[發明專利]立方晶氮化硼基燒結材料制切削工具

在審

• 申請號: 201410041537.2
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103964858A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 矢野雅大;宮下庸介;大橋忠一
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: C04B35/5831
• 分類號: C04B35/5831;C04B35/628
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術領域

本發明涉及一種在高硬度鋼的斷續切削加工中發揮優異的耐缺損性的立方晶氮化硼（以下以cBN表示）基燒結材料制切削工具（以下稱為cBN工具）。

背景技術

以往，已知有在鋼、鑄鐵等鐵系工件的切削加工中，從與工件的親和性較低且為高硬度這一點出發而將cBN基燒結材料（以下稱為cBN燒結體）用作工具材料的cBN工具。

例如，如專利文獻1所示，已知有含有20～80體積%的作為硬質相的cBN，且剩余部分以周期表的4a、5a、6a的碳化物、氮化物及硼化物等陶瓷化合物作為結合相的cBN工具。

并且，例如專利文獻2中提出有如下方案：以Ti、Zr、Hf、Al中的至少一種的氮化物、硼化物或者其固溶體中的至少任一種包圍cBN顆粒，且進一步在其之上以Ti、TiAl、Zr、Hf中的至少一種氮化物、碳化物、氧化物或者其固溶體中的至少任一種包圍，從而通過以兩層包覆cBN顆粒，對cBN工具賦予優異的韌性、耐磨損性、耐熱性及高溫強度。

另外，例如專利文獻3中提出有如下方案：在具備cBN顆粒和結合相的cBN工具中，由包圍cBN顆粒的第1結合相和除此之外的第2結合相來構成結合相，第1結合相由與所述cBN顆粒接觸并包圍的第3結合相和包圍所述第3結合相的第4結合相構成，所述第3結合相以Ti、Zr、Hf、Al中的至少一種氮化物、硼化物或者其固溶體中的至少任一形態構成，并且，所述第4結合相以Ti、TiAl、Zr、Hf中的至少一種氮化物、碳化物、氧化物或者其固溶體中的至少任一形態構成，另外，所述第2結合相在被所述第1結合相包圍的多個所述顆粒之間包含粒子生長抑制結合相，所述粒子生長抑制結合相以Ti、Zr、Hf中的至少一種硼化物或者其固溶體中的至少任一形態，或者以Al的氮化物、硼化物或者其固溶體中的至少任一形態構成，由此能夠改善cBN工具的耐磨損性及耐缺損性。

并且，專利文獻4中提出有如下方案：在以耐熱膜包覆cBN工具的表面的包覆cBN工具中，作為cBN燒結體的結合材料成分，含有至少含有鋁的氮氧化物的鋁化合物，并且當將cBN的質量設為MA、不溶解于氟硝酸（フッ硝酸）的所述鋁化合物中含有的鋁的質量設為MB、溶解于氟硝酸的所述鋁化合物中含有的鋁的質量設為MC時，將質量比MC/MA設為0.001以上且0.1以下，并且將質量比MB/MC設為0.1以上且15以下，從而防止產生耐熱膜的剝離，并且防止龜裂等向cBN燒結體傳播。

另外，專利文獻5中提出有如下方案：在硬質相由cBN和/或wBN構成的復合高密度相BN燒結體工具中，以Ti、Zr、Hf、Al及Si的氮化物、硼化物及它們的相互固溶體中的至少一種的單層或多層的第1層包覆硬質相的顆粒表面，并且使該第1層的表面含有10體積%以上的以周期表的4a、5a、6a族金屬的碳化物、氮化物、碳氧化物、氮氧化物、硼化物和氧化鋁、氮氧化鋁以及它們的相互固溶體中的至少一種的單層或多層的第2層包覆的復合硬質相，由此改善復合高密度相BN燒結體工具的耐磨損性、耐缺損性、韌性及耐沖擊性。

專利文獻1：日本專利公開昭53-77811號公報

專利文獻2：日本專利公開昭58-61253號公報

專利文獻3：日本專利公開平10-218666號公報

專利文獻4：日本專利第4933922號公報

專利文獻5：日本專利公開平5-186272號公報

cBN工具為高硬度，并且在與鋼、鑄鐵等鐵系工件的親和性較低等方面優異，但由于cBN顆粒與結合相的粘附強度不充分，因此如所述專利文獻1～5所示為了改善粘附強度而提出各種方案。

然而，在前述以往的cBN工具、復合高密度相BN燒結體工具中，如高硬度鋼等的斷續切削加工那樣高負荷作用于切削刃的切削條件下，cBN顆粒和結合相的粘附強度依然不夠充分，因此，容易產生缺損，工具壽命短。

發明內容

為此，本發明的目的在于提供一種即使在高硬度鋼等的斷續切削加工中，也顯示出優異的耐缺損性，在長期使用中發揮優異的切削性能的cBN工具。

本發明人為解決上述課題，著眼于cBN顆粒與結合相之間的界面狀態，并進行深入研究的結果得到了如下見解。