[發明專利]立方晶氮化硼燒結體切削工具及其制造方法

有效

• 申請號: 201410377506.4
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104418594B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 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: C04B35/583
• 分類號: C04B35/583;C04B35/622
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 齊葵;周艷玲

本發明的課題在于提供一種耐缺損性優異的立方晶氮化硼燒結體切削工具及其制造方法，該切削工具為即使在高硬度鋼的斷續切削加工中也發揮優異的耐缺損性、耐崩刀性且經長期使用發揮優異的切削性能的cBN工具。在本發明的將包含立方晶氮化硼粒子和結合相的燒結體作為工具基體的立方晶氮化硼燒結體切削工具中，從立方晶氮化硼粒子表面起50nm以內范圍的區域中所包含的Ti的氮化物、硼化物、氧化物及它們的固溶體所占的比例相對于所述區域的總體積為80vol％以上，由此解決上述課題。

技術領域

本發明涉及一種將立方晶氮化硼(以下用cBN表示)作為主成分且在超高壓、高溫下對其進行燒結成型而成的cBN燒結體切削工具，尤其涉及一種在由合金鋼、軸承鋼等淬火材構成的高硬度鋼的斷續切削加工中，能夠抑制崩碎和缺損的產生，并且能夠經長期使用維持優異的切削性能的cBN燒結體切削工具及其制造方法。

背景技術

以往，作為高硬度鋼的切削工具，已知有將cBN燒結體作為工具基體的cBN燒結體切削工具等，并且以提高工具壽命為目的提出了各種方案。

例如，在專利文獻1中公開有如下技術：當通過超高壓燒結制作cBN燒結體時，在作為硬質粒子的cBN粒子的表面形成覆膜而由覆膜包圍cBN粒子，由此消除在cBN粒子間和結合相間、或在cBN粒子與結合相之間出現的孔，提高耐磨性和韌性。

并且，在專利文獻2中公開有如下技術：將包圍cBN粒子的覆膜作成金屬層，并促進構成cBN粒子的硼在結合相中擴散，由此提高cBN燒結體的耐熱性和耐缺損性。

專利文獻1：日本專利公開昭58-61253號公報

專利文獻2：國際公開2012/053375號公報

在專利文獻1中公開有cBN燒結體，其組成如下：含有作為結合強化金屬的Al和Al的氧化物及氮化物中的1種或2種，余量由cBN和不可避免雜質構成，且具有結合強化金屬以0.1μm～1μm的平均層厚包圍cBN粒子的組織，但在該燒結體中，在切削淬火鋼的情況等刀尖的溫度達1000℃以上的用途中，若在斷續切削中使用則刀尖容易缺損，存在工具壽命縮短的問題。

并且，在專利文獻2中公開有如下燒結體：通過將預先由作為金屬層的TiAl包覆表面的cBN粒子用作原料而使構成cBN粒子的硼與包覆的TiAl發生反應，且具有在cBN粒子的周圍配置有TiB₂和AlB₂的組織，但在該燒結體中，通過使硼與TiAl發生反應，不僅生成TiB₂還生成AlB₂，其結果，AlN也生成在cBN周圍。AlB₂和AlN由于與cBN的附著強度較低，因此若在對刀尖的負荷較大的斷續切削中使用則刀尖容易缺損，存在工具壽命縮短的問題。

發明內容

因此，本發明所要解決的技術課題即本發明的目的在于提供一種耐缺損性優異的立方晶氮化硼燒結體切削工具，該切削工具為即使在進行要求高負荷切削條件的高硬度鋼的斷續切削加工的情況下，也不易產生工具刀尖的崩碎和缺損，且經長期維持優異的切削性能的cBN燒結體切削工具。

本發明人等為了解決上述課題，著眼于構成cBN工具的cBN燒結體的硬質相成分即cBN粒子進行了深入研究，結果得到了如下見解。

(1)通過使用在cBN粒子表面預先包覆有TiO₂膜的cBN粒子制作cBN燒結體，使作為結合相原料而包含的Al與TiO₂發生反應而離解。(2)通過所述離解而生成的金屬Ti均勻地供給至cBN粒子周圍，結果能夠使cBN與Ti在cBN粒子周邊均勻地反應。

(3)其結果，能夠飛躍性提高cBN粒子與結合相的結合力，結果，能夠制作出即使在高負荷的斷續切削中使用也不易缺損的cBN燒結體。