[发明专利]表面被覆烧结体

说明书

技术领域

本发明涉及表面被覆烧结体，该表面被覆烧结体包括立方氮化硼烧结体和在其表面上形成的表面覆盖层。

背景技术

通常，立方氮化硼烧结体硬度高，因此，其已经被广泛用作诸如切削工具之类的工具用材料。另外，还已知，出于提高耐磨性等的目的，在立方氮化硼烧结体的表面上形成表面覆盖层。

例如，日本专利特开No.2005-047004（专利文献1）公开了一种高硬度的工具用复合材料，其为这样的立方氮化硼烧结体，该立方氮化硼烧结体的表面上设有由4a族、5a族或6a族元素的氮化物或碳化物等化合物形成的中间层和位于该中间层上的TiAlN等覆盖层。另外，日本专利特开No.2002-144110（专利文献2）公开了一种氮化硼表面被覆烧结体工具，其由这样的氮化硼烧结体形成，该氮化硼烧结体的表面上设有由选自4a族、5a族和6a族元素中的至少一种元素形成的中间层，以及位于该中间层上的硬质覆盖层。另外，日本专利特开No.2000-129423（专利文献3）公开了一种硬质覆盖层，其具有形成于基材上的第一层以及形成于该第一层上的第二层，其中所述第一层由4a族、5a族或6a族的金属形成，并且所述第二层由TiAlVN等形成。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利特开No.2005-047004

专利文献2：日本专利特开No.2002-144110

专利文献3：日本专利特开No.2000-129423

发明内容

技术问题

当在立方氮化硼烧结体上形成硬质覆盖层时，所述硬质覆盖层往往具有较差的韧性。特别是，当硬质覆盖层受到强的冲击负荷或变动负荷时，硬质覆盖层可能会脱落，这导致工具寿命缩短的问题。

因此，如专利文献1至3所述，已提出了在硬质覆盖层和基材（立方氮化硼烧结体）之间形成中间层，从而提高硬质覆盖层与基材的粘附性。

然而，在专利文献1中，尽管描述了由4a族、5a族或6a族元素的氮化物或碳化物等化合物构成的中间层与TiAlN等覆盖层（硬质覆盖层）相比提高了粘附性，但是，当如上所述施加强的冲击负荷或变动负荷时，还需要进一步提高粘附性。另外，在专利文献2中，由于中间层由金属构成，而不是由专利文献1中所述的化合物构成，因此这种金属扩散至立方氮化硼烧结体和硬质覆盖层这二者中，并在其中扩散有金属的部分中形成诸如金属硼化物或金属氮化物等固溶体。因此，期望能够提供比专利文献1中更强的粘附性。然而，由于这种固溶体趋于表现出固溶体本身坚硬且脆的特点，因此当如上所述施加强的冲击负荷或变动负荷时，则需要进一步提高粘附性。另一方面，与专利文献2类似，专利文献3公开了形成金属层作为中间层以减轻应力。当硬质覆盖层的应力大时，预计这种应力的减轻是有效的。但是，如果硬质覆盖层本身的应力小，则预计这种应力的减轻不能起效。此外，由于未指明基材的类型，因此当使用立方氮化硼烧结体作为基材时，并不清楚会有怎样的效果。

鉴于这些情况完成了本发明，本发明的一个目的是提供一种由其上形成有表面覆盖层的立方氮化硼烧结体形成的表面被覆烧结体，即使当该表面覆盖层受到强的冲击负荷或变动负荷时，其也具有足够的粘附性。

解决问题的手段

为了克服上述问题，本发明的本发明人进行了认真研究，结果获得了以下发现。当使用金属作为中间层时，可以预期该中间层将起到基材与硬质覆盖层之间的结合中介的作用，或者在一定程度上减轻冲击，因此可以预期该中间层将具有一定程度上提高基材与硬质覆盖层之间的粘附性的效果。然而，该中间层易于被强的冲击负荷破坏，而这可能是由与金属熔点和中间层的构造相关的因素造成的。因此，本发明的本发明人基于这一发现更为详细地研究了金属类型和中间层的构造，由此完成了本发明。

具体而言，本发明的表面被覆烧结体包括：立方氮化硼烧结体和在其表面上形成的表面覆盖层，所述立方氮化硼烧结体包含20体积%至99.5体积%的立方氮化硼、以及粘结剂；所述表面覆盖层包括粘附层和至少一层硬质覆盖层，所述粘附层是至少含有W的金属层，并且该粘附层被形成为覆盖在所述立方氮化硼烧结体的表面的一部分上，所述硬质覆盖层被形成为覆盖在所述立方氮化硼烧结体和所述粘附层上，在所述立方氮化硼烧结体表面中，与粘附层接触的立方氮化硼颗粒相对于与粘附层或硬质覆盖层接触的立方氮化硼颗粒总数的比率为0.01%至20%。

这里，优选的是，粘附层为非晶态或者由平均粒度等于或小于5nm的超细颗粒构成，并且粘附层含有0.05原子%至95原子%的W。