JP5906750B2 - ｃＢＮ焼結体切削工具およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、切刃部分にｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）焼結体が用いられたｃＢＮ焼結体切削工具およびその製造方法に関するものである。

このようなｃＢＮ焼結体切削工具として、特許文献１には、耐摩耗性の向上を図るとともに被削材の面粗度の悪化や筋の発生を抑制することを目的として、切刃の横切刃境界部を粗粒のｃＢＮ単結晶体で形成するとともに前切刃境界部を微粒のｃＢＮ多結晶体で形成して、表面を硬質皮膜で被覆したものが提案されている。

特開２０１０−２２８０６９号公報

しかしながら、この特許文献１に記載のｃＢＮ焼結体切削工具では、すくい面に粗粒のｃＢＮ単結晶体と微粒のｃＢＮ多結晶体とが配設されるため、乾式切削のような過酷な条件下においては耐クレータ摩耗性に乏しい微粒のｃＢＮ多結晶体部分においてクレータ摩耗が進展して刃先に欠損が生じるおそれがある。その一方で、逃げ面にもすくい面に連なってｃＢＮ単結晶体とｃＢＮ多結晶体とが配設されるので、同様に乾式切削において逃げ面摩耗に対する耐性に劣る粗粒のｃＢＮ単結晶体部分に摩耗によってｃＢＮ粗粒子の欠落が生じてチッピングや細かい刃こぼれが発生し、これが被削材の仕上げ面に転写されて仕上げ面精度の劣化を招いてしまう。

また、上記特許文献１に記載のｃＢＮ焼結体切削工具の製造方法では、ｃＢＮ粗粒子とｃＢＮ微粒子とを結合材粉末と混合して焼結することにより得られたｃＢＮ焼結体から、切刃の横切刃境界部が粗粒のｃＢＮ単結晶体で形成されるとともに前切刃境界部が微粒のｃＢＮ多結晶体で形成されるように切刃チップを切り出して基材となる超硬合金製の台金に接合するようにしており、混合条件等によっては必要な大きさのｃＢＮ単結晶体部分とｃＢＮ多結晶体部分とを含んだｃＢＮ焼結体を得ることができないおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、たとえ乾式切削のような過酷な切削条件下でもすくい面のクレータ摩耗や逃げ面摩耗を抑制することができて長寿命であるとともに、仕上げ面精度の劣化も防ぐことが可能なｃＢＮ焼結体切削工具を提供し、またそのようなｃＢＮ焼結体切削工具を確実に製造することが可能なｃＢＮ焼結体切削工具の製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のｃＢＮ焼結体切削工具は、上面にすくい面が形成される第１ｃＢＮ層と、この第１ｃＢＮ層の下面に接合された第２ｃＢＮ層とを備えた層状焼結体を有し、上記すくい面と、このすくい面から上記第２ｃＢＮ層に渡って延びる逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたｃＢＮ焼結体切削工具であって、上記第１ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径が上記第２ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径よりも大きくされているとともに、上記切刃にはホーニングが施されていて、このホーニングと上記逃げ面との交差稜線から上記すくい面とは反対側に０．０５ｍｍまでの範囲に上記第１ｃＢＮ層と第２ｃＢＮ層との接合面が位置していることを特徴とする。

また、本発明のｃＢＮ焼結体切削工具の製造方法は、このようなｃＢＮ焼結体切削工具を製造するのに、平均粒径の大きなｃＢＮ粒子を含有する第１ｃＢＮ焼結体を予備焼結するとともに、上記第１ｃＢＮ焼結体よりも平均粒径の小さなｃＢＮ粒子を含有する第２ｃＢＮ焼結体を予備焼結し、これら第１、第２ｃＢＮ焼結体を突き合わせて本焼結して接合したブランク材を形成し、このブランク材の上記第１、第２ｃＢＮ焼結体の接合面を含む領域を切り出して上記層状焼結体に成形することを特徴とする。

従って、まず、このような製造方法によれば、平均粒径の大きなｃＢＮ粒子を含有する第１ｃＢＮ焼結体と平均粒径の小さなｃＢＮ粒子を含有する第２ｃＢＮ焼結体とが予備焼結によって所定の寸法、形状に形成され、こうして形成された第１、第２ｃＢＮ焼結体を突き合わせて本焼結することにより接合したブランク材から、これら第１、第２ｃＢＮ焼結体の接合面を含む領域が切り出されて層状焼結体に成形され、切刃チップなどとして台金に接合されるので、切刃部分の所望の位置に第１、第２ｃＢＮ層を有するｃＢＮ焼結体切削工具を確実に製造することが可能となる。

そして、例えばこのようにして製造される上記構成のｃＢＮ焼結体切削工具では、切刃部分を構成する上記層状焼結体において、上面に当該切削工具のすくい面が形成される第１ｃＢＮ層はｃＢＮ粒子の平均粒径が第２ｃＢＮ層よりも大きくされていて、高い耐クレータ摩耗性を保持することができる。その一方で、このすくい面に切刃を介して交差する逃げ面には、第１ｃＢＮ層の下面に接合された第２ｃＢＮ層が配設することになり、この第２ｃＢＮ層は第１ｃＢＮ層よりもｃＢＮ粒子の平均粒径が小さくされているので、逃げ面摩耗に対する耐性が高いとともに、粒径の大きなｃＢＮ粒子の脱落による切刃の欠損やチッピング、細かい刃こぼれなども防ぐことができる。

このため、上記構成のｃＢＮ焼結体切削工具によれば、乾式切削のような過酷な切削条件下でも、切屑の擦過によるクレータ摩耗や被削材との接触による逃げ面摩耗を抑えることが可能となり、長期にわたって安定した切削を行うことができる。また、切刃の欠損は勿論、チッピングや細かい刃こぼれも防ぐことができるので、これらは被削材の仕上げ面に転写されることによる仕上げ面精度の劣化も防ぐことができる。

ここで、上述のように第２ｃＢＮ層よりも大きくされる上記第１ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径は２．０μｍ以上とされるとともに、これよりも小さくされる上記第２ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径は１．５μｍ以下とされるのが望ましい。第１ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径が２．０μｍ未満であるとすくい面のクレータ摩耗を確実に抑制することができず、また第２ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径が１．５μｍを上回ると逃げ面摩耗を確実に抑制することができなくなるおそれが生じる。

さらに、本発明のｃＢＮ焼結体付き切削工具では、上記切刃にホーニングが施されていて、このホーニングと上記逃げ面との交差稜線から上記すくい面とは反対側に０．０５ｍｍまでの範囲に上記第１ｃＢＮ層と第２ｃＢＮ層との接合面が位置している。これよりも接合面の位置がすくい面の反対側に位置していると、逃げ面における第１ｃＢＮ層の厚さが大きくなりすぎて逃げ面摩耗が発生し易くなり、仕上げ面精度の劣化を防ぐことができなくなるおそれが生じる。

以上説明したように、本発明によれば、乾式切削のような過酷な切削条件下でもすくい面のクレータ摩耗や逃げ面摩耗を抑制することができるとともに、切刃の欠損やチッピング、細かい刃こぼれによる仕上げ面精度の劣化も防ぐことができ、長期にわたって安定した高精度の切削加工を促すことが可能となる。

本発明のｃＢＮ焼結体切削工具の一実施形態である切削インサートを示す斜視図である。 図１に示す実施形態の刃先部分の拡大側面図である。 本発明のｃＢＮ焼結体切削工具の製造方法の一実施形態において形成される層状焼結体のブランク材の平面図である。 図３に示したブランク材から切り出された層状焼結体を示す拡大側面図である。 図４に示した層状焼結体を台金に接合した状態を示す拡大側面図である。 図５に示した層状焼結体を接合した台金に研磨を施す図である。 本発明のｃＢＮ焼結体切削工具の実施例と比較例との第１の切削試験における逃げ面摩耗量の推移を示す図である。 本発明のｃＢＮ焼結体切削工具の実施例と比較例との第２の切削試験における逃げ面摩耗量の推移を示す図である。 本発明のｃＢＮ焼結体切削工具の実施例と比較例との第３の切削試験における逃げ面摩耗量の推移を示す図である。 本発明のｃＢＮ焼結体切削工具の実施例と比較例との第４の切削試験における逃げ面摩耗量の推移を示す図である。

図１および図２は、本発明のｃＢＮ焼結体切削工具の一実施形態である切削インサートを示すものである。本実施形態の切削インサートは、図１に示すように多角形平板状、具体的には菱形平板状をなすインサート本体１を有し、その一方の菱形面がすくい面２とされるとともに他方の菱形面は着座面３とされ、これらすくい面２と着座面３の周囲に配置される４つの周面が逃げ面４とされて、すくい面２と逃げ面４との交差稜線部に切刃５が形成されている。

また、すくい面２と着座面３の中央部には、インサート本体１を貫通する取付孔６が開口させられている。なお、本実施形態の切削インサートは、後述するホーニングを除いて、すくい面２と着座面３とがこの取付孔６の中心線Ｃに垂直な平面状とされるとともに、逃げ面４は上記中心線Ｃに平行に延びる平面状とされて、すくい面２と逃げ面４とが直交する方向に形成されたネガティブタイプの切削インサートとされている。

このインサート本体１は、すくい面２とされる一方の菱形面の鋭角角部を除いた部分が超硬合金によりなる台金７として形成されるとともに、この鋭角角部には、該鋭角角部に交差する一対の逃げ面４をすくい面２から一定の深さで断面Ｌ字状に切り欠くように凹部８が形成されており、この凹部８に、ｃＢＮ焼結体よりなる切刃チップ９がロウ付けにより接合されて構成されている。

ここで、これら切刃チップ９と台金７とにおいて、すくい面２と逃げ面４はそれぞれ面一となるように形成され、また一対の逃げ面４の交差稜線部はすくい面２にかけて凸円筒面状に形成されて、切刃チップ９上の切刃５に凸円弧状のコーナ部１０が形成されるようになされている。さらに、上記切刃５には、チャンファーホーニングまたは丸ホーニングあるいはこれらの複合ホーニングよりなるホーニング１１が、台金７から切刃チップ９にかけて連続するように形成されている。

このような切削インサートは、例えば刃先交換式バイトのホルダに着脱可能に取り付けられて、回転する被削材の外周面や端面に切刃５が切り込まれることにより、旋削加工に使用される。このとき、切刃５は、主として硬質なｃＢＮ焼結体によりなる上記切刃チップ９上に形成された部分が被削材に切り込まれて使用される。

さらに、この切刃チップ９は、上面に上記すくい面２が形成される第１ｃＢＮ層９Ａと、この第１ｃＢＮ層９Ａの下面に接合された第２ｃＢＮ層９ＢからなるｃＢＮ層状焼結体によって形成されており、従って切刃チップ９における逃げ面４は第２ｃＢＮ層９Ｂ上に亙って形成されている。そして、この層状焼結体の上記第１ｃＢＮ層９ＡにおけるｃＢＮ粒子の平均粒径は、上記第２ｃＢＮ層９ＢにおけるｃＢＮ粒子の平均粒径よりも大きくされている。

具体的に、上記第１ｃＢＮ層９ＡにおけるｃＢＮ粒子の平均粒径は２．０μｍ以上とされるのが望ましく、本実施形態では４．５μｍとされている。また、上記第２ｃＢＮ層９ＢにおけるｃＢＮ粒子の平均粒径は１．５μｍ以下とされるのが望ましく、本実施形態では１．０μｍとされている。

さらに、このうち第１ｃＢＮ層９Ａの厚さは、本実施形態ではすくい面２から切刃５に施されたホーニング１１の範囲を下回らないようにされており、すなわち第１、第２ｃＢＮ層９Ａ、９Ｂの接合面９Ｃがホーニング１１と逃げ面４との交差稜線Ｌの位置か、またはこれよりもすくい面２とは反対側（着座面３側）に位置している。ただし、この接合面９Ｃの位置は、図２に示す交差稜線Ｌから着座面３側に０．０５ｍｍまでの範囲Ｍは超えないようにされている。

このような切削インサートは、例えば以下に説明する本発明のｃＢＮ焼結体切削工具の製造方法の一実施形態により製造される。本実施形態では、上述のようなｃＢＮ粒子の平均粒径の異なる第１、第２ｃＢＮ層９Ａ、９Ｂを有する層状焼結体よりなる切刃チップ９を形成するのに、平均粒径の大きなｃＢＮ粒子を含有する第１ｃＢＮ焼結体を予備焼結するとともに、この第１ｃＢＮ焼結体よりも平均粒径の小さなｃＢＮ粒子を含有する第２ｃＢＮ焼結体を予備焼結し、これら第１、第２ｃＢＮ焼結体を突き合わせて本焼結することにより接合してブランク材を形成し、このブランク材の上記第１、第２ｃＢＮ焼結体の接合面を含む領域を切り出して層状焼結体に成形するようにしている。

図３は、このように予備焼結して形成された第１、第２ｃＢＮ焼結体を突き合わせて本焼結することにより接合されたブランク材２１を示すものであり、本実施形態ではこのブランク材２１における第１ｃＢＮ焼結体２２Ａは、すくい面２上における第１ｃＢＮ層９Ａの最大幅よりも大きな一定の厚さを有する円板状に形成される一方、第２ｃＢＮ焼結体２２Ｂは、第１ｃＢＮ焼結体２２Ａと等しい厚さで第１ｃＢＮ焼結体２２Ａの外径と等しい内径を有して第１ｃＢＮ焼結体２２Ａの外周に接合面２２Ｃを介して接合されたリング状（円環板状）に形成されている。

このような第１、第２ｃＢＮ焼結体２２Ａ、２２Ｂの予備焼結体は、例えば超硬合金製のポットおよびボールを用いてＴｉＮとＡｌＮを混合してから熱処理を施した後に粉砕した結合材粉末に、第１、第２ｃＢＮ層９Ａ、９Ｂに含有される平均粒径のｃＢＮ粒子をそれぞれ混合して円板状およびリング状の型に装入し、上記厚さの方向に０．１〜０．３ＧＰａの圧力で圧縮して圧粉体を形成した後に、８５０〜１２００℃の温度で３０分加熱して予備焼結することにより、上述のような円板状およびリング状に形成される。

次いで、円板状の予備焼結体の外周面とリング状の予備焼結体の内周面とを嵌め込み可能な寸法に成形して嵌め込むことによってこれら内外周面を突き合わせた上で、やはり上記厚さの方向に３〜６ＧＰａの圧力で圧縮するとともに、１１００〜１５００℃の温度で３０分加熱して本焼結することにより、第１、第２ｃＢＮ焼結体２２Ａ、２２Ｂが接合面２２Ｃを介して接合された円板状の上述のようなブランク材２１を形成する。

さらに、こうして形成されたブランク材２１から、図３に破線で示すように上記接合面２２Ｃを含む領域Ａをブランク材の厚さ方向に沿って切り出して、切刃チップ９よりも僅かに一回り大きな寸法の図４に示すような層状焼結体２２を得る。次に、図５に示すようにこの層状焼結体２２における上記第１ｃＢＮ焼結体２２Ａ部分がすくい面２側を向くようにして、やはり上記台金７よりも僅かに一回り大きな寸法に形成された超硬合金製の基体２３の凹部２４に、この層状焼結体２２をロウ付けにより接合する。なお、図５および図６に符号２５で示すのはロウ付け層である。

しかる後、図６に破線で示すようにこれら層状焼結体２２と基体２３の表面に研磨を施すことにより、台金７と切刃チップ９とで面一なすくい面２および逃げ面４と連続したホーニング１１を形成するとともに、層状焼結体２２における第１、第２ｃＢＮ焼結体２２Ａ、２２Ｂの接合面２２Ｃが、切刃チップ９における接合面９Ｃとして、ホーニング１１と逃げ面４との交差稜線Ｌから着座面３側に上記範囲Ｍまでの位置に配置されるように第１ｃＢＮ焼結体２２Ａ部分すなわち第１ｃＢＮ層９Ａの厚さを調整する。

このように製造された上記構成のｃＢＮ焼結体切削工具（切削インサート）では、切刃５のすくい面２に、切刃チップ９の上面において平均粒径の大きなｃＢＮ粒子を含有する第１ｃＢＮ層９Ａが配設されるとともに、少なくとも切刃５に施されたホーニング１１と逃げ面４との交差稜線Ｌから極小さい上記範囲Ｍよりもすくい面２とは反対の着座面３側の逃げ面４には、平均粒径の小さいｃＢＮ粒子を含有する第２ｃＢＮ層９Ｂが配設されることになる。

従って、すくい面２においては切屑の擦過によるクレータ摩耗の進行を粗粒のｃＢＮ粒子によって抑えることができて、乾式切削のような過酷な切削条件下でも切刃５の刃先寿命を維持することができる。その一方で、逃げ面４においては微粒のｃＢＮ粒子によって逃げ面摩耗を抑制することができて、粒径の大きなｃＢＮ粒子の脱落による切刃５の欠損は勿論、チッピングや細かい刃こぼれも防止することができ、このようなチッピングや細かい刃こぼれが被削材に転写されることによる仕上げ面精度の劣化も防ぐことができるので、上記構成のｃＢＮ焼結体切削工具によれば、高精度の切削加工を長期にわたって安定して行うことが可能となる。

また、本実施形態では、切刃チップ９の第１ｃＢＮ層９ＡにおけるｃＢＮ粒子の平均粒径が２．０μｍ以上とされるとともに、第２ｃＢＮ層９ＢにおけるｃＢＮ粒子の平均粒径は１．５μｍ以下とされており、これにより、一層確実に高精度の切削加工が可能な長寿命のｃＢＮ焼結体切削工具を提供することが可能となる。すなわち、第１ｃＢＮ層９ＡにおけるｃＢＮ粒子の平均粒径が２．０μｍ未満であると十分な耐クレータ摩耗性を発揮することができなくなるおそれがある一方、第２ｃＢＮ層９ＢにおけるｃＢＮ粒子の平均粒径が１．５μｍを上回ると逃げ面摩耗を確実に抑制することができなくなるおそれが生じる。

さらに、本実施形態では、これら第１、第２ｃＢＮ層９Ａ、９Ｂの接合面９Ｃの位置が、切刃５に施されたホーニング１１と逃げ面４との交差稜線Ｌからすくい面２とは反対側に０．０５ｍｍの範囲Ｍまでとされて、すなわち略この交差稜線Ｌ上に位置するようにされており、実質的に切刃エッジとして作用するこの交差稜線Ｌよりもすくい面２側には確実に第１ｃＢＮ層９Ａを配置してクレータ摩耗の抑制を図ることができるとともに、逃げ面４には第２ｃＢＮ層９Ｂが位置するようにして逃げ面摩耗やｃＢＮ粒子の脱落による仕上げ面精度の劣化をやはり確実に防止することができる。

一方、このようなｃＢＮ焼結体切削工具を製造するための上記構成の製造方法では、平均粒径の大きなｃＢＮ粒子を含有する第１ｃＢＮ焼結体２２Ａ部分と平均粒径の小さなｃＢＮ粒子を含有する第２ｃＢＮ焼結体２２Ｂ部分とを予備焼結によって所定の寸法、形状に形成して、これらを突き合わせて本焼結することにより接合したブランク材２１から、これら第１、第２ｃＢＮ焼結体２２Ａ、２２Ｂの接合面２２Ｃを含む領域を切り出して層状焼結体２２を成形し、これを切刃チップ９となるように接合して台金７となる基体２３ごと研磨することにより、すくい面２側に第１ｃＢＮ層９Ａが、また逃げ面４側に第２ｃＢＮ層９Ｂが、それぞれ所定の位置に配置されるようにしている。

このため、層状焼結体２２よりなる切刃チップ９において、平均粒径の大きなｃＢＮ粒子を含む第１ｃＢＮ層９Ａと平均粒径の小さなｃＢＮ粒子を含む第２ｃＢＮ層９Ｂとを確実に所望の大きさ、配置で成形することができ、例えば特許文献１に記載された製造方法のように、平均粒径の大きなｃＢＮ粒子と小さなｃＢＮ粒子とを合わせて結合材粉末と混合して焼結した後、その焼結体から、前切刃境界部に粗粒のｃＢＮ単結晶が配置されるとともに他の切刃部分がｃＢＮ多結晶体で形成されるような部分を確認して切り出す場合に対し、焼結後でなければ切刃チップとして使用可能な部分が形成されているかどうかを確認できないようなことはない。

なお、本実施形態の製造方法においては、予備焼結した円板状の第１ｃＢＮ焼結体２２Ａ部分を、同じく予備焼結したリング状の第２ｃＢＮ焼結体２２Ｂ部分の内周に嵌め入れて本焼結することによりブランク材２１を形成しており、こうして本焼結によって接合された第１、第２ｃＢＮ焼結体２２Ａ、２２Ｂの接合面２２Ｃは円筒面をなすため、切刃チップ９における第１、第２ｃＢＮ層９Ａ、９Ｂの接合面９Ｃも厳密には湾曲することになるが、接合面２２Ｃがなす円筒の半径が十分に大きければ接合面９Ｃは略平面状とみなすことができ、上記交差稜線Ｌからすくい面２とは反対側に０．０５ｍｍの範囲Ｍ内に位置させることができる。

しかも、こうしてそれぞれ予備焼結した円板状の第１ｃＢＮ焼結体２２Ａ部分をリング状の第２ｃＢＮ焼結体２２Ｂ部分の内周に嵌め入れて本焼結することによってブランク材２１を形成することにより、例えば予備焼結した平板状の第２ｃＢＮ焼結体２２Ｂの上に同じく予備焼結した平板状の第１ｃＢＮ焼結体２２Ａを載置してこれら第１、第２ｃＢＮ焼結体２２Ａ、２２Ｂの層厚方向に圧縮することにより本焼結する場合に対し、切刃チップ９における第１、第２ｃＢＮ層９Ａ、９Ｂの層厚を略一定とすることが容易となる。

以下、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について実証する。本実施例では、上述した実施形態に基づいてｃＢＮ焼結体切削工具として切削インサートを製造し、切削条件を変えて第１ないし第４の４種の切削試験を行って、それぞれの切削試験において所定時間ごとの逃げ面摩耗量（最大摩耗幅）を測定した。この結果を、各切削試験について、図７ないし図１０に示す。

また、この実施例に対する比較例として、実施形態の層状焼結体２２よりなる切刃チップ９に代えて、切刃チップの全てが平均粒径１．０μｍのｃＢＮ粒子を含有する第１ｃＢＮ層９Ａよりなる切削インサート（比較例１）と、切刃チップの全てが平均粒径４．５μｍのｃＢＮ粒子を含有する第２ｃＢＮ層９Ｂよりなる切削インサート（比較例２）とでも実施例と同一の切削条件で試験を行って逃げ面摩耗量（最大摩耗幅）を測定した。これらの結果も各切削試験について、図７ないし図１０に併せて示す。

なお、製造した切削インサートは、呼び記号がＣＮＧＡ１２０４０８タイプのもので、切刃にはすくい面に対して２５°のチャンファホーニングが施され、すくい面に沿った方向のホーニング幅は０．１３ｍｍであって、実施例の切削インサートではホーニング１１と逃げ面４との交差稜線Ｌに第１、第２ｃＢＮ層９Ａ、９Ｂの接合面９Ｃが位置していた。また、実施例および比較例１、２ともに、前切刃境界部から横切刃境界部に至る被削材と接触する全ての部分にｃＢＮ焼結体よりなる切刃チップが配設されていた。

さらに、切削試験はＳＣＭ４２０よりなる丸棒被削材の外周旋削を行い、切削条件は、図７に結果を示した第１の切削試験では切削速度１００ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み０．１ｍｍ、図８に結果を示した第２の切削試験では切削速度２００ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み０．１ｍｍ、図９に結果を示した第３の切削試験では切削速度１００ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み０．５ｍｍ、図１０に結果を示した第４の切削試験では切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み０．５ｍｍであり、いずれも乾式切削であった。

これら図７ないし図１０に示した結果について、まず全ての切削試験において比較例１の測定結果が途中で途切れているのは、すくい面のクレータ摩耗による切刃の欠損により切削試験を続けることができなくなったためである。このように、切刃部分の全てが平均粒径の小さなｃＢＮ粒子を含有したｃＢＮ焼結体よりなる比較例１の切削インサートにおいては、図７ないし図１０に示したように逃げ面摩耗自体は本発明の実施例と同等程度に抑えられているものの、乾式切削のような条件下では長時間の切削を行うことは不可能であった。

一方、これとは逆に、切刃部分の全てが平均粒径の大きなｃＢＮ粒子を含有したｃＢＮ焼結体よりなる比較例２の切削インサートにおいては、すくい面のクレータ摩耗は抑制されていたものの、図７ないし図１０に示したように切削試験の当初から逃げ面摩耗量が大きな傾向となっており、このうち図７に結果を示した第２の切削試験では試験終了時（１２００秒経過時）に、また図１０に結果を示した第４の切削試験では試験終了前（６００秒経過時）に、いずれも切刃に欠損が生じてしまった。

また、図９に示した第３の切削試験の測定結果において試験途中（８２５秒経過時）に逃げ面摩耗量が著しく大きくなっているのは、欠損には至らないまでも切刃にチッピングが生じたためである。さらに、この比較例２の切削インサートによって外周旋削を行った被削材の仕上げ面精度を測定したところ、本発明の実施例や比較例１によって外周旋削を行った被削材の仕上げ面精度よりも大幅に表面粗さが劣化していることが確認された。

これら比較例１、２に対して、本発明の実施例では、図６ないし図１０に結果を示した切削試験の全てにおいて、乾式切削でも切刃６に欠損やチッピングを生じることなく、所定時間の試験を終了することができた。また、試験終了後の切削インサートのすくい面２を確認したところでもクレータ摩耗は十分に抑制されていて、そのまま連続して旋削加工を行うことが可能であった。

１ インサート本体
２ すくい面
４ 逃げ面
５ 切刃
７ 台金
９ 切刃チップ
９Ａ 第１ｃＢＮ層
９Ｂ 第２ｃＢＮ層
９Ｃ 第１、第２ｃＢＮ層９Ａ、９Ｂの接合面
１１ ホーニング
２１ ブランク材
２２Ａ 第１ｃＢＮ焼結体
２２Ｂ 第２ｃＢＮ焼結体
２２Ｃ 第１、第２ｃＢＮ焼結体２２Ａ、２２Ｂの接合面
２２ 層状焼結体
Ｌ 逃げ面４とホーニング１１との交差稜線
Ｍ 交差稜線Ｌからすくい面２とは反対側に０．０５ｍｍの範囲

Claims (3)

1. 上面にすくい面が形成される第１ｃＢＮ層と、この第１ｃＢＮ層の下面に接合された第２ｃＢＮ層とを備えた層状焼結体を有し、上記すくい面と、このすくい面から上記第２ｃＢＮ層に渡って延びる逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたｃＢＮ焼結体切削工具であって、上記第１ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径が上記第２ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径よりも大きくされているとともに、上記切刃にはホーニングが施されていて、このホーニングと上記逃げ面との交差稜線から上記すくい面とは反対側に０．０５ｍｍまでの範囲に上記第１ｃＢＮ層と第２ｃＢＮ層との接合面が位置していることを特徴とするｃＢＮ焼結体切削工具。
2. 上記第１ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径が２．０μｍ以上であるとともに、上記第２ｃＢＮ層におけるｃＢＮ粒子の平均粒径が１．５μｍ以下とされていることを特徴とする請求項１に記載のｃＢＮ焼結体切削工具。
3. 平均粒径の大きなｃＢＮ粒子を含有する第１ｃＢＮ焼結体を予備焼結するとともに、上記第１ｃＢＮ焼結体よりも平均粒径の小さなｃＢＮ粒子を含有する第２ｃＢＮ焼結体を予備焼結し、これら第１、第２ｃＢＮ焼結体を突き合わせて本焼結して接合したブランク材を形成し、このブランク材の上記第１、第２ｃＢＮ焼結体の接合面を含む領域を切り出して上記層状焼結体に成形することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のｃＢＮ焼結体切削工具の製造方法。

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