立方晶氮化硼烧结体工具制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种长寿命的立方晶氮化硼烧结体工具，其即使在高负荷切削条件、高效率切削条件下，也能不发生缺损而进行稳定的加工。如果设定立方晶氮化硼的平均粒径的５倍以上为基准长度Ｓ，倒棱珩磨面的基准长度Ｓ中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合计为ＬＣＣ，倒棱珩磨面的基准长度Ｓ中所含的结合相的断面曲线的长度的合计为ＬＣＢ，ＬＣＣ与ＬＣＢ之比为ＰＣ（ＰＣ＝ＬＣＣ／ＬＣＢ），圆角珩磨面的基准长度Ｓ中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合计为ＬＲＣ，圆角珩磨面的基准长度Ｓ中所含的结合相的断面曲线的长度的合计为ＬＲＢ，ＬＲＣ与ＬＲＢ之比为ＰＲ（ＰＲ＝ＬＲＣ／ＬＲＢ），则ＰＲ与ＰＣ之比（ＰＲ／ＰＣ）为１．２≤ＰＲ／ＰＣ≤８．０。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及切削加工中使用的立方晶氮化硼烧结体工具。
技术介绍
在淬火钢或耐热合金等的切削加工中，多采用立方晶氮化硼烧结体工具。例如，在 通过对淬火钢进行切削加工来制作汽车轴等机械部件时，通过切削加工来除去淬火钢表面 存在的渗碳层，但根据被切削材料的形状的不同，有时也对没有淬火的部分进行切削加工。 在这样的高负荷切削加工中刀尖温度非常高，因此多使用立 方晶氮化硼烧结体工具。作为 立方晶氮化硼烧结体工具的现有技术，有刀尖棱线部的曲率半径在5 μ m 30 μ m，工具后 隙面和工具前倾面或负刃面以上述曲率半径平滑连接的多结晶硬质烧结体切削工具(例 如参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2001-212703号公报
技术实现思路
近年来，为了提高部件加工的加工效率，要求能够耐高效率切削加工或高负荷切 削加工的切削工具。但是，如果采用以往的立方晶氮化硼烧结体工具进行高效率切削加 工或高负荷切削加工，则容易发生刀尖强度不足造成的缺损或起因于月牙洼磨损扩大的缺 损，从而不能充分满足提高加工效率的要求。于是，本专利技术的目的在于，提供一种即使在高 负荷切削条件、高效率切削条件下，也能不发生缺损而稳定加工的、能实现工具寿命的长寿 命化的立方晶氮化硼烧结体工具。本专利技术人就在高负荷切削加工或高效率切削加工之类的苛刻的切削加工中也能 实现工具寿命长寿命化的立方晶氮化硼烧结体工具及涂覆立方晶氮化硼烧结体工具的开 发进行了研究，结果获得了如下的见解在立方晶氮化硼烧结体工具的各部分和表面组织 中有最优化的组合。在圆角珩磨面和倒棱珩磨面，切削时施加的力或热不同。在圆角珩磨 面，热的负荷大，要求刀尖强度，因此优选增加显示高硬度和高热传导性的立方晶氮化硼 量。另一方面，在有切屑擦过的倒棱珩磨面，容易发生因切屑的熔敷造成的立方晶氮化硼的 脱落，因此优选增加结合相量。于是，通过在圆角珩磨面和倒棱珩磨面分别设计最佳的表面 组织，在高负荷切削加工或高效率切削加工之类的苛刻的切削加工中可以实现工具寿命的 长寿命化。也就是说，本专利技术涉及一种立方晶氮化硼烧结体工具，其至少与切削有关的部分 由立方晶氮化硼、结合相和不可避免的杂质构成，其特征在于具备后隙面、前倾面、倒棱珩 磨面、形成于后隙面和倒棱珩磨面交叉的棱线上的圆角珩磨面，圆角珩磨面的形状的曲率 半径R为10 50 μ m的范围；设定立方晶氮化硼的平均粒径的5倍以上为基准长度S，倒 棱珩磨面的基准长度S中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合计为LCC，倒棱珩磨 面的基准长度S中所含的结合相的断面曲线的长度的合计为LCB，LCC与LCB之比为PC (PC =LCC/LCB)，圆角珩磨面的基准长度S中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合计为LRC，圆角珩磨面的基准长度S中所含的结合相的断面曲线的长度的合计为LRB，LRC与LRB 之比为 PR (PR = LRC/LRB)，则 PR 与 PC 之比(PR/PC)为 1. 2 彡 PR/PC 彡 8. O。作为本专利技术的立方晶氮化硼烧结体工具，至少与切削有关的部分是立方晶氮化硼 烧结体。本专利技术的立方晶氮化硼烧结体工具可以是将立方晶氮化硼烧结体钎焊在超硬合金 基体金属上的立方晶氮化硼烧结体工具，也可以是全部由立方晶氮化硼烧结体形成的立方 晶氮化硼烧结体工具。本专利技术的立方晶氮化硼烧结体以立方晶氮化硼、结合相和不可避免的杂质作为必 须的构成成分。在本专利技术中，立方晶氮化硼优选为40 90体积％，更优选为50 80体 积％，剩余部分为结合相和不可避免的杂质。如果立方晶氮化硼的含量低于40体积％，则 对于淬火钢之类的高硬度材料，基材的硬度并不充分，耐缺损性降 低，如果超过90体积％， 则结合相的比例相对减小，所以因切屑擦过和熔敷而发生立方晶氮化硼的脱落，从而磨损 明显进行。本专利技术的立方晶氮化硼的平均粒径优选为0. 30 6. 0 μ m,更优选为1. 5 5. 0 μ m。在平均粒径低于0. 30 μ m时热传导性降低，因此切削加工时容易因刀尖温度上升 而使得强度下降，容易发生缺损。如果平均粒径增大超过6. 0 μ m，则容易发生粒子脱落，从 而容易发生崩刃(chipping)。在本专利技术的立方晶氮化硼烧结体中，为了提高结合相的韧性，优选结合相是选自 元素周期表4a、5a、6a族元素、Al、Si、Mg、Co、Ni的金属、氮化物、碳化物、硼化物、氧化物及 它们的互固溶体之中的至少1种。作为结合相的具体例，可列举出金属Ti、金属Co、金属 Ni、金属 Al、TiN、Ti (B，N)、Ti (B，C)、Ti (B，0)、Ti (B，N，0)、Ti (B，N，C)、Ti (B，N，0)、Ti (B， N，C，0)、(Ti，L) (B，N)、(Ti，L) (B，C)、(Ti，L) (B，0)、(Ti，L) (B，N，C)、(Ti，L) (B，N，0)、 (Ti，L) (B，C, 0)、(Ti，L) (B，N, C, 0)、A1N、Al (B，N)、Al (B，C)、Al (B，0)、Al (B, N, 0) ,Al (B, N，C)、A1 (B，C，0)、A1 (B，N，C，0)、(Al，L) (B，N)、(Al，L) (B，C)、(Al，L) (B，0)、(Al，L) (B，N， 0)、(Al，L) (B，N，C)、(Al，L) (B，C，0)、(Al，L) (B，N，C，0)(其中，上述的 L 表示 Zr、Hf、V、 Nb、Ta、Cr、Mo、W、Si、Mg、Co及Ni中的至少1种)等。其中，更优选结合相是选自Ti,Al的 金属、氮化物、碳化物、硼化物、氧化物及它们的互固溶体之中的至少1种。作为本专利技术的立 方晶氮化硼烧结体中不可避免地含有的杂质，可列举出从立方晶氮化硼烧结体的原料粉末 中混入的Fe、Cu等。不可避免的杂质的合计量一般相对于整个立方晶氮化硼烧结体为0. 5 重量％以下，通常可以抑制在0.2重量％以下，因此不会影响本专利技术的特性值。此外，在本 专利技术中，除了立方晶氮化硼、结合相和不可避免的杂质以外，也可以在不损害本专利技术的立方 晶氮化硼烧结体的特性的范围内，少量含有不能称为不可避免的杂质的其它成分。如图2所示，本专利技术的立方晶氮化硼烧结体工具至少在与切削相关的部分设有前 倾面(3)、倒棱珩磨面(5)、圆角珩磨面(6)及后隙面(4)。通过在后隙面与前倾面之间具有 倒棱珩磨面(5)而提高耐缺损性。进而通过在后隙面和倒棱珩磨面的棱线部形成圆角珩磨 面(6)，使耐缺损性得以提高，从而能进行稳定的切削加工。此时，如果圆角珩磨面的形状的 曲率半径R达到10 μ m以上，则提高耐缺损性的效果显著。相反，如果圆角珩磨面的形状的 曲率半径R增大超过50 μ m,则切削阻力大大上升，反而容易在刀尖产生缺损。因此，在本发 明中，将圆角珩磨面的形状的曲率半径R规定为10 50 μ m。在本专利技术的立方晶氮化硼烧结体工具中，设定立方晶氮化硼的平均粒径的5倍以上为基准长度S，圆角珩磨面的基准长度S中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合 计为LRC，圆角珩磨面的基准长度S中所含的结合相的断面曲线的长度的合计为LRB，倒棱 珩磨面的基准长度S中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合计为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立方晶氮化硼烧结体工具，其由立方晶氮化硼、结合相和不可避免的杂质构成，所述立方晶氮化硼烧结体工具的特征在于：具备后隙面、前倾面、倒棱珩磨面、形成于后隙面和倒棱珩磨面交叉的棱线上的圆角珩磨面，圆角珩磨面的形状的曲率半径Ｒ为１０～５０μｍ的范围；设定立方晶氮化硼的平均粒径的５倍以上为基准长度Ｓ，倒棱珩磨面的基准长度Ｓ中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合计为ＬＣＣ，倒棱珩磨面的基准长度Ｓ中所含的结合相的断面曲线的长度的合计为ＬＣＢ，ＬＣＣ与ＬＣＢ之比为ＰＣ（ＰＣ＝ＬＣＣ／ＬＣＢ），圆角珩磨面的基准长度Ｓ中所含的立方晶氮化硼的断面曲线的长度的合计为ＬＲＣ，圆角珩磨面的基准长度Ｓ中所含的结合相的断面曲线的长度的合计为ＬＲＢ，ＬＲＣ与ＬＲＢ之比为ＰＲ（ＰＲ＝ＬＲＣ／ＬＲＢ），则ＰＲ与ＰＣ之比（ＰＲ／ＰＣ）为１．２≤ＰＲ／ＰＣ≤８．０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大友克久，
申请(专利权)人：株式会社图格莱，
类型：发明
国别省市：JP[日本]