[发明专利]立方晶氮化硼基烧结材料制切削工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种在高硬度钢的断续切削加工中发挥优异的耐缺损性的立方晶氮化硼（以下以cBN表示）基烧结材料制切削工具（以下称为cBN工具）。

背景技术

以往，已知有在钢、铸铁等铁系工件的切削加工中，从与工件的亲和性较低且为高硬度这一点出发而将cBN基烧结材料（以下称为cBN烧结体）用作工具材料的cBN工具。

例如，如专利文献1所示，已知有含有20～80体积%的作为硬质相的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为结合相的cBN工具。

并且，例如专利文献2中提出有如下方案：以Ti、Zr、Hf、Al中的至少一种的氮化物、硼化物或者其固溶体中的至少任一种包围cBN颗粒，且进一步在其之上以Ti、TiAl、Zr、Hf中的至少一种氮化物、碳化物、氧化物或者其固溶体中的至少任一种包围，从而通过以两层包覆cBN颗粒，对cBN工具赋予优异的韧性、耐磨损性、耐热性及高温强度。

另外，例如专利文献3中提出有如下方案：在具备cBN颗粒和结合相的cBN工具中，由包围cBN颗粒的第1结合相和除此之外的第2结合相来构成结合相，第1结合相由与所述cBN颗粒接触并包围的第3结合相和包围所述第3结合相的第4结合相构成，所述第3结合相以Ti、Zr、Hf、Al中的至少一种氮化物、硼化物或者其固溶体中的至少任一形态构成，并且，所述第4结合相以Ti、TiAl、Zr、Hf中的至少一种氮化物、碳化物、氧化物或者其固溶体中的至少任一形态构成，另外，所述第2结合相在被所述第1结合相包围的多个所述颗粒之间包含粒子生长抑制结合相，所述粒子生长抑制结合相以Ti、Zr、Hf中的至少一种硼化物或者其固溶体中的至少任一形态，或者以Al的氮化物、硼化物或者其固溶体中的至少任一形态构成，由此能够改善cBN工具的耐磨损性及耐缺损性。

并且，专利文献4中提出有如下方案：在以耐热膜包覆cBN工具的表面的包覆cBN工具中，作为cBN烧结体的结合材料成分，含有至少含有铝的氮氧化物的铝化合物，并且当将cBN的质量设为MA、不溶解于氟硝酸（フッ硝酸）的所述铝化合物中含有的铝的质量设为MB、溶解于氟硝酸的所述铝化合物中含有的铝的质量设为MC时，将质量比MC/MA设为0.001以上且0.1以下，并且将质量比MB/MC设为0.1以上且15以下，从而防止产生耐热膜的剥离，并且防止龟裂等向cBN烧结体传播。

另外，专利文献5中提出有如下方案：在硬质相由cBN和/或wBN构成的复合高密度相BN烧结体工具中，以Ti、Zr、Hf、Al及Si的氮化物、硼化物及它们的相互固溶体中的至少一种的单层或多层的第1层包覆硬质相的颗粒表面，并且使该第1层的表面含有10体积%以上的以周期表的4a、5a、6a族金属的碳化物、氮化物、碳氧化物、氮氧化物、硼化物和氧化铝、氮氧化铝以及它们的相互固溶体中的至少一种的单层或多层的第2层包覆的复合硬质相，由此改善复合高密度相BN烧结体工具的耐磨损性、耐缺损性、韧性及耐冲击性。

专利文献1：日本专利公开昭53-77811号公报

专利文献2：日本专利公开昭58-61253号公报

专利文献3：日本专利公开平10-218666号公报

专利文献4：日本专利第4933922号公报

专利文献5：日本专利公开平5-186272号公报

cBN工具为高硬度，并且在与钢、铸铁等铁系工件的亲和性较低等方面优异，但由于cBN颗粒与结合相的粘附强度不充分，因此如所述专利文献1～5所示为了改善粘附强度而提出各种方案。

然而，在前述以往的cBN工具、复合高密度相BN烧结体工具中，如高硬度钢等的断续切削加工那样高负荷作用于切削刃的切削条件下，cBN颗粒和结合相的粘附强度依然不够充分，因此，容易产生缺损，工具寿命短。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种即使在高硬度钢等的断续切削加工中，也显示出优异的耐缺损性，在长期使用中发挥优异的切削性能的cBN工具。

本发明人为解决上述课题，着眼于cBN颗粒与结合相之间的界面状态，并进行深入研究的结果得到了如下见解。