切削工具的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及由氮化硅系烧结体构成的切削工具。
【背景技术】
[0002] 以氮化硅和塞隆（sialon:硅铝氧氮陶瓷）的任意一种作为主成分的氮化硅系烧 结体因为轻量，且耐磨损性、强度和高温强度优异，所以可以在严酷的切削条件下使用。因 此，适合利用于高速粗切削等。
[0003] 在由这样的氮化硅系烧结体构成的切削工具中，例如，在专利文献1中，公开有一 种残余应力的绝对值为42~55MPa的氮化硅系烧结体，记载了通过使残余应力的绝对值在 45MPa以下，能够达成室温和高温下的高强度化。
[0004]另外，在专利文献2中公开了如下内容，对于氮化硅系烧结体的表面进行磨削加 工后，通过在大气中进行加热处理，能够对烧结体的表面加大压缩残余应力，实现因磨削加 工而降低的强度的恢复。
[0005] 此外，在专利文献3中公开有一种切削工具，对于前刀面的刀尖的残余应力而言， 与前刀面平行且从该前刀面的中心最靠近测量点的朝向刀尖方向上的残余应力 〇 n，以压 缩应力计为10~SOMPa(O11=-K)~-30MPa)，与前刀面平行且与所述〇n方向垂直的方 向上的残余应力〇 22，以压缩应力计为IOMPa以下（〇 22= -10~OMPa)。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开平8-319166号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开平7-299708号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开2010-264574公报
[0011] 发明所要解决的课题
[0012] 但是，如上述专利文献1、2所述的氮化硅系烧结体这样，以控制烧结体的整体的 残余应力的方法，还不能说已使作为切削工具使用时的工具性能最佳化。另外，如专利文献 3这样，即便使前刀面的残余应力适当化，仍需要进一步的工具性能的最佳化。
【发明内容】
[0013] 因此，本发明的目的在于，提供一种使前刀面和后刀面的残余应力处于适当的范 围，由耐缺损性高的氮化硅系烧结体构成的切削工具。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 本发明的切削工具具有前刀面、后刀面、和作为所述前刀面与所述后刀面的交叉 脊线部的切刃，由以50体积％以上的比例含有氮化硅系相、以10~30体积％的比例含有 氮化钛相的氮化硅系烧结体构成，所述氮化钛相的残余应力是拉伸应力，并且所述前刀面 的所述氮化钛相的拉伸应力大于所述后刀面的所述氮化钛相的拉伸应力。
[0016] 发明效果
[0017] 根据本发明的切削工具，在以规定的比例含有氮化钛相的氮化硅系烧结体中，氮 化钛相的残余应力是拉伸应力，前刀面的氮化钛相的拉伸应力大于后刀面的氮化钛相的拉 伸应力。由此，在前刀面，作为主结晶相的氮化硅系相承受高压缩应力，能够抑制容易在前 刀面发生的崩刃造成的缺损。另外，在后刀面，氮化钛相的拉伸应力比前刀面小，在因科镍 合金（inconel)等耐热合金的切削中可抑制后刀面的磨损的进行，由此，能够延长工具寿 命。
【附图说明】
[0018] 图1是关于本发明的切削工具的一例的示意立体图。
【具体实施方式】
[0019] 本实施方式的切削工具1由以50体积％以上的比例含有氮化硅系相、以10~30 体积％的比例含有氮化钛相的氮化硅系烧结体构成。切削工具1如图1的示意立体图所示， 以前刀面2和后刀面3的交叉脊线部作为切刃4使用。
[0020] 而且，根据本实施方式，氮化钛相的残余应力是拉伸应力，前刀面2的氮化钛相的 拉伸应力大于后刀面3的氮化钛相的拉伸应力。由此，能够抑制容易在前刀面2发生的崩 刃造成的缺损。即，在前刀面2,因为作为主结晶相的氮化硅系相承受高压缩应力，所以能够 抑制容易在前刀面2发生的崩刃造成的缺损。另一方面，在后刀面3,在耐热合金的切削中 可抑制后刀面磨损。若后刀面3的残余应力比前刀面2的残余应力小，则在因科镍合金等 耐热合金的切削中，后刀面3的磨损的进行受到抑制的理由虽不明确，但考虑可能是由于 以下原因，在因科镍合金等耐热合金的切削这样严酷的切削条件下，若后刀面3的残余应 力变大，则前刀面2的残余应力也大，由此，切刃4承受的残余应力变得过大，在制作切削工 具1时由于自身断裂导致切刃4发生微小卷刃。
[0021] 还有，在本发明的残余应力的测量中，测量位置是在前刀面2和后刀面3的距切刃 4为Imm以上内侧（中央侧）的位置进行测量。残余应力的测量使用X射线衍射法。在本 实施方式中，在X射线衍射法之中，也使用2D法（多轴应力测量法/全德拜环拟合法（Full DebyeringsFittingmethod))测量，但也可以使用一般的X射线衍射装置。另外，用于残 余应力的测量的X射线衍射峰值，使用2 0的值出现在130°~140°之间的TiN(511)面 的峰值。还有，在残余应力的计算时，使用氮化钛的泊松比=0. 19,杨氏模量=438. 596MPa 进行算出。另外，作为X射线衍射测量的条件为，使用CuKa射线作为X射线的辐射源，以 输出功率=45kV、IlOmA的条件照射而进行残余应力的测量。残余应力是正时为拉伸应力， 是负时为压缩应力。
[0022] 在此，在本实施方式中，前刀面2的氮化钛相受到的残余应力是拉伸应力，为 200~400MPa，优选为250~350MPa，后刀面3的氮化钛相受到的残余应力是拉伸应力，为 100~300MPa，优选在150~250MPa的范围内。由此，不会发生因过剩的拉伸应力造成的 自身断裂，使烧结体的韧性提高，抑制前刀面2的崩刃的发生和切刃4的卷刃的发生，并且 能够抑制后刀面3的磨损的进行。
[0023]另外，在本实施方式中，氮化钛相的前刀面2与后刀面3的拉伸应力的差为20~ 150MPa，优选在50~IOOMPa的范围内。由此，能够防止前刀面2与后刀面3的拉伸应力差 变得过大，切刃4由于自身断裂而卷刃，并且能够抑制后刀面3的磨损的进行。
[0024] 在此，在本实施方式中期望是，氮化硅系烧结体中，表面的氮化钛相的（111)面的 峰相对于全部氮化钛峰的峰值强度比大于内部的所述氮化钛相的（111)面的峰相对于全 部氮化钛峰的峰值强度比。优选为表面的氮化钛相的（111)面的峰相对于全部氮化钛峰的 峰值强度比，相对于内部的所述氮化钛相的（111)面的峰相对于全部氮化钛峰的峰值强度 比的比率在I. 1~1. 4的范围内。由此，烧结体的表面的硬度提高，表面的耐磨损性提高， 并且在烧结体的内部，成为韧性和强度高的组织，能够成为抑制突发缺损而发挥稳定的切 削性能的切削工具。
[0025] 还有，本发明中的所谓内部，定义为距烧结体的表面1000ym以上的深度区域。另 外，在本发明中，在X射线衍射测量中，测量各相的峰值强度比时，使用CuKa射线作为X射 线的辐射源，以输出功率45kV、110mA的条件照射X射线，在2 0 =10°~80°的范围进行 测量。
[0026] 在本实施方式中，切削工具1的前刀面2的算术平均粗糙度（Ra)是0.2~0.6ym。 由此，能够提高烧结体强度、耐磨损性、耐卷刃性。
[0027] 在此，烧结体的全体组成，由氮化硅系相50体积％以上、氮化钛相10~30体积％ 且优选为15~25体积％、作为余量的晶界相构成。晶界相含有如下：氮化硅系相分解的二 氧化硅（SiO2);作为原料而添加的氧化铝粉末和氮化铝粉末变化成的氧化铝（Al2O3)等铝 化合物；和RE元素化合物粉末变化的RE元素氧化物等RE元素化合物。另外，虽然晶界相 作为非晶质相存在，但其一部