立方氮化硼烧结体以及包括该立方氮化硼烧结体的切削工具制造技术

所述立方氮化硼烧结体包含大于等于85体积％且小于100体积％的立方氮化硼颗粒，并且余量为结合剂。结合剂包含WC、Co和Al化合物，并且结合剂包含W2Co

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】立方氮化硼烧结体以及包括该立方氮化硼烧结体的切削工具


[0001]本公开涉及一种立方氮化硼烧结体以及包括该立方氮化硼烧结体的切削工具。本申请要求2018年9月19日提交的日本专利申请No.2018
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174694的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0002]立方氮化硼烧结体(以下也称为“cBN烧结体”)是用于切削工具等的高硬度材料。cBN烧结体通常由立方氮化硼颗粒(以下也称为“cBN颗粒”)和结合剂制成，并且取决于cBN颗粒的含量比例倾向于具有不同的特性。
[0003]因此，在切削加工领域，取决于工件的材料、所需的加工精度等，将不同类型的cBN烧结体适当地应用于切削工具。例如，立方氮化硼(以下也称为“cBN”)的含量比例较高的cBN烧结体(以下也称为“高cBN烧结体”)可以适合用于切削烧结合金等等。
[0004]然而，在高cBN烧结体中倾向于发生突然的破损。认为突然的破损是由于cBN颗粒之间的结合强度弱以及由此导致的cBN颗粒的脱落引起的。例如，WO 2005/066381(专利文献1)公开了一种这样的技术，其通过适当地选择结合剂来抑制高cBN烧结体中突然破损的发生。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：WO 2005/066381

技术实现思路

[0008]根据本公开的一个方面的立方氮化硼烧结体是这样一种立方氮化硼烧结体，其包含大于等于85体积％且小于100体积％的立方氮化硼颗粒，并且余量为结合剂，其中结合剂包含WC、Co和Al化合物，结合剂包含W2Co
21
B6，并且当I
A
表示立方氮化硼颗粒的(111)面的X射线衍射强度，I
B
表示WC的(100)面的X射线衍射强度，并且I
C
表示W2Co
21
B6的(420)面的X射线衍射强度时，I
C
与I
A
的比I
C
/I
A
大于0且小于0.10，并且I
C
与I
B
的比I
C
/I
B
大于0且小于0.40。
[0009]根据本公开的另一方面的立方氮化硼烧结体是这样一种立方氮化硼烧结体，其包含大于等于85体积％且小于100体积％的立方氮化硼颗粒，并且余量为结合剂，其中结合剂包含WC、Co和Al化合物，并且结合剂不包含W2Co
21
B6。
[0010]根据本公开的一个方面的切削工具是包括上述立方氮化硼烧结体的切削工具。
具体实施方式
[0011][本公开待解决的问题][0012]近年来，随着机械部件的功能的迅速增加，用作这种机械部件的工件的切削变得越来越困难。因此，由于切削工具的寿命缩短而导致的成本增加的问题变得明显。因此，期望进一步改善高cBN烧结体。鉴于此，本公开的目的是提供一种可以具有长寿命的立方氮化
硼烧结体以及包括该立方氮化硼烧结体的切削工具。
[0013][本公开的有益效果][0014]根据以上描述的立方氮化硼烧结体，其可以具有长寿命，并且包括该立方氮化硼烧结体的切削工具也可以具有长寿命。
[0015][本公开的实施方案的描述][0016]为了实现可以具有更长寿命的cBN烧结体，首先，本专利技术人决定使用包含WC(碳化钨)、Co(钴)和Al(铝)的结合剂原料粉末作为高cBN烧结体中的结合剂的原料，这是因为，迄今为止，本专利技术人通过研究发现，当使用这种结合剂原料粉末时，可以获得优异的cBN烧结体。然而，本专利技术人认为，为了进一步改善该cBN烧结体并实现突破，需要与改进结合剂的配合比等的常规技术不同的方法。
[0017]因此，为了寻找最佳方法，本专利技术人首先烧结了上述结合剂原料粉末和作为cBN颗粒的原料的cBN原料粉末的混合粉末，以制造cBN烧结体。在cBN烧结体中，趋向于能够以相对大的量观察cBN颗粒的结合。这是因为，在烧结时，B(硼)和N(氮)从cBN原料粉末的接近Co的表面溶解并扩散，然后，溶解的B和N再析出并到达邻近的cBN颗粒。在本申请的说明书中，由结合剂发挥的这种功能也称为“催化剂功能”。
[0018]接下来，本专利技术人进行了XRD(X射线衍射测定)和ICP(电感耦合高频等离子体光谱法)，以检查上述cBN烧结体中所含化合物的组成，并发现W2Co
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B6的存在，这是非预期的化合物。尽管产生W2Co
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B6的机理尚未明确，但推测原因如下。
[0019]WC也存在于如上所述发生B和N的溶解(扩散)和再析出的区域中。该WC参与上述的溶解(扩散)和再析出。这导致C(碳)从WC中脱离，并且Co和B进入C由其中脱离的部分。因此，结果产生了非预期的反应物，例如W2Co
21
B6。
[0020]在此，本专利技术人做出了这样的假设，即W2Co
21
B6充当了cBN颗粒的脱落的起点，因为根据上述推测的生成机理，推测与诸如WC之类的其他结合剂相比，W2Co
21
B6是在机械特性(如硬度和强度)方面显著较差的脆性物质，并且与W2Co
21
B6相邻的cBN颗粒具有无序的晶体结构。基于以上假设，本专利技术人反复考虑以寻找抑制W2Co
21
B6的生成的方法。
[0021]结果，本专利技术人发现，通过将有机物附着至cBN原料粉末以制造有机cBN粉末，并使用该有机cBN粉末制造cBN烧结体，从而抑制了W2Co
21
B6的生成。另外，作为上述假设的支持事实，在抑制了W2Co
21
B6生成的cBN烧结体中，cBN颗粒的脱落被显著抑制。
[0022]基于以上发现完成了本公开。在下文中，将以列举的形式描述本公开的各方面。
[0023][1]根据本公开的一个方面的立方氮化硼烧结体是这样一种立方氮化硼烧结体，其包含大于等于85体积％且小于100体积％的立方氮化硼颗粒，并且余量为结合剂，其中结合剂包含WC、Co和Al化合物，结合剂包含W2Co
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B6，并且当I
A
表示立方氮化硼颗粒的(111)面的X射线衍射强度，I
B
表示WC的(100)面的X射线衍射强度，并且I
C
表示W2Co
21
B6的(420)面的X射线衍射强度时，I
C
与I
A
的比I
C
/I
A
大于0且小于0.10，并且I
C
与I
B
的比I
C
/I
B
大于0且小于0.40。
[0024]从cBN颗粒的含量(含量比例)可以理解，cBN烧结体是容易发生cBN颗粒的脱落的“高cBN烧结体”。在常规的高cBN烧结体中，比I...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种立方氮化硼烧结体，其包含大于等于85体积％且小于100体积％的立方氮化硼颗粒，并且余量为结合剂，其中所述结合剂包含WC、Co和Al化合物，所述结合剂包含W2Co
21
B6，并且当I
A
表示所述立方氮化硼颗粒的(111)面的X射线衍射强度，I
B
表示所述WC的(100)面的X射线衍射强度，并且I
C
表示所述W2Co
21
B6的(420)面的X射线衍射强度时，所述I
C
与所述I
A
的比I
C
/I
A
大于0且小于0.10，并且所述I
...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈村克己，渡边勇一郎，石井显人，原田高志，久木野晓，
申请(专利权)人：住友电工硬质合金株式会社，
类型：发明
国别省市：