切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具
阅读：472发布：2023-02-28
专利汇可以提供切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种切削工具用复合 烧结 体及利用该复合烧结体的切削工具，尤其涉及一种如下的切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具：导热性和 导电性 优秀，因此对由热引起的磨损和冲击的抵抗能 力 强，并可在EDM作业时最小化刃部的影响。，下面是切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具专利的具体信息内容。
1.一种切削工具用复合烧结体，包含立方氮化硼和结合剂，其中，
所述复合烧结体的表面电阻为1×10-5Ω/cm2至8×10-2Ω/cm2，
所述复合烧结体的导热率在25℃下为40～80W/mK，在700℃下为20～60W/mK。
2.如权利要求1所述的切削工具用复合烧结体，其中，所述复合烧结体内所述立方氮化硼的体积为65～85vol％。
3.如权利要求1所述的切削工具用复合烧结体，其中，所述复合烧结体的立方氮化硼粒子尺寸为0.01～1.5μm。
4.如权利要求3所述的切削工具用复合烧结体，其中，所述复合烧结体的立方氮化硼粒子尺寸为0.1～1.0μm。
5.如权利要求1所述的切削工具用复合烧结体，其中，所述结合剂以包含元素周期表的
3族、4族、5族及Al中的至少两种的碳化、碳氮化、硼化、氧化物及固溶体形态存在，所述结合剂内包含0.1～8.0wt％的W与Co的复合混合物。
6.如权利要求1所述的切削工具用复合烧结体，其中，所述立方氮化硼烧结体通过球磨法、碎磨法、行星磨法中的任意一种方法进行混合而制造。
7.如权利要求1所述的切削工具用复合烧结体，其中，所述结合剂包含二硼化钛。
8.如权利要求1所述的切削工具用复合烧结体，其中，所述复合烧结体由不存在立方氮化硼间直接结合且不存在异质接合层的单一复合体构成，且所述结合剂连续连接。
9.一种利用复合烧结体的切削工具，形成有用于加工的刃部，且由包含立方氮化硼和结合剂的复合烧结体形成，其中，
所述复合烧结体的表面电阻为1×10-5Ω/cm2至8×10-2Ω/cm2，
所述复合烧结体的导热率在25℃为40～80W/mK，且在700℃为20～60W/mK。
10.如权利要求9所述的利用复合烧结体的切削工具，其中，还包括硬质合金基底，所述复合烧结体配备于所述硬质合金基底的一侧。
11.如权利要求9所述的利用复合烧结体的切削工具，其中，整个所述切削工具由烧结体构成。
12.如权利要求9所述的利用复合烧结体的切削工具，其中，所述结合剂以包含元素周期表中的3族、4族、5族及Al中的至少两种的碳化、碳氮化、硼化、氧化物及固溶体形态存在，所述结合剂内包含0.1～8.0wt％的W与Co的复合混合物。
13.如权利要求9所述的利用复合烧结体的切削工具，其中，所述复合烧结体由不存在立方氮化硼间直接结合且不存在异质接合层的单一复合体构成，所述结合剂连续连接。
切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具
技术领域
[0001] 本发明涉及一种切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具，尤其涉及一种如下的切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具：导热性和导电性优良，因此对由热引起的磨损和冲击的抵抗能力强，并可在EDM(Electrical Discharge Machining；电火花加工)作业时将刃部的影响最小化。
背景技术
[0002] 随着工业发展，对于能够使经济性机械加工得以实现的精密的切削工具的需求增大，且其工具加工技术也在迅速发展。精密切削工具中，作为最新的素材，存在寿命最长的人造钻石和CBN(Cubic Boron Nitride；立方氮化硼)烧结体，其作为极端硬质材料(Extreme hard material)，加工最为困难乃是事实。
[0003] 美国的GE公司开发的作为超研磨材料(Super abrasive)的钻石和CBN(Cubic Boron Nitride；立方氮化硼)的使用处于迅速普遍化的趋势，其得益于伴随着经济发展的机械加工的高精密化趋势及加工材料的多样性增大。尤其，磨料颗粒的硬度非常高，因此对于利用现有的以基于Al2O3和SiC研削粒子的研削加工为首的其他机械加工则几乎无法加工的硬化热处理钢、超硬合金及陶瓷等高硬度材料的精密加工而言，占据着垄断性的地位。
[0004] 对于超研磨材料中的钻石而言，由于在加工铁系材料时基于石墨化现象的粒子磨损严重，因此在铁系材料的研削中的使用受限，但是对于CBN(Cubic Boron Nitride；立方氮化硼)而言，不同于钻石，具有与铁系金属的低化学反应亲和力，因此在研削铁系材料时化学稳定性优良且导热率较高，于是不容易因研削热量而磨损，且可以良好地维持研削锋，因此广泛应用于高硬度的热处理钢、工具钢、铸铁等铁系金属的加工。
[0005] 立方氮化硼(Cubic Boron Nitride；CBN)是在自然界中不存在并只能通过人工的超高温高压合成法生成的物质，其具有仅次于钻石的硬度，从而被用作研削、研磨、切削材料用研磨颗粒。立方氮化硼(Cubic Boron Nitride；CBN)的原料为六方晶氮化硼(HBN；hexagonal boron nitride)，与作为钻石的原料的石墨相比，六方晶氮化硼除了导电性之外具有类似的结晶结构，然而在合成条件和催化剂的选用方面表现出差异。
[0006] 另外，多晶态立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride；PCBN)作为粘合剂，可通过将特殊的陶瓷材料与立方氮化硼一并混合而烧结制造。近来，多晶态立方氮化硼工具还被广泛应用于高硬度热处理钢、超耐热合金、烧结金属等难切削材料的加工产品，可将高硬度素材高精密加工的多晶态立方氮化硼工具可成为一般研削加工工序的替代方案。
[0007] 然而，现有的多晶态立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride；PCBN)存在如下的问题：在切削工序中，由于工具的磨损或高温下耐热性降低，而发生工具的破坏，由此导致工具寿命缩短。
[0008] 因此，为了使包括多晶态立方氮化硼的切削工具的寿命变得优良，需要开发一种具有优秀的热稳定性和导电性的切削工具，以实现热量引起的磨损和冲击所致的破损的最小化。
发明内容
[0009] 本发明旨在提供一种如下的切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具，由不存在立方氮化硼粒子间的直接结合，且不具有异质接合层的单一复合体构成，因此热稳定性优秀。
[0010] 并且，本发明旨在提供一种如下的切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具，由不存在立方氮化硼粒子间的直接结合，且不具有异质接合层的单一复合体构成，于是在EDM(Electrical Discharge Machining；电火花加工)作业时，可最小化刃部的影响。
[0011] 根据本发明的一个实施例，提供一种切削工具用复合烧结体，包含立方氮化硼和-5 -2 2结合剂，其中，所述复合烧结体的表面电阻为1×10 至8×10 Ω/cm ，所述复合烧结体的导热率在25℃下为40～80W/mK，且在700℃下为20～60W/mK。
[0012] 并且，所述复合烧结体的体积为65～85vol％。
[0013] 而且，所述复合烧结体的立方氮化硼粒子尺寸为0.01～1.5μm。
[0014] 并且，所述复合烧结体的立方氮化硼粒子尺寸为0.1～1.0μm。
[0016] 并且，通过球磨(Ball mill)、碎磨(Attritor mill)、行星磨(Planetary mill)法中的任意一种方法混合制造所述立方氮化硼烧结体。
[0017] 而且，所述结合剂为二硼化钛(TiB2)。
[0018] 并且，所述复合烧结体由不存在立方氮化硼间直接结合，且不具有异质接合层的单一复合体构成，所述结合剂连续连接。
[0019] 而且，根据本发明的另一实施例，提供一种如下的利用复合烧结体的切削工具，形成有用于加工的刃部，且由包含有立方氮化硼和结合剂的复合烧结体形成，其中，所述复合烧结体的表面电阻为1×10-5至8×10-2Ω/cm2，所述复合烧结体的导热率在25℃下为40～80W/mK，且在700℃下为20～60W/mK。
[0020] 并且，还可以包括硬质合金基底，所述复合烧结体可配备于所述硬质合金基底的一侧。
[0021] 而且，整个所述切削工具可由烧结体构成。
[0022] 并且，所述结合剂以包含3族、4族、5族及Al中的至少2种的碳化、碳氮化、硼化、氧化物及固溶体形态存在，所述结合剂内包含0.1～8.0wt％的W及Co的复合混合物。
[0023] 而且，所述复合烧结体由不存在立方氮化硼间的直接结合，且不具有异质接合层的单一复合体构成，所述结合剂连续连接。
[0024] 根据本发明，通过制造不存在立方氮化硼粒子间直接结合且不具有异质接合层的单一复合体，可制造出一种具有优良的热稳定性的切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具，其可最小化由热引起的磨损和由冲击引起的损坏。
[0025] 而且，根据本发明，通过制造不存在立方氮化硼粒子间的直接结合且不具有异质接合层的单一复合体，而可以最小化立方氮化硼的直接结合及成团现象，可最小化EDM(Electrical Discharge Machining；电火花加工)作业时的刃部的影响。
具体实施方式
[0027] 参考附图与详细后述的实施例就会明确认识本发明的优点、特征及实现它们的方法。然而，本发明并不局限于以下公开的实施例，其可以以互不相同的多样的形态实现，在以下的说明中当提到某部分与其他部分连接时，其不仅包括直接连接的情形，而且还包括其中间夹设其他介质而连接的情形。并且，为了明确说明本发明，附图中省略了与本发明无关的部分，且贯穿整个说明书，对相似的部分添加了相同的附图符号。
[0028] 以下，通过参考附图而对本发明进行说明。
[0029] 以下，对关于本发明的一个实施例的切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具进行更加详细的说明。
[0030] 1、切削工具用复合烧结体
[0031] 本发明涉及一种切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具，并旨在提供一种可作为切削工具而利用的立方氮化硼烧结体。
[0032] 本发明的复合烧结体的特征在于，是一种如下的切削工具用复合烧结体：由不存在立方氮化硼间的直接结合且不存在异质接合层的单一复合体构成，所述结合剂连续连接。
[0033] 现有的烧结体的特征在于，在作为金属板的WC基板上放上PCBN层而一起烧结，但是对于基于现有的方法制造的烧结体而言，由于在WC基板与PCBN层之间存在异质接合层，因此在切削工序中可能发生由异质接合层分离引起的剥离现象。如果发生这种由异质接合层分离引起的剥离现象，则工具的碎裂性将会变高，从而可能引发缩短工具寿命的问题。根据本发明的复合烧结体则由不存在异质接合层的单一复合体构成，因此热稳定性高，并将基于剥离现象的工具的碎裂性的最小化，从而提供表现出优良的寿命的复合烧结体及切削工具。
[0034] 所述结合剂使用二硼化钛(TiB2)，所述二硼化钛(TiB2)作为在钛化合物中反应而生成的二次结合相，通过立方氮化硼与结合剂之间的反应而生成。二硼化钛(TiB2)的熔点为3200℃以上，而且是硬度高达25～35GPa的结晶体，并具有卓越的物理特性。并且，导热率为60～120W/mK，且导电率为～105S/cm，乃是作为工具用复合烧结体的素材而具有优秀的特性的物质。本发明中使用的结合剂优选采用二硼化钛(TiB2)，然而结合剂的种类并不必限定于此，只要是本领域中的公知的方法，就能够选择利用。本发明中结合剂都彼此连接，CBN作为基体相，不存在由CBN间键合构成的粒子生长。而且，作为复合烧结体的原料而投入的立方氮化硼可在混合(Mixing)时因破碎而变得更小，然而粒子的大小却不会变得更大，而可以维持投入时的大小而无变动。
[0035] 对于本发明中可作为工具而使用的立方氮化硼烧结体而言，立方氮化硼的体积在烧结体内占65～85vol％。如果所述立方氮化硼的体积小于65vol％，则复合烧结体的硬度减小，于是存在工具寿命缩短的问题，如果所述立方氮化硼的体积超过85vol％，则立方氮化硼粒子间的直接结合可能性增加，因此并不优选。
[0036] 并且，此时的立方氮化硼的平均粒子尺寸优选为0.01～1.5μm，更优选0.1～1.0μm。如果立方氮化硼的尺寸小于0.01μm，则立方氮化硼与结合剂之间的结合力在烧结时急剧降低。如果结合力降低，则烧结体的硬度下降，并导致耐磨损性降低，最终使工具的寿命减少，因此并不优选。而且，如果立方氮化硼的尺寸超过1.5μm，则立方氮化硼的内缺损产生率增加，从而产生无法理想地维持被切削材料的粗糙度的问题。
[0037] 如果立方氮化硼粒子间的直接结合上升，则硬度会提高，但却可能在对工具施加冲击时提高破损频率，从而可能引发工具寿命下降的问题。即，如果立方氮化硼粒子间直接结合上升，则用于赋予韧性的金属结合剂的含量减少，且立方氮化硼的粒子间距变窄，从而使硬度增加。一般情况下，如果CBN的含量升高，则CBN粒子间的接触部分增多，但是耐冲击性却相对而言薄弱，且随着耐热特性优良的陶瓷粘合剂部分的厚度变薄，烧结体的硬度整体上提高，而且韧性得到提高，然而导致耐热特性降低。
[0038] 并且，根据本发明的包含有立方氮化硼和结合剂的复合烧结体的特征在于，所述结合剂以包含3族、4族、5族及Al中的至少2种的碳化、碳氮化、硼化、氧化物及固溶体形态存在，所述结合剂内包含有0.1～8.0wt％的W及Co的复合混合物。所述结合剂成分在复合烧结体内以相互固溶体及碳化、碳氮化、硼化、氧化物和固溶体形态存在，从而使本发明的复合烧结体呈现出适当的导电性。呈现出适当的导电性的复合烧结体使EDM放电加工性变得理想，从而具有使切削工序时的切割容易的效果。
[0039] 基于EDM的切削可以减少工具加工成本，并可实现微细的孔或槽的加工，从而能够在切削时形成精确的结构，因此是对非常多的产品有利的加工方法。
[0040] 而且，本发明的特征在于，复合烧结体的导热率在25℃下为40～80W/mK，且在700℃下为20～60W/mK。
[0041] 通常，在切削工具用复合烧结体中，如果CBN粒子含量增加，则导热率上升，且由于上升的导热率，将会使热磨损发生于整个工具，这会导致工具寿命下降。例如，当CBN含量超过85vol％时，导热率在室温25℃下为80～150W/mK，且在700℃下为70～100W/mK，因此导热率较高，在导热率如此高的情况下，工具对热磨损的抵抗性较弱，并存在高速断续加工时发生损坏的问题。因此，优选地，根据本发明的复合烧结体的导热率优选在25℃下为40～80W/mK，且在700℃下为20～60W/mK范围内，如果常温导热率小于40W/mK，则导致由PCBN烧结体切削部的劣化引起的局部性CBN脱落，于是在进行断续加工时可能增加损坏。而且，如果常温导热率超过80W/mK，则工具的磨损加快，从而可能出现高速断续加工时发生损坏的问题。
[0042] 并且，本发明的特征在于，复合烧结体的表面电阻为1×10-5至8×10-2Ω/cm2。如果所述复合烧结体的表面电阻小于1×10-5Ω/cm2，则复合烧结体的氮化、碳化、硼化、氧化物的比率低，且包含大量金属物质，并且由于金属化合物的增加而存在工具的寿命降低的问题。而且，如果所述复合烧结体的表面电阻超过8×10-2Ω/cm2，则氮化、碳化、硼化、氧化物增加，并使CBN与结合剂之间的结合力增加，于是工具性能可以变得较佳，但却由于高电阻而可能在放电切割时产生负荷。放电切割时因高电阻而产生的负荷将会在烧结体内加重放电时的负荷，这使得诱发工具的缺陷的可能性变高，因此并不优选。
[0043] 本立方氮化硼粒子与结合剂之间的混合通过球磨(Ballmill)、碎磨(Attritor mill)、行星磨(Planetary mill)法等一般粉末混合方法而进行均匀的粉末混合。立方氮化硼粒子与结合剂的混合优选通过上述方法中的任意一种方法混合制造，然而立方氮化硼粒子与结合剂的混合方法并非不局限于此，可以选择性利用本领域中普遍公知的方法。
[0044] 2、利用复合烧结体的切削工具
[0045] 关于本发明的一个实施例的利用复合烧结体的切削工具包括至少一部分的复合烧结体，该复合烧结体用于形成加工用刃部，其中，在包含立方氮化硼和结合剂的复合烧结体中，所述复合烧结体由不存在立方氮化硼间直接结合且不存在异质接合层的单一复合体构成，所述结合剂连续连接，所述烧结体的导热率优选在25℃下为40～80W/mK范围，且在700℃下为20～60W/mK范围。如果导热率小于40W/mK，则导致由PCBN烧结体切削部的劣化引起的局部性CBN脱落，从而可能在断续加工时导致损坏增加。而且，如果导热率超过80W/mK，则工具的磨损加快，从而可能出现高速断续加工时发生损坏的问题。
[0046] 本发明的特征在于，复合烧结体中形成于立方氮化硼与立方氮化硼之间的结合剂以包含3族、4族、5族和Al中的至少2种的碳化、碳氮化、硼化、氧化物及固溶体形态存在。如此，使形成于立方氮化硼与立方氮化硼之间的结合剂成分以碳化、碳氮化、硼化、氧化物及固溶体形态存在，据此，根据本发明的复合烧结体将会呈现导电性，呈现出导电性的复合烧结体在EDM(电火花加工)作业时使放电加工性变好，从而可以使切割容易。
[0047] 基于EDM的切削可以减少高硬度复合烧结体的加工成本，并可实现微细的孔或槽加工，从而能够在切削时形成精确的结构，因此是用于非常多的产品的加工方法。
[0048] 并且，根据本发明的复合烧结体的表面电阻优选为1×10-5至8×10-2Ω/cm2。如果所述复合烧结体的表面电阻小于1×10-5Ω/cm2，则复合烧结体的氮化、碳化、硼化、氧化物的比率低，且含有大量金属物质，由于金属化合物的增加，存在工具的寿命减少的问题。而且，如果所述复合烧结体的表面电阻超过8×10-2Ω/cm2，则氮化、碳化、硼化、氧化物增加，并使CBN与结合剂之间的结合力增加，从而可以改善供给性能，但却可能因高电阻而在放电切割时产生负荷。放电切割时因高电阻而产生的负荷将会在烧结体内放电时加重负荷，这使得诱发工具缺陷的可能性变高，因此并不优选。而且，根据本发明的又一实施例，利用复合烧结体的切削工具可以是利用硬质合金基底和配备于硬质合金基底的一侧的复合烧结体的切削工具，或者可以是切削工具整体由烧结体构成的利用复合烧结体的切削工具。
[0049] 以下，列举实施例而对本发明进行更加详细的说明。
[0050] [实施例1]基于复合烧结体的表面电阻和导热率的工具寿命评估
[0051] 为了测定根据本发明的实施例的切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具的导热率和工具寿命，如下所述地进行了测试。
[0052] 利用一般的球磨(Ball mill)工艺而将平均大小为0.75μm且烧结体的总体积为75vol％的立方氮化硼粒子与结合剂30vol％混合在一起。结合剂的混合比例调整为，结合剂内以Ti化合物80wt％、Al化合物18wt％、Ni 2wt％的质量比例混合，并将石蜡添加1wt％左右时，能够成型。在进行球磨(Ball mill)工序时，球(Ball)利用WC球(WC ball)，并以避免追加混入的比率超过全体的4wt％的方式实施了混合工序。
[0053] 使经过所述混合工序而混合完毕的粉末成型之后，为了去除残留蜡(wax)，而在500℃以上的温度下进行了去蜡(De-waxing)作业。然后，将热处理完毕的成型体密封于Ta、Mo、Nb、Zr等的金属杯，从而组装成HPHT单元(cell)。在1400～1600℃、5.5～6.0GPa的超高温高压下进行了烧结。
[0054] 测定了所述烧结完毕的复合烧结体的表面电阻和导热率，并将复合烧结体制作成工具之后进行切削，从而进行了工具寿命评估。用于切削试验评估的被切削材料的形态为圆筒形，其长度为100mm，直径为160mm，并具有4个断续叶片部分，且使用了分别以90度的间隔存在断续部的形态的被切削材料。用工具寿命周期(pass)限定工具磨损，对于工具寿命而言，在工具刃部的磨损为0.4mm以上的情况下中断而限定了周期(pass)。在将被切削材料整体切削一遍之后，测定工具刃的磨损，然后判断周期(pass)。而且，导热率的测定利用了直径为12mm且厚度为2mm的样本，测定方式则利用了KS L1604:2012的标准测定法。用于工具寿命评估的切削试验条件如下。
[0055] <切削试验条件>
[0056] 被切削材料：SCM440
[0057] 工具形态：CNGA120408
[0058] 切削条件：切削速度为200m/min，移送速度为F0.5mm/rev，切削深度为0.05mm[0059] 以下，对本发明的实施例和比较例的实验条件进行说明。
[0060] 实施例1是在复合烧结体的表面电阻为2.2×10-3Ω/cm2且常温导热率为60W/mK的情况下测定工具寿命的实施例。
[0061] 实施例2是在复合烧结体的表面电阻为5.3×10-3Ω/cm2且常温导热率为45W/mK的情况下测定工具寿命的实施例。
[0062] 比较例1是在复合烧结体的表面电阻为2.0×10-3Ω/cm2且常温导热率为130W/mK的情况下测定工具寿命的比较例。
[0063] 比较例2是在复合烧结体的表面电阻为5.0×10-3Ω/cm2且常温导热率为18.2W/mK的情况下测定工具寿命的比较例。
[0064] 比较例3是在复合烧结体的表面电阻为9.0×10-2Ω/cm2且常温导热率为59W/mK的情况下测定工具寿命的比较例。
[0065] 如下的表1为表示根据实施例1、实施例2、比较例1至比较例3的表面电阻和导热率的工具寿命测定结果的表格。
[0066] [表1]
[0067]区分 表面电阻(Ω/cm2) 常温导热率(W/mK) 工具寿命(pass)
实施例1 2.2×10-3 60 10
实施例2 5.3×10-3 45 9
比较例1 2.0×10-3 130 3
比较例2 5.0×10-3 18.2 2
-2
比较例3 9.0×10 59 4
实施例1 2.2×10-3 60 10
实施例2 5.3×10-3 45 9
比较例1 2.0×10-3 130 3
比较例2 5.0×10-3 18.2 2
-2
比较例3 9.0×10 59 4
[0068] 参见所述表1，对于表面电阻和导热率分别为2.2×10-3Ω/cm2、60W/mK的实施例1的情形而言，工具寿命为10pass，其表现出优于比较例1、2、3的工具寿命。并且，对于表面电阻和导热率分别为5.3×10-3Ω/cm2、45W/mK的实施例2的情形而言，工具寿命被测定为9pass，从而也表现出优于比较例1、2、3的工具寿命。因此，如同所述实施例1、实施例2所示，当表面电阻和导热率值分别同时满足本发明所披露的1×10-5至8×10-2Ω/cm2、25℃下40～
80W/mK、700℃下20～60W/mK的范围时，表现出优良的工具寿命。如果导热率高，则热磨损将会发生于整个工具中，而导致工具的损坏，最终将会降低工具寿命。
80W/mK、700℃下20～60W/mK的范围时，表现出优良的工具寿命。如果导热率高，则热磨损将会发生于整个工具中，而导致工具的损坏，最终将会降低工具寿命。
[0069] 参见表1，对于导热率值为超出本发明的范围的130W/mK的比较例1的情形而言，工具寿命表现为3pass而较低，对于表面电阻和导热率值都为超出本发明的范围的5.0×10-3Ω/cm2、18W/mk的比较例2的情形而言，工具寿命为2pass，比实施例1、2而言非常低。
[0070] 在复合烧结体的导热率较高的情况下，工具对热磨损的抵抗性薄弱，且存在高速断续加工时发生损坏的问题。因此，对于导热率较高的比较例1而言，工具对热磨损方面变得薄弱，可以判断为这一点导致工具的损坏，从而导致缩短工具寿命的结果。而且，在导热率较低的情况下，由于PCBN烧结体切削部的劣化，CBN可能局部性脱落，于是在断续加工时损坏增加的情况较多。可以判断为由于这样的原因，而使常温导热率较低的比较例2的工具寿命被测定为2pass而较低。
[0071] 并且，对于表面电阻值为9.0×10-2Ω/cm2且常温导热率值为59W/mK的比较例3而言，工具寿命表现为高于比较例1、2的4pass，然而相比于实施例1、2却表现出非常低的工具寿命。如同所述比较例3，在复合烧结体的表面电阻值超过8×10-2Ω/cm2的情况下，氮化、碳化、硼化、氧化物增加，且CBN与结合剂之间的结合力增加，从而可能使工具性能变好，但却可能因高电阻而在放电切割时产生负荷。放电切割时因高电阻而产生的负荷将会在烧结体内加重放电时的负荷，可以判断为这一点诱发了工具的缺陷，从而使比较例3的工具寿命下降。
[0072] [实施例2]基于复合烧结体的体积及异质接合层的存在与否的工具寿命评估[0073] 为了对根据本发明的实施例的切削工具用复合烧结体及利用该复合烧结体的切削工具的基于体积及异质接合层的存在与否的工具寿命做出评估，进行了如下所述的测试。
[0074] 在本实施例的工具寿命测试中，通过使制造复合烧结体时投入的烧结体的体积分别相同而制作了复合烧结体，而且在比较例中，将复合烧结体与WC层粘接并进行烧结以使异质接合层存在，并将制造的复合烧结体制作成工具之后切削，从而进行了工具寿命评估。用于切削试验评估的被切削材料的形态为圆筒形，其长度为100mm且直径为160mm，并具有2个断续叶片部分，且使用了分别以180度间隔存在断续部的形态的被切削材料，用于测定工具寿命的切削试验条件如下。
[0075] <切削试验条件>
[0076] 被切削材料：SKD11
[0077] 工具形态：CNGA120408
[0078] 切削条件：切削速度为200m/min，移送速度为F0.5mm/rev，切削深度为0.05mm[0079] 以下，对本发明的实施例和比较例的实验条件进行说明。
[0080] 实施例3是在如下的情况下测定工具寿命的实施例：复合烧结体的CBN平均粒子大小为0.75μm，体积为65vol％，常温导热率为50W/mK，由不存在异质接合层的单一复合体构成。
[0081] 实施例4是在如下的情况下测定工具寿命的实施例：复合烧结体的CBN平均粒子大小为0.75μm，体积为80vol％，常温导热率为65W/mK，由不存在异质接合层的单一复合体构成。
[0082] 比较例3是在如下的情况下测定工具寿命的比较例：复合烧结体的CBN平均粒子大小为0.75μm，体积为65vol％，常温导热率为50W/mK，存在异质接合层。
[0083] 比较例4是在如下的情况下测定工具寿命的比较例：复合烧结体的CBN平均粒子大小为0.75μm，体积为95vol％，常温导热率为130W/mK，由不存在异质接合层的单一复合体构成。
[0084] 比较例5是在如下的情况下测定工具寿命的比较例：复合烧结体的CBN平均粒子大小为3.0μm，体积为70vol％，由不存在异质接合层的单一复合体构成。
[0085] 如下的表2为表示根据实施例3、实施例4、比较例3至比较例5的体积及异质接合层的存在与否的工具寿命测定结果的表格。
[0086] [表2]
[0087]
[0088]
[0089] 参见所述表2，对于复合烧结体的CBN粒子大小为0.75μm，体积为65vol％，常温导热率为50W/mK，并由不存在异质接合层的单一复合体构成的实施例3的情形而言，工具寿命为11pass而表现出优秀的结果，对于复合烧结体的CBN粒子大小为0.75μm，体积为80vol％，常温导热率为65W/mK，并由不存在异质接合层的单一复合体构成的实施例4的情形而言，工具寿命为12pass而表现出优秀的结果。
[0090] 相反，对于复合烧结体的CBN粒子大小为0.75μm，体积为65vol％，常温导热率为50W/mK，且存在异质接合层的比较例3的情形而言，工具寿命为6pass而较低。通常，复合烧结体的特征在于，在作为金属板的WC基板上放上PCBN层而一起烧结制造，但是对于通过这样的方法制造的烧结体而言，如同比较例3，在WC基板与PCBN层之间存在异质接合层。如同比较例3，存在异质接合层的复合烧结体可能在切削工序中出现由异质接合层的分离引起的剥离现象，如果发生由异质接合层的分离引起的剥离现象，则工具的碎裂性将会变高，从而会缩短工具的寿命。因此，比较例3的工具寿命短的原因在于，由于进行切削工序时的异质接合层的分离所引起的剥离现象而导致工具损坏。
[0091] 并且，虽然由不具有异质接合层的单一复合体构成，但是对于复合烧结体的体积为95vol％的比较例4的情形而言，工具寿命为4pass而较低。如果复合烧结体的体积超过85vol％，则硬度提高，且热稳定性降低，且立方氮化硼粒子间的直接结合可能性提高，从而使工具寿命变短，因此并不优选。如果立方氮化硼粒子间的直接结合上升，则硬度增加，却使脆性提高，因此可能发生工具寿命降低的问题，因此在本发明中将复合烧结体的体积限定在65～85vol％的范围。在比较例4中，复合烧结体的体积大，而使脆性增加，从而使进行切削工序时的工具寿命测定结果为较低。
[0092] 而且，对于复合烧结体的CBN粒子大小为3.0μm，体积为70vol％，且不存在异质接合层的比较例5而言，工具寿命测定结果为7pass而较低。如同所述比较例5，如果CBN粒子大小增加到3μm，则与体积增加的情形相似地，脆性增加，而由损坏引起的工具寿命变短。因此，烧结体的CBN粒子大小优选0.01～1.5μm，更优选0.1～1.0μm。
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