[發明專利]立方晶氮化硼燒結體切削工具

有效

• 申請號: 201580016231.4
• 申請日: 2015-03-27
• 公開（公告）號: CN106132604B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 油本憲志;宮下庸介
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: B23B27/14
• 分類號: B23B27/14;B23B27/20;C04B35/583
• 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

本申請發明涉及一種以立方晶氮化硼(以下、由cBN表示)為主要成分，并對其在超高壓、高溫下進行燒結成型而成的cBN燒結體為工具基體的切削工具，并涉及一種強度和韌性優異，尤其在合金鋼、軸承鋼等高硬度鋼的切削加工中，耐磨性和耐缺損性優異，且在長期使用中能夠維持優異的切削性能的cBN燒結體切削工具。

本申請主張基于2014年3月28日于日本申請的專利申請2014-069233號、及2015年3月20日于日本申請的專利申請2015-58192號的優先權，并將其內容援用于此。

背景技術

以往作為高硬度鋼的切削工具，已知有以cBN燒結體為工具基體的cBN燒結體切削工具等，并作為提高工具壽命為目的而進行各種提案。

例如，專利文獻1中公開有如下cBN燒結體工具，即，cBN燒結體含有cBN、絕熱相及結合相，在cBN燒結體中包含60體積％以上且小于99體積％的cBN，絕熱相包含由選自Al、Si、Ti、及Zr中的一種以上的元素和選自N、C、O、及B中的一種以上的元素構成的一種以上的第1化合物，該第1化合物在cBN燒結體中含有1質量％以上且20質量％以下，且具有小于100nm的平均粒徑，并且cBN燒結體的導熱率為70W/m·K以下，由此，降低工具基體的導熱率的同時提高工具基體的硬度。

并且，專利文獻2中公開有如下cBN燒結體，即，cBN燒結體包含cBN和結合相，cBN燒結體中包含25體積％以上且80體積％以下的該cBN，所述結合相包含Ti類化合物組，該Ti類化合物組至少包含一種以上包含有Ti的化合物，且包含由粒徑為0.1μm以下的粒子構成的第1微粒成分，該第1微粒成分在所述cBN燒結體的至少一截面中占所述結合相所占的面積的10～60％，由此高度兼顧耐缺損性和耐磨性。

而且，專利文獻3中公開有如下cBN燒結體，即，其作為結合材料含有選自元素周期表第4a族元素、第5a族元素、第6a族元素的氮化物、碳化物、硼化物、氧化物及它們的固溶體中的至少一種、選自Zr、Si、Hf、Ge、W、Co的單體、化合物及固溶體中的至少一種、及Al化合物，該cBN燒結體中，W和/或Co的總計重量小于1重量％，Si或Zr為0.01重量％以上且小于0.5重量％，Si/(Si+W+Co)或Zr/(Zr+W+Co)為0.05以上且1.0以下，而且，作為Ti化合物的TiN、TiB₂的平均粒徑為100nm以上且400nm以下，并且作為Al化合物的AlB₂、AlN的平均粒徑為50nm以上且150nm以下，由此提高強度、韌性、耐磨性。

專利文獻1：日本特開2011-189421號公報(A)

專利文獻2：日本特開2011-207689號公報(A)

專利文獻3：日本專利第5189504號公報(B)

專利文獻1中公開有如下cBN燒結體，即，作為絕熱相成分該cBN燒結體中包含1質量％以上且20質量％以下的第1化合物，所述第1化合物由選自Al、Si、Ti及Zr中的一種以上的元素和選自N、C、O及B中的一種以上的元素構成，且具有小于100nm的平均粒徑，由此，cBN燒結體的導熱率成為70W/m·K以下，但是在該燒結體中，存在cBN的含量小于60體積％時無法得到充分的切削性能，工具壽命較短的問題。

并且，專利文獻2中公開有如下cBN燒結體，即，該cBN燒結體包含cBN和結合相，cBN燒結體中包含25體積％以上且80體積％以下的該cBN，所述結合相包含Ti類化合物組，該Ti類化合物組至少包含一種以上包含有Ti的化合物，且包含由粒徑為0.1μm以下的粒子構成的第1微粒成分，該第1微粒成分在所述cBN燒結體的至少一截面中占所述結合相所占的面積的10～60％，由此，高度兼顧耐缺損性和耐磨性，但是，該燒結體中，僅控制TiN類化合物組的粒徑，因此沒能控制其他成分的結合相成分的粒徑，例如生成粗大的Al₂O₃、AlN、AlB₂，并以此為起點，龜裂容易發生并進行擴展，從而成為cBN燒結體的韌性降低的原因。

并且，專利文獻3中，公開有如下cBN燒結體，即，作為結合材料含有規定量的W和/或Co、Si或Zr，并且，將TiN、TiB₂的平均粒徑、AlB₂、AlN的平均粒徑設定在規定范圍內，從而改善了耐缺損性、耐磨性，但該燒結體中，在高硬度鋼的高負荷發揮作用的切削條件下，還不能斷言具備充分的耐缺損性。

發明內容