专利名称：立方晶型氮化硼烧结体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含有立方晶型氮化硼(cBN)的烧结体(以下记作cBN烧结体)。特别涉及在耐缺损性以及耐磨损性方面优良的最适于切削工具材料的立方晶型氮化硼烧结体。
背景技术：
cBN(cubicboron nitride)具有仅次于金刚石的硬度和导热系数，与金刚石相比，具有与铁类金属的反应性更低的特征。含有该cBN粒子的cBN烧结体由于有提高加工效率的优点，在铁类难切削材料的切削中已经取代了超硬合金或金属陶瓷等以往工具。
以往，例如如专利文献1中所示，已知有借助Ti陶瓷类的结合材料将cBN粒子烧结的cBN烧结体。该烧结体是cBN粒子的含量比较少的烧结体，是将cBN粒子用结合材料包围地烧结的烧结体。所以，cBN粒子之间的接触少。针对于此，已知有增多烧结体中的cBN粒子的含量，最大限度地利用了cBN的高硬度、高导热系数的特征的烧结体。
专利文献2涉及如下的cBN烧结体，即，提高了cBN粒子的含有率，具有cBN粒子之间接触、反应了的骨架构造。专利文献2公布了以Al类合金作为催化剂而使cBN粒子之间反应、结合了的cBN烧结体。根据这一点，公布了通过使用Ni、Co、Mn、Fe、V及Cr的Al合金作为结合介质，使cBN粒子相互反应，另外使Al合金与cBN粒子反应来制造烧结体的方法。另外，专利文献3公布了通过调整Al类合金的组成来提高烧结性，即使用比较低的压力也可以得到cBN烧结体的制造方法，该cBN烧结体与专利文献2同样cBN含量多。
另外，专利文献4公布了仅将cBN粒子与Al烧结而得到的烧结体。由于cBN和Al在烧结时反应而生成氮化铝和二硼化铝，因此该烧结体由cBN和所述的铝化合物构成。烧结体中的cBN具有cBN粒子之间相互结合了的骨架构造。
专利文献1特开昭53-77811号公报专利文献2特公昭52-43846号公报专利文献3特公昭57-59228号公报专利文献4特公昭63-20792号公报为了获得cBN的含有率高、具有骨架构造的烧结体，由于cBN粒子之间相接触，因此需要使cBN粒子之间反应而烧结。但是，即使使用以往的催化剂，由于cBN粒子在高温高压下稳定，因此难以反应，经常是在cBN粒子间的反应部分中有缺陷，或者只是接触，残留有未反应部分。由此，在将cBN烧结体作为切削工具使用的情况下，容易以cBN粒子间的反应缺陷部或者未反应部为起点，产生缺损或由cBN粒子的脱落造成的磨损。
其结果是，利用cBN的含有率高的cBN粒子之间具有骨架构造的cBN烧结体，无法获得令人满意的工具寿命。
发明内容
本发明的目的在于，解决所述的问题，提供兼具了耐缺损性及耐磨损性的cBN含有率高的高硬度烧结体。
本发明人等对cBN粒子之间具有骨架构造的cBN烧结体中的cBN粒子之间的结合的机理进行了研究。结果得到如下的见解，即，残存于cBN粒子中的催化剂成分的含量对cBN粒子之间的结合力、反应部的缺陷有很大影响，从而完成了本发明。
根据本发明，在cBN粒子之间相接触的烧结体中，提高cBN含量而有效地产生cBN的特性，以减少cBN粒子间的反应缺陷部或未反应部。这样，当作为工具使用时，认为能够抑制缺损或磨损，从而得到了各种研究的结果。
本发明的第一发明提供一种立方晶型氮化硼烧结体，是含有立方晶氮化硼(cBN)粒子和将所述的cBN粒子结合的结合材料的立方晶型氮化硼烧结体，含有70体积％以上98体积％以下的cBN粒子，余部结合材料由Co化合物、Al化合物、WC及它们的固溶体构成，烧结体中的cBN粒子含有0.03重量％以下的Mg，并且含有0.001重量％以上0.05重量％以下的Li。
在cBN烧结体中的cBN含量为70体积％以上98体积％以下的情况下，发现cBN粒子之间的接触、结合面积增大。该cBN的含量规定在减少cBN烧结体的cBN粒子间的反应缺陷部或未反应部方面是有效的。这是因为，在cBN含量小于70体积％的情况下，cBN粒子之间的接触面积相对较小，不容易形成骨架构造，从而难以体现出效果。另外，在cBN含量超过98体积％的情况下，在cBN烧结体中的cBN粒子以外的余部结合材料部分产生空间，烧结体的强度反而降低。
另外发现，cBN烧结体中的余部结合材料由Co化合物、Al化合物、WC及它们的固溶体构成是有效的。需要使烧结体含有具有催化作用的Al和Co双方，这样就可以促进cBN粒子间的颈部成长(neck growth)。这是因为，以这些金属或合金或者金属间化合物作为起始原料，进行液相烧结，使cBN粒子之间结合，就可以形成cBN粒子的骨架构造。WC由于使结合材料的热膨胀系数接近cBN的热膨胀系数，因此被推测为是有效的，在烧结体中优选含有0.5～5重量％。如此得到的烧结体就能够作为切削工具使用。
发现在cBN烧结体的cBN粒子中，含有0.03重量％以下的Mg并且含有0.001重量％以上0.05重量％以下的Li是有效的。这是因为，除了所述的Al、Co、WC等的添加效果以外，残存于cBN粒子中的微量的Li在cBN粒子的接触部中也作为催化剂起作用。即因为，Li减少cBN粒子间的反应缺陷部或未反应部，cBN粒子之间被更为牢固地结合(颈部成长)。Li在cBN粒子中作为金属Li或Li2O3存在，熔点都低，在烧结时再次作为催化剂发挥作用。由此，在烧结时，Li与处于周边的B或N反应而变为Li3BN2等催化剂，促进cBN粒子之间的颈部成长。当cBN粒子中的Li不足时，催化作用不足，在cBN粒子之间的结合部残留有缺陷。相反，在Li过多的情况下，金属Li或Li2O3自身成为缺陷，并且由于Li的耐热性与cBN相比更差，因此cBN烧结体的强度降低。
另一方面，由于Mg容易形成氧化物，因此在cBN粒子中主要作为MgO存在，由于MgO的熔点高，因此在烧结时不会再次作为催化剂发挥作用。由此，由于当cBN粒子中的Mg过多时，没有催化作用的MgO作为杂质存在于cBN粒子中，因此烧结体的强度降低。在以往的cBN烧结体中，认为含有较多的Mg元素的廉价的容易破碎的cBN粒子较好。基于微细的粒子的烧结体的强度高的常识，使用了容易微细地粉碎的cBN粒子。本发明在将Mg的含量限定得较少的方面，可以说颠覆了以往的常识。
如上所述，通过将cBN中的Mg的含量设为0.03重量％以下，并且将Li的含量设为0.001重量％以上0.05重量％以下，就会充分地发挥Li的催化作用，cBN粒子之间的结合部的缺陷减少，cBN烧结体的强度大幅度提高。同时，由于cBN粒子具有高的导热系数，因此通过增加cBN粒子之间被连续地结合的比例，cBN烧结体的导热系数提高，耐磨损性大幅度提高。
另外，第二发明提供一种立方晶型氮化硼烧结体，是含有立方晶型氮化硼(cBN)粒子和用于将所述cBN粒子结合的结合材料的立方晶型氮化硼烧结体，含有70体积％以上98体积％以下的cBN粒子，余部结合材料由Al化合物构成，烧结体中的cBN粒子含有0.03重量％以下的Mg，并且含有0.001重量％以上0.05重量％以下的Li。
发现cBN烧结体中的余部结合材料设为Al化合物是有效的。当以Al或Al合金和cBN粒子作为起始原料进行烧结时，Al或Al合金变为液相，与cBN粒子反应而变为Al化合物。Al还具有使cBN粒子之间结合的催化作用，在形成cBN粒子的骨架构造方面有效果。如此得到的烧结体可以作为切削工具使用。此外，Li或Mg的效果与第一发明相同。
烧结体中的cBN粒子最好合计含有0.001重量％以上0.3重量％以下的选自Ca、Sr、Ba及Be元素中的一种以上。这是因为，Ca、Sr、Ba、Be也与Li相同，在cBN粒子的接触部、结合部中作为催化剂发挥作用。当所述元素的含量小于0.001重量％时，则催化作用不足，当超过0.3重量％时，则这些元素就变为缺陷，并且由于所述元素的耐热性与cBN相比更差，因此cBN烧结体的强度及耐热性降低。
烧结体中的cBN粒子最好合计含有0.001重量％以上0.5重量％以下的选自Si、Ga及La元素中的一种以上。发明人等发现，通过添加Si、Ga及La的一种以上，Li等的催化作用就被放大，cBN粒子之间的结合部的缺陷更为有效地减少，cBN粒子之间的颈部成长被更为牢固地形成。如果这些元素的含量在0.001重量％以上，则会广泛地产生颈部成长。但是，当这些元素的含量超过0.5重量％时，则它们就变为缺陷，并且由于所述元素的耐热性与cBN相比更差，因此cBN烧结体的强度及耐热性降低。
烧结体中的cBN粒子最好含有0.01重量％以下的Mg，并且含有0.01重量％以上0.03重量％以下的Li。这是因为，cBN粒子之间的结合进一步进行，耐缺损性及耐前面磨损性进一步提高。
所述烧结体最好在烧结体中合计含有0.001重量％以上1.5重量％以下的选自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Ta、Hf、Fe、Ni、Cu、Si元素(添加结合材料)中的一种以上。通过像这样在烧结体中含有所述元素，耐磨损性、耐缺损性都会提高。
本发明的烧结体中，也可以含有不可避免的杂质。在制造cBN烧结体的过程中，例如使用超硬合金制的球或超硬合金制的容器等。所以，超硬合金中所含的元素或化合物有时会作为不可避免的杂质混入cBN烧结体中。
本发明的烧结体由于cBN粒子直接接合，而且，在cBN粒子之间的接合部中没有缺陷，因此导热系数高。所以，当将该烧结体作为切削工具等利用时，热向周边扩散，不会使工具刀头的温度上升，可以获得耐磨损性、耐缺损性优良的工具。
具体实施例方式
下面将对本发明的实施方式进行说明。
实施例1准备了平均粒径2μm的cBN粉末与结合材料粉末。该结合材料粉末是将50重量％Co、40重量％Al及10重量％WC相互混合而制作的。将结合材料粉末和平均粒径2μm的cBN粉末，使用超硬合金制罐及球进行了混合。将该粉末填充于超硬合金制容器中，在压力6.0GPa、温度1400℃下烧结了30分钟。
将改变cBN粉末的种类及cBN粉末与结合材料粉末的比率而制作的cBN烧结体表示于表1中。利用以下的方法测定了cBN的含量、催化剂元素的量。首先，为了测定cBN烧结体中的含有元素量，在将烧结体用熔融盐法熔化后，利用高频感应等离子体发光分析法(ICP法)定量测定了各元素。根据其结果，以体积％算出了cBN烧结体中的cBN粒子的含量。其中，含量的计算是假定作为cBN、WC以外的成分的Co、Al等仍然作为金属存在而计算的。
*表示比较例。
另外，将cBN烧结体在密闭容器中，用混合了将浓度为60％以上而小于65％的硝酸稀释了2倍的液体40ml、和浓度45～50％的氢氟酸10ml的氟硝酸，在120℃以上而小于150℃下进行了48小时处理。结合相全都溶解于氟硝酸中，cBN骨架构造未溶解而残留。利用高频感应等离子体发光分析法(ICP法)定量测定了该cBN骨架构造所含有的Mg、Li、Ca、Sr、Ba、Be、Si、Ga、La元素。
然后，评价了被用超硬合金贴里的cBN烧结体的切削性能。加工cBN烧结体，得到了ISO规格SNGA120408形状的切削刀片。然后，使用这些切削刀片，在以下的条件下进行切削试验，评价了后隙面磨损量。
被切削材料球墨铸铁FCD450圆棒外径车削加工切削条件切削速度V＝400m/min，切削深度d＝0.2mm，进给量f＝0.2mm/rev.湿式切削时间10分钟将所得的结果表示于表2中。
*表示比较例。
根据样品1～6的比较发现，cBN含量小于70体积％的样品1后隙面磨损量大，与基于本发明范围制作的样品2～5相比，在耐磨损性方面差。这是因为，cBN含量少，cBN粒子之间无法形成骨架构造，在切削时产生cBN粒子的脱落。另外，cBN含量超过98体积％的样品6缺损。这是因为，结合材料成分少，在烧结体中缺陷多，另外，由结合材料成分形成的cBN粒子之间的颈部成长未被充分地促进。
进行样品4、7、11及14的比较。发现与基于本发明制作的样品4相比，无法检测到Li的样品7在耐磨损性方面差。这是因为，在仅利用作为添加结合材料的Co、Al等的催化效应的cBN粒子之间的反应中，残留有未反应部或反应缺陷部，在切削时以该部分为基点产生粒子的脱落，磨损量变大。另外发现，Li或Mg比本发明范围更多的样品11、14在耐磨损性方面也差。这是因为，cBN粒子中的过多的Li、Mg成为导致缺陷的原因，在切削时产生粒子脱落，使得耐磨损性降低。
根据Mg少于0.01重量％的样品4、7、8、9及10的比较，发现当cBN粒子中的Li含量在0.01重量％以上0.03重量％以下时，耐磨损性更为优良。根据Li为0.01重量％以上0.03重量％以下的样品4、13及14的比较，发现在cBN粒子中的Mg含量为0.01重量％以下的情况下，耐磨损性更为优良。
根据样品4及15～22的比较，发现与在cBN粒子中不含有Ca、Sr、Ba、Be的样品4相比，合计含有0.001重量％以上0.03重量％以下的Ca、Sr、Ba、Be的至少一种元素的样品15、16、18～21在耐磨损性方面更为优良。另外，根据样品17、22，在含有过多的Ca、Sr、Ba、Be时，未看到进一步提高耐磨损性的效果。
根据样品4及23～28的比较，发现与在cBN粒子中不含有Si、Ga及La的样品4相比，合计含有0.001重量％以上0.5重量％以下的Si、Ga及La的至少一种元素的样品23、24及26～28在耐磨损性方面更为优良。另外，根据样品25，在Ca、Sr、Ba、Be过多时，未看到进一步提高耐磨损性的效果。
实施例2使用实施例1中制作的烧结体材料，评价了热龟裂和导热系数。导热系数是使用激光闪光法或AC量热法求得的。另外，加cBN烧结体，得到了ISO规格SNGA090312形状的切削用刀片。使用这些切削刀片，在以下的条件下进行切削评价，评价了热龟裂的个数。
被切削材料灰铸铁FC250铣削加工切削条件切削速度V＝2500m/min，切削深度Rd＝30mm，Ad＝0.3mm进给量f＝0.2mm/刀，干式，切削时间30分钟将所得的结果表示于表2中。
根据样品1～6的比较，发现cBN含量小于70体积％的样品1产生被认为是由热龟裂造成的缺损，无法进行热龟裂个数的评价，而基于本发明范围制作的样品2～5虽然产生2～5个龟裂，然而并未缺损。这是因为，本发明范围外的样品1的cBN含量少，热特性优良的cBN粒子之间无法形成骨架构造，导热系数低，耐热性差。另外，cBN含量超过98体积％的样品6也发生了缺损。这是因为，结合材料成分少，在烧结体中缺陷多。另外还因为，由结合材料成分形成的cBN粒子之间的颈部成长未被充分地促进，韧性不足。
进行样品4、7、11及14的比较。发现与基于本发明范围制作的样品4相比，无法检测到Li的样品7的热龟裂的个数更多。这是因为，仅利用添加结合材料的催化效应的cBN粒子之间的反应中，残留有未反应部或反应缺陷部，由此cBN烧结体的导热系数低，耐热性差。另外发现，Li或Mg多于本发明范围的样品11、14的热龟裂的个数也多。这是因为，由于cBN粒子中的过多的Li、Mg存在于cBN骨架构造中，该过多部分在导热系数高的cBN骨架构造中成为杂质，cBN烧结体的导热系数低，耐热性差。
根据Mg少于0.01重量％的样品4、7、8、9及10的比较，发现当cBN粒子中的Li含量在0.01重量％以上0.03重量％以下时，热龟裂个数少，耐热性更为优良。根据Li含量在0.01重量％以上0.03重量％以下的样品4、13及14的比较，发现在cBN粒子中的Mg含量为0.01重量％以下的情况下，热龟裂个数少，耐热性更为优良。
根据样品4及15～22的比较，发现与在cBN粒子中不含有Ca、Sr、Ba、Be的样品4相比，合计含有0.001重量％以上0.3重量％以下的Ca、Sr、Ba、Be的至少一种元素的样品15、16、18～21的热龟裂少，耐热性更为优良。另外，根据样品17、22，在含有过多的Ca、Sr、Ba、Be时，未看到进一步提高耐热性的效果。
比较样品4及23～28。发现与在cBN粒子中，不含有Si、Ga及La的样品4相比，合计含有0.001重量％以上0.5重量％以下的Si、Ga及La中的至少一种元素的样品23、24及26～28的热龟裂少，在耐热性方面更为优良。另外，根据样品25，在Ca、Sr、Ba、Be过多时，未看到进一步提高耐热性的效果。
实施例3使用实施例1中制作的烧结体材料，评价了耐缺损性。首先，制作了ISO规格SNGA120408形状的切削用刀片。使用这些切削刀片，在以下的条件下进行切削评价，评价了直至缺损的时间。
被切削材料灰铸铁FC300带有6条V形槽的圆棒外径车削加工切削条件切削速度V＝700m/min，切削深度d＝0.5mm进给量f＝0.2mm/rev.，干式将所得的结果表示于表2中。
根据样品1～6的比较，发现cBN含量小于70体积％的样品1在切削初期产生缺损，达到基于本发明范围制作的样品2～5的缺损寿命的1/6～1/8。这是因为，本发明范围外的样品1的cBN含量少，cBN粒子之间无法形成骨架构造，烧结体的韧性差。另外，cBN含量超过98体积％的样品6也在切削初期发生了缺损。这是因为，结合材料成分少，在烧结体中缺陷多。另外还因为，由结合材料成分形成的cBN粒子之间的颈部成长未被充分地促进，韧性不足。
进行样品4、7、11及14的比较。发现与基于本发明范围制作的样品4相比，无法检测到Li的样品7的直至缺损的时间为1/3，工具寿命短。这是因为，仅利用添加结合材料的催化效应的cBN粒子之间的反应中，残留有未反应部或反应缺陷部，材料的韧性不足。另外发现，Li或Mg多于本发明范围的样品11、14与基于本发明范围制作的样品4相比，直至缺损的时间也短。这是因为，cBN粒子中的过多的Li、Mg成为导致cBN骨架构造中的缺陷的原因，以该缺陷为起点，在切削时产生缺损。
根据Mg少于0.01重量％的样品4、7、8、9及10的比较，发现当cBN粒子中的Li含量在0.01重量％以上0.03重量％以下时，直至缺损的寿命长，耐缺损性更为优良。另外，根据Li在0.01重量％以上0.03重量％以下的样品4、13及14的比较，发现在cBN粒子中的Mg含量为0.01重量％以下的情况下，直至缺损的寿命长，耐缺损性更为优良。
根据样品4及15～22的比较，发现与在cBN粒子中不含有Ca、Sr、Ba、Be的样品4相比，合计含有0.001重量％以上0.3重量％以下的Ca、Sr、Ba、Be中的至少一种元素的样品15、16、18～21的直至缺损的寿命长，耐缺损性更为优良。另外，根据样品17、22，在含有过多的Ca、Sr、Ba、Be时，未看到进一步提高耐缺损性的效果。
根据样品4及23～28的比较，发现与在cBN粒子中，不含有Si、Ga及La的样品4相比，合计含有0.001重量％以上0.5重量％以下的Si、Ga及La中的至少一种元素的样品23、24及26～28的直至缺损的时间长，在耐缺损性方面更为优良。另外，根据样品25，在Ca、Sr、Ba、Be过多时，未看到进一步提高耐缺损性的效果。
实施例4使用实施例1中制作的烧结体材料，评价了抗弯强度。首先，测定了试样编号4、7、11及14的抗弯强度。试样切割为长6mm、宽3mm、厚0.4～0.45mm的测定试验片。测定为4mm跨度。其结果是，依照所述的试样的顺序，为224kgf/mm2、170kgf/mm2、182kgf/mm2及175kgf/mm2。
进行样品4、7、11及14的比较。发现与基于本发明范围制作的样品4相比，无法检测到Li的样品7的抗弯强度低。这是因为，仅利用添加结合材料的催化效应的cBN粒子之间的反应中，残留有未反应部或反应缺陷部，以该部分为起点，产生烧结体的断裂。另外发现，Li或Mg多于本发明范围的样品11、14的抗弯强度也差。这是因为，cBN粒子中的过多的Li、Mg成为导致缺陷的原因，以该部分为起点，产生烧结体的断裂。
实施例5这里，评价了耐磨损性。将平均粒径为10μm的cBN粉末填充于Mo容器中，在熔渗Al的同时，以压力6.0GPa、温度1400℃烧结了30分钟。对所得的cBN烧结体，利用与实施例1相同的方法，以体积％算出了cBN粒子的含量。另外，利用与实施例1相同的方法使cBN烧结体的结合相溶解，定量测定了残存的cBN骨架构造所含的元素。由该烧结体求得的元素的测定结果与烧结前的原料的cBN粒子所含的元素的含量实质上相同。将如此得到的烧结体的cBN含量、cBN粉末中的催化剂元素量表示于表3中。
加工所得的cBN烧结体，得到了ISO规格SNGA120408形状的切削刀片。然后，使用这些切削刀片，在以下的条件下进行切削评价，评价了后隙面磨损量。
被切削材料球墨铸铁FCD450圆棒外径车削加工切削条件切削速度V＝300m/min，切削深度d＝0.3mm，进给量f＝0.2mm/rev.湿式切削时间15分钟将所得的结果表示于表3中。
根据样品29～37，发现与基于本发明范围制作的样品29相比，无法检测到Li的样品30在耐磨损性方面差。这是因为，仅利用添加结合材料的催化效应的cBN粒子之间的反应中，残留有未反应部或反应缺陷部，在切削时，以该部分为起点，产生粒子的脱落，磨损量变大。另外发现，Li或Mg多于本发明范围的样品31、32的耐磨损性也差。这是因为，cBN粒子中的过多的Li、Mg成为导致缺陷的原因，在切削时产生粒子脱落，耐磨损性降低。
实施例6与实施例1相同地准备了平均粒径2μm的cBN粉末、结合材料粉末和1μm以下的添加结合材料粉末。结合材料粉末是实施例1的由50重量％Co、40重量％Al及10重量％WC构成的粉末。作为添加结合材料粉末，将选自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Ta、Hf、Fe、Ni、Cu、Si元素中的一种以上的粉末，合计准备表4所示的量(在烧结体中的量)。然后，将所述的cBN粉末、结合材料粉末及添加结合材料粉末混合。将该混合粉末与实施例1相同地使用超硬合金制罐及球混合。将该混合粉末用与实施例相同的压力6.0GPa、温度1400℃烧结了30分钟。
将改变cBN粉末的种类及cBN粉末与结合材料粉末的比率制作的cBN烧结体表示于表4中。利用以下的方法测定了CBN的含量、催化剂元素的量。首先，为了测定cBN烧结体中的含有元素量，在将烧结体用熔融盐法熔化后，利用高频感应等离子体发光分析法(ICP法)定量测定了各元素。根据其结果，以体积％算出了cBN烧结体中的cBN粒子的含量。其中，含量的计算是假定作为cBN、WC以外的成分的Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Ta、Hf、Fe、Ni、Cu、Si等仍然作为金属存在而计算的。
然后，评价了被用超硬合金贴里的cBN烧结体的切削性能。加工cBN烧结体，得到了ISO规格SNGA120408的形状的切削刀片。然后，使用这些切削刀片，在以下的条件下进行切削试验，评价了后隙面磨损量。
被切削材料球墨铸铁FCD450圆棒外径车削加工切削条件切削速度V＝400m/min，切削深度d＝0.2mm，进给量f＝0.2mm/rev.湿式切削时间10分钟将所得的结果表示于表5中。
根据样品38～52的比较，当将添加结合材料以烧结体中的重量％表示添加0.001～1.5重量％时，耐磨损性、耐缺损性都提高。其原因被认为是，在具有形成cBN粒子之间的颈部成长的作用的Co或Al类的金属结合材料中，通过微量添加Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Ta、Hf、Fe、Ni、Cu、Si，就会有促进颈部成长形成的作用。但是，如样品45、54、59所示，由于当添加结合材料以重量％表示超过烧结体中的1.5重量％时，则切削性能急剧地降低，因此推测是反而阻碍了颈部成长的形成。
产业上的利用可能性本发明的cBN烧结体中由于cBN粒子之间直接接合，因此具有高的导热系数。所以，本发明的立方晶氮化硼烧结体不仅可以应用于切削工具，而且还可以应用于以高导热性作为必需特性的散热器等领域中。
权利要求
1.一种立方晶型氮化硼烧结体，含有立方晶氮化硼(cBN)粒子和用于将所述的cBN粒子结合的结合材料，其特征是，含有70体积％以上98体积％以下的cBN粒子，余部结合材料由Co化合物、Al化合物、WC及它们的固溶体构成，烧结体中的cBN粒子含有0.03重量％以下的Mg，并且含有0.001重量％以上0.05重量％以下的Li。
2.一种立方晶型氮化硼烧结体，含有立方晶型氮化硼(cBN)粒子和用于将所述cBN粒子结合的结合材料，其特征是，含有70体积％以上98体积％以下的cBN粒子，余部结合材料由Al化合物构成，烧结体中的cBN粒子含有0.03重量％以下的Mg，并且含有0.001重量％以上0.05重量％以下的Li。
3.根据权利要求1或2所述的立方晶型氮化硼烧结体，其特征是，所述烧结体中的cBN粒子合计含有0.001重量％以上0.3重量％以下的选自Ca、Sr、Ba及Be元素中的一种以上。
4.根据权利要求1或2所述的立方晶型氮化硼烧结体，其特征是，所述烧结体中的cBN粒子合计含有0.001重量％以上0.5重量％以下的选自Si、Ga及La元素中的一种以上。
5.根据权利要求1或2所述的立方晶型氮化硼烧结体，其特征是，所述烧结体中的cBN粒子含有0.01重量％以下的Mg，并且含有0.01重量％以上0.03重量％以下的Li。
6.根据权利要求1或2所述的立方晶型氮化硼烧结体，其特征是，所述烧结体在烧结体中合计含有0.001重量％以上1.5重量％以下的选自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Ta、Hf、Fe、Ni、Cu、Si元素中的一种以上。
全文摘要
本发明提供一种兼具优良的耐缺损性和耐磨损性的立方晶型氮化硼烧结体。第一发明的立方晶型氮化硼烧结体是含有立方晶氮化硼(cBN)粒子和用于将所述的cBN粒子结合的结合材料的立方晶型氮化硼烧结体。该烧结体含有70体积％以上98体积％以下的cBN粒子，余部结合材料由Co化合物、Al化合物、WC及它们的固溶体构成。此外，烧结体中的cBN粒子含有0.03重量％以下的Mg，并且含有0.001重量％以上0.05重量％以下的Li。第二发明的立方晶型氮化硼烧结体是采用了将第一发明的结合材料变为Al化合物的构成的烧结体。
文档编号C22C29/16GK1906318SQ20058000198
公开日2007年1月31日 申请日期2005年1月7日 优先权日2004年1月8日
发明者松川伦子, 久木野晓, 深谷朋弘 申请人:住友电工硬质合金株式会社