[發明專利]表面被覆立方晶氮化硼燒結體工具及其制造方法

有效

• 申請號: 201010129023.4
• 申請日: 2005-02-28
• 公開（公告）號: CN101804467A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 岡村克己;久木野曉;深谷朋弘
• 申請（專利權）人: 住友電工硬質合金株式會社
• 主分類號: B23B27/14
• 分類號: B23B27/14;B23P15/28;C23C14/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王旭

本申請是國際申請號為PCT/JP2005/03295、國際申請日為2005年2 月28日、國家申請號為200580013726.8且發明名稱為“表面被覆立方晶 氮化硼燒結體工具及其制造方法”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及對具有包括立方晶氮化硼為主成分的燒結體作為基材并具 有用薄膜被覆表面的工具材料的改良。

背景技術

立方晶氮化硼((cubic?boron?nitride)，在下文中縮寫為CBN)是具有 次于金剛石的高硬度和與金屬低反應性的材料，并且因此，其燒結體被用 于切削耐熱合金或淬火鋼的工具。即使對于具有這樣高硬度的CBN燒結 體，也要在其上形成表面被覆膜以防止刀刃部分的磨損。

專利文獻1公開了硬質膜被覆的超高溫和高壓燒結體的特征在于，在 X-射線衍射過程中，來自CBN燒結體上被覆膜(涂層)表面的特定結晶 表面的峰強度具有特定的關系。在該技術中，提出了用斜切加工切削刃或 將其加工成搪磨形狀例如R形以防止切口或碎裂。也公開了當所述涂層厚 度朝切削刃棱線部下降時，改善了關于涂層剝離和切削刃的微小碎裂的性 質。

專利文獻1：日本專利公開No.2002-3284

發明內容

發明要解決的問題

然而，用專利文獻1公開的技術，特別是當所述工具用于間歇切割時， 隨著在陶瓷形成的涂層上的間歇沖擊而產生龜裂，所述陶瓷具有比CBN 燒結體更低的強度和韌性。當切削繼續時，龜裂傳播到作為基材的CBN 燒結體，因為基材和涂層是堅固地結合在一起。而且，證實龜裂進一步傳 播而引起CBN燒結體的碎裂并因而終結了工具的壽命。

因此，本發明的主要目的是提供表面被覆CBN燒結體工具，即使在 間歇切割高硬度材料例如淬火鋼的情形中，其能夠抑制反齒刃(nega-land) (為了強化工具的刃部，通過使切削刃棱線以基本一致的寬度沿著切削刃 成斜角而形成的部分)的龜裂和碎裂以降低側面的磨損，并提供上述工具 的制造方法。

解決問題的方法

本發明是表面被覆立方晶氮化硼燒結體工具(表面被覆CBN燒結體 工具)，其包括用立方晶氮化硼(CBN)燒結體形成的基材和被覆所述基 材表面的表面被覆膜，并且其中形成反齒刃和具有所述表面被覆膜的側 面，所述反齒刃在其至少一部分中露出所述立方晶氮化硼燒結體。

在這里，露出的CBN燒結體中CBN粒子優選在離所述CBN粒子表 面的深度為至少0.05μm處以含量為至多不可避免的雜質量含有Ti、Cr、 Zr、V、和Ar中的至少一種。

本發明中的表面被覆膜優選包括含至少一種選自由Ti、Cr、Zr、和V 組成的組的元素和至少一種選自由Al、Si和B組成的組的元素的化合物 的氮化物或碳氮化物，或Ti的氮化物或碳氮化物。

此外，在本發明的表面被覆CBN燒結體工具中，優選(1)使所述CBN 燒結體在反齒刃的整個部分中露出，或(2)使所述CBN燒結體在與切削 橫截面相關聯的反齒刃的至少一部分中露出。

在本發明的表面被覆CBN燒結體工具中，優選所述反齒刃的寬度W 為0.05-0.2mm。

在本發明的表面被覆CBN燒結體工具中，露出CBN燒結體的反齒刃 的一部分的算術平均表面粗糙度Ra優選表示為0.3≤Ra(min)/Ra(max)≤ 0.8，其中Ra(min)代表平行于磨床研磨方向的方向上的表面粗糙度和 Ra(max)代表垂直于磨床研磨方向的方向上的表面粗糙度。

本發明也提供了表面被覆CBN燒結體工具的制造方法，其包括如下 步驟：用PVD法在具有CBN燒結體切削刃部分的工具材料表面上形成表 面被覆膜，該表面被覆膜包括含至少一種選自由Ti、Cr、Zr、和V組成的 組的元素和至少一種選自由Al、Si和B組成的組的元素的化合物的氮化 物或碳氮化物，或Ti的氮化物或碳氮化物；和形成反齒刃以使CBN燒結 體在其至少一部分中露出。

優選本發明的表面被覆CBN燒結體工具的制造方法還包括在形成反 齒刃的步驟之后搪磨至少一部分所述反齒刃邊緣的步驟。

發明效果