接合用釬料及使用該接合用釬料的復合部件、切削工具的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種具有經由接合用釬料接合的cBN燒結體制切削刃部和WC基硬質合金制工具主體的切削工具。在該切削工具中，使用接合用釬料對cBN燒結體制切削刃部與WC基硬質工具主體進行釬焊，該接合用釬料中以質量％計分別含有Ti：35～40％、Zr：35～40％、Ni：5～15％，剩余部分由Cu及不可避免雜質構成。
【專利說明】
接合用釘料及使用該接合用釘料的復合部件、切削工具
技術領域
[0001] 本發明設及一種接合用針料及使用該接合用針料的復合部件、切削工具，更詳細 而言，設及一種改善了適于接合立方晶氮化棚下，稱為cBN)燒結體與硬質合金的接合強 度的針料及使用該針料的復合部件、切削工具。
[0002] 本申請基于2013年12月25日于日本申請的專利申請2013-266912號及2014年12月 18日于日本申請的專利申請2014-256468號主張優先權，并將其內容援用于此。
【背景技術】
[0003] 近年來，作為加工在制造移動電話及智能手機等的框體時所使用的金屬模具的工 具，提供了將CBN燒結體使用于切削刃部的刀片（insert)或立銳刀等切削工具。該CBN燒結 體發揮高生產率及高壽命，具有僅次于金剛石的硬度。
[0004] 但是，cBN燒結體本身難W加工，價格高，而且燒結體形狀局限于圓板狀，無法自由 地形成工具形狀。因此，cBN燒結體的用途受到限制。
[0005] 然而，近年來隨著難切削材的使用量增加，盡管難W進行工具加工，但CBN燒結體 的用途逐漸增加。作為克服價格、加工性的問題的方法，有對廉價且加工性優異的WC基硬質 合金制工具主體與WcBN燒結體為原材料的切削刃部進行針焊的方法。通過該方法，提供了 WC基硬質合金制工具主體與WcBN燒結體為原材料的切削刃部接合的切削工具。
[0006] 例如，專利文獻1中公開有如下切削工具:cBN燒結體經由接合部接合于WC基硬質 合金制工具基體上，接合部由15~65重量％的11或Zr的一種或兩種及化構成，由此cBN燒結 體不會帶有裂紋或龜裂而牢固且高剛性接合于工具基體。
[0007] 并且，專利文獻2中公開有如下切削工具:對于由cBN基燒結體構成的切削刃片，使 用Ag合金針料直接針焊于由WC基硬質合金構成的工具基體主體的切削刃片針焊部，由此切 削刃片具有優異的針焊接合強度，所述Ag合金針料具有如下組成：W重量％計含有Cu:20~ 35%、1'1:1~5%、111:1~20%，其余由4邑和不可避免雜質構成。
[000引并且，專利文獻3中公開有如下接合體:cBN基燒結體經由接合部接合于WC基硬質 合金制工具基體上，在CBN基燒結體與接合材的界面形成有厚度10~3(K)nm的氮化鐵化合物 層，并且CBN基燒結體背面的接合部的厚度薄于底面的接合部的厚度，由此具有優異的接合 強度。
[0009] 專利文獻1:日本特開平11-320218號公報(A)
[0010] 專利文獻2:日本特開平10-193206號公報(A)
[0011] 專利文獻3:日本特開2012-111187號公報(A)
[0012] 然而，專利文獻1中公開的切削工具通過使用Ti類金屬來得到牢固的接合強度，但 若Ti過度擴散，則硬質刀柄及刀尖側的由硬質合金構成的工具基體的力學特性降低，存在 成為折損的原因的課題。
[0013] 并且，專利文獻2中公開的Ag類針料中，Ag的機械強度較低，因此無法得到足夠的 接合強度。
[0014] 專利文獻3中公開的具有10~3(K)nm的氮化鐵化合物層的接合體中，存在接合材與 CBN基燒結體的反應不適當，無法得到足夠的接合強度的課題。
[0015] 并且，在使用W前的針料進行的接合中，CBN燒結體與由硬質合金構成的工具基體 的粘附強度不充分，因此存在用于重切削時引起CBN燒結體從接合部脫落而達到工具壽命 的課題。
【發明內容】
[0016] 因此，本發明所要解決的技術性課題即本發明的目的在于提供一種提高CBN燒結 體與硬質合金的粘附強度，且在重切削條件下使用時也能維持優異的切削性能的切削工 具。
[0017] 因此，本發明人等在具有經由接合用針料接合的CBN燒結體下，簡稱為燒結體） 制切削刃部和WC基硬質合金制工具主體的超高壓燒結體制切削工具中改善其接合部的粘 附強度方面進行了深入研究的結果，得到W下見解。
[0018] 第一，發現對于將燒結體與硬質合金利用針料接合的接合部，通過在接合部燒結 體側界面形成含有規定量的Ti及N的界面層，兩者的針焊接合強度得到提高。
[0019] 第二，發現通過使針料中含有Zr，促進由CBN粒子生長的針狀組織的形成，其結果， 發揮較大的錯固效應，燒結體與硬質合金的粘附強度得到提高。
[0020] 第Ξ，針對針料的含有成分反復進行基于假定和驗證的多次實驗的結果，發現作 為由Ti-Zr-Ni-Cu成分構成的針料，一種具有新組成的合金的接合強度優異。尤其，發現通 過在針料合金中添加化及Μ，形成針狀組織，并且W接合部中不形成粒狀組織或柱狀組織 的狀態形成具有一定厚度的界面層的新作用，并且發現運有助于提高接合部的粘附性。
[0021] 第四，通過對針料的組成及使用該針料將燒結體與硬質合金接合時的接合部的組 織、W及具有運種接合部的切削工具的切削性能進行詳細分析，完成了本發明。
[0022] 本發明是基于前述見解而完成的，其具有W下方式。
[0023] (1)-種接合用針料，其W質量％計分別含有Ti : 35~40 %、Zr: 35~40 %、Ni : 5~ 15%，剩余部分由化及不可避免雜質構成。
[0024] (2)-種復合部件，其為立方晶氮化棚燒結體經由接合部接合于硬質合金基體而 成的復合部件，其中，
[0025] (a)所述接合部具有平均層厚為0.5~扣m的界面層，所述界面層與立方晶氮化棚 燒結體相鄰，且至少含有50原子％ W上的Ti和10原子％ W上的N，
[0026] (b)并且，具有與構成立方晶氮化棚燒結體的立方晶氮化棚粒子接觸的呈針狀的 結晶組織，所述結晶組織至少含有50原子％ W上的Ti、10~30原子％的化、2~10原子％的 B，平均寬度為10~lOOnm，且平均縱橫尺寸比為5W上，
[0027] (C)所述呈針狀的結晶組織具有與所述立方晶氮化棚燒結體相鄰的至少含有Ti和 N的界面層的層厚W上的長度，并縱向截斷該界面層。
[0028] (3)-種立方晶氮化棚燒結體切削工具，其由所述(2)所記載的復合部件構成接合 部，所述接合部由包含立方晶氮化棚燒結體、接合部及硬質合金的工具基體構成。
[00巧]根據本發明，通過使用W質量％計分別含有Ti: 35~40%、Zr: 35~40%、Ni: 5~ 15%、剩余部分由Cu及不可避免雜質構成的接合用針料將燒結體與硬質合金制工具基體接 合，能夠得到具有燒結體與硬質合金制工具基體的優異的粘附強度的復合部件。其結果，使 用該復合部件的切削工具即使在用于重切削的情況下，也不易引起燒結體的脫落，長期維 持優異的切削性能。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發明的切削工具的一種實施方式中的垂直剖視圖，示出該實施方式中的 CBN燒結體、接合部及工具基體的位置關系。
[0031] 圖2是本發明的切削工具的CBN燒結體側的接合部的放大剖面概略示意圖，示出 cBN燒結體、界面層、cBN晶私;、針狀組織、接合部。
【具體實施方式】
[0032] W下，參考附圖對本發明進行詳細說明。
[0033] 本發明中，將WcBN燒結體1為原材料的切削刃部與WC基硬質工具基體夾著針料來 接合，從而構成切削工具。
[0034] 圖1是本發明的切削工具的一種實施方式中的垂直剖視圖，示出該實施方式中的 CBN燒結體1、接合部2及工具基體3的位置關系。CBN燒結體1經由接合部2接合于工具基體3。 該接合部2存在于CBN燒結體的接合面4與工具基體的接合面5之間。CBN燒結體的接合面4是 形成于CBN燒結體1的下表面側的面。工具基體的接合面5是形成于工具基體3的上表面側的 面。
[0035] 接合面5的成分較大依賴于作為其前體的針料的成分。并且，接合條件、立方晶氮 化棚燒結體1的成分及硬質合金基體3的成分也對接合面5的成分帶來影響。
[0036] 作為本發明的第1方式的接合用針料中，W質量％計分別含有Ti:35~40%、Zr:35 ~40%、Ni : 5~15%，剩余部分由化及不可避免雜質構成。
[0037] 其中，接合針料中的Ti成分具有如下效果:在與立方晶氮化棚燒結體1的界面形成 含有Ti及N的界面層8,其結果，具有提高針焊接合強度并提高針焊后的高溫強度特性。然 而，若Ti成分的含量W質量％計小于35%，則前述化合物層的層厚小于0.5μπι，無法發揮足 夠的層間強度。另一方面，若超過40%，則針料的烙點上升，因針焊接合時發生應變等而導 致針焊接合強度降低。因此，將Ti成分的含量規定在35~40%的范圍。
[0038] 本發明的針料中更優選的Ti成分的含量為36%~39%。更進一步優選的Ti成分的 含量為37%~38%。
[0039] 并且，&成分具有提高立方晶氮化棚燒結體1與硬質合金的針焊接合強度并提高 針焊后的高溫強度特性的作用。當對立方晶氮化棚燒結體1與硬質合金進行針焊接合時，作 為針料而含有Ti成分是一直W來已知的，而通過加入化學活性與Ti相比極高的Zr，立方晶 氮化棚與Zr進行反應，從而形成從立方晶氮化棚粒子界面生長的含有Zr、Ti及N的針狀組 織。其結果，可W發揮較大的錯固效應并得到牢固的針焊強度。然而，若Zr的含量W質量％ 計小于35%，則所形成的針狀組織的長度不充分，無法得到與立方晶氮化棚燒結體1相鄰的 界面層8的厚度W上的結晶長度，無法發揮足夠的層間強度。另一方面，若超過40%，則針料 的烙點上升，因針焊接合時發生應變等而導致針焊接合強度降低。因此，將Zr的含量規定在 35~40%的范圍。
[0040] 本發明的針料中更優選的Zr的含量為36%~39%。更進一步優選的Zr的含量為 37%~38%。
[0041] 并且，Ni成分具有明顯提高針焊時的硬質合金與立方晶氮化棚燒結體1之間的潤 濕性的作用。由此，發揮如下本發明特有的效果:能夠確保與硬質合金的針焊強度，并且能 夠大幅提高對立方晶氮化棚燒結體1進行針焊時的針焊接合強度，針焊后可W得到優異的 高溫強度特性。即，通過將Ni添加到針料中，在進行針焊接合時，在立方晶氮化棚燒結體1的 表面上均勻地潤濕，其結果，作為與立方晶氮化棚燒結體1相鄰的層的含有Ti及N的化合物 層不會得到粒狀或柱狀等組織而成為層狀組織。然而，若Ni的含量W質量％計小于5%，貝。 難W得到前述效果，另一方面，若超過15%，則針料的烙點上升，因此因針焊接合時發生應 變等而導致針焊接合強度降低。因此，將Ni的含量規定在5~15%的范圍。
[0042] 本發明的針料中更優選的Ni的含量為7%~13%。更進一步優選的Ni的含量為9% ~11%。
[0043] 圖2是本發明的切削工具的CBN燒結體側的接合部的放大剖面概略示意圖，示出 cBN燒結體6、界面層8、cBN晶粒9、針狀組織10及接合部7。該圖2中，不包含工具基體側的接 合部，因此也沒有示出相當于工具基體的部分。
[0044] 界面層8是存在于接合部7的立方晶氮化棚燒結體側界面的層。界面層8在圖2中為 W點狀示出的區域。
[0045] 界面層8是存在于接合部7的立方晶氮化棚燒結體側界面的平均層厚為0.5~扣m 的層。該界面層8含有50原子％ W上的Ti及10原子％ W上的N。界面層8與立方晶氮化棚燒結 體6的邊界線被規定為立方晶氮化棚燒結體的接合面4。
[0046] 關于接合部2的界面層8中的Ti及N，界面層8通過針料中的Ti與立方晶氮化棚燒結 體中的N進行反應來形成。此時，當界面層8的Ti成分小于50原子％或N成分小于10原子％ 時，針料與立方晶氮化棚燒結體6的反應不充分，界面層8上容易產生空隙，其結果，無法發 揮足夠的粘附性，因此界面層8中的Ti及N的含有比例需分別為50原子％ W上、10原子％ W 上。
[0047] 并且，當界面層8的平均層厚小于0.5WI1時，針料與立方晶氮化棚燒結體6的反應依 然不充分，界面上容易產生空隙，當為扣mW上時，針料與立方晶氮化棚燒結體6的反應過度 進行，由此在界面層8形成脆弱的金屬間化合物，從而容易產生從界面層8的剝離，因此界面 層8的平均層厚需為0.5~如m。
[004引利用掃描型電子顯微鏡-能量分散型X射線分光分析(SEM-m)S)來進行接合部縱剖 面的組織觀察與組成分析，能夠確認界面層8的存在。
[0049] 通過剖面的沈Μ觀察，能夠根據對比度的差異來識別界面層8的大致位置。在沈Μ的 二次電子像中，與接合部的其他部位相比，相當于界面層的部分具有較暗的對比度。
[0050] 為了更嚴密地規定界面層，利用沈M-EDS對剖面進行元素映射。在視場為祉m X 11μ m、倍率為10，000倍、空間分辨率為0.01皿W下的條件下進行元素映射。通過該SEM-抓S，對 接合部7的立方晶氮化棚燒結體側區域進行組成分析，將含有50原子％ W上的Ti、10原子％ W上的N的區域作為界面層8。
[0051] 界面層8的成分組成通過對連續的界面層W直線上的0.扣m為間隔進行10個點的 點分析并計算平均值來求出。
[0052] 界面層8的平均層厚通過對連續的界面層8在10個點上進行界面層的厚度測量并 計算平均值來求出。
[0053] 界面層8的平均層厚測定中使用為了確認界面層8而獲取的接合部縱剖面的組織 觀察結果和組成分析結果。
[0054] 在界面層8的厚度測量中，劃出與立方晶氮化棚燒結體的接合面4正交的線段，沿 著該線段求出從立方晶氮化棚燒結體的接合面4至界面層的硬質合金基體側的界面5為止 的長度。
[0055] 在10個點上的界面層8的厚度測量通過對連續的界面層8 W直線上的0.5WI1為間隔 進行10個點的厚度測定并計算平均值來求出。
[0056] W下，對與立方晶氮化棚粒子9接觸的呈針狀的結晶組織10(W下，有時簡稱為"針 狀組織"或"針狀結晶組織"）進行說明。
[0057] 針狀結晶組織10是與立方晶氮化棚粒子9接觸的呈針狀的結晶組織，從立方晶氮 化棚燒結體側朝向硬質合金基體側縱向截斷界面層8。
[0化引針狀組織的組成具有50原子％ W上的Ti、10~30原子％的化、2~10原子％的8。并 且，針狀組織的平均寬度為10~1 OOnm，平均縱橫尺寸比為5 W上。
[0059] 在針狀組織的組成、寬度及縱橫尺寸比的測定中使用為了確認界面層而獲取的接 合部縱剖面的組織觀察結果和組成分析結果。
[0060] 根據針對相當于該確認到的針狀組織的部分的元素映射的結果，能夠得到針狀組 織的組成。
[0061] 關于針狀組織，針對存在于觀察視場內祉mX llwii的10個構成針狀組織的每一個 晶粒，將最大直徑作為長徑，將與其正交的線段的最大直徑作為短徑，進而通過將長徑除W 短徑來求出縱橫尺寸比，通過計算出10個晶粒的平均來作為平均長度(長徑的平均值）、平 均寬度(短徑的平均值）、平均縱橫尺寸比。
[0062] 該針狀組織10是通過針料中的Ti及化與立方晶氮化棚粒子進行反應而形成的組 織。當針狀結晶組織10中的Ti的含量小于50原子％、&的含量小于10原子％、或者B的含量 小于2原子％時，無法形成具有所希望的縱橫尺寸比的針狀組織。其結果，無法發揮足夠的 錯固效應，成為剝離的原因。另一方面，若針狀結晶組織10中的Zr的含量超過30原子％、或 者B的含量超過10原子％，則針狀組織的平均寬度超過l(K)nm。其結果，無法充分緩解針狀組 織與立方晶氮化棚粒子的不匹配(mismatching),在針狀組織與立方晶氮化棚粒子之間容 易形成裂縫。根據W上原因，針狀組織的組成需具有50原子％ W上的Ti、10~30原子％的 Zr、2~10原子％的8。
[0063] 并且，當針狀組織10的平均寬度小于10皿或者平均縱橫尺寸比小于5時，難W形成 具有界面層8的層厚W上的長度的晶粒，因此依然無法發揮充分的錯固效應。并且，若針狀 組織10的平均寬度超過100皿，則所述針狀組織10與立方晶氮化棚粒子9之間的強度降低。 根據W上原因，針狀組織10的平均寬度需為10~lOOnm，平均縱橫尺寸比需為5W上。
[0064] 所述呈針狀的結晶組織10具有與所述立方晶氮化棚燒結體6相鄰的至少含有Ti和 N的界面層8的層厚W上的長度范圍，且縱向截斷該界面層8,由此不僅能夠增加立方晶氮化 棚燒結體6與界面層8之間的接合強度，而且能夠大幅增加與界面層8相鄰的接合部7與界面 層8之間的接合強度，因此呈針狀的結晶組織10需縱向截斷界面層8。
[0065] 接著，根據實施例對本發明進行具體說明。另外，W下說明的實施例是本發明的一 種實施方式，本發明的【具體實施方式】并不限于此。
[0066] 實施例
[0067] 作為原料粉末，準備均具有0.5~1皿的平均粒徑的WC粉末、VC粉末、TaC粉末、NbC 粉末、Cr3C2粉末及Co粉末，將運些原料粉末配合成表1所示的配合組成，并利用球磨機濕式 混合24小時，干燥之后，WlOOMPa的壓力沖壓成型為壓巧，將該壓巧在6化的真空中于溫度 1400°C、保持時間1小時的條件下燒結，形成表1所示的4種WC基硬質工具基體下，簡稱為 硬質工具基體)A-1~A-4。
[006引[表1]
[0071] 接著，作為CBN燒結體的原料粉末，準備均具有0.5~4WI1范圍內的平均粒徑的CBN 粉末、TiN粉末、TiCN粉末、TiB2粉末、TiC粉末、A1N粉末、Ab化粉末，將運些原料粉末W規定 的配合組成進行配合，利用球磨機并使用丙酬濕式混合24小時，干燥之后，W100M化的壓力 沖壓成型為具有直徑15mmX厚度1mm的尺寸的壓巧，接著，將該壓巧在壓力IX 10-中a的真空 氣氛中于溫度l〇〇〇°C、保持時間30分鐘的條件下進行燒結來去除揮發成分及吸附于粉末表 面的成分，從而形成切削刃片用預燒結體。并且，將該切削刃片預燒結體W與另外準備的、 具有Co為16質量％、WC為余量的組成且具有直徑15mmX厚度2mm的尺寸的WC基硬質合金制 支撐片重疊的狀態裝入通常的超高壓燒結裝置中，在壓力5G化的真空氣氛中于溫度1500 °C、保持時間30分鐘的條件下進行超高壓高溫燒結，從而制作出cBN燒結體B-1~B-6。關于 cBN燒結體B-1~B-6的燒結體的組成，將通過燒結體剖面研磨面的沈Μ觀察結果的圖像分析 來求出的cBN的面積％作為容量％而求出。關于cBNW外的成分，只確認到構成主結合相及 其他結合相的成分。將其結果示于表2。
[0072] [表 2]
[0073]
[0074] 接著，W成為表3所示的配合組成的方式稱取針料的原料粉末，在真空電弧烙煉爐 中進行烙融而制成按鈕形狀的鑄錠。對其進行熱社而制成板狀之后，進一步通過冷社得到 50]im的薄板形狀的接合用針料C-1~C-6。
[0075] [表 3]
[0076]
[0077] 在下述表4所示的針料及針焊接合條件下，將cBN燒結體及硬質合金基體使用各種 合金針料進行了針焊接合。
[0078] 其中，cBN燒結體相對于硬質合金基體的刀片形狀設為"CNMG120408"，硬質合金基 體的接合部的底面的面積為2.96mm2，側面的面積為4.89mm2，合計為7.85mm 2。此時的針焊處 理在實施例1中利用Ar氣氣氛的連續爐來進行，在實施例2~5及比較例1~3中在真空爐中 進行。
[0079] 如此，制作出在WC基硬質合金基體上使用各成分組成的針料的、針焊由CBN構成的 硬質燒結體的各實施例1~10及比較例1~12的硬質燒結體工具。
[0080] [表 4]
[0081]
[0083][剪切強度測定試驗片的制作]
[0084] 利用如下方法來制作剪切強度測定用的試驗片。
[0085] 首先，作為硬質燒結片，使用與上述實施例1~10及比較例1~12的硬質燒結體工 具相同的cBN材料來制作出1.5mm(W) X 1.5mm(L) X 0.75mm化)的尺寸的樣品。并且，作為硬 質合金片，同樣使用與上述實施例1~10及比較例1~6的硬質燒結體工具相同的WC基硬質 合金材料來制作出1.5mm(W)X4.5mmα)X1.5mm化)的尺寸的樣品，并且，作為支撐片，同樣 使用WC基硬質合金材料來制作出1.5mm(W) X 1.5mm(L) X0.75mm化)的尺寸的樣品。
[0086] 并且，使硬質燒結片與支撐片通過超高壓燒結加工成為一體之后，將運些硬質燒 結片及支撐片經由接合部(針料)針焊接合于硬質合金片的一端面。此時，作為接合部中所 使用的針料，使用與上述實施例1~10及比較例1~12的硬質燒結體工具相同的針料，在相 同的條件下進行針焊接合來作為運些各實施例及比較例的剪切強度測定用試驗片。
[0087] 對于上述實施例1~10及比較例1~12的每一個硬質燒結體工具，利用掃描型電子 顯微鏡-能量分散型X射線分光分析(SEM-抓S)進行了接合部縱剖面的組織觀察和組成分 析。對于燒結體、接合部、硬質合金的縱剖面，ΚΙΟ,ΟΟΟ倍的視場進行0.01皿W下的空間分 辨率的元素映射，確認到與燒結體相鄰的層為含有Ti和Ν的界面層，并且進行10個點的點分 析，通過計算平均值來求出了界面層的成分組成。而且，確認到與立方晶氮化棚晶粒相接觸 而生長的針狀組織含有Zr、Ti及N，對構成針狀組織的晶粒的成分組成進行10個點的點分 析，通過計算平均值來求出了呈針狀的結晶組織的成分組成。關于界面層的平均層厚，求出 從立方晶氮化棚燒結體與界面層的界面劃出與界面正交的線段，到界面層與和界面層相鄰 的接合部之間的界面為止的長度，求出進行了 10個點測量的平均值，W作為界面層的平均 層厚。對于針狀組織，針對觀察視場內10個構成針狀組織的每一個晶粒，將最大直徑作為長 徑，將與其正交的線段的最大直徑作為短徑，進而通過將長徑除W短徑來求出縱橫尺寸比， 通過計算出10個晶粒的平均來作為平均長度、平均寬度、平均縱橫尺寸比。
[008引將其結果不于表5、表6。
[0089] 接著，W將所述各種硬質燒結體工具均利用固定夾具螺固在工具鋼制車刀的前端 部的狀態，對本發明的硬質燒結體工具1~10、比較硬質燒結體工具1~12進行W下所示的 滲碳澤火鋼的濕式高速連續切削試驗，觀察了刀尖脫落及破裂部的部位。
[0090] 工件:JIS · SCM415(硬度:58HRc)的圓棒
[0091] 切削速度：150m/min.
[0092] 切削深度：1.0mm
[0093] 進給量:0.3mm/rev.
[0094] 切削時間:40分鐘
[00M ](通常的切削速度為1 OOm/m i η，通常的切削深度為0.4mm)
[0096] <高溫剪切強度試驗>
[0097] 使用利用與上述各實施例1~10及比較例1~12的硬質燒結體工具相同的材料而 制作的剪切強度測定用的試驗片，在W下條件下測定了高溫剪切強度。
[009引將試驗片的上下表面利用夾錯把持固定，將氣氛溫度設為50(TC，使用一邊為 1.5mm的由硬質合金構成的角柱狀的按壓片，對試驗片的硬質燒結片上表面的大致中屯、附 近施加載荷，測定了硬質燒結片及支撐片從硬質合金片破裂的載荷。
[0099]另外，按壓片使用了由與試驗片的硬質合金片相同的WC基硬質合金構成的按壓 片。
[0100] [表引
[0101]
[0102] [表 6]
[0103]
[0104] 由表5、表6所示的結果明確可知，本發明的硬質燒結體工具1~10中，具有將WcBN 燒結體為原材料的切削刃部與WC基硬質工具基體夾著接合用針料接合的接合部，存在于 cBN燒結體與接合部的界面的與cBN粒子接觸的具有針狀組織的結晶生長，因此不會產生刀 尖脫落，切削刃部與wc基硬質工具基體的粘附強度得到提高，能夠長期發揮優異的切削性 能。
[0105] 另一方面，明確可知，不具有如本發明硬質燒結體工具那樣的針狀組織的比較硬 質燒結體工具中，會產生刀尖脫落，較早地達到工具壽命。
[0106] 另外，在本實施例中，W刀片為例子進行了具體說明，但本發明并不限于刀片，當 然也可W適用于鉆頭、立銳刀等具有切削刃部與工具主體的接合部的所有切削工具。
[0107] 產業上的可利用性
[0108] 本發明的切削工具能夠使用于各種鋼及鑄鐵、Al-SiC復合材料等的高負載的切削 加工中。并且，本發明的切削工具中，CBN燒結體制切削刃部與WC基硬質工具主體的接合強 度優異。通過具有運些特征，本發明的切削工具長期發揮穩定的切削性能。根據W上原因， 本發明的切削工具能夠充分滿意地應對切削加工裝置的高性能化、切削加工的節省勞力化 及節能化、W及低成本化。
[0109] 符號說明
[0110] 1-cBN燒結體，2-接合部，3-工具基體，4-cBN燒結體的接合面，5-工具基體的接合 面，6-cBN燒結體，7-接合部，8-界面層(含有Ti、N)，9-cBN晶粒，10-針狀結晶組織(含有Ti、 Zr'B)。
【主權項】
1. 一種接合用釬料，其以質量％計分別含有Ti :35~40%、Zr :35~40%、Ni :5~15%， 剩余部分由Cu及不可避免雜質構成。2. -種復合部件，其為立方晶氮化硼燒結體經由接合部接合于硬質合金基體而成的復 合部件，所述復合部件的特征在于， (a) 所述接合部具有平均層厚為0.5~5μπι的界面層，所述界面層與立方晶氮化硼燒結 體相鄰，且至少含有50原子％以上的Ti和10原子％以上的Ν， (b) 并且，具有與構成立方晶氮化硼燒結體的立方晶氮化硼粒子接觸的呈針狀的結晶 組織，所述結晶組織至少含有50原子％以上的Ti、10~30原子％的2匕2~10原子％的1平 均寬度為10~l〇〇nm，且平均縱橫尺寸比為5以上， (c) 所述呈針狀的結晶組織具有與所述立方晶氮化硼燒結體相鄰的至少含有Ti和N的 界面層的層厚以上的長度，并縱向截斷該界面層。3. -種立方晶氮化硼燒結體切削工具，其特征在于，由權利要求2所述的復合部件構成 接合部，所述接合部由包含立方晶氮化硼燒結體、接合部及硬質合金的工具基體構成。
【文檔編號】B23K35/40GK105848821SQ201480070133
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月22日
【發明人】五十嵐誠, 大橋忠, 大橋忠一, 油本憲志, 清水博康
【申請人】三菱綜合材料株式會社