[发明专利]立方晶氮化硼烧结体和被覆立方晶氮化硼烧结体以及它们的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及切削工具等中使用的立方晶氮化硼烧结体和被覆立方晶氮化硼烧结体以及它们的制造方法。

背景技术

作为切削工具等中使用的立方晶氮化硼烧结体的现有技术，有由立方晶氮化硼与氧化铝和/或氮化铝与氮化钛形成的烧结体（例如参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开平8-109070号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

近年来，为了提高加工效率，切削条件有比以往更为严格的倾向，到目前为止期待进一步延长工具寿命。对于上述专利文献1的发明，在切削加工时，在工具的刀尖温度增高的加工、例如普通铸铁的高速加工等中耐磨耗性不足，无法充分地满足上述要求。

本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于提供耐磨耗性优异的立方晶氮化硼烧结体和被覆立方晶氮化硼烧结体以及它们的制造方法。

用于解决技术问题的手段

本发明人对普通铸铁的切削加工时的立方晶氮化硼烧结体制切削工具的耐磨耗性进行了研究。结果发现，当在立方晶氮化硼烧结体的结合相中含有α型Al₂O₃时，立方晶氮化硼烧结体的耐磨耗性提高，当相对于α型Al₂O₃以一定比例含有ZrB₂和ZrO时，立方晶氮化硼烧结体的耐磨耗性进一步提高。

本发明的立方晶氮化硼烧结体的构成为：约30～约70体积%的立方晶氮化硼、由选自Ti、Al、Zr、Y、Ce、Mg、Ca的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物和它们的相互固溶体中的至少一种形成的结合相，余量为不可避免的杂质；其含有ZrB₂、ZrO₂、ZrO和α型Al₂O₃，在将ZrB₂的（101）面的X射线衍射强度表示为Izb、将α型Al₂O₃的（110）面的X射线衍射强度表示为Ia、将ZrO的（111）面的X射线衍射强度表示为Izo时，表示Izb与Ia的比例的（Izb/Ia）满足0.13≤（Izb/Ia）≤0.30，表示Izo与Ia的比例的（Izo/Ia）满足0.05≤（Izo/Ia）≤0.20。本发明的被覆立方晶氮化硼烧结体是在本发明的立方晶氮化硼烧结体的表面上被覆覆膜而成的。

发明效果

本发明的立方晶氮化硼烧结体和被覆立方晶氮化硼烧结体的耐磨耗性优异。使用本发明的立方晶氮化硼烧结体和被覆立方晶氮化硼烧结体作为切削工具时，发挥可延长工具寿命的效果。

具体实施方式

本发明的立方晶氮化硼烧结体的构成为：约30～约70体积%的立方晶氮化硼、由选自Ti、Al、Zr、Y、Ce、Mg、Ca的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物和它们的相互固溶体中的至少一种形成的结合相，余量为不可避免的杂质。本发明的立方晶氮化硼烧结体中所含的立方晶氮化硼具有提高立方晶氮化硼烧结体的硬度的作用。立方晶氮化硼小于约30体积%时，无法获得充分的硬度，而且在烧结时多发裂纹、烧结变难。立方晶氮化硼超过70体积%时，耐磨耗性优异的结合相不足、立方晶氮化硼在切削加工时发生反应磨耗，因而耐磨耗性降低。因此，构成为约30～约70体积%的立方晶氮化硼、结合相、余量为不可避免的杂质。其中，更优选构成为34～59体积%的立方晶氮化硼、结合相、余量为不可避免的杂质的立方晶氮化硼烧结体。

作为本发明的立方晶氮化硼烧结体中不可避免地含有的杂质，可举出WC、Co、Fe等。据认为这些物质是在制造工序中混入的。本发明的立方晶氮化硼烧结体中的不可避免的杂质的总量相对于立方晶氮化硼烧结体整体为2体积%以下，不会对本发明的特性值造成影响。需要说明的是，本发明中，在不损害本发明的立方晶氮化硼烧结体的特性的范围内，除了立方晶氮化硼、结合相和不可避免的杂质之外，还可少量含有无法称为不可避免的杂质的其他成分。