本发明专利技术的目的是提供一种cBN烧结体，并提供一种cBN烧结体工具，该cBN烧结体即使在加工具有难以加工的性质的离心铸铁时也具有优异的耐磨性和耐断裂性。本发明专利技术的cBN烧结体包含20体积%以上且65体积%以下的cBN；作为结合剂的Al2O3以及选自由Zr的氮化物、碳化物、碳氮化物、硼化物和硼氮化物及其固溶体所构成的组中的至少一种（以下称为“X”），其中Al2O3为34体积%以上且小于80体积%；以及ZrO2，X和ZrO2的总量为1.0体积%以上且6.0体积%以下，ZrO2与Al2O3的体积比ZrO2/Al2O3为大于或等于0.010且小于0.100，其中I正方晶ZrO2(101)/IαAl2O3(110)的比值为大于或等于0.1且小于或等于3，其中，在所述cBN烧结体的X射线衍射峰中，I正方晶ZrO2(101)为正方晶ZrO2的（101）面的强度，IαAl2O3(110)为αAl2O3的（110）面的强度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有优异的耐磨性和耐断裂性的立方氮化硼烧结体(cBN烧结体)，以及使用该cBN烧结体的烧结体工具。更特别的是，本专利技术涉及这样的立方氮化硼烧结体，其具有优异的耐磨性和耐断裂性，并且充当离心铸铁的切削工具。
技术介绍
近年来，为了减轻发动机的重量，用于形成汽缸体的材料有从铸铁向铝转换的趋势，并且由离心铸造工艺制造的铸铁被越来越多地用作汽缸体 的汽缸套。与使用砂模制造的普通铸铁相比，离心铸铁的可加工性较差，并且存在用于切削离心铸铁的工具的寿命明显较短的问题。由于离心铸铁具有在常规的砂模铸铁中也能够观察到的细密的A型结构，因此其与工件间的热反应会使切削工具的磨损显著增加，从而导致离心铸铁的可加工性显著降低。已知的是，为了对这种具有难加工性质的离心铸铁进行加工，将其中添加有Al2O3的cBN烧结体有效地用作了切削工具，其中Al2O3具有优异的抗氧化性和化学稳定性。但是，添加有Al2O3的cBN烧结体的韧性和可烧结性低。为了克服此问题，专利文献I和2分别公开了这样的cBN烧结体，该cBN烧结体的耐断裂性通过向Al2O3中添加ZrO2而得到改善。例如，专利文献I公开了包含Al203、TiC或TiCN、以及ZrO2的cBN烧结体，其中该cBN烧结体是由这样的起始材料制得的，该起始材料包含50体积％以上至80体积％以下的cBN成分；I体积％以上至20体积％以下的TiC、或者O. 5体积％以上至15体积％以下的TiCN ；以及15体积%以上至50体积%以下的Al2O3和ZrO2, ZrO2Al2O3的重量比为O. I以上且4以下。当将ZrO2Al2O3的重量比转化为体积比时，则为O. 065 ( ZrO2Al2O3 ( 2. 62。此外，专利文献2公开了一种烧结体的材料，其组成包括40体积％至70体积％的cBN粉末颗粒；15体积％至45体积％的氮化钛，其作为结合相的主要成分；以及15体积％至35体积％的由Al203、Zr02、AlN和SiC的针状晶体构成的混合粉末颗粒，该混合粉末颗粒作为结合相的副成分，其中结合相的副成分由50体积％至65体积％的A1203、I体积％至5体积％的Zr02、20体积％至40体积％的AlN以及5体积％至15体积％的SiC针状晶体组成。在离心铸造工艺中，有利的是，通过将熔融的铸铁浇注到旋转的圆柱形模具中，能够制造薄的衬套。但是，由于衬套与模具接触的部分以及衬套位于内径表面的部分被快速冷却，因此铸铁结构被微细化，产生树枝状结构和玫瑰状结构等异常结构。这些树枝状结构和玫瑰状结构等异常结构的可加工性非常差。在最近由离心铸铁制作的衬套中，为了缩短缸内径之间的距离而降低了厚度，并且除了作为常规离心铸铁的待切削区域的细密的A型结构区域以外，还有必要切削玫瑰状结构和树枝状结构所存在的区域，而玫瑰状结构和树枝状结构的存在区域并不是常规离心铸铁的待切削区域。当对玫瑰状结构和树枝状结构的存在区域进行切削时，具有这样的问题与常规的离心铸铁相比，需要在严格的热条件下进行加工，于是可加工性显著降低。当使用任一上述专利文献中所记载的烧结体对这种离心铸铁进行加工时，由于含有大量的、与Al2O3相比热传导率极低的ZrO2，因此，烧结体的热传导率降低，加工时与工件间的反应进展明显，从而导致耐磨性显著降低。引用列表专利文献 专利文献I :国际公开No. 2008/087940专利文献2 :日本专利No. 297120
技术实现思路
技术问题 本专利技术的目的是提供一种cBN烧结体，并提供一种cBN烧结体工具，该cBN烧结体即使在加工具有难加工性质、且除了细密的A型结构之外还具有玫瑰状结构和树枝状结构的离心铸铁时也具有优异的耐磨性和耐断裂性。解决问题的手段本专利技术人经过深入研究后发现，通过在cBN烧结体中添加Al203、Zr02、以及选自由Zr的氮化物、碳化物、碳氮化物、硼化物和硼氮化物及其固溶体所构成的组中的至少一种以作为结合剂，ZrO2的X射线衍射强度会发生变化。此外发现了 l0SM2(lOl)/IaA12()3(llO)的比值与切削性能和可烧结性有关。此外还发现，通过将cBN烧结体中的ZrO2与Al2O3的体积比以及l0SM2(lOl)/IaA12()3(llO)的比值设定在指定范围内，可以使耐磨性和耐断裂性均得到显著提高。由此完成了本专利技术。S卩，本专利技术如下所述。(I) 一种cBN烧结体,包含占所述烧结体整体的20体积％以上且65体积％以下的cBN ;作为结合剂的Al2O3以及选自由Zr的氮化物、碳化物、碳氮化物、硼化物和硼氮化物及其固溶体所构成的组中的至少一种(以下称为“X”)，其中Al2O3占所述烧结体整体的34体积％以上且小于80体积％ ；以及ZrO2，其中相对于所述烧结体整体，X和ZrO2的总量为I. O体积％以上且6. O体积％以下，ZrO2与Al2O3的体积比ZrO2Al2O3为大于或等于O. 010且小于O. 100 ^cBN烧结体的特征在于Imi&Q2(101)/IaA12Q3(110)的比值为大于或等于O. I且小于或等于3，其中，在所述cBN烧结体的X射线衍射峰中，I(101)为正方晶ZrO2的(101)面的强度，IaA12Q3(110)为CiAl2O3的(110)面的强度。(2)根据上述(I)所述的cBN烧结体，特征在于含有ZrC作为所述X。(3)根据上述(I)或(2)所述的cBN烧结体，特征在于所述I正方SZrQ2(101)/IaAi2O3(HO)的比值为大于或等于O. 2且小于或等于O. 5。 (4) 一种cBN烧结体工具，特征在于至少在其刃口部包括根据上述(I)至(3)中任意一项所述的cBN烧结体。本专利技术的有益效果根据本专利技术，可以获得具有优异的耐磨性和耐断裂性的cBN烧结体，其可用作用于加工诸如离心铸铁等难加工工件的切削工具，所述离心铸铁除了具有细密的A型结构之夕卜，还具有玫瑰状结构和树枝状结构。具体实施例方式本专利技术的cBN烧结体包含占所述烧结体整体的20体积％以上且65体积％以下的cBN ;作为结合剂的Al2O3以及选自由Zr的氮化物、碳化物、碳氮化物、硼化物和硼氮化物及其固溶体所构成的组中的至少一种(以下称为“X”)，其中Al2O3占所述烧结体整体的34体积％以上且小于80体积％ ;以及ZrO2，其中X和ZrO2的总量为I. O体积％以上且6. O体积%以下，ZrO2与Al2O3的体积比ZrO2Al2O3为大于或等于O. 010且小于O. 100。该cBN烧结体的特征在于I正方szr02 (101)/Iqa1203 (110)的比值为大于或等于O. I且小于或等于3，其中，在所述cBN烧结体的X射线衍射峰中，I Zr02 (101)为正方晶ZrO2的(101)面的强度，IaAi203 (HO)为a Al2O3的(110湎的强度。在此情况下，烧结体中的cBN含量占所述烧结体整体的20体积％以上且65体积％以下，优选为40体积％以上且50体积％以下。当cBN成分的含量低于20体积％时，其强度不足以切削难加工的离心铸铁，并且耐断裂性降低，从而会导致刃口断裂。另一方面，当cBN含量超过65体积％时，由于Al2O3含量相对降低，因此耐热性降低。由此，切削时所产生的热易于导致反应的发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：冈村克己，阿部真知子，久木野晓，
申请(专利权)人：住友电工硬质合金株式会社，
类型：
国别省市：
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