[发明专利]立方晶氮化硼烧结体切削工具及其制造方法

说明书

本发明的课题在于提供一种耐缺损性优异的立方晶氮化硼烧结体切削工具及其制造方法，该切削工具为即使在高硬度钢的断续切削加工中也发挥优异的耐缺损性、耐崩刀性且经长期使用发挥优异的切削性能的cBN工具。在本发明的将包含立方晶氮化硼粒子和结合相的烧结体作为工具基体的立方晶氮化硼烧结体切削工具中，从立方晶氮化硼粒子表面起50nm以内范围的区域中所包含的Ti的氮化物、硼化物、氧化物及它们的固溶体所占的比例相对于所述区域的总体积为80vol％以上，由此解决上述课题。

技术领域

本发明涉及一种将立方晶氮化硼(以下用cBN表示)作为主成分且在超高压、高温下对其进行烧结成型而成的cBN烧结体切削工具，尤其涉及一种在由合金钢、轴承钢等淬火材构成的高硬度钢的断续切削加工中，能够抑制崩碎和缺损的产生，并且能够经长期使用维持优异的切削性能的cBN烧结体切削工具及其制造方法。

背景技术

以往，作为高硬度钢的切削工具，已知有将cBN烧结体作为工具基体的cBN烧结体切削工具等，并且以提高工具寿命为目的提出了各种方案。

例如，在专利文献1中公开有如下技术：当通过超高压烧结制作cBN烧结体时，在作为硬质粒子的cBN粒子的表面形成覆膜而由覆膜包围cBN粒子，由此消除在cBN粒子间和结合相间、或在cBN粒子与结合相之间出现的孔，提高耐磨性和韧性。

并且，在专利文献2中公开有如下技术：将包围cBN粒子的覆膜作成金属层，并促进构成cBN粒子的硼在结合相中扩散，由此提高cBN烧结体的耐热性和耐缺损性。

专利文献1：日本专利公开昭58-61253号公报

专利文献2：国际公开2012/053375号公报

在专利文献1中公开有cBN烧结体，其组成如下：含有作为结合强化金属的Al和Al的氧化物及氮化物中的1种或2种，余量由cBN和不可避免杂质构成，且具有结合强化金属以0.1μm～1μm的平均层厚包围cBN粒子的组织，但在该烧结体中，在切削淬火钢的情况等刀尖的温度达1000℃以上的用途中，若在断续切削中使用则刀尖容易缺损，存在工具寿命缩短的问题。

并且，在专利文献2中公开有如下烧结体：通过将预先由作为金属层的TiAl包覆表面的cBN粒子用作原料而使构成cBN粒子的硼与包覆的TiAl发生反应，且具有在cBN粒子的周围配置有TiB₂和AlB₂的组织，但在该烧结体中，通过使硼与TiAl发生反应，不仅生成TiB₂还生成AlB₂，其结果，AlN也生成在cBN周围。AlB₂和AlN由于与cBN的附着强度较低，因此若在对刀尖的负荷较大的断续切削中使用则刀尖容易缺损，存在工具寿命缩短的问题。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术课题即本发明的目的在于提供一种耐缺损性优异的立方晶氮化硼烧结体切削工具，该切削工具为即使在进行要求高负荷切削条件的高硬度钢的断续切削加工的情况下，也不易产生工具刀尖的崩碎和缺损，且经长期维持优异的切削性能的cBN烧结体切削工具。

本发明人等为了解决上述课题，着眼于构成cBN工具的cBN烧结体的硬质相成分即cBN粒子进行了深入研究，结果得到了如下见解。

(1)通过使用在cBN粒子表面预先包覆有TiO₂膜的cBN粒子制作cBN烧结体，使作为结合相原料而包含的Al与TiO₂发生反应而离解。(2)通过所述离解而生成的金属Ti均匀地供给至cBN粒子周围，结果能够使cBN与Ti在cBN粒子周边均匀地反应。

(3)其结果，能够飞跃性提高cBN粒子与结合相的结合力，结果，能够制作出即使在高负荷的断续切削中使用也不易缺损的cBN烧结体。