立方晶氮化硼超高压烧结材料制刀片制造技术

本发明专利技术提供一种立方晶氮化硼超高压烧结材料制刀片，其为耐磨性及耐缺损性优异且防止了精加工面粗糙度下降的立方晶氮化硼基超高压烧结体刀片。切削刃由立方晶氮化硼基超高压烧结体构成的立方晶氮化硼基超高压烧结体刀片中，自该切削刃的前切削刃边界至横切削刃侧，由立方晶氮化硼含量为55容量%以上的高含量立方晶氮化硼基超高压烧结体构成，另一方面，自前切削刃边界至棱线，由立方晶氮化硼含量相对于上述高含量立方晶氮化硼基超高压烧结体少10容量%以上的低含量立方晶氮化硼基超高压烧结体构成，上述高含量立方晶氮化硼基超高压烧结体和上述低含量立方晶氮化硼基超高压烧结体被一体烧结。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种立方晶氮化硼超高压烧结材料制刀片，其为耐磨性及耐缺损性优异且防止了精加工面粗糙度下降的立方晶氮化硼基超高压烧结体刀片。切削刃由立方晶氮化硼基超高压烧结体构成的立方晶氮化硼基超高压烧结体刀片中，自该切削刃的前切削刃边界至横切削刃侧，由立方晶氮化硼含量为55容量%以上的高含量立方晶氮化硼基超高压烧结体构成，另一方面，自前切削刃边界至棱线，由立方晶氮化硼含量相对于上述高含量立方晶氮化硼基超高压烧结体少10容量%以上的低含量立方晶氮化硼基超高压烧结体构成，上述高含量立方晶氮化硼基超高压烧结体和上述低含量立方晶氮化硼基超高压烧结体被一体烧结。【专利说明】立方晶氮化硼超高压烧结材料制刀片
本专利技术涉及一种由立方晶氮化硼基超高压烧结体(以下以“cBN烧结体”表示)构成的耐磨性、耐缺损性优异且防止了精加工面粗糙度下降的cBN烧结体刀片。
技术介绍
—直以来cBN烧结体具有优异的耐久性、热稳定性及热传导性，且耐冲击性及摩擦系数也优异是众所周知的，并且，由于与铁系材料的亲和性较低，因此有效地利用这些特性，用作钢、铸铁等铁系工件的切削工具材料。例如，专利文献I提出有如下cBN烧结体工具，其为一种用于淬火钢的高精度加工中的cBN烧结体工具，将烧结体作为切削刃部分，并将烧结体的cBN含量百分比设为20?80体积％，并且从切削深度在与工件接触的切削刃部分成为最大的观点考虑，进给方向的切削刃的切深为x% (其中，X为10以上且50以下)，与进给方向反向的切削刃的切深为7%(其中，y为10以上)由CBN单晶体构成，与工件接触的其它切削刃部分由CBN多晶体构成，由此改善耐磨性，并抑制工件的表面粗糙度的恶化及条纹的产生。专利文献2提出有如下cBN烧结体工具，将cBN烧结体作为切削刃部分，并将烧结体的cBN含量百分比设为20?99体积％，其中，从切削深度在与工件接触的切削刃部分成为最大的观点考虑，进给方向的切削刃的切深的x%(其中，X为60以上且99以下)至y%(其中，y为101以上)由cBN单晶体构成，与工件接触的其它切削刃部分由cBN多晶体构成，由此当进行铸铁的粗加工或耐热合金等难切削材料的切削加工时，减少了包括横切削刃边界部在内的横切削刃部分的损伤。另外，专利文献3公开有如下cBN烧结体工具，即为了提高cBN烧结体的耐磨性及耐缺损性等，将具有如下结合相的cBN烧结体焊接到设置在刀片主体的刀尖部的刀片安装台，其中，所述结合相中共存选自化学元素周期表第4、5及6族金属中的至少一种金属元素的碳化物和选自化学元素周期表第4、5及6族金属中的至少一种金属元素的氮化物。此外还示出如下内容，即根据该cBN烧结体工具，能够同时抑制cBN粒子的脱落和结合相的磨损及脱落，因此耐磨性高且耐缺损性优异。专利文献1:日本专利公开2010-228070号公报专利文献2:日本专利公开2010-228071号公报专利文献3:日本专利公表2008-517860号公报上述专利文献I及专利文献2所示的cBN烧结体刀片中，特别提出将cBN单晶应用到刀尖强度和精加工面粗糙度的改善，但实际应用到切削加工时，磨损激烈超出了预期，因此无法称为充分满足耐磨性这一方面。并且，在所述专利文献3中，着眼于cBN烧结体的结合相，当作为结合相使特定金属元素的碳化物和特定金属元素的氮化物共存时，能够同时实现结合相的强度及与cBN粒子的粘附力的强化，其结果能够同时抑制cBN粒子的脱落和结合相的磨损及脱落的进行来改善耐磨性及耐缺损性，但至于切削加工时的切削刃的磨损形态没有阐明，针对此也没有采取措施，因此工具寿命因产生月牙洼磨损或后刀面磨损仍旧短暂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有立方晶氮化硼基超高压烧结体刀片(以下以“cBN烧结体刀片”表示)的问题，并提供一种耐缺损性优异并抑制精加工面粗糙度的下降，且经长期使用发挥优异的耐磨性的cBN烧结体刀片。本专利技术人等对将cBN烧结体作为切削刃的cBN烧结体刀片中，就cBN烧结体中的cBN含有比例和切削刃的磨损形态之间的关联性进行了深入研究，结果得到了如下见解。即发现如下情况:cBN烧结体因cBN的含有比例的不同而磨损形态不同，例如cBN含有比例高的材料种类耐月牙洼磨损性优异，并且强度也较高，然而后刀面磨损(例如前切削刃边界磨损)的进行较快，另一方面，cBN含有比例较少的材料种类，虽然耐后刀面磨损性优异，但耐月牙洼磨损性及强度方面较差，因此为了将这两个彼此相反的特性有效地应用到切削工具上，自切削刃的刀尖圆弧R至横切削刃侧，配置cBN含有比例高的cBN烧结体，另一方面，自决定精加工面粗糙度的刀尖圆弧R的前切削刃边界至棱线，配置cBN含有比例低的cBN烧结体，此外，在超高压下一体烧结cBN含有比例高的cBN烧结体和cBN含有比例低的cBN烧结体，由此获得耐磨性及强度优异且能够防止焊接接合上述cBN含有百分比不相同的cBN烧结体时产生的接合界面上的异常磨损或在界面附近产生崩刀的cBN烧结体刀片。本专利技术是基于上述见解而完成的，具有如下特征:一种立方晶氮化硼基超高压烧结体刀片，其将由立方晶氮化硼基超高压烧结体构成的切削刃材料作为切削刃固着接合到WC基硬质合金基体，其中，自该切削刃的前切削刃边界至横切削刃侧，由立方晶氮化硼含量为55容量％以上的高含量立方晶氮化硼基超高压烧结体构成，另一方面，自前切削刃边界至棱线，由立方晶氮化硼含量相对于上述高含量立方晶氮化硼基超高压烧结体少10容量％以上的低含量立方晶氮化硼基超高压烧结体构成，上述高含量立方晶氮化硼基超高压烧结体和上述低含量立方晶氮化硼基超高压烧结体被一体烧结。另外，利用以下方法测定cBN含量(容量％)。将利用扫描式电子显微镜观察的二次电子图像，通过图像处理抽出cBN粒子，并将通过图像分析算出的其总面积的值除以图像总面积来计算面积比率，由此以该面积比率规定cBN粒子的含有比例。将通过上述方法对扫描式电子显微镜的5000倍、10000倍的图像中的各自三个视场进行处理的值的平均值作为测定结果。以下，对本专利技术进行详细说明。图1中示出cBN烧结体刀片的示意俯视图，本专利技术的cBN烧结体刀片由构成切削刃I的cBN烧结体切削刃材料和固着保持该切削刃的WC基硬质合金基体2构成。另外，切削刃I形状为常规形状并将本专利技术的具体切削刃形状的几个例子示于图2?图4。图2的(a)?(d)中示出本专利技术的cBN烧结体刀片的制作工序的示意图。参考图1、图2对本专利技术的cBN烧结体刀片的制作工序的基本情况进行说明。如图2的(a)?(d)所示，构成切削刃I的cBN烧结体切削刃材料由cBN含量为55容量％以上的高含量cBN材料A (11)和cBN含量相对于该高含量cBN材料A (11)少10容量％以上的低含量CBN材料B (12)构成。本专利技术中，制作切削刃I时，首先分别制作由高含量cBN材料A (11)构成的预烧结体和由低含量cBN材料B (12)构成的预烧结体，并将此层叠并载置到WC基硬质合金基体材料C (13)上，并施行超高压高温处理，以获得对整体进行一体烧结的切削刃用烧结体(参考图2的(a))。接着，利用电火花线切割机将该切削刃用烧结体切割成长条状(参考图2的(b))，进一步整理成与形成在WC基硬质合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：大桥忠一，矢野雅大，油本宪志，宫下庸介，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：