CN105339116A - 表面被覆氮化硼烧结体工具 - Google Patents

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Abstract

在本发明的表面被覆氮化硼烧结工具中，至少切削刃部分包括复合烧结体和设置在复合烧结体的表面上的覆层。该复合烧结体包含立方氮化硼颗粒和结合剂颗粒。该复合烧结体包含45体积％以上80体积％以下的立方氮化硼颗粒。立方氮化硼颗粒的第一粒度分布曲线在0.1μm以上0.7μm以下的粒径范围内具有一个以上的峰。立方氮化硼颗粒的第二粒度分布曲线在2.0μm以上7.0μm以下的粒径范围内存在具有最大峰高的第一峰。在第二粒度分布曲线中，积分值比(Io/It×100)为1以上20以下，其中Io表示粒径为0.1μm以上0.7μm以下的范围内的积分值，并且It表示全部范围内的积分值。

Description

表面被覆氮化硼烧结体工具
技术领域
本发明涉及一种表面被覆氮化硼烧结体工具，其中至少切削刃部分包括复合烧结体和设置在所述复合烧结体的表面上的覆层，所述复合烧结体包含立方氮化硼颗粒和结合剂颗粒。
背景技术
由于立方氮化硼(以下可称为“cBN”)是接近于金刚石的具有最高硬度的物质，所以其用于各种类型的切削工具等。这样的cBN通常与结合剂一起用作复合烧结体，而非单独使用。
近年来，从切削工具的用途方面来说，加工材料和切削条件已经变得多样化，这对利用cBN的切削工具提出了高水平的要求。特别地，期望改善耐磨性和耐破损性。
例如，日本专利特开No.2000-044350(专利文献1)公开了通过使用平均粒度为2μm以上6μm以下的cBN颗粒，切削工具的耐月牙洼磨损性得以改进。日本专利特开No.2000-044347(专利文献2)公开了通过使用平均粒度为0.01μm以上且小于2.0μm的cBN颗粒，切削工具的耐破损性得以改进。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利特开No.2000-044350
专利文献2：日本专利特开No.2000-044347
发明内容
技术问题
在近年来的淬火钢部件加工过程中，为了降低人力成本，通常让一个工人或少量工人同时负责多个机器。因此，工具所需的特性变为能够进行稳定加工的“可靠性”。然而，即使使用了专利文献1或专利文献2中所公开的切削工具，复合烧结体也会破损，或者加工对象的加工面的表面粗糙度会劣化，由此工具使用寿命不稳定。因此，难以满足上述所需特性。
因此，鉴于上述情况完成了本发明，本发明的目的在于提供一种表面被覆氮化硼烧结体工具，通过利用本发明的表面被覆氮化硼烧结体工具，即使当进行淬火钢等的加工时，也能够稳定并延长工具的使用寿命。
解决问题的方案
根据本发明的一个实施方案提供了一种表面被覆氮化硼烧结，其中至少切削刃部分包括复合烧结体和设置在复合烧结体的表面上的覆层。复合烧结体包含立方氮化硼颗粒和结合剂颗粒。复合烧结体包含45体积％以上80体积％以下的立方氮化硼颗粒。在复合烧结体的至少一个截面中的立方氮化硼颗粒的粒度分布由第一粒度分布曲线示出的情况中，第一粒度分布曲线在0.1μm以上0.7μm以下的粒径范围内具有一个以上的峰，其中第一粒度分布曲线是由以各指定粒径范围划分的横轴和示出各粒径范围内的颗粒数比例的纵轴绘制而成的。在复合烧结体的至少一个截面中的立方氮化硼颗粒的粒度分布由第二粒度分布曲线示出的情况中，第二粒度分布曲线在2.0μm以上7.0μm以下的粒径范围内存在具有最大峰高的第一峰，其中第二粒度分布曲线是由以各指定粒径范围划分的横轴和示出被各粒径范围内的颗粒占据的面积比例的纵轴绘制而成的。在第二粒度分布曲线中，积分值Io和积分值It之间的积分值比(Io/It×100)为1以上20以下，其中积分值Io为粒径为0.1μm以上0.7μm以下的范围内的积分值，并且积分值It为全部范围内的积分值。覆层包括与复合烧结体的表面接触的A层、以及设置在A层上的B层。A层由Al1-sCrsN(0.2≤s≤0.9)制成。B层由Ti1-tAltN(0.3≤t≤0.8)制成。A层的厚度为0.05μm以上0.5μm以下。B层的厚度为0.2μm以上5μm以下。覆层的整体厚度为0.3μm以上7μm以下。
发明的有益效果
根据上述说明，即使当进行淬火钢等的加工时，也能够稳定并延长工具的使用寿命。
附图说明
图1是示意性示出了复合烧结体的cBN颗粒的第一粒度分布曲线的曲线图。
图2是示意性示出了复合烧结体的cBN颗粒的第二粒度分布曲线的曲线图。
具体实施方式
本发明的发明人认为：如果利用包含具有优异韧性和强度的复合烧结体的工具进行淬火钢等的加工，那么能够防止该复合烧结体破损。在此所使用的表述“防止复合烧结体破损”是指复合烧结体中不易发生龟裂且龟裂不易蔓延。
在复合烧结体中，结合剂的强度低于cBN。因此，龟裂更易于发生在结合剂颗粒以凝集态存在的区域(结合剂相)，此外还更容易在结合剂相内蔓延。本发明的发明人认为，如果减小各cBN颗粒的粒径，使cBN颗粒均匀地分散在复合烧结体内，那么可能会防止复合烧结体内的结合剂颗粒的凝集。
已知的是cBN在高温热处理等的条件下与含Ti的结合剂(例如，TiN、TiCN等)发生反应，从而产生TiB2。据推测，当各cBN颗粒的粒径过小时，通过上述反应cBN颗粒将会消失，由此产生TiB2颗粒。在这种情况下，TiB2的强度低于含Ti的结合剂。根据以上所述，如果各cBN颗粒的粒径过小时，反而会使复合烧结体内的低强度区域扩大，从而使复合烧结体的强度降低。此外，如果各cBN颗粒的粒径较小时，复合烧结体的韧性也会下降。
另一方面，如果各cBN颗粒的粒径较大时，能够增强复合烧结体的韧性，从而能够防止复合烧结体内的龟裂蔓延。然而，如果各cBN颗粒的粒径过大时，cBN颗粒不易于分散在复合烧结体中，因此将导致结合剂颗粒在复合烧结体内凝集。
本发明人针对上述结果进行了深入研究，结果发现：如果优化cBN颗粒的粒度分布，则即使当进行淬火钢等的加工时，也能够防止复合烧结体破损。
此外，如果覆层和复合烧结体彼此间没有牢固地接合在一起(如果覆层和复合烧结体之间的密着力相对较低)，那么在切削过程中会发生膜剥离或异常磨损。通过进行反复多次实验，本发明人已经发现复合烧结体内cBN颗粒的粒度分布以及覆层的组成与上述密着力(覆层和复合烧结体之间的密着力)有关，这将在下文中进行详细描述。
[本发明实施方案的说明]
首先，以下将详细地列举说明本发明的实施方案。
[1]根据本发明的一个实施方案提供了一种表面被覆氮化硼烧结体工具，其中至少切削刃部分包括复合烧结体和设置在所述复合烧结体的表面上的覆层。该复合烧结体包含立方氮化硼颗粒和结合剂颗粒。该复合烧结体包含45体积％以上80体积％以下的立方氮化硼颗粒。在该复合烧结体的至少一个截面中的立方氮化硼颗粒的粒度分布由第一粒度分布曲线示出的情况中，第一粒度分布曲线在0.1μm以上0.7μm以下的粒径范围内具有一个以上的峰，其中第一粒度分布曲线是由以各指定粒径范围划分的横轴和示出各粒径范围内的颗粒数比例的纵轴绘制而成的。在该复合烧结体的至少一个截面中的立方氮化硼颗粒的粒度分布由第二粒度分布曲线示出的情况中，第二粒度分布曲线在2.0μm以上7.0μm以下的粒径范围内存在具有最大峰高的第一峰，其中第二粒度分布曲线是由以各指定粒径范围划分的横轴和示出被各粒径范围内的颗粒占据的面积比例的纵轴绘制而成的。积分值Io和积分值It之间的积分值比(Io/It×100)为1以上20以下。在第二粒度分布曲线中，积分值Io为粒径为0.1μm以上0.7μm以下的范围内的积分值，并且积分值It为全部范围内的积分值。覆层包括与复合烧结体的表面接触的A层、以及设置在所述A层上的B层。A层由Al1-sCrsN(0.2≤s≤0.9)制成。B层由Ti1-tAltN(0.3≤t≤0.8)制成。A层的厚度为0.05μm以上0.5μm以下。B层的厚度为0.2μm以上5μm以下。覆层的整体厚度为0.3μm以上7μm以下。
根据该表面被覆氮化硼烧结体工具，由于如上所述优化了复合烧结体内的cBN颗粒的粒度分布，所以能够增强复合烧结体的韧性和强度，从而能够改善复合烧结体的耐破损性。除此之外，由于覆层具有如上所述的构造，因此能够增加覆层和复合烧结体之间的密着力，从而能够抑制切削过程中发生膜剥离和异常磨损。因此，能够改善加工材料的加工面的表面粗糙度。根据以上所述，在利用上述表面被覆氮化硼烧结体工具进行淬火钢等的加工的情况下，在抑制切削过程中发生膜剥离和异常磨损的同时，还能够防止复合烧结体破损，其结果是能够稳定并延长工具的使用寿命。
[2]复合烧结体优选包含65体积％以上75体积％以下的立方氮化硼颗粒。积分值比(Io/It×100)优选为1以上7以下。由此，能够进一步增强复合烧结体的强度。
[3]在复合烧结体的X射线衍射光谱中，属于TiB2的(101)面的峰的峰高ITiB2与属于立方氮化硼颗粒的(111)面的峰的峰高IcBN的峰高比(ITiB2/IcBN×100)优选为10以上25以下。由于认为在这种复合烧结体中，将TiB2的产生量抑制为相对较低的量，所以进一步防止了低强度区域的扩大。
[4]结合剂颗粒的平均粒径优选为50nm以上500nm以下。由此，能够提供具有更优异韧性和强度的复合烧结体。
[5]在将复合烧结体的导热率定义为X(W/m·K)并将复合烧结体中的立方氮化硼颗粒的体积含量定义为Y(体积％)的情况下，X/Y优选为1.2以上。由此，能够抑制复合烧结体内月牙洼磨损的发生，从而能够保持复合烧结的切削刃的强度。
[本发明实施方案的详述]
以下将更加详细地描述本发明的实施方案(以下将称为“本实施方案”)。
<表面被覆氮化硼烧结体工具的构成>
本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具的至少切削刃部分包括复合烧结体和设置在该复合烧结体的表面上的覆层，其中该复合烧结体包含cBN颗粒和结合剂颗粒。
根据本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具，复合烧结体包含45体积％以上80体积％以下的cBN颗粒。如果复合烧结体包含45体积％以上的cBN颗粒，则能够增强复合烧结体的强度。如果复合烧结体包含80体积％以下的cBN颗粒，则能够确保复合烧结体内结合剂颗粒的体积含量，从而能够确保借助于结合剂颗粒获得的cBN颗粒的结合强度。因此，能够增强复合烧结体的强度。
图1是示意性示出了包含在本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具中的复合烧结体的cBN颗粒的第一粒度分布曲线的图。根据本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具，在复合烧结体的至少一个截面中的cBN颗粒的粒度分布由第一粒度分布曲线L1示出的情况中，cBN颗粒的第一粒度分布曲线L1在0.1μm以上0.7μm以下的粒径范围内具有一个以上的峰A，其中第一粒度分布曲线L1是由以各指定粒径范围划分的横轴和示出各粒径范围内的颗粒数比例的纵轴绘制而成的。因此，由于cBN颗粒均匀地分散在复合烧结体内，从而能够防止结合剂颗粒的凝集，从而能够防止低强度区域扩大。此外，在复合烧结体中，即使当cBN颗粒与包含Ti的结合剂颗粒之间发生反应时，也能够防止cBN颗粒消失。这也能够防止低强度区域扩大。如上所述，能够防止复合烧结体内龟裂的发生。
图2是示意性示出了包含在本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具中的复合烧结体中的cBN颗粒的第二粒度分布曲线的图。根据本发明实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具，在复合烧结体的至少一个截面中的cBN颗粒的粒度分布由第二粒度分布曲线L2示出的情况中，cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2在2.0μm以上7.0μm以下的粒径范围内存在具有最大峰高的第一峰B，其中该第二粒度分布曲线L2是由以各指定粒径范围划分的横轴和示出被各粒径范围内的颗粒占据的面积比例的纵轴绘制而成的。因此，在复合烧结体内存在许多粗的cBN颗粒。因此，即使当复合烧结体内发生龟裂时，这些粗的cBN颗粒也能防止龟裂的蔓延。在cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2在大于7.0μm的粒径范围内出现第一峰B的情况下，在复合烧结体内，cBN颗粒反而不易于分散，因此结合剂颗粒更易于凝集，其结果是更易于扩大低强度区域。在cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2在小于2.0μm的粒径范围内出现第一峰B的情况下，不能防止龟裂的蔓延，从而缩短了抗破损寿命。
根据本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具，在第二粒度分布曲线L2中，积分值Io和积分值It之间的积分值比(Io/It×100)为1以上20以下，其中积分值Io为粒径为0.1μm以上0.7μm以下的范围内的积分值，并且积分值It为全部范围内的积分值。因此，能够确保复合烧结体内的微细cBN颗粒的含量，从而能够防止结合剂颗粒凝集，其结果是能够防止低强度区域扩大。
根据本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具，如上所述由于优化了复合烧结体内cBN颗粒的粒度分布，所以能够防止复合烧结体内的龟裂的发生和蔓延，同时能够增加复合烧结体的强度。即，在本实施方案中，能够改善复合烧结体的韧性和强度。因此，能够提高复合烧结体的耐破损性。
此外，根据本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具，覆层设置在上述复合烧结体的表面上。覆层包括与复合烧结体的表面接触的A层、以及设置在A层上的B层。A层由Al1-sCrsN(0.2≤s≤0.9)制成。B层由Ti1-tAltN(0.3≤t≤0.8)制成。A层的厚度为0.05μm以上0.5μm以下。B层的厚度为0.2μm以上5μm以下。覆层的整体厚度为0.3μm以上7μm以下。由于覆层具有这样的结构，因此能够增加覆层和复合烧结体之间的密着力，从而能够抑制切削过程中发生膜剥离和异常磨损。因此，能够改善加工材料的加工面的表面粗糙度。
如上所述，在利用本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具进行淬火钢等的加工的情况下，能够抑制切削过程中发生膜剥离和异常磨损，同时还能够防止复合烧结体破损。因此，能够稳定并延长工具的使用寿命。
此外，由于本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具具有如上所述的基本构成，因此其能够特别有效地用于加工(例如，切削加工)烧结合金和难切削铸铁，或者用于加工淬火钢，并且还适合用于除上述之外的普通金属的各种加工。
<复合烧结体的构成>
本实施方案的复合烧结体包含cBN颗粒和结合剂颗粒。这样的复合烧结体可包含其他成分，只要其包含cBN颗粒和结合剂颗粒即可，并且还能够包含来自使用的原料、制造条件等中的不可避免的杂质(例如，TiB2)。此外，在本实施方案的复合烧结体中，cBN颗粒可以彼此连接以形成连续的结构，或者结合剂颗粒可以彼此连接以形成连续的结构。
<cBN颗粒>
复合烧结体包含45体积％以上80体积％以下的cBN颗粒(如上所述)，且优选包含65体积％以上75体积％以下的cBN颗粒。如果复合烧结体包含65体积％以上75体积％以下的cBN颗粒，则能够进一步增强复合烧结体的强度。
在本说明书中，按照下述方法计算复合烧结体内的cBN颗粒的体积含量。首先，将复合烧结体镜面抛光，并利用扫描电子显微镜(在下文中将简称为“SEM”)以2000倍的放大倍率拍摄任意区域的复合烧结体结构的背散射电子图像的照片。在这种情况下，观察到cBN颗粒为黑色区域，而观察到结合剂颗粒为灰色或白色区域。然后，对得到的复合烧结体结构的照片进行图像处理，以实现对cBN颗粒和结合剂颗粒的二值化，从而计算cBN颗粒的占有面积。然后，将计算得到的cBN颗粒的占有面积代入下式，从而获得复合烧结体中cBN颗粒的体积含量。
(复合烧结体内cBN颗粒的体积含量)＝(cBN颗粒的占有面积)÷(拍摄的复合烧结体结构的全部面积)×100.
<cBN颗粒的第一粒度分布曲线和第二粒度分布曲线>
cBN颗粒的第一粒度分布曲线L1在0.1μm以上0.7μm以下的粒径范围内具有一个以上的峰A(如上所述)。此外，cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2在2.0μm以上7.0μm以下的粒径范围内存在具有最大峰高的第一峰B(如上所述)。此外，在第二粒度分布曲线L2中，积分值比(Io/It×100)为1以上20以下(如上所述)，优选为1以上7以下。如果积分值比(Io/It×100)为1以上7以下，则能够进一步确保复合烧结体内的粗cBN颗粒的含量，从而能够进一步增强复合烧结体的强度。
在本说明书中，按照下述方法计算复合烧结体内的cBN颗粒的第一粒度分布曲线L1和第二粒度分布曲线L2。首先，使用聚焦离子束系统(FIB)、截面抛光机(CP)等制备观察用样品。使用SEM以500倍的放大倍率观察整个观察用样品。然后，选择cBN颗粒平均分散于其中的视野(区域)，并且进一步以2000倍的放大倍率观察该区域。
然后，对所选择的区域的SEM图像进行图像处理，以实现cBN颗粒和结合剂颗粒的二值化。另外，在上述的SEM图像中，观察到cBN颗粒为黑色区域，而观察到结合剂颗粒为灰色区域或白色区域。此外，采用图像处理从而将由于cBN颗粒彼此接触而导致连续观察到黑色区域的部分分离。
然后，使用图像分析软件，基于每个cBN颗粒的面积来计算当量圆直径(当cBN颗粒的形状被假定为具有该面积的圆形时，该圆的直径即为当量圆直径)，以绘制第一粒度分布曲线(在第一粒度分布曲线中，纵轴表示各粒径范围内的颗粒数比例)。在这种情况下，第一粒度分布曲线的横轴以Log10(cBN颗粒的粒径)等于约0.037的距离划分。然后，由计算得到的当量圆直径来计算出面积，从而绘制第二粒度分布曲线(在第二粒度分布曲线中，纵轴示出了各粒径范围内的颗粒的面积比例)。
在本说明书中，“峰”不仅包括仅具有一个顶点(最大值)的峰(具有单峰形状的峰)，还包括具有n(n是整数)个顶点和(n-1)个谷部(最小值)的峰(具有多峰形状的峰)。
在第一峰B具有多峰形状的情况下，表述“第二粒度分布曲线在2.0μm以上7.0μm以下的粒径范围内存在具有最大峰高的第一峰”是指第一峰B中所包括的两个以上顶点中的一个顶点的峰高是cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2中的最大峰高。
此外，表述“第二粒度分布曲线在2.0μm以上7.0μm以下的粒径范围内存在具有最大峰高的第一峰”是指第一峰B所包括的这一顶点出现在2.0μm以上7.0μm以下的粒径范围内，并且还包括这样一种情况，即：第一峰B的边缘部分延伸到粒径小于2.0μm的范围或粒径大于7.0μm的范围。
在cBN颗粒的第一粒度分布曲线L1中，“峰高”是指峰A所包含的顶点在纵轴上的值。在cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2中，“峰高”是指第一峰B所包含的顶点在纵轴上的值。
粒径为0.1μm以上0.7μm以下的范围内的积分值Io是指：在粒径为0.1μm以上0.7μm以下的范围内，由cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2和cBN颗粒的第二粒度分布的横轴所包围的部分的面积。类似地，全部范围内的积分值It是指由cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2和cBN颗粒的第二粒度分布的横轴所包围的部分的面积。例如，在图2所示的情况下，全部范围内的积分值It是指：在粒径大于等于点X处的各cBN颗粒的粒径且小于等于点Y处的各cBN颗粒的粒径的范围内，由cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2和cBN颗粒的第二粒度分布的横轴所包围的部分的面积。在这种情况下，点X和点Y分别为cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2和cBN颗粒的第二粒度分布的横轴的交点。对于积分值Io和积分值It的计算方法没有特别限制。
在粒径小于0.1μm的范围内或粒径大于0.7μm的范围内，cBN颗粒的第一粒度分布曲线L1可进一步具有一个以上的峰。根据本实施方案，即使在cBN颗粒的第一粒度分布曲线L1中出现这样的峰，也能实现上述效果，而没有受到影响。
此外，在大于0.7μm且小于2.0μm的粒径范围内，cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2可进一步具有一个以上的峰。此外，如果所述峰高足够低，则cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2在小于0.1μm的粒径范围内可进一步具有一个以上的峰，或者在大于7μm的粒径范围内可进一步具有一个以上的峰。在本实施方案中，即使在cBN颗粒的第二粒度分布曲线L2内出现这样的峰，也能实现上述效果，而没有受到影响。
<结合剂颗粒>
对于结合剂颗粒没有特别限制，只要它们表现出将cBN颗粒彼此结合在一起的作用即可，并且能够采用作为复合烧结体的结合剂颗粒已知的具有常规已知组成的任何结合剂颗粒。结合剂颗粒(例如)优选为：由这样的化合物制成的颗粒，该化合物包含在日本使用的元素周期表中的4族元素(Ti、Zn、Hf等)、5族元素(V、Nb或Ta等)和6族元素(Cr、Mo、W等)中的至少一种元素，和C、N、B和O中的至少一种元素；由这种化合物的固溶体制成的颗粒；或由铝化合物制成的颗粒。结合剂颗粒可以是由上述化合物、上述化合物的固溶体、和铝化合物中的两种以上制成的颗粒。
结合剂颗粒的平均粒径优选为50nm以上500nm以下。如果结合剂颗粒的平均粒径为50nm以上，则能够确保借助于结合剂颗粒而获得的cBN颗粒的结合强度，从而能够进一步增强复合烧结体的强度。如果结合剂颗粒的平均粒径为500nm以下，能够进一步抑制复合烧结体内低强度区域的扩大，从而能够进一步抑制龟裂的发生和蔓延。如上所述，如果结合剂颗粒的平均粒径为50nm以上500nm以下，则进一步增强了复合烧结体的韧性和强度。因此，即使当进行淬火钢等的加工时，也能进一步防止复合烧结体破损。
在本说明书中，按照下述方法计算结合剂颗粒的平均粒径。具体来说，按照与计算cBN颗粒的第一粒度分布曲线和第二粒度分布曲线相同的方法来制备观察用样品。然后，通过使用SEM以低倍率对整个观察用样品进行观察，以从所获得的SEM的背散射电子图像中选择平均分散有结合剂颗粒的部分。然后，进一步在50000倍的放大倍率下观察所选择的部分。对所得到的图像进行图像处理来实现cBN颗粒和结合剂颗粒的二值化。然后，使用图像分析软件，从而基于每个结合剂颗粒的面积来计算当量圆直径(当结合剂颗粒的形状被假定为具有该面积的圆形时，该圆的直径即为当量圆直径)。将计算得到的当量圆直径的平均值定义为结合剂颗粒的平均粒径。
<复合烧结体的X射线衍射光谱>
在复合烧结体的X射线衍射光谱中，属于TiB2(TiB2为复合烧结体中所包含的不可避免的杂质的实例)的(101)面的峰的峰高ITiB2与属于cBN颗粒的(111)面的峰的峰高IcBN的峰高比(ITiB2/IcBN×100)优选为10以上25以下。据认为，如果峰高比(ITiB2/IcBN×100)为25以下，则能够使由cBN颗粒与包含Ti的结合剂颗粒之间的反应而产生的TiB2的量变得很低。因此，根据这样的复合烧结体，能够进一步防止低强度区域扩大，从而进一步防止龟裂的发生和蔓延。如果峰高比(ITiB2/IcBN×100)为10以上，则cBN颗粒和结合剂颗粒之间产生的TiB2可起到增强这些颗粒之间的结合强度的作用，从而进一步提高复合烧结体的耐破损性。如上所述，如果峰高比(ITiB2/IcBN×100)为10以上25以下，则即使当进行淬火钢等的加工时，也能够进一步防止复合烧结体破损。更优选地，峰高比(ITiB2/IcBN)为15以上20以下。
在本说明书中，使用X射线衍射仪在如下条件下测定复合烧结体的X射线衍射光谱。
X射线光源：Cu-Kα射线(波长为)
扫描步长：0.02°
扫描轴：2θ
扫描范围：20°至60°。
在属于cBN颗粒的(111)面的峰具有多峰形状的情况下，表述“属于cBN颗粒的(111)面的峰的峰高IcBN”是指峰中所包括的多个顶点中最高顶点处的峰高。类似地，在属于TiB2的(101)面的峰具有多峰形状的情况下，表述“属于TiB2的(101)面的峰的峰高ITiB2”是指峰中所包括的多个顶点中最高顶点处的峰高。此外，在复合烧结体的X射线衍射光谱中，“峰高”是指峰中所包括的顶点处的衍射强度的大小。
在复合烧结体的X射线衍射光谱中，在峰边缘部的纵轴值为正值的情况下，上述“峰高”指的是背景校正后的峰高。作为这种背景校正的方法，可以是常规已知用于对X射线衍射光谱进行背景校正的方法。例如，可以对复合烧结体的全部X射线衍射光谱进行背景校正，或者可以仅对特定峰(例如，属于cBN颗粒的(111)面的峰或属于TiB2的(101)面的峰)进行校正。
<复合烧结体的导热率和cBN颗粒的体积含量之间的关系>
在将复合烧结体的导热率定义为X(W/m·K)且将复合烧结体内cBN颗粒的体积含量定义为Y(体积％)的情况下，X/Y优选为1.2以上。如果X/Y为1.2以上，则抑制了复合烧结体中月牙洼磨损的发生，从而复合烧结体的切削刃强度得以维持。更优选地，X/Y为1.3以上。
在本说明书中，可以由如下方面计算复合烧结体的导热率：复合烧结体的比热和密度；和通过激光闪光法或由氙闪光灯热扩散装置测定的复合烧结体的热扩散率。
<复合烧结体的用途>
本实施方案的复合烧结体能够用于各种类型的工具(包括切削工具)，也可以用于各种类型的工业材料。特别地，在使用至少部分地包括本实施方案的复合烧结体的切削工具的情况下，有效地展示出了本实施方案的效果。
这样的切削工具的实例可以是钻头、端铣刀、钻头用切削刃替换型切削刀片、端铣刀用切削刃替换型切削刀片、铣削用切削刃替换型切削刀片、车削用切削刃替换型切削刀片、金工锯、齿轮切削刀具、铰刀、丝锥、和曲轴销铣加工刀头等。
关于用于上述切削工具的本实施方案的复合烧结体，其不仅局限于该复合烧结体形成工具的整体构造的情况，其也可以仅形成工具的一部分(特别是切削刃部分等)，并且例如，其可以用于这样一种情况中，其中在由硬质合金等制成的基材部件中，仅切削刃部分由本实施方案的复合烧结体形成。
<覆层的构成>
覆层包括：与复合烧结体的表面接触的A层；和设置在A层上的B层(如上所述)。本实施方案的覆层可包括除了A层和B层之外的任意其它层，只要其包括A层和B层即可。这些其它层可以设置在A层B层之间。此外，A层和B层可以交替地层叠在本实施方案的覆层中。
覆层的整体厚度为0.3μm以上7μm以下(如上所述)。如果覆层的整体厚度为0.3μm以上，则能够改善表面被覆氮化硼烧结体工具的耐磨性。如果覆层的整体厚度为7μm以下，则能够改善切削的初期阶段中覆层的耐崩裂性。覆层的整体厚度优选为0.7μm以上3μm以下。在这种情况下，表述“覆层的整体厚度”中的整体厚度是指由覆层与复合烧结体之间的界面至覆层的位于该界面的对侧的表面的距离。
在本说明书中，通过利用SEM或透射电子显微镜(TEM)来观察截面从而获得覆层的整体厚度、A层的厚度和层叠的A层层数、以及B层的厚度和层叠的B层层数，其中该截面是通过切削表面被覆氮化硼烧结体工具而获得的。此外，使用连接到SEM或TEM的能量色散型X射线光谱仪测定A层和B层各自的组成。
尽管该覆层仅需要设置在表面被覆氮化硼烧结体工具的切削刃部分，但是它可以覆盖表面被覆氮化硼烧结体工具的基材的整个表面，或可以不设置在除切削刃部分之外的其他部分中。此外，在除切削刃部分外的其他部分中，覆层的一部分的层叠结构可以部分不同。
<A层>
A层由Al1-sCrsN(0.2≤s≤0.9)制成。由此，能够增加复合烧结体和覆层之间的密着力，从而能够提高表面被覆氮化硼烧结体工具的耐崩裂性。上述条件优选为0.2≤s≤0.8。
具体来说，由于A层包含Al，所以在复合烧结体和A层之间的界面中生成AlB2、AlN或TiAlN等。在A层富含Al(0.2≤s≤0.5)的情况下，在复合烧结体和A层之间的界面中更容易生成AlB2、AlN或TiAlN等。因此，由于A层与各cBN颗粒和结合剂颗粒之间的亲和力增加，所以也能够增加复合烧结体和A层之间的密着力。此外，也能够增加A层和B层之间的密着力，由此使得B层以优异的密着力覆盖复合烧结体。
除此之外，包含Cr的A层的硬度高于B层，所以该A层的机械性质类似于复合烧结体。这也能增加复合烧结体和A层之间的密着力。此外，A层的晶格常数所示出的值接近于复合烧结体的晶格常数。这样增加了复合烧结体和A层之间的密着力。
Cr的组成s可不均匀地存于A层内，或者可以从复合烧结体侧朝向A层的表面侧(例如，B层侧)以阶梯式或坡度式的方式升高或降低。
A层的厚度为0.05μm以上0.5μm以下。如果A层的厚度为0.05μm以上，则能够进一步增加复合烧结体和覆层之间的密着力。因此，能够进一步改善表面被覆氮化硼烧结体工具的耐崩裂性。如果A层的厚度为0.5μm以下，则能够增加覆层的耐磨性。A层的厚度优选为0.05μm以上0.3μm以下。
<B层>
B层由Ti1-tAltN(0.3≤t≤0.8)制成。由此，能够提供在硬度和杨氏模量之间取得优异平衡性的覆层，从而能够改善表面被覆氮化硼烧结体工具的耐磨性和耐崩裂性。上述条件优选为0.4≤t≤0.7。
Al的组成t可不均匀地存于B层内，或者可以从A层侧朝向B层的表面侧(例如，工具的表面侧)以阶梯式或坡度式的方式升高或降低。
B层的厚度为0.2μm以上5μm以下。如果B层的厚度为0.2μm以上，则能够增加覆层的耐磨性。如果B层的厚度为5μm以下，则能够增加B层的耐崩裂性和耐剥离性。B层的厚度优选为0.5μm以上3μm以下，更优选为0.7μm以上2.0μm以下。
<表面被覆氮化硼烧结体工具的制造>
本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具的制造方法(例如)包括以下步骤：制造复合烧结体；制备至少在切削刃部分设置有复合烧结体的基材；以及至少在复合烧结体的表面上形成覆层。基材的制备步骤优选还包括将复合烧结体与具有指定形状的基材主体接合的步骤。
<复合烧结体的制造>
复合烧结体的制造方法优选包括以下步骤：将cBN原料粉末和结合剂原料粉末混合；以及烧结该混合物。
在将cBN原料粉末和结合剂原料粉末混合的步骤中，将cBN原料粉末和结合剂原料粉末均匀地混合，然后，成形为所需的形状。用于将cBN原料粉末和结合剂原料粉末混合的条件可以是那些常规已知用于将cBN原料粉末和结合剂原料粉末混合的条件。这同样适用于获得成形体的方法(将cBN原料粉末和结合剂原料粉末的混合物成形的方法)。例如，可以采用填充由Mo(钼)等制成的胶囊的方法。
在烧结获得的混合物的步骤中，优选的是，将获得的混合物(成形体)在约1300℃至1800℃的温度下、约5GP至7GPa的压力下保持约10至60分钟。更优选的是，在上述烧结过程中，将混合物加热至500℃以上700℃以下的温度，然后加压。由此，在压力介质被软化的状态中进行加压，从而可以减少由于加压过程中因cBN颗粒彼此接触而施加的压力所导致的崩塌。因此，能够稳定地获得具有上述粒度分布的cBN颗粒。
<覆层的形成>
覆层的形成步骤优选包括以下步骤：通过电弧离子镀法(通过利用真空弧放电蒸发固体材料的离子电镀法)或通过溅射法来形成覆层的步骤。
根据电弧离子镀法，可使用如下材料来形成覆层，这些材料为：包含用于形成覆层的金属种类的金属蒸发源；以及诸如CH4、N2或O2之类的反应气体。作为通过电弧离子镀法形成覆层的条件，可以采用常规已知用于通过电弧离子镀法形成表面被覆氮化硼烧结体工具的覆层的条件。
根据溅射法，可使用包含用于形成覆层的金属种类的金属蒸发源，诸如CH4、N2或O2之类的反应气体，和诸如Ar、Kr和Xe等之类的溅射气体来形成覆层。作为利用溅射法形成覆层的条件，可以采用常规已知利用溅射法形成表面被覆氮化硼烧结体工具的覆层的条件。
本实施方案的表面被覆氮化硼烧结体工具的制造方法更优选包括以下步骤：在覆层的形成步骤之前，对基材的待形成覆层的表面进行蚀刻的步骤。通过该蚀刻，仅仅将包含于基材的上述表面中的复合烧结体中的结合剂颗粒选择性地除去。
在复合烧结体内仅包含粗的cBN颗粒作为cBN颗粒的情况下，通过上述蚀刻从基材的上述表面中除去了许多结合剂颗粒，从而在基材的上述表面上形成大的凹凸。因此，在形成于基材的上述表面上的覆层中，晶体粒径不均一，并且还形成了粒径相对较大的晶体。
另一方面，在本实施方案的复合烧结体中，如上所述优化了cBN颗粒的粒度分布，从而能够使在基材的上述表面上形成的凹凸变得很小。除此之外，由于作为A层材料的Al1-sCrsN没有在cBN颗粒上进行外延生长，因此将在复合烧结体的表面上均匀形成具有微细结构的A层。因此，能够形成具有优异强度的覆层。
例子
尽管以下将参照实施例更详细地描述本发明，然而本发明不限于此。
[实施例1至5与比较例1和2]
<复合烧结体的制造>
首先，将TiuNV(其中U＝1，V＝0.6)粉末(平均粒径为2.0μm)和Al粉末(平均粒径为20μm)以80:20的质量比均匀混合。然后，使用真空炉将该粉末混合物在真空中于1200℃下热处理30分钟。然后，使用球磨机对上述经过热处理的粉末混合物进行研磨，由此获得结合剂用原料粉末，其中该球磨机包括由烧结硬质合金制成的球磨机罐和由烧结硬质合金制成的球。
然后，利用上述球磨机将上述cBN原料粉末和上述结合剂用原料粉末均匀混合，从而使得cBN的原料粉末的混合比为表1所示的数值。然后，在真空炉中将获得的粉末混合物在900℃下保持20分钟，由此使其脱气。将脱气后的粉末混合物引入钼(Mo)制成的胶囊中。首先，使用超高压装置将温度升高到500℃，并在这之后，施加压力至3GPa，然后在这样的压力和温度条件下保持2分钟。
然后，使用超高压装置再次加压至6.5GPa，同时升温至1650℃，然后，在这样的压力和温度条件下进一步保持15分钟，从而进行烧结。以这种方式得到了复合烧结体。如下所述，对得到的复合烧结体进行测量。
<cBN颗粒的第一粒度分布曲线和第二粒度分布曲线的测定>
首先，使用CP来制备观察用样品。如下所述，通过使用SEM(由JEOLLtd.制造；产品编号“JSM7600F”)，在下述观察条件下以500倍的放大倍率观察整个观察用样品。选择cBN颗粒被平均分散的区域，并在2000倍的放大倍率下观察。使用背散射电子探测器(LABE)作为检测器。
<观察条件>
加速电压：2kV
孔：6μm
观察模式：GB模式(GentleBeam模式)。
然后，对所选择的区域内的SEM图像进行图像处理，从而实现cBN颗粒(黑色区域)和结合剂颗粒(灰色区域或白色区域)的二值化。此外，图像处理用于分离出这样的部分，在该部分中，由于cBN颗粒彼此接触所以连续观察到黑色区域。
然后，使用图像分析软件(Winroof)从而基于每个cBN颗粒的面积来计算当量圆直径，从而绘制第一粒度分布曲线。在这种情况下，第一粒度分布曲线的横轴以这样的距离划分，使得Log10(cBN颗粒的粒径)等于约0.037。接着，由计算得到的当量圆直径来计算出面积，从而绘制第二粒度分布曲线。然后，计算积分值比(Io/It×100)。
<结合剂颗粒平均粒径的测定>
按照与cBN颗粒的第一粒度分布曲线和第二粒度分布曲线的测定方法相同的方法来制备观察用样品。然而通过使用SEM以低放大倍率观察整个观察用样品，从而从所获得的SEM的背散射电子图像中选择平均分散有结合剂颗粒的部分。然后，进一步在50000倍的放大倍率下观察所选择的部分。将获得的SEM图像进行图像处理，从而实现cBN颗粒和结合剂颗粒的二值化。然后，使用图像分析软件(Winroof)，基于每个结合剂颗粒的面积来计算当量圆直径。将计算得到的当量圆直径的平均值定义为结合剂颗粒的平均粒径。
<X射线衍射光谱的测定>
在如下条件下测定复合烧结体的X射线衍射光谱。
X射线光源：Cu-Kα射线(波长为)
扫描步长：0.02°
扫描轴：2θ
扫描范围：20°至60°。
将获得的X射线衍射光谱全部进行背景校正后，计算峰高比(ITiB2/IcBN×100)。
<cBN颗粒的导热率X/体积含量Y的计算>
利用激光闪光法测定复合烧结体的热扩散率。然后，基于所测量的热扩散率和复合烧结体的比热和密度，计算复合烧结体的导热率X。
此外，对复合烧结体进行镜面抛光，利用电子显微镜在2000倍的放大倍率下拍摄任意区域内复合烧结体结构的背散射电子图像的照片。然后，将所得的复合烧结体结构的照片进行图像处理(使用Winroof作为图像分析软件)，从而实现cBN颗粒(黑色区域)和结合剂颗粒(白色区域或灰色区域)的二值化，以计算cBN颗粒的占有面积。然后，将获得的cBN颗粒的占有面积代入下面的方程，来计算复合烧结体中cBN颗粒的体积含量Y。然后，计算X/Y。
(复合烧结体中cBN颗粒的体积含量Y)＝(cBN颗粒的占有面积)÷(拍摄的复合烧结体结构的全部面积)×100。
<基材的制造>
将所制造的复合烧结体钎焊到由烧结硬质合金制成的基材上，并成形为指定形状(ISO标准SNGA120408)。以这种方式，得到具有由复合烧结体形成的切削刃部分的基材。
<对形成覆层的基材表面的蚀刻>
在成膜装置内，对基材的上述表面进行蚀刻。将真空泵连接到成膜装置，该装置内设有能够被抽空的真空室。真空室内设置有旋转台。该旋转台具有这样的设置，使得可通过夹具将基材置于旋转台上。可用置于真空室内部的加热器来加热放置在真空室内的基材。另外，通过用于控制流速的质量流量控制器(MFC)将气体管连接至真空室，其中该气体管用于引入蚀刻和成膜用气体。此外，将用于产生蚀刻用Ar离子的钨丝、以及与必要电源连接的成膜用电弧蒸发源或溅射源置于真空室之内。然后，将成膜所需的蒸发源原料(靶)置于电弧蒸发源或溅射源内。
将所制备的基材置于上述成膜装置的上述真空室内，并排空所述真空室。然后，以3rpm旋转工作台的同时将基材加热到500℃。然后，将Ar气引入到真空室内，使上述钨丝放电，从而产生Ar离子，对基材施加偏压，然后利用Ar离子对基材的表面(基材的将形成覆层的表面)进行蚀刻。该情况下的蚀刻条件如下所示。
Ar气压：1Pa
基板偏压：-500V.
<A层的形成>
在上述成膜装置内，在基材的上述表面上形成A层。具体来说，在以下条件下，调节气相沉积时间以使A层的厚度为0.4μm，同时形成A层(Al1-sCrsN(s为0.2))。
靶：包含80原子％的Al和20原子％的Cr
引入的气体：N2
成膜压力：4Pa
电弧放电电流：150A
基板偏压：-35V
工作台旋转速度：3rpm。
<B层的形成>
然后，在上述成膜装置内，在A层上形成B层。具体来说，在以下条件下，调节气相沉积时间以使B层的厚度为1.5μm，同时形成B层(Ti1-tAltN(t为0.7))。通过这种方式，获得了表面被覆氮化硼烧结体工具(下文可称为“切削工具”)。
靶：包含30原子％的Ti和70原子％的Al
引入的气体：N2
成膜压力：4Pa
电弧放电电流：150A
基板偏压：-35V
工作台旋转速度：3rpm。
<断续切削寿命的测定>
使用所得到的切削工具，在下述条件下实施进行高速强断续切削的切削试验，以获得直至破裂达到0.1mm以上的工具使用寿命(断续切削寿命)。
加工材料：渗碳淬火钢SCM415H，HRC62
(100mm(直径)×300mm(长度)，在加工材料的轴向方向上设置有5个V型槽)
切削速度：V＝130m/分钟
进给速度：f＝0.1mm/转
切削深度：d＝0.5mm
湿式/干式：干式。
其结果在表1中示出。断续切削寿命越长意味着即使当进行淬火钢的加工等时，也能够更好地防止复合烧结体破损。在本实施方案中，据认为，当断续切削寿命在3km以上时，即使当进行淬火钢的加工等时，也能够防止复合烧结体破损。
<连续切削寿命的测定>
使用所得到的切削工具，在下述条件下实施进行高速强断续切削的切削试验，以获得直到后刀面最大磨损达到0.1mm以上时的工具使用寿命(连续切削寿命)。
加工材料：渗碳淬火钢SCM415H，HRC62
(100mm(直径)×300mm(长度))
切削速度：V＝200m/分钟
进给速度：f＝0.1mm/转
切削深度：d＝0.2mm
湿式/干式：湿式。
其结果在表1中示出。连续切削寿命越长，意味着复合烧结体的耐磨性越高，即使当进行淬火钢的加工等时也是如此。在本实施方案中，据认为，当连续切削寿命为9km以上时，即使当进行淬火钢的加工等时，也能够抑制复合烧结体的磨损。
<耐剥离性的评价>
在以下所示的切削条件下，使用得到的切削工具进行切削加工(切削距离：3km)。然后，使用光学显微镜测定覆层的剥离面积和后刀面磨损量。
加工材料：高硬质钢SCM415H(HRC60)
(35mm(直径)×10mm(长度))
切削速度：V＝150m/分钟
进给速度：f＝0.1mm/转
切削深度：ap＝0.1mm
切削油：20倍稀释的乳液(商品名：“SystemCut96”，由JapanFluidPowerSystemSociety制造)(湿态)。
覆层的剥离面积越小，意味着复合烧结体和覆层之间的密着力越高。在本实施方案中，确定的是当覆层的剥离面积在7000μm2以下时，复合烧结体和覆层之间的密着力高。此外，后刀面磨损量越小，意味着切削工具的耐后刀面磨损性越优异。在本实施方案中，确定的是当后刀面磨损量为80mm以下时，切削工具具有优异的耐后刀面磨损性。
[实施例6至8与比较例3和4]
在各实施例6至8与比较例4中，按照上述实施例1等中描述的方法获得切削工具，不同之处在于，以获得如表1中“cBN粒径(μm)*02”一栏所示的粒径的方式选择cBN的原料粉末。使用所制造的切削工具测定断续切削寿命和连续切削寿命，然后评价耐剥离性。
在比较例3中，当制造复合烧结体时，使用超高压装置对装入胶囊内的粉末混合物(cBN的原料粉末和结合剂的原料粉末的粉末混合物)加压至压力为6.5GPa，此后，加热至1650℃的温度，然后在该压力和温度条件下保持15分钟。除了上述方面之外，按照上述实施例1中描述的方法制造切削工具。使用制造的切削工具测定断续切削寿命和连续切削寿命，然后评价耐剥离性。
[实施例9至12与比较例5和6]
在各实施例9至12以及比较例5和6中，按照上述实施例1等中描述的方法获得切削工具，不同之处在于：改变粗cBN原料粉末与微细颗粒的cBN原料粉末之间的混合比(质量比)。使用制造的切削工具测定断续切削寿命和连续切削寿命，然后评价耐剥离性。
[实施例13至16]
在各实施例13至16中，使用包含具有如表1所示平均粒径值的结合剂颗粒的切削工具，从而测定断续切削寿命和连续切削寿命，然后评价耐剥离性。
[实施例17至22]
在各实施例17至22中，使用具有如表1所示峰高比(ITiB2/IcBN×100)值的切削工具，从而测定断续切削寿命和连续切削寿命，然后评价耐剥离性。
<结果和考察>
在表1中，“是否出现峰*01”一栏示出了cBN颗粒的第一粒度分布曲线在0.1μm以上0.7μm以下的粒径范围内是否具有峰。在该栏中“出现”是指在0.1μm以上0.7μm以下的粒径范围内，cBN颗粒的第一粒度分布曲线具有一个以上的峰。在该栏中，“未出现“是指在0.1μm以上0.7μm以下的粒径范围内，cBN颗粒的第一粒度分布曲线不具有任何峰。
此外，在表1中，“cBN粒径(μm)*02”一栏示出了出现于cBN颗粒的第二粒度分布曲线中的第一峰的顶点处的cBN颗粒的粒径(μm)。
此外，在表1中，“X/Y*03”一栏示出了(复合烧结体的导热率X)/(复合烧结体中cBN颗粒的体积含量Y)。
在各实施例1至5中，断续切削寿命为3km以上，并且连续切削寿命为9km以上。另一方面，在比较例1中，连续切削寿命低于9km。在比较例2中，断续切削寿命低于3km。上述结果的结论是，当复合烧结体包含45体积％以上80体积％以下的cBN颗粒时，即使当进行淬火钢的加工等时，也能够防止复合烧结体破损并抑制其磨损。
同样在各实施例2至4中，断续切削寿命为4.4km以上，并且连续切削寿命为12km以上。因此，结论是当复合烧结体包含65体积％以上75体积％以下的cBN颗粒时，即使当进行淬火钢的加工等时，也能够进一步防止复合烧结体破损并进一步抑制其磨损。
在各实施例6至8中，断续切削寿命为3km以上。另一方面，在各比较例3和4中，断续切削寿命低于3km。上述结果的结论是，当位于cBN颗粒的第二粒度分布曲线中所出现的第一峰的顶点处的各cBN颗粒粒径为2μm以上7μm以下时，即使当进行淬火钢的加工等时，也能够防止复合烧结体破损。
在各实施例9至12中，断续切削寿命为3km以上。另一方面，在各比较例5和6中，断续切削寿命低于3km。上述结果的结论是，当积分值比(Io/It×100)为1以上20以下时，即使当进行淬火钢的加工等时，也能够防止复合烧结体破损。
在各实施例13至16中，断续切削寿命为3km以上，并且连续切削寿命为9km以上。因此，结论是，在进行淬火钢的加工等时，无论结合剂颗粒的平均粒径大小如何，都能够防止复合烧结体破损并抑制其磨损。
此外，实施例13和14中的断续切削寿命长于实施例15和16。因此，结论是，当结合剂颗粒的平均粒径为50nm以上500nm以下时，当进行淬火钢的加工等时，能够进一步防止复合烧结体的破损。
在各实施例17至22中，断续切削寿命为3km以上，并且连续切削寿命为9km以上。因此，结论是，当进行淬火钢的加工等时，无论峰高比(ITiB2/IcBN×100)是多少，也能够防止复合烧结体破损并抑制其磨损。
此外，实施例17中的断续切削寿命长于实施例21。此外，实施例20中的连续切削寿命长于实施例22。上述结果的结论是，当峰高比(ITiB2/IcBN×100)为10以上25以下时，当进行淬火钢的加工等时，能够进一步防止复合烧结体破损并进一步抑制其磨损。
在各实施例1至22中，覆层的剥离面积为7000μm2以下，并且后刀面磨损量为80mm以下。因此，结论是，在每种情况下，复合烧结体和覆层之间的密着力高，并且切削工具具有优异的耐后刀面磨损性。
[实施例23和34以及比较例7至18]
在各实施例23和34以及比较例7至18中，将A层的组成、A层中Cr的组成比、A层的厚度、B层中Al的组成比、以及B层的厚度改为表2所示的值。除了以上所述方面之外，按照上述实施例3中描述的切削工具的制造方法来制造切削工具。使用所制造的切削工具测定断续切削寿命和连续切削寿命，然后评价耐剥离性。其结果示于表2中。
[表2]
在各实施例23和34中，断续切削寿命为3km以上，并且连续切削寿命为9km以上。因此，结论是，当进行淬火钢的加工等时，无论覆层的构造、A层的组成、A层的厚度、B层的组成以及B层的厚度是多少，都能够防止复合烧结体破损并抑制其磨损。
实施例23至25中覆层的剥离面积小于比较例7至10。因此，结论是，当A层的厚度为0.05μm以上0.5μm以下时，能够增加复合烧结体和覆层之间的密着力。
此外，实施例23至25中覆层的剥离面积以及后刀面磨损量小于比较例11和12。因此，结论是，当A层的组成为Al1-sCrsN(0.2≤s≤0.9)时，能够增加复合烧结体和覆层之间的密着力，并且还能够提高切削工具的耐后刀面磨损性。
实施例26至28中覆层的剥离面积小于比较例13和14。因此，结论是，当A层中的Cr组成比为0.2以上0.9以下时，能够提高复合烧结体和覆层之间的密着力。
实施例29至31中后刀面磨损量小于比较例15和16。因此，结论是，当B层中的Al组成比t为0.3以上0.8以下时，能够提高切削工具的耐后刀面磨损性。
在各实施例32至34中，后刀面磨损量小于比较例17，覆层的剥离面积小于比较例18。因此，结论是，当B层的厚度为0.2μm以上时，能够提高切削工具的耐后刀面磨损性。此外，还得出的结论是，当B层的厚度是5μm以下时，能够提高复合烧结体和覆层之间的密着力。
此外，在比较例7和18中均出现了覆层的剥离。
应当理解的是，本文所公开的实施方案在每个方面都是示例性而非限制性的。本发明的范围由权利要求书的权项、而不是上文的说明来限定，并且旨在包括与权利要求书的权项等同的范围和含义内的任何修改。

Claims (5)

1.一种表面被覆氮化硼烧结体工具，其中至少切削刃部分包括复合烧结体和设置在所述复合烧结体的表面上的覆层，
所述复合烧结体包含立方氮化硼颗粒和结合剂颗粒，
所述复合烧结体包含45体积％以上80体积％以下的所述立方氮化硼颗粒，
在所述复合烧结体的至少一个截面中的所述立方氮化硼颗粒的粒度分布由第一粒度分布曲线示出的情况中，所述第一粒度分布曲线在0.1μm以上0.7μm以下的粒径范围内具有一个以上的峰，其中所述第一粒度分布曲线是由以各指定粒径范围划分的横轴和示出各所述粒径范围内的颗粒数比例的纵轴绘制而成的，
在所述复合烧结体的至少一个截面中的所述立方氮化硼颗粒的粒度分布由第二粒度分布曲线示出的情况中，所述第二粒度分布曲线在2.0μm以上7.0μm以下的粒径范围内存在具有最大峰高的第一峰，其中所述第二粒度分布曲线是由以各指定粒径范围划分的横轴和示出被各所述粒径范围内的颗粒占据的面积比例的纵轴绘制而成的，
在所述第二粒度分布曲线中，积分值Io和积分值It之间的积分值比(Io/It×100)为1以上20以下，其中所述积分值Io为粒径为0.1μm以上0.7μm以下的范围内的积分值，并且所述积分值It为全部范围内的积分值，
所述覆层包括与所述复合烧结体的表面接触的A层、以及设置在所述A层上的B层，
所述A层由Al1-sCrsN(0.2≤s≤0.9)制成，
所述B层由Ti1-tAltN(0.3≤t≤0.8)制成，
所述A层的厚度为0.05μm以上0.5μm以下，
所述B层的厚度为0.2μm以上5μm以下，并且
所述覆层的整体厚度为0.3μm以上7μm以下。
2.根据权利要求1所述的表面被覆氮化硼烧结体工具，其中
所述复合烧结体包含65体积％以上75体积％以下的所述立方氮化硼颗粒，并且
所述积分值比(Io/It×100)为1以上7以下。
3.根据权利要求1或2所述的表面被覆氮化硼烧结体工具，其中
在所述复合烧结体的X射线衍射光谱中，属于TiB2的(101)面的峰的峰高ITiB2与属于所述立方氮化硼颗粒的(111)面的峰的峰高IcBN的峰高比(ITiB2/IcBN×100)为10以上25以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的表面被覆氮化硼烧结体工具，其中所述结合剂颗粒的平均粒径为50nm以上500nm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的表面被覆氮化硼烧结体工具，其中
在将所述复合烧结体的导热率定义为X(W/m·K)并将所述复合烧结体中的所述立方氮化硼颗粒的体积含量定义为Y(体积％)的情况下，X/Y为1.2以上。
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