DE102012022466A1 - Coated cutting insert for removing material i.e. chip formation, from workpiece, has multilayer coating scheme including aluminum oxide layer and outer layer exhibiting blasted stress condition - Google Patents

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Mark Greenfield
Volkmar Sottke
Zhigang Ban
Hartmut Westphal
Yixiong Liu
Michael Frank Beblo
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Abstract

The insert (10) has a multilayer coating scheme including an aluminum oxide layer and an outer layer made of zirconium carbon nitride or hafnium carbon nitride, where the outer layer is placed on the aluminum oxide layer. The outer layer exhibits a blasted stress condition ranging 700 megapascal to -4.0 gigapascal or -2.0 gigapascal and -4.0 gigapascal. The multilayer coating scheme comprises innermost titanium nitride and a titanium carbo-nitride layer on a titanium nitride layer, where the aluminum oxide layer is arranged on the titanium carbo-nitride layer. An independent claim is also included for a method for manufacturing a coated cutting insert.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGSDATENRELATED APPLICATION DATA

Laut 35 U.S.C. § 120 ist die vorliegende Anmeldung eine Teilfortsetzung der US-Patentanmeldung Nr. 12/615.530, die am 10. November 2008 eingereicht wurde und die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird.According to 35 U.S.C. § 120, the present application is a continuation-in-part of US Patent Application No. 12 / 615,530, filed on Nov. 10, 2008, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft einen beschichteten Schneideinsatz, der für das Entfernen von Material aus einem Werkstück geeignet ist, z. B. bei der spanformenden Bearbeitung eines Werkstückes. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Schneideinsatz, der für die Entfernung von Material aus einem Werkstück geeignet ist, wobei der beschichtete Schneideinsatz ein Substrat umfasst, das mit einer mehrschichtigen Beschichtung mit einem Carbonitrid aus Zr oder Hf und Al2O3 beschichtet ist. Das Beschichtungsschema schließt eine exponierte Zr- oder Hf-Beschichtungsschicht mit einer Druckspannung ein.The present invention relates to a coated cutting insert suitable for removing material from a workpiece, e.g. B. in the chip-forming machining of a workpiece. In particular, the present invention relates to a cutting insert suitable for removing material from a workpiece, the coated cutting insert comprising a substrate coated with a multi-layer coating of a carbonitride of Zr or Hf and Al 2 O 3 . The coating scheme includes an exposed Zr or Hf coating layer having a compressive stress.

Das US-Patent Nr. 6.224.968 für van den Berg et al. (Kennametal Inc. zugewiesen) offenbart die Anwendung einer Beschichtung, umfassend eine erste TiN-Schicht, eine zweite Carbonitridschicht, eine dritte Al2O3-Schicht und eine äußere Zr-, Hf-, V-, Nb-, Ta- oder Cr-Carbonitridschicht auf einem Hartmetall, Stahl, Cermet oder Keramiksubstrat.The U.S. Patent No. 6,224,968 for van den Berg et al. (Assigned to Kennametal Inc.) discloses the use of a coating comprising a first TiN layer, a second carbonitride layer, a third Al 2 O 3 layer and an outer Zr, Hf, V, Nb, Ta or Cr Carbonitride layer on a cemented carbide, steel, cermet or ceramic substrate.

Das US-Patent Nr. 6.884.496 für Westphal et al. (Kennametal Inc. zugewiesen) offenbart ein Verfahren zum Erhöhen der Druckrestspannung oder zum Verringern der Zugrestspannung einer Zr- oder Hf-Carbonitridbeschichtungsschicht durch Trockenstrahlung des Materials mit einem sprühkompaktierten Metallgranulat aus hartem Material.The U.S. Patent No. 6,884,496 for Westphal et al. (Assigned to Kennametal Inc.) discloses a method of increasing the compressive residual stress or reducing the tensile residual stress of a Zr or Hf carbonitride coating layer by dry blasting the material with a spray-compacted hard material metal granules.

Das US-Patent Nr. 6.350.510 für Konig et al. (Kennametal Inc. zugewiesen) offenbart eine mehrphasige Schicht aus Zr- oder Hf-Carbonitrid mit internen Druckspannungen. Die Druckspannung der Zr- oder Hf-Schicht ist das Resultat eines ununterbrochenen CVD-Beschichtungsverfahrens zwischen 900°C und 1100°C, gefolgt von einer Wärmebehandlung.The U.S. Patent No. 6,350,510 for Konig et al. (Assigned to Kennametal Inc.) discloses a multiphase layer of Zr or Hf carbonitride with internal compressive stresses. The compressive stress of the Zr or Hf layer is the result of an uninterrupted CVD coating process between 900 ° C and 1100 ° C, followed by a heat treatment.

Die US-Patentschriften Nr. 2009/0004449 und 2009/0004440 für Ban et al. (Kennametal Inc. zugewiesen) offenbaren Nassdruckstrahlverfahren für einen Schneideinsatz mit einer äußeren verschleißfesten Beschichtung, umfassend M(OxCyNz), wobei M ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend einen oder mehrere der Folgenden: Titan, Hafnium, Zirkonium, Chrom, Titan-Aluminiumlegierung, Hafnium-Aluminiumlegierung, Zirkonium-Aluminiumlegierung, Chrom-Aluminiumlegierung und ihre Legierungen, wobei x > 0, y ≥ 0, z ≥ 0 und y + z > 0 ist.The US Pat. No. 2009/0004449 and 2009/0004440 for Ban et al. (Assigned to Kennametal Inc.) discloses a wet pressure blast method for a cutting insert having an outer wear resistant coating comprising M (O x C y N z ) wherein M is selected from the group comprising one or more of the following: titanium, hafnium, zirconium, chromium , Titanium-aluminum alloy, hafnium-aluminum alloy, zirconium-aluminum alloy, chromium-aluminum alloy and their alloys, wherein x> 0, y≥0, z≥0 and y + z> 0.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Es wird ein beschichteter Schneideinsatz zum Entfernen von Material aus einem Werkstück mit einem Substrat bereitgestellt. Eine verschleißfeste Beschichtung auf dem Substrat, die eine Aluminiumoxidschicht (Al2O3-Schicht) und eine Zr- oder Hf-Carbonitrid-Außenschicht aufweist, die auf der Aluminiumoxidschicht abgeschieden ist. In einigen Ausführungsformen ist die Aluminiumoxidschicht eine α-Aluminiumoxidschicht. Die Aluminiumoxidschicht ist in einigen Ausführungsformen eine κ-Aluminiumoxidschicht. In einigen Ausführungsformen umfasst die Aluminiumoxidschicht eine Mischung aus α-Aluminiumoxid und κ-Aluminiumoxid. Des Weiteren wird die Zr- oder Hf-Carbonitrid-Außenschicht nach dem Beschichten einer Nassdruckstrahlbehandlung unterzogen. Das Nassdruckstrahlverfahren verändert den Spannungszustand der Zr- oder Hf-Carbonitrid-Außenschicht von einem ursprünglichen Zug- oder leichten Druckspannungszustand zu einem Spannungszustand mit mehr Druck.A coated cutting insert is provided for removing material from a workpiece with a substrate. A wear resistant coating on the substrate comprising an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer and a Zr or Hf carbonitride outer layer deposited on the aluminum oxide layer. In some embodiments, the alumina layer is an alpha alumina layer. The alumina layer is a κ-alumina layer in some embodiments. In some embodiments, the alumina layer comprises a mixture of α-alumina and κ-alumina. Further, the Zr or Hf carbonitride outer layer is subjected to wet pressure jet treatment after coating. The wet pressure blasting method changes the stress state of the Zr or Hf carbonitride outer layer from an initial tensile or light compressive stress state to a more pressure stress state.

Ein Aspekt der Erfindung ist die Bereitstellung eines beschichteten Schneideinsatzes, umfassend ein Substrat und ein mehrschichtiges Beschichtungsschema, umfassend eine Al2O3-Schicht und eine äußere Schicht aus ZrCN oder HfCN auf der Al2O3-Schicht, wobei die äußere Schicht einen gestrahlten Spannungszustand in dem Bereich zwischen –700 MPa und etwa –4,0 GPa aufweist, wie mittels Röntgenbeugung unter Anwendung des psi-Neigungsverfahrens und der (220)-Reflexion von ZrCN gemessen. Wie hier beschrieben kann die Al2O3-Schicht eine α-Al2O3-Schicht, eine κ-Al2O3-Schicht oder eine Schicht, umfassend eine Mischung aus α-Al2O3 und κ-Al2O3 sein.One aspect of the invention is to provide a coated cutting insert comprising a substrate and a multilayer coating scheme comprising an Al 2 O 3 layer and an outer layer of ZrCN or HfCN on the Al 2 O 3 layer, the outer layer being blasted Stress state in the range between -700 MPa and about -4.0 GPa as measured by X-ray diffraction using the psi tilt method and the (220) reflection of ZrCN. As described herein, the Al 2 O 3 layer may be an α-Al 2 O 3 layer, a κ-Al 2 O 3 layer or a layer comprising a mixture of α-Al 2 O 3 and κ-Al 2 O Be 3 .

In einigen Ausführungsformen umfasst ein wie hier beschriebener beschichteter Schneideinsatz ein Substrat und ein mehrschichtiges Beschichtungsschema, umfassend eine α-Al2O3-Schicht und eine äußere Schicht aus ZrCN oder HfCN auf der α-Al2O3-Schicht, wobei die α-Al2O3-Schicht einen gestrahlten Spannungszustand in dem Bereich zwischen 300 MPa und etwa –1,0 GPa aufweist, wie mittels Röntgenbeugung unter Anwendung des psi-Neigungsverfahrens und der (024)-Reflexion von α-Al2O3 gemessen. In einigen Ausführungsformen umfasst ein wie hier beschriebener Beschichtungsschneideinsatz ein Substrat und ein mehrschichtiges Beschichtungsschema, umfassend eine κ-Al2O3-Schicht und eine äußere Schicht aus ZrCN oder HfCN auf der κ-Al2O3-Schicht, wobei die κ-Al2O3-Schicht einen gestrahlten Spannungszustand in dem Bereich zwischen 200 MPa und etwa –1,3 GPa aufweist, wie mittels Röntgenbeugung unter Verwendung des psi-Neigungsverfahrens und der (122)-Reflexion von κ-Al2O3 gemessen. In some embodiments, a coated cutting insert as described herein comprises a substrate and a multilayer coating scheme comprising an α-Al 2 O 3 layer and an outer layer of ZrCN or HfCN on the α-Al 2 O 3 layer, wherein the α- Al 2 O 3 layer has a blasted stress state in the range between 300 MPa and about -1.0 GPa as measured by X-ray diffraction using the psi tilt method and the (024) reflection of α-Al 2 O 3 . In some embodiments, a coating cutting insert as described herein comprises a substrate and a multilayer coating scheme comprising a κ-Al 2 O 3 layer and an outer layer of ZrCN or HfCN on the κ-Al 2 O 3 layer, wherein the κ-Al 2 O 3 layer has a blasted stress state in the range between 200 MPa and about -1.3 GPa as measured by X-ray diffraction using the psi tilt method and the (122) reflection of κ-Al 2 O 3 .

Ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schneideinsatzes umfasst in einigen Ausführungsformen die Schritte des Bereitstellens eines Substrats, Beschichten des Substrats mit einer mehrschichtigen verschleißfesten Beschichtung mit einer Al2O3-Schicht und einer äußeren Zr- oder Hf-Carbonitrid-Außenschicht auf der Al2O3-Schicht und Unterziehen der äußeren Schicht einer Nassdruckstrahlbehandlung. In einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Verfahren kann die Al2O3-Schicht eine α-Al2O3-Schicht, eine κ-Al2O3-Schicht oder eine Schicht, umfassend eine Mischung von α-Al2O3 und κ-Al2O3, sein.A method of making a coated cutting insert, in some embodiments, comprises the steps of providing a substrate, coating the substrate with a multi-layer wear resistant coating having an Al 2 O 3 layer and an outer Zr or Hf carbonitride outer layer on the Al 2 O 3 layer and subjecting the outer layer of a wet pressure jet treatment. In some embodiments of the methods described herein, the Al 2 O 3 layer may be an α-Al 2 O 3 layer, a κ-Al 2 O 3 layer, or a layer comprising a mixture of α-Al 2 O 3 and κ -Al 2 O 3 , be.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es folgt eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen, die Teil dieser Patentanmeldung sind. Es zeigen:The following is a brief description of the drawings which form part of this patent application. Show it:

1 eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform eines beschichteten Schneideinsatzes der vorliegenden Erfindung, wobei der beschichtete Schneideinsatz sich in einem nachgestrahlten Zustand befindet; 1 an isometric view of a specific embodiment of a coated cutting insert of the present invention, wherein the coated cutting insert is in a re-radiated state;

2 eine partielle Querschnittsansicht des beschichteten Schneideinsatzes aus 1. Der Schnitt stellt einen Abschnitt des beschichteten Schneideinsatzes entlang der Schnittlinie A-B und in Nähe der Oberfläche des Einsatzes dar. 2 a partial cross-sectional view of the coated cutting insert 1 , The cut represents a portion of the coated cutting insert along the cutting line AB and near the surface of the insert.

3 eine Mikroaufnahme eines Abschnitts eines beschichteten Schneideinsatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Abschnitt zeigt eine Kalottennaht, die das Substrat und die Beschichtungsschichten auf der Spanfläche des Einsatzes zeigt. 3 a micrograph of a portion of a coated cutting insert according to an embodiment of the present invention. The section shows a dome seam showing the substrate and the coating layers on the rake surface of the insert.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

In Bezug auf die Zeichnungen zeigt 1 einen beschichteten Schneideinsatz 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Schneideinsatz 10 ist für die Entfernung von Material aus einem Werkstück geeignet, z. B. bei der spanformenden Bearbeitung eines Werkstückes. Der beschichtete Schneideinsatz 10 kann eine Schnittecke 11 aufweisen. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Schnitts von 1 entlang der Schnittlinie A-B und an der Schnittecke 11.Referring to the drawings shows 1 a coated cutting insert 10 according to an embodiment of the present invention. The cutting insert 10 is suitable for removing material from a workpiece, e.g. B. in the chip-forming machining of a workpiece. The coated cutting insert 10 can be a cutting corner 11 exhibit. 2 shows a cross-sectional view of the section of 1 along the cutting line AB and at the cutting corner 11 ,

In Bezug auf 2 weist der Schneideinsatz 10 ein Substrat 12 mit einer mehrschichtigen Beschichtung darauf auf. Das Substrat umfasst ein WC-Hartmetall, Cermet, Keramik oder Stahl. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und beginnend bei der innersten Beschichtung benachbart zu dem Substrat nach außen hin fortschreitend schließen die Schichten der mehrschichtigen Beschichtung eine TiN-Schicht 13, eine TiCN-Schicht 14, eine Al2O3-Schicht 15 und eine äußere Beschichtung 16 ein. Die TiCN-Schicht 14 kann eine Moderattemperatur-TiCN-Beschichtung oder eine Hochtemperatur-TiCN-Beschichtung sein. In einer bestimmten Ausführungsform ist die Al2O3-Schicht 15 ein strukturiertes α-Al2O3 mit einer vorherrschenden (104) Wachstumsstruktur. In einer anderen Ausführungsform ist die Al2O3-Schicht 15 eine κ-Al2O3-Schicht. Ferner ist in einigen Ausführungsformen die Al2O3-Schicht 15 eine Mischung von α-Al2O3 und κ-Al2O3. In einigen Ausführungsformen, bei denen die Al2O3-Schicht 15 eine Mischung von α-Al2O3 und κ-Al2O3 ist, ist das κ/α-Verhältnis größer als 1. In einigen Ausführungsformen ist das κ/α-Verhältnis größer als 10 oder größer als 100. Die äußere Beschichtung 16 umfasst ein Zr-basiertes oder Hf-basiertes Carbonitrid, vorzugsweise ZrCN.In relation to 2 points the cutting insert 10 a substrate 12 with a multi-layer coating on top. The substrate comprises a WC cemented carbide, cermet, ceramic or steel. According to one embodiment of the present invention and progressively outwardly starting from the innermost coating adjacent to the substrate, the layers of the multilayer coating close a TiN layer 13 , a TiCN layer 14 , an Al 2 O 3 layer 15 and an outer coating 16 one. The TiCN layer 14 may be a moderate temperature TiCN coating or a high temperature TiCN coating. In a particular embodiment, the Al 2 O 3 layer is 15 a structured α-Al 2 O 3 with a predominant (104) growth structure. In another embodiment, the Al 2 O 3 layer 15 a κ-Al 2 O 3 layer. Furthermore, in some embodiments, the Al 2 O 3 layer is 15 a mixture of α-Al 2 O 3 and κ-Al 2 O 3 . In some embodiments, where the Al 2 O 3 layer 15 is a mixture of α-Al 2 O 3 and κ-Al 2 O 3 , the κ / α ratio is greater than 1. In some embodiments, the κ / α ratio is greater than 10 or greater than 100. The outer coating 16 comprises a Zr-based or Hf-based carbonitride, preferably ZrCN.

In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Bindeschicht 18 zwischen der Al2O3-Schicht 15 und einer äußeren Beschichtung 16 angeordnet sein. Die Bindeschicht 18 kann M(OxCyNz) umfassen, wobei M ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend einen oder mehrere der Folgenden: Titan, Hafnium, Zirkonium, Chrom, Titan-Aluminiumlegierung, Hafnium-Aluminiumlegierung, Zirkonium-Aluminiumlegierung, Chrom-Aluminiumlegierung und ihre Legierungen; wobei x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 und y + z > 0 ist. Wenn Aluminium in dem „M”-Bestandteil der verschleißanzeigenden Schicht enthalten ist, liegt es in Kombination mit einem oder mehreren anderen der anderen Elemente vor (d. h., Titan, Hafnium, Zirkonium, Chrom). Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine (Ti1-bAlb)(OxCyNz)-Schicht 17 bereit, wobei 0 ≤ b < 1, x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 und x + y + z > 0 ist. Die (Ti1-bAlb)(OxCyNz)-Schicht 17 ist in einigen Ausführungsformen zwischen der TiCN-Schicht 14 und der Al2O3-Schicht 15 angeordnet.In a particular embodiment of the present invention, a tie layer 18 between the Al 2 O 3 layer 15 and an outer coating 16 be arranged. The binding layer 18 may include M (O x C y N z ) wherein M is selected from the group comprising one or more of the following: titanium, hafnium, zirconium, chromium, titanium-aluminum alloy, hafnium-aluminum alloy, zirconium-aluminum alloy, chromium-aluminum alloy and their alloys; where x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 and y + z> 0. If Aluminum is contained in the "M" component of the wear indicating layer, it is in combination with one or more other of the other elements (ie, titanium, hafnium, zirconium, chromium). Another embodiment of the present invention provides a (Ti 1-b Al b ) (O x C y N z ) layer 17 where 0≤b <1, x≥0, y≥0, z≥0 and x + y + z> 0. The (Ti 1-b Al b ) (O x C y N z ) layer 17 is in some embodiments between the TiCN layer 14 and the Al 2 O 3 layer 15 arranged.

3 ist eine Mikroaufnahme eines Abschnitts eines beschichteten Schneideinsatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Abschnitt zeigt eine Kalottennaht, die das Substrat und die Beschichtungsschichten auf der Spanfläche des Einsatzes zeigt. Die Mikroaufnahme zeigt ein WC-Co-Substrat 20 mit einer mehrschichtigen Beschichtung darauf. Beginnend mit der Beschichtungsschicht benachbart zu dem Substrat und nach außen fortschreitend sind die folgenden Schichten eine TiN-Schicht 22, eine MT-TiCN-Schicht 24, eine TiOCN-Schicht 26, eine α-Al2O3-Schicht 28 und eine ZrCN-Schicht 30. 3 Figure 11 is a micrograph of a portion of a coated cutting insert according to one embodiment of the present invention. The section shows a dome seam showing the substrate and the coating layers on the rake surface of the insert. The micrograph shows a WC co-substrate 20 with a multi-layer coating on top. Starting with the coating layer adjacent to the substrate and progressing outwardly, the following layers are a TiN layer 22 , an MT-TiCN layer 24 , a TiOCN layer 26 , an α-Al 2 O 3 layer 28 and a ZrCN layer 30 ,

Die Zr- oder Hf-Carbonitrid-Außenschichtbeschichtung kann mittels CVD appliziert werden, wobei die Gasphase bei einer Reaktionstemperatur zwischen 700°C und 1100°C und vorzugsweise bei Drücken zwischen 5 kPa und 100 kPa zusätzlich zu H2 und/oder Ar und Chloriden der oben genannten Metalle auch Kohlenstoffspender und Stickstoffspender mit einer C--N-Molekülgruppe enthält. Diese ist vorzugsweise eine Cyanidgruppe mit einer Dreifachbindung zwischen dem Kohlenstoff und Stickstoff, deren Beabstandung bei Raumtemperatur zwischen 0,114 und 0,118 nm beträgt. Solche Verbindungen sind Wasserstoffcyanid, Cyanamid, Cyanogen, Cyanacetylen oder Acetonitril. Alternativ oder zum Teil können auch solche gasförmigen Verbindungen verwendet werden, die CN-Molekülgruppen mit einer Einzelbindung zwischen dem Kohlenstoff und dem Stickstoff aufweisen. Moleküle mit einzelnen CN-Bindungen schließen Methylamin und Ethylendiamin ein. Die vorliegende Erfindung schließt innerhalb dieses Rahmens angemessene Substanzen ein, welche die Cyanidgruppe enthalten; Verbindungen dieser Art sind im Prinzip aus dem Stand der Technik bekannt. Andere gasförmige Medien, die bei der Reaktionstemperatur Cyanogruppen bilden können, können in das Reaktionsgefäß eingeleitet werden.The Zr or Hf carbonitride outer layer coating can be applied by CVD, wherein the gas phase at a reaction temperature between 700 ° C and 1100 ° C and preferably at pressures between 5 kPa and 100 kPa in addition to H 2 and / or Ar and chlorides of above metals also contains carbon donors and nitrogen donors having a C - N molecular group. This is preferably a cyanide group having a triple bond between the carbon and nitrogen whose spacing at room temperature is between 0.114 and 0.118 nm. Such compounds are hydrogen cyanide, cyanamide, cyanogen, cyanoacetylene or acetonitrile. Alternatively or in part, it is also possible to use those gaseous compounds which have CN molecule groups with a single bond between the carbon and the nitrogen. Molecules with single CN bonds include methylamine and ethylenediamine. The present invention includes, within this scope, appropriate substances containing the cyanide group; Compounds of this type are known in principle from the prior art. Other gaseous media which can form cyano groups at the reaction temperature may be introduced into the reaction vessel.

Die Dicke der TiN-Schicht 13 kann 0 bis 2,0 μm sein, z. B. 0,1 bis 0,5 μm. Die Dicke der TiCN-Schicht 14 kann 1,0 bis 20,0 μm sein, z. B. 2,0 bis 10 μm. Die Dicke der Al2O3-Schicht 15 kann 1,0 bis 15,0 μm sein, z. B. 2,0 bis 8,0 μm. In einigen Ausführungsformen, bei denen die Al2O3-Schicht κ-Al2O3 ist, umfasst die Al2O3-Schicht eine einzelne κ-Al2O3-Schicht oder mehrere κ-Al2O3-Schichten. In einigen Ausführungsformen umfasst zum Beispiel eine Al2O3-Schicht einer Beschichtung wie hier beschrieben 2 bis 30 κ-Al2O3-Schichten. Des Weiteren umfasst in einigen Ausführungsformen eine Al2O3-Schicht abwechselnde Schichten von κ-Al2O3 und α-Al2O3. In einigen Ausführungsformen sind die (T1-bAlb)(OxCyNz)-Schichten zwischen mehreren κ-Al2O3-Schichten oder abwechselnden Schichten von κ-Al2O3 und α-Al2O3 angeordnet. Die Dicke der äußeren Beschichung 16 kann 0,5 bis 5,0 μm sein, z. B. 1,0 bis 3,0 μm. Der nachbeschichtende Nassdruckstrahlschritt entfernt die äußere Beschichtungsschicht 16 bis zu einem gewissen Maß. Die Dicke der äußeren Beschichtung 16 kann 0,5 bis 4,5 μm sein, z. B. 1,0 bis 3,0 μm.The thickness of the TiN layer 13 may be 0 to 2.0 microns, z. B. 0.1 to 0.5 microns. The thickness of the TiCN layer 14 may be 1.0 to 20.0 microns, z. B. 2.0 to 10 microns. The thickness of the Al 2 O 3 layer 15 may be 1.0 to 15.0 μm, e.g. B. 2.0 to 8.0 microns. In some embodiments, where the Al 2 O 3 layer is κ-Al 2 O 3 , the Al 2 O 3 layer comprises a single κ-Al 2 O 3 layer or multiple κ-Al 2 O 3 layers. For example, in some embodiments, an Al 2 O 3 layer of a coating as described herein comprises 2 to 30 κ-Al 2 O 3 layers. Furthermore, in some embodiments, an Al 2 O 3 layer comprises alternating layers of κ-Al 2 O 3 and α-Al 2 O 3 . In some embodiments, the (T 1 -b Al b ) (O x C y N z ) layers are between multiple κ-Al 2 O 3 layers or alternating layers of κ-Al 2 O 3 and α-Al 2 O 3 arranged. The thickness of the outer coating 16 may be 0.5 to 5.0 microns, for. B. 1.0 to 3.0 microns. The post-coating wet pressure blasting step removes the outer coating layer 16 to a certain extent. The thickness of the outer coating 16 may be 0.5 to 4.5 microns, z. B. 1.0 to 3.0 microns.

Die mehrschichtige Beschichtung wird einer Nachbeschichtungsnassdruckstrahlbehandlung unterzogen. Der Nachbeschichtungsnassdruckstrahlverfahrensschritt umfasst das pneumatische Aussetzen der Aluminiumoxidteilchen einer flüssigen (z. B. Wasser) Aufschlämmung, damit diese auf alle Oberflächen des vorgestrahlten Beschichtungsschemas auftrifft. Der Nachbeschichtungsnassdruckstrahlschritt verwandelt die Zugspannung in der äußeren Schicht zu einer Druckspannung oder erhöht die Druckspannung der äußeren Schicht. Der Nachbeschichtungsnassdruckstrahlschritt glättet auch die Oberfläche der äußeren Beschichtungsschicht 16. Es ist klar, dass der Nassdruckstrahlschritt den Spannungszustand verändert und die Oberfläche der äußeren Beschichtung 16 glättet. Die äußere Beschichtung 16 (wie abgeschieden) befindet sich unter leichtem Zug oder Druck. Bei einem leichten Zug wandelt der Nachbeschichtungsnassdruckstrahlschritt die Zugspannung der äußeren Beschichtung 16 auf ein nachgestrahltes Druckspannungsniveau um. Im Fall des leichten Drucks erhöht der Nachbeschichtungsnassdruckstrahlschritt die Druckspannung der äußeren Beschichtungsschicht 16 weiter.The multilayer coating is subjected to a post-coating wet pressure jet treatment. The post-coat wet pressure jet process step comprises pneumatically exposing the alumina particles to a liquid (eg, water) slurry to impact all surfaces of the pre-blast coating regime. The post-coating wet pressure jet step converts the tensile stress in the outer layer to a compressive stress or increases the compressive stress of the outer layer. The post-coating wet pressure jet step also smoothes the surface of the outer coating layer 16 , It is clear that the wet pressure blasting step changes the state of stress and the surface of the outer coating 16 smoothes. The outer coating 16 (as deposited) is under slight tension or pressure. At a slight draft, the post-coating wet pressure jet step converts the tensile stress of the outer coating 16 to a re-radiated pressure voltage level. In the case of light pressure, the post-coating wet pressure blasting step increases the compressive stress of the outer coating layer 16 further.

Der Nachbeschichtungsnassdruckstrahlschritt führt auch zum Glätten der äußeren Beschichtung 16. In einer Alternative weist die exponierte Aluminiumoxidbeschichtungsschicht eine Oberflächenrauheit Ra von zwischen etwa 0,2 μm und etwa 0,5 μm unter Anwendung einer WYKO-Messtechnik auf. In einer anderen Alternative zeigt die exponierte Aluminiumoxidbeschichtungsschicht eine Oberflächenrauheit Ra von zwischen etwa 0,2 μm und etwa 0,4 μm unter Anwendung einer WYKO-Messtechnik. In einer noch anderen Alternative zeigt die exponierte Aluminiumoxidbeschichtungsschicht eine Oberflächenrauheit Ra von zwischen etwa 0,3 μm und etwa 0,4 μm unter Anwendung einer WYKO-Messtechnik. In einer anderen Alternative zeigt die exponierte Aluminiumoxidschicht eine Oberflächenrauheit Ra von weniger als 0,2 μm unter Anwendung der WYKO-Messung. Im Hinblick auf die WYKO-Technik wurde ein Probenahmebereich von 0,3 mm bis 0,2 mm bei der WYKO-Messung im vertikalen Scan-Interferometrie-Modus gewählt.The post-coating wet pressure blasting step also smoothes the outer coating 16 , In one alternative, the exposed aluminum oxide coating layer has a surface roughness R a of between about 0.2 μm and about 0.5 μm using a WYKO measuring technique. In another alternative, the exposed aluminum oxide coating layer exhibits a surface roughness Ra of between about 0.2 μm and about 0.4 μm using a WYKO measuring technique. In yet another alternative, the exposed aluminum oxide coating layer exhibits a surface roughness R a of between about 0.3 μm and about 0.4 μm using a WYKO measuring technique. In another alternative, the exposed alumina layer has a surface roughness R a of less than 0.2 μm using the WYKO measurement. With regard to the WYKO technique, a sampling range of 0.3 mm to 0.2 mm was chosen for the WYKO measurement in vertical scanning interferometry mode.

In einer Alternative des verschleißfesten Beschichtungsschemas zeigt die äußere Beschichtung einen vorgestrahlten (oder wie abgeschieden) Spannungszustand gleich zwischen etwa 100 MPa Zugspannung bis etwa –400 MPa Druckspannung. Wie hier verwendet beziehen sich Spannungszustände einer Beschichtung mit einer positiven Zahl auf einen Zugspannungszustand und mit einer negativen Zahl auf einen Druckspannungszustand. Nach Abschluss der Nassdruckstrahlung weist die äußere Beschichtungsschicht 16 einen Druckspannungszustand von zwischen –700 MPa und etwa –4,0 GPa auf. In einer anderen Alternative weist die äußere Beschichtung 16 einen Spannungszustand von zwischen –2,0 GPa und etwa –4,0 GPa nach Abschluss der Nassdruckstrahlung auf.In one alternative of the wear-resistant coating scheme, the outer coating exhibits a pre-blasted (or as deposited) stress state equal to between about 100 MPa tensile stress to about -400 MPa compressive stress. As used herein, stress states of a positive number coating refer to a tensile state and a negative number to a compressive stress state. Upon completion of the wet pressure radiation, the outer coating layer is facing 16 a compressive stress state of between -700 MPa and about -4.0 GPa. In another alternative, the outer coating 16 a stress state of between -2.0 GPa and about -4.0 GPa after completion of the wet-pressure radiation.

In einer weiteren Alternative des verschleißfesten Beschichtungsschemas zeigt die Al2O3-Schicht 15 einen vorgestrahlten (oder wie abgeschieden) Spannungszustand in dem Bereich von etwa 200 MPa Zugspannung bis etwa 800 MPa Zugspannung. Nach Abschluss der Nassdruckstrahlung weist die Al2O3-Schicht 15 einen Zug-/Druckspannungszustand von zwischen 300 MPa und etwa –1,0 GPa auf. In einigen Ausführungsformen weist die Al2O3-Schicht einen Zug-/Druckspannungszustand in dem Bereich von etwa 200 MPa bis etwa –1,3 GPa nach Abschluss der Nassdruckstrahlung auf. Die Al2O3-Schicht weist in einigen Ausführungsformen einen Druckspannungszustand in dem Bereich von etwa –200 MPa bis etwa –1,5 GPa nach Abschluss der Nassdruckstrahlung auf. In einigen Ausführungsformen weist die Al2O3-Schicht einen Druckspannungszustand in dem Bereich von etwa –500 MPa bis etwa –1,0 GPa nach Abschluss der Nassdruckstrahlung auf. Wie hier weiter beschrieben kann die Al2O3-Schicht mit einem Zug- bzw. Druckspannungszustand wie hier zitiert auch eine α-Al2O3-Schicht, eine κ-Al2O3-Schicht oder eine Schicht, umfassend eine Mischung von α-Al2O3 und κ-Al2O3, sein.In a further alternative of the wear-resistant coating scheme shows the Al 2 O 3 layer 15 a pre-blasted (or as deposited) stress state in the range of about 200 MPa tensile stress to about 800 MPa tensile stress. After completion of the wet pressure radiation, the Al 2 O 3 layer 15 a tensile / compressive state of between 300 MPa and about -1.0 GPa. In some embodiments, the Al 2 O 3 layer has a tensile / compressive stress state in the range of about 200 MPa to about -1.3 GPa upon completion of the wet pressure radiation. The Al 2 O 3 layer, in some embodiments, has a compressive stress state in the range of about -200 MPa to about -1.5 GPa upon completion of the wet-pressure radiation. In some embodiments, the Al 2 O 3 layer has a compressive stress state in the range of about -500 MPa to about -1.0 GPa upon completion of the wet pressure radiation. As further described herein, the Al 2 O 3 layer having a tensile stress state as cited herein may also include an α-Al 2 O 3 layer, a κ-Al 2 O 3 layer or a layer comprising a mixture of α-Al 2 O 3 and κ-Al 2 O 3 .

In Bezug auf die Messtechnik für die Spannung einer ZrCN-Außenbeschichtung ist die Technik eine Röntgenbeugungstechnik. Die Röntgenbeugungsspannungsmessung basiert auf dem psi-Neigungsverfahren und es wurde die Reflexion (220) der ZrCN-Beschichtungsschicht für die Messung ausgewählt. Psi-Neigungen von 0 Grad, 28,9 Grad, 43,1 Grad, 56,8 und 75 Grad wurden für die Messung der Restspannungsniveaus ausgewählt. Es wurden positive und negative psi-Neigungen ausgewählt, um die zur Bestimmung der möglichen Scherbelastungen erforderlichen Daten bereitzustellen. Zusätzlich wurden drei Phi-Drehwinkel (0 Grad, 45 Grad und 90 Grad) ausgewählt, um die zur Bestimmung des biaxialen Spannungsstatus des Materials erforderlichen Daten bereitzustellen.With regard to the measurement technique for the stress of a ZrCN outer coating, the technique is an X-ray diffraction technique. The X-ray diffraction measurement is based on the psi tilt method and the reflection (220) of the ZrCN coating layer was selected for the measurement. Psi slopes of 0 degrees, 28.9 degrees, 43.1 degrees, 56.8 and 75 degrees were selected for the measurement of residual stress levels. Positive and negative psi slopes have been selected to provide the data necessary to determine possible shearing loads. In addition, three Phi rotation angles (0 degrees, 45 degrees and 90 degrees) were selected to provide the data required to determine the biaxial stress status of the material.

Die biaxialen Spannungsberechnungen wurden unter Anwendung der folgenden Gleichung durchgeführt:

Figure 00080001
worin:

S1 und ½ S2
für die röntgen-elastischen Konstanten stehen
dφψ
für die gemessene Scheitelpunkt-d-Beabstandung für die psi-Neigung und Phi-Drehung steht
d0
für die spannungsfreie Scheitelpunkt-d-Beabstandung der gebeugten Reflexion steht
δ1 und δ2
für die primären Spannungen
σφ = σ1cos2φ + σ2sin2φ stehen.The biaxial stress calculations were performed using the following equation:
Figure 00080001
wherein:
S 1 and ½ S2
stand for the X-ray-elastic constants
d φψ
for the measured vertex d spacing for the psi slope and phi rotation
d 0
represents the stress-free vertex-d spacing of the diffracted reflection
δ 1 and δ 2
for the primary voltages
σ φ = σ 1 cos 2 φ + σ 2 sin 2 φ stand.

Der Youngsche Modul (E) wird mit 434 GPa angegeben, die Poissonzahl (v) mit 0,2 und die röntgen-elastischen Konstanten (S1 und S2) mit –0,46 × 106 mm2/N bzw. 2,76 × 106 mm2/N zur Berechnung der Spannung in der ZrCN-Beschichtung. Ähnliche Messungen können für eine HfCN-Beschichtung durchgeführt werden.The Young's modulus (E) is given as 434 GPa, the Poisson's number (v) as 0.2 and the X-ray elastic constants (S 1 and S 2 ) as -0.46 × 10 6 mm 2 / N and 2, respectively. 76 × 10 6 mm 2 / N to calculate the stress in the ZrCN coating. Similar measurements can be made for a HfCN coating.

In Bezug auf die Messtechnik für die Spannung der Al2O3-Schicht ist die Technik im Wesentlichen dieselbe wie die oben beschriebene, mit den folgenden Ausnahmen. In den Ausführungsformen, bei denen die Al2O3-Schicht eine α-Al2O3-Schicht ist, wurde die Reflexion (024) der α-Al2O3-Schicht für die Messung ausgewählt. Der Youngsche Modul (E) wird mit 401 GPa angegeben, die Poissonzahl (ν) mit 0,22 und die röntgen-elastischen Konstanten (S1 und S2) mit –0,53 × 106 mm2/N bzw. 2,94 × 106 mm2/N zur Berechnung der Spannung in der α-Al2O3-Beschichtung. Des Weiteren wurde in den Ausführungsformen, bei denen die Al2O3-Schicht eine κ-Al2O3-Schicht ist, die Reflexion (122) der κ-Al2O3-Schicht für die Messung ausgewählt. Der Youngsche Modul (E) für die κ-Al2O3-Schicht wird mit 408 GPa angegeben, die Poissonzahl (ν) mit 0,22 und die röntgen-elastischen Konstanten (S1 und S2) mit –0,56 × 106 mm2/N bzw. 3,01 × 106 mm2/N zur Berechnung der Spannung in der κ-Al2O3-Beschichtung.With regard to the measurement technique for the voltage of the Al 2 O 3 layer, the technique is substantially the same as that described above, with the following exceptions. In the embodiments in which When the Al 2 O 3 layer is an α-Al 2 O 3 layer, the reflection (024) of the α-Al 2 O 3 layer was selected for the measurement. The Young's modulus (E) is given as 401 GPa, the Poisson's number (ν) as 0.22 and the X-ray elastic constants (S 1 and S 2 ) as -0.53 × 10 6 mm 2 / N and 2, respectively. 94 × 10 6 mm 2 / N for calculating the stress in the α-Al 2 O 3 coating. Furthermore, in the embodiments where the Al 2 O 3 layer is a κ-Al 2 O 3 layer, the reflection (122) of the κ-Al 2 O 3 layer was selected for the measurement. The Young's modulus (E) for the κ-Al 2 O 3 layer is given as 408 GPa, the Poisson number (ν) as 0.22, and the X-ray elastic constants (S 1 and S 2 ) as -0.56 × 10 6 mm 2 / N or 3.01 × 10 6 mm 2 / N for calculating the stress in the κ-Al 2 O 3 coating.

Die Nassdruckstrahlung wird unter Anwendung einer Aufschlämmung, umfassend Aluminiumoxidteilchen und Wasser, erreicht. Die Aufschlämmung von Aluminiumoxidteilchen und Wasser wird pneumatisch an der Oberfläche projiziert, um auf die Oberfläche des Substrats aufzutreffen. Die wesentlichen Parameter der Aluminiumoxid-Wasser-Aufschlämmung sind Körnungskonzentration (d. h. der Aluminiumoxidteilchen) in Volumenprozent und Aluminiumoxid-Teilchengröße in Mikrometer (μm). In einer Alternative umfasst die Aufschlämmung zwischen etwa 5 Vol.-% und etwa 35 Vol.-% Aluminiumoxidteilchen mit dem konditionierten Wasser. In einer anderen Alternative umfasst die Aufschlämmung zwischen etwa 8 Vol.-% und etwa 25 Vol.-% Aluminiumoxidteilchen mit dem konditionierten Wasser. Die Teilchengröße kann in einer Alternative eine Aluminiumoxidteilchengröße in dem Größenbereich zwischen etwa 20 μm und etwa 100 μm sein. In einer anderen Alternative können die Aluminiumoxidteilchen in der Größe in dem Bereich zwischen etwa 35 μm und etwa 75 μm sein.The wet pressure radiation is achieved using a slurry comprising alumina particles and water. The slurry of alumina particles and water is pneumatically projected on the surface to impact the surface of the substrate. The essential parameters of the alumina-water slurry are the concentration by weight (i.e., the alumina particles) in volume percent and the alumina particle size in microns (microns). In one alternative, the slurry comprises between about 5% by volume and about 35% by volume of alumina particles with the conditioned water. In another alternative, the slurry comprises between about 8% by volume and about 25% by volume of alumina particles with the conditioned water. The particle size in one alternative may be an alumina particle size in the size range between about 20 μm and about 100 μm. In another alternative, the alumina particles may be in size in the range between about 35 μm and about 75 μm.

Die Betriebsparameter für den Nassdruckstrahlschritt sind Druck, Auftreffwinkel und Dauer. In dieser Anmeldung ist der Auftreffwinkel etwa neunzig Grad, d. h. die Teilchen treffen auf die Oberfläche in einem 90-Grad-Winkel auf. In einer Alternative variiert der Druck zwischen etwa 35 Pfund pro Quadratzoll (psi) und etwa 55 psi. In einer anderen Alternative variiert der Druck zwischen etwa 40 Pfund pro Quadratzoll (psi) und etwa 50 psi. Die Dauer der Nassdruckstrahlung variiert mit der spezifischen Nassdruckstrahloperation, wobei das Ziel ist, optimale Spannungsniveaus in der äußeren Beschichtung und der Al2O3-Schicht zu erreichen. Exemplarische Dauern umfassen zwischen etwa 6 Sekunden und etwa 45 Sekunden. Ein Bereich der Dauer liegt zwischen etwa 9 Sekunden und etwa 30 Sekunden. Ein noch anderer Bereich der Dauer liegt zwischen etwa 12 Sekunden und etwa 21 Sekunden.The operating parameters for the wet pressure blasting step are pressure, angle of incidence and duration. In this application, the angle of incidence is about ninety degrees, that is, the particles strike the surface at a 90 degree angle. In one alternative, the pressure varies between about 35 pounds per square inch (psi) and about 55 psi. In another alternative, the pressure varies from about 40 pounds per square inch (psi) to about 50 psi. The duration of the wet-pressure radiation varies with the specific wet-pressure radiation operation, the aim being to achieve optimum stress levels in the outer coating and the Al 2 O 3 -layer. Exemplary durations include between about 6 seconds and about 45 seconds. An area of duration is between about 9 seconds and about 30 seconds. Yet another range of duration is between about 12 seconds and about 21 seconds.

In Bezug auf ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schneideinsatzes sind die grundlegenden Schritte die folgenden Schritte. Der erste Schritt umfasst das Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hartmetallen, Cermet oder Keramiken.With respect to a method of manufacturing a coated cutting insert, the basic steps are the following steps. The first step comprises providing a substrate, wherein the substrate is selected from the group consisting of hard metals, cermets or ceramics.

Zweitens wird das Substrat mit einer mehrschichtigen, verschleißfesten Beschichtung mit einer Al2O3-Schicht und einer äußeren Zr- oder Hf-Carbonitrid-Außenschicht auf der Al2O3-Schicht beschichtet. Wie hier beschrieben kann die Al2O3-Schicht eine α-Al2O3-Schicht, eine κ-Al2O3-Schicht oder eine Schicht, umfassend eine Mischung von α-Al2O3 und κ-Al2O3 sein. Drittens wird die Beschichtung einer Nassdruckstrahlbehandlung unterzogen.Secondly, the substrate is coated with a multi-layer, wear-resistant coating having an Al 2 O 3 layer and an outer Zr or Hf carbonitride outer layer on the Al 2 O 3 layer. As described herein, the Al 2 O 3 layer may be an α-Al 2 O 3 layer, a κ-Al 2 O 3 layer or a layer comprising a mixture of α-Al 2 O 3 and κ-Al 2 O Be 3 . Third, the coating is subjected to a wet pressure jet treatment.

Spezifische Beispiele des erfinderischen beschichteten Schneideinsatzes und Vergleichsprüfungen davon sind unten aufgeführt. In einem Vergleichstest wurde die Werkzeuglebensdauer in Minuten eines erfinderischen beschichteten Schneideinsatzes gegenüber der Werkzeuglebensdauer in Minuten von zwei Schneideinsätzen aus dem Stand der Technik gemessen.Specific examples of the inventive coated cutting insert and comparative tests thereof are listed below. In a comparative test, the tool life in minutes of an inventive coated cutting insert versus tool life in minutes was measured by two prior art cutting inserts.

Tabelle 1 zeigt die grundlegenden Verfahrensparameter, die zum Abscheiden der aluminiumoxidhaltigen Grundbeschichtungsregion und der zirkoniumhaltigen äußeren Beschichtungsregion für die spezifischen Beispiele verwendet wurden, sowohl für die Schneideinsätze aus dem Stand der Technik als auch für den erfinderischen keramischen Schneideinsatz. Im Hinblick darauf repräsentiert das Verfahren der Parameter in Tabelle 1 die Schritte, die zum Aufbringen eines Beschichtungsschemas auf die Oberfläche des zementierten Carbidsubstrats verwendet werden. Tabelle 1 – Verfahrensparameter für das erfundene Beschichtungsverfahren Materialien Temperatur (°C) Druck (mbar) Gesamtzeit (Minuten) benutzte Gase TiN 905 160 60 H2, N2, TiCl4, HCl TiCN 880 70–90 240 TiCl4, H2, N2, (Ti1-bAlb) (OxCyNz) 1000 75–500 70 H2, N2, CH4, TiCl4, CO, AlCl3 α-Al2O3 1000 75 300 H2, AlCl3, CO2, HCl, H2S ZrCN 960–1000 80 240 ZrCl3, H2, CH3CN, Ar Table 1 shows the basic process parameters used to deposit the alumina-containing base coat region and the zirconium-containing outer coat region for the specific examples, both for the prior art cutting inserts and for the inventive ceramic cutting insert. In this regard, the method of the parameters in Table 1 represents the steps used to apply a coating scheme to the surface of the cemented carbide substrate. Table 1 - Process parameters for the invented coating process materials Temperature (° C) Pressure (mbar) Total time (minutes) used gases TiN 905 160 60 H 2, N 2, TiCl4, HCl TiCN 880 70-90 240 TiCl 4 , H 2 , N 2 , (Ti 1-b Al b ) (O x C y N z ) 1000 75-500 70 H 2 , N 2 , CH 4 , TiCl 4 , CO, AlCl 3 α-Al 2 O 3 1000 75 300 H 2 , A 1 Cl 3 , CO 2 , HCl, H 2 S ZrCN 960-1000 80 240 ZrCl 3 , H 2 , CH 3 CN, Ar

Die obigen Schritte folgen aufeinander, beginnend mit dem TiN-Schritt über den Schritt zum Aufbringen von ZrCN.The above steps follow each other, beginning with the TiN step via the ZrCN application step.

In Bezug auf die obigen Schritte in Tabelle 1 ist die Steuerung von Al2O3 zur Sicherstellung der α-Phasenergebnisse in einigen Ausführungsformen wichtig für die Integrität der äußeren Beschichtung. Die schlechte Haftung zwischen ZrCN und anderen Aluminiumoxidphasen kann zum Abblättern der äußeren Schicht während der Nassdruckstrahlung oder dem Schneiden des Metalls führen. Dennoch können die beschichteten Schneideinsätze der vorliegenden Erfindung mit einer κ-Al2O3-Schicht eine Haftung zwischen ZrCN und κ-Al2O3 zeigen, die für die Nassdruckstrahlung und/oder für Metallschnittanwendungen geeignet sind, wodurch eine Alternative zu den α-Al2O3-Ausführungsformen angeboten wird. Daher wird in Bezug auf die obigen Schritte in Tabelle I die Abscheidung von Al2O3 in einigen Ausführungsformen gesteuert, um die κ-Phasenresultate sicherzustellen.With respect to the above steps in Table 1, control of Al 2 O 3 to ensure α-phase results is important in some embodiments for the integrity of the outer coating. The poor adhesion between ZrCN and other alumina phases can lead to exfoliation of the outer layer during wet pressure radiation or cutting of the metal. Nevertheless, the coated cutting inserts of the present invention having a κ-Al 2 O 3 layer can exhibit adhesion between ZrCN and κ-Al 2 O 3 suitable for wet-pressure radiation and / or for metal cutting applications, thereby providing an alternative to the α- Al 2 O 3 embodiments is offered. Therefore, with respect to the above steps in Table I, the deposition of Al 2 O 3 is controlled in some embodiments to ensure the κ phase results.

In einem ersten Beispiel umfassten die Schneideinsätze aus dem Stand der Technik, die für den Vergleichstest verwendet wurden, ein Beschichtungsschema, das dem der vorliegenden Erfindung ähnlich ist, mit der Ausnahme, dass die Einsätze aus dem Stand der Technik eine TiCN/TiN-Außenbeschichtungsschicht verwenden. Die Schneideinsätze der vorliegenden Erfindung dieses ersten Beispiels zeigten die Beschichtungsstruktur in Tabelle I an, wobei eine α-Al2O3-Schicht zusammen mit der ZrCN-Außenschicht verwendet wird. Sowohl bei den beschichteten Schneideinsätzen aus dem Stand der Technik als auch bei dem erfinderischen beschichteten keramischen Schneideinsatz handelte es sich um Schneideinsätze des ANSI-Standards CNMA432 . Tabelle 2. Nachbeschichtungsstrahlparameter Parameter Beschreibung Zusammensetzung Aluminiumoxidteilchen-Wasser-Aufschlämmung In dem Bereich von 5 bis 35 Vol.-% Größe der Aluminiumoxidteilchen In dem Bereich von 20 μm–100 μm Druck während des Auftreffverfahrens In dem Bereich von 35 bis 55 psi Dauer des Auftreffens In dem Bereich von 6 bis 45 Sekunden In a first example, the prior art cutting inserts used for the comparative test included a coating scheme similar to that of the present invention, except that the prior art inserts employ a TiCN / TiN outer coating layer , The cutting inserts of the present invention of this first example indicated the coating structure in Table I using an α-Al 2 O 3 layer together with the ZrCN outer layer. Both the prior art coated cutting inserts and the inventive coated ceramic cutting insert were cutting inserts of the prior art ANSI standards CNMA432 , Table 2. Post-coating jet parameters parameter description Composition alumina particle water slurry In the range of 5 to 35% by volume Size of the alumina particles In the range of 20 μm-100 μm Pressure during the impact process In the range of 35 to 55 psi Duration of impact In the range of 6 to 45 seconds

Für den Vergleichstest zum Messen der Werkzeuglebensdauer waren die Parameter wie folgt: Werkstückmaterial: 80-55-06 duktiles Eisen; Geschwindigkeit gleich 656 Oberflächenfuß pro Minute (sfm) (200 Oberflächenmeter pro Minute); eine Fußrate gleich 0,004 Inch (0,1 Millimeter) pro Umdrehung (ipr); eine Schneidtiefe (doc) von gleich 0,08 Inch (2,03 Millimeter); ein Leitwinkel gleich –5 Grad mit Kühlmittel. Die Ausfallkriterien waren: UNF gleich 0,012 Inch (0,3 Millimeter) maximal; Nasenverschleiß (NW) gleich 0,012 Inch (0,3 Millimeter); Tiefe der Schnitteinkerbung (DOCN) gleich 0,012 Inch (0,3 Millimeter); CR gleich 0,004 Inch (0,1 Millimeter); und TW gleich 0,012 Inch (0,3 Millimeter).For the comparison test for tool life measurement, the parameters were as follows: Workpiece material: 80-55-06 ductile iron; Speed equal to 656 surface feet per minute (sfm) (200 surface meters per minute); a foot rate equal to 0.004 inches (0.1 millimeter) per revolution (ipr); a cut depth (doc) equal to 0.08 inches (2.03 millimeters); a guide angle equal to -5 degrees with coolant. The failure criteria were: UNF equal to 0.012 inches (0.3 millimeters) maximum; Nose wear (NW) equal to 0.012 inches (0.3 millimeters); Depth of cut indentation (DOCN) equal to 0.012 inches (0.3 millimeters); CR equals 0.004 inches (0.1 millimeter); and TW equal to 0.012 inches (0.3 millimeters).

In dem Vergleichstest wurden Proben, d. h. jeweils drei der beschichteten Schneideinsätze aus dem Stand der Technik und drei erfinderische beschichtete Schneideinsätze durchlaufen. Die Ergebnisse des Vergleichstests sind in Tabelle 3 unten dargestellt. Tabelle 3. Werkzeuglebensdauer-Ergebnisse aus dem Vergleichstest Werkzeuglebensdauer (in Minuten)/Ausfallmodus Stand der Technik – 1A 10,3/NW Stand der Technik – 2A 9,6/NW Stand der Technik – 3A 7,3/NW Erfindung – 1 14,0/NW Erfindung – 2 9,9/NW Erfindung – 3 11,9/NW In the comparative test, samples, ie, three each of the prior art coated cutting inserts and three inventive coated cutting inserts, were run through. The results of the comparative test are shown in Table 3 below. Table 3. Tool life results from the comparison test Tool life (in minutes) / failure mode State of the art - 1A 10.3 / NW Prior art - 2A 9.6 / NW Prior Art - 3A 7.3 / NW Invention - 1 14.0 / NW Invention - 2 9.9 / NW Invention - 3 11.9 / NW

Diese Schnitttestergebnisse zeigen eine Verbesserung von ungefähr 30% der Lebensdauer (Werkzeuglebensdauer) der erfinderischen Schneideinsätze im Hinblick auf die Verschleißfestigkeit im Vergleich zu der Verschleißfestigkeit der Schneideinsätze aus dem Stand der Technik.These cut test results show an improvement of approximately 30% of the life (tool life) of the inventive cutting inserts in terms of wear resistance as compared to the wear resistance of the prior art cutting inserts.

Eine zweite vergleichende Messeinkerbungswiderstandsfähigkeit wurde ebenfalls durchgeführt. Ein Nasswendezyklus wurde mit den folgenden Parametern verwendet: Werkstückmaterialien: 316 Ti-Edelstahl; Geschwindigkeit gleich 656 Oberflächenfuß pro Minute (sfm) (200 Oberflächenmeter pro Minute); eine Fußrate gleich 0,01 Inch (0,25 Millimeter) pro Umdrehung und eine Schneidtiefe von gleich 0,08 Inch (2 Millimeter); ein Leitwinkel gleich –5 Grad. Der Stand der Technik ist ein handelsübliches Carbid-Schneidwerkzeug, das mit kappa-Al2O3 mit einer ZrCN-Oberschicht beschichtet ist, die mit Trockenstrahlung behandelt wurde. Der Schneideinsatz der vorliegenden Erfindung zeigte in diesem Beispiel die Beschichtungsarchitektur aus Tabelle I an. Sowohl die beschichteten Schneideinsätze aus dem Stand der Technik als auch der erfinderische beschichtete Schneideinsatz weisen die Art des ANSI-Standards CNMG432RP auf. Tabelle 4 unten stellt die Ergebnisse eines Vergleichs der Werkzeuglebensdauer vor, die von der Tiefe der Schnitteinkerbung für die beschichteten Schneideinsätze aus dem Stand der Technik und den erfinderischen beschichteten Schneideinsatz bestimmt werden. Das Ausfallkriterium ist Folgendes: Tiefe der Schnitteinkerbung (DOCN) gleich 0,012 Inch (0,3 Millimeter). Tabelle 4 Vergleich von Schneideinsätzen aus dem Stand der Technik und erfinderischen Schneideinsätzen Werkzeuglebensdauer gemäß DOCN (in Minuten) Einsatz aus dem Stand der Technik 10,7 Erfinderischer Einsatz 12,7 A second comparative trade mark score was also performed. A wet-turn cycle was used with the following parameters: Workpiece materials: 316 Ti stainless steel; Speed equal to 656 surface feet per minute (sfm) (200 surface meters per minute); a foot rate equal to 0.01 inches (0.25 millimeters) per revolution and a cutting depth equal to 0.08 inches (2 millimeters); a lead angle equal to -5 degrees. The prior art is a commercial carbide cutting tool coated with kappa Al 2 O 3 having a ZrCN topcoat treated with dry radiation. The cutting insert of the present invention in this example indicated the coating architecture of Table I. Both the prior art coated cutting inserts and the inventive coated cutting insert exhibit the nature of the art ANSI standards CNMG432RP on. Table 4 below presents the results of a comparison of tool life determined by the depth of cut score for the prior art coated cutting inserts and the inventive coated cutting insert. The failure criterion is: depth of cut indentation (DOCN) equal to 0.012 inches (0.3 millimeters). Table 4 Comparison of cutting inserts of the prior art and inventive cutting inserts Tool life according to DOCN (in minutes) Use of the prior art 10.7 Inventive use 12.7

Die erfinderischen Schneideinsätze zeigten eine 20%ige Verbesserung der Tiefe des Einkerbungswiderstands bei der Bearbeitung von 316 Ti-Edelstahl.The inventive cutting inserts showed a 20% improvement in the depth of notch resistance in the machining of 316 Ti stainless steel.

Die Patente und andere Dokumente, die hier genannt werden, werden hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen. Andere Ausführungsformen der Erfindung sind einem Fachmann unter Berücksichtigung der Spezifikation oder Ausführung der hier offenbarten Erfindung offensichtlich. Die Spezifikation und Beispiele sind rein illustrativ und beabsichtigen nicht, den Schutzbereich der Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken. Die folgenden Ansprüche geben den wahren Schutzbereich und die Wesensart der Erfindung an.The patents and other documents cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety. Other embodiments of the invention will be apparent to one of ordinary skill in the art having regard to the specification or practice of the invention disclosed herein. The specification and examples are merely illustrative and are not intended to limit the scope of the invention in any way. The following claims set forth the true scope and spirit of the invention.

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Claims (27)

Beschichteter Schneideinsatz, umfassend: ein Substrat; und ein mehrschichtiges Beschichtungsschema, umfassend: eine κ-Al2O3-Schicht; und eine äußere Schicht aus ZrCN oder HfCN auf der κ-Al2O3-Schicht, wobei die äußere Schicht einen gestrahlten Spannungszustand in dem Bereich zwischen etwa –700 MPa und etwa –4,0 GPa aufweist, wie mittels Röntgenbeugung unter Anwendung des psi-Neigungsverfahrens und der (220)-Reflexion von ZrCN oder HfCN gemessen, und eine Bindeschicht zwischen der κ-Al2O3-Schicht und der äußeren Schicht, wobei die Bindeschicht M(OxCyNz) umfasst, wobei M ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend einen oder mehrere der Folgenden: Titan, Hafnium, Zirkonium, Chrom, Titan-Aluminiumlegierung, Hafnium-Aluminiumlegierung, Zirkonium-Aluminiumlegierung, Chrom-Aluminiumlegierung und ihre Legierungen, und x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 und y + z > 0 ist und wobei, wenn M Aluminium ist, mindestens eines von Titan, Hafnium, Zirkonium oder Chrom ebenfalls vorliegt.A coated cutting insert comprising: a substrate; and a multilayer coating scheme comprising: a κ-Al 2 O 3 layer; and an outer layer of ZrCN or HfCN on the κ-Al 2 O 3 layer, the outer layer having a blasted stress state in the range between about -700 MPa and about -4.0 GPa, as determined by X-ray diffraction using the psi Tilting process and the (220) reflection of ZrCN or HfCN, and a bonding layer between the κ-Al 2 O 3 layer and the outer layer, wherein the bonding layer comprises M (O x C y N z ), wherein M is selected is from the group comprising one or more of the following: titanium, hafnium, zirconium, chromium, titanium-aluminum alloy, hafnium-aluminum alloy, zirconium-aluminum alloy, chromium-aluminum alloy and their alloys, and x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 and y + z> 0, and wherein when M is aluminum, at least one of titanium, hafnium, zirconium or chromium is also present. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei der gestrahlte Spannungszustand in dem Bereich zwischen etwa –2,0 GPa und etwa –4,0 GPa liegt.The coated cutting insert of claim 1, wherein the blasted stress state is in the range between about -2.0 GPa and about -4.0 GPa. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mehrschichtige Beschichtungsschema ferner eine innerste TiN-Schicht und eine TiCN-Schicht auf der TiN-Schicht umfasst, wobei die κ-Al2O3-Schicht auf der TiCN-Schicht angeordnet ist.The coated cutting insert of claim 1 or 2, wherein the multilayer coating scheme further comprises an innermost TiN layer and a TiCN layer on the TiN layer, wherein the κ-Al 2 O 3 layer is disposed on the TiCN layer. Beschichteter Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die κ-Al2O3-Schicht einen gestrahlten Spannungszustand aufweist, der in dem Bereich von 200 MPa bis –1,3 GPa liegt, wie mittels Röntgenbeugung unter Verwendung des psi-Neigungsverfahrens und der (122)-Reflexion von κ-Al2O3 gemessen.A coated cutting insert according to any one of claims 1 to 3, wherein the κ-Al 2 O 3 layer has a blasted stress state ranging from 200 MPa to -1.3 GPa as determined by X-ray diffraction using the psi tilt method and of the (122) reflection of κ-Al 2 O 3 . Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die κ-Al2O3-Schicht ferner eine Mischung mit α-Al2O3 umfasst.The coated cutting insert of claim 1, wherein the κ-Al 2 O 3 layer further comprises a mixture with α-Al 2 O 3 . Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die κ-Al2O3-Schicht einen gestrahlten Spannungszustand aufweist, der in dem Bereich von –200 MPa bis –1,5 GPa liegt, wie mittels Röntgenbeugung unter Anwendung des psi-Neigungsverfahrens und der (122)-Reflexion von κ-Al2O3 gemessen.The coated cutting insert of claim 1, wherein the κ-Al 2 O 3 layer has a blasted stress state that is in the range of -200 MPa to -1.5 GPa as determined by X-ray diffraction using the psi tilt method and (122 ) Reflection of κ-Al 2 O 3 . Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 3, ferner umfassend eine (Ti1-bAlb)(OxCyNz)-Schicht zwischen der TiCN-Schicht und der κ-Al2O3-Schicht, wobei 0 ≤ b < 1, x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 und x + y + z > 0 ist.The coated cutting insert of claim 3, further comprising a (Ti 1-b Al b ) (O x C y N z ) layer between the TiCN layer and the κ-Al 2 O 3 layer, where 0 ≤ b <1, x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 and x + y + z> 0. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein Hartmetall, ein Cermet oder eine Keramik umfasst.The coated cutting insert of claim 1, wherein the substrate comprises a cemented carbide, a cermet or a ceramic. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die äußere Schicht eine Dicke von 0,5 μm bis 4,5 μm aufweist und die κ-Al2O3-Schicht eine Dicke von 1,0 μm bis 15,0 μm aufweist.The coated cutting insert of claim 1, wherein the outer layer has a thickness of 0.5 μm to 4.5 μm, and the κ-Al 2 O 3 layer has a thickness of 1.0 μm to 15.0 μm. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 9, wobei die κ-Al2O3-Schicht mehrere κ-Al2O3-Schichten umfasst.The coated cutting insert according to claim 9, wherein the κ-Al 2 O 3 layer a plurality of κ-Al 2 O 3 layers. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 9, wobei die κ-Al2O3-Schicht ferner abwechselnde Schichten aus κ-Al2O3 und α-Al2O3 umfasst.The coated cutting insert of claim 9, wherein the κ-Al 2 O 3 layer further comprises alternating layers of κ-Al 2 O 3 and α-Al 2 O 3 . Beschichteter Schneideinsatz, umfassend: ein Substrat; und ein mehrschichtiges Beschichtungsschema, umfassend: eine κ-Al2O3-Schicht; und eine äußere Schicht aus ZrCN oder HfCN auf der κ-Al2O3-Schicht, wobei die κ-Al2O3-Schicht einen gestrahlten Spannungszustand in dem Bereich zwischen etwa 200 MPa und etwa –1,3 GPa aufweist, wie mittels Röntgenbeugung unter Anwendung des psi-Neigungsverfahrens und der (122)-Reflexion von κ-Al2O3 gemessen.A coated cutting insert comprising: a substrate; and a multilayer coating scheme comprising: a κ-Al 2 O 3 layer; and an outer layer of ZrCN or HfCN on the κ-Al 2 O 3 layer, wherein the κ-Al 2 O 3 layer has a blasted stress state in the range between about 200 MPa and about -1.3 GPa, as by means X-ray diffraction was measured using the psi tilt method and the (122) reflection of κ-Al 2 O 3 . Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 12, wobei das mehrschichtige Beschichtungsschema ferner eine innerste TiN-Schicht und eine TiCN-Schicht auf der TiN-Schicht umfasst, wobei die κ-Al2O3-Schicht auf der TiCN-Schicht angeordnet ist. The coated cutting insert of claim 12, wherein the multilayer coating scheme further comprises an innermost TiN layer and a TiCN layer on the TiN layer, wherein the κ-Al 2 O 3 layer is disposed on the TiCN layer. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 12, ferner umfassend eine Bindeschicht zwischen der κ-Al2O3-Schicht und einer äußeren Schicht, wobei die Bindeschicht M(OxCyNz) umfasst, wobei M ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend einen oder mehrere der Folgenden: Titan, Hafnium, Zirkonium, Chrom, Titan-Aluminiumlegierung, Hafnium-Aluminiumlegierung, Zirkonium-Aluminiumlegierung, Chrom-Aluminiumlegierung und ihre Legierungen, und x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 und y + z > 0 ist, und wobei, wenn M Aluminium ist, mindestens eines von Titan, Hafnium, Zirkonium oder Chrom ebenfalls vorliegt.The coated cutting insert of claim 12, further comprising a bonding layer between the κ-Al 2 O 3 layer and an outer layer, wherein the bonding layer comprises M (O x C y N z ) wherein M is selected from the group comprising one or more more of the following: titanium, hafnium, zirconium, chromium, titanium-aluminum alloy, hafnium-aluminum alloy, zirconium-aluminum alloy, chromium-aluminum alloy and their alloys, and x≥0, y≥0, z≥0 and y + z> 0 , and wherein when M is aluminum, at least one of titanium, hafnium, zirconium or chromium is also present. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 14, ferner umfassend eine (Ti1-bAlb)(OxCyNz)-Schicht zwischen der TiCN-Schicht und der κ-Al2O3-Schicht, wobei 0 ≤ b < 1, x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 und x + y + z > 0 ist.The coated cutting insert of claim 14, further comprising a (Ti 1 -b Al b ) (O x C y N z ) layer between the TiCN layer and the κ-Al 2 O 3 layer, where 0 ≤ b <1, x ≥ 0, y ≥ 0, z ≥ 0 and x + y + z> 0. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 12, wobei das Substrat ein Hartmetall, ein Cermet oder eine Keramik umfasst.The coated cutting insert of claim 12, wherein the substrate comprises a cemented carbide, a cermet or a ceramic. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 12, wobei die κ-Al2O3-Schicht mehrere κ-Al2O3-Schichten umfasst.The coated cutting insert according to claim 12, wherein the κ-Al 2 O 3 layer a plurality of κ-Al 2 O 3 layers. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 12, wobei die κ-Al2O3-Schicht ferner abwechselnde Schichten aus κ-Al2O3 und α-Al2O3 umfasst.The coated cutting insert of claim 12, wherein the κ-Al 2 O 3 layer further comprises alternating layers of κ-Al 2 O 3 and α-Al 2 O 3 . Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 12, wobei die äußere Schicht eine Dicke von 0,5 μm bis 4,5 μm aufweist und die κ-Al2O3-Schicht eine Dicke von 1,0 μm bis 15,0 μm aufweist.The coated cutting insert of claim 12, wherein the outer layer has a thickness of 0.5 μm to 4.5 μm, and the κ-Al 2 O 3 layer has a thickness of 1.0 μm to 15.0 μm. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 12, wobei die κ-Al2O3-Schicht einen gestrahlten Spannungszustand in dem Bereich zwischen etwa –200 MPa und etwa –1,5 GPa aufweist.The coated cutting insert of claim 12, wherein the κ-Al 2 O 3 layer has a blasted stress state in the range between about -200 MPa and about -1.5 GPa. Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schneideinsatzes, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Substrats; Beschichten des Substrats mit einer mehrschichtigen, verschleißfesten Beschichtung mit einer κ-Al2O3-Schicht und einer äußeren Zr- oder Hf-Carbonitrid-Außenschicht auf der κ-Al2O3-Schicht; und Unterziehen der äußeren Schicht einer Nassdruckstrahlbehandlung, wobei die κ-Al2O3-Schicht einen gestrahlten Spannungszustand in dem Bereich zwischen etwa 200 MPa bis etwa –1,3 GPa aufweist, wie mittels Röntgenbeugung unter Anwendung des psi-Neigungsverfahrens und der (122)-Reflexion von κ-Al2O3 gemessen.A method of making a coated cutting insert comprising the steps of: providing a substrate; Coating the substrate with a multi-layer, wear-resistant coating having a κ-Al 2 O 3 layer and an outer Zr or Hf carbonitride outer layer on the κ-Al 2 O 3 layer; and subjecting the outer layer to a wet pressure jet treatment, wherein the κ-Al 2 O 3 layer has a blasted stress state in the range between about 200 MPa to about -1.3 GPa as determined by X-ray diffraction using the PSI tilt method and (122 ) Reflection of κ-Al 2 O 3 . Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schneideinsatzes nach Anspruch 21, wobei bei der Nassdruckstrahlbehandlung eine Aufschlämmung benutzt wird, die Aluminiumoxidteilchen und Wasser umfasst, wobei das Aluminiumoxid 5 Vol.-% bis 35 Vol.-% der Aufschlämmung umfasst.A method of making a coated cutting insert according to claim 21, wherein the wet pressure jet treatment uses a slurry comprising alumina particles and water, the alumina comprising from 5% to 35% by volume of the slurry. Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schneideinsatzes nach Anspruch 21, wobei die Aluminiumoxidteilchen 20 μm bis 100 μm groß sind.The method of producing a coated cutting insert according to claim 21, wherein the alumina particles are 20 μm to 100 μm in size. Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schneideinsatzes nach Anspruch 21, wobei die Aufschlämmung bei einem Druck von 35 psi bis 55 psi gestrahlt wird und das Nassdruckstrahlverfahren sechs Sekunden bis fünfundvierzig Sekunden fortgesetzt wird.A method of making a coated cutting insert according to claim 21 wherein the slurry is blasted at a pressure of 35 psi to 55 psi and the wet pressure blast process is continued for six seconds to forty five seconds. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die κ-Al2O3-Schicht ferner eine Mischung von α-Al2O3 umfasst.The method of claim 21, wherein the κ-Al 2 O 3 layer further comprises a mixture of α-Al 2 O 3 . Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 1, wobei die äußere Schicht von ZrCN oder HfCN einen Druckspannungszustand wie abgeschieden aufweist.The coated cutting insert of claim 1, wherein the outer layer of ZrCN or HfCN has a compressive stress state as deposited. Beschichteter Schneideinsatz nach Anspruch 12, wobei die äußere Schicht von ZrCN oder HfCN einen Druckspannungszustand wie abgeschieden aufweist.The coated cutting insert of claim 12, wherein the outer layer of ZrCN or HfCN has a compressive stress state as deposited.
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