CN101138900B - 被覆切削工具和用于制造该被覆切削工具的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种被覆切削工具，所述被覆切削工具具有优异的耐磨性和优异的耐削蚀性以及优异的抗断裂性，使得所述被覆切削工具不太可能因磨损或削蚀而导致工具刃边位置向后移动；并且提供一种用于制造该被覆切削工具的方法。一种被覆切削工具，其包含表面涂敷有涂膜的基材，其中所述涂膜包含至少一层由TiCN柱状晶体膜组成的层，其中在与所述基材的表面平行的方向上测量时，所述TiCN柱状晶体膜具有0.05至0.5μm的平均晶粒尺寸，并且在使用CuKα辐射测量时，所述TiCN柱状晶体膜显示出具有衍射角2θ在121.5至122.6°的范围内的峰的X-射线衍射图，其中所述峰归属于所述TiCN柱状晶体的(422)晶体小面。

Description

被覆切削工具和用于制造该被覆切削工具的方法
技术领域
本发明涉及一种包含表面涂敷有涂膜的基材的被覆切削工具。更具体而言，本发明涉及一种被覆切削工具，所述被覆切削工具包含表面涂敷有具有特殊结构的TiCN柱状晶体膜的基材，并且有利地用于切削延性铸铁、碳钢等。
背景技术
被覆切削工具广泛用于切削，其包含由表面涂敷有TiCN柱状晶体膜的硬质材料组成的基材，所述TiCN柱状晶体膜是使用包含CH3CN的原料气体，在中等温度，如在700至900℃的范围内的温度，由化学气相沉积(CVD)法沉积的，其中用氧化铝膜涂敷TiCN柱状晶体膜。
作为现有技术的被覆切削工具，存在由碳化钨基硬质合金制成的这样一种表面被覆切削工具，该碳化钨基硬质合金涂敷有由氮化钛组成的第一层、由碳氮化钛组成的第二层、由碳氧化钛组成的第三层和由氧化铝组成的第四层(参见，例如专利文件1)。然而，因为由碳化钨基硬质合金制成的表面被覆切削工具涂敷有碳氮化钛膜，而该碳氮化钛膜是使用包含CH3CN的原料气体，通过中等温度CVD法沉积的，所以在碳氮化钛膜中含有的碳相对于碳和氮之和的原子比{C/(C+N)}低达0.5至0.6。因此，存在的问题在于碳氮化钛涂膜具有低硬度，因此没有表现出令人满意的耐磨性。
作为另一种现有技术的被覆切削工具，存在使用包含CH3CN和CH4的原料气体而涂敷有TiCN膜的被覆切削工具(参见，例如专利文件2)。然而，当用于沉积的反应在等于或低于900℃的温度下进行时，只有CH3CN反应，而CH4几乎没有经历化学反应。因此，得到的TiCN膜不具有大于0.6的C/(C+N)比率，因此TiCN膜具有低硬度，并且没有表现出令人满意的耐磨性。另一方面，当反应在高于900℃的温度下进行时，得到的TiCN涂膜由粗晶粒组成，因此韧性低，从而导致抗断裂性差的问题。
[专利文件1]日本未审查专利公布平07-328808
[专利文件2]日本未审查专利公布平06-158324
发明内容
本发明所要解决的问题
近年来，在机械加工领域中，对具有高质量、特别是具有提高的机械加工尺寸的精度的机械加工产品的需求日益增加。此外，被切削材料的硬度增加，或者它们逐年变得难以切削，并且当通过常规的切削工具切削这些材料时，由于切口表面(relief surface)部分的磨损或削蚀(chipping)，可能发生工具刃边位置向后移动，从而导致的缺点在于在短的机械加工时间内，被切削材料的机械加工尺寸落在指定的范围以外。在机械加工现场中，为了将被切削材料的机械加工尺寸的精度保持在指定的范围内，工具刃边位置被频繁地纠正，从而降低机械加工效率。因此，机械加工现场需要更加不太可能导致工具刃边位置向后移动的切削工具。因此，本发明的一个目的是提供一种这样的被覆切削工具，它具有优异的耐磨性和优异的耐削蚀性以及优异的抗断裂性，使得该被覆切削工具不太可能因磨损或削蚀而导致工具刃边位置向后移动；并且提供一种用于制造该被覆切削工具的方法。
解决问题的手段
以开发不太可能因工具刃边的磨损或削蚀而导致工具刃边位置向后移动的被覆切削工具的目的，本发明人进行了广泛和深入的研究。结果，发现当使用包含有机氰化合物如CH3CN，具有2至20个碳原子的链烃(从而排除CH4)如C2H4、C2H6、C3H6或C3H8，四氯化钛和氢气的原料气体，通过在700至900℃下的中等温度CVD法在基材表面上沉积出TiCN柱状晶体膜沉积时，与不使用排除CH4的链烃沉积的常规得到的TiCN膜相比，得到的TiCN柱状晶体膜的硬度增加，而强度没有降低。通过本发明获得的被覆切削工具具有优异的耐磨性和优异的耐削蚀性以及优异的抗断裂性。因此，由磨损或削蚀引起的工具刃边位置的向后移动得到抑制，从而可以保持机械加工尺寸的精度并且减少因尺寸变化而纠正工具刃边位置的操作。
本发明的被覆切削工具包含表面涂敷有涂膜的基材，其中所述涂膜包含至少一层由TiCN柱状晶体膜组成的层。具体而言，在本发明中，将TiCN柱状晶体膜直接形成于基材上，或者籍着形成于基材上的最里面的膜而形成。在与基材表面平行的方向上所测量时，所述TiCN柱状晶体膜具有0.05至0.5μm的平均晶粒尺寸，并且使用CuKα辐射所测量时，所述TiCN柱状晶体膜显示出具有衍射角2θ在121.5至122.6°的范围内的峰的X-射线衍射图，其中该峰归属于TiCN柱状晶体的(422)晶体小面。
本发明的被覆切削工具的具体实例包括切削片(cutting chip)、立铣刀、钻头和铰刀。用于本发明的被覆切削工具的基材是常规上用作被覆切削工具中的基材的材料，并且具体实例包括硬质合金、陶瓷金属、陶瓷和立方晶系氮化硼的烧结材料。由于耐磨性和抗断裂性，硬质合金更优选作为本发明的被覆切削工具中的基材。
包含本发明中的TiCN柱状晶体膜的涂膜由选自下列的至少一个成员组成：属于周期表的IVB族(Ti、Zr、Hf)、VB族(V、Nb、Ta)或VIB族(Cr、Mo、W)或Al的元素的碳化物、氮化物和氧化物；以及它们彼此的固溶体。具体实例包括TiC、TiN、TiCN、TiCO、TiCNO、TiAlCO、TiAlCNO和Al2O3。优选整个涂膜具有7至25μm的平均厚度。当整个涂膜具有小于7μm的平均厚度时，耐磨性变差。另一方面，当整个涂膜具有大于25μm的平均厚度时，抗断裂性变差。
在本发明中的TiCN柱状晶体膜中含有的碳相对于碳和氮之和的原子比{C/(C+N)}高于常规TiCN膜的原子比，并且本发明中的TiCN柱状晶体膜的晶格常数大于常规TiCN膜的晶格常数。由于这种原因，与常规TiCN膜的峰的X射线衍射角2θ相比，本发明中的TiCN柱状晶体膜的峰的X-射线衍射角2θ向低角度侧移动。当本发明中的TiCN柱状晶体膜经过使用CuKα辐射的X射线衍射时，所述TiCN柱状晶体膜显示出具有衍射角2θ在121.5至122.6°的范围内的峰的X-射线衍射图，其中该峰归属于TiCN柱状晶体的(422)晶体小面。当归属于所述膜的(422)晶体小面的峰的衍射角2θ小于121.5°时，该TiCN膜具有高的硬度使得膜的强度降低。另一方面，当衍射角2θ大于122.6°时，该TiCN膜具有低的硬度使得膜的耐磨性降低。TiCN柱状晶体膜具有0.05至0.5μm的平均晶粒尺寸，所述平均晶粒尺寸是在平行于基材表面的方向上测量的。当平均晶粒尺寸小于0.05μm时，TiCN柱状晶体极细，因此可能遭到断裂。另一方面，当平均晶粒尺寸大于0.5μm时，TiCN柱状晶体膜的抗断裂性降低。可以通过在扫描电子显微镜或透射电子显微镜下观察涂膜的横截面，测量TiCN柱状晶体膜在与基材表面平行的方向上的平均晶粒尺寸。具体而言，通过下列方法可以容易地测量TiCN柱状晶体膜的晶粒尺寸：其中将表面涂敷有涂膜的硬质合金基材在温度为1,100至1,200℃的真空或氢气气氛中进行1至90分钟的热处理，以使硬质合金基材的金属结合相(metallic bonding phase)扩散通过TiCN柱状晶体涂膜的晶界，然后在SEM下观察涂膜的镜面抛光的横截面。
在本发明中，因为TiCN柱状晶体膜的抗断裂性得到提高，优选的是，归属于TiCN柱状晶体膜的(422)晶体小面的峰的半宽度值在0.40至0.60°的范围内。当归属于膜的(422)晶体小面的峰的半宽度值等于或大于0.40°时，其平均晶粒尺寸细小，并且其抗断裂性得到提高。当归属于膜的(422)晶体小面的峰的半宽度值大于0.60°时，其平均晶粒尺寸太细小，因此TiCN柱状晶体可能遭到断裂。因此，归属于TiCN柱状晶体膜的(422)晶体小面的峰的半宽度值优选在0.40至0.60°的范围内。可以在下列测量条件下测量归属于膜的(422)晶体小面的峰的半宽度值。
特征X射线：CuKα辐射；
单色器：Ni；
发散狭缝：1/2°；
散射狭缝：2/3°；
接受狭峰：0.15mm；
取样间隔：0.01°
在本发明中，因为TiCN柱状晶体膜的韧性得到提高，从而提高耐削蚀性，因此，优选的是，TiCN柱状晶体膜显示出在归属于(422)晶体小面的峰处具有最高强度的X-射线衍射图。在本发明中，优选的是，TiCN柱状晶体膜具有0.70至0.90的C/(C+N)比率。当C/(C+N)比率等于或大于0.70时，耐磨性得到提高，并且当该比率大于0.90时，抗断裂性趋向于降低。
可以使用包含具有2至20个碳原子的链烃(从而排除CH4)、有机氰化合物、四氯化钛和氢气的原料气体，在700至900℃的沉积温度下沉积本发明中的TiCN柱状晶体膜。具体而言，可以提到这些沉积条件：沉积温度为700至900℃，压力为5至10kPa，并且原料气体包含1.0至4.0摩尔％的具有2至20个碳原子的链烃、0.1至0.5摩尔％的CH3CN、1.0至4.0摩尔％的TiCl4以及余量的H2。有机氰化合物对于TiCN柱状晶体膜既是碳源又是氮源，而具有2至20个碳原子的链烃对于TiCN柱状晶体膜是碳源。具有2至20个碳原子的链烃的具体实例包括具有链结构的饱和烃，如C2H6和C3H8以及具有链结构的不饱和烃，如C2H4和C3H6。从链烃中排除具有1个碳原子的CH4的原因在于CH4具有高的分解温度使得在沉积温度为700至900℃的中等温度CVD法中，它不可能是碳源。当链烃的碳原子数在2至20的范围内时，可以将链烃在气态条件下与常规CVD法中的其它原料气体一起引入到反应室中。这是因为具有2至20个碳原子的链烃的沸点没有那么高。所述链烃的碳原子优选为2至6，并且更优选为2至3个。有机氰化合物的具体实例包括CH3CN(乙腈)、CH3CH2CN(丙腈)和C6H5CN(苄腈)。
在本发明中，优选的是，通过沉积温度为700至900℃的中等温度CVD法形成TiCN柱状晶体膜。其原因如下。当沉积温度低于700℃时，用于形成TiCN的化学反应不太可能继续，使得沉积时间延长，从而降低膜的生产率。另一方面，当沉积温度高于900℃时，TiCN柱状晶体膜的在与基材平行的方向上的平均晶粒尺寸变粗大，从而使膜的抗断裂性劣化。
可以通过用于制造被覆切削工具的方法制造本发明的被覆切削工具，所述方法包括下列步骤：使基材的温度升高至沉积温度；使用包含具有2至20个碳原子的链烃、有机氰化合物、四氯化钛和氢气的原料气体，通过温度在700至900℃的范围内的CVD法在基材上沉积TiCN柱状晶体膜；和使涂敷有涂膜的基材冷却。
在本发明中，优选的是，TiCN柱状晶体膜具有5至20μm的平均厚度。当膜的平均厚度小于5μm时，在切口表面的耐磨性差。另一方面，当平均厚度大于20μm时，工具刃边可能遭到断裂。更优选的是，TiCN柱状晶体膜具有7至15μm的平均厚度。
因为氧化铝具有优异的抗氧化性，所以优选具有包含至少一层氧化铝膜的外膜。优选将本发明的TiCN柱状晶体膜直接形成于基材上或者形成于在基材上形成的最里面的TiN膜上。本发明中的氧化铝膜优选具有1.5至10μm的平均厚度，更优选具有3至8μm的平均厚度。当氧化铝膜的平均厚度小于1.5μm时，切削工具在切削面具有不令人满意的耐火口磨损性(crater wear resistance)。另一方面，当平均厚度大于10μm时，工具刃边可能遭到断裂。因为α-氧化铝在高温下比其它晶体结构的氧化铝更稳定，所以优选氧化铝膜具有α型晶体结构。当在特别是对碳钢或合金钢的高速切削中工具刃边处于高温时，α-氧化铝膜不太可能导致断裂或削蚀。
本发明的效果
本发明的被覆切削工具具有优异的耐磨性和优异的耐削蚀性以及优异的抗断裂性。当使用本发明的被覆切削工具时，由磨损或削蚀所引起的刃边位置的向后移动得到有利的抑制，从而可以保持被切削材料的机械加工尺寸的精度，并且减少纠正工具刃边位置的操作。
实施例1
作为基材，制造由具有在JIS中规定的CNMG120412形式并且具有下列组成的硬质合金制成的切削片：91.5重量％WC-0.5重量％TiC-1.8重量％TaC-0.2重量％NbC-6.0重量％Co。通过SiC刷将基材的切削刃边部分进行圆(round)的珩磨，然后洗涤基材表面。然后，将得到的基材放置在具有外部加热系统的CVD室中，并且使用表1或2中所示的纯度等于或大于99.5体积％的高纯度气体，在表1或2中所示的沉积条件下在基材表面上沉积涂膜，使得涂膜由各自具有表3中所示的平均厚度的膜结构组成。表1显示了内膜的沉积条件，而表2显示了包括中间膜的外膜的沉积条件，并且在发明样品1至6中，使用具有2或3个碳原子的链烃作为原料气体。
Figure G2007101497420D00091
对于获得的发明样品1至6和比较样品1至6，使用CuKα辐射进行X射线衍射分析以测量归属于TiCN柱状晶体膜的(422)晶体小面的峰的衍射角2θ、该峰的半宽度值和在X-射线衍射图中TiCN柱状晶体膜具有最高强度的峰的晶面。接着，将在垂直于基材表面的方向上被切削的涂膜的横截面进行镜面抛光，并且通过EPMA定量测定TiCN柱状晶体膜的C含量和N含量，并且计算TiCN膜的C/(C+N)比率。此外，将得到的样品在1,200℃的真空中进行10分钟的热处理以使硬质合金基材的金属结合相扩散通过TiCN柱状晶体涂膜中的晶界，然后在SEM下检查正剖面的镜面抛光表面，拍摄显微照片。在TiCN柱状晶体膜的中间部分的显微照片上，画出与硬质合金基材的界面平行的一条线，并且在具有任意长度的线上测量在TiCN柱状晶体膜中的晶界的数量，并且计算膜的平均晶粒尺寸。结果示于表4中。
Figure G2007101497420D00111
对于发明样品1至6和比较样品1至6的切削片中的每一个，使用外径为180mm，内径为60mm并且厚度为20mm的环形盘状FCD700(硬度：HB240)作为被切削材料，在下面显示的条件下进行切削试验。
切削试验
切削速度：Vc＝250m/分钟
切削深度：ap＝2mm
进刀：f＝0.35mm/转
冷却剂：使用的水溶性切削液
切削方式：每一个环形盘状材料连续进行两个刃面中的各个刃面的一次走刀的切削。
切削性能：使用直至被切削材料具有比从切削开始的第4至第6个材料的平均厚度大0.05mm的厚度时所切削的环形盘状材料的数量作为切削片的切削性能。
对于发明样品1至6和比较样品1至6的每一个，在切削试验之后的被切削材料的数量和切削片的损坏示于表5中。
表5
  样品编号   被切削材料的数量   损坏
 发明样品1   102   正常的磨损
 发明样品2   115   正常的磨损
 发明样品3   170   正常的磨损
 发明样品4   180   正常的磨损
 发明样品5   143   正常的磨损
 发明样品6   145   正常的磨损
 比较样品1   35   削蚀
 比较样品2   45   削蚀
 比较样品3   36   断裂
 比较样品4   61   正常的磨损
 比较样品5   44   正常的磨损
 比较样品6   17   断裂
从表5中可以看出，与比较样品1至6相比，发明样品1至6各自都具有优异的耐磨性、优异的耐削蚀性和优异的抗断裂性，因此不太可能导致工具刃边位置向后移动，并且显示出被切削材料的数量大。

Claims (9)

1.一种被覆切削工具，其包含表面涂敷有包含至少一层的涂膜的基材，所述涂膜包含至少一层由TiCN柱状晶体膜组成的层，
其中在与所述基材的表面平行的方向上测量时，所述TiCN柱状晶体膜具有0.05至0.5μm的平均晶粒尺寸，并且在使用CuKα辐射测量时，所述TiCN柱状晶体膜显示出具有衍射角2θ在121.5至122.6°的范围内的峰的X-射线衍射图，其中所述峰归属于所述TiCN柱状晶体的(422)晶体小面，
其中在所述TiCN柱状晶体膜中含有的碳相对于碳和氮之和的原子比{C/(C+N)}为0.70至0.90。
2.根据权利要求1所述的被覆切削工具，其中归属于所述TiCN柱状晶体膜的(422)晶体小面的所述峰的半宽度值为0.40至0.60°。
3.根据权利要求1所述的被覆切削工具，其中所述TiCN柱状晶体膜显示出在归属于(422)晶体小面的所述峰处具有最高强度的X-射线衍射图。
4.根据权利要求1所述的被覆切削工具，其中所述TiCN柱状晶体膜是使用包含具有2至20个碳原子的链烃、有机氰化合物、四氯化钛和氢气的原料气体，通过温度在700至900℃的范围内的CVD法沉积的涂膜，其中沉积温度为700至900℃，压力为5至10kPa，并且原料气体包含1.0至4.0摩尔％的具有2至20个碳原子的链烃、0.1至0.5摩尔％的CH3CN、1.0至4.0摩尔％的TiCl4以及余量的H2。
5.根据权利要求1所述的被覆切削工具，其中所述涂膜具有7至25μm的平均厚度。
6.根据权利要求1所述的被覆切削工具，其中所述涂膜包含内膜和外膜，其中所述内膜包含至少一层由平均厚度为5至20μm的TiCN柱状晶体膜组成的层，并且所述外膜包含至少一层由平均厚度为1.5至10μm的氧化铝膜组成的层。
7.根据权利要求6所述的被覆切削工具，其中所述氧化铝膜是α-氧化铝膜。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的被覆切削工具，其中所述基材是硬质合金基材。
9.一种用于制造根据权利要求1所述的被覆切削工具的方法，所述方法包括使用包含具有2至20个碳原子的链烃、有机氰化合物、四氯化钛和氢气的原料气体，通过温度在700至900℃的范围内的CVD法沉积TiCN柱状晶体膜，其中沉积温度为700至900℃，压力为5至10kPa，并且原料气体包含1.0至4.0摩尔％的具有2至20个碳原子的链烃、0.1至0.5摩尔％的CH3CN、1.0至4.0摩尔％的TiCl4以及余量的H2。
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008022758A1 (de) 2007-05-09 2008-12-18 Michael Bader Mittels Verbundguss hergestellte Umform- und Trennwerkzeuge
CN102612417A (zh) * 2009-11-06 2012-07-25 株式会社图格莱 被覆工具
KR101106328B1 (ko) * 2010-01-26 2012-01-18 에스비리모티브 주식회사 이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법
KR101094014B1 (ko) * 2010-01-26 2011-12-15 에스비리모티브 주식회사 이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법
JP5729777B2 (ja) 2010-09-07 2015-06-03 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具
KR101417542B1 (ko) * 2011-03-31 2014-07-08 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 표면 피복 절삭 공구 및 그 제조 방법
JP5472529B2 (ja) 2011-03-31 2014-04-16 日立ツール株式会社 硬質皮膜被覆部材及びそれを具備する刃先交換式回転工具
EP2703102B1 (en) * 2011-04-21 2018-06-27 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool
US8741428B2 (en) 2011-04-21 2014-06-03 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool and manufacturing method thereof
EP2604720A1 (en) * 2011-12-14 2013-06-19 Sandvik Intellectual Property Ab Coated cutting tool and method of manufacturing the same
JP5838805B2 (ja) * 2011-12-28 2016-01-06 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
EP2839907B1 (en) * 2012-04-19 2018-10-03 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool
KR102056206B1 (ko) * 2012-10-01 2019-12-16 미츠비시 히타치 쓰루 가부시키가이샤 경질 피막 피복 공구 및 그 제조 방법
US9371580B2 (en) 2013-03-21 2016-06-21 Kennametal Inc. Coated body wherein the coating scheme includes a coating layer of TiAl2O3 and method of making the same
US9181620B2 (en) 2013-03-21 2015-11-10 Kennametal Inc. Coatings for cutting tools
DE112014001562B4 (de) 2013-03-21 2019-08-08 Kennametal Inc. Beschichtungen für Schneidwerkzeuge
US9956667B2 (en) 2013-06-14 2018-05-01 Sandvik Intellectual Property Ab Coated cutting tool
JP5994948B2 (ja) * 2013-11-08 2016-09-21 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
CN104099580A (zh) * 2014-05-28 2014-10-15 厦门金鹭特种合金有限公司 一种具有增强耐磨性和韧性的纳米柱状晶的刀具涂层
EP3000913B1 (en) 2014-09-26 2020-07-29 Walter Ag Coated cutting tool insert with MT-CVD TiCN on TiAI(C,N)
US9719175B2 (en) 2014-09-30 2017-08-01 Kennametal Inc. Multilayer structured coatings for cutting tools
US9650714B2 (en) 2014-12-08 2017-05-16 Kennametal Inc. Nanocomposite refractory coatings and applications thereof
US9650712B2 (en) 2014-12-08 2017-05-16 Kennametal Inc. Inter-anchored multilayer refractory coatings
RU2704949C2 (ru) * 2014-12-19 2019-10-31 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Режущий инструмент с хогф-покрытием
DE112016003954B4 (de) * 2015-08-29 2023-11-16 Kyocera Corporation Beschichtetes Werkzeug
JP6229911B1 (ja) * 2016-10-19 2017-11-15 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
JP6210346B1 (ja) * 2016-11-02 2017-10-11 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
CN106637130A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 东莞市吉和金属制品有限公司 一种硬质合金刀片及其制备方法
RU2760426C2 (ru) * 2017-04-07 2021-11-25 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Снабженный покрытием режущий инструмент
JP6756987B2 (ja) 2017-08-24 2020-09-16 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
JP6727553B2 (ja) * 2017-09-14 2020-07-22 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
JP6519936B1 (ja) * 2018-03-16 2019-05-29 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具及びその製造方法
JP6519935B1 (ja) * 2018-03-16 2019-05-29 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具及びその製造方法
KR20220012855A (ko) * 2019-05-27 2022-02-04 에이비 산드빅 코로만트 피복 절삭 공구
EP3976850A1 (en) * 2019-05-27 2022-04-06 AB Sandvik Coromant A coated cutting tool
US11492691B2 (en) * 2019-07-25 2022-11-08 The Boeing Company Case hardened titanium parts and method for making the same
CN115478258A (zh) * 2021-05-31 2022-12-16 中国石油天然气集团有限公司 一种316l不锈钢表面的碳氮化钛涂层及其制备方法
CN115478259A (zh) * 2021-05-31 2022-12-16 中国石油天然气集团有限公司 一种含Cr低合金钢表面的碳氮化钛纳米涂层及其制备方法
CN116162918B (zh) * 2023-04-26 2023-07-14 赣州澳克泰工具技术有限公司 一种高硬度高韧性的刀具涂层及制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1256183A (zh) * 1998-12-09 2000-06-14 塞科机床公司 用于加工铸铁的改进的硬质合金体

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2982476B2 (ja) 1992-02-07 1999-11-22 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層の密着性にすぐれた表面被覆切削工具
JP3109306B2 (ja) * 1992-11-25 2000-11-13 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層の耐摩耗性が向上した表面被覆サーメット製切削工具
JP3109305B2 (ja) 1992-11-25 2000-11-13 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層の耐摩耗性が向上した表面被覆サーメット製切削工具
JP3278785B2 (ja) * 1993-08-27 2002-04-30 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具の製造法
JP2927181B2 (ja) 1994-05-31 1999-07-28 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具
US5920760A (en) * 1994-05-31 1999-07-06 Mitsubishi Materials Corporation Coated hard alloy blade member
DE69521410T2 (de) * 1994-10-04 2001-10-04 Sumitomo Electric Industries Beschichtete hartlegierung
JPH08132130A (ja) * 1994-11-10 1996-05-28 Mitsubishi Materials Corp 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆サーメット製引抜ダイス
JPH08155724A (ja) 1994-11-30 1996-06-18 Mitsubishi Materials Corp 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製スリッタ丸刃
SE9504304D0 (sv) * 1995-11-30 1995-11-30 Sandvik Ab Coated milling insert
CN1203637A (zh) * 1995-11-30 1998-12-30 桑德维克公司 带有涂层的车刀及其制备方法
SE510778C2 (sv) * 1996-07-11 1999-06-21 Sandvik Ab Belagt skär för finfräsning av grått gjutjärn
WO1999052662A1 (fr) * 1998-04-14 1999-10-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Outil de coupe en carbure fritte traite en surface
US6146697A (en) * 1999-03-02 2000-11-14 Kennametal Inc. MT CVD process
JP4593852B2 (ja) * 1999-06-21 2010-12-08 住友電工ハードメタル株式会社 被覆硬質合金
JP4437353B2 (ja) * 2000-03-30 2010-03-24 株式会社タンガロイ 被覆切削工具およびその製造方法
SE527349C2 (sv) * 2003-04-24 2006-02-14 Seco Tools Ab Skär med beläggning av skikt av MTCVD-Ti (C,N) med styrd kornstorlek och morfologi och metod för att belägga skäret
JP4351521B2 (ja) * 2003-11-27 2009-10-28 京セラ株式会社 表面被覆切削工具
WO2005099945A1 (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. 表面被覆切削工具
EP1806193B1 (en) * 2004-10-29 2013-05-08 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool
US7597970B2 (en) * 2005-03-22 2009-10-06 Kyocera Corporation Surface coated member and cutting tool
DE102005049393B4 (de) * 2005-10-15 2019-08-08 Kennametal Widia Produktions Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Substratkörpers, Substratkörper mit einer Beschichtung und Verwendung des beschichteten Substratkörpers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1256183A (zh) * 1998-12-09 2000-06-14 塞科机床公司 用于加工铸铁的改进的硬质合金体

Also Published As

Publication number Publication date
CN101138900A (zh) 2008-03-12
US8323738B2 (en) 2012-12-04
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US7906230B2 (en) 2011-03-15
EP1897970B1 (en) 2013-06-05

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