BR102017014155A2

BR102017014155A2 - FERRAMENTA PARA CORTAR REVESTIDA COM CVD COM CAMADA DE k-AL2O3 TEXTURIZADA-{0 0 1}

Info

Publication number: BR102017014155A2
Application number: BR102017014155-1A
Authority: BR
Inventors: Lindahl Erik; Engqvist Jan
Original assignee: Sandvik Intellectual Property Ab
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2018-01-16
Also published as: EP3263739B1; CN107557755A; JP6457023B2; RU2669134C1; CN107557755B; JP2018039102A; EP3263739A1; KR20180003989A; US20180002817A1; BR102017014155B1; US10745810B2; KR101842835B1

Abstract

a presente invenção se refere a uma ferramenta para cortar revestida compreendendo um substrato e um revestimento em que o revestimento compreende pelo menos uma camada de k-al2o3 com uma espessura de 1 a 20 µm depositada por deposição de vapor químico (cvd), em que um scan ¿ a partir de -80° até 80° acima do reflexo de (0 0 6) da dita camada de k-al2o3 mostra o pico mais forte centralizado em torno de 0° e em que o fwhm do dito pico é <25°.

Description

(54) Título: FERRAMENTA PARA CORTAR REVESTIDA COM CVD COM CAMADA DE KAL2O3 TEXTURIZADA-{0 0 1} (51) Int. Cl.: B23B 27/14; C23C 16/40 (30) Prioridade Unionista: 01/07/2016 EP 16177598.6 (73) Titular(es): SANDVIK INTELLECTUAL PROPERTY AB (72) Inventor(es): ERIK LINDAHL; JAN ENGQVIST (74) Procurador(es): MMV AGENTES DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL LTDA.

(57) Resumo: A presente invenção se refere a uma ferramenta para cortar revestida compreendendo um substrato e um revestimento em que o revestimento compreende pelo menos uma camada de k-AI2O3 com uma espessura de 1 a 20 pm depositada por deposição de vapor químico (CVD), em que um scan õ a partir de -80° até 80° acima do reflexo de (0 0 6) da dita camada de k-AI2O3 mostra o pico mais forte centralizado em torno de 0° e em que o FWHM do dito pico é 25°.

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FERRAMENTA PARA CORTAR REVESTIDA COM CVD COM CAMADA DE k-A1₂O₃ TEXTURIZADA-{0 0 1}

CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção se refere a uma Ferramenta para cortar revestida com CVD compreendendo um substrato e um revestimento, em que o revestimento compreende pelo menos uma camada de K-AI2O3.

HISTÓRICO DA TÉCNICA [0002] No campo técnico de ferramentas de corte para usinagem de metais, o uso de revestimentos de CVD é um método bastante conhecido para aperfeiçoar a resistência ao desgaste da ferramenta. Os revestimentos de CVD dos materiais cerâmicos tais como TiN, TiC, TiCN e AI2O3 são usados comumente.

[0003] O conhecimento da resistência ao desgaste de revestimentos de AI2O3 tem aumentado ao longo dos anos e as propriedades de diferentes revestimentos de AI2O3 tem sido estudada em detalhes em diversas revelações.

[0004] Os revestimentos de K-AI2O3 são diferentes dos revestimentos de OÍ-AI2O3 na medida em que a estrutura de cristal difere. Os revestimentos de OÍ-AI2O3 são conhecidos por prover uma alta resistência contra o desgaste da cratera em corte de metal como por exemplo, aço de rolamento de esferas, enquanto os revestimentos de K-AI2O3 são conhecidos como tendo menos resultados em uma dita aplicação. Os revestimentos de K-AI2O3 são por outro lado conhecidos por realizar por exemplo em aço inoxidável.

[0005] EP0753602 Al revela uma ferramenta para cortar compreendendo um revestimento de K-AI2O3 com uma orientação de crescimento de cristal preferido na direção de <2 1 0>, cuja ferramenta exibe propriedades contra desgaste aumentadas na usinagem de aço de rolamento de esferas .

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OBJETO DA INVENÇÃO [0006] É um objeto da presente invenção prover uma ferramenta para cortar revestida que tem uma camada de K-AI2O3 que exibe propriedades aperfeiçoadas de corte em torneamento, máquinas de fresar e/ou de perfurar. É ainda um objeto adicional prover uma ferramenta de cortar com resistência contra desgaste de cratera aperfeiçoado em torneamento e fresagem de aço, aço de rolamento de esferas e aço de liga tal como aço inoxidável.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0007] Pelo menos um dos objetos acima mencionados é alcançado por uma ferramenta para cortar revestida de acordo com a reivindicação 1. As modalidades preferidas são reveladas nas reivindicações em anexo.

[0008] A presente invenção se refere a uma ferramenta para cortar revestida compreendendo um substrato e um revestimento, em que o revestimento compreende pelo menos uma camada de K-AI2O3 com uma espessura de 1 a 20 pm depositada por deposição de vapor químico (CVD), em que um scan χ a partir de -80° até 80° acima do reflexão de (0 0 6) da dita camada de K-AI2O3 mostra o pico mais forte centralizado em torno de 0° e em que o máximo da metade da largura total (FWHM) do dito pico é de <25°, preferencialmente <20°, mais preferencialmente <18°.

[0009] O substrato é composto de carboneto consolidado, cermet, cerâmica ou um material muito duro tal como cBN.

[0010] A camada de K-AI2O3 é tipicamente depositada por CVD térmico. Alternativamente outros processos de depositação de CVD podem ser usados. Isso é também o caso para quaisquer outras camadas do revestimento conforme revelado abaixo.

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3/17 [0011] O FWHM do dito pico é de <25°, preferencialmente <20°, mais preferencialmente <18°. 0 FWHM é a largura do pico na metade da sua altura máxima. Geralmente, quanto mais estreito for o pico, mais bem texturizada ou bem orientada será a camada.

[0012] A ferramenta para cortar revestida da presente invenção compreende uma camada nova e aperfeiçoada de K- AI2O3 onde a camada compreende uma alta fração de planos de {0 0 1} em paralelo com a superfície do substrato. A camada mostrou de maneira surpreendente prover resistência aperfeiçoada contra desgaste de cratera. Essa resistência ao desgaste é muito útil para ferramentas para cortar usadas por exemplo em operações de torneamento, tal como torneamento de aço.

[0013] Em uma modalidade da ferramenta para cortar revestida da presente invenção o pico mais forte a partir da camada de K-AI2O3 em um difratograma de raios X a partir de 15° até 140° é o reflexão de (0 0 2). O segundo pico mais forte pode ser a partir do reflexão de (0 0 4). O terceiro pico mais forte pode ser a partir do reflexão de (0 0 6). Uma textura alta de {0 0 1} da camada de κ- AI2O3 mostrou aumentar a resistência ao desgaste da camada de kAI2O3.

[0014] Em uma modalidade da presente invenção a espessura média da camada de K-AI2O3 é de 2 a 10 pm, preferencialmente de 3 a 7 pm.

[0015] Em uma modalidade da presente invenção o revestimento ainda compreende uma camada de OÍ-AI2O3. Dita camada de OÍ-AI2O3 pode estar situada entre dita K-AI2O3 layer and o substrato. The OÍ-AI2O3 layer is preferencialmente a layer with uma alta fração de {001} planes em paralelo com a superfíciedo substrato, mais preferencialmente a fração dos planos de {0 0 1} em paralelo com a superfície do

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4/17 substrato são dominantes. Uma textura de {0 0 1} na dita camada de OÍ-AI2O3 pode ser utilizada para formar uma forte textura de {0 0 1} em uma camada subsequente de K-AI2O3. Em uma modalidade, a dita camada de OÍ-AI2O3 exibe um scan χ a partir de -80° até 80° acima do reflexão de (0 0 12) da dita camada de OÍ-AI2O3 que mostra o pico mais forte centralizado em torno de 0° e em que o FWHM do dito pico é ^25°, preferencialmente ^20°, mais preferencialmente ^18°.

[0016] Em uma modalidade da presente invenção, a espessura da dita camada de OÍ-AI2O3 é de 0,5 a 2 pm, preferencialmente de 0,7 a 1 pm.

[0017] Em uma modalidade da presente invenção, o revestimento ainda compreende uma ou mais camadas de TiN, TiCN, TiC, TiCO, TiAlCO e TiCNO.

[0018] Em uma modalidade, uma camada de TiCN pode estar situada entre a dita camada de OÍ-AI2O3 e o substrato. A camada de TiCN é preferencialmente colunar. A camada de TiCN é preferencialmente uma camada com uma alta fração de planos de {2 1 1}, {3 1 1} e {1 1 1} em paralelo com a superfície do substrato, mais preferencialmente a fração de planos de {2 1 1}, {3 1 1} e {1 1 1} em paralelo com a superfície do substrato são dominantes, i.e. as intensidades da reflexão a partir desses planos são da mais alta intensidade em um difratograma de XRD. Essa textura na dita camada TiCN pode ser utilizada para formar uma textura forte de 0 0 1 em uma camada subsequente de OÍ-AI2O3.

[0019] Em uma modalidade da presente invenção, uma camada de um ou mais de TiN, TiC, TiCN, TiCO, TiAlCO, TiCNO está situado entre a dita camada de OÍ-AI2O3 e dita camada de K-AI2O3. Em uma modalidade a dita camada de aAI2O3 e a dita camada de K-AI2O3 estão separadas por uma camada de um ou mais de TiN, TiC, TiCN, TiCO, TiAlCO, TiCNO, preferencialmente TiN, TiC e/ou TiCN, mais preferencialmenPetição 870170045279, de 29/06/2017, pág. 8/57

5/17 te TiN. A camada que separa a dita camada de OÍ-AI2O3 e a dita camada de K-AI2O3 é preferencialmente texturizada de {1 1 1}. Em uma modalidade, a camada de K-AI2O3 da presente invenção está em contato direto com e cultivada diretamente em uma camada de TiN texturizada de {1 1 1}.

[0020] Em uma modalidade da presente invenção, a espessura da dita camada de um ou mais de TiN, TiC, TiCN, TiCO, TiCNO, TiAlCO situado entre a dita camada de α- AI2O3 e a dita camada de κ- AI2O3 é 0,5 pm, preferencialmente entre 0,02 pm e 0,5 pm, mais preferencialmente 0,4 pm ou 0,3 pm ou 0,2 pm. Esta camada deve ser depositada para cobrir o OÍ-AI2O3 porém pode ser muito fina.

[0021] Em uma modalidade da presente invenção o revestimento compreende camadas na seguinte ordem conforme visto a partir de uma superfície do substrato de TiN, TiCN, TiCNO, oí-A1₂O₃, TiN e K— A1₂O₃.

[0022] Em uma modalidade da presente invenção, o revestimento compreende uma camada externa de cor indicando desgaste, tal como TiN.

[0023] Ainda outros objetos e aspectos da presente invenção se tornarão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada considerada em conjunto com os desenhos anexos.

MÉTODOS

Exame de XRD [0024] A fim de investigar a textura da camada de κ- AI2O3 de difração de raios X (XRD) foi realizada na face do flanco utilizando um difratômetro Panalítico CubiX3 equipado com um detector de PIXcel. As ferramentas para cortar revestidas foram montadas nos suportes de amostra para garantir que a face do flanco das amostras fossem paralelos à superfície de referência do suporte da amostra e também que a face do flanco estivesse na altura adequada. A

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6/17 radiação de Cu-Κα foi usada para as medições, com uma voltagem de 45 kV e uma corrente de 4 0 mA. Uma fenda antidispersão da fenda de grau e de divergência de M de grau foram usados. A intensidade difratada a partir da ferramenta para corrar revestida foi medida na faixa de 15° até 140° de 2Θ, i.e. acima de um ângulo incidente de Θ na faixa de 7,5 até 70°.

[0025] Uma maneira comum de analisar a textura de uma película de policristalina é calcular os coeficientes de textura (TC) com base na fórmula de Harris e os cartões de PDF de intensidade padrão. A textura fora do plano para o alumínio de K-AI2O3 é portanto difícil determinar a partir do cálculo de coeficientes de textura pois a estrutura do cristal de K-AI2O3 tem uma baixa simetria e portanto, existem muitos picos de baixa intensidade no difratograma. Também existem muitos picos de sobreposição. Portanto, o pico da intensidade mais alta da camada de K-AI2O3 é selecionada aqui como uma medição da textura da camada. Os picos selecionados de XRD de K-AI2O3 que não tiveram pico sobreposto (ou muito limitado) no difratograma de XRD e são tanto fortes na camada de κ da invenção quanto são fortes em um poder orientado aleatoriamente de acordo com o cartão de PDF 00-52-0803 foram usados para avaliar a textura da camada de K-AI2O3 (picos de K-AI2O3: (0 0 2), (0 1 3), (1 2 2) , (0 0 4) e (0 0 6) ) .

[0026] Como a camada de K-AI2O3 foi uma película grossa finitamente as intensidades relativas de picos em ângulos de 2Θ diferentes são diferentes do que eles são para as amostras volumosas, devido às diferenças de extensão de percurso através da camada. Portanto, a correção da película fina foi aplicada às intensidades de pico, levando em consideração o coeficiente de absorção linear da camada. Como as camadas ainda possíveis acima por exemplo a camada

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Ί/1Ί de κ- AI2O3 irão afetar as intensidades de raios X que entram na camada de κ- AI2O3 e saem do revestimento inteiro, as correções precisam ser feitas para essas também, levando em conta o coeficiente de absorção linear para o respectivo composto em uma camada. Quaisquer camadas adicionais, tal como TiN, acima de uma camada de alumínio podem ser removidas por um método que não influencie substancialmente os resultados de medição de XRD, e.g. decapagem química.

Figura de poste e scan χ [0027] As camadas texturizadas de K-AI2O3 foram analizadas por XRD em um difratrometro panalitico de MRD com um cavalete de Euler. O difratrometro foi acionado em foco de ponto e foi equipado com uma lente primária policapilar e uma fenda transversal. A fenda transversal foi configurada para 2x2 mm. A óptica lateral difratada foi um colimador de placa paralela com 0,18° e um monocromador de grafite plano. Um detector de ponto foi usado.

[0028] A figura de poste foi extraída a partir do plano de (0 0 6) e medida no lado de liberação em uma inserção de CNMG1208-PM. O tamanho da etapa em φ foi de 5° e o tamanho da etapa de χ foi de 5°. O tempo/etapa de medição foi de 1,5 segundos. A faixa de scan foi de 0 a 360° em φ e de -0 até 80 em χ.

[0029] A fim de avaliar a distribuição da intensidade como uma função de χ foi realizado um scan no eixo geométrico de χ. A medição foi realizada simétrica em torno de χ = 0° com uma faixa de scan de 70°, um tamanho da etapa de 2,5° e um tempo/etapa de 10 segundos.

[0030] O FWHM do pico no scan χ é uma medida de alinhamento de planos {h k 1} em paralelo com a superfície. i.e um único cristal terá uma ampliação igual à resolução do instrumento e um material orientado aleatoriamente nao mostrará qualquer pico no scan χ. O scan χ pode ser

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8/17 considerado como um corte na direção de χ na figura de poste (0 0 6) .

[0031] A figura de poste e a análise do scan χ da camada de OÍ-AI2O3 foi feita da maneira correspondente no plano de OÍ-AI2O3 (0 0 12) .

[0032] Também no caso da figura de poste e scan χ a correção da película fina precisa ser aplicada às intensidades, levando em conta o coeficiente de absorção linear da camada. Como a camada tem espessura finita, a extensão do percurso do feixe de raio X na amostra irá variar como uma função do ângulo χ.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

	[0033]	Figura 1. Θ	a 2Θ de difratograma de XRD
a partir	da Amostra	B. Nenhuma	correção aplicada nas inten-
sidades.	[0034]	Figura 2. Θ	a 2Θ de difratograma de XRD
a partir	da Amostra	A. Nenhuma	correção aplicada nas inten-
sidades.	[0035]	Figura 3. Θ	a 2Θ de difratograma de XRD
a partir	da Amostra	C. Nenhuma	correção aplicada nas inten-
sidades.	[0036]	Figura 4. Scan χ a partir do plano (0 0

6) da camada de K-AI2O3 da Amostra B. Fina correção de película é aplicada nas intensidades.

[0037] Figura 5. Scan χ a partir do plano de (0 0 6) da camada de K-AI2O3 da Amostra C. Fina correção de película é aplicada nas intensidades.

[0038] Figura 6. Figura do poste (0 0 6) da Amostra B em que -80° < χ < 80° e 0° í $ í 360°.

[0039] Figura 7. Scan χ a partir do plano (0 0 12) da camada de OÍ-AI2O3 da Amostra B. Observe que nenhuma corresção é aplicada nas intensidades.

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EXEMPLOS [0040] As modalidades da presente invenção serão reveladas com mais detalhes com relação aos seguintes exemplos. Os exemplos devem ser considerados como ilustrativos e não limitativos das modalidades. Nos seguintes exemplos, as ferramentas para cortar revestidas (inserções) foram manufaturadas, analisadas e avaliadas em testes de corte.

Exemplo 1 - Preparação da Amostra [0041] Três tipos de revestimentos foram depositados em um reator de CVD do tipo Ligação de ion radial 530 com tamanho capaz de acondicionar 10.000 inserções de corte com meia polegada de tamanhos. Os três tipos de amostras são chamadas de Amostra A (invenção), Amostra B (invenção) e Amostra C (referência). As amostras foram inserções com a geometria do tipo ISO CNMG 120408-PM.

[0042] Os parâmetros de processo com relação à camada interna são idênticos em todos os três revestimentos. A camada interna inclui TiN (aproximadamente 0,4 pm) , MT-TiCN (aproximadamente 8 pm) e camada de ligação (aproximadamente 0,7 pm).

[0043] As inserções foram primeiro revestidas com uma camada fina de TiN de aproximadamente 0,4 pm depois com uma camada de TiCN com aproximadamente 8 pm (interna TiCN + externa TiCN) empregando a técnica bastante conhecida de MTCVD usando TiCl₄, CH₃CN, N₂, HC1 e H₂ a 885 °C. Os detallhes da deposição de TiN e de TiCN são mostrados na Tabela 1.

Tabela 1. Parâmetros de Processo TiN e MT-TiCN

MT CVD de TiN e TiCN (885°C):	Pressão [mbar]	L [% de vol]	] [% de vol]	HC1 [% de vol]	TiCl₄ [% de vol]	CH₃CN [% de vol]
TiN	400	Equi- líbrio	48.8	—	2.4	—
Interno TiCN	55	Equilí-	37.6	-	2.9	0.5

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		brio
Externo TiCN	55	Equilí- brio	7.8	7.8	2.4	0.6

[0044] O tempo de deposição para interno TiCN e externo TiCN foi de 10 e 240 minutos, respectivamente. Sobre a camada de TiCN de MTCVD uma camada aglutinante de 0,7 pm foi depositada a 1000°C por um processo que consiste de quatro etapas de reação separadas. Primeiro, uma etapa de TiCN de HTCVD usando TiCl₄, CH₄, N₂, HC1 e H₂ em 400 mbar, depois uma segunda etapa (TiCNO-1) usando TiCl₄, CH₃CN, CO, HC1, N₂ e H₂ em 70 mbar, depois uma terceira etapa (TiCNO-2) usando TiCl₄, CH₃CN, CO, N₂ e H₂ em 70 mbar e finalmente uma quarta etapa (TiN) usando TiCl₄, N₂ e H₂ em 70 mbar. Durante a terceira e quarta etapa de depositação alguns gases foram mudados continuamente conforme indicado por um primeiro nível de iniciação e um segundo nível de parada apresentado na Tabela 2.

Tabela 2. Camada Aglutinante

Camada aglu- lu- tinante (1000 °C)	Pres- são [mbar]	h₂ [% de vol]	N₂ [% de vol]	CH₄ [% de vol]	HC1 [% de vol]	co [% de vol]	TiCl₄[% de vol]	ch₃cn [% de vol]	co₂ [% de vol]
HTCVD- TiCN	400	Equi- líbrio	25.5	3.4	1.7	—	1.5	—	—
TiCNO-1	70	Equi- líbrio	12	—	1.2	1.2	1.5	0.4	—
TiCNO-2	70	Equi- líbrio	31.5 30.6			1.6 4.6	3.15 3.06	0.66 0.62
TiN	70	Equi- líbrio	32.2	—	—	—	3.2	—	—

Amostra A [0045] Sobre a dita camada interna, uma estrutura da camada de alumínio texturizado {0 0 1}-oí, TiN e alumínio texturizado {0 0 1}-k foram depositados subsequentemente de acordo com o seguinte:

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11/17 [0046] Inicialmente a camada aglutinante (a camada interna) foi oxidada por 4 minutos em uma mistura de CO2, CO, N2 e H2. Os detalhes da deposição de oxidação da camada aglutinante são mostrados na Tabela 3.

Tabela 3. Oxidação

	Pressão [mbar]	H₂[% de vol]	N₂[% de vol]	C0[% de vol]	C0₂[% de vol]
Oxidação	55	Equilíbrio	30	12.5	3.7

[0047] Sobre a camada aglutinante oxidada uma camada de OÍ-AI2O3 foi então depositada, vide Tabela 4. A camada de OÍ-AI2O3 foi depositada a 1000°C e 55 mbar em duas etapas. A primeira etapa usando 1,2 % de vol de AICI3, 4,7 % de vol de CO2, 1,8 % de vol de HC1 e H2 de equilíbrio fornecendo cerca de 0,1 pm de OÍ-AI2O3 e uma segunda etapa usando 1,2 % de AICI3, 4,7 % de CO2, 2,9 % de HC1, 0,58 % de H2S e H2 de equilíbrio fornecendo uma espessura de camada total de OÍ-AI2O3 de cerca de 1 pm.

Tabela 4. Deposição da camada de OÍ-AI2O3

OÍ-A12O3 (1000°C)	Pressão [mbar]	H₂ [% de vol]	HC1 [% de vol]	C0₂ [% de vol]	H₂S [% de vol]	A1C1₃[% de vol]
AI2O3-I	55	Equilí- brio	1.8	4.7	—	1.2
AI2O3-2	55	Equilí- brio	2.9	4.7	0.6	1.2

[004 8] Sobre a camada de OÍ-AI2O3 uma fina camada de TiN de aproximadamente 0,1 pm foi depositada, vide Tabela 5. Isto foi feito em 55 mbar e 1000°C usando 1,4% de TÍCI4, 41,1% de N₂ e H₂ de equilíbrio.

Tabela 5. Deposição da camada de TiN

Camada TiN (1000°C)	de	Pressão [mbar]	H₂[% vol]	de	N₂[% de vol]	TiCl₄[% vol]	de
Camada TiN	de	55	equilíbrio	41.1	1.4

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12/17 [004 9] Sobre a fina camada de TiN, uma camada de K- AI2O3 foi depositada, vide Tabela 6. A camada de kAI2O3 foi depositada a 1000°C e em 55 mbar em duas camadas. A primeira etapa usando 1,2 % de vol de AICI3, 4,7 % de vol de CO2, 1,8 % de vol de HCI e H2 de equilíbrio fornecendo cerca de 0,1 pm de K-AI2O3 e uma segunda etapa usando 1,2 % de AICI3, 4,7 % de CO2, 2,9 % de HCI, 0,58 % de H₂S e H₂ de equilíbrio fornecendo uma espessura total da camada de kAI2O3 de cerca de 4 pm.

Tabela 6. Deposição da camada de κ- AI2O3 na

Amostra A.

K-A12O3 (1000°C) :	Pressão [mbar]	h₂ [% de vol]	HCI [% de vol]	C0₂ [% de vol]	h₂s [% de vol]	AICI3 [% de vol]
AI2O3-I	55	Equilí- brio	1.8	4.7	—	1.2
AI2O3-2	55	Equilí- brio	2.9	4.7	0.6	1.2

Amostra B [0050] Amostra A e Amostra B diferem nos parâmetros de processo para a deposição da camada de κ- AI2O3. Todos os outros parâmetros de processo foram idênticos. Para a Amostra B a camada de K-AI2O3 foi depositada a 1000°C e 55 mbar em duas camadas. A primeira etapa usando 2,3 % de vol de AICI3, 4,6 % de vol de CO2, 1,7 % de vol de HCI e H2 de equilíbrio fornecendo cerca de 0,1 pm de K-AI2O3 e uma segunda etapa usando 2,2 % de AICI3, 4,4 % de CO2, 5,5 % de HCI, 0,33 % de H₂S e H₂ de equilíbrio fornecendo uma espessura total da camada de K-AI2O3 de cerca de 4 pm. Os parâmetros de processo são fornecidos na Tabela 7.

Tabela 7. Deposição da camada de κ- AI2O3 na

Amostra B.

K-A12O3 (1000°C) :

Pressão [mbar]

h₂ [% de vol]

HCI [% de vol]

C0₂ [% de vol]

h₂s [% de vol]

AICI3 [% de vol]

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A12O3-1	55	Equilí- brio	1.7	4.6	—	2.3
A12O3-2	55	Equilí- brio	5.5	4.4	0.3	2.2

Amostra C [0051] Uma camada de K-AI2O3 de aproximadamente 5pm foi depositada diretamente sobre a camada aglutinante (a camada interna) usando os parâmetros de processo fornecidos na Tabela 7.

[0052] As espessuras das camadas foram analizadas em um microscópio óptico de luz estudando uma seção transversal de cada revestimento com ampliação de 1000 vezes. As espessuras das camadas estão apresentadas na Tabela

8.

Tabela 8. As espessuras das camadas

	Estrutura da camada interna	Estrutura da camada de AI2O3
TiN	TiCN	Aglutinação	OÍ-AI2O3	TiN	K- A12O3
Amostra A	9.1 pm	5.4 pm
0.4 pm	8.0 pm	0.7 pm	1.2 pm	0.1 pm	4.1 pm
Amostra B	9.7 pm	4.8 pm
0.4 pm	8.6 pm	0.7 pm	1.0 pm	0.1 pm	3.7 pm
Amostra C	9.7 pm	4.5 pm
0.4 pm	8.6 pm	0.7 pm	—	—	4.5 pm

Exemplo 2 - Exame de XRD [0053] As intensidades do pico em um difratograma de XRD foi fornecido de acordo com o método descrito acima. A correção da fina película foi aplicada às intensidades .

[0054] Os difratogramas (nenhuma correção aplicada) a partir da Amostra A e Amostra B são mostradas

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14/17 na Figura 2 e Fig. 1, respectivamente. Os picos que originam dos planos de {0 0 1} mostram uma intensidade forte em 2Θ = 19.85°, 40.33° e 62.24° para os planos (0 0 2), (0 0 4) e (0 0 6) respectivamente. Comparado com o cartão de PDF de ICDD N° 00-052-0803 supõe-se que esses picos tenham 11% 8% e 7% de intensidade para os planos (002), (0 0 4) e (0 0 6) respectivamente. O pico mais forte de acordo com o cartão de PDF 00-052-0803 é o plano (1 1 2) que é dificilmente observável na Fig. 1. O segundo pico mais forte no cartão de PDF 00-052-0803 é o (013) que pode ser observa-

do como um pico fraco	na	Fig. 1 e na Fig.	2 .	Então, fica
claro que as camadas	de	K-AI2O3 da Amostra	A	e Amostra B
mostram uma textura forte	com os planos {0 0	1}	em paralelo
com a superfície. [0055] Um	difratograma a partir	da	Amostra C é

mostrado na Figura 3. O pico que origina de K-AI2O3 com a intensidade mais forte para a Amostra C é o pico (1 2 2).

[0056] A Tabela 9 lista os volumes de 2Θ para os picos de K-AI2O3 que foram usados para determinar a textura da camada de κ- AI2O3 da Amostra A, B e C e a tabela 10 lista as intensidades corrigidas desses picos.

Tabela 9: valores de 2Θ de picos de K-AI2O3

h k 1	2Θ (°)
0 0 2	19.85°
0 13	31.89°
12 2	34.81°
0 0 4	40.34°
0 0 6	62.30°

Tabela 10. Intensidades de Picos a partir do difratograma de XRD de κ- AI2O3, normalisados de modo que o pico mais alto está definido até 100 em intensidade.

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Pico (h k 1)	Amostra A	Amostra B	Amostra C
(0 0 2)	100.0	100.0	1.1
(0 1 3)	38.6	13.9	21.2
(1 2 2)	5.3	3.9	100.0
(0 0 4)	93.7	97.4	Não visível
(0 0 6)	51.7	52.8	não visível

Exemplo 3 - Figura de poste e exame de scan χ [0057] As amostras B e Amostra C foram avaliadas usando figuras de poste {0 0 6} e de scan χ com o método conforme revelado acima. A figura de poste da Amostra B mostrou um pico centralizado em torno de χ = 0°, vide a Figura 6. Nenhum dito pico perto de χ = 0° foi encontrado na Figura de poste da Amostra C de referência.

[0058] No scan χ do plano de K-AI2O3 (0 0 6) da Amostra B um único pico acentuado é observado que indica uma forte textura de {0 0 1} e um alto alinhamento dos planos de {0 0 1} em paralelo com a superfície do substrato. O scan χ da Amostra B é mostrada na Figura 4. Um pico é centralizado em torno de χ = 0° com um FWHM de cerca de 16.5°.

[0059] Um scan χ a partir do plano de K-AI2O3 (0 0 6) na Amostra C de referência é mostrada na Figura 5. Conforme pode ser observado no pico acentuado é observado centralizado em torno de χ = 0° ao invés de dois máximos locais em grosseiramente χ = ±20° é mostrado.

[0060] No scan χ do plano de OÍ-AI2O3 (0 0 12) da Amostra B um único pico é observado em torno de χ = 0° que indica uma forte textura de {0 0 1} e um alto alinhamento dos planos {0 0 1} em paralelo com a superfície do substrato. O scan χ da Amostra B é mostrada na Figura 7. Um pico é centralizado em torno de χ = 0° com um FWHM de cerca de 17°.

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Exemplo 4 - Teste de Desgaste de Cratera [0061] A ferramenta para cortar revestida,

i.e. Amostras A, B e C foram testadas em torneamento longitudinal em aço de rolamento de esferas (Ovako 825B) usando os seguintes dados de corte;

Velocidade de corte v_c: 220 m/min

Alimentação de corte, f: 0,3 mm/revolução

Profundidade de corte, a_p: 2 mm

Estilo de Inserção: CNMG120408-PM

Fluido de funcionamento de metal misturável com água foi usado.

Uma borda de corte por ferramenta de corte foi avaliada.

[0062] Ao analisar o desgaste de cratera, a área de substrato exposto foi medido, usando um microscópio óptico de luz. Quando uma área de superfície do substrato exposto exceder 0,2 mm² de vida útil da ferramenta foi considerado como tendo sido alcançado. O desgaste de cada ferramenta de corte foi avaliada após 2 minutos de corte no microscópio óptico de luz. O processo de corte foi então continuado com uma medição após cada 2 minutos de execução, até que o critério de vida da ferramenta foi alcançado. Quando o tamanho da área de cratera excedeu 0,2 mm² do tempo até que o critério de vida da ferramenta foi alcançado foi estimado com base em uma taxa de desgaste constante assumido entre as duas últimas medições. Além do desgaste da cratera, o desgaste do flanco foi observado também, porém não influenciou neste teste a vida da ferramenta. Os resultados médios de dois testes paralelos estão mostrados na Tabela 11.

Tabela 11. Resistência ao desgaste da cratera

Amostra

Amostra A

Amostra B

Amostra C

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Vida	31	34	22
útil(min)

[0063] Embora a invenção tenha sido descrita com relação às modalidades exemplificativas acima, deve ser entendido que a invenção não está limitada às modalidades exemplificativas reveladas; pelo contrário, é pretendido abranqer diversas modificações e arranjos equivalentes dentro das reivindicações anexas.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Ferramenta para cortar revestida compreendendo um substrato e um revestimento, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende pelo menos uma camada de K-AI2O3 com uma espessura de 1 a 20 pm depositada por deposição de vapor químico (CVD) , em que um scan χ a partir de -80° até 80° acima do reflexo de (0 0 6) da camada de K-AI2O3 mostra o pico mais forte centralizado em torno de 0° e em que o FWHM do pico é <25°, preferencialmente <20°, mais preferencialmente <18°.
2. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pico mais forte a partir da camada de K-AI2O3 em um difratograma de raios X a partir de 15° até 140° é o reflexo de (002).
3. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o segundo pico mais forte a partir da camada de K-AI2O3 em um difratograma de raios X a partir de 15° até 140° é o reflexo de (0 0 4).
4. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o terceiro pico mais forte a partir da camada de K-AI2O3 em um difratograma de raios X a partir de 15° até 140° é o reflexo de (0 0 6).
5. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a espessura média da camada de K-AI2O3 é de 2 a 10 pm.
6. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende adicionalmente uma camada de OÍ-AI2O3.

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7. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita camada de OÍ-AI2O3 está situada entre a camada de kAI2O3 e o substrato.
8. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a espessura da camada de aA1₂O₃ é de 0,5 a 2 pm ou de 0,7 a 1 pm.
9. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende adicionalmente uma ou mais camadas de TiN, TiCN, TiC, TiCO, TiAlCO e TiCNO.
10. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a camada de um ou mais de TiN, TiC, TiCN, TiCO, TiCNO, TiAlCO está situada entre a camada de oí-A1₂O₃ e a camada de k-A1₂O₃ .
11. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a espessura da camada de um ou mais de TiN, TiC, TiCN, TiCO, TiCNO, TiAlCO é < 0,5 pm.
12. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende camadas na seguinte ordem conforme visto a partir da superfície do substrato TiN, TiCN, TiCNO, OÍ-AI2O3, TiN e kAI2O3.
13. Ferramenta para cortar revestida, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende uma camada de cor externa que indica desgaste.

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Posição (°2θ)

Intensidade (Contagens)