[发明专利]立方晶氮化硼烧结体切削工具

说明书

技术领域

本申请发明涉及一种以立方晶氮化硼(以下、由cBN表示)为主要成分，并对其在超高压、高温下进行烧结成型而成的cBN烧结体为工具基体的切削工具，并涉及一种强度和韧性优异，尤其在合金钢、轴承钢等高硬度钢的切削加工中，耐磨性和耐缺损性优异，且在长期使用中能够维持优异的切削性能的cBN烧结体切削工具。

本申请主张基于2014年3月28日于日本申请的专利申请2014-069233号、及2015年3月20日于日本申请的专利申请2015-58192号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

以往作为高硬度钢的切削工具，已知有以cBN烧结体为工具基体的cBN烧结体切削工具等，并作为提高工具寿命为目的而进行各种提案。

例如，专利文献1中公开有如下cBN烧结体工具，即，cBN烧结体含有cBN、绝热相及结合相，在cBN烧结体中包含60体积％以上且小于99体积％的cBN，绝热相包含由选自Al、Si、Ti、及Zr中的一种以上的元素和选自N、C、O、及B中的一种以上的元素构成的一种以上的第1化合物，该第1化合物在cBN烧结体中含有1质量％以上且20质量％以下，且具有小于100nm的平均粒径，并且cBN烧结体的导热率为70W/m·K以下，由此，降低工具基体的导热率的同时提高工具基体的硬度。

并且，专利文献2中公开有如下cBN烧结体，即，cBN烧结体包含cBN和结合相，cBN烧结体中包含25体积％以上且80体积％以下的该cBN，所述结合相包含Ti类化合物组，该Ti类化合物组至少包含一种以上包含有Ti的化合物，且包含由粒径为0.1μm以下的粒子构成的第1微粒成分，该第1微粒成分在所述cBN烧结体的至少一截面中占所述结合相所占的面积的10～60％，由此高度兼顾耐缺损性和耐磨性。

而且，专利文献3中公开有如下cBN烧结体，即，其作为结合材料含有选自元素周期表第4a族元素、第5a族元素、第6a族元素的氮化物、碳化物、硼化物、氧化物及它们的固溶体中的至少一种、选自Zr、Si、Hf、Ge、W、Co的单体、化合物及固溶体中的至少一种、及Al化合物，该cBN烧结体中，W和/或Co的总计重量小于1重量％，Si或Zr为0.01重量％以上且小于0.5重量％，Si/(Si+W+Co)或Zr/(Zr+W+Co)为0.05以上且1.0以下，而且，作为Ti化合物的TiN、TiB₂的平均粒径为100nm以上且400nm以下，并且作为Al化合物的AlB₂、AlN的平均粒径为50nm以上且150nm以下，由此提高强度、韧性、耐磨性。

专利文献1：日本特开2011-189421号公报(A)

专利文献2：日本特开2011-207689号公报(A)

专利文献3：日本专利第5189504号公报(B)

专利文献1中公开有如下cBN烧结体，即，作为绝热相成分该cBN烧结体中包含1质量％以上且20质量％以下的第1化合物，所述第1化合物由选自Al、Si、Ti及Zr中的一种以上的元素和选自N、C、O及B中的一种以上的元素构成，且具有小于100nm的平均粒径，由此，cBN烧结体的导热率成为70W/m·K以下，但是在该烧结体中，存在cBN的含量小于60体积％时无法得到充分的切削性能，工具寿命较短的问题。

并且，专利文献2中公开有如下cBN烧结体，即，该cBN烧结体包含cBN和结合相，cBN烧结体中包含25体积％以上且80体积％以下的该cBN，所述结合相包含Ti类化合物组，该Ti类化合物组至少包含一种以上包含有Ti的化合物，且包含由粒径为0.1μm以下的粒子构成的第1微粒成分，该第1微粒成分在所述cBN烧结体的至少一截面中占所述结合相所占的面积的10～60％，由此，高度兼顾耐缺损性和耐磨性，但是，该烧结体中，仅控制TiN类化合物组的粒径，因此没能控制其他成分的结合相成分的粒径，例如生成粗大的Al₂O₃、AlN、AlB₂，并以此为起点，龟裂容易发生并进行扩展，从而成为cBN烧结体的韧性降低的原因。

并且，专利文献3中，公开有如下cBN烧结体，即，作为结合材料含有规定量的W和/或Co、Si或Zr，并且，将TiN、TiB₂的平均粒径、AlB₂、AlN的平均粒径设定在规定范围内，从而改善了耐缺损性、耐磨性，但该烧结体中，在高硬度钢的高负荷发挥作用的切削条件下，还不能断言具备充分的耐缺损性。

发明内容