特許 5892423 靭性にすぐれたｃＢＮ焼結体切削工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5892423

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】靭性にすぐれたｃＢＮ焼結体切削工具

(51)【国際特許分類】

   B23B 27/14 20060101AFI20160310BHJP

   C22C 29/08 20060101ALN20160310BHJP

   C22C 5/08 20060101ALN20160310BHJP

   B23K 35/30 20060101ALN20160310BHJP

   C22C 29/16 20060101ALN20160310BHJP

   C23C 16/34 20060101ALN20160310BHJP

【ＦＩ】

   B23B27/14 B

   !C22C29/08

   !C22C5/08

   !B23K35/30 310B

   !C22C29/16 A

   !C23C16/34

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-51194(P2012-51194)

(22)【出願日】2012年3月8日

(65)【公開番号】特開2013-184252(P2013-184252A)

(43)【公開日】2013年9月19日

【審査請求日】2014年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100139240

【弁理士】

【氏名又は名称】影山 秀一

(74)【代理人】

【識別番号】100119921

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 正之

(74)【代理人】

【識別番号】100076679

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 和夫

(72)【発明者】

【氏名】矢野 雅大

(72)【発明者】

【氏名】大橋 忠一

(72)【発明者】

【氏名】宮下 庸介

【審査官】 齊藤 彬

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１２８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１５８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１０６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２９００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８９４２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｂ ２７／１４

２７／２０

５１／００

Ｂ２３Ｃ ５／２０

Ｂ２３Ｐ １５／２８

Ｂ２３Ｋ ３５／３０

Ｃ２２Ｃ ５／０８

Ｃ２２Ｃ ２９／０８

Ｃ２２Ｃ ２９／１６

Ｃ２３Ｃ １６／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

立方晶窒化硼素と結合相とを含む焼結体を工具基体とする立方晶窒化硼素焼結体切削工具において、
前記立方晶窒化硼素の粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内の領域に存在する結合相組織が、Ｔｉの窒化物、炭化物、炭窒化物、硼化物、Ａｌの窒化物、硼化物、酸化物およびこれらの２種以上の固溶体の中から選ばれる１種または２種以上と不可避不純物で構成され、かつ、体積平均径ＭＶが１０〜８０ｎｍの微細組織であることを特徴とする立方晶窒化硼素焼結体切削工具。

【請求項2】

前記焼結体中の立方晶窒化硼素の含有割合が、５０〜８０体積％であることを特徴とする請求項１に記載の立方晶窒化硼素焼結体切削工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、立方晶窒化硼素（以下、ｃＢＮで示す）を主成分として、これを超高圧、高温下にて焼結成形してなるｃＢＮ焼結体切削工具に関し、特に、合金鋼、軸受鋼等の焼入れ材からなる高硬度鋼の断続切削加工において、欠けや欠損の発生を抑制し得るとともに、すぐれた切削性能を長期の使用に亘って維持し得るｃＢＮ焼結体切削工具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、高硬度鋼の切削工具としては、ｃＢＮ焼結体を工具基体としたｃＢＮ焼結体切削工具等が知られており、断続切削加工における工具寿命の向上を目的として種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１に示されているように、ｃＢＮを２５〜４７体積％含み、Ｔｉの炭窒化物および硼化物を合計で４０〜７０体積％含み、前記Ｔｉの炭窒化物中の炭素と窒素の体積比が６０：４０〜３０：７０であり、Ａｌの硼化物および窒化物を合計で２〜２０体積％含み、前記ｃＢＮの粒子が結合相を介して相互に接合されたｃＢＮ焼結体を工具基体としたｃＢＮ焼結体切削工具（従来切削工具という）は、ｃＢＮ焼結体に含まれるＴｉの炭窒化物および硼化物が、ｃＢＮ粒子を強固に結合する結合相としての機能を有することに加え、耐熱性にすぐれ鉄との反応性が低いため、焼結体の耐摩耗性および耐欠損性が向上するとされている。
また、特許文献２に示されているように、複合焼結体が、立方晶窒化硼素と結合材とを含み、該立方晶窒化硼素は、該複合焼結体中に２５体積％以上８０体積％以下含まれ、該結合材は、Ｔｉ系化合物群を含み、該Ｔｉ系化合物群は、少なくともＴｉを含む化合物を１種以上含むものであって、かつ互いに異なった平均粒径を有する２種以上の粒子成分から構成されることによって、耐衝撃チッピング性と耐クレーター摩耗性との両者を十分に向上させて工具寿命をさらに長くした複合焼結体を提供することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−１１４５７５号公報

【特許文献2】特開２０１１−２０７６８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来切削工具を用いて高硬度鋼の切削を行った場合、通常の条件で切削を行った場合には特に支障はないものの、より高負荷な切削条件が要求される断続切削加工を行った場合には、靭性が不十分であるため工具刃先の欠けや欠損が生じやすく、長期の使用に亘って十分な切削性能を維持できないという問題点があった。
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、高負荷な切削条件が要求される高硬度鋼の断続切削加工を行った場合においても、工具刃先の欠けや欠損が生じにくく、長期に亘って、すぐれた切削性能を維持するｃＢＮ焼結体切削工具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

そこで、本発明者らは、合金鋼、軸受鋼等の焼入れ材からなる高硬度鋼の断続切削加工において、すぐれた切削性能を長期の使用に亘って維持すべく、工具刃先の欠けや欠損の発生を抑制することができるｃＢＮ焼結体切削工具について鋭意研究を行った。その結果、工具刃先の欠けや欠損の原因は、切削時に刃先表面に生じた微小なクラック、あるいは断続切削時の刃先に加わる衝撃により、ｃＢＮ焼結体内部に生じた微小なクラックが、主にｃＢＮ粒近傍の結合相内の粒子界面(粒界)、あるいはｃＢＮ粒と結合相との界面を伝播していくという仮説を立てた。その仮説をもとに、ｃＢＮ粒の周囲に予め微細組織の結合相を形成しｃＢＮ焼結体を作製し、ｃＢＮ粒近傍の結合相組織を微細にしたところ、ｃＢＮ焼結体内部に生じた微小なクラックの伝播を抑制することができるという事実を見出した。

【0006】

本発明は、前記知見に基づいてなされたものであって、
「（１） 立方晶窒化硼素と結合相とを含む焼結体を工具基体とする立方晶窒化硼素焼結体切削工具において、
前記立方晶窒化硼素の粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内の領域に存在する結合相組織が、Ｔｉの窒化物、炭化物、炭窒化物、硼化物、Ａｌの窒化物、硼化物、酸化物およびこれらの２種以上の固溶体の中から選ばれる１種または２種以上と不可避不純物で構成され、かつ、体積平均径ＭＶが１０〜８０ｎｍの微細組織であることを特徴とする立方晶窒化硼素焼結体切削工具。
（２） 前記焼結体中の立方晶窒化硼素の含有割合が、５０〜８０体積％であることを特徴とする（１）に記載の立方晶窒化硼素焼結体切削工具。」
を特徴とするものである。

【0007】

以下、本発明について説明する。
本発明の立方晶窒化硼素焼結体切削工具は、立方晶窒化硼素と結合相とを含む焼結体を工具基体とするが、その焼結体は、次のような特徴を有している。
（ａ）立方晶窒化硼素（ｃＢＮ）の粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内の領域に存在する結合相組織が、Ｔｉの窒化物、炭化物、炭窒化物、硼化物、Ａｌの窒化物、硼化物、酸化物およびこれらの２種以上の固溶体の中から選ばれる１種または２種以上と不可避不純物で構成されている。
このとき、ｃＢＮ粒の表面に予め粒状ＴｉＮ層を形成することにより、ｃＢＮ粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内の領域を微細組織とすることができることを見出した。
また、この微細組織を構成する物質は、ｃＢＮ粒子に強固に結合するため結合相としての機能を有することに加えて、強度や耐熱性にすぐれるため、焼結体の耐摩耗性を向上させる機能を有する。
（ｂ）結合相組織のうち、ｃＢＮ粒の粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内の領域に存在する結合相組織の体積平均径ＭＶを１０〜８０ｎｍの微細組織とすることによって、ｃＢＮ粒近傍の結合相内の粒界あるいはｃＢＮ粒と結合相との界面をクラックが伝搬することを抑制できる。微細組織とする領域をｃＢＮ粒の粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内の領域に限定した理由は、１００ｎｍより厚い領域の結合相を微細組織にすると、結合相内において粒界が占める割合が多くなるため、工具として使用した場合、耐摩耗性が低減するため好ましくないからである。
（ｃ）微細組織の体積平均径ＭＶを１０〜８０ｎｍに限定した理由は、８０ｎｍより大きいと粒界が少なくなり、ｃＢＮ粒近傍の結合相の粒界をクラックが伝搬するのを抑制する効果が低減する。一方、１０ｎｍ未満の微粒組織を作るためには、粒状ＴｉＮ層を厚くしなくてはならないが、焼結体とした場合に、ｃＢＮ粒近傍に空隙が増え、クラックを伝搬するのを抑制する効果が低減するため好ましくない。したがって、工具として使用した場合、十分な靭性向上効果を得るためには、微細組織の体積平均径ＭＶを１０〜８０ｎｍとすることが好ましい。

【0008】

ここで、体積平均径ＭＶ（Ｍｅａｎ Ｖｏｌｕｍｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）とは、次のように定義される値である。
複数の粒子の集合体を仮定する。
この中には、粒子径の小さい順から、 ｄ１，ｄ２，・・・，ｄｉ，・・，ｄｋの粒子径を持つ粒子がそれぞれｎ１，ｎ２，・・・，ｎｉ，・・，ｎｋ個あるとする。
また、粒子１個当りの体積をｖ１，ｖ２，・・・，ｖｉ，・・・，ｖｋとする。

【0009】

粒子径 個数 体積
ｄ１ ｎ１ ｖ１
ｄ２ ｎ２ ｖ２
・ ・ ・
・ ・ ・
・ ・ ・
ｄｉ ｎｉ ｖｉ
・ ・ ・
・ ・ ・
ｄｋ ｎｋ ｖｋ

【0010】

このとき、体積平均径ＭＶは、
ＭＶ＝（ｖ１・ｄ１＋ｖ２・ｄ２＋・・・＋ｖｉ・ｄｉ＋・・・＋ｖｋ・ｄｋ）／（ｖ１＋ｖ２＋・・・＋ｖｉ＋・・・＋ｖｋ）
＝Σ（ｖｉ・ｄｉ）／Σ（ｖｉ）
つまり、ＭＶは、体積で重みづけされた平均径である。

【0011】

（ｄ）前述のように、結合相組織のうち、ｃＢＮ粒の粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内の領域に存在する結合相組織の体積平均径ＭＶを１０〜８０ｎｍの微細組織とすることが、欠けや欠損を抑制するという本発明の効果を発現するための必須の構成であるが、さらに、焼結体中のｃＢＮ粒の含有割合が、工具の切削性能に与える影響について鋭意研究をした結果、５０体積％未満であるとｃＢＮ焼結体の強度が低下するため工具として使用した場合、十分な刃先強度が維持できず高負荷切削時に耐欠損性が低下する傾向があること、および、８０体積％より大きくなる場合には、ｃＢＮ焼結体中の結合材の含有量が少なくなるため工具として使用した場合、耐摩耗性が低下する傾向があることを見出した。したがって、本発明を実施する上で、よりすぐれた切削性能を希求する場合には、焼結体中のｃＢＮ粒の含有割合としては、５０〜８０体積％の範囲とすることが好ましい。

【0012】

（ｆ）さらに、本発明者らは、前記のような組織構造を持つｃＢＮ焼結体を再現性よく作製する方法として、次のような方法を見出した。すなわち、ｃＢＮ粒に予め粒状厚み１００ｎｍ以内のＴｉＮ層を形成しておくことによって、ｃＢＮ粒近傍の結合相組織を微細組織にすることができる。しかも、粒状ＴｉＮ層の厚みが薄い場合には、微粒組織の体積平均径ＭＶは大きくなり、逆に、粒状ＴｉＮ層の厚みが厚い場合には、微粒組織の体積平均径ＭＶは小さくなりことを見出した。これらの知見に基づき、前述した組織構造を持つｃＢＮ焼結体を再現性よく、体積粒子径ＭＶの大きさを制御可能に製造することが可能である。このことは、切削工具を製造するに際し、全製造量に対する期待された性能を発揮する製品の割合、すなわち歩留まりが向上することを意味しており、本発明を実用化する上できわめて技術的意義のあることである。
以上のように、本発明は、ｃＢＮや結合相の成分や含有量を適切に調整して耐摩耗性や耐欠損性の改善を図ったり、ｃＢＮ粒を取り巻く結合相を一様に１種または２種以上の粒径を有する粒子成分から構成したりするというような従来技術の延長上にあるのではなく、ｃＢＮの粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内という限定された領域内を、体積平均径ＭＶが１０〜８０ｎｍという粒径を制御された微細組織にするという全く新規な着想により、ｃＢＮ焼結体内部に生じた微小なクラックの伝播を抑制することに成功し、その結果、高負荷な切削条件が要求される高硬度鋼の断続切削加工という下においても、工具刃先の欠けや欠損の発生を抑制することができ、長期の使用に亘ってすぐれた切削性能を維持することができるという他に類を見ない特徴を有している。

【発明の効果】

【0013】

本発明の立方晶窒化硼素焼結体切削工具は、ｃＢＮ粒近傍の結合相組織を微細組織にすることによって、ｃＢＮ焼結体内部に生じた微小なクラックの伝播を抑制することができるので、高負荷な切削条件が要求される高硬度鋼の断続切削加工を行った場合においても、工具刃先の欠けや欠損が生じにくく、長期に亘って、すぐれた切削性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の立方晶窒化硼素焼結体切削工具の組織構造の概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

つぎに、本発明の立方晶窒化硼素焼結体切削工具（以下、単にｃＢＮ切削工具と云う）を実施例により具体的に説明する。

【実施例】

【0016】

表２に本発明の実施例として作製した本発明インサート１〜９および比較のために作製した比較インサート１０〜１８を示す。
まず、本発明インサート１〜９に用いたｃＢＮ焼結体の作製方法を示す。
１）原料ｃＢＮ粉末への粒状ＴｉＮの形成
１−１）平均粒径３μｍのｃＢＮ粉末上にＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってＴｉＮを成膜した。

【0017】

ＡＬＤ法により、ｃＢＮ粒末上に２種の原料ガスＡとＢを用いてコーティングする場合、流動層炉内にｃＢＮ粒子を装入し、所定温度に昇温し、原料ガスＡ流入工程、Ａｒガスパージ工程、原料ガスＢ流入工程、Ａｒガスパージ工程を１サイクルとして、このサイクルを目標層厚になるまで繰り返すことにより、所望の膜厚のＴｉＮ膜を得る。

【0018】

本実施例の場合、具体的には、原料ガスとして、ＴｉＣｌ_４とＮＨ_３を使用し、温度４００℃の条件で厚み１０、２０、３５、５０、５５、７５、１００ｎｍのＴｉＮ層で被覆された７種類のｃＢＮ粉末を得た。
ここで、表２に示した本発明インサート１〜９を作製するために使用したｃＢＮ粉は、それぞれ、ＴｉＮ層の厚みが、本発明インサート１は５５ｎｍ、本発明インサート２は１００ｎｍ、本発明インサート３は１００ｎｍ、本発明インサート４は７５ｎｍ、本発明インサート５は５０ｎｍ、本発明インサート６は３５ｎｍ、本発明インサート７は５５ｎｍ、本発明インサート８は２０ｎｍ、本発明インサート９は１０ｎｍのものを使用した。

【0019】

１−２）１−１）で得られた、ＴｉＮ層で被覆されたｃＢＮ粉末７種類を真空中１Ｐａ以下、温度１０００℃、保持時間３０分の条件で熱処理し、ｃＢＮ粒上のＴｉＮ層を粒状ＴｉＮの集合体にした。

【0020】

２）ｃＢＮ焼結体の作製
２−１）結合材用の原料粉末としてＴｉＮ、ＴｉＣ、Ａｌを準備した。
２−２）１−２）で得られた粒状ＴｉＮ層で被覆されたｃＢＮ粉末と２−１）にて準備した結合材用の原料粉末を表１に示した配合割合になるように秤量し、超硬製容器内で均一に湿式混合した。
２−３）得られた混合粉末を乾燥後、同条件下で油圧プレスにて成形圧１ＭＰａで成形し成形体を得た。
２−４）成形体を真空中１Ｐａ以下、温度１０００℃、保持時間３０分の条件で熱処理し、脱ガスした。
２−５）成形体と超硬合金基材を積層し、圧力５．５ＧＰａ、温度１４００℃、保持時間３０分の条件で超高圧高温処理し、本発明インサート１〜９用のｃＢＮ焼結体を得た。

【0021】

つぎに、比較のために、同じく表２に示したような比較インサート１０〜１８に用いるｃＢＮ焼結体を作製した。以下に、その作製方法を示す。

【0022】

３）原料ｃＢＮ粉末への粒状ＴｉＮの形成
３−１）平均粒径３μｍのｃＢＮ粉末上にＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってＴｉＮを成膜した。

【0023】

原料は、ＴｉＣｌ_４とＮＨ_３を使用し、温度４００℃の条件で厚み２００ｎｍのＴｉＮ層で被覆されたｃＢＮ粉末を得た。

【0024】

３−２）３−１）で得られたＴｉＮ層で被覆されたｃＢＮ粉末を真空中１Ｐａ以下、温度１０００℃、保持時間３０分の条件で熱処理し、ｃＢＮ粒上のＴｉＮ層を粒状ＴｉＮの集合体にし、比較インサート１７、１８用のｃＢＮ粉末を得た。
３−３）ＴｉＮ層を有していないｃＢＮ粉末を真空中１Ｐａ以下、温度１０００℃、保持時間３０分の条件で熱処理を行い、比較インサート１０〜１６用のｃＢＮ粉末を得た。

【0025】

４）ｃＢＮ焼結体の作製
４−１）結合材用の原料粉末としてＴｉＮ、ＴｉＣ、Ａｌ粉を準備する。
４−２）３−２）で得られた粒状ＴｉＮ層で被覆されたｃＢＮ粉末（比較インサート１７、１８用）と３−３）で得られた粒状ＴｉＮ層を有していないｃＢＮ粉末（比較インサート１０〜１６用）を４−１）にて準備した結合材用の原料粉末と表１に示した配合割合になるように秤量し、超硬製容器内で均一に湿式混合した。
４−３）得られた混合粉末を乾燥後、同条件下で油圧プレスにて成形圧１ＭＰａで成形し成形体を得た。
４−４）成形体を真空中１Ｐａ以下、温度１０００℃、保持時間３０分の条件で熱処理し、脱ガスした。
４−５）成形体と超硬合金基材を積層し、圧力５．５ＧＰａ、温度１４００℃、保持時間３０分の条件で超高圧高温処理し、比較インサート１０〜１８用のｃＢＮ焼結体を得た。

【0026】

ｃＢＮ粒子の含有割合の測定方法
上記で得た各ｃＢＮ焼結体の断面組織を走査電子顕微鏡にて観察し、二次電子像を得る。得られた画像内のｃＢＮ粒子の部分を画像処理によりを抜き出し、画像解析によってｃＢＮ粒子が占める面積を算出する。得られたｃＢＮ粒子が占める面積を画像の総面積で除して面積比率を算出する。この面積比率をｃＢＮの体積％とみなし、ｃＢＮ粒子の含有割合を測定した。
上記については、走査電子顕微鏡の５，０００倍と１０，０００倍において各３視野を上記方法にて処理した値の平均値を測定結果とした。その結果を表２に示す。

【0027】

５）ｃＢＮ焼結体の分析
２）および４）にて作製した焼結体の断面を研磨後、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）を用いて薄片加工し、ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）により体積平均径ＭＶを求めるのに使用するため透過電子像を取得する。また、ｃＢＮ粒界面から結合相に対して１００ｎｍ以内を構成する結合相内の粒子の成分を特定するため、透過電子像を見た同視野にてＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により元素マッピング像を取得する。
薄片の厚さは、３０ｎｍ〜１３０ｎｍが好ましい。３０ｎｍより薄いとハンドリングが困難であるためであり、１３０ｎｍより厚いと像の解析が困難になるため好ましくない。観察倍率は、×２００ｋ〜×６００ｋ程度であって、結合相内の粒子が２０個以上分かる倍率とする。透過電子像は、厚み方向に含まれる情報を投影する事から、２次元の画像から測定した各粒径Ｄから算出した体積平均径ＭＶを平均径とする。

【0028】

ｃＢＮ粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内を構成する結合相内の粒子の成分特定方法：
後述する体積平均径ＭＶの算出に使用する同じ観察場所において、元素マッピング像を取得し、ｃＢＮ粒界面から結合相に対して１００ｎｍ以内を構成する結合相内の粒子の成分を特定する。

【0029】

体積平均径ＭＶの算出方法：
結合相内の粒子が２０個以上分かる倍率の透過電子像からｃＢＮ粒界面から結合相に対して１００ｎｍ以内を構成する結合相内の粒子の粒径Ｄｍｎ［単位：ｎｍ］を２０個以上測定する。
（ｍ：観察場所数、ｎ：測定粒子数）
・測定する粒径Ｄｍｎは粒子の最長軸の直径とする。
・１００ｎｍの範囲内に粒の一部分が含まれる粒も算出に含める。
・体積Ｖｍｎの算出は、測定した各粒径Ｄｍｎより、次式より算出する。
体積Ｖｍｎ＝(４／３)π(Ｄｍｎ／２)^３
・体積平均径ＭＶｍは、次式より算出する。
ＭＶｍ＝（ｖ１・ｄ１＋ｖ２・ｄ２＋・・・＋ｖｉ・ｄｉ＋・・・＋ｖｍ・ｄｍ）／（ｖ１＋ｖ２＋・・・＋ｖｉ＋・・・＋ｖｍ）
・少なくとも５カ所以上観察し、各画像のＭＶｍの平均値を算出し、その値をｃＢＮ粒界面１００ｎｍ以内を構成する組織の体積平均径ＭＶとする。
ＭＶ＝（ＭＶ１＋ＭＶ２＋・・・＋ＭＶｍ）／ｍ

【0030】

以上のようにして、ｃＢＮ粒界面から１００ｎｍ以内の結合相組織内の構成粒子を特定するとともに、体積平均径ＭＶを算出した。その結果を表２に示す。

【0031】

６）インサートの作製
６−１）前記のようにして作製したｃＢＮ焼結体を各々ワイヤ放電加工機で所定寸法に切断する。
６−２）６−１）にて切断したｃＢＮ焼結体を、Ｃｏ：５質量％、ＴａＣ：５質量％、ＷＣ：残りの組成およびＩＳＯ規格ＣＮＧＡ１２０４０８のインサート形状を持ったＷＣ基超硬合金製インサート本体のろう付け部（コーナー部）に質量％で、Ｃｕ：２６％、Ｔｉ：５％、Ａｇ：残りからなる組成を有するＡｇ系ろう材を用いてろう付けする。
６−３）上下面および外周研磨にホーニング処理を施すことによりＩＳＯ規格ＣＮＧＡ１２０４０８のインサート形状を持った本発明インサート１〜９および比較インサート１０〜１８を作製した。

【0032】

前記のようにしてできた本発明インサート１〜９および比較インサート１０〜１８について、クロム鋼材ＳＣｒ４２０（ＨＲＣ５８−６２）を用いて、表３のような切削条件にて断続切削試験を行い、欠損を生じるまでの切削時間を確認した。その結果を表２に示す。

【0033】

【表1】

【0034】

【表2】

【0035】

【表3】

【0036】

表２に示される結果から、本発明インサートは、立方晶窒化硼素と結合相とを含む焼結体を工具基体としており、立方晶窒化硼素の粒界面から結合相方向に１００ｎｍ以内の領域に存在するＴｉの窒化物、炭化物、炭窒化物、硼化物、Ａｌの窒化物、硼化物、酸化物およびこれらの２種以上の固溶体の中から選ばれる１種または２種以上と不可避不純物で構成され、かつ、体積平均径ＭＶが１０〜８０ｎｍの微細組織であることによって、高負荷な切削条件が要求される高硬度鋼の断続切削加工においても、欠損が生じにくいため、長期に亘りすぐれた切削性能を発揮した。
これに対して、本発明で規定する結晶相組織を有していない比較インサートでは、いずれも、焼結体内部で発生した微小クラックの伝搬により短時間で欠損等が発生するため、短時間で使用寿命に至ることは明らかである。

【産業上の利用可能性】

【0037】

本発明の立方晶窒化硼素焼結体切削工具は、高負荷な切削条件が要求される高硬度鋼の断続切削加工において、すぐれた切削性能を長時間に亘って維持することが可能である。

【図1】