刻劃輪用銷、保持具單元及刻劃裝置製造方法
2023-08-01 03:06:41 1
刻劃輪用銷、保持具單元及刻劃裝置製造方法
【專利摘要】本發明是關於刻劃輪用銷、保持具單元及刻劃裝置，即一種對施有脫結合劑處理、刃前緣部分形成有採CVD法的鑽石被膜的刻劃輪的用來插入銷的貫通孔部分不進行任何加工而直接使用時，亦不易產生旋轉的刻劃輪用銷、及使用此銷的保持具單元及刻劃裝置。本發明的刻劃輪用銷50，在超硬合金制基材51的表面形成有鑽石狀碳(DLC)被膜52，該DLC被膜52的厚度為0.8～1.5μm，該DLC的分類為ta－C、硬度在5000Hv以上。刃前緣形成有採CVD法的鑽石被膜的刻劃輪，較PCD製造及超硬合金製造的刻劃輪壽命長，經長時間亦不易產生刻劃輪的旋轉不良，能獲得良好的劃線效率。
【專利說明】刻劃輪用銷、保持具單元及刻劃裝置
【技術領域】
[0001] 本發明是有關於一種刻劃輪用銷、保持具單元及刻劃裝置，尤其是有關於一種用 以在高硬度的脆性材料基板表面形成刻劃線所使用的刻劃輪用銷、保持具單元及刻劃裝 置。
【背景技術】
[0002] 先前的刻劃輪，多使用由超硬合金或多結晶燒結鑽石（PolyCrystalline Diamond:P⑶、參照專利文獻1)製造的基材構成。P⑶製造的刻劃輪，是使用混合有由鑽石 粒子與鈷等鐵族金屬構成的結合劑，在高溫高壓下燒結製成。
[0003]PCD製造的刻劃輪，雖具有較超硬合金製造的刻劃輪壽命長的優點，但由於加工困 難，因此有製作時間長、且僅能製作小直徑的缺陷。作為解決了此PCD製造的刻劃輪的缺陷 的刻劃輪，有一種以化學氣相沉積（CVD:ChemicalVaporDeposition)法在超硬合金製造 的構件表面形成鑽石被膜的刻劃輪（參照專利文獻2)。
[0004] 先前技術文獻
[0005][專利文獻1]國際公開W02003/51784號公報
[0006][專利文獻2]特開平10 - 072224號公報
[0007][專利文獻3]實願昭59 - 034687號（實開昭60 - 147635號公報）的薄膜 (microfilm)
[0008][專利文獻4]特開2008 - 297171號公報
[0009][專利文獻5]特開2009 - 006470號公報
[0010]以往，作為陶瓷基板多使用以850?900°C程度燒成的低溫燒成陶瓷 (Low-TemperatureCo-firedCeramic:LTCC)基板。然而，近年來，以陶瓷加熱器、光通信 用封包、車用電子為代表的E⑶(ElectronicControlUnit)用封包等的用途，在考慮小型 化、耐環境性、散熱性、成本等後，亦已開始使用高溫燒成陶瓷（HighTemperatureCo-fired Ceramic:HTCC)基板。HTCC基板較玻璃基板及LTCC基板具有更高硬度，在刃前緣形成有採 CVD法的鑽石被膜的刻劃輪是非常有用的。
[0011] 另一方面，在超硬合金表面形成採CVD法的鑽石被膜時，超硬合金中所含的鈷等 結合劑會使採CVD法的鑽石被膜的密著性及成長性降低，因此，一般會進行超硬合金表面 的脫結合劑處理。此脫結合劑處理，是藉由將超硬合金製造的刻劃輪浸漬於硝酸（HN03)等 強酸溶液中來進行。此時，用來插入超硬合金製造的刻劃輪的銷的貫通孔部分，若為避免接 觸強酸溶液而加以密封的話將使工序増加，因此，一般是在露出狀態下直接浸漬於強酸溶 液。如此一來，超硬合金製造的刻劃輪是側面及用以插通銷的貫通孔的內周部，皆會成為經 脫結合劑處理的狀態。
[0012] 當使用此種經脫結合劑處理、刃前緣形成有採CVD法的鑽石被膜的刻劃輪對脆性 材料基板進行刻劃時，由於用以插通銷的貫通孔內壁表面已去除鈷，因此超硬合金中的碳 化鎢粒子等變得易脫落。如此一來，會有用來插通銷的貫通孔產生磨耗粉屑，此粉屑附著在 銷導致旋轉抵抗增高而產生旋轉不良，此外，因脫結合劑處理而使得鈷脫落的面成為粗面， 而導致機械強度降低的情形。
[0013] 為克服上述課題，可考慮對插通銷的貫通孔內壁表面進行研磨處理以去除經脫結 合劑處理的區域。然而，在將刃前緣形成有採CVD法的鑽石被膜的刻劃輪裝著於研磨處理 裝置時，有可能對刃前緣稜線部造成損傷，且各個刻劃輪進行脫結合劑處理的程度並不一 定，而有加工結果不明確的問題，無法立即採用。
[0014] 又，對基材為超硬合金的刻劃輪使用PCD製造的銷時，由於PCD的硬度較超硬合金 高，因此存在刻劃輪的內徑進一步被銷研磨的問題。另一方面，對超硬合金制的刻劃輪使用 超硬合金製造的銷時，會因摩擦熱而產生燒痕，因此無法使用。
[0015] 發明人等，為解決上述經脫結合劑處理、刃前緣部分形成有採CVD法的鑽石被膜 的刻劃輪的問題點，進行了各種研討。其結果，發現可藉由刻劃輪用銷的特定材質的使用， 即使對經脫結合劑處理、刃前緣部分形成有採CVD法的鑽石被膜的刻劃輪的插通銷的貫通 孔部分不進行任何加工而直接使用，亦不易產生旋轉不良的情形，而完成了本發明。
[0016] 此外，上述專利文獻3中，雖揭示了在超硬合金製造的銷的表面形成具有鑽石等 高硬度材料的微粒子的補強層的例，但針對鑽石微粒子的具體物性並無任何揭示。
[0017] 由此可見，上述現有的刻劃輪在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待 加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長 久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切結構能夠解決上述問題， 此顯然是相關業者急欲解決的問題。
【發明內容】
[0018] 本發明的目的在於提供一種即使對經脫結合劑處理、刃前緣部分形成有採CVD法 的鑽石被膜的刻劃輪的插通銷的貫通孔部分不進行任何加工，亦不易發生旋轉不良的刻劃 輪用銷、使用此銷的保持具單元及刻劃裝置。
[0019] 本發明的目的是採用以下技術方案來實現的。本發明提供一種刻劃輪用銷，在其 表面形成有鑽石狀碳被膜，其中：該鑽石狀碳被膜的厚度為0. 8?1. 5i!m;該鑽石狀碳的分 類為ta-C、硬度在5000Hv以上。
[0020] 本發明的目的還可採用以下技術措施進一步實現。
[0021] 較佳的，前述的刻劃輪用銷，其中所述的該銷的基材為超硬合金。
[0022] 本發明的目的還採用以下技術方案來實現的。本發明提供一種保持具單元，具 備形成有貫通孔的刻劃輪、插通於該刻劃輪的該貫通孔將該刻劃輪保持成旋轉自如的銷、 以及具有一對形成有配置該刻劃輪的保持溝的支承部並在該一對支承部設有配置該銷的 銷孔的保持具，該刻劃輪以旋轉自如的方式保持在配置於該銷孔的銷，其中所述的該銷在 表面形成有鑽石狀碳被膜，該鑽石狀碳被膜的厚度為〇. 8?1. 5m，該鑽石狀碳的分類為 ta-C、硬度在5000Hv以上。
[0023] 本發明的目的還可採用以下技術措施進一步實現。
[0024] 較佳的，前述的保持具單元，其中所述的該銷的基材為超硬合金。
[0025] 較佳的，前述的保持具單元，其中所述的該刻劃輪為超硬合金製成、並經脫結合劑 處理，該貫通孔的內壁表面經脫結合劑處理的區域已去除。
[0026] 較佳的，前述的保持具單元，其中所述的該刻劃輪為超硬合金製成、並經脫結合劑 處理，在該貫通孔的內壁表面殘存有經脫結合劑處理的區域。
[0027] 較佳的，前述的保持具單元，其中，在該刻劃輪的刃前緣部分表面形成有採化學氣 相沉積法的鑽石被膜。
[0028] 本發明的目的還採用以下技術方案來實現的。本發明提供一種具備前述任一項的 保持具單元的刻劃裝置。
[0029] -般而言，DLC視其形成非結晶構造的sp2成分與形成鑽石構造的sp3成分的比 率及氫含有量，如下表1所示，被分類為下述3種（參照上述記專利文獻3及4)。
[0030]【表1】
[0031]
【權利要求】
1. 一種刻劃輪用銷，其特徵在於在其表面形成有鑽石狀碳被膜，其中： 該鑽石狀碳被膜的厚度為0. 8?1. 5 i! m ; 該鑽石狀碳的分類為ta - C、硬度在5000Hv以上。
2. 如權利要求1所述的刻劃輪用銷，其特徵在於該銷的基材為超硬合金。
3. -種保持具單元，具備形成有貫通孔的刻劃輪、插通於該刻劃輪的該貫通孔將該刻 劃輪保持成旋轉自如的銷、以及具有一對形成有配置該刻劃輪的保持溝的支承部並在該一 對支承部設有配置該銷的銷孔的保持具，該刻劃輪以旋轉自如的方式保持在配置於該銷孔 的銷，其特徵在於： 該銷在表面形成有鑽石狀碳被膜，該鑽石狀碳被膜的厚度為0. 8?1. 5 y m，該鑽石狀 碳的分類為ta - C、硬度在5000Hv以上。
4. 如權利要求3所述的保持具單元，其特徵在於該銷的基材為超硬合金。
5. 如權利要求3或4所述的保持具單元，其特徵在於該刻劃輪為超硬合金製成、並經脫 結合劑處理，該貫通孔的內壁表面經脫結合劑處理的區域已去除。
6. 如權利要求3或4所述的保持具單元，其特徵在於該刻劃輪為超硬合金製成、並經脫 結合劑處理，在該貫通孔的內壁表面殘存有經脫結合劑處理的區域。
7. 如權利要求5所述的保持具單元，其特徵在於在該刻劃輪的刃前緣部分表面形成有 採化學氣相沉積法的鑽石被膜。
8. 如權利要求6所述的保持具單元，其特徵在於在該刻劃輪的刃前緣部分表面形成有 採化學氣相沉積法的鑽石被膜。
9. 一種具備權利要求3至8中任一項的保持具單元的刻劃裝置。
【文檔編號】B28D7/00GK104441273SQ201410409985
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年8月19日 優先權日:2013年9月20日
【發明者】北市充, 留井直子 申請人:三星鑽石工業股份有限公司