立方氮化硼烧结体和涂覆立方氮化硼烧结体制造技术

本发明专利技术目的在于提供一种立方氮化硼烧结体，其具有优异的耐磨性和耐破损性，从而可以延长工具寿命。所述立方氮化硼烧结体包含立方氮化硼和结合相，其中，立方氮化硼的含量为40体积百分比(体积％)以上70体积百分比以下，结合相的含量为30体积百分比以上60体积百分比以下，立方氮化硼的平均粒径为0.1μm以上3.0μm以下，结合相包含TiN和/或TiCN、和TiB2，基本上不包含AlN和/或Al2O3，结合相中的TiB2的(101)面的X射线衍射中最大的峰位置(2θ)为44.2

【技术实现步骤摘要】
立方氮化硼烧结体和涂覆立方氮化硼烧结体


[0001]本专利技术涉及一种立方氮化硼烧结体和涂覆立方氮化硼烧结体。

技术介绍

[0002]立方氮化硼烧结体包含立方氮化硼(以下也称为“cBN”)和结合相。一般来说，Al被用于结合相的材料的一部分。使用Al作为结合相的材料是因为，通过Al的氧化可以去除吸附在原料粉表面的氧，从而促进烧结反应。
[0003]在传统的立方氮化硼烧结体中，使用包括含有Ti的化合物(以下也称为“Ti化合物”)和含有Al的化合物(以下也称为“Al化合物”)的材料作为结合相的材料。因此，在传统的立方氮化硼烧结体的烧结过程中，通过反应产生Al2O3、AlN和TiB2。
[0004]例如，在专利文献1中，记载了一种立方氮化硼烧结体切削工具，其特征在于，所述立方氮化硼烧结体切削工具以包含立方氮化硼颗粒和结合相的烧结体为工具基体，在所述立方氮化硼烧结体切削工具中，所述烧结体含有大于等于40容量百分比(容量％)小于60容量百分比的立方氮化硼颗粒和下限值为2质量百分比(质量％)的Al，Al质量百分比的上限值设为满足Y＝﹣0.1X+10的关系范围(Y为Al含量比例(质量百分比)，X为立方氮化硼颗粒含量比例(容量百分比))；所述结合相至少包含Ti化合物、Al2O3和不可避免的杂质；在所述Al2O3中，直径为10nm～100nm的微粒Al2O3在结合相中以分散的状态生成；在所述结合相的截面1μm
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1μm的区域中，生成了30个以上的所述微粒Al2O3。
[0005]另外，例如，在专利文献2中，记载了一种具有高韧性的立方氮化硼基陶瓷材料的制造方法，其特征在于，使用平均粒径小于1μm的氢化钛粉末和平均粒径为1～10μm的立方氮化硼粉末作为原料粉末，将这些原料粉末调配成“氢化钛：0.5～20重量百分比(重量％)、立方氮化硼：剩余重量百分比”的成分，在正常条件下混合，形成压粉体后，将该压粉体置于真空中，加热保持在1200～1500℃的温度，通过让立方氮化硼和氢化钛发生反应来产生氮化钛和硼化钛，形成多孔立方氮化硼基陶瓷烧结体，所述多孔立方氮化硼基陶瓷烧结体具有上述产生的氮化钛和硼化钛与立方氮化硼紧密结合的结构，随后，在正常条件下对所述多孔立方氮化硼基陶瓷烧结体进行超高压高温处理，理论密度比为98％以上。
[0006]另外，例如，在专利文献3中，记载了一种高硬度工具专用烧结体，其特征在于，所述烧结体包含体积百分比(体积％)为80～20％的立方氮化硼，剩余体积白百分比由周期表第4a、5a、6a族过渡元素的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物或其混合物、或相互固溶体化合物构成，该混合物或化合物在烧结结构中形成连续的结合相。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：特开2015
‑
193072号公报
[0010]专利文献2：特许第2643503号公报
[0011]专利文献3：特开昭53
‑
077811号公报
[0012]技术课题
[0013]近年来，切削加工要求提高效率，高速化、高进给化和深度切入的要求变得更加显著。另外，和以往相比，近年来的切削加工对工具的耐磨性要求更高。
[0014]在使用立方氮化硼烧结体作为工具时，导热性能较差的Al2O3和机械强度较差的AlN很容易导致工具耐磨性降低。特别是Al化合物，在刀刃温度变高的高速切削时，对工具的耐磨性有很大的影响。
[0015]在这样的背景下，专利文献1中记载的立方氮化硼烧结体切削工具研究了结合相中的Al化合物的细化，但是Al化合物的微粒子高密度分布，在高速加工中耐磨性不足。另外，专利文献2所记载的立方氮化硼基陶瓷材料包含80重量百分比以上(体积百分比为80％以上)的立方氮化硼元素，在淬火钢加工时耐磨性不足，另外，该烧结体为多孔，而有时多孔的地方会成为破坏源，因此耐破损性不足。另外，专利文献3中记载的高硬度工具专用烧结体使用立方氮化硼和氮素比例较低的TiN
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，在烧结前进行1000℃以上的脱气处理，去除cBN表面的氧，但是氧化物(B2O3)无法处理干净，在烧结体中以MB2+MO(固溶)的形式残留。另外，由于结合相含有非化学计量化合物，所以容易产生反应而发生磨损，烧结体的耐磨性容易降低。
[0016]本专利技术目的在于提供一种立方氮化硼烧结体，其具有优异的耐磨性和耐破损性，从而可以延长工具寿命。

技术实现思路

[0017]本专利技术人对延长工具寿命进行了反复研究，发现将立方氮化硼烧结体设为特定的结构，即可提高其耐磨性和耐破损性，进而能够延长工具寿命，从而完成了本专利技术。
[0018]本专利技术的主旨如下所示。
[0019][1]一种立方氮化硼烧结体，包含立方氮化硼和结合相,
[0020]所述立方氮化硼的含量为40体积百分比(体积％)以上70体积百分比以下；
[0021]所述结合相的含量为30体积百分比以上60体积百分比以下；
[0022]所述立方氮化硼的平均粒径为0.1μm以上3.0μm以下；
[0023]所述结合相包含TiN和/或TiCN、和TiB2，基本上不包含AlN和/或Al2O3；
[0024]所述结合相中的TiB2的(101)面的X射线衍射中最大的峰位置(2θ)为44.2
°
以上；
[0025]当所述立方氮化硼的(111)面的X射线衍射强度为I1、所述结合相中的TiB2的(101)面的X射线衍射强度为I2时，I2/I1为0.10以上0.55以下。
[0026][2]根据[1]所述的立方氮化硼烧结体，其中，所述结合相中的Ti化合物(TiB2除外)的(200)面的X射线衍射中最大的峰位置(2θ)为42.1
°
以上。
[0027][3]一种涂覆立方氮化硼烧结体，所述涂覆立方氮化硼烧结体包含[1]或[2]所述的立方氮化硼烧结体和形成于该立方氮化硼烧结体的表面的涂层。
[0028][4]根据[3]所述的涂覆立方氮化硼烧结体，其中，所述涂层整体的平均厚度为0.5μm以上6.0μm以下。
[0029]根据本专利技术，可提供一种立方氮化硼烧结体，其具有优异的耐磨性和耐破损性，从而可以延长工具寿命。
具体实施方式
[0030]下面，对用于实施本专利技术的方式(以下，简称为“本实施方式”)进行详细说明，但本专利技术不限于下述本实施方式。本专利技术在不脱离其主旨范围内可进行各种各样的变形。
[0031]本实施方式的立方氮化硼烧结体包含立方氮化硼(以下也称为“cBN”)和结合相，其中，cBN的含量为40体积百分比以上70体积百分比以下，结合相的含量为30体积百分比以上60体积百分比以下，cBN的平均粒径为0.1μm以上3.0μm以下，结合相包含TiN和/或TiCN、和TiB2，基本上不包含AlN和/或Al2O3，结合相中的TiB2的(101)面的X射线衍射中最大的峰位置(2θ)为44.2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立方氮化硼烧结体，包含立方氮化硼和结合相,所述立方氮化硼的含量为40体积百分比(体积％)以上70体积百分比以下；所述结合相的含量为30体积百分比以上60体积百分比以下；所述立方氮化硼的平均粒径为0.1μm以上3.0μm以下；所述结合相包含TiN和/或TiCN、和TiB2，基本上不包含AlN和/或Al2O3；所述结合相中的TiB2的(101)面的X射线衍射中最大的峰位置(2θ)为44.2
°
以上；当所述立方氮化硼的(111)面的X射线衍射强度为I1、所述结合相中的TiB2的(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：福岛雄一郎，
申请(专利权)人：株式会社泰珂洛，
类型：发明
国别省市：