[发明专利]立方晶氮化硼烧结体工具

说明书

技术领域

本发明涉及切削加工中使用的立方晶氮化硼烧结体工具。

背景技术

在淬火钢或耐热合金等的切削加工中，多采用立方晶氮化硼烧结体工具。例如，在通过对淬火钢进行切削加工来制作汽车轴等机械部件时，通过切削加工来除去淬火钢表面存在的渗碳层，但根据被切削材料的形状的不同，有时也对没有淬火的部分进行切削加工。在这样的高负荷切削加工中刀尖温度非常高，因此多使用立方晶氮化硼烧结体工具。作为立方晶氮化硼烧结体工具的现有技术，有刀尖棱线部的曲率半径在5μm～30μm，工具后隙面和工具前倾面或负刃面以上述曲率半径平滑连接的多结晶硬质烧结体切削工具(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2001-212703号公报

发明内容

近年来，为了提高部件加工的加工效率，要求能够耐高效率切削加工或高负荷切削加工的切削工具。但是，如果采用以往的立方晶氮化硼烧结体工具进行高效率切削加工或高负荷切削加工，则容易发生刀尖强度不足造成的缺损或起因于月牙洼磨损扩大的缺损，从而不能充分满足提高加工效率的要求。于是，本发明的目的在于，提供一种即使在高负荷切削条件、高效率切削条件下，也能不发生缺损而稳定加工的、能实现工具寿命的长寿命化的立方晶氮化硼烧结体工具。

本发明人就在高负荷切削加工或高效率切削加工之类的苛刻的切削加工中也能实现工具寿命长寿命化的立方晶氮化硼烧结体工具及涂覆立方晶氮化硼烧结体工具的开发进行了研究，结果获得了如下的见解：在立方晶氮化硼烧结体工具的各部分和表面组织中有最优化的组合。在圆角珩磨面和倒棱珩磨面，切削时施加的力或热不同。在圆角珩磨面，热的负荷大，要求刀尖强度，因此优选增加显示高硬度和高热传导性的立方晶氮化硼量。另一方面，在有切屑擦过的倒棱珩磨面，容易发生因切屑的熔敷造成的立方晶氮化硼的脱落，因此优选增加结合相量。于是，通过在圆角珩磨面和倒棱珩磨面分别设计最佳的表面组织，在高负荷切削加工或高效率切削加工之类的苛刻的切削加工中可以实现工具寿命的长寿命化。

也就是说，本发明涉及一种立方晶氮化硼烧结体工具，其至少与切削有关的部分由立方晶氮化硼、结合相和不可避免的杂质构成，其特征在于：具备后隙面、前倾面、倒棱珩磨面、形成于后隙面和倒棱珩磨面交叉的棱线上的圆角珩磨面，圆角珩磨面的形状的曲率半径R为10～50μm的范围；设定立方晶氮化硼的平均粒径的5倍以上为基准长度S，倒棱珩磨面的基准长度S中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合计为LCC，倒棱珩磨面的基准长度S中所含的结合相的断面曲线的长度的合计为LCB，LCC与LCB之比为PC(PC＝LCC/LCB)，圆角珩磨面的基准长度S中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合计为LRC，圆角珩磨面的基准长度S中所含的结合相的断面曲线的长度的合计为LRB，LRC与LRB之比为PR(PR＝LRC/LRB)，则PR与PC之比(PR/PC)为1.2≤PR/PC≤8.0。

作为本发明的立方晶氮化硼烧结体工具，至少与切削有关的部分是立方晶氮化硼烧结体。本发明的立方晶氮化硼烧结体工具可以是将立方晶氮化硼烧结体钎焊在超硬合金基体金属上的立方晶氮化硼烧结体工具，也可以是全部由立方晶氮化硼烧结体形成的立方晶氮化硼烧结体工具。

本发明的立方晶氮化硼烧结体以立方晶氮化硼、结合相和不可避免的杂质作为必须的构成成分。在本发明中，立方晶氮化硼优选为40～90体积％，更优选为50～80体积％，剩余部分为结合相和不可避免的杂质。如果立方晶氮化硼的含量低于40体积％，则对于淬火钢之类的高硬度材料，基材的硬度并不充分，耐缺损性降低，如果超过90体积％，则结合相的比例相对减小，所以因切屑擦过和熔敷而发生立方晶氮化硼的脱落，从而磨损明显进行。

本发明的立方晶氮化硼的平均粒径优选为0.30～6.0μm，更优选为1.5～5.0μm。在平均粒径低于0.30μm时热传导性降低，因此切削加工时容易因刀尖温度上升而使得强度下降，容易发生缺损。如果平均粒径增大超过6.0μm，则容易发生粒子脱落，从而容易发生崩刃(chipping)。