(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体とが接合部を介して接合されたｃＢＮインサートにおいて、
前記ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との接合部の接合面からｃＢＮ製切れ刃部側にＰｄ：１〜２０ａｔ％、Ｓｉ：０．５〜１５ａｔ％およびＷ、Ｃｏ、Ｃのうち少なくとも１種を合計で１６〜２２ａｔ％、残部Ｎｉからなる組成を有し、Ｎｉの含有量は前記接合面から遠ざかるにしたがって次第に減少している厚み５μｍ以上１４μｍ以下の拡散層を形成し、一方、ＷＣ基超硬製インサート本体側には、ＰｄとＳｉとＮｉを含むＷＣブリッジ形成相を形成し、かつ、ＷＣブリッジ形成相が形成されている範囲ではＮｉ含有量がｃＢＮ製切れ刃部側からＷＣ基超硬製インサート本体に向かって次第に減少しているｃＢＮインサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）を主成分としてこれを超高圧、高温下にて焼結成形してなるｃＢＮインサートに関し、特に、接合部を介して接合されたｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体とを有するｃＢＮインサートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）を主成分としてこれを超高圧、高温下にて焼結成形してなるｃＢＮインサートは、高硬度を有し耐摩耗性にすぐれることから、切削チップ、エンドミル等の切削工具の切れ刃部に広く用いられているが、ｃＢＮ自体は加工が困難で高価なうえ、靭性が低く折損しやすいためにその用途が制約されていた。ところが、近年、これを克服するための方法として、安価で加工性にすぐれたＷＣ基超硬製インサート本体とｃＢＮ製切れ刃部とをろう付けしたり、あるいは、ＷＣ基超硬製インサート本体とｃＢＮ製切れ刃部とを拡散接合で接合したりすることにより、ＷＣ基超硬製インサート本体とｃＢＮ製切れ刃部とを接合したｃＢＮインサートを得ることが行われている。
【０００３】
ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体とを接合する方法としては、例えば、切れ刃部になる位置にｃＢＮ層を配置した円板状ｃＢＮ焼結体を製造し、これを所望のＩＳＯ規格のインサート形状に切り出すことによって、上下面に切れ刃部を有するインサートを作製する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ｃＢＮ切れ刃片を例えば０．５〜６５重量％のＴｉおよび／またはＺｒを含み残部がＣｕからなるろう材を用いて工具母材にろう付けする方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１７８０８号公報
【特許文献２】特開２００９−２０２２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記特許文献１に開示されたような切れ刃部になる位置にｃＢＮ層を配置した円板状ｃＢＮ焼結体を製造し、これを所望のＩＳＯ規格のインサート形状に切り出すことによって、上下面に切れ刃部を有するインサートを作製する方法では、図１に示す型番ＣＮＧＡ１２０４０８形状のように中心穴があるインサートの場合、後加工で穴をつけることになりインサートの製造原価が高価になっていた。
【０００７】
また、前記特許文献２に開示されたようなｃＢＮ切れ刃片を０．５〜６５重量％のＴｉおよび／またはＺｒを含み残部がＣｕからなるろう材を用いてろう付けする方法では、高負荷加工において切れ刃部が脱落するという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、接合部を介して接合されたｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体とを有するｃＢＮインサートにおいては、より一層すぐれた接合強度を有するｃＢＮインサートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明者らは、接合部を介して接合されたｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体とを有するｃＢＮインサートにおいて、その接合部の強度改善について鋭意研究した結果、以下の知見を得た。
【００１０】
ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体とを接合するに当たり、図２に示すように、ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との接合部に、ｃＢＮ製切れ刃部側に、Ｐｄ、Ｓｉおよび不可避成分としてのＷ、Ｃｏ、Ｃのうち少なくとも１種、残部Ｎｉからなる厚み５μｍ以上の拡散層と、ＷＣ基超硬製インサート本体側にＰｄとＳｉとを主成分とするＷＣブリッジ形成相とを形成すると、前記拡散層とＷＣブリッジ形成相とからなる接合部を介してｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体とが強固に接合された接合部材が形成されること。  
【００１１】
前記接合部の状態を観察すると、図２に示すように、インサート金属として挿入したＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金は溶融して、ＮｉがｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との接合面近傍の接合部（５〜３０μｍ）全体に拡散しているとともに、ＰｄとＳｉは、主としてＷＣ基超硬製インサート本体のＷＣ粒子間に拡散し、ＷＣ粒子同士を強固に結びつけＷＣブリッジ形成相を形成していること。
【００１２】
前記接合部中のｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との接合面近傍からｃＢＮ製切れ刃部表層部に位置する拡散層が、Ｐｄ：１〜２０ａｔ％、Ｓｉ：０．５〜１５ａｔ％およびＷ、Ｃｏ、Ｃのうち少なくとも１種を合計で１６〜２２ａｔ％、残部Ｎｉからなる組成を有し、その厚みが５μｍ以上１４μｍ以下のとき最大の接合強度を示すこと。
前記接合部は、ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との間にインサート金属としてＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金を挟み、圧力をかけながら金属融点以上に加熱することで、Ｎｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金が液相化・拡散により見かけ上消失し、ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体は、Ｎｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金を介さずに拡散層とＷＣブリッジ形成相とが一体化した接合部を形成していること。
接合部の構成成分を測定したところ、ＷＣ基超硬製インサート本体と接合部との接合面近傍では、ＷＣ基超硬合金中へのＰｄ、Ｓｉの拡散が生じていることが観察され、一方、ｃＢＮ製切れ刃部と接合部との接合面近傍には、Ｎｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金の液相化、拡散によって生じたＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ拡散領域が形成されていること。
Ｎｉ含有量は、接合部のＷＣブリッジ形成相が形成されている範囲において、ｃＢＮ製切れ刃部側からＷＣ基超硬製インサート本体に向かって次第に減少していること。
【００１３】
前記ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体からなるｃＢＮインサートについて、曲げ試験を実施し、その特性を確認したところ、すぐれた曲げ強さを示し、さらに、破断も接合部で起こるのではなく、ＷＣ基超硬製インサートの箇所で破断が生じていたことから、本発明による接合部はすぐれた曲げ強さを有し、その結果として、本発明のｃＢＮインサートは、すぐれた接合強度を有するものであること。
【００１４】
本発明のｃＢＮインサートを形成するにあたり、ＷＣ基超硬製インサート本体のコーナー部にくぼみを設け、ここにインサート金属であるＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金を設置し、さらにｃＢＮ片を設置し、圧力１００ＭＰａをかけた状態で不活性ガス中にて高周波で接合部を局部加熱することにより拡散層を有する接合部が形成されること。
【００１５】
本発明は、前記知見に基づいてなされたものであって、
「ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体とが接合部を介して接合されたｃＢＮインサートにおいて、
前記ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との接合部の接合面からｃＢＮ製切れ刃部側にＰｄ：１〜２０ａｔ％、Ｓｉ：０．５〜１５ａｔ％およびＷ、Ｃｏ、Ｃのうち少なくとも１種を合計で１６〜２２ａｔ％、残部Ｎｉからなる組成を有し、Ｎｉの含有量は前記接合面から遠ざかるにしたがって次第に減少している厚み５μｍ以上１４μｍ以下の拡散層を形成し、一方、ＷＣ基超硬製インサート本体側には、ＰｄとＳｉとＮｉを含むＷＣブリッジ形成相を形成し、かつ、ＷＣブリッジ形成相が形成されている範囲ではＮｉ含有量がｃＢＮ製切れ刃部側からＷＣ基超硬製インサート本体に向かって次第に減少しているｃＢＮインサート。」
を特徴とするものである。
【００１６】
以下に、本発明について、詳細に説明する。
本発明では、ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬合金製インサートとを接合部を介して接合し、ｃＢＮインサートを構成するが、ｃＢＮインサートの製造法は、例えば、以下のとおりである。
（ａ）７５容量％のｃＢＮと残りＴｉＮ、Ａｌ２Ｏ３結合相をボールミルで２４時間、アセトンを用いて湿式混合する。
（ｂ）得られた混合粉末を乾燥後、油圧プレスにて成形圧１００ＭＰａで成形する。
（ｃ）得られた成形体を真空中１Ｐａ、１０００℃、３０分の条件で熱処理し、揮発成分および粉末表面への吸着成分を除去する。
（ｄ）成形体と超硬合金基材を積層し、代表的には圧力５ＧＰａ、温度１５００℃、保持時間３０分の条件で超高圧高温処理し、ｃＢＮ焼結体を得る。
（ｅ）得られたｃＢＮ焼結体を研削した後、横断状に切断し、ｃＢＮ焼結体円板を得る。
（ｆ）ｃＢＮ焼結体円板をワイヤー放電加工機で所定寸法に切断し、ｃＢＮ片を得る。
（ｇ）ＷＣ基超硬製インサート本体のコーナー部に凹状のくぼみを設け、ここにＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金を設置し、さらにｃＢＮ片を設置する。
（ｈ）圧力１００ＭＰａかけた状態で不活性ガス中にて高周波で接合部を局部加熱することにより拡散層を有する接合部が形成される。
【００１７】
なお、くぼみの代わりにコーナー部を切断して、その切断面に短冊状のｃＢＮブランクを接合することで上下切れ刃を同時に形成することもできる。
（ｉ）上下面および外周面を研磨し、ＩＳＯ規格の型番ＣＮＧＡ１２０４０８のインサート形状を得る。
（ｊ）更に面取り加工でホーニングを設ける。
（ｋ）また、必要に応じ、例えば、ＴｉＡｌＮをＰＶＤでコーティングすることによって、インサートの耐摩耗性等を向上させる。
前記のようにしてできたｃＢＮインサートの接合部の状態を目視観察すると、インサート金属として挿入したＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金は消失しており、金属組織は、あたかも、ＷＣ基超硬製インサート本体とｃＢＮ製切れ刃部とがＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金を介して一体化接合した複合材料が形成されているようにみられるが（図２参照）、接合部についてＡＥＳ（オージェ電子分光法）を用いて、詳細にその構成成分、分布を調査したところ、ＷＣ基超硬製インサート本体の接合部との接合面近傍では、ＷＣ基超硬製インサート本体のＷＣ粒子間にＰｄ、Ｓｉの拡散が生じＷＣブリッジ形成相を形成しＷＣ粒子間を強固に結びつけていること、一方、ｃＢＮ製切れ刃部の接合部との接合面近傍には、Ｎｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金の液相化、拡散によって生じたＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ拡散領域が形成されており、また、接合部側のｃＢＮ製切れ刃部との接合面近傍にもＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ拡散領域が形成されており、さらに、接合部およびｃＢＮ製切れ刃部に形成されたＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ拡散領域（以下、「拡散層」という）のＮｉ含有量は、接合部とｃＢＮ製切れ刃部の接合面から遠ざかるにしたがって、次第に減少していることを見出した。
【００１８】
さらに、鋭意研究を重ねたところ、前記拡散層の組成が、Ｐｄ：１〜２０ａｔ％、Ｓｉ：０．５〜１５ａｔ％およびＷ、Ｃｏ、Ｃのうち少なくとも１種を合計で１６〜２２ａｔ％、残部Ｎｉであるときに、接合部はすぐれた引張強さおよび曲げ強さを有することが判明した。
【００１９】
前記接合部は、前述のようにＷＣ基超硬製インサートのコーナー部に凹状のくぼみを設け、ここにＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金を設置し、さらに超硬の裏打ちを有するｃＢＮ焼結体片を設置し、圧力１００ＭＰａをかけた状態で例えばＡｒガスのような不活性ガス中にて高周波で接合部を局部加熱することにより、ＷＣ基超硬製インサート本体とｃＢＮ焼結体片との両方に拡散層を有する接合を形成することによって得られる。
【００２０】
このとき接合部の形成に用いるＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金の厚みは、厚くなりすぎると接合強度が低下するため１５μｍ以下が望ましい。また、拡散層は、強固な接合強度を得るだけでなく、接合部に発生する応力を緩和する目的があるため、厚みは、５μｍ以上あることが望ましい。
【００２１】
Ｎｉは、ＷＣ基超硬製インサート本体に含まれるＣｏバインダ中に拡散することで一体化し、強固な接合を得る効果がある。ＰｄとＳｉは、Ｐｄ−Ｓｉ合金を形成し、特にＷＣ基超硬製インサート本体に含まれる微粒のＷＣ粒子間でブリッジを形成して見かけ上、大きなＷＣ粒子を形成する。この結果、ｃＢＮ焼結体基材に使用されている中粒のＷＣ粒子との見かけ上の粒度差が小さくなり接合部周辺での応力が緩和される。
【００２２】
ここで拡散層の望ましい組成として前記のように定めた理由について説明する。
Ｐｄ：
ＷＣ、Ｎｉ両元素とも濡れ性がよく、接合部の強度を改善する効果がある。しかしながら、含有量が２０ａｔ％を超えると高温強度低下の原因となる。また、１ａｔ％より少ないと十分な濡れ性が得られない。そこで、Ｐｄの含有量は、１〜２０ａｔ％と定めた。
Ｓｉ：
ろう付けは、９５０℃より低い温度で行う必要がある。というのは、９５０℃以上になるとｃＢＮ焼結体の特性が劣化するからである。特に、バインダとしてＣｏ等の金属を使用した場合、劣化が顕著になるため９５０℃以下で行う必要がある。
【００２３】
ところが、ＮｉおよびＰｄは、融点がそれぞれ１４５５℃、１５５５℃であり、ｃＢＮ焼結体の接合には高温すぎるため、融点を下げる必要がある。Ｓｉは、ＮｉおよびＰｄの両方と共晶反応するため、融点を下げることが可能になる。そこで、Ｓｉを用いて融点を下げるのだが、Ｓｉが０．５ａｔ％よりも少ないと十分に融点を下げることができず、１５ａｔ％よりも多いと脆化の原因になる。そこで、Ｓｉの含有量は、０．５〜１５ａｔ％と定めた。
Ｗ、Ｃｏ、Ｃ：
Ｗ、Ｃｏ、Ｃは、ＷＣ基超硬製インサート本体またはｃＢＮ製切れ刃部から接合部へ拡散してくる不可避成分である。これらの成分が接合部中に存在することによって、接合面近傍における組成の急激な変化が緩和されるため、ＷＣ基超硬製インサート本体と接合部、またはｃＢＮ製切れ刃部と接合部との間で発生する応力が緩和されるとともに、これらの成分が一種のバインダのような役割を果たしＷＣ基超硬製インサート本体およびｃＢＮ製切れ刃部と接合部との接合力が向上する。
Ｎｉ：
拡散層の組成において、前記成分を除いた残部を占める成分であって、高温強度が高いので強固な接合強度が得られる。また、Ｎｉは、溶融時の移動度も高いため、接合部全体に亘り拡散し、ＷＣ基超硬製インサート本体とｃＢＮ製切れ刃部とを強固に接合する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体とが接合部を介して接合されたｃＢＮ焼結体製インサートにおいて、ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との接合部の接合面からｃＢＮ製切れ刃部側にＰｄ：１〜２０ａｔ％、Ｓｉ：０．５〜１５ａｔ％およびＷ、Ｃｏ、Ｃのうち少なくとも１種を合計で１６〜２２ａｔ％、残部Ｎｉからなる組成を有し、Ｎｉの含有量は前記接合面から遠ざかるにしたがって次第に減少している厚み５μｍ以上１４μｍ以下の拡散層と、ＷＣ基超硬製インサート本体側にＰｄとＳｉとＮｉを含むＷＣブリッジ形成相を形成し、かつ、ＷＣブリッジ形成相が形成されている範囲ではＮｉの含有量がｃＢＮ製切れ刃部側からＷＣ基超硬製インサート本体に向かって次第に減少していることによって、Ｎｉが接合部全体に亘り拡散するとともに、ＰｄおよびＳｉがＷＣ基超硬製インサート本体の接合部近傍のＷＣ粒子間に拡散してブリッジを形成し、さらに接合部近傍に形成される所定の組成を有するＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ拡散領域がｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との間の応力を緩和するので、きわめて強固な接合強度が得られ、ｃＢＮインサートの耐久性を飛躍的に向上させる。
【００２５】
また、本発明によれば、すぐれた接合強度を有するｃＢＮインサートを提供することができるばかりか、高価な超硬合金成分の使用量の低減、リサイクル、軽量化による省資源、省エネ化を図ることができ、さらに、このｃＢＮインサートを用いることにより、加工精度の改善、工具寿命の延長が図られ、安全確実な切削加工を実施することができ、さらに、工具が加工容易なＷＣ基超硬製インサート本体との複合材料として形成されていることから、工具設計の自由度が大幅に向上するというすぐれた効果が期待できる。
【００２６】
また、本発明における接合層であるＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉは全率固溶体を形成し、接合温度は液相が存在する温度以上であるため、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の高温条件下、すなわち、接合温度以下の条件で表面被覆層を設けたとしても、接合層からのガス発生による被覆層への悪影響、および、複合材料の接合状態に劣化はない。したがって、本発明のｃＢＮインサートに、ＰＶＤ、ＣＶＤ等による表面被覆層を設けることによって、より一層高品質の表面被覆切削工具を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ＩＳＯ型番ＣＮＧＡ１２０４０８形状のインサートの外観を示した斜視図である。
【図２】本発明のｃＢＮインサートの接合部縦断面のＡＥＳ（オージェ電子分光法）による面分析写真であり、（ａ）が接合部全体、（ｂ）が接合部のインサート本体部分、（ｃ）が接合部のｃＢＮ切れ刃部の超硬合金部分である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
つぎに、本発明を実施例により具体的に説明する。
【実施例】
【００２９】
原料粉末として、いずれも１〜３μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、ＴｉＣ粉末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末およびＣｏ粉末を用意し、これら原料粉末を、表１に示される配合組成に配合し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、１００ＭＰａ の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を６Ｐａの真空中、温度：１４００℃に１時間保持の条件で焼結し、表１に示される４種のＷＣ基超硬製インサート本体（以下、単に、超硬製インサート本体という）Ａ−１〜Ａ−４を形成した。
【００３０】
次に、原料粉末として、いずれも０．５〜４μｍの範囲内の平均粒径を有するｃＢＮ粉末、ＴｉＮ粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末を用意し、これら原料粉末を表２に示される配合組成に配合し、ボールミルで２４時間アセトンを用いて湿式混合し、乾燥した後、１００ＭＰａの圧力で直径：１５ｍｍ×厚さ：１ｍｍの寸法をもった圧粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を、圧力：１Ｐａの真空雰囲気中、９００〜１３００℃の範囲内の所定温度に３０分間保持の条件で焼結して、揮発成分および粉末表面への吸着成分を除去し、切れ刃片用予備焼結体を形成する。そして、この切れ刃片予備焼結体を、別途用意した、Ｃｏ：８質量％、ＷＣ：残りの組成、並びに直径：１５ｍｍ×厚さ：２ｍｍの寸法をもったＷＣ基超硬合金製支持片と重ね合わせた状態で、通常の超高圧焼結装置に装入し、通常の条件である圧力：５ＧＰａ、温度：１２００〜１５００℃の範囲内の所定温度に保持時間：３０分の条件で超高圧高温焼結し、ｃＢＮ焼結体Ａ〜Ｆを得る。そして、このｃＢＮ焼結体の上下面をダイヤモンド砥石を用いて研磨し、ワイヤー放電加工装置またはダイヤモンド切断機にて頂角８０度で頂角を挟む２辺が３ｍｍの二等辺三角形状に分割し、ｃＢＮ製切れ刃部を得る。そして、前述の超硬製インサート本体（Ａ−１〜Ａ−４）のろう付け部（コーナー部）に凹状のくぼみを設け、ここに、ろう材としてＰｄ：１〜２０ａｔ％、Ｓｉ：０．５〜１５ａｔ％、Ｎｉ：残りからなる組成を有するＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金を設置し、さらに前述のｃＢＮ製切れ刃部を設置する。そして、圧力１００ＭＰａをかけた状態で不活性ガス中にて高周波で接合部を局部加熱することにより表３に示すような組成と厚みの拡散層を有する接合部が形成される。なお、凹状のくぼみを設けることに代えて、コーナー部を切断して短冊状のｃＢＮブランクを接合することで上下切れ刃を同時に形成することもできる。
次に、所定寸法に外周加工し、ＩＳＯ規格の型番ＣＮＧＡ１２０４０８のインサート形状にした後に、切れ刃部に幅：０．１５ｍｍ、角度：２５°のホーニング加工を施し、さらに仕上げ研摩を施すことによりＩＳＯ規格の型番ＣＮＧＡ１２０４０８のインサート形状をもった本発明インサート１〜１０をそれぞれ製造した。
本発明インサートについて、接合部縦断面をＡＥＳ（オージェ電子分光法）による面分析で観察した。その結果を図２に示す。（ａ）は接合部全体を観察した写真である。明るく見えるのがＮｉ、中央が挿入合金、右側がｃＢＮ切れ刃の超硬合金部、左側がインサート本体である。ＮｉがｃＢＮ切れ刃の超硬合金部およびインサート本体に拡散しているのが確認できる。このＮｉが拡散している領域全体が、接合部に相当する。（ｂ）は（ａ）のインサート本体部を拡大して観察した写真である。明るく見えるのが、ブリッジ形成相で、黒く見えるのがＷＣ粒子である。（ｃ）は（ａ）のｃＢＮ切れ刃部の超硬合金部を拡大して観察した写真である。明るく見えるのが、Ｎｉの拡散層で、黒く見えるのがＷＣ粒子である。すなわち、本発明においては、接合部＝拡散層（ｃＢＮ切れ刃の超硬合金部側）＋挿入合金＋ブリッジ形成相（インサート本体側）ということを意味している。
【００３１】
比較のため、ろう材として、本発明インサートとは異なる組成のＮｉ−Ｐｄ−Ｓｉ合金をろう材として使用し、前述と同様の方法でｃＢＮンサートを作成し、表３に示される組成の拡散層を有する比較インサート１〜６を製造した。さらに、ろう材として、従前のＮｉ箔、Ｃｕ箔、Ａｇ箔を使用し、ＷＣ基超硬製インサート本体／Ｎｉ箔またはＣｕ箔またはＡｇ箔／ｃＢＮ製切れ刃部の順に整列させたｃＢＮンサートを作成し、表４に示される条件で熱処理し、表３に示される比較インサート７〜１０を製造した。
前記本発明インサート１〜１０、比較インサート１〜１０のそれぞれについて、曲げ試験を実施し、曲げ強さを測定するとともに、破断箇所を目視観察した。
その結果を表３に示す。
【００３２】
なお、曲げ試験は、ＪＩＳ・Ｒ１６０１で規定されるファインセラミックスの曲げ強さ試験方法に準じ、ＪＩＳより小さいサンプル形状より行った。
【００３３】
表３に示される結果から、本発明インサート１〜１０は、２ＧＰａ以上の曲げ強さを示し、かつ、破断は、ほとんどが接合部以外の箇所（超硬合金部材）で生じるすぐれた接合強度を有する複合材料であるのに対して、比較インサート１〜１０の曲げ強さは、本発明インサート１〜１０に比してはるかに劣るものであり、しかも、破断が接合部で生じていることから、これらのインサートの接合強度が十分であるとはいえないことは明らかである。
【００３４】
つぎに、本発明インサート１〜１０、比較インサート１〜１０のそれぞれについて、以下の切削条件で切削加工試験を行った。
《切削条件Ａ》
被削材−直径：１００ｍｍのＳＣＭ４１５（ＨＲｃ６０）の丸棒、
切削速度：１８０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：０．３ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：３分、
の条件での焼入れした合金鋼の乾式連続切削試験、
《切削条件Ｂ》
被削材−直径：１００ｍｍのＳＣＭ４１５（ＨＲｃ６０）の丸棒、
切削速度：１８０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：０．５ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：３分、
の条件での焼入れした合金鋼の乾式連続切削試験、
《切削条件Ｃ》
被削材−直径：１００ｍｍのＳＣＭ４１５（ＨＲｃ６０）の丸棒、
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：０．５ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／分、
切削時間：３分、
の条件での焼入れした合金鋼の乾式連続切削試験、
その結果を表３に示す。
【００３５】
【表１】
0005656076.tif 000002
【００３６】
【表２】
0005656076.tif 000003
【００３７】
【表３】
0005656076.tif 000004
【００３８】
【表４】
0005656076.tif 000005
表３に示した結果から、本発明インサートは、比較インサートに比べ、ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との接合強度が強く、耐久性にすぐれていることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
前述のように、本発明のｃＢＮインサートは、各種の鋼や鋳鉄などの通常の切削条件での切削加工は勿論のこと、特にダクタイル鋳鉄や焼結合金などのフェライト相が多く析出した被削材の高速連続切削加工及び断続切削加工であっても、ｃＢＮ製切れ刃部とＷＣ基超硬製インサート本体との接合強度がすぐれていることによって、長期に亘って安定した切削性能を発揮するものであるから、切削加工装置の高性能化、並びに切削加工の省力化および省エネ化、さらに低コスト化に十分満足に対応できるものである。
【図１】
0005656076.tif 000006
【図２】
0005656076.tif 000007