[发明专利]接合体

说明书

技术领域

本发明涉及接合体，尤其涉及适用于切削工具的接合体。

背景技术

传统上，已经制造出尖端具有高硬度材料的切削工具,该高硬度材料经钎焊接合到其尖端上，这种切削工具的代表为立方氮化硼（cBN）切削工具，已将这种切削工具用于切削特殊钢和其他各种类型的切削加工。

具体而言，例如，已经制造并出售了具有硬质合金和cBN的工具，其中该硬质合金和cBN经钎焊而接合在一起（例如，Sumitomo Electric Hardmetal株式会社发布的IGETALLOY切削工具('07-'08总目录)，2006年10月，第L4页，Coated SUMIBORON Series（非专利文献1））。或者，已经提出了通过钎焊将PCD（烧结金刚石）或cBN与陶瓷、金属陶瓷或硬质合金接合起来而形成的接合体（例如，特开2002-036008号公报(专利文献1)和特许3549424号公报(特开平11-320218号公报(专利文献2))）。此外，也已经提出了通过采用Cu钎料进行钎焊以将硬质合金或金属陶瓷与高速钢等接合而形成的切削工具（例如，特开平11-294058号公报(专利文献3)）。

尤其是近年来，将硬质合金与cBN接合在一起的切削工具特别引起关注。

引用列表

专利文献

专利文献1：特开2002-036008号公报

专利文献2：日本专利No.3549424（特开平11-320218号公报）

专利文献3：特开平11-294058号公报

非专利文献

非专利文献1：Sumitomo Electric Hardmetal株式会社发布的IGETALLOY切削工具('07-'08总目录)，2006年10月，第L4页，Coated SUMIBORON Series

发明内容

技术问题

然而，不能认为通过上述常规方法得到的接合体具有足够大的接合强度，人们需要一种具有更大接合强度的接合体，特别是硬质合金与cBN牢固接合在一起的接合体。

解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明人进行了各种实验和深入的研究，结果发现，通常当接合材料中含有用于硬质合金烧结体和cBN烧结体的结合相组分的Ti时，则在接合时，Ti作为一种化学元素扩散到所述硬质合金烧结体和cBN烧结体中，并且所述烧结体牢固地接合在一起，即可以得到接合强度高的接合体。

此外已经发现，在这种接合中，在接合材料与cBN烧结体之间的界面处生成了Ti与cBN烧结体的氮组分的反应产物、或TiN化合物层，并且该TiN化合物层的厚度与接合强度有关。

更具体而言，加热时间更长和含有更大量的Ti会增加TiN化合物层的厚度，因此在TiN化合物层对于cBN烧结体的优异润湿性的协同作用下，提供了更高的接合强度。然而，当TiN化合物层超过一定厚度时，TiN化合物层的脆性将对接合强度具有较大的影响，并且如果形成的TiN化合物层过厚，更具体而言，如果形成厚度超过300纳米（nm）的TiN化合物层，则TiN化合物层容易断裂并且不能提供大的接合强度。100nm以下是更加优选的，因为该厚度有助于提供大的接合强度。此外，所述TiN化合物可以是粒状晶体、柱状晶体、非晶态或任何结晶状态。

相反，已经发现，当进行加热的时间短或Ti的引入量较小并因此使TiN化合物层厚度过小时，更具体而言，当形成的TiN化合物层小于10nm时，Ti作为化学元素向待接合材料中的扩散并不充分，并且不能在整个接合面上形成TiN化合物层，因而倾向于在较小的面积上形成TiN化合物层，因此不能提供大的接合强度。需要注意的是，TiN化合物层可含有少量除Ti和N以外的其他组分。这样的组分可包括构成cBN和硬质合金的化学元素以及构成接合材料的化学元素。

本发明立足于上述发现，并且本发明为这样一种结合体，其具有作为第一被接合材料的硬质合金烧结体和作为第二被接合材料的cBN烧结体，其中：所述第一被接合材料和所述第二被接合材料由接合材料接合在一起，其中该接合材料设置在所述第一被接合材料和所述第二被接合材料之间并且含有钛（Ti）；并且在所述第二被接合材料和所述接合材料之间的界面处形成厚度为10nm-300nm的氮化钛（TiN）化合物层。

本发明可以提供如上所述在硬质合金烧结体与cBN烧结体之间具有高接合强度的接合体，因此可以提供具有高接合强度的切削工具等。