[發明專利]切削工具用復合燒結體及利用該復合燒結體的切削工具

在審

• 申請號: 201710156433.X
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN107200590A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 申東均;樸熙燮
• 申請（專利權）人: 日進金剛石株式會社
• 主分類號: C04B35/5831
• 分類號: C04B35/5831;C04B35/622;C04B35/63;B23B27/00;C22C29/16;C22C1/05;B22F7/08;B22F5/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 孫昌浩,李盛泉

技術領域

本發明涉及一種切削工具用復合燒結體及利用該復合燒結體的切削工具，尤其涉及一種如下的切削工具用復合燒結體及利用該復合燒結體的切削工具：導熱性和導電性優良，因此對由熱引起的磨損和沖擊的抵抗能力強，并可在EDM(Electrical Discharge Machining；電火花加工)作業時將刃部的影響最小化。

背景技術

隨著工業發展，對于能夠使經濟性機械加工得以實現的精密的切削工具的需求增大，且其工具加工技術也在迅速發展。精密切削工具中，作為最新的素材，存在壽命最長的人造鉆石和CBN(Cubic Boron Nitride；立方氮化硼)燒結體，其作為極端硬質材料(Extreme hard material)，加工最為困難乃是事實。

美國的GE公司開發的作為超研磨材料(Super abrasive)的鉆石和CBN(Cubic Boron Nitride；立方氮化硼)的使用處于迅速普遍化的趨勢，其得益于伴隨著經濟發展的機械加工的高精密化趨勢及加工材料的多樣性增大。尤其，磨料顆粒的硬度非常高，因此對于利用現有的以基于Al₂O₃和SiC研削粒子的研削加工為首的其他機械加工則幾乎無法加工的硬化熱處理鋼、超硬合金及陶瓷等高硬度材料的精密加工而言，占據著壟斷性的地位。

對于超研磨材料中的鉆石而言，由于在加工鐵系材料時基于石墨化現象的粒子磨損嚴重，因此在鐵系材料的研削中的使用受限，但是對于CBN(Cubic Boron Nitride；立方氮化硼)而言，不同于鉆石，具有與鐵系金屬的低化學反應親和力，因此在研削鐵系材料時化學穩定性優良且導熱率較高，于是不容易因研削熱量而磨損，且可以良好地維持研削鋒，因此廣泛應用于高硬度的熱處理鋼、工具鋼、鑄鐵等鐵系金屬的加工。

立方氮化硼(Cubic Boron Nitride；CBN)是在自然界中不存在并只能通過人工的超高溫高壓合成法生成的物質，其具有僅次于鉆石的硬度，從而被用作研削、研磨、切削材料用研磨顆粒。立方氮化硼(Cubic Boron Nitride；CBN)的原料為六方晶氮化硼(HBN；hexagonal boron nitride)，與作為鉆石的原料的石墨相比，六方晶氮化硼除了導電性之外具有類似的結晶結構，然而在合成條件和催化劑的選用方面表現出差異。

另外，多晶態立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride；PCBN)作為粘合劑，可通過將特殊的陶瓷材料與立方氮化硼一并混合而燒結制造。近來，多晶態立方氮化硼工具還被廣泛應用于高硬度熱處理鋼、超耐熱合金、燒結金屬等難切削材料的加工產品，可將高硬度素材高精密加工的多晶態立方氮化硼工具可成為一般研削加工工序的替代方案。

然而，現有的多晶態立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride；PCBN)存在如下的問題：在切削工序中，由于工具的磨損或高溫下耐熱性降低，而發生工具的破壞，由此導致工具壽命縮短。

因此，為了使包括多晶態立方氮化硼的切削工具的壽命變得優良，需要開發一種具有優秀的熱穩定性和導電性的切削工具，以實現熱量引起的磨損和沖擊所致的破損的最小化。

發明內容

本發明旨在提供一種如下的切削工具用復合燒結體及利用該復合燒結體的切削工具，由不存在立方氮化硼粒子間的直接結合，且不具有異質接合層的單一復合體構成，因此熱穩定性優秀。

并且，本發明旨在提供一種如下的切削工具用復合燒結體及利用該復合燒結體的切削工具，由不存在立方氮化硼粒子間的直接結合，且不具有異質接合層的單一復合體構成，于是在EDM(Electrical Discharge Machining；電火花加工)作業時，可最小化刃部的影響。

根據本發明的一個實施例，提供一種切削工具用復合燒結體，包含立方氮化硼和結合劑，其中，所述復合燒結體的表面電阻為1×10^-5至8×10^-2Ω/cm²，所述復合燒結體的導熱率在25℃下為40～80W/mK，且在700℃下為20～60W/mK。

并且，所述復合燒結體的體積為65～85vol％。

而且，所述復合燒結體的立方氮化硼粒子尺寸為0.01～1.5μm。

并且，所述復合燒結體的立方氮化硼粒子尺寸為0.1～1.0μm。