表面被覆烧结体制造技术

本发明专利技术的表面被覆烧结体包括：立方氮化硼烧结体；以及在其表面上形成的表面覆盖层，所述立方氮化硼烧结体包含20体积%至99.5体积%的立方氮化硼、以及粘结剂，所述表面覆盖层包括粘附层和至少一层硬质覆盖层，所述粘附层是至少含有W的金属层，并且该粘附层被形成为覆盖在所述立方氮化硼烧结体的表面的一部分上，所述硬质覆盖层被形成为覆盖在所述立方氮化硼烧结体和所述粘附层上，在所述立方氮化硼烧结体的表面中，与所述粘附层接触的立方氮化硼颗粒相对于与所述粘附层或所述硬质覆盖层接触的立方氮化硼颗粒总数的比率为0.01%至20%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及表面被覆烧结体，该表面被覆烧结体包括立方氮化硼烧结体和在其表面上形成的表面覆盖层。
技术介绍
通常，立方氮化硼烧结体硬度高，因此，其已经被广泛用作诸如切削工具之类的工具用材料。另外，还已知，出于提高耐磨性等的目的，在立方氮化硼烧结体的表面上形成表面覆盖层。例如，日本专利特开N0.2005-047004 (专利文献I)公开了一种高硬度的工具用复合材料，其为这样的立方氮化硼烧结体，该立方氮化硼烧结体的表面上设有由4a族、5a族或6a族元素的氮化物或碳化物等化合物形成的中间层和位于该中间层上的TiAlN等覆盖层。另外，日本专利特开N0.2002-144110 (专利文献2)公开了一种氮化硼表面被覆烧结体工具，其由这样的氮化硼烧结体形成，该氮化硼烧结体的表面上设有由选自4a族、5a族和6a族元素中的至少一种元素形成的中间层，以及位于该中间层上的硬质覆盖层。另外，日本专利特开N0.2000-129423 (专利文献3)公开了一种硬质覆盖层，其具有形成于基材上的第一层以及形成于该第一层上的第二层，其中所述第一层由4a族、5a族或6a族的金属形成，并且所述第二层由TiAlVN等形成。引用列表专利文献专利文献1:日本专利特开N0.2005-047004`专利文献2:日本专利特开N0.2002-144110专利文献3:日本专利特开N0.2000-12942
技术实现思路
技术问题当在立方氮化硼烧结体上形成硬质覆盖层时，所述硬质覆盖层往往具有较差的韧性。特别是，当硬质覆盖层受到强的冲击负荷或变动负荷时，硬质覆盖层可能会脱落，这导致工具寿命缩短的问题。因此，如专利文献I至3所述，已提出了在硬质覆盖层和基材(立方氮化硼烧结体)之间形成中间层，从而提高硬质覆盖层与基材的粘附性。然而，在专利文献I中，尽管描述了由4a族、5a族或6a族元素的氮化物或碳化物等化合物构成的中间层与TiAlN等覆盖层(硬质覆盖层)相比提高了粘附性，但是，当如上所述施加强的冲击负荷或变动负荷时，还需要进一步提高粘附性。另外，在专利文献2中，由于中间层由金属构成，而不是由专利文献I中所述的化合物构成，因此这种金属扩散至立方氮化硼烧结体和硬质覆盖层这二者中，并在其中扩散有金属的部分中形成诸如金属硼化物或金属氮化物等固溶体。因此，期望能够提供比专利文献I中更强的粘附性。然而，由于这种固溶体趋于表现出固溶体本身坚硬且脆的特点，因此当如上所述施加强的冲击负荷或变动负荷时，则需要进一步提高粘附性。另一方面，与专利文献2类似，专利文献3公开了形成金属层作为中间层以减轻应力。当硬质覆盖层的应力大时，预计这种应力的减轻是有效的。但是，如果硬质覆盖层本身的应力小，则预计这种应力的减轻不能起效。此外，由于未指明基材的类型，因此当使用立方氮化硼烧结体作为基材时，并不清楚会有怎样的效果。鉴于这些情况完成了本专利技术，本专利技术的一个目的是提供一种由其上形成有表面覆盖层的立方氮化硼烧结体形成的表面被覆烧结体，即使当该表面覆盖层受到强的冲击负荷或变动负荷时，其也具有足够的粘附性。解决问题的手段为了克服上述问题，本专利技术的本专利技术人进行了认真研究，结果获得了以下发现。当使用金属作为中间层时，可以预期该中间层将起到基材与硬质覆盖层之间的结合中介的作用，或者在一定程度上减轻冲击，因此可以预期该中间层将具有一定程度上提高基材与硬质覆盖层之间的粘附性的效果。然而，该中间层易于被强的冲击负荷破坏，而这可能是由与金属熔点和中间层的构造相关的因素造成的。因此，本专利技术的本专利技术人基于这一发现更为详细地研究了金属类型和中间层的构造，由此完成了本专利技术。具体而言，本专利技术的表面被覆烧结体包括:立方氮化硼烧结体和在其表面上形成的表面覆盖层，所述立方氮化硼烧结体包含20体积％至99.5体积％的立方氮化硼、以及粘结剂；所述表面覆盖层包括粘附层和至少一层硬质覆盖层，所述粘附层是至少含有W的金属层，并且该粘附层被形成为覆盖在所述立方氮化硼烧结体的表面的一部分上，所述硬质覆盖层被形成为覆盖在所述立方氮化硼烧结体和所述粘附层上，在所述立方氮化硼烧结体表面中，与粘附层接触的立方氮化硼颗粒相对于与粘附层或硬质覆盖层接触的立方氮化硼颗粒总数的比率为0.01%至20%。这里，优选的是，粘附层为非晶态或者由平均粒度等于或小于5nm的超细颗粒构成，并且粘附层含有0.05原子％至95原子％的W。优选的是，粘附层包含Ti和Cr中的一者或两者，并且Ti和Cr中的一者或两者相对于W的原子比值为0.1至3，并且优选的是，粘附层含有0.1原子％至20原子％的选自由Co、Ni和Fe构成的组中的至少一种元素。此外还优选的是,粘附层的厚度为0.5nm至30nmo优选的是，硬质覆盖层的应力为_1.5GPa至+0.5GPa，并且优选的是，硬质覆盖层包括作为最底层的与立方氮化硼烧结体和粘附层接触的第一覆盖层，并且所述第一覆盖层由这样的化合物构成，所述化合物由从元素周期表的IVa族元素(T1、Zr、Hf等)、Va族元素(V、Nb、Ta等)和VIa族元素(Cr、Mo、W等)、Al和Si所构成的组中选出的至少一种元素与从硼、碳、氮和氧所构成的组中选出的至少一种元素形成。优选的是，第一覆盖层由从TiAIN、AlCrN和TiSiN所构成的组中选出的至少一种化合物构成，或者由含有所述化合物的固溶体构成；或者第一覆盖层由超多层层叠体构成，该超多层层叠体具有所述化合物或所述固溶体作为构成层。另外还优选的是，所述第一覆盖层具有与所述粘附层的界面相距20nm以内的由粒度为Inm至20nm的柱状晶体构成的区域。此外，还优选的是，本专利技术的硬质覆盖层的厚度为0.5 μ m至20 μ m。此外，本专利技术还涉及一种切削工具， 其是通过将上述表面被覆烧结体接合至由硬质合金制成的基材的切削刃部分而形成的。本专利技术的有益效果具有上述构造的本专利技术表面被覆烧结体具有在立方氮化硼烧结体与表面覆盖层之间提供优异粘附性这样的显著优异的效果。具体实施例方式下文将更具体地描述本专利技术。<表面被覆烧结体>本专利技术的表面被覆烧结体包括立方氮化硼烧结体和在所述立方氮化硼烧结体的表面上形成的表面覆盖层。本专利技术的表面被覆烧结体可以具有被形成为全部或部分地覆盖立方氮化硼烧结体的表面的表面覆盖层。具体而言，如下文将要描述的那样，当表面被覆烧结体与基材接合并加以使用时，与所述基材接合的那部分处的表面被覆烧结体上并不需要具有表面覆盖层。<立方氮化硼烧结体>本专利技术的立方氮化硼烧结体包含20体积％至99.5体积％的立方氮化硼、以及粘结剂。本专利技术的立方氮化硼烧结体可以包含任何其他组分(包括不可避免的杂质)，只要其包含这两种组分即可。此外，本专利技术的立方氮化硼烧结体由大量的立方氮化硼颗粒形成，并且粘结剂起到粘结立方氮化硼颗粒 的作用。对这样的粘结剂并没有特别限制，可以选择具有以下所示组成的粘结剂。组成1:由从元素周期表的IVa族元素、Va族元素和VIa族元素、Al和Si构成的组中选出的至少一种元素与从硼、碳、氮和氧构成的组中选出的至少一种元素形成的化合物；组成2:含有上述化合物的固溶体；组成3:金属单质，例如Co、W、N1、Al等；组成4:含有Co、W、N1、Al等的化合物；组成5:含有组成I的化合物以及Co、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：濑户山诚，冈村克己，月原望，
申请(专利权)人：住友电工硬质合金株式会社，
类型：
国别省市：