[发明专利]立方晶氮化硼基超高压烧结材料制切削工具

说明书

本发明提供一种在钢和铸铁的切削加工中耐缺损性优异的立方晶氮化硼基超高压烧结材料制切削工具。本发明的立方晶氮化硼基超高压烧结材料制切削工具中，立方晶氮化硼粒子的含有比例为50～85体积％，优选为70～85体积％，余量以氧化铝为主体，其中，当对立方晶氮化硼基超高压烧结材料的截面进行测定时，将具有大于立方晶氮化硼粒子平均面积(能够由立方晶氮化硼粒子平均粒径计算出)的2.5倍的面积的立方晶氮化硼粒子群相对于立方晶氮化硼粒子的总面积所占的总计面积比例设为大于0.1且0.35以下，由此提高耐缺损性。

技术领域

本发明涉及一种耐缺损性优异的立方晶氮化硼(以下用cBN表示)基超高压烧结材料制切削工具(以下称为cBN工具)。

背景技术

以往，已知有如下cBN工具，即，在钢、铸铁等铁系工件的切削加工中使用cBN基超高压烧结材料(以下，根据情况有时还称为“cBN烧结体”)作为与工件的亲和性较低的工具材料。

例如，如专利文献1所示，已知有如下cBN工具，即，作为cBN烧结材料的结合相，以Al₂O₃或Al₂O₃为主体且包含碳化物、氮化物，并将cBN含量设为20～80vol％的范围，由此提高热冲击特性。

并且，如专利文献2所示，已知有如下cBN工具，即，cBN烧结体的结合相包含Al₂O₃和Ti的碳氮化物，且cBN含量为30～70vol％的范围，利用用于结合相的材质涂布cBN粒子，并以压力0.5GPa～2GPa进行烧结，由此设为致密的组织，并且提高韧性和强度。

另外，如专利文献3所示，已知有如下cBN工具，即，cBN烧结体的结合相在二维观察时是连续的，且结合相为Ti的氮化物、碳化物、碳氮化物、硼化物、Al的氮化物、硼化物、氧化物、Fe、Co、Ni的氮化物、碳化物、碳氮化物、硼化物，通过将cBN含量设在45～70vol％的范围、将cBN粒子的平均粒径设为2～6μm、结合相厚度的平均值设为1.5μm以下、标准偏差设为0.9以下来减小结合相的平均厚度的偏差，由此，减少成为缺陷的部分，改善耐缺损性。

专利文献1：日本特开昭55-130859号公报

专利文献2：日本特开平7-172923号公报

专利文献3：日本特开2000-44350号公报

如专利文献1～3所示，虽然提出了用于改善cBN工具的特性的各种方案，但在高负荷作用于刀尖的条件下使用时，工具寿命较短。

例如，专利文献1中，能够将cBN含量设至80vol％，但若cBN含量增加，则cBN粒子彼此接触的比例增高，cBN粒子彼此的接触部由于没有具有保持cBN粒子的效果的结合相，因此刀尖强度下降，当在负荷较高的切削条件下使用时，存在刀尖容易发生缺损、工具寿命缩短的问题。

并且，专利文献2中记载的cBN工具，若cBN含量超过70vol％，则形成连续网络的结合相的致密化受阻，无法得到致密且高硬度的烧结体，而且，若烧结压力超过2.0GPa，则烧结体的韧性及强度显示出下降趋势，因此当用作cBN工具时，存在寿命缩短的问题。

另外，专利文献3中，结合相在二维观察时是连续的，但若cBN含量增加，则cBN粒子接触的比例增高，在cBN粒子彼此的接触部中刀尖的强度下降，存在刀尖容易发生缺损的与引用文献1中记载的cBN工具同样的问题。

发明内容

本发明人等为了解决上述课题，着眼于cBN工具的cBN烧结材料构成成分即cBN粒子进行了深入研究，结果得到如下见解。