BR112016009492B1

BR112016009492B1 - ferramenta cortante revestida

Info

Publication number: BR112016009492B1
Application number: BR112016009492-1A
Authority: BR
Inventors: Kinya Takahashi; Hiroyuki Satoh
Original assignee: Tungaloy Corporation
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2020-12-01
Also published as: EP3067133A1; KR101713884B1; EP3067133B1; RU2016122446A; EP3067133A9; KR20160070833A; US20160263659A1; CA2929731C; CN105705281A; CN105705281B; JPWO2015068792A1; JP5994948B2; RU2643754C2; EP3067133A4; WO2015068792A1; US9993878B2; CA2929731A1

Abstract

FERRAMENTA CORTANTE REVESTIDA. A presente invenção refere-se a uma ferramenta cortante revestida com excelente resistência ao desgaste e resistência à fratura, e com uma vida útil mais longa do que a de produtos convencionais. A ferramenta cortante revestida da presente invenção compreende um substrato e uma camada de revestimento formada sobre a superfície do substrato. A camada de revestimento contém uma camada de óxido de alumínio do tipo (alfa). Um valor de esforço residual no plano (116) da camada de óxido de alumínio do tipo (alfa) é maior do que 0. Um valor de esforço residual no plano (012) da camada de óxido de alumínio do tipo (alfa) é menor do que 0.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a uma ferramenta cortante re vestida.

Técnica antecedente

[002] Já é conhecida uma ferramenta cortante com um substrato que compreende um carbureto cementado e uma camada de revestimento formada na superfície do substrato. A camada de revestimento compreende, por exemplo, pelo menos um tipo de composto selecionado do grupo que consiste em um carbureto, um nitreto, um carboni- treto, um cabóxido e um carboxinitreto de Ti. A camada de revestimento pode conter óxido de alumínio. A camada de revestimento pode ser uma camada única ou pode conter duas ou mais camadas. A camada de revestimento está formada na superfície do substrato pelo método de deposição de vapor químico. Uma espessura total da camada de revestimento é de 3 a 20 ^m. A ferramenta cortante revestida com essa camada de revestimento é usada para o processamento cortante de um aço, ferro fundido, etc.

[003] Em geral, um esforço de tensão permanece no filme formado na superfície do carbureto cementado baseado em carbureto de tungs- tênio. Quando o esforço de tensão permanece no filme, uma resistência à fratura da ferramenta cortante revestida diminui e a ferramenta cortante revestida é facilmente fraturada.

[004] Como uma técnica para liberar o esforço de tensão que per maneceu no filme, é conhecida uma técnica, na qual são geradas fissuras no filme por jato percussão (por exemplo, veja o Documento de Patente 1).

[005] É conhecida uma ferramenta cortante revestida, que com preende um substrato e um filme formado sobre o substrato, sendo que o filme contém um filme de TiCN com um esforço de tensão e um um filme AhO3dotipo a, com um esforço de compressão, e o filme de TiCN está localizado entre o substrato e o filme AI2O3 do tipo a (veja, por exemplo, o Documento de Patente 2).

DOCUMENTO DATÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTE

[006] Documento de Patente 1: JP Hei.5-116003A

[007] Documento de Patente 2: WO 2006/064724A

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO

[008] O processamento de corte em anos recentes é notavelmente em alta velocidade, de alta alimentação e corte em profundidade, de modo que vida da ferramenta tende a ser mais encurtada do que as convencionais.

[009] Na ferramenta descrita no Documento de Patente 1 acima mencionado, quando é liberado um esforço de tensão remanescente no filme, a resistência à fratura da ferramenta é aperfeiçoada, mas existe o problema de que a resistência ao desgaste da ferramenta é diminuída. Considera-se que a relação disso é que uma parte do filme é deslami- nada da fissura gerada no filme, como ponto de partida.

[0010] A ferramenta descrita no Documento de Patente 2 acima mencionado tem um esforço de compressão na parte inteira do filme Al2O3 do tipo a. Assim, a ferramenta descrita no Documento de Patente 2 acima mencionado envolve o problema de que a resistência ao de- gaste é baixa.

[0011] A presente invenção foi feita para solucionar esses proble mas e um objeto da mesma é aperfeiçoar a resistência ao desgaste e resistência à fratura de uma ferramenta cortante revestida, controlando a distribuição de esforço da ferramenta cortante revestida. Além disso, um objetivo da presente invenção é prolongar a vida útil da ferramenta.

MEIOS PARA SOLUCIOANR OS PROBLEMAS

[0012] Os presentes inventores estudaram a ferramenta cortante re vestida a partir dos pontos de vista acima mencionados e realizaram as seguintes invenções. De acordo com a presente invenção, a resistência ao desgaste e resistência à fratura da ferramenta podem ser aperfeiçoadas. Além disso, de acordo com a presente invenção, a vida útil da ferramenta pode ser prolongada.

[0013] O ponto essencial da presente invenção é o seguinte.

[0014] (1) Uma ferramenta cortante revestida, que compreende um substrato e uma camada de revestimento formada sobre uma superfície do substrato, em que

[0015] a camada de revestimento contém uma camada de óxido de alumínio do tipo a,

[0016] um valor de esforço residual da camada de óxido de alumínio do tipo a em um plano (116) é maior do que 0, e

[0017] um valor de esforço residual da camada de óxido de alumínio do tipo a a um plano (012) é menor do que 0.

[0018] (2) A ferramenta cortante revestida de (1), em que

[0019] se o valor de esforço residual da camada de óxido de alumí nio do tipo a em um plano (116) for A, então A é20<A<500 Mpa, e

[0020] se o valor de esforço residual da camada de óxido de alumí nio do tipo a em um plano (012) for B, então B é -800<B<-100 Mpa.

[0021] (3) A ferramenta cortante revestida de (1) ou (2), sendo que o valor do esforço residual é um valor medido por um método de sin2T.

[0022] (4) A ferramenta cortante revestida de qualquer um de (1) a (3), sendo que uma espessura média da camada de óxido de alumínio do tipo a é de 1 a 15 ^m.

[0023] (5) A ferramenta cortante revestida de qualquer um de (1) a (4), sendo que

[0024] a ferramenta compreende, ainda, uma camada de composto de Ti, contendo um composto de um elemento de Ti e pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em C, N, O e B, e

[0025] a camada de composto de Ti está formada entre o substrato e a camada de óxido de alumínio do tipo a

[0026] (6) A ferramenta cortante revestida de qualquer um de (1) a (5), sendo que

[0027] a camada de Ti contém uma camada de TiCN, e

[0028] a relação atômica de C, baseada em um total de C e N[C/(C+N)] contida na camada de TiCN é 0,7<C/(C+N)<0,9.

[0029] (7) A ferramenta cortante revestida de qualquer um de (1) a (6), sendo que

[0030] uma espessura média da camada de revestimento é 3 a 30 ^m, e

[0031] uma camada média da camada de composto de Ti é de 2 a 15 ^m.

[0032] (8) A ferramenta cortante revestida de qualquer um de (1) a (7), sendo que o substrato é um carbureto cementado, cimento, cerâmica ou um corpo cúbico sinterizado de nitreto de boro.

Ferramenta cortante revestida

[0033] A ferramenta cortante revestida da presente invenção com preende um substrato e uma camada de revestimento formada sobre a superfície do substrato. A ferramenta cortante revestida é, por exemplo, uma inserção para fresagem, uma inserção para processamento por torneamento, para perfuração ou fresas de topo.

Substrato

[0034] O substrato da presente invenção, é, por exemplo, um car bureto cementado, um cimento, um corpo cúbico sinterizado de nitreto de boro, um corpo sinterizado de diamante ou um aço de alta velocidade. Entre esses materiais, são preferidos um carbureto cementado, um cimento, um corpo cúbico sinterizado de nitreto de boro, uma vez que a resistência ao desgaste e a resistência à fratura são excelentes.

[0035] Opcionalmente, a superfície do substrato pode ser modifi cada. Quando o substrato é um carbureto cementado, por exemplo, pode ser formada uma camada livre de p sobre a superfície do substrato. Quando o substrato é um cimento, uma camada endurecida pode ser formada sobre a superfície do substrato.

Camada de revestimento

[0036] Uma espessura média da camada de revestimento da pre sente invenção é, de preferência, de 3 a 30 ^m. Se a espessura da camada de revestimento for menor do que 3 ^m, a resistência ao desgaste da camada de revestimento é diminuída em alguns casos. Se a espessura da camada de revestimento exceder 30 ^m, a aderência entre a camada de revestimento e o substrato, e a resistência à fratura da camada de revestimento são diminuídas em alguns casos. A espessura média da camada de revestimento é, ainda, de preferência, de 3 a 20 um.

Camada de óxido de alumínio do tipo a

[0037] A camada de revestimento da presente invenção contém uma camada de óxido de alumínio. A camada de óxido de alumínio pode ser uma camada ou uma pluralidade de camadas. Uma forma cristalina do óxido de alumínio é um tipo a.

[0038] O valor de esforço residual no plano (116) da camada de óxido de alumínio do tipo a da presente invenção é maior do que 0 (MPa). Isto é, o esforço residual no plano (116) da camada de óxido de alumínio do tipo a da presente invenção é um esforço de tensão.

[0039] O valor de esforço residual no plano (012) da camada de óxido de alumínio do tipo a da presente invenção é menor do que 0 (MPa). Isto é, o esforço residual no plano (012) da camada de óxido de alumínio do tipo a da presente invenção é um esforço de compressão.

[0040] Quando o esforço residual no plano (116) da camada de óxido de alumínio do tipo a é um esforço de tração e o esforço residual no plano (012) da camada de óxido de alumínio do tipo a também é um esforço de tração, podem ser geradas fissuras por ocasião do processamento de corte e a resistência à fratura da ferramenta cortante revestida é diminuída.

[0041] Quando o esforço residual no plano (012) da camada de óxido de alumínio do tipo a é um esforço de compressão e o esforço residual no plano (116) da camada de óxido de alumínio do tipo a também é um esforço de compressão, uma energia necessária para m processamento mecânico, tal como jateamento com granalha a seco, torna- se alta para a camada de revestimento. Quando a energia do processamento mecânico é alta, podem ser geradas fissuras na camada de revestimento. Quando as fissuras são geradas na camada de revestimento, uma parte da camada de revestimento e facilmente deslaminada pelo impacto por ocasião do processamento de corte. Portanto, propriedades inerentes da camada de revestimento não podem ser exibidas suficientemente, e a resistência ao desgaste da ferramenta cortante revestida é diminuída.

[0042] O esforço de compressão mencionado no presente significa um tipo de um esforço interno (esforço inerente) da camada de revestimento, e é um esforço exibido pelo valor numérico de "-" (menos). O esforço de compressão grande significa que o valor absoluto do esforço compressão é grande. O esforço de compressão pequeno significa que um valor absoluto do esforço de compressão é pequeno.

[0043] O esforço de tração mencionado no presente significa um tipo de um esforço interno (esforço inerente) da camada de revestimento, e é um esforço exibido pelo valor numérico de "+" (mais). Na presente declaração, quando for simplesmente mencionado como esforço residual, inclui tanto o esforço de compressão como o esforço de tração.

[0044] Quando o valor do esforço residual do plano (116) da ca mada de óxido de alumínio do tipo a da presente invenção é feito A, então A é, de preferência, 20<A<500 Mpa. Se o valor do esforço residual A no plano (116) da camada de óxido de alumínio do tipo a for menor do que 20 MPa, a resistência ao desgaste da camada de revestimento tende a ser diminuída. Se o valor do esforço residual A no plano (116) da camada de óxido de alumínio do tipo a exceder 500 Mpa, a resistênciaà fratura da camada de revestimento tende a ser diminuída.

[0045] Quando o valor do esforço residual do plano (012) da ca mada de óxido de alumínio do tipo a da presente invenção é B, então B é, de preferência, -800<A<-100 MPa. Se o valor do esforço residual B no plano (012) da camada de óxido de alumínio do tipo a for menor do que -800 MPa, fissuras ou deslaminação pode/m ser geradas na camada de revestimento, e a resistência ao desgaste da camada de revestimentoé diminuída. Se o valor do esforço residual B no plano (012) da camada de óxido de alumínio do tipo a exceder -100 Mpa, o efeito obtido por fornecer o esforço de compressão à camada de revestimento, torna-se pequeno, de modo que a resistência à fratura da camada de revestimento é diminuída.

[0046] Os valores de esforço residual (A e B) podem ser medidos pelo método de sin2T,usando um aparelho de medição de esforço de raios X. Valores de esforço residual em 10 pontos opcionais na camada de revestimento são medidos pelo método de sin2T, e é preferível obter um valor médio dos valores de esforço residuais nesses 10 pontos. Os 10 pontos opcionais na camada de revestimento, que são partes a serem medidas, estão selecionados, de preferência de tal modo que esses pontos estão separados por 0,1 mm ou mais um do outro.

[0047] Para medir o valor de esforço residual no plano (012) da ca mada de óxido de alumínio do tipo a, o plano (012) da camada de óxido de alumínio do tipo a é selecionado. Especificamente, uma amostra, na qual a camada de óxido de alumínio do tipo a foi formada é analisada por um difratômetro de raios X. E mudança no ângulo de difração do plano (012), quando o ângulo T formado pela linha normal do plano da amostra e a linha normal do plano da treliça foi mudado, é examinada.

[0048] Para medir o valor de esforço residual no plano (116) da ca mada de óxido de alumínio do tipo a, o plano (116) da camada de óxido de alumínio do tipo a é selecionado. Especificamente, uma amostra, na qual a camada de óxido de alumínio do tipo a foi formada é analisada por um difratômetro de raios X. E mudança no ângulo de difração do plano (116), quando o ângulo T formado pela linha normal do plano da amostra e a linha normal do plano da treliça foi mudado, é examinada.

[0049] Um ângulo incidente do raio X é diferente, dependendo da face do cristal da camada de óxido de alumínio do tipo a.

[0050] Considera-se que um valor de esforço residual B, medido por seleção do plano (012) da camada de óxido de alumínio do tipo a, mostra o esforço residual com relação ao lado da superfície da camada de óxido de alumínio do tipo a.

[0051] Considera-se que um valor de esforço residual A, medido por seleção do plano (116) da camada de óxido de alumínio do tipo a, mostra o esforço residual com relação ao interior da camada de óxido de alumínio do tipo a.

[0052] Uma espessura média da camada de óxido de alumínio do tipo a da presente invenção é, de preferência, de 1 a 15 ^m. Se a espessura média da camada de óxido de alumínio do tipo a for menor do que 1 ^m, resistência ao desgaste de cratera da face de corte é diminuída em alguns casos. Se a espessura média da camada de óxido de alumínio do tipo a exceder 15 ^m, pode ser gerada uma deslaminação na camada de revestimento, e a resistência à fratura da camada de revestimento é diminuída, em alguns casos.

Camada de composto de Ti

[0053] A camada de revestimento da presente invenção contém, de preferência, uma camada de composto de Ti. Se a camada de revestimento contiver a camada de composto de Ti, a resistência ao desgaste da camada de revestimento é aperfeiçoada. A camada de composto de Ti pode ser uma camada ou uma pluralidade de camadas.

[0054] A camada de composto de Ti da presente invenção pode es tar formada entre o substrato e o camada de óxido de alumínio do tipo a, ou pode estar formada no exterior da camada de óxido de alumínio do tipo a.

[0055] A camada de composto de Ti da presente invenção está for mada, de preferência sobre a superfície do substrato. Quando a camada de composto de Ti está formada sobre a superfície do substrato, a aderência entre o substrato e a camada de revestimento é aperfeiçoada.

[0056] A camada de composto de Ti da presente invenção pode es tar formada no lado mais externo da camada de revestimento. Quando a camada de composto de Ti está formada no lado mais externo da camada de revestimento, o canto usado da ferramenta cortante revestida pode ser facilmente identificado.

[0057] A camada de composto de Ti contém um composto de Ti. O composto de Ti contém Ti como elemento essencial e contém pelo menos um elemento selecionando do grupo que consiste em C, N, O e B. A camada de composto de Ti pode ainda conter pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al e Si. A camada de composto de Ti contém, por exemplo, pelo menos uma selecionada do grupo que consiste em uma camada de TiN, uma camada de TiCN, uma camada de TiC, uma camada de TiAlCNO, uma camada de TiAlCO, uma camada de TiCNO e uma camada de TiCO.

[0058] Uma espessura média da camada de composto de Ti da pre sente invenção é, de preferência, de 2 a 15 ^m. Se a espessura média da camada de composto de Ti for menor do que 2 ^m, a resistência ao desgaste da camada de revestimento tende a diminuir. Se a espessura média da camada do composto de Ti exceder 15 ^m, a resistência à fratura da camada de revestimento tende a diminuir.

[0059] A camada de composto de Ti da presente invenção contém, de preferência, uma camada de TiCN. Quando a camada de composto de Ti contém uma camada de TiCN, a resistência ao desgaste da camada de composto de Ti está aperfeiçoada. Uma relação atômica de C baseada no total de C e N [C/(C+N)] contidos na camada de TiCN é, de preferência, 0,7<C/(C+N)<0,9. Se o C/(C+N) for menor do que 0,7, a dureza da camada de revestimento é diminuída, com o que a resistência ao desgaste da camada de revestimento é diminuída, em alguns casos. Se o C/(C+N) exceder 0,9, a rigidez da camada de revestimento é diminuída, com o que a resistência a formar lascas da camada de revestimento é diminuída, em alguns casos.

[0060] A relação atômica de C baseada no total de C e N [C/(C+N)] contidos na camada de TiCN da presente invenção pode ser medido, por exemplo, por EPMA. Especificamente, as quantidades de C e N na camada de TiCN são quantificadas, em cada caso, por EPMA, sendo que o C/(C+N) pode ser calculado.

Método para formar a camada de revestimento

[0061] As respectivas camadas, que constituem a camada de re vestimento da ferramenta cortante revestida da presente invenção podem ser formadas, por exemplo, pelos seguintes métodos.

[0062] A camada de TiN pode ser formada, por exemplo, pelo mé todo da deposição de vapor química usando a composição do gás de partida, que compreende TiCl4: 1,0 a 5,0% em mol, N2: 20 a 60% em mol e H2: o restante, a uma temperatura de 850 a 920°C e uma pressão de 100 a 350 hPa.

[0063] A camada de TiCN pode ser formada, por exemplo, pelo mé todo da deposição de vapor química usando a composição de gás de partida que compreende TiCl4: 1,0 a 4,0 % em mol, C3H6: 1,0 a 4,0% em mol, N2: 10 a 50 % em mol e H2: o restante, a uma temperatura de 700 a 900°C e uma pressão de 50 a 100 hPa. De acordo com esse procedimento, pode ser formada uma camada de TiCN com C/(C+N)=0,7 a 0,9.

[0064] A camada de TiC pode ser formada pelo método da deposi ção de vapor química usando a composição de gás de partida que com-preende TiCl4: 1,0 a 3,0% em mol, CH4: 4,0 a 6,0 % em mol e H2: o restante, a uma temperatura de 990 a 1030°C e uma pressão de 50 a 100 hPa.

[0065] A camada de óxido de alumínio (AI2O3) do tipo a pode ser formada pelo método da deposição de vapor química usando a composição de gás de partida que compreende AlCl3: 1,0 a 5,0% em mol, CO2: 2,5 a 4,0% em mol, HCl: 2,0 a 3,0 % em mol, H2S: 0,28 a 0,45% em mol e H2: o restante, a uma temperatura de 900 a 1000°C e uma pressão de 60 a 80 hPa.

[0066] A camada de TiAlCNO pode ser formada pelo método da de posição de vapor química usando a composição de gás de partida que compreende TiCl4: 1,0 a 5,0 % em mol, AlCl3: 1,0 a 2,0 % em mol, CO: 0,4 a 1,0 % em mol, N2: 30 a 40 % em mol e H2: o restante, a uma temperatura de 975 a 1025°C e uma pressão de 90 a 110 hPa.

[0067] A camada de TiAlCO pode ser formada pelo método da de posição de vapor química usando a composição de gás de partida que compreende TiCl4: 0,5 a 1,5% em mol, AlCl3: 1,0 a 5,0 % em mol, CO: 2,0 a 4,0 % em mol e H2: o restante, a uma temperatura de 975 a 1025°C e uma pressão de 60 a 100 hPa.

[0068] A camada de TiCNO pode ser formada pelo método da de posição de vapor química usando a composição de gás de partida que compreende TiCl4: 1,0 a 5,0% em mol, CO: 0,4 a 1,0 % em mol, N2: 30 a 40 % em mol e H2: o restante, a uma temperatura de 975 a 1025°C e uma pressão de 90 a 110 hPa.

[0069] A camada de TiCO pode ser formada pelo método da depo sição de vapor química usando a composição de gás de partida que compreende TiCl4: 0,5 a 3,0% em mol, CO: 2,0 a 4,0 % em mol e H2: o restante, a uma temperatura de 975 a 1025°C e uma pressão de 60 a 100 hPa.

[0070] A ferramenta cortante revestida, na qual os esforços residua is da camada de revestimento foram controlados, pode ser obtida pelos seguintes métodos.

[0071] Depois de formar a camada de revestimento sobre o subs trato, materiais de projeção são projetados para a superfície da camada de revestimento usando jateamento com granalha a seco ou jato percussão. Um ângulo de projeção dos materiais de projeção é, de preferência 2 a 10°. Os materiais de projeção são, de preferência, nitreto de boro cúbico (cBN). Quando o jateamento com granalha a seco ou o tratamento por jato percussão é aplicado à face de corte, a face do flanco é submetida, de preferência, à ocultação, de modo que os materiais de projeção não atingem a mesma. Pelo contrário, quando o jateamento com granalha a seco ou o tratamento de jato percussão é aplicado à face do flanco, a face de corte é submetida, de preferência à ocultação. Um diâmetro de partícula médio dos materiais de projeção é, de preferência 100 a 150^m. Uma velocidade de projeção dos materiais de projeção é, de preferência, 85 a 150m/s.

[0072] As espessuras das respectivas camadas contidas na ca mada de revestimento podem ser medidas, por exemplo, usando um microscópio óptico, um microscópio eletrônico de scanning (SEM) ou um microscópio eletrônico de scanning do tipo emissão de campo (FE- SEM). Especificamente, a estrutura da seção transversal da ferramenta cortante revestida é observada usando um microscópio óptico, um microscópio eletrônico de scanning (SEM) ou um microscópio eletrônico de scanning do tipo emissão de campo (FE-SEM). Opcionalmente, as espessuras das respectivas camadas contidas na camada de revestimento são medidas, de preferência na posição próxima a 50 um em direção à face de corte da aresta cortante. As espessuras das respectivas camadas contidas na camada de revestimento são medidas, de preferência, em três ou mais partes, e um valor médio das espessuras nas três partes medidas.

[0073] As composições das respectivas camadas contidas na ca mada de revestimento podem ser medidas usando um espectrômetro de raios X dispersor de energia (EDS), um espectrômetro de raios X dispersor de comprimento de ondas (WDS) ou um microanalisador de amostra eletrônico (EPMA). Por exemplo, as composições das respectivas camadas podem ser medidas analisando a estrutura de seção transversal da ferramenta cortante revestida, usando esses aparelhos.

[0074] A composição da camada de TiCN pode ser medida usando um espectrômetro de raios X dispersor de energia (EDS), um espectrô- metro de raios X dispersor de comprimento de ondas (WDS) ou um mi- croanalisador de amostra eletrônico (EPMA). Por exemplo, a composição da camada de TiCN pode ser medida analisando a estrutura de seção transversal da ferramenta cortante revestida usando esses aparelhos.

EFEITOS DA INVENÇÃO

[0075] A ferramenta cortante revestida da presente invenção tem uma alta resistência ao desgaste e excelente resistência à fratura. Con-sequentemente, a ferramenta cortante revestida da presente invenção tem uma vida mais longa do que a de ferramentas convencionais.

EXEMPLOS

[0076] A seguir, a presente invenção é explicada por referência a exemplos, mas a presente invenção não está limitada pelos mesmos.

[0077] De acordo com o procedimento mencionado abaixo, foi pre parada uma ferramenta cortante revestida (uma amostra), com um substrato e uma camada de revestimento formada sobre a superfície do substrato. Uma superfície seccional da amostra foi observada por SEM na vizinhança de 50 um da aresta cortante da amostra preparada em direção à parte central da face de corte da amostra preparada. Uma espessura da camada de revestimento da ferramenta cortante revestida (a amostra) foi medida nas três partes e foi obtido um valor médio da espessura das três partes medidas.

[0078] O esforço residual da camada de óxido de alumínio do tipo a contido na camada de revestimento foi medido pelo método de sin2T usando um aparelho de medição de esforço por raios X. O esforço residual da camada de óxido de alumínio do tipo a foi medido nos dez pontos opcionais na camada de revestimento, e foi obtido um valor médio dos esforços residuais medidos.

[0079] Uma inserção cortante feita de um carbureto cemetado com um padrão de JIS formato CNMA120408, com uma composição de 93,6WC-6,0Co-0,4Cr3C2 (% em massa) foi usado como substrato. Após retificação interna redonda ter sido aplicada à parte de linha de aresta da lâmina cortante do substrato por uma escova de SiC, a superfície do substrato foi lavada.

[0080] Depois de lavar a superfície do substrato, o substrato foi transportado a um aparelho de deposição de vapor química do tipo aquecimento externo. No interior de um aparelho de deposição de vapor química do tipo aquecimento externo, uma camada de revestimento foi formada sobre a superfície do substrato. As condições de formação da camada de revestimento são mostradas na Tabela 1. A constituição e a espessura média da camada de revestimento são mostradas na Tabela 2. Tabela 1

Tabela 2

[0081] Com relação aos produtos presentes 1 a 14, depois da for-mação a camada de revestimento, o jateamento com granalha a seco foi aplicado à face de corte e à face de flanco, em cada caso, sob as condições mostradas na Tabela 3. Nesse momento, quando a face de corte estava para ser processada, a face de flanco foi ocultada, de modo que os materiais de projeção não incidem sobre a mesma. Quando a face do flanco estava para ser processada, a face de corte foi ocultada.

[0082] Com relação aos produtos comparativos 1 a 9, depois da formação da camada de revestimento, o jateamento com granalha a seco ou o jateamento com granalha a úmido foi aplicado sob as condições mostradas na Tabela 4. Com relação ao produto comparativo 10, não foi aplicado nem o jateamento com granalha a seco, nem o jateamento com granalha a úmido.Tabela3

Tabela 4

[0083] O esforço residual da camada de óxido de alumínio do tipo a foi medido pelo método de sin2T, usando um aparelho de medição de esforço por raios X. Os resultados medidos do esforço residual da ca-mada de óxido de alumínio do tipo a são mostrados na Tabela 5.Tabela 5

[0084] Uma relação atômica de C baseada no total de C e N [C/(C+N)] contido na camada de TiCN foi medida usando EPMA. Espe-cificamente, uma relação atômica na posição de 50 um da aresta de corte da ferramenta cortante revestida em direção à parte central da face de corte foi medida por EPMA.Tabela 6

[0085] Pelo uso das amostras obtidas (ferramentas), foram realizados o Teste de corte 1 e o Teste de corte 2. O Teste de corte 1 é um teste para avaliar a resistência ao desgaste da ferramenta. O teste de corte 2 é um teste para avaliar a resistência à fratura da ferramenta. Teste de corte 1

[0086] Material da peça a trabalhar: FCD600

[0087] Formato do material da peça a trabalhar: disco com 9

[0088] 180 mm x L20 mm (furo quadrado com 975 mm no centro do disco)

[0089] Velocidade do corte: 150 m/min

[0090] Alimentação: 0,35mm/rev

[0091] Profundidade do corte: 2,0 mm

[0092] Agente refrigerante: usado

[0093] No teste de corte 1, o material da peça a trabalhar foi cortado usando a amostra para medir a vida da amostra (ferramenta). Especifi-camente, foi medido o tempo de processamento até ser atingida uma largura de desgaste máxima da face de flanco de 0,3 mm.

Teste de corte 2

[0094] Material da peça a trabalhar: FC200

[0095] Formato do material da peça a trabalhar: disco com 9 180 mm x L20 mm, com duas ranhuras com uma largura de 15 mm (um furo com 965 mm no centro do disco)

[0096] Velocidade do corte: 400 m/min

[0097] Alimentação: 0,35mm/rev

[0098] Profundidade do corte: 2,0 mm

[0099] Agente refrigerante: usado

[00100] No teste de corte 2, o material da peça a trabalhar foi cortado usando a amostra para medir a vida da amostra (ferramenta). Especifi-camente, foi medido o número de impactos até a amostra ser fraturada ou a largura de desgaste máxima da face do flanco da amostra atingir 0,3 mm. O número de impactos significa um número de vezes nas quais a amostra e o material da peça a trabalhar foram postos em contato. Quando o número de impactos atingir 20000 vezes, o teste foi concluído. Foram preparados cinco espécimes para cada amostra. Com relação a cada amostra, o número de impactos foi medido cinco vezes. Foi calculado um valor médio do número de impactos, que foi medido cinco vezes. Tabela 7

[00101] Tal como mostrado na Tabela 7, resistência ao desgaste e resistência à fratura dos produtos presentes são aperfeiçoadas. Os pro-dutos presentes tiveram tempos de processamento mais longos até atin-gir a vida útil da ferramenta e tiveram mais números de impactos do que os dos produtos comparativos. Desses resultados, pode ser entendido que as vidas úteis dos produtos presentes são acentuadamente mais longas do que as dos produtos comparativos.

APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA

[00102] A ferramenta cortante revestida da presente invenção tem uma alta resistência ao desgaste e excelente resistência à fratura. A ferramenta cortante revestida da presente invenção tem vida útil mais longa do que a de ferramentas convencionais, de modo que ela tem uma alta aplicação na indústria.

Claims

1. Ferramenta cortante revestida que compreende um subs-trato e uma camada de revestimento formada sobre uma superfície do substrato, caracterizada pelo fato de que a camada de revestimento contém uma camada de óxido de alumínio do tipo a, em que o valor de esforço residual da camada de óxido de alumínio do tipo a no plano (116) é A, então A é 20<A<500 MPa, e o valor de esforço residual da camada de óxido de alumínio do tipo a no plano (012) é B, então B é -800<B<-100 MPa.

2. Ferramenta cortante revestida, de acordo com a reivindi-cação1, caracterizada pelo fato de que o valor de esforço residual é um valor medido por um método de sin2T.

3. Ferramenta cortante revestida, de acordo com a reivindi-cação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que uma espessura média da camada de óxido de alumínio do tipo a é de 1 a 15 ^m.

4. Ferramenta cortante revestida, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a ferra-menta ainda compreende uma camada de composto de Ti contendo um composto de um elemento de Ti e pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste em C, N, O e B, e a camada de composto de Ti é formada entre o substrato e a camada de óxido de alumínio do tipo a.

5. Ferramenta cortante revestida, de acordo com a reivindi-cação4, caracterizada pelo fato de que a camada de composto de Ti contém uma camada de TiCN, e uma relação atômica de C baseada em um total de C e N [C/(C+N)] contida na camada de TiCN é de 0,7<C/(C+N)<0,9.

6. Ferramenta cortante revestida, de acordo com a reivindi-cação 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que uma espessura média da camada de revestimento é de 3 a 30 ^m, e uma espessura média da camada de composto de Ti é de 2 a 15 ^m.

7. Ferramenta cortante revestida, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o subs-trato é um carbureto cementado, um cimento, uma cerâmica ou um corpo cúbico sinterizado de nitreto de boro.