分也可以結(jié)晶化。還有,在本實(shí)施方式中,除氮化硅系相和氮 化鈦相以外,均視為晶界相。另外,本發(fā)明中的所謂RE元素,是指釔(Y)和稀土類金屬。
[0028] 此外,對(duì)于本實(shí)施方式中的RE元素成分的含量而言,為了燒結(jié)體的致密化,相對(duì) 于燒結(jié)體全體,以RE2O3換算為0. 5~10質(zhì)量%的方式進(jìn)行添加。RE元素成分的含量?jī)?yōu)選 的范圍是1~8質(zhì)量%。為了燒結(jié)助劑的液相生成溫度的低溫化、燒結(jié)體的致密化和抑制因 耐氧化性的降低造成的耐磨損性的降低,本實(shí)施方式中的鋁成分的含量以Al2O3換算為0~ 15質(zhì)量%,特別優(yōu)選的范圍是3~10質(zhì)量%。RE元素成分是紀(jì)時(shí),紀(jì)和錯(cuò)分成作為玻璃相 存在于晶界的部分、構(gòu)成黃長(zhǎng)石相的部分、構(gòu)成YAG相的部分、構(gòu)成塞隆的部分而存在。另 外,氮化鈦?zhàn)鳛榉稚⑾喽鄬?duì)于燒結(jié)體全體以TiN換算存在10~45質(zhì)量%,特別是以10~ 30質(zhì)量%的比例存在,以提高燒結(jié)體的韌性。
[0029] 氮化硅系相雖然作為主結(jié)晶而存在,但具體來(lái)說(shuō),主要作為P-塞隆相存在,或作 為氮化硅相存在。還有,在本實(shí)施方式中,(6-塞隆相的Z值(表示存在于(6-塞隆相 內(nèi)的Al與0元素的量的值:以Si6ZA1Z0ZN表示塞隆相時(shí)的Z的值)在0. 01~0. 3的范圍 內(nèi)。由此,特別是在切削因科鎳合金718這樣的耐熱合金時(shí)能夠發(fā)揮優(yōu)異的工具壽命。此 外,P-氮化硅相的一部分也可以是a-氮化硅相,P-塞隆相的一部分也可以是a-塞隆 相。在本實(shí)施方式中,為了提高燒結(jié)體的強(qiáng)度,相對(duì)于氮化硅系相全體的a-氮化硅系相的 比例(a率)在〇~〇? 3的范圍內(nèi)。
[0030] 在此,根據(jù)本實(shí)施方式,在氮化硅系燒結(jié)體的X射線衍射測(cè)量中,使表面的氮化硅 系相的峰相對(duì)于全部峰的峰值強(qiáng)度比小于內(nèi)部的氮化硅系相的峰相對(duì)于全部峰的峰值強(qiáng) 度比。優(yōu)選表面的氮化硅系相的峰相對(duì)于全部峰的峰值強(qiáng)度比,相對(duì)于內(nèi)部的氮化硅系相 的峰相對(duì)于全部峰的峰值強(qiáng)度比的比率,在0.05~0.5的范圍內(nèi)。在此,所謂表面的全部 峰的峰值強(qiáng)度,是指基于在氮化硅系燒結(jié)體的表面測(cè)量的X射線衍射圖案檢測(cè)出的全部峰 的峰值強(qiáng)度的總和,所謂表面的氮化硅系相的峰的峰值強(qiáng)度,是指基于在表面測(cè)量到的X 射線衍射圖案而檢測(cè)出的氮化硅系相的全部峰的峰值強(qiáng)度的總和。內(nèi)部的全部峰的峰值強(qiáng) 度,是指基于在氮化硅系燒結(jié)體的內(nèi)部測(cè)量到的X射線衍射圖案而檢測(cè)出的全部峰的峰值 強(qiáng)度的總和,內(nèi)部的氮化硅系相的峰的峰值強(qiáng)度,是指基于在內(nèi)部測(cè)量的X射線衍射圖案 而檢測(cè)出的氮化硅系相的全部峰的峰值強(qiáng)度的總和。
[0031]另外,在本實(shí)施方式中,表面的黃長(zhǎng)石相的峰相對(duì)于全部峰的峰值強(qiáng)度比大于內(nèi) 部的黃長(zhǎng)石相的峰相對(duì)于全部峰的峰值強(qiáng)度比。優(yōu)選為,表面的黃長(zhǎng)石相的峰相對(duì)于全 部峰的峰值強(qiáng)度比,相對(duì)于內(nèi)部的黃長(zhǎng)石相的峰相對(duì)于全部峰的峰值強(qiáng)度比的比率,在 3. 0~6. 0的范圍內(nèi)。在此,所謂表面的黃長(zhǎng)石相的峰的峰值強(qiáng)度,是指基于在氮化硅系燒 結(jié)體的表面測(cè)量到的X射線衍射圖案而檢測(cè)出的黃長(zhǎng)石相的全部峰的峰值強(qiáng)度的總和。所 謂內(nèi)部的黃長(zhǎng)石相的峰的峰值強(qiáng)度,是指基于在氮化硅系燒結(jié)體的內(nèi)部測(cè)量到的X射線衍 射圖案而檢測(cè)出的黃長(zhǎng)石相的全部峰的峰值強(qiáng)度的總和。
[0032] 此外,表面的黃長(zhǎng)石相的(201)面的峰相對(duì)于全部黃長(zhǎng)石峰的峰值強(qiáng)度比大于內(nèi) 部的黃長(zhǎng)石相的(201)面的峰相對(duì)于全部黃長(zhǎng)石峰的峰值強(qiáng)度比。優(yōu)選為表面的黃長(zhǎng)石 相的(201)面的峰相對(duì)于全部黃長(zhǎng)石峰的峰值強(qiáng)度比,相對(duì)于內(nèi)部的黃長(zhǎng)石相的(201)面 的峰相對(duì)于全部黃長(zhǎng)石峰的峰值強(qiáng)度比的比率,在I. 1~2. 0的范圍內(nèi)。在此,所謂表面 的黃長(zhǎng)石相的(201)面的峰相對(duì)于全部黃長(zhǎng)石峰的峰值強(qiáng)度比,是上述表面的黃長(zhǎng)石相的 (201)面的峰的峰值強(qiáng)度,相對(duì)于作為黃長(zhǎng)石相的峰值強(qiáng)度的黃長(zhǎng)石相的峰的峰值強(qiáng)度的 總和的比率。所謂內(nèi)部的黃長(zhǎng)石相的(201)面的峰相對(duì)于全部黃長(zhǎng)石峰的峰值強(qiáng)度比,是 上述內(nèi)部的黃長(zhǎng)石相的(201)面的峰的峰值強(qiáng)度,相對(duì)于作為黃長(zhǎng)石相的峰值強(qiáng)度的黃長(zhǎng) 石相的峰的峰值強(qiáng)度的總和的比率。
[0033] 由此,即使氮化硅系燒結(jié)體的表面達(dá)到高溫時(shí),也能夠減小氮化硅系燒結(jié)體的強(qiáng) 度和硬度的降低。另外可知,在內(nèi)部,(201)面的峰以外的峰值強(qiáng)度高的情況下,常溫下的 燒結(jié)體的強(qiáng)度和韌性提高。其結(jié)果是,能夠抑制氮化硅系燒結(jié)體的突發(fā)缺損,使穩(wěn)定的切削 性能發(fā)揮。
[0034] 因此,在由上述氮化硅系燒結(jié)體構(gòu)成的切削工具中,像高速濕式粗切削加工條件 這樣,在設(shè)于燒結(jié)體的表面的切刃的溫度達(dá)到高溫,同時(shí)燒結(jié)體的內(nèi)部的溫度并非那么高 的切削條件下,可抑制切刃的月牙洼磨損、來(lái)自于崩刃和微小卷刃的異常磨損等工具損傷。 另外,燒結(jié)體的內(nèi)部的耐缺損性也提高。
[0035] 此外,氮化硅系燒結(jié)體中,作為晶界相含有YAG(3Y203 ? 5A1203)相,并且表面的YAG 相的(420)面的峰相對(duì)于全部峰的峰值強(qiáng)度比,相對(duì)于內(nèi)部的YAG相的峰相對(duì)于全部峰的 峰值強(qiáng)度比的比率為〇. 8~1. 1,特別是0. 85~0.97。由此,能夠提高燒結(jié)體在高溫下的 硬度,并且能夠減小表面與內(nèi)部的熱膨脹差,提高燒結(jié)體的耐缺損性。還有,在本實(shí)施方式 中,內(nèi)部的YAG相的(420)面的峰相對(duì)于全部峰的峰值強(qiáng)度比為0. 010~0. 0150。
[0036]另外,在本實(shí)施方式中,能夠使燒結(jié)體中含有周期表第6族元素硅化物。由此,能 夠抑制高溫強(qiáng)度的降低,并且能夠使燒結(jié)體的顏色黑色化。作為周期表第6族元素硅化物, 能夠例示硅化鉻、硅化鉬、硅化鎢,但是,從使用微細(xì)的氧化物原料而能夠在燒結(jié)體中作為 微細(xì)的粒子使之存在這樣的理由出發(fā),優(yōu)選使用硅化鎢。還有,該周期表第6族元素硅化物 粒子,在氮化硅系燒結(jié)體中作為分散相存在。
[0037] 此外,切削工具1中,在上述燒結(jié)體的表面也可以設(shè)置TiN、Al2O3和TiAlN等的硬 質(zhì)被覆層。
[0038] 接下來(lái),對(duì)于上述燒結(jié)體的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0039] 首先,作為原材料,例如準(zhǔn)備氮化硅(Si3N4)粉末、RE元素的氫氧化物(RE(OH)2)或 氧化物(RE2O3)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)和氮化鈦(TiN)。
[0040] 氮化硅原料可以使用a-氮化硅粉末、-氮化硅粉末或其混合物的任意一種。這 些氮化娃原料的平均粒徑為Iym以下,特別是優(yōu)選為0. 5ym以下。
[0041] 在本實(shí)施方式中,作為RE元素的原料,使用平均粒徑0. 5~5ym的氧化物粉末。 氮化鈦(TiN)使用平均粒徑0. 5~5ym的粉末。RE元素氧化物的添加量,以RE2O3換算為 0. 5~10體積%,優(yōu)選為1~8體積%。由此,燒結(jié)體的致密化得到促進(jìn)。氮化鋁的添加 量以AlN換算為0~10質(zhì)量%,特別是3~8質(zhì)量%。另外,氧化鋁的添加量以Al2O3換算 為0~10質(zhì)量%,特別是1~5質(zhì)量%。利用這些鋁化合物,能夠在低溫下使液相生成而 促進(jìn)燒結(jié)體的致密化,能夠提高燒結(jié)體的耐氧化性,提高耐磨損性。用于形成周期表第6族 元素硅化物的原料為周期表第6族元素的氧化物、碳化物、硅化物、氮化物等均可,但從廉 價(jià)并容易得到微粉末的角度出發(fā),優(yōu)選使用氧化物。氮化鋁、氧化鋁、周期表第6族元素的 氧化物、碳化物、硅化物、氮化物等原料使用平均粒徑為0. 5~5ym的粉末。
[0042] 另外,根據(jù)需要,也可以按0~10質(zhì)量%的范圍添加氧化鎂(MgO),按0~10質(zhì) 量%的范圍添加二氧化硅(Si02)。此外,為了形成周期表第6族元素硅化物,可以添加周期 表第6族元素的氧化物、碳化物、硅化物、氮化物等任意一種原料粉末。從廉價(jià)而容易得到 微粉末的角度出發(fā),優(yōu)選使用氧化物。這些原料使用平均粒徑為〇. 5~5ym的粉末。
[0043] 其次,在稱量出的這些原料的混合粉末中