表面被覆氮化硼烧结体工具的制作方法_4

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以使得在cBN烧结体中的cBN含量变为如表3所示的数值。使 用获得的cBN烧结体E,按照上述样品1中基材的制造方法形成样品27的基材。
[0159] 接着,按照上述样品1和16的制造方法依次形成D层、B层、C层和A层。由此制 造样品27至31。
[0160] 〈样品32至36的制造〉
[0161] 按照上述cBN烧结体D的形成方法获得cBN烧结体F,不同之处在于:将平均粒径 为0. 5ym的cBN颗粒和结合相的原料粉末共混。使用获得的cBN烧结体F,按照上述样品 1中基材的制造方法形成各样品32至36的基材。接着,按照上述样品1的制造方法依次形 成D层、B层和A层。由此制造样品32至36。
[0162]〈样品37至40的制造〉
[0163] 按照上述cBN烧结体D的形成方法获得cBN烧结体G,不同之处在于:将平均粒径 为3ym的cBN颗粒和结合相的原料粉末共混。使用获得的cBN烧结体G,按照上述样品1 中基材的制造方法形成各样品37至40的基材。
[0164] 接着,按照上述样品1、11和16的制造方法依次形成D层、B层、C层和A层。由此 制造样品37至40。
[0165]〈样品41至45的制造〉
[0166] 首先,将平均粒径为Iym的TiCN粉末和平均粒径为3ym的Ti粉末混合,以得到 Ti:C:N= 1:0. 3:0. 3的原子比。在1200°C下,在真空中对得到的混合物进行热处理30分 钟,然后磨碎。由此获得了由TiCa3Na3制成的金属间化合物粉末。
[0167] 接着,将由TiCa3Na3制成的金属间化合物粉末和平均粒径为4ym的Al粉末混合, 以得到TiCa3Na3 =Al= 90:10的质量比。在1000°C下,在真空中对得到的混合物进行热处 理30分钟。利用球磨机均匀磨碎通过热处理得到的化合物,所述球磨机使用硬质合金制成 且直径为6mm的球介质。由此获得结合相的原料粉末。此后,按照上述cBN烧结体D的形 成方法获得cBN烧结体H。使用获得的cBN烧结体H,按照上述样品1中基材的制造方法形 成各样品41至45的基材。
[0168] 接着,按照上述样品1和16的制造方法依次形成D层、B层、C层和A层。由此制 造样品41至45。
[0169]〈样品46至53的制造〉
[0170] 使用如表1所示的cBN烧结体,按照如上所述样品1中基材的制造方法形成各样 品46至53的基材。接着,按照上述样品1、11和16的制造方法依次形成D层、B层、C层和 A层。由此制造样品46至53。
[0171]〈样品54的制造〉
[0172] 首先,将平均粒径为Iym的TiCN粉末和平均粒径为3iim的Ti粉末混合,以得到 Ti:C= 1:0. 6的原子比。在1200°C下,在真空中对得到的混合物进行热处理30分钟,然后 磨碎。由此获得了由TiCa6制成的金属间化合物粉末。
[0173] 接着,将由TiCa6制成的金属间化合物粉末和平均粒径为4ym的Al粉末混合,以 得到TiCa6:Al= 90:10的质量比。在1000°C下,在真空中对得到的混合物进行热处理30 分钟。利用球磨机均匀磨碎通过热处理得到的化合物,所述球磨机使用由硬质合金制成且 直径为6mm的球介质。由此获得结合相的原料粉末。此后,按照上述cBN烧结体D的形成 方法获得cBN烧结体I。使用获得的cBN烧结体I,按照上述样品1中基材的制造方法形成 样品54的基材。
[0174] 接着,按照上述样品46至53的制造方法依次形成D层、B层、C层和A层。由此制 造样品54。
[0175]〈样品55的制造〉
[0176] 按照上述样品1的制造方法制造样品55,不同之处在于不形成B层、C层和D层。
[0177]〈样品56的制造〉
[0178] 按照上述样品1的制造方法制造样品56,不同之处在于不形成A层和C层。
[0179] 表 1
[0180]



[0185] 表1中的TiCNwi至TiCN_如表4中所示。在表2中,层数~表示B2a化合物层 的数目和B2b化合物层的数目的总和,且层数@表示Bl薄膜层的数目和B2薄膜层的数目 的总和。
[0186] [表 4]
[0187]
[0188] 在表4中,(例如)表述"1 - 0. 6"是指组成比由1逐渐变为0.6。
[0189]〈后刀面磨损量VB和表面粗糙度Rz的测量〉
[0190] 使用制造的样品1至56,在以下切削条件下进行切削(切削距离:4km)。然后,用 光学显微镜测定后刀面磨损量VB,并根据JIS标准测量工件表面的表面粗糙度Rz。在表5 的"VB(mm) " 一栏中示出了后刀面磨损量VB的测量结果,在表5的"Rz(mm) " 一栏中示出了 工件表面的表面粗糙度Rz的测量结果。VB越小表示表面被覆氮化硼烧结体工具的耐后刀 面磨损性越高。Rz越小表示表面被覆氮化硼烧结体工具的耐月牙洼磨损性、耐后刀面磨损 小和耐边界磨损性越高。在本实施例中,3ym以下的Rz是令人满意的。
[0191](切削条件)
[0192]工件:高硬度钢(SCM415H/HRC60)
[0193] 切削速度:100m/分钟(低速)
[0194] 进给速度:f=CLImm/转
[0195]切削深度:ap = 0? Imm
[0196] 切削油:稀释了 20倍(湿的状态)的乳液(由JapanFluidSystem制造,商品名 称为"SystemCut96")。
[0197]〈工具使用寿命的测量〉
[0198] 使用制造的样品1至56,在以上切削条件下进行切削。具体来说,重复以下步骤: 对工件进行切削至一定的切削距离,然后利用表面粗糙度仪测量工件的表面粗糙度Rz。当 工件的表面粗糙度Rz超过3.2 ym时,停止切削,并确定该时刻的切削距离{( 一定的切削 距离)X(当工件的表面粗糙度Rz超过3.2 y m时的切削次数n)}。另外也确定在工件的表 面粗糙度Rz超过3. 2 y m之前即刻的切削距离{( 一定的切削距离)X (n-1)}。然后,利用 当工件的表面粗糙度Rz超过3.2 ym时工件的表面粗糙度Rz的具体数值和在该时刻的切 削距离,以及当工件的表面粗糙度Rz超过3.2 y m之前即刻的工件表面粗糙度Rz的具体数 值和在该时刻的切削距离,对切削距离与工件的表面粗糙度Rz之间的关系进行线性近似, 从而测定在工件的表面粗糙度Rz达到3. 2 y m的时间点上的切削距离。表5的"切削距离 (km) "一栏中示出了该结果。切削距离越长,表示表面被覆氮化硼烧结体工具的耐后刀面磨 损性、耐月牙洼磨损性和耐边界磨损性越高。在本实施例中,7km以上的切削距离是令人满 意的。
[0199]〈结果和考察〉
[0200] 在表5中示出了上述结果。
[0201] 表 5
[0202]
[0203]样品 2 至 6、9 至 13、15 至 20、22 至 25、28 至 30、33 至 35、38、39、42 至 44 和 46 至 54各具有小的VB、3ym以下的Rz和7km以上的切削距离。这些结果表明这些样品在低速 切削期间具有优异的耐后刀面磨损性、耐月牙洼磨损性和耐边界磨损性。
[0204]另一方面,样品 1、7、8、14、21、26、27、31、32、36、37、40、41、45、55和56各具有3^111 以上的Rz和大约3km至4km的切削距离。这些结果表明这些样品在低速切削期间具有差 的耐后刀面磨损性、耐月牙洼磨损性和耐边界磨损性。
[0205]〈样品 11、55 和 56>
[0206] 首先,考察样品11和56。样品11和56具有非常接近的B层组成和B层厚度、以 及D层组成和D层厚度。然而,样品11包括A层,而样品56不包括A层。样品11的Rz为 3ym以下,切削距离为9km以上,而样品56的VB超过样品11的2倍之高,其Rz为3ym以 上,且切削距离小于3km。
[0207] 接下来,考察样品55。样品55包括A层,但是不包括B层。此外,样品55的Rz大 于3ym,切削距离为约3km。
[0208] 上述结果表明,对于不包括A层和B层中的任一层的表面被覆氮化硼烧结体工具, 其在低速切削期间具有差的耐后刀面磨损性、耐月牙洼磨损性和耐边界磨损性。然而,令人 吃惊的是,同时包括A层和B层的表面被覆氮化硼烧结体工具在低速切削期间所有的耐后 刀面磨损性、耐月牙洼磨损性和耐边界磨损性方面都具有十分优异的结果。该发现由本发 明人首次获得。
[0209]〈样品1至7>
[0210] 由于样品1至7中的A层厚度不同。样品1至7各自具有大于3ym的Rz以及约 3km的切削距离。另一方面,样品2至6各自具有3ixm以下的Rz以及7km以上的切削距 离。这些结果表明,当A层的厚度在0. 2ym以上10ym以下时,改进了在低速切削期间表 面被覆氮化硼烧结体工具的耐后刀面磨损性、耐月牙洼磨损性和耐边界磨损性。
[0211] 此外,样品3至5各自具有2. 65ym以下的Rz以及7. 5km以上的切削距离。样品 4和5各自具有8km以上的切削距离。这些结果表明A层的厚度优选为0. 5ym以上5ym 以下,更优选Iym以上5ym以下?
[0212] 〈样品 8 至 14>
[0213] 样品8至14中的A层厚度和B层的整体厚度不同,它们的覆层厚度也不同。样品 8和14各自具有大于3ym的Rz以及约3km的切削距离。另一方面,样品9至13各自具有 3ym以下的Rz以及8km以上的切削距离。这些结果表明,当覆层的厚度在0. 25ym以上 15ym以下时,改进了在低速切削期间表面被覆氮化硼烧结体工具的耐后刀面磨损性、耐月 牙洼磨损性和耐边界磨损性方面。
[0214] 此外,样品9至12各自具有2. 5ym以下的Rz以及8. 5km以上的切削距尚。样品 9至11各自具有约9km的切削距离。因此,上述结果表明,覆层的厚度优选为0. 5ym以上 10ym以下,更优选为0. 5ym以上5ym以下。
[0215]〈样品 15 至 20>
[0216] 尽管样品15至20具有不同的C层厚度,然而它们各自具有3ym以下的Rz以及 8km以上的切削距离。此外,样品16至19各自具有2. 5ym以下的Rz以及8. 5km以上的切 削距离。这些结果表明C层的厚度优选为0. 005ym以上0. 5ym以下,更优选为0. 01ym 以上0. 5ym以下,甚至还更优选为0. 01ym以上0. 2ym以下。
[0217]〈样品 21 至 26>
[0218] 样品21至26具有不同的BI薄膜层组成和B2薄膜层组成。样品21和26各自具 有大于3ym的Rz以及约3km至4km的切削距离。另一方面,样品22至25各自具有2. 7ym 以下的Rz以及7. 5km以上的切削距离。这些结果表明当Bl薄膜层和B2a化合物层的Si 组成为0. 01以上0. 25以下时,改进了在低速切削期间表面被覆氮化硼烧结体工具的耐后 刀面磨损性、耐月牙洼磨损性和耐边界磨损性。
[0219] 此外,样品23至25各自具有约2. 5ym的Rz以及约8km的切削距离。因此,这也 揭示了Bl薄膜层和B2a化合物层的Si组成优选为0. 05以上0. 25以下,更优选为0. 05以 上0. 2以下。
[0220] 〈样品 27 至 31 >
[0221] 样品27至31具有不同的Bl薄膜层厚度和B2薄膜层厚度。样品27和31各自 具有大于3ym的Rz以及约3km至3. 5km的切削距离。另一方面,样品28至30各自具有 3ym以下的Rz以及7. 5km以上的切削距离。这些结果表明当B
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