２１、および試料２−Ａ〜試料２−Ｅの合計２６個の切れ刃部を作製した。【００８１】
ただし実施例２では、成長層（ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド）から切れ刃部を得る研削加工および研磨加工において、試料２−１〜試料２−２１、および試料２−Ａ〜試料２−Ｅの切れ刃部に関し、ノーズＲの曲率半径を表２のとおりとした。併せて、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向と、上記切れ刃部におけるＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向とが交差する角度を、表２の「オフ角」で示すとおりとした。【００８２】
すなわち表２において「オフ角」の欄には、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向と、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向とが交差する角度が示されている。さらに表２においてノーズＲの「曲率半径」の単位は、ｍｍである。試料２−１〜試料２−２１、および試料２−Ａ〜試料２−Ｅの切れ刃部において、ノーズＲの頂角は６０°とした。【００８３】
＜旋削工具の作製＞
上記実施例１と同じ方法を用いることにより、試料２−１〜試料２−２１、および試料２−Ａ〜試料２−Ｅの旋削工具を作製した。試料２−１〜試料２−２１の旋削工具が実施例であり、試料２−Ａ〜試料２−Ｅの旋削工具が比較例である。【００８４】
＜切削試験＞
試料２−１〜試料２−２１、および試料２−Ａ〜試料２−Ｅの旋削工具に対し、実施例１と同じ切削試験を行なった。その評価についても実施例１と同じとした。結果を表２に示す。【００８５】
【表２】
2020031871.tif 000004
【００８６】
表２によれば、試料２−１〜試料２−２１の旋削工具は、試料２−Ａ〜試料２−Ｅの旋削工具に比し、被削材の表面粗さ（Ｒａ）の値が小さいことが分かる。すなわち試料２−１〜試料２−２１の旋削工具は、被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。さらに試料２−１〜試料２−２１の旋削工具は、被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃部位における逃げ面摩耗幅、および前切れ刃境界部における逃げ面摩耗幅の値から、過酷な条件での旋削加工が可能な耐摩耗性を有することが理解される。【００８７】
≪実施例３≫
＜ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部の作製＞
上記実施例１と同じ方法を用いることにより、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部を製造した。実施例３では、後述する切削試験に対応するため、試料３−１〜試料３−８の合計８個の切れ刃部を作製した。【００８８】
ただし実施例３では、マイクロ波プラズマＣＶＤ法を行なうにあたり、雰囲気中の窒素（Ｎ2）ガスを調整することにより、試料３−１〜試料３−８の切れ刃部（ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド）における窒素原子の含有量を、表３に示すとおりとなるようにした。この窒素原子の含有量は、ＳＩＭＳにより測定した。【００８９】
併せて、成長層（ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド）から切れ刃部を得る研削加工および研磨加工において、試料３−１〜試料３−２および試料３−５〜試料３−６の切れ刃部に関し、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向を、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向と一致させた（オフ角は０°）。試料３−３〜試料３−４および試料３−７〜試料３−８の切れ刃部に関し、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向を、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１００＞方向と一致させた（オフ角は０°）。ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの結晶方向の特定には、上述のラウエカメラ法を用いた。さらに試料３−１〜試料３−８の切れ刃部に関し、ノーズＲの頂角は６０°とした。【００９０】
＜旋削工具の作製＞
上記実施例１と同じ方法を用いることにより、試料３−１〜試料３−８の旋削工具を作製した。【００９１】
＜切削試験＞
上記の試料３−１〜試料３−８の旋削工具に対し、耐欠損性を評価する切削試験を行なった。具体的には、上記旋削工具をＮＣ旋盤のタレットに取り付けた。一方、ＮＣ旋盤のチャックに円筒形状の被削材を固定し、この被削材に対して以下の切削条件により旋削加工を行なった。この旋削加工においては、逃げ角を７°に設定した。これにより後述する評価方法により耐欠損性を評価した。ここで実施例３において、後述する耐欠損性の評価を上述した試料１−１および試料２−１の旋削工具に対しても行なった。【００９２】
（切削条件）
被削材：  アルミニウム合金Ａ３９０（断続溝８か所）
切削速度（Ｖｃ）：  ８００ｍ／分
切込み量（ａｐ）：  ０．３ｍｍ
送り（ｆ）：  ０．３ｍｍ／ｒｅｖ
切削油材：  水溶性エマルジョン２質量％。【００９３】
＜評価＞
（耐欠損性）
耐欠損性の評価として、試料１−１、試料２−１および試料３−１〜試料３−８の旋削工具の切れ刃部において、０．０２ｍｍ以上の欠けが発生するまでに上記の旋削加工を行なうことができた加工距離（単位は、ｋｍ）をそれぞれ測定した。加工距離が長い試料であるほど、耐欠損性に優れると理解される。結果を表３に示す。【００９４】
【表３】
2020031871.tif 000005
【００９５】
表３によれば、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドに含まれる窒素原子の含有量が１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下である試料１−１、試料２−１および試料３−１〜試料３−４の旋削工具は、窒素原子の含有量が上記の範囲から外れる試料３−５〜試料３−８の旋削工具に比し、耐欠損性においても優れた特性を示すことが理解される。【００９６】
≪実施例４≫
＜ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部の作製＞
上記実施例１と同じ方法を用いることにより、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドからなる切れ刃部を製造した。実施例４では、後述する切削試験に対応するため、試料４−１〜試料４−２の合計２個の切れ刃部を作製した。【００９７】
ただし実施例４では、成長層（ＣＶＤ単結晶ダイヤモンド）から切れ刃部を得る研削加工および研磨加工において、試料４−１〜試料４−２の切れ刃部に関し、その頂角を表４のとおりとした。併せて、試料４−１〜試料４−２の切れ刃部に関し、ノーズＲの頂角の二等分断面とすくい面との交線方向を、ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの＜１１０＞方向と一致させた（オフ角は０°）。ＣＶＤ単結晶ダイヤモンドの結晶方向の特定には、上述のラウエカメラ法を用いた。【００９８】
＜旋削工具の作製＞
上記実施例１と同じ方法を用いることにより、試料４−１〜試料４−２の旋削工具を作製した。【００９９】
＜切削試験＞
試料４−１〜試料４−２の旋削工具に対し、表４に示す逃げ角により旋削加工を実行すること以外については、実施例１と同じ切削条件により切削試験を行なった。具体的には、試料４−１〜試料４−２については、試料１−１０と同じ曲率半径、送り、オフ角および切削条件とした。ただし、試料４−１〜試料４−２の旋削工具の評価では、上記の旋削加工により切削距離が６０ｋｍとなった時点のみにおいて、表面粗さ（Ｒａ）、被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃部位における逃げ面摩耗幅、および切れ刃の前切れ刃境界部における逃げ面摩耗幅を測定した。さらに、高さ０．１ｍｍ以上のバリが発生した時点の切削距離（ｋｍ）も測定した。結果を表４に示す。【０１００】
【表４】
2020031871.tif 000006
【０１０１】
表４によれば、試料４−１〜試料４−２の旋削工具は、どちらも表面粗さ（Ｒａ）の値が小さいことが分かる。すなわち試料４−１〜試料４−２の旋削工具は、被削材の加工面を平滑に仕上げることができる。さらに試料４−１〜試料４−２の旋削工具は、被削材の切込みが最大となる位置に対応する切れ刃部位における逃げ面摩耗幅、および前切れ刃境界部における逃げ面摩耗幅の値から、過酷な条件での旋削加工が可能な耐摩耗性を有することが理解される。【０１０２】
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ることも当初から予定している。【０１０３】
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、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】
【０１０４】
１  旋削工具、  ２  台金、  ３  切れ刃部、  ４  すくい面、  ５  逃げ面、  ６  切れ刃、  ８  チャンファー、１０  ホルダ部、Ｚ  被削材。
【図１】
2020031871.tif 000007
【図２】
2020031871.tif 000008
【図３】
2020031871.tif 000009
【図４】
2020031871.tif 000010
【国際調査報告】
2020031871.tif 000011
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