[发明专利]耐缺损性优异的立方晶氮化硼烧结体切削工具

说明书

本发明的课题在于提供一种cBN工具(立方晶氮化硼烧结体切削工具)，该cBN工具即使在高硬度钢的断续切削加工中也发挥优异的耐崩刀性、耐磨损性，在长期使用中发挥优异的切削性能。在以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，立方晶氮化硼粒子具有由第一层和在该第一层上形成的第二层构成的包覆层，所述第一层由Al₂O₃构成，所述第二层由含氧AlN构成，所述第一层的平均层厚为1nm～25nm，所述第二层的平均层厚为10～50nm，由此解决上述课题。

技术领域

本发明涉及一种以立方晶氮化硼(以下以cBN表示)为主要成分，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，尤其涉及一种在合金钢、轴承钢等的由淬火材料构成的高硬度钢的断续切削加工中能够抑制缺口和缺损的产生的同时能够在长期使用中维持优异的切削性能的cBN烧结体切削工具。

背景技术

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

例如，在专利文献1、2中公开了在通过超高压烧结来制作cBN烧结体时，在作为硬质粒子的cBN粒子的表面形成被膜，并用被膜包围cBN粒子，由此消除cBN粒子之间、结合相之间或者cBN粒子与结合相之间出现的气孔，提高耐磨损性和韧性。

另外，在专利文献3中公开了通过将cBN烧结体中包含的铝化合物中的至少一种设为Al的氮氧化物，提高在cBN烧结体上包覆的耐热膜的密合性。

专利文献1：日本专利公开昭58-61253号公报

专利文献2：日本专利公开平10-218666号公报

专利文献3：日本专利第4933922号公报

在对比文件1所公开的现有技术中，示出了一种cBN烧结体，其组成中含有作为结合强化金属的Al、以及Al的氧化物和氮化物中的一种或两种，剩余部分由cBN和不可避免的杂质构成，并且该cBN烧结体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，但该烧结体中存在如下问题：在诸如对淬火钢进行切削时刀尖温度达到1000℃以上的用途中，若在断续切削中使用，则刀尖变得容易缺损，工具寿命短。

另外，在对比文件2所公开的现有技术中，示出了如下cBN烧结体：在具备cBN粒子和结合相的cBN工具中，由包围cBN粒子的第1结合相和除此之外的第2结合相来构成结合相，第1结合相由与所述cBN粒子接触并包围的第3结合相和包围所述第3结合相的第4结合相构成，所述第3结合相以Ti、Zr、Hf、Al中的至少一种的氮化物、硼化物或者其固溶体中的至少任一形态构成，并且，所述第4结合相以Ti、TiAl、Zr、Hf中的至少一种的氮化物、碳化物、氧化物或者其固溶体中的至少任一形态构成，此外，所述第2结合相在被所述第1结合相包围的多个所述粒子之间包含粒子生长抑制结合相，所述粒子生长抑制结合相以Ti、Zr、Hf中的至少一种的硼化物或者其固溶体中的至少任一形态、或者以Al的氮化物、硼化物或者其固溶体中的至少任一形态构成，但该烧结体中存在如下问题：由于第一层与cBN粒子的粘附强度弱，因此若在高负荷的断续切削中使用，则刀尖变得容易缺损，工具寿命短。

此外，在对比文件3所公开的现有技术中，示出了将平均粒径为0.1μm到0.9μm的铝的氮氧化物加入到结合相内，由此能够提高与在工具表面上包覆的耐热膜之间的密合力，但存在如下问题：由于铝的氮氧化物分散在结合相内，因此对提高cBN与结合相的粘附力的贡献小。

发明内容

为此，本发明要解决的技术问题即本发明的目的在于，提供一种cBN烧结体切削工具，该cBN烧结体切削工具即使在进行要求高负荷的切削条件的高硬度钢的断续切削加工时，也不易产生工具刀尖的缺口和缺损，长期维持优异的切削性能。