[发明专利]刀具工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种刀具工具，特别是涉及机械耐久性优异且能够进行高精度的加工的刀具工具。

背景技术

关于设于刀具工具的前端的切削刃，已知有将其刃口（刀尖）加工成怎样的形状会很大程度上左右其性能。对图1（a）所示的切削刃刃口11，若如图1（b）所示地通过研磨等使刃口锐利化，则虽然增加了锋利度，但如图1（c）所示地在使用时容易引起刃口的崩刃12，使机械耐久性劣化。

另一方面，为了增大切削刃刃口的强度，设置被称为刻面及倒棱的倒角（以下称为刻面）（例如，参照日本特开2004－58168号公报）。图1（d）表示在图1（b）所示的切削刃刃口11’的一面形成有刻面13的例子，图1（e）表示在切削刃刃口11’的两面形成有刻面14的例子。例如，如图1（e）所示，若在切削刃刃口11’形成刻面14，则如图1（f）所示在使用时不易产生崩刃，不易损伤。

但是，即使在切削刃刃口形成刻面，也能以将加工成平面或加工成曲面等的形状、角度及宽幅等设计为最佳值。这是因为，在使用刀具工具时向加工装置的安装误差及加工装置的晃动等事前不知道的因素较多。即使事前知道这些使用条件，进行最佳设计也不简单。

若不使刻面形状最优化，则即使是图2（a）所示地形成有刻面14的切削刃刃口15，也会如图2（b）所示地在刃口产生裂纹16，如图2（c）所示地由裂纹16产生崩刃17。这样的崩刃一个接一个地产生，结果，切削刃刃口如图2（d）所示地产生作为刀具工具的功能劣化，不能使用的严重问题。另外，可以预想到刻面形状的最佳值根据被加工材料的种类及加工条件的不同而不同。

发明内容

鉴于这样的状况，本发明的目的在于提供一种即使不进行刻面的宽度及角度、曲率半径等的最优化，机械耐久性也优异且能够进行高精度的加工的刀具工具。

本发明第一方面的刀具工具，在由非金属的无机固体材料构成的切削刃刃口形成有刻面，其中，在刻面表面形成有厚度5nm以上的初期磨损层，初期磨损层具有由网状连接的凹部和由凹部包围的隆起部构成的表面构造，隆起部的平均宽度设为5～50nm，初期磨损层的物理参数与位于初期磨损层下方的无机固体材料的物理参数不同，且在初期磨损层和无机固体材料之间不具有固相界面。

本发明第二方面的刀具工具，在由非金属的无机固体材料构成的切削刃刃口形成有刻面，其中，在刻面表面形成有厚度5nm以上的初期磨损层，初期磨损层具有由网状连接的凹部和由凹部包围的隆起部构成的表面构造，隆起部的平均宽度设为5～50nm，初期磨损层的杨氏模量比位于初期磨损层下方的无机固体材料的杨氏模量小，且在初期磨损层和无机固体材料之间不具有固相界面。

本发明第三方面的刀具工具，在由非金属的无机固体材料构成的切削刃刃口形成有刻面，其中，在刻面表面形成有厚度5nm以上的初期磨损层，初期磨损层具有由网状连接的凹部和由凹部包围的隆起部构成的表面构造，隆起部的平均宽度设为5～50nm，初期磨损层的密度比位于初期磨损层下方的无机固体材料的密度小，且在初期磨损层和无机固体材料之间不具有固相界面。

本发明第四方面的刀具工具，在由非金属的无机固体材料构成的切削刃刃口形成有刻面，其中，在所述刻面表面形成有厚度5nm以上的初期磨损层，所述初期磨损层具有由网状连接的凹部和由所述凹部包围的隆起部构成的表面构造，所述隆起部的平均宽度设为5～50nm，初期磨损层的硬度比位于初期磨损层下方的无机固体材料的硬度小，且在初期磨损层和无机固体材料之间不具有固相界面。

本发明第五方面的刀具工具，在由非金属的无机固体材料构成的切削刃刃口形成有刻面，其中，在刻面表面形成有厚度5nm以上的初期磨损层，初期磨损层具有由网状连接的凹部和由凹部包围的隆起部构成的表面构造，隆起部的平均宽度设为5～50nm，初期磨损层具有非晶构造，位于初期磨损层下方的无机固体材料具有晶体构造，在无机固体材料和初期磨损层的边界区域具有从无机固体材料向初期磨损层，从晶体构造逐渐向非晶构造变化的构造。

本发明第六方面的刀具工具，在由非金属的无机固体材料构成的切削刃刃口形成有刻面，其中，在刻面表面形成有用于使切削刃刃口使用时的应力集中部分快速磨损，使刻面的形状最优化的、比无机固体材料更容易磨损的厚度5nm以上的初期磨损层，初期磨损层的物理参数与位于初期磨损层下方的无机固体材料的物理参数不同，且在初期磨损层和无机固体材料之间不具有固相界面。

本发明第七方面，在上述第一～第六方面中的任一方面的基础上，初期磨损层通过气体团簇离子束的照射而形成。