复合体制造技术

本发明专利技术提供一种cBN烧结体与硬质合金牢固地接合而成的复合体。该复合体的特征在于，由cBN烧结体、硬质合金以及位于cBN烧结体与硬质合金之间的接合层构成，所述接合层是厚度0.1~5μm的金属。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种CBN烧结体(立方晶氮化硼烧结体)与硬质合金牢固地接合而成的复合体。
技术介绍
CBN烧结体是非常硬且导热率高的材料，并利用该特性广泛应用于切削工具等方面。为了制造出cBN烧结体，必须采用大規模的超高压高温发生装置，因此，cBN烧结体非常昂贵。基于该原因，在以往使用的cBN工具中，仅在与切削超硬合金基材有关的部位上钎焊cBN烧结体。然而，在通过钎焊接合时，在接合強度上存在难点，特别是，在要求高温下的強度的切削操作中，存在无法获得足够强度的问题。作为不进行钎焊而接合cBN烧结体和基材的方法，有ー种切削工具(例如，參照专利文献1)，该切削工具的特征在于，在将钛箔介于超硬合金或工具钢的母材与高硬度硬质 合金的切削刃部之间的状态下，通过放电等离子烧结法一体地烧结接合而形成。另外，还有立方晶氮化硼烧结体的接合方法(例如，參照专利文献2)，该接合方法的特征在于，在ー对立方晶氮化硼烧结体的接合面上形成O. ΟΓ μ m的Ti膜，接着形成O. ΟΓ μ m的Cu膜，然后将厚度为1(Γ1000 μ m且由Ag、Cu和In构成的三元系合金箔介于所述立方晶氮化硼烧结体的接合面之间，然后，在真空中或非活性气体环境中加热至由Ag、Cu和In构成的三元系合金的熔点以上且750°C以下的温度。然而，在这些接合方法中，由金属箔制成的中间层较厚，因此，存在cBN烧结体与基材之间的接合强度较低的问题。专利文献I :日本特开平8-168905号公报专利文献2 日本特许第2557400号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供ー种cBN烧结体与硬质合金牢固地接合而成的复合体。用于解决课题的方法本专利技术人通过对cBN烧结体与硬质合金的接合进行研究后发现，若在cBN烧结体与硬质合金之间形成厚度O. Γ5 μ m的由金属构成的接合层，则cBN烧结体与硬质合金能够牢固地接合。即，本专利技术复合体的特征在于，由cBN烧结体、硬质合金以及位于烧结体与硬质合金之间的接合层构成，所述接合层由厚度O. Γ5 μ m的金属构成。本专利技术的硬质合金，只要是用于切削工具的硬质合金即可，没有特别的限定，例如,可举出由5(Γ97质量％的硬质相和3 50质量％的金属相构成的硬质合金，其中，所述硬质相为选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的碳化物、氮化物以及它们的相互固溶体所组成的组中的至少ー种；所述金属相将选自由Co、Ni和Fe组成的组中的至少ー种作为主要成分。作为本专利技术硬质合金中的硬质相，具体来说可举出WC、TiC、TiN、Ti (C，N)、(Ti, Nb)(C，N)、(Ti, ff, Ta) (C，N)、(Ti, ff, Nb, Zr) (C，N)、(Ti, ff, Mo, Nb) (C，N)、ZrC、ZrN、Zr (C, N)、NbC, Mo2C, (Ta, Nb) (C, N)、(Ta, Nb, Hf) (C, N)、(ff, Nb) (C, N)、(ff, Mo) (C, N)、(ff, Mo, Nb) C 和(ff, Ta, Mo) (C, N)等，但并不限定于这些。另外，作为本专利技术硬质合金中的金属相，是将选自由Co、Ni和Fe组成的组中的至少ー种作为主要成分的金属。在本专利技术硬质合金的金属相中，选自由Co、Ni和Fe所组成的组中的至少ー种金属的含量相对于金属相整体为7(Γ100质量％,除了作为主要成分的Co、Ni和Fe以外，还可以含有占整个金属相整体(Γ30质量％的选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、C和N所组成的组中的至少ー种。对于本专利技术的cBN烧结体而言，只要其为用作切削工具的cBN烧结体即可，没有特别的限定，例如，可举出含有2(Γ100质量％的cBN(立方晶氮化硼)烧结体，并作为除cBN以外的残余部分，也可以含有0 80质量％的结合相，该结合相为由选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、 Mo、W、Co、Ni和Al的金属、碳化物、氮化物、硼化物和氧化物、以及它们的相互固溶体所组成的组中的至少ー种。作为本专利技术中cBN烧结体的结合相，具体来说可举出TiN、Ti(C，N)、TiC、TiB2, TiBN, TiAIN、Ti2AlN, AIN、AlB2, A1203、ZrC、HfC, VC、NbC, TaC, Cr3C2, Mo2C, ZrN,HfN, VN、NbN、TaN、CrN, WC、WB、W2B, CoffB, W2Co21B6, Co3W3C, W、Co 和 Ni 等，但不限于此。本专利技术的接合层由具有O. I飞ym厚度的金属构成。若接合层的厚度低于O. Ιμπι，则无法得到稳定的接合強度，若接合层的厚度超过5 μ m而变厚，则接合強度降低，因此将接合层设成厚度O. 1飞μ m的金属。其中，优选厚度为f3ym。更优先本专利技术的接合层是相对于接合层整体含有30 100质量％的选自由Co、Ni和Fe所组成的组中的至少ー种，且作为残余部分，相对于接合层整体含有(Γ70质量％的选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、C、B和N所组成的组中的至少ー种的金属，此时，接合层自身的强度增加、进而提高接合強度。其中，进ー步优先接合层是选自由Co、Ni和Fe所组成的组中的至少ー种的含量相对于整个接合层整体为7(Γ100质量％、且作为残余部分的选自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Al、C、B和N所组成的组中的至少ー种的含量相对于接合层整体为(Γ30质量％的金属。优选本专利技术的接合层形成为其厚度相对于接合界面尽可能均匀。作为本专利技术的复合体的制造方法，例如可举出下述方法。首先，对cBN烧结体和硬质合金分别进行镜面抛光，并用丙酮等有机溶剂进行充分的脱脂和清洗，然后利用热压等装置施加O. 5kgf/cm2以上压カ的载荷，并在真空中以1100°C 1250°C温度保持3(Tl50分钟后，进行冷却。由此，硬质合金中的金属相浸出于硬质合金与cBN烧结体的接合界面上，从而形成接合层。此外，如果压カ超过lOOOkgf/cm2，则硬质合金发生塑性变形，且形状变化过大，因此在实用中，优选O. 5 1000kgf/cm2，更优选O. 5 300kgf/cm2的范围。另外，也可以优选该接合层中固溶有cBN烧结体的成分。通过该接合层，cBN烧结体成分扩散在硬质合金中，而硬质合金的成分扩散在cBN烧结体中，由此能够形成牢固的接合。如果接合时的温度超过1250°C，则cBN相转化成脆弱的hBN (六方晶氮化硼)，因此，接合強度下降。另ー方面，若接合时的温度低于1100°c，则难以形成接合层，要形成接合层需要花费时间，这在经济上是不利的。另外，如果保持时间少于30分钟，则接合层难以稳定地形成，如果保持时间超过150分钟，则接合层的厚度超过5μπι的可能性很高。因此进行接合时，优选接合温度为1100°C 1250°C、保持时间为3(Γ150分钟，进ー步优选接合温度为1150。。 1250°C、保持时间为60 120分钟。作为用于接合的装置并不限定于所述热压装置，只要是在真空或非活性气体中能够进行升温的装置即可，可以采用任意装置。为了固定硬质合金和cBN烧结体，优选施本文档来自技高网...

【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：梅村崇，
申请(专利权)人：株式会社图格莱，
类型：
国别省市：