CN103302345A - 超高压烧结体制切削工具 - Google Patents

超高压烧结体制切削工具 Download PDF

Info

Publication number
CN103302345A
CN103302345A CN2013100688731A CN201310068873A CN103302345A CN 103302345 A CN103302345 A CN 103302345A CN 2013100688731 A CN2013100688731 A CN 2013100688731A CN 201310068873 A CN201310068873 A CN 201310068873A CN 103302345 A CN103302345 A CN 103302345A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cemented carbide
layer
alloy
sintered body
base cemented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013100688731A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103302345B (zh
Inventor
大桥忠一
瓦多约·阿罕默迪·埃科
松尾俊彦
松本元基
平野一利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Publication of CN103302345A publication Critical patent/CN103302345A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103302345B publication Critical patent/CN103302345B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明的课题在于提供一种具有优异的接合强度的超高压烧结体制切削工具,其具有夹着接合合金接合的cBN或PCD制切削刃部及WC基硬质合金制工具主体。本发明的超高压烧结体制切削工具,其切削刃部及WC基硬质合金制工具主体在与接合层的接合面分别具有Cr层,测定接合层中的5点,其平均合金组成为Cr:14~18at%、B:20~26at%、Si:1~5at%、Ni:32~40at%、剩余部分为Fe及不可避免杂质,从而解决上述课题。

Description

超高压烧结体制切削工具
技术领域
本发明涉及一种刀尖中具有立方氮化硼(以下称为cBN)烧结体或多晶金刚石(以下称为PCD)烧结体等超高压烧结材料的切削工具,能够改善刀尖接合强度。
背景技术
近几年,作为对手机或智能手机等的壳体制造中使用的模具进行加工的工具,提供一种切削工具,其发挥高生产率和高寿命,且将具有与金刚石同等硬度的PCD烧结体或具有次于金刚石的硬度的cBN烧结体使用于切削刃部的刀片或立铣刀。
但是,cBN烧结体或PCD烧结体本身不仅加工困难,价格昂贵,而且烧结体形状局限于圆板状而无法自由地形成工具形状,因此其用途受限。但是,近几年,伴随难切削材料使用量的增加,尽管工具加工困难,但cBN烧结体或PCD烧结体的用途增多。作为用于克服价格、加工性的方法,通过钎焊廉价且加工性优异的WC基硬质合金制工具主体和将cBN烧结体或PCD烧结体作为原材料的切削刃部、或者通过扩散接合对WC基硬质合金制工具主体和将cBN烧结体或PCD烧结体作为原材料的切削刃部进行接合,由此提供WC基硬质合金制工具主体和将cBN烧结体或PCD烧结体作为原材料的切削刃部接合的切削工具。
例如,如专利文献1中公开有如下立铣刀:其具备一体成型有cBN烧结体层与硬质合金层的大致圆柱形的刀片和使刀片与轴线对齐而连接于刀片的后端侧的硬质合金层的工具主体,且在刀片的前端部分形成有切削刃,其中,在工具主体的至少前端侧形成有安装轴部,安装轴部的前端面的外径为与刀片的后端面的外径同径,在刀片的后端面与安装轴部的前端面之间配置有接合部,接合部例如为包含Ni等金属元素向刀片及工具主体中的至少一方扩散的扩散层的接合层,从而刀片不会从工具主体脱离、寿命长且稳定,并且能够轻松调整头部的长度来调整加工深度。
并且,专利文献2公开有如下小径立铣刀:其工具前端的刃部实际上由高硬度烧结体构成,且与该高硬度烧结体一体烧结的硬质合金材料的一部分***刀柄孔部并将Ni-Cr系钎料、Ag-Cu-Ti系钎料、Ag-Cu-Zn系钎料用作钎料而被钎焊固定,其中,***该刀柄孔部的硬质合金材料部分的外切圆直径Dh与刃部的最大直径Dc之比Dh/Dc为2以上,从而由超高硬度烧结体刀片构成的工具前端部,尤其是从刃部到头部的部分的横向的刚性较高,并且头部的安装强度较高,具有可实现高精度/高效加工的优异的切削特性。
专利文献1:日本专利公开2007-268647号公报
专利文献2:日本专利公开2004-268202号公报
但是,所述专利文献1及专利文献2中公开的立铣刀,虽然能够通过使用Ni系金属来得到坚固的接合强度,但若Ni过度扩散则硬质合金刀柄及刀尖侧的硬质合金基材的力学特性下降,存在成为折损原因的课题。并且,所述专利文献2中公开的Ag系钎料中,由于Ag的机械强度较低,所以无法得到充分的接合强度。
另外,使用以往钎料的接合中,由于熔点较高而存在接合时cBN烧结体或PCD烧结体劣化的课题。
发明内容
因此,本发明欲解决之技术课题,即,本发明的目的在于,提供一种具有夹着接合合金接合的将cBN烧结体或PCD烧结体作为原材料的切削刃部和WC硬质合金制工具主体的超高压烧结体制切削工具,其中,具有由接合部开始的折损较少的优异的接合强度,并且cBN烧结体或PCD烧结体不会因接合时的热而劣化。
因此,本发明人等对于具有夹着接合合金接合的cBN烧结体或PCD烧结体(以下简称为烧结体)制切削刃部与WC基硬质合金制工具主体的超高压烧结体制切削工具,对改善其接合部的接合强度而进行深入研究,结果得到了如下见解。
(1)当对烧结体制切削刃部与WC基硬质合金制工具主体的刀柄前端进行接合时,将构成切削刃部的烧结体预先用WC基硬质合金制支撑片做内衬。并且,在WC基硬质合金制支撑片及WC基硬质合金制工具主体的接合面表面,分别预先涂布Cr之后,在两者间***Ni系的接合合金,且以预定条件接合。由此,Cr层成为Ni扩散的屏障,能够防止过剩的Ni的扩散。并且,Cr通过与WC基硬质合金中所含的W合金化,在WC基硬质合金制支撑片及WC基硬质合金制工具主体与接合合金之间形成坚固的接合层。发现该Cr-W合金在接合结束后无需连续地存在,局部存在也能充分有助于接合强度的改善。
(2)Cr层例如能够通过将铬酸酐作为溶液进行电解沉积来在接合面表面得到Cr层。此时发现,若Cr层过厚则Ni无法在WC基硬质合金中扩散,无法形成有助于接合强度提高的Ni扩散层,因此优选设为1.0μm以下。另一方面,还确认到若低于0.1μm则无法充分发挥抑制Ni的过剩扩散这种本来的功能。即,Ni的扩散随着Cr层的加厚而被抑制,Ni的扩散随着Cr层的减薄而增加,但若过薄则Ni过剩扩散而WC基硬质合金的机械强度下降。由此发现,Cr层的厚度控制为提高接合强度的关键因素。
(3)对接合合金的含有成分反复进行了基于假设和验证的实验,结果发现由Ni-Cr-B-Si成分构成且含有含Fe的不可避免杂质的合金的接合强度优异。且发现尤其是通过在接合合金中添加B及Si,能够降低熔点,防止烧结体的劣化。
(4)观察所述接合部的状态,如图2所示,作为接合合金***的Ni-Cr-B-Si系合金虽已熔解,但通过形成于硬质合金表面的Cr层防止了Ni过剩扩散。另外,确认到了在切削刃部的WC基硬质合金制支撑片及硬质工具主体的接合面表面形成有深度2μm以上15μm以下的Ni扩散层。
本发明是基于上述见解而完成的,
(1)一种切削工具,其具有接合部,该接合部将由WC基硬质合金制支撑片做内衬的cBN烧结体或PCD烧结体构成的切削刃部与WC基硬质合金制工具主体夹着接合合金通过局部加热接合,该切削工具的特征在于,
所述切削刃部及WC基硬质合金制工具主体在与接合合金的接合面分别具有Cr层,
测定所述Cr层间的接合层中的5点,其平均合金组成为Cr:14~18at%、B:20~26at%、Si:1~5at%、Ni:32~40at%、剩余部分为Fe及不可避免杂质。
(2)如上述(1)所述的切削工具,其特征在于,所述Cr层的平均层厚为0.1~1.0μm。
(3)如上述(1)或(2)所述的切削工具,其特征在于,所述接合部由接合合金的Ni成分在切削刃部的WC基硬质合金制支撑片内及WC基硬质合金制工具主体内扩散而形成的Ni扩散层、所述Cr层和在所述Cr层间的接合层构成,且该接合部的总平均层厚为5~50μm。
以下,对本发明进行详细说明。
本发明中,将cBN烧结体或PCD烧结体作为原材料的切削刃部与WC基硬质合金制工具主体夹着接合合金接合,并构成切削工具。
在将cBN烧结体作为切削刃部的原材料时,该切削工具的制造法的一例如下所述。
(a)将65容量%的cBN和剩余TiN、TiCN、TiC、Al2O3粘结相用球磨机使用丙酮进行24小时湿式混合。
(b)将得到的混合粉末干燥后,通过液压机以成型压力100MPa成型。
(c)将得到的成形体在真空中1×10-2Pa、温度1000℃、保持时间30分钟的条件下进行热处理,去除挥发成分及吸附于粉末表面的成分。
(d)层叠成形体和硬质合金基材,具代表性的有在压力5GPa、温度1500℃、保持时间30分钟的条件下进行超高压高温处理,得到cBN烧结体。
(e)对得到的cBN烧结体的上下表面进行磨削之后,得到cBN烧结体圆板。
(f)用电火花加工机将cBN烧结体圆板切断成预定尺寸,得到带WC基硬质合金制支撑体的切削刃用cBN烧结体片。
(g)在cBN烧结体片的WC基硬质合金制支撑片与WC基硬质合金制工具主体的接合面表面预先涂布Cr。例如,能够通过将铬酸酐作为溶液进行电解沉积来在硬质合金表面得到Cr层。若Cr层过厚则接合合金无法在cBN烧结体片的WC基硬质合金制支撑体及WC基硬质合金制工具主体中扩散,因此优选1.0μm以下。
(h)以成为预定量的组成的方式称量接合合金,用真空电弧熔炼炉中熔融而得到纽扣形状的晶块。将此热轧而使其成为板状之后,进一步冷轧而得到预定的厚度例如50μm的薄板。
(i)在所述(g)的工序中涂布有Cr的WC基硬质合金制工具主体的前端部设置以所述(h)的方法得到的薄板形状的接合合金,例如Ni-Cr-B-Si合金,以WC基硬质合金制支撑***于接合面侧的方式进一步设置cBN烧结体片。在该cBN烧结体片的WC基硬质合金制支撑体表面同样涂布有Cr。在该状态下以压力100MPa加压,且在惰性气体中以高频局部加热接合部来形成接合。
(j)研磨上下表面及外周面来得到长颈型的球头立铣刀形状。
(k)通过倒棱加工进一步进行刃口修磨。
(l)之后,根据需要,例如通过以PVD设置由TiAlN等构成的硬质包覆层,能够提高耐磨损性等。
若目视观察将在如上述得到的接合面形成有Cr层的cBN烧结体作为原材料的切削刃部的WC基硬质合金制支撑体与WC基硬质合金制工具主体之间的接合层的状态,则作为接合合金***的Ni-Cr-B-Si合金已消失,看起来犹如形成有WC基硬质合金制工具主体与cBN烧结体片成一体化的复合材料,但是使用俄歇电子能谱法(AES),对接合层的组成成分、分布进行详细调查,结果确认到:在与WC基硬质合金制工具主体的接合面附近,WC基硬质合金制工具主体的WC粒子的W成分和涂布于表面的Cr合金化,从而在WC基硬质合金与接合合金之间形成坚固的接合层;及形成于WC基硬质合金制工具主体的接合面的Cr层成为屏障而接合合金成分Ni不会在WC基硬质合金制工具主体中过剩扩散而是停留在接合面附近。另一方面能够确认到:在cBN烧结体片的WC基硬质合金制支撑体表面附近,通过WC粒子的W与涂布于表面的Cr等的合金化而在WC基硬质合金与接合合金之间形成坚固的接合层;及形成于WC基硬质合金制支撑片的接合面的Cr层成为屏障,而接合合金成分Ni不会在WC基硬质合金制支撑片过剩扩散而是停留在接合面附近(参考图2)。
另外,本发明中,接合层是指形成于WC基硬质合金制工具主体的Cr层和与形成于cBN烧结体片的WC基硬质合金制支撑体表面的Cr层之间的层。并且,接合部是指形成于WC基硬质合金制工具主体及cBN烧结体片的WC基硬质合金制支撑体中的Ni扩散层、形成于WC基硬质合金制工具主体及cBN烧结体片的WC基硬质合金制支撑体的接合面表面的Cr层及由形成于所述Cr层间的接合层形成的WC基硬质合金制工具主体和cBN烧结体片的接合区域。
并且,对于所述接合层中的5点,通过俄歇电子能谱法求出合金组成并计算其平均值,对与接合特性(拉伸强度、弯曲强度、剪切强度等)的关系重复深入研究的结果明确了当Cr:14~18at%、B:20~26at%、Si:1~5at%、Ni:32~40at%、剩余部分为Fe及不可避免的杂质时,接合部具有优异的接合特性。
如前述,在WC基硬质合金制工具主体上设置接合合金,进一步设置具有WC基硬质合金制支撑体的cBN烧结体片,并且在施加压力100MPa的状态下,例如通过在如Ar气这种惰性气体中以高频局部加热接合部附近,能够在WC基硬质合金制工具主体与cBN烧结体片的WC基硬质合金制支撑体双方形成具有Ni扩散层的接合部。
此时,用于形成接合部的接合合金的厚度若过厚则接合强度下降,故优选50μm以下。并且,Ni扩散层不仅得到坚固的接合强度,还具有缓和接合部中产生的应力的目的,故厚度优选2μm以上。另一方面,若Ni扩散层厚度过厚则接合部的强度下降,故优选15μm以下。
并且,由接合合金的Ni成分在切削刃部的WC基硬质合金制支撑片内及WC基硬质合金制工具主体内扩散而形成的Ni扩散层、Cr层、Cr层之间的接合层构成的接合部的总平均层厚若超过50μm则接合部本身弯曲,拉伸等力直接施加而使接合部分的强度下降,发生折损等问题。另一方面,若低于5μm则Ni扩散层、接合层、Cr层的厚度分别变薄,因此无法充分发挥接合强度,故不优选。因此,接合部的总平均厚度定为5~50μm。
接合合金中的Ni通过在WC基硬质合金制工具主体中所含的Co粘合剂中扩散而一体化,具有可得到坚固接合的效果,且通过形成于WC基硬质合金制工具主体的接合面的Cr层抑制过剩扩散,因此能够防止WC基硬质合金制工具主体的力学特性的下降。B和Si由于具有降低接合合金的熔点的作用,因此能够降低接合时施加的温度,且能够防止cBN烧结体或PCD烧结体的劣化。另外,Cr通过与WC基硬质合金制工具主体及内衬在cBN烧结体或PCD烧结体的WC基硬质合金制支撑片中的W成分的合金化来在WC基硬质合金制工具主体及WC基硬质合金制支撑片与接合合金之间形成坚固的接合层。
在此说明如上设定以接合层中的5点测定的合金组成的平均值的理由。
Cr:
WC、Ni两种元素润湿性均良好,具有改善接合部的强度的效果。但是,若Cr含量超过18at%则成为高温强度下降的原因。并且,若少于14at%则无法得到充分的润湿性。因此,Cr的含量定为14~18at%。
B、Si:
接合需要在低于950℃的温度下进行。这是因为若在950℃以上则cBN烧结体或PCD烧结体的特性劣化。尤其是将Co等金属用作粘合剂时,劣化变得显著,因此需要在950℃以下进行接合。
但是,Ni及Cr熔点分别为1455℃、1903℃,由于对于cBN烧结体或PCD烧结体的接合温度过高,因此有必要降低熔点。B及Si由于与Ni及Cr双方共晶反应,因此能够降低熔点。因此,使用B及Si降低熔点,但若B少于20at%则无法充分降低熔点,若多于26at%则成为脆化的原因。并且,若Si少于1at%则无法充分降低熔点,若多于5at则成为脆化的原因。因此,B及Si的含量定为B:20~26at%、Si:1~5at%。
Fe:
Fe由于是廉价的原材料,因此关系到接合合金的低价格化,且能够期待与Ni相同的效果而添加几at%,但由于在AES分析中未被检测出,因此与其他不可避免杂质相同,没有规定其量,但如表3所示在接合合金中添加几wt%。
Ni:
接合层的合金组成中,Ni为占除上述成分以外的剩余部分的成分,由于高温强度较高,因此能够得到坚固的接合强度。并且,Ni由于熔融时的流动性也较高,因此遍及接合部整体扩散,将WC基硬质合金制工具主体和cBN烧结体或PCD烧结体坚固地接合。若Ni少于32at%则无法得到充分的强度改善效果,若多于40at%则熔点变得过高而成为cBN烧结体或PCD烧结体的性能劣化的原因。
根据本发明,在具有将cBN烧结体或PCD烧结体作为原材料的切削刃部与WC基硬质合金制工具主体夹着接合合金接合的接合部的切削工具中,切削刃部及WC基硬质合金制工具主体在与接合合金的接合面具有Cr层,测定Cr层间的接合层中的5点,其平均合金组成为Cr:14~18at%、B:20~26at%、Si:1~5at%、Ni:32~40at%、剩余部分为Fe及不可避免杂质,从而接合面的Cr层成为Ni扩散的屏障,能够防止过剩的Ni的扩散,因此切削刃部与WC基硬质合金制工具主体的接合强度飞跃性提高。
其结果,将cBN或PCD刀片使用于刀尖的立铣刀或钻头中,能够得到没有从接合部开始折损的坚固的接合。并且,不仅是旋转工具,在基于刀片的高硬度钢或Al-SiC复合材料的高负荷加工中,能够廉价地得到无刀尖飞出的坚固的接合。
附图说明
图1是表示长颈型的球头立铣刀的外观的立体图。
图2是观察本发明立铣刀1的接合部整体的照片。
具体实施方式
接着,根据实施例对本发明进行具体说明。
[实施例]
作为原料粉末,准备均具有0.5~1μm的平均粒径的WC粉末、VC粉末、TaC粉末、NbC粉末、Cr3C2粉末及Co粉末,将这些原料粉末配合成表1所示的配合组成,用球磨机湿式混合24小时,进行干燥之后,以100MPa的压力冲压成型为压坯,将该压坯在6Pa的真空中,以在1400℃的温度下保持1小时的条件进行烧结,形成表1所示的4种WC基硬质合金制工具主体(以下简称为硬质合金制工具主体)A-1~A-4。
[表1]
Figure BDA00002883894100071
接着,作为cBN烧结体的原料粉末,准备均具有0.5~4μm的范围内的平均粒径的cBN粉末、TiN粉末、TiCN粉末、TiB2粉末、TiC粉末、AlN粉末、Al2O3粉末,将这些原料粉末以预定的配合组成配合,用球磨机使用丙酮湿式混合24小时,进行干燥之后,以100MPa的压力冲压成型成具有直径15mm×厚度1mm的尺寸的压块,接着,将该压块在压力1×10-2Pa的真空气氛中,以在1000℃的温度下保持30分钟的条件进行烧结来去除挥发成分及吸附于粉末表面的成分,形成切削刃片用预备烧结体。并且,使该切削刃片预备烧结体与另行准备的具有Co:16质量%、WC:剩余的组成并具有直径15mm×厚度2mm的尺寸的WC基硬质合金制支撑片重叠的状态下,装入通常的超高压烧结装置,在压力5GPa的真空气氛中,以在1500℃的温度下保持30分钟的条件进行超高压高温烧结,制作出cBN烧结体B-1~B-6。关于cBN烧结体B-1~B-6的烧结体的组成,将通过烧结体截面研磨面的SEM观察结果的图像分析求出的cBN的面积%作为容量%求出。对于cBN以外的成分,只确认构成主粘结相及其他粘结相的成分。将其结果示于表2。
[表2]
Figure BDA00002883894100081
接着,在所述cBN烧结体(以下简称为烧结体)片的WC基硬质合金制支撑片和WC基硬质合金制工具主体的接合面表面分别涂布Cr。Cr的涂布虽然能够使用通常的涂布方法,但是在本实施例中使用了接下来说明的电解电镀法。即,通过将铬酸酐作为溶液进行电解沉积来在接合面表面形成Cr层。Cr层的层厚需要成为能够在抑制Ni的过剩扩散的同时,确保接合部所要求的接合强度所需的适当量的接合合金在烧结体及WC基硬质合金制工具主体中扩散的厚度。对于该厚度深入研究的结果发现,若Cr层过厚则接合合金无法在WC基硬质合金中扩散,因此优选设为1.0μm以下。另一方面,还确认到若低于0.1μm则无法发挥抑制Ni的过剩扩散这种本来的功能。因此,Cr层的厚度优选设为0.1~1.0μm。通过基于俄歇电子能谱法(AES)的面分析观察Cr层形成面的纵截面,求出Cr层的平均层厚。将其结果示于表4。
接着,关于接合合金,以成为表3所示的配合组成的方式称量原料粉末,在真空电弧熔炼炉中熔融而得到纽扣形状的晶块。将其热轧而使其成为板状之后,进一步冷轧而得到50μm的薄板形状的接合合金C-1~C-6。
[表3]
Figure BDA00002883894100091
接着,在前述工序中接合表面涂布有Cr的WC基硬质合金制工具主体的前端部设置以上述方法得到的薄板形状的接合合金,进一步设置在上述工序中接合表面涂布有Cr的WC基硬质合金制支撑片做内衬的烧结体。在该状态下以压力100MPa加压,并在惰性气体中以高频对接合部附近进行局部加热来形成由Ni扩散层和Cr层及残留的接合合金构成的接合部。另外,根据接合条件接合合金在WC基硬质合金制支撑片及WC基硬质合金制工具主体中扩散而全部消失也无妨。
如上所述,研磨上下表面及外周面来做成图1所示的长颈型的球头立铣刀形状,通过倒棱加工进一步进行刃口修磨,由此制作出表4所示的本发明立铣刀1~10。
并且,作为比较,通过与上述同样的工序制作出Cr层脱离0.1~1.0μm的范围的立铣刀,使用接合合金的合金组成不同于本发明中使用的合金组成的接合合金C-7~C-10的比较立铣刀1~6。
分别对本发明的立铣刀1~10,比较立铣刀1~6,通过基于俄歇电子能谱法(AES)的面分析观察接合部纵截面。将其结果的一部分示于表4。图2为观察本发明立铣刀1的接合部整体的照片。可清楚看到的是Ni、中央为接合合金、左侧为切削刃的WC基硬质合金制支撑部、右侧为WC基硬质合金制工具主体。能够确认到Ni向切削刃的硬质合金部及WC基硬质合金制工具主体扩散,但是在接合合金与硬质合金的边界部分形成有Cr和W的合金层,因此阻止了Ni的过剩扩散。该Ni扩散的区域整体相当于接合部。若从该照片计算接合部的厚度则照片的左侧,即切削刃的硬质合金部内的Ni扩散层的平均厚度为7.3μm,与其邻接的Cr层的平均厚度为0.6μm,接合层的平均层厚为5.2μm,WC基硬质合金制工具主体内的Ni扩散层的平均层厚为8.8μm,与其邻接的Cr层的平均层厚为0.7μm且接合部的总平均层厚为22.6μm。对于其他的样品也同样测定了接合部的厚度。并且,对于接合层中的5点,求出通过基于俄歇电子能谱法(AES)的面分析测定出的合金组成的平均值。另外,在通过基于俄歇电子能谱法(AES)的面分析测定合金时进行了使用表4所示的平均基质相对灵敏度系数(AMRSF)的半定量分析。由于AMRSF将密度、电子的逃逸深度、反向散射效果、弹性散射修正等基质修正几乎全部包括在内,因此在几种相对灵敏度系数(RSF)中也是最为正确的。因此,本发明中使用了AMRSF。将其结果示于表4。
接着,对于本发明立铣刀1~10,比较立铣刀1~6,分别实施弯曲试验,测定弯曲强度,并且目视观察破裂部位。将其结果示于表4。另外,弯曲试验通过根据JIS·R1601中规定的硬质合金的弯曲强度试验方法的3点弯曲试验,使用比JIS小的样品形状进行。
[表4]
Figure BDA00002883894100111
※合金组成分析中,使用了AES。半定量分析中使用了以下平均基体相对灵敏度系数(AMRSF)。加速电压为10kV。
B1 Si1 Cr2 Ni1
0.041 0.257 0.186 0.158
从表4所示的结果可知,本发明的立铣刀1~10具有使将cBN烧结体作为原材料的切削刃部与WC基硬质合金制工具主体夹着接合合金接合的接合层,且切削刃部及WC基硬质合金制工具主体在与接合合金的接合面具有Cr层,接合层的5点处测定的合金组成的平均值为Cr:14~18at%、B:20~26at%、Si:1~5at%、Ni:32~40at%、剩余部分为Fe及不可避免杂质,由此接合面的Cr层成为Ni扩散的屏障,能够防止Ni的过剩扩散,因此切削刃部与WC基硬质合金制工具主体的接合强度飞跃性提高。其结果,显示出2.7GPa以上的弯曲强度,且破裂在接合部以外的部位(硬质合金部件)产生,因此可知是具有优异的接合强度的复合材料。
尤其是,设置于与接合合金的接合面的Cr层的平均层厚为0.1~1.0μm时或接合部的总平均层厚为5~50μm时,弯曲强度显示出3.7GPa以上的更优异的接合强度。
相对于此,接合层的合金组成、Cr层的平均层厚脱离本发明的范围的比较立铣刀1~6,不仅弯曲强度低于0.7~1.8GPa,而且在接合面或接合部均产生破裂,接合强度逊色。
另外,本实施例中,以立铣刀为例进行了具体说明,但本发明并不限于立铣刀,当然也可适用于钻头、刀片等具有切削刃部与工具主体的接合部的所有切削工具中。并且,以切削刃部的原材料使用cBN烧结体的情况为例进行了具体说明,确认到了即使是PCD烧结体也可得到同样的效果。
产业上的可利用性
如上述,本发明的切削工具即使在各种钢或铸铁、Al-SiC复合材料等高负荷切削加工中,cBN烧结体或PCD烧结体制切削刃部与WC基硬质合金制工具主体的接合强度优异,从而经长期发挥稳定的切削性能,因此能够充分满足地对应切削加工装置的高性能化及切削加工的省力化、节能化及进一步低成本化。

Claims (3)

1.一种切削工具,其具有接合部,该接合部将由内衬在WC基硬质合金制支撑片的cBN烧结体或PCD烧结体构成的切削刃部与WC基硬质合金制工具主体夹着接合合金接合,该切削工具的特征在于,
所述切削刃部及WC基硬质合金制工具主体在与接合合金的接合面分别具有Cr层,
测定所述Cr层间的接合层中的5点,其平均合金组成为Cr:14~18at%、B:20~26at%、Si:1~5at%、Ni:32~40at%、剩余部分为Fe及不可避免杂质。
2.如权利要求1所述的切削工具,其特征在于,
所述Cr层的平均层厚为0.1~1.0μm。
3.如权利要求1或2所述的切削工具,其特征在于,
所述接合部由接合合金的Ni成分在切削刃部及WC基硬质合金制工具主体内扩散而形成的Ni扩散层、所述Cr层和在所述Cr层间的接合层构成,且该接合部的总平均层厚为5~50μm。
CN201310068873.1A 2012-03-06 2013-03-05 超高压烧结体制切削工具 Expired - Fee Related CN103302345B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-048881 2012-03-06
JP2012048881A JP5804380B2 (ja) 2012-03-06 2012-03-06 超高圧焼結体製切削工具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103302345A true CN103302345A (zh) 2013-09-18
CN103302345B CN103302345B (zh) 2016-05-11

Family

ID=49128309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310068873.1A Expired - Fee Related CN103302345B (zh) 2012-03-06 2013-03-05 超高压烧结体制切削工具

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5804380B2 (zh)
CN (1) CN103302345B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58141880A (ja) * 1982-02-16 1983-08-23 Sumitomo Electric Ind Ltd 超硬合金の接合方法
CN1242350A (zh) * 1998-07-22 2000-01-26 住友电气工业株式会社 立方氮化硼烧结体
CN1494977A (zh) * 2002-07-26 2004-05-12 ������������ʽ���� 硬质合金和金刚石件的熔合结构和方法及钻具与其切削件
JP2007268647A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp エンドミル
JP2011062808A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Hitachi Tool Engineering Ltd 回転切削工具

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA831949B (en) * 1982-03-31 1983-11-30 De Beers Ind Diamond Abrasive bodies

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58141880A (ja) * 1982-02-16 1983-08-23 Sumitomo Electric Ind Ltd 超硬合金の接合方法
CN1242350A (zh) * 1998-07-22 2000-01-26 住友电气工业株式会社 立方氮化硼烧结体
CN1494977A (zh) * 2002-07-26 2004-05-12 ������������ʽ���� 硬质合金和金刚石件的熔合结构和方法及钻具与其切削件
JP2007268647A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp エンドミル
JP2011062808A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Hitachi Tool Engineering Ltd 回転切削工具

Also Published As

Publication number Publication date
JP5804380B2 (ja) 2015-11-04
CN103302345B (zh) 2016-05-11
JP2013184229A (ja) 2013-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102441723B1 (ko) 서멧, 절삭 공구, 및 서멧의 제조 방법
CN101318230A (zh) 带涂层的硬质合金切削刀具刀片
JPWO2009034716A1 (ja) 複合材料及び被覆切削工具
CN104418594A (zh) 立方晶氮化硼烧结体切削工具及其制造方法
CN105848821B (zh) 接合用钎料及使用该接合用钎料的复合部件、切削工具
JP5185032B2 (ja) 切削工具
KR20210084337A (ko) 초경합금, 절삭 공구 및 초경합금의 제조 방법
JP6695566B2 (ja) 非金属系材料を加工するための工具に用いる超硬合金
CN103302345B (zh) 超高压烧结体制切削工具
CN102653004B (zh) cBN刀片
RU2529141C1 (ru) Способ получения сверхтвердого композиционного материала на основе кубического нитрида бора или синтетического алмаза для режущего инструмента
JP6039477B2 (ja) 切削工具
JP6148101B2 (ja) 切削工具
JP5201936B2 (ja) 表面被覆工具
JP6304615B1 (ja) 工具
US10661345B2 (en) Composite part and cutting tool
JP6757519B2 (ja) 複合部材及び切削工具
WO2024099997A1 (en) Cutting tool
CN118201733A (zh) 切削工具刀片
JP2003089005A (ja) Wc基超硬合金製積層チップおよびその製造方法
JP2019063901A (ja) 複合部材及び切削工具
JP2012508321A (ja) 切削工具を製造する方法
JP2008307622A (ja) 耐欠損性に優れた炭窒化チタン基サーメット製切削工具
EP2641675A1 (en) Sintered composite body comprising cemented carbide and cBN grains
JP2002263916A (ja) すぐれた耐チッピング性を有する立方晶窒化ほう素基焼結材料製切削工具切刃片

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160511

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee