DE112013003182T5 - Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug - Google Patents

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Abstract

Ein oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug mit einem Basismaterial und einem auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm, wobei der Beschichtungsfilm wenigstens eine verschleißbeständige Schicht und eine haftungsbeständige Schicht umfasst, wobei die verschleißbeständige Schicht einen mehrschichtigen Aufbau, in dem eine A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid und eine B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid alternierend gestapelt sind, und einen kubischen Kristallaufbau aufweist, und wobei die haftungsbeständige Schicht an einer äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen ist, aus einem Nitrid besteht, das durch (AlaCrbTi1-a-b)N (wobei a + b < 0,99, b > 0,01 und 0,2b + 0,7 < a) ausgedrückt wird, und einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufweist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug mit einem auf einem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm.
  • Stand der Technik
  • Schneidwerkzeuge wie etwa ein Bohrer werden als oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeuge mit verschiedenen Typen von auf einem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilmen verwendet, um die Verschleißbeständigkeit und die Splitterbeständigkeit zu verbessern. Für Schneidarbeiten ist heutzutage eine hohe Effizienz erforderlich, wobei die Werkstückmaterialien immer schwieriger zu schneiden sind, weil der Trend zu Werkstückmaterialien mit einer hohen Festigkeit geht, sodass also der Verschleiß des Beschichtungsfilms schneller voranschreitet als bei herkömmlichen Schneidarbeiten.
  • Es besteht dementsprechend ein Bedarf für eine Verbesserung des Beschichtungsfilms. Zum Beispiel schlägt das internationale Patent mit der Veröffentlichungsnummer WO2006/070730 (PTD 1) ein oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug vor, das alternierende Schichten mit einer bestimmten Zusammensetzung als einen Beschichtungsfilm aufweist.
  • Referenzliste
  • Patentdokument
    • PTD 1: Internationales Patent mit der Veröffentlichungsnummer WO2006/070730
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Problemstellung
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug von PTD 1 kann die Eigenschaften des Beschichtungsfilms bis zu einem gewissen Grad verbessern. In der heutigen Umgebung für Schneidarbeiten ist jedoch eine weitere Verbesserung der Leistung und insbesondere eine Reduktion der Haftung des Werkstückmaterials an dem Beschichtungsfilm erforderlich.
  • Der Grund hierfür ist, dass eine Haftung des Werkstückmaterials an einem Spitzen- oder Klingenteil des Werkzeugs eine Absplitterung oder ein Brechen des Werkzeugs zur Folge hat. Sobald das Werkstückmaterial an der Spitze oder einem ähnlichen Teil des Werkzeugs haftet, fällt das Werkstückmaterial zusammen mit einem Teil des Beschichtungsfilms und des Basismaterials ab, wenn das Werkstückmaterial wieder abfällt, wobei ein anormales Fortschreiten des Verschleißes und ein Auftreten von Rissen an dem abgefallenen Teil beginnen, wodurch wahrscheinlich eine Absplitterung und ein Brechen des Werkzeugs verursacht werden.
  • Wenn das oben genannte oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug ein Bohrer ist, ist weiterhin eine hohe Effizienz erforderlich und lässt sich das Werkstückmaterial schwieriger schneiden, sodass also heutzutage eine Verschleißbeständigkeit des Beschichtungsfilms von großer Bedeutung für Bohrarbeiten ist.
  • Die vorliegende Erfindung nimmt auf die vorstehend geschilderten Umstände Bezug, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, ein oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug anzugeben, bei dem die Verschleißbeständigkeit des Beschichtungsfilms verbessert ist und die Haftung des Werkstückmaterials reduziert ist, wodurch eine Absplitterung und ein Brechen des Werkzeugs verhindert werden.
  • Problemlösung
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Untersuchungen durchgeführt, um das oben genannte Problem zu lösen, und dabei herausgefunden, dass es am effektivsten ist, eine Schicht mit einer hervorragenden Verschleißbeständigkeit als eine innere Schicht eines Beschichtungsfilms auszubilden und eine Schicht mit einer hervorragenden Haftungsbeständigkeit als eine Oberflächenschicht auszubilden. Auf der Basis dieser Erkenntnis haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung weitere Untersuchungen zu dem Aufbau jeder Schicht durchgeführt und die vorliegende Erfindung entwickelt.
  • Insbesondere ist ein oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ein oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug mit einem Basismaterial und einem auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm, wobei der Beschichtungsfilm wenigstens eine verschleißbeständige Schicht und eine haftungsbeständige Schicht umfasst, wobei die verschleißbeständige Schicht einen mehrschichtigen Aufbau, in dem eine A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid und eine B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid alternierend gestapelt sind, und einen kubischen Kristallaufbau aufweist, wobei die haftungsbeständige Schicht an einer äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen ist, aus einem Nitrid besteht, das durch (AlaCrbTi1-a-b)N (wobei a + b < 0,99, b > 0,01 und 0,2b + 0,7 < a) ausgedrückt wird, und einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufweist.
  • Vorzugsweise ist in dem gesamten Beschichtungsfilm das Atomverhältnis von Al zu allen Metallatomen größer als 0,6 und gleich oder kleiner als 0,8 und ist das Atomverhältnis von Cr zu allen Metallatomen größer als 0,15 und gleich oder kleiner als 0,3.
  • Vorzugsweise weist der Beschichtungsfilm eine Dicke von 2 bis 30 μm auf. Vorzugsweise weist die haftungsbeständige Schicht eine Dicke von 0,5 bis 8 μm auf.
  • Wenn angenommen wird, dass T1 die Dicke der verschleißbeständigen Schicht wiedergibt und T2 die Dicke der haftungsbeständigen Schicht wiedergibt, erfüllt das Dickenverhältnis T2/T1 vorzugsweise die Beziehung von 0,25 ≤ T2/T1 ≤ 0,55. Und wenn angenommen wird, dass Ta die durchschnittliche Dicke der A-Schicht wiedergibt und Tb die durchschnittliche Dicke der B-Schicht wiedergibt, erfüllt das Dickenverhältnis Tb/Ta vorzugsweise die Beziehung 1,5 ≤ Tb/Ta ≤ 4. Vorzugsweise liegt Ta bei 1 bis 10 nm und liegt Tb bei 1,5 bis 30 nm.
  • Vorzugsweise besteht die A-Schicht aus einem Nitrid, das durch (Ti1-cAlc)N (wobei 0,3 < c ≤ 0,7) ausgedrückt wird, und besteht die B-Schicht aus einem Nitrid, das durch (AleCr1-e)N (wobei 0,6 < e < 0,75) ausgedrückt wird.
  • Vorzugsweise weist der Beschichtungsfilm eine Zwischenschicht zwischen dem Basismaterial und der verschleißbeständigen Schicht auf, wobei die Zwischenschicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid besteht und eine Dicke von 0,01 bis 0,5 μm aufweist.
  • Vorzugsweise umfasst der Beschichtungsfilm eine erste Haftungsschicht und eine zweite Haftungsschicht zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der haftungsbeständigen Schicht, wobei die erste Haftungsschicht zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der zweiten Haftungsschicht angeordnet ist, aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid besteht und eine Dicke von 30 nm bis 0,1 μm aufweist, und wobei die zweite Haftungsschicht einen mehrschichtigen Aufbau, in dem eine C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid mit dem gleichen Kristallaufbau wie die verschleißbeständige Schicht und eine D-Schicht mit der gleichen Zusammensetzung wie die haftungsbeständige Schicht alternierend gestapelt sind, und eine Dicke von 10 nm bis 0,2 μm aufweist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie oben beschrieben konfiguriert, um eine hervorragende Verschleißbeständigkeit und eine hervorragende Haftungsbeständigkeit zu erzielen, sodass es also einen hervorragenden Effekt zur Verhinderung einer Absplitterung und eines Brechens aufweist.
  • Beschreibung verschiedener Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlicher beschrieben.
  • <Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug>
  • Ein oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Konfiguration mit einem Basismaterial und einem auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm auf. Der oben genannte Beschichtungsfilm bedeckt vorzugsweise die gesamte Fläche des Basismaterials. Der Erfindungsumfang umfasst aber auch eine Konfiguration, in der ein Teil des Basismaterials nicht durch den Beschichtungsfilm bedeckt ist, oder eine Konfiguration mit einem teilweise anderen Aufbau des Beschichtungsfilms.
  • Das oben genannte oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann in geeigneter Weise als ein Schneidwerkzeug wie etwa ein Bohrer, ein Schaftfräser, ein beschichteter Schneideinsatz für einen Bohrer, ein beschichteter Schneideinsatz für einen Schaftfräser, ein beschichteter Schneideinsatz für ein Fräsen, ein beschichteter Schneideinsatz für eine Endbearbeitung, eine Metallsäge, ein Zahnradschneidwerkzeug, ein Aufdornwerkzeug und ein Gewindebohrer verwendet werden. Dabei kann das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung hervorragend insbesondere als ein Bohrer verwendet werden, weil es eine stark verbesserte Verschleißbeständigkeit des Beschichtungsfilms und eine Beständigkeit des Beschichtungsfilms gegenüber der Haftung eines Werkstückmaterials bietet.
  • <Basismaterial>
  • Alle herkömmlich für diesen Typ von Basismaterial bekannten Basismaterialien können als das Basismaterial in dem oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele für das Basismaterial sind ein Hartmetall (einschließlich von zum Beispiel einem WC-basierten Hartmetall, das WC und Co enthält oder das WC und Co und zusätzlich ein Carbonitrid von Ti, Ta, Nb oder ähnliches enthält), Cermet (mit TiC, TiN, TiCN oder ähnlichem als Hauptkomponente), Schnellarbeitsstahl, Keramik (wie etwa Titancarbid, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Aluminiumnitrid und Aluminiumoxid, ein kubischer Bornitrid-Sinterkörper, ein Diamant-Sinterkörper und ähnliches.
  • <Beschichtungsfilm>
  • Der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Vielzahl von Schichten und umfasst wenigstens eine verschleißbeständige Schicht und eine haftungsbeständige Schicht. Durch die synergistische Wirkung der Funktion jeder nachfolgend beschriebenen Schicht erzielt der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Verschleißbeständigkeit und eine hervorragende Haftungsbeständigkeit und somit einen äußerst hervorragenden Effekt zum Verhindern einer Absplitterung und eines Brechens des Werkzeugs.
  • Der oben genannte Beschichtungsfilm weist vorzugsweise eine Dicke von 2–30 μm (2 μm oder größer und 30 μm oder kleiner; wenn für die vorliegende Erfindung ein Bereich durch die Verknüpfung von zwei Zahlenwerten mit einem Bindestrich angegeben wird, sind der niedrigere Zahlenwert und der höhere Zahlenwert beide in dem Bereich enthalten) und vorzugsweise 3–12 μm auf.
  • Wenn die Dicke des Beschichtungsfilms kleiner als 2 μm ist, ist der Effekt zum Verbessern der Verschleißbeständigkeit, der Haftungsbeständigkeit usw. unter Umständen nicht ausreichend. Wenn die Dicke größer als 30 μm ist, neigt der Beschichtungsfilm eher zu einer Ablösung.
  • Im Folgenden werden die einzelnen Schichten des Beschichtungsfilms im Detail beschrieben.
  • <Haftungsbeständige Schicht>
  • Die haftungsbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung ist an einer äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und erzielt eine hervorragende Haftungsbeständigkeit zum äußerst effektiven Verhindern einer Haftung des Werkstückmaterials an einem Spitzen- oder Klingenteil des Werkzeugs.
  • Die oben genannte haftungsbeständige Schicht muss aus einem Nitrid bestehen, das durch (AlaCrbTi1-a-b)N (wobei a + b < 0,99, b > 0,01 und 0,2b + 0,7 < a) ausgedrückt wird, und muss einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufweisen.
  • Es hat sich herausgestellt, dass, wenn die oben genannte haftungsbeständige Schicht unter Verwendung von AlN mit einem hexagonalen Kristallaufbau ausgebildet wird, die haftungsbeständige Schicht eine hervorragende Haftungsbeständigkeit und Gleitfähigkeit bei einer hohen Temperatur aufweist, während die haftungsbeständige Schicht eine geringe Härte aufweist, sodass die haftungsbeständige Schicht in einer frühen Phase der Schneidarbeit aufgrund eines Verschleißes verschwindet und ein Problem hinsichtlich der Beständigkeit aufweist. Deshalb sind in der vorliegenden Erfindung bestimmte Mengen von Cr und Ti zu dem AlN hinzugefügt, um die Härte zu erhöhen und dadurch die Haftungsbeständigkeit wesentlich zu verbessern. Wenn nur Cr hinzugefügt wird, kann die Härte nicht ausreichend erhöht werden. Wenn nur Ti hinzugefügt wird, ist keine Stabilität bei einer hohen Temperatur gegeben. Es ist deshalb wichtig, sowohl Cr als auch Ti zu AlN hinzuzufügen.
  • In der zuvor genannten Gleichung geben a und b jeweils Atomverhältnisse an. Wenn a + b gleich oder größer als 0,99 ist, vermindert sich die Menge an Ti relativ, sodass die Härte nicht ausreichend erhöht werden kann. Wenn b gleich oder kleiner als 0,01 ist, ist keine Stabilität bei einer hohen Temperatur gegeben. Wenn dagegen 0,2b + 0,7 ≥ a ist, ändert sich der Kristallaufbau eines Teils oder der gesamten haftungsbeständigen Schicht zu einem kubischen Kristallaufbau bei einer hohen Temperatur und geht die Haftungsbeständigkeit verloren.
  • Mit anderen Worten ist es wichtig, dass die haftungsbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufweist. Wenn die haftungsbeständige Schicht einen anderen Kristallaufbau als einen kubischen Kristallaufbau aufweist, kann keine hervorragende Haftungsbeständigkeit erhalten werden. Außerdem weist die haftungsbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung vorzugsweise einen Aufbau mit Nanopartikeln auf, wobei die durchschnittliche Korngröße der Nanopartikeln gleich oder kleiner als 40 nm ist. Wenn die Kristallkörner fein sind, werden die Härte und Festigkeit erhöht und wird die Beständigkeit der haftungsbeständigen Schicht verbessert.
  • In der vorliegenden Beschreibung wird die „durchschnittliche Korngröße der Nanopartikel” wie folgt gemessen. Zuerst wird der Beschichtungsfilm geschnitten und wird ein Querschnitt bei 20000 bis 1000000-facher Vergrößerung unter Verwendung eines TEM betrachtet. Dabei wird die Vergrößerung vorzugsweise derart eingestellt, dass wenigstens 20 Kristallkörner in dem Betrachtungsfeld enthalten sind. Dann wird mit Bezug auf zehn zufällig ausgewählte Kristallkörner in dem Beobachtungsfeld der maximale Durchmesser eines Kristallkorns als eine Korngröße dieses Kristallkorns definiert. Unter den auf diese Weise erhaltenen Korngrößen der entsprechenden Kristallkörner wird ein arithmetischer Durchschnittswert der Korngrößen mit Ausnahme des maximalen Werts und des minimalen Werts als eine „durchschnittliche Korngröße der Nanopartikel” definiert.
  • In der oben genannten Gleichung ist für das Verhältnis zwischen (AlaCrbTi1-a-b) und N keine besondere Beschränkung vorgegeben, sodass es sich also um ein beliebiges Verhältnis handeln kann. Wenn zum Beispiel das erste gleich 1 ist, kann das zweite (d. h. N) gleich 0,8 bis 1,1 sein.
  • Wie oben beschrieben, erzielt die haftungsbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung eine äußerst hervorragende Haftungsbeständigkeit, was eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung ist.
  • Die oben genannte haftungsbeständige Schicht weist vorzugsweise eine Dicke von 0,5 bis 8 μm und noch besser von 0,8 bis 5 μm auf. Wenn die Dicke der haftungsbeständigen Schicht kleiner als 0,5 μm ist, erzielt die haftungsbeständige Schicht unter Umständen keine ausreichende Haftungsbeständigkeit. Wenn die Dicke größer als 8 μm ist, kann die Verschleißbeständigkeit reduziert werden.
  • <Verschleißbeständige Schicht>
  • Die verschleißbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung ist zwischen dem Basismaterial und der oben genannten haftungsbeständigen Schicht angeordnet und weist eine Funktion zum Verbessern der Verschleißbeständigkeit auf.
  • Die oben genannte verschleißbeständige Schicht muss einen mehrschichtigen Aufbau, in dem eine A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid und eine B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid alternierend gestapelt sind, und einen kubischen Kristallaufbau aufweisen.
  • Weil die Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid eine hervorragende Verschleißbeständigkeit und Wärmebeständigkeit aufweist, ist eine Verwendung dieser Schicht als der verschleißbeständigen Schicht denkbar. Diese Schicht weist jedoch den Nachteil auf, dass sie hart und spröde ist. Deshalb sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Schichten aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid, die für ihre hervorragende Festigkeit bekannt sind, und die Schichten aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid alternierend gestapelt, sodass die vorliegende Erfindung nicht nur die Verschleißbeständigkeit verbessert, sondern auch eine Wärmebeständigkeit und Festigkeit erzielt.
  • Die verschleißbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung enthält zusätzlich Ti, sodass die verschleißbeständige Schicht dementsprechend auch dazu beiträgt, einen chemischen Verschleiß einer Flankenfläche während einer mit hoher Geschwindigkeit ablaufenden Verarbeitung zu unterdrücken.
  • Weiterhin weist die verschleißbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung einen kubischen Kristallaufbau auf, sodass die Härte verbessert wird und eine äußerst hervorragende Verschleißbeständigkeit in Kombination mit der zuvor genannten Zusammensetzung erzielt wird. Die verschleißbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen Aufbau mit säulenförmigen Kristallen auf, wobei die durchschnittliche Korngröße der säulenförmigen Kristalle größer als 150 nm und gleich oder kleiner als 250 nm ist. Indem die Korngrenze verstärkt wird, wird die Härte erhöht und wird die Verschleißbeständigkeit verbessert.
  • In dieser Beschreibung wird die „durchschnittliche Korngröße der säulenförmigen Kristalle” wie folgt gemessen. Zuerst wird der Beschichtungsfilm geschnitten und wird ein Querschnitt mit einer 20000 bis 1000000-fachen Vergrößerung unter Verwendung des TEM betrachtet. Dabei wird die Vergrößerung vorzugsweise derart eingestellt, dass wenigstens 20 Kristallkörner (säulenförmige Kristalle) in dem Betrachtungsfeld enthalten sind. Dann wird mit Bezug auf zehn zufällig ausgewählte säulenförmige Kristalle in dem Betrachtungsfeld die maximale Breite (der maximale Durchmesser) der Breiten (Durchmesser) senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der säulenförmigen Kristalle gemessen. Unter den derart erhaltenen Messwerten wird ein arithmetischer Durchschnittswert der Messwerte mit Ausnahme des maximalen Werts und des minimalen Werts als eine „durchschnittliche Korngröße der säulenförmigen Kristalle” definiert.
  • Wenn angenommen wird, dass Ta die durchschnittliche Dicke der oben genannten A-Schicht wiedergibt und Tb die durchschnittliche Dicke der oben genannten B-Schicht wiedergibt, erfüllt das Dickenverhältnis Tb/Ta vorzugsweise die Beziehung 1,5 ≤ Tb/Ta ≤ 4 und noch besser die Beziehung 2 ≤ Tb/Ta ≤ 3. Das Dickenverhältnis wird in dem oben genannten Bereich gesetzt, um eine ausreichende Verschleißbeständigkeit und Wärmebeständigkeit aufgrund der B-Schicht zu erzielen und auch einen ausreichenden Effekt zum Verbessern der Festigkeit aufgrund der A-Schicht zu erzielen.
  • Wenn das oben genannte Dickenverhältnis kleiner als 1,5 ist, kann die Verschleißbeständigkeit reduziert werden. Wenn das oben genannte Dickenverhältnis größer als 4 ist, kann unter Umständen die Festigkeit verschlechtert werden und kann die Verschleißbeständigkeit der Flankenfläche während einer mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Verarbeitung eines Werkstückmaterials mit einer großen Härte reduziert werden.
  • Die oben genannte durchschnittliche Dicke ist eine Dicke, die durch das Dividieren der Gesamtdicke der entsprechenden Schichten durch die Anzahl der gestapelten Schichten erhalten wird.
  • Die durchschnittliche Dicke Ta der oben genannten A-Schicht beträgt vorzugsweise 1 bis 10 nm und noch besser 2 bis 6 nm. Die durchschnittliche Dicke Tb der oben genannten B-Schicht beträgt vorzugsweise 1,5 bis 30 nm und noch besser 7 bis 20 nm. Jede Schicht weist die oben genannte Dicke auf, sodass eine besonders hervorragende Festigkeit und Verschleißbeständigkeit erhalten werden können. Wenn die Dicke jeder Schicht kleiner als der oben genannte untere Grenzwert ist, wird der durch die mehrschichtige Stapelung erzeugte Effekt nicht erhalten. Wenn die Dicke jeder Schicht den oberen Grenzwert überschreitet, wird der durch die mehrschichtige Stapelung erzeugte Effekt ebenfalls nicht erhalten.
  • Die oben genannte Dicke der verschleißbeständigen Schicht wird vorzugsweise erhalten, indem 100 bis 10000 Schichten der oben genannten A-Schichten und 100 bis 10000 Schichten der oben genannten B-Schichten alternierend gestapelt werden. Auf diese Weise kann eine besonders hohe Festigkeit erzielt werden.
  • Weiterhin besteht die oben genannte A-Schicht vorzugsweise aus einem Nitrid, das durch (Ti1-cAlc)N (wobei 0,3 < c ≤ 0,7) ausgedrückt wird, und besteht die oben genannte B-Schicht vorzugsweise aus einem Nitrid, das durch (AleCr1-e)N (wobei 0,6 < e < 0,75) ausgedrückt wird. Die A-Schicht und die B-Schicht weisen die oben genannten Zusammensetzungen auf, sodass die A-Schicht mit einer äußerst hervorragenden Festigkeit und einer hohen Härte konfiguriert werden kann und die B-Schicht mit einer äußerst hervorragenden Wärmebeständigkeit konfiguriert werden kann. Diese Schichten werden alternierend gestapelt, sodass eine äußerst hervorragende Verschleißbeständigkeit erzielt werden kann.
  • Für das oben genannte (Ti1-cAlc)N wird keine besondere Vorgabe für das Verhältnis zwischen (Ti1-cAlc) und N gemacht, sodass es sich um ein beliebiges Verhältnis handeln kann. Wenn zum Beispiel das erste gleich 1 ist, kann das zweite (d. h. N) gleich 0,8 bis 1,1 sein. Entsprechend wird für das oben genannte (AlcCr1-e)N keine besondere Vorgabe für das Verhältnis zwischen (AlcCr1-e)N und dem N gemacht, sodass es sich um ein beliebiges Verhältnis handeln kann. Wenn zum Beispiel das erste gleich 1 ist, kann das zweite (d. h. N) gleich 0,8 bis 1,1 sein.
  • Solange die oben genannten A- und B-Schichten alternierend gestapelt sind, wird hier keine besondere Vorgabe für die Stapelreihenfolge gemacht. Mit anderen Worten kann die A-Schicht auf der Seite des Basismaterials (auf der Stapelstartseite) angeordnet sein oder kann die B-Schicht auf der Basismaterialseite angeordnet sein. Alternativ hierzu kann die A-Schicht auf der Seite der haftungsbeständigen Schicht (auf der Stapelendseite) angeordnet sein und kann die B-Schicht auf der Seite der haftungsbeständigen Schicht angeordnet sein. Es wird hier angenommen, dass das Stapeln mit der A-Schicht beginnt und mit der B-Schicht endet, sofern dies nicht eigens anders angegeben ist.
  • <Härteverhältnis>
  • Wenn hier für die Härte des Beschichtungsfilms angenommen wird, dass H1 die Härte der verschleißbeständigen Schicht wiedergibt und H2 die von einer Fläche der haftungsbeständigen Schicht gemessene Härte wiedergibt, erfüllt das Härteverhältnis H2/H1 vorzugsweise die Beziehung 0,7 < H2/H1 < 1,1 und noch besser 0,9 < H2/H1 < 1,0.
  • Wie weiter oben beschrieben, ist die haftungsbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung durch eine höhere Härte als bei einem AlN mit einem hexagonalen Kristallaufbau gekennzeichnet. Weiterhin weist die haftungsbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung eine geringere Härte auf als die verschleißbeständige Schicht, sodass ein glatter Verschleiß erzielt wird und die Fähigkeit zum Ausführen von Absplitterungen an einem Teil, wo der Verschleiß voranschreitet, besser wird. Auf diese Weise kann der Schneidwiderstand reduziert werden und können eine Absplitterung und ein Brechen des Werkzeugs unterdrückt werden. Wenn die haftungsbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung eine höhere Härte aufweist als die verschleißbeständige Schicht, wird die Beständigkeit der haftungsbeständigen Schicht verbessert und wird eine hervorragende Haftungsbeständigkeit erhalten.
  • Mit anderen Worten unterscheiden sich die haftungsbeständige Schicht und die verschleißbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung wesentlich voneinander in Eigenschaften wie etwa der Härte, der Wärmebeständigkeit und der Gleitfähigkeit, weil sie verschiedene Kristallaufbauten aufweisen. Die haftungsbeständige Schicht und die verschleißbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung sind jedoch vergleichsweise ähnlich, was ihre chemische Zusammensetzung betrifft, sodass sie eine ähnliche chemische Reaktionsfähigkeit und damit eine ähnliche Neigung zu einem chemischen Verschleiß aufweisen. Indem also das Härteverhältnis in dem oben genannten Bereich gesetzt wird, wird ein Ausgleich in der Härte zwischen den beiden Schichten optimiert und wird eine stabile Verschleißeigenschaft erhalten, was wahrscheinlich zu einer Unterdrückung einer Absplitterung und eines Brechens des Werkzeugs führt.
  • <Dickenverhältis T2/T1>
  • Wenn angenommen wird, dass T1 die Dicke der oben genannten verschleißbeständigen Schicht wiedergibt und T2 die Dicke der oben genannten haftungsbeständigen Schicht wiedergibt, erfüllt das Dickenverhältnis T2/T1 vorzugsweise die Beziehung 0,17 ≤ T2/T1 ≤ 0,55. Mit anderen Worten ist die Dicke der haftungsbeständigen Schicht wie oben beschrieben vorzugsweise kleiner als die Dicke der verschleißbeständigen Schicht.
  • Wenn das Dickenverhältnis T2/T1 kleiner als 0,17 ist, wird unter Umständen keine ausreichende Haftungsbeständigkeit erhalten. Wenn das Dickenverhältnis T2/T1 größer als 0,55 ist, wird unter Umständen keine ausreichende Verschleißbeständigkeit erhalten. Indem das Dickenverhältnis T2/T1 innerhalb des oben genannten Bereichs gesetzt wird, kann ein Ausgleich zwischen einem glatten Verschleiß in der haftungsbeständigen Schicht und einem hohen Grad von Verschleißbeständigkeit in der verschleißbeständigen Schicht optimiert werden und können eine Absplitterung und ein Brechen des Werkzeugs stark unterdrückt werden.
  • <Zwischenschicht>
  • Der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung kann eine beliebige Schicht zusätzlich zu den oben beschriebenen verschleißbeständigen haftungsbeständigen Schichten enthalten.
  • Zum Beispiel kann der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung eine Zwischenschicht zwischen dem Basismaterial und der verschleißbeständigen Schicht umfassen. Diese Zwischenschicht besteht vorzugsweise aus einem Nitrid, das Ti und Al enthält und eine Dicke von 0,01 bis 0,5 μm aufweist.
  • Indem die oben genannte Zwischenschicht ausgebildet wird, wird die Haftung zwischen dem Basismaterial und dem Beschichtungsfilm verbessert und wird eine Ablösung des Beschichtungsfilms von dem Basismaterial während der Schneidarbeit effektiv verhindert. Wenn die Dicke der Zwischenschicht kleiner als 0,01 μm ist, wird unter Umständen keine ausreichende Haftung erhalten. Wenn die Dicke der Zwischenschicht größer als 0,5 μm ist, weist die Zwischenschicht eine geringere Festigkeit als die verschleißbeständige Schicht auf, sodass die Haftungsschicht selbst zerstört werden kann, was zu einer Ablösung des Beschichtungsfilms führen kann. Vorzugsweise beträgt die Dicke der oben genannten Zwischenschicht zwischen 0,05 und 0,3 μm.
  • Was die spezifische Zusammensetzung des Ti und Al enthaltenden Nitrids der Zwischenschicht angeht, werden hier keine besonderen Vorgaben gemacht, wobei eine beliebige herkömmliche bekannte Zusammensetzung gewählt werden kann.
  • <Haftungsschicht>
  • Der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung kann weiterhin eine erste Haftungsschicht und eine zweite Haftungsschicht zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der haftungsbeständigen Schicht umfassen.
  • Die erste Haftungsschicht kann derart konfiguriert sein, dass sie zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der zweiten Haftungsschicht angeordnet ist, aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid besteht und eine Dicke von 30 nm bis 0,1 μm aufweist. Die zweite Haftungsschicht kann derart konfiguriert sein, dass sie einen mehrschichtigen Aufbau, in dem eine C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid mit dem gleichen Kristallaufbau wie die verschleißbeständige Schicht und eine D-Schicht mit der gleichen Zusammensetzung wie die haftungsbeständige Schicht alternierend gestapelt sind, und eine Dicke von 10 nm bis 0,2 μm aufweist.
  • Weil sich die verschleißbeständige Schicht und die haftungsbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung durch ihren Kristallaufbau unterscheiden, können die verschleißbeständige Schicht und die haftungsbeständige Schicht der vorliegenden Erfindung eine geringere Haftung aufweisen und kann unter Umständen keine ausreichende Haftungsbeständigkeit aufgrund einer einfachen Ablösung der haftungsbeständigen Schicht usw. erhalten werden. Deshalb wird vorzugsweise zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der haftungsbeständigen Schicht die zweite Haftungsschicht ausgebildet, indem die C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid mit dem gleichen Kristallaufbau wie die verschleißbeständige Schicht und die D-Schicht mit der gleichen Zusammensetzung wie die haftungsbeständige Schicht und dementsprechend mit dem gleichen Kristallaufbau wie die haftungsbeständige Schicht alternierend gestapelt werden. Auf diese Weise kann die Haftung zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der haftungsbeständigen Schicht wesentlich verbessert werden.
  • Die oben genannte zweite Haftungsschicht wird vorzugsweise durch das zwei bis zehn Mal wiederholte alternierende Stapeln der C-Schicht und der D-Schicht gebildet und weist eine Dicke von 10 nm bis 0,2 μm auf. Das Stapeln wird zwei oder mehr Mal wiederholt, wodurch die mechanischen Eigenschaften und die Haftung verbessert werden. Die zweite Haftungsschicht weist vorzugsweise eine Dicke von 0,2 μm oder weniger auf. Der Grund hierfür ist, dass wenn die Dicke 0,2 μm überschreitet, die mechanischen Eigenschaften reduziert werden und einfach eine Selbstzerstörung auftreten kann. Was also die Dicke betrifft, liegt die obere Grenze für die Anzahl der wiederholten Stapelung vorzugsweise bei ungefähr 10.
  • Solange die oben genannten C- und D-Schichten alternierend gestapelt werden, wird hier keine besondere Vorgabe hinsichtlich der Stapelreihenfolge gemacht. Mit anderen Worten kann die C-Schicht auf der Seite der verschleißbeständigen Schicht (auf der Stapelstartseite) angeordnet werden oder kann die D-Schicht auf der Seite der verschleißbeständigen Schicht angeordnet werden. Für die Haftung der verschleißbeständigen Schicht beginnt das Stapeln jedoch vorzugsweise mit der C-Schicht. Es wird also angenommen, dass das Stapeln mit der C-Schicht beginnt und mit der D-Schicht endet, sofern dies hier nicht eigens anders angegeben wird.
  • Weiterhin ist die erste Haftungsschicht zwischen der zweiten Haftungsschicht und der verschleißbeständigen Schicht ausgebildet, wodurch die Haftung zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der haftungsbeständigen Schicht weiter verbessert werden kann. Weil die verschleißbeständige Schicht wie oben beschrieben eine hohe Härte aufweist, neigt die verschleißbeständige Schicht zu einer geringeren Haftung mit den anderen Schichten. Deshalb wird die erste Haftungsschicht, die aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid besteht und eine äußerst hervorragende Haftung mit den anderen Schichten aufweist, dazwischen angeordnet, wodurch die Haftung zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der zweiten Haftungsschicht verbessert wird und die Haftung zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der haftungsbeständigen Schicht weiter verbessert wird. Vorzugsweise weist das Ti und Al enthaltende Nitrid, das die erste Haftungsschicht bildet, einen kubischen Kristallaufbau auf, der gleich demjenigen der verschleißbeständigen Schicht ist.
  • Die oben genannte erste Haftungsschicht weist vorzugsweise eine Dicke von 30 nm bis 0,1 μm auf. Wenn die Dicke der ersten Haftungsschicht größer als 0,1 μm ist, wird die mechanische Stärke reduziert. Wenn die Dicke der ersten Haftungsschicht kleiner als 30 nm ist, weist die erste Haftungsschicht keine ausreichende Haftung auf. Es werden hier keine besonderen Vorgaben hinsichtlich der spezifischen Zusammensetzung des Ti und Al enthaltenden Nitrids der ersten Haftungsschicht gemacht, wobei eine beliebige herkömmliche bekannte Zusammensetzung gewählt werden kann.
  • <Atomverhältnis>
  • Vorzugsweise ist in dem gesamten Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung das Atomverhältnis von Al zu allen Metallatomen (d. h. das Atomverhältnis von Al, wenn angenommen wird, dass die Anzahl aller Metallatome gleich 1 ist) größer als 0,6 und gleich oder kleiner als 0,8 und ist das Atomverhältnis von Cr zu allen Metallatomen größer als 0,15 und gleich oder kleiner als 0,3.
  • Das Atomverhältnis von Al wird innerhalb des oben genannten Bereichs als die durchschnittliche Zusammensetzung des gesamten Beschichtungsfilms gesetzt, sodass ein Beschichtungsfilm mit einer hervorragenden Haftungsbeständigkeit und einer hervorragenden Wärmebeständigkeit erhalten werden kann. Noch besser ist das Atomverhältnis von Al größer als 0,65 und gleich oder kleiner als 0,72.
  • Weiterhin wird das Atomverhältnis von Cr innerhalb des oben genannten Bereichs als die durchschnittliche Zusammensetzung des gesamten Beschichtungsfilms gesetzt, sodass ein Beschichtungsfilm mit einer hervorragenden Verschleißbeständigkeit erhalten werden kann. Noch besser ist das Atomverhältnis von Cr größer als 0,17 und gleich oder kleiner als 0,23.
  • Wie oben beschrieben, werden die Atomverhältnisse von Al und Cr innerhalb der oben genannten Bereiche als die durchschnittliche Zusammensetzung des gesamten Beschichtungsfilms gesetzt, sodass die Verschleißbeständigkeit und die Haftungsbeständigkeit des Beschichtungsfilms wesentlich verbessert werden können.
  • Für die vorliegende Erfindung ist unter einem „Metallatom” ein Atom eines anderen Elements als Wasserstoff, Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon, Fluor, Chlor, Brom, Iod, Astatin, Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur, Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon und Kohlenstoff zu verstehen.
  • <Mechanische Spannung>
  • Die mechanische Spannung des Beschichtungsfilms der vorliegenden Erfindung wird wie folgt gemessen. Zuerst wird eine Verkrümmungsgröße einer Platte aus einem Hartmetall (20 mm × 10 mm × 1 mm) vor und nach der Filmausbildung unter Verwendung eines Oberflächenrauheitsmessers gemessen. Dann wird eine Filmdicke des Beschichtungsfilms unter Verwendung eines Calotests gemessen. Unter Verwendung der Verkrümmungsgröße und der Filmdicke wird dann die mechanische Spannung des Beschichtungsfilms berechnet.
  • Der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Druckspannung von –0,1 GPa oder weniger und –3,0 GPa oder mehr und noch besser von –1,0 GPa oder weniger und –2,5 GPa oder mehr auf.
  • Der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung weist die oben genannte Druckspannung auf, sodass das Fortschreiten eines Risses, der als eine Ursache für eine Absplitterung betrachtet wird, unterdrückt werden kann. Mit anderen Worten weist der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Absplitterungsbeständigkeit auf.
  • <Röntgenstrahlmuster>
  • Ein in dieser Beschreibung beschriebenes Röntgenstrahl-Beugungsmuster wird unter den folgenden Bedingungen gemessen:
    • Messort: eine Flankenfläche eines Bohrers
    • verwendeter Röntgenstrahl: Cu-Kα
    • Erregungsbedingung: 45 kV 200 mA
    • verwendeter Kollimator: ϕ0,3 mm
    • Messverfahren: θ-2θ-Verfahren
  • Außerdem wird in dieser Beschreibung eine Spitzenstärke wie folgt gemessen. Zuerst werden mit Bezug auf das erhaltene Röntgenstrahl-Beugungsmuster Spitzenpositionen bei 2θ = 36°, 37,4°, 37,9° und 43,2° spezifiziert. Dann wird eine Spitzentrennung automatisch unter Verwendung einer Software durchgeführt. Auf diese Weise werden die Stärken der getrennten Spitzen erhalten.
  • Der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung kann das folgende Röntgenstrahl-Beugungsmuster aufweisen. Wenn angenommen wird, dass K1 eine Spitzenstärke nahe 2θ = 36° wiedergibt und K2 eine Spitzenstärke nahe 2θ = 37,4° wiedergibt, erfüllt das Stärkeverhältnis K2/K1 die Beziehung 0,2 < K2/K1 < 0,35. Die Spitze nahe 2θ = 36° entspricht dem hexagonalen Kristall (002) in der haftungsbeständigen Schicht, und die Spitze nahe 2θ = 37,4° entspricht dem kubischen Kristall (111) in der verschleißbeständigen Schicht. Mit anderen Worten weist in diesem Fall die haftungsbeständige Schicht eine (002)-Ausrichtung auf und weist die verschleißbeständige Schicht eine (111)-Ausrichtung auf. Die (002)-Fläche des hexagonalen Kristalls und die (111)-Fläche des kubischen Kristalls sind die dichtesten Flächen und auch die Flächen mit der höchsten Stärke in den entsprechenden Schichten. Deshalb werden aufgrund des oben genannten Röntgenstrahl-Beugungsmusters des Beschichtungsfilms der vorliegenden Erfindung die Beständigkeit der haftungsbeständigen Schicht und die Verschleißbeständigkeit der verschleißbeständigen Schicht äußerst hervorragend.
  • Der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung kann auch das folgende Röntgenstrahl-Beugungsmuster aufweisen. Wenn angenommen wird, dass K1 eine Spitzenstärke nahe 2θ = 37,4° wiedergibt und K2 eine Spitzenstärke nahe 2θ = 37,9° wiedergibt, erfüllt das Stärkeverhältnis K2/K1 die Beziehung 0,4 < K2/K1 < 0,6. Die Spitze nahe 2θ = 37,4 entspricht dem kubischen Kristall (111) in der verschleißbeständigen Schicht und die Spitze nahe 2θ = 37,9° entspricht dem hexagonalen Kristall (101) in der haftungsbeständigen Schicht. Mit anderen Worten weist in diesem Fall die haftungsbeständige Schicht eine (101)-Ausrichtung auf und weist die verschleißbeständige Schicht eine (111)-Ausrichtung auf. Die (111)-Fläche des kubischen Kristalls ist die dichteste Fläche und auch die Fläche mit der höchsten Stärke. Die (101)-Fläche des hexagonalen Kristalls scheint eine geringere Stärke aufzuweisen als die dichteste Fläche. Aufgrund des oben genannten Röntgenstrahl-Beugungsmusters des Beschichtungsfilms der vorliegenden Erfindung kann die Verschleißbeständigkeit der verschleißbeständigen Schicht äußerst hervorragend werden, kann ein glatter Verschleiß erzielt werden und kann die Fähigkeit zum Ausführen von Absplitterungen an einem Teil der haftungsbeständigen Schicht, an welchem der Verschleiß voranschreitet, besser werden. Auf diese Weise kann der Schneidwiderstand reduziert werden und können eine Absplitterung und ein Brechen des Werkzeugs unterdrückt werden.
  • Der Beschichtungsfilm der vorliegenden Erfindung kann auch das folgende Röntgenstrahl-Beugungsmuster aufweisen. Wenn angenommen wird, dass K1 eine Spitzenstärke nahe 2θ = 37,4° wiedergibt und K2 eine Spitzenstärke nahe 2θ = 43,2° wiedergibt, erfüllt das Stärkeverhältnis K2/K1 die Beziehung 0,6 < K2/K1 < 0,75. Die Spitze nahe 2θ = 37,4° entspricht dem kubischen Kristall (111) in der verschleißbeständigen Schicht, und die Spitze nahe 2θ = 43,2° entspricht dem kubischen Kristall (200) in der haftungsbeständigen Schicht. In diesem Fall weist die verschleißbeständige Schicht eine schwache (111)-Ausrichtung auf. Die (111)-Fläche des kubischen Kristalls ist die dichteste Fläche und auch die Fläche mit der größten Stärke. Aufgrund des oben genannten Röntgenstrahl-Brechungsmusters des Beschichtungsfilms der vorliegenden Erfindung wird die Verschleißbeständigkeit der verschleißbeständigen Schicht äußerst hervorragend.
  • <Herstellungsverfahren>
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden, indem der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial zum Beispiel unter Verwendung einer physikalischen Gasphasenabscheidung ausgebildet wird. Es kann ein bekanntes herkömmliches Verfahren verwendet werden, wobei hier keine besonderen Vorgaben für die physikalische Gasphasenabscheidung gemacht werden und es sich zum Beispiel um eine Lichtbogenionenplattierung, eine ausgeglichene Magnetron-Kathodenzerstäubung oder eine unausgeglichene Magnetron-Kathodenzerstäubung handeln kann.
  • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlicher anhand von Beispielen erläutert, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Die Zusammensetzung jeder Schicht des Beschichtungsfilms in jedem der nachfolgend beschriebenen Beispiele kann durch eine EDS-Analyse (energiedispersive Röntgenstrahlanalyse) mit einem Transmissionselektronenmikroskop spezifiziert werden.
  • <Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 1 bis 12 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurden wie folgt hergestellt. Jedes dieser oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wies eine derartige Konfiguration auf, dass die Zwischenschicht, die verschleißbeständige Schicht, die erste Haftungsschicht, die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch eine Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration ansonsten mit Ausnahme der zweiten Haftungsschicht und der haftungsbeständigen Schicht gleich war.
  • Ein Bohrer (Klingendurchmesser: 8,0 mm; Gesamtlänge 115 mm; Rillenlänge: 65 mm; mit einem Ölloch) aus einem Hartmetall wurde als das Basismaterial verwendet.
  • Das Basismaterial wurde in einer Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, es wurde eine Evakuierung durchgeführt und das Basismaterial wurde auf 500°C erhitzt. Danach wurde ein Ar-Ionenätzen durchgeführt, wobei dann die Zwischenschicht (Dicke: 0,2 μm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid zuerst auf dem Basismaterial durch eine Lichtbogendeposition in der N2-Gasatmosphäre ausgebildet wurde. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen wie folgt waren:
    • Ziel: Ti0,5Al,05
    • Druck: 6 Pa
    • Lichtbogenstrom: 120 A
    • Vorspannung: 50 V
  • Während jede Schicht unter Verwendung der Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurde, wurde die Zusammensetzung des verwendeten Ziels eingestellt, um die Zusammensetzung jeder Schicht zu erzielen.
  • Dann wurde die verschleißbeständige Schicht (Dicke: 3,9 μm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten auf der Zwischenschicht wie folgt ausgebildet. Die A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Ta) von 4 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf. Die B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Tb) von 1.0 nm und eine Zusammensetzung von Al0,65Cr0,35N auf. Die Anzahl der gestapelten A-Schichten und B-Schichten lag bei 280, wobei Tb/Ta = 2,5. Die Ausbildungsbedingungen für diese verschleißbeständige Schicht waren wie folgt:
    • Ziel: Ti0,5Al0,5 (A-Schicht), Al0,65Cr0,35 (B-Schicht)
    • Druck: 5 Pa
    • Ausgabestrom: 100 A (A-Schicht), 180 A (B-Schicht)
    • Vorspannung: 40 V
  • Die oben genannten Ziele wurden an einer vorbestimmten Position in einem Ofen in der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und das Basismaterial wurde gedreht, während das Basismaterial jedem Ziel zugewandt war. Während die Drehgeschwindigkeit eingestellt wurde, wurde die verschleißständige Schicht mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der gestapelten A-Schichten und B-Schichten ausgebildet.
  • Der Kristallaufbau dieser verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung einer Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die erste Haftungsschicht (Dicke: 30 nm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid auf der wie vorstehend beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid hatte eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N, und die Ausbildungsbedingungen waren wie folgt:
    • Ziel: Ti0,5Al0,5
    • Ausgabestrom: 100 A
    • Vorspannung 100 V
  • Dann wurde die zweite Haftungsschicht (Dicke: 60 nm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten C-Schichten und D-Schichten auf der wie vorstehend beschrieben ausgebildeten ersten Haftungsschicht ausgebildet. Die C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid hatte eine Dicke von 6 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N. Die D-Schicht hatte eine Dicke von 6 nm und die gleiche Zusammensetzung wie die beschriebene haftungsbeständige Schicht, die weiter unten in der Tabelle 1 angegeben wird. Die Anzahl der Stapel jeder der C-Schichten und D-Schichten betrug 5. Die Ausbildungsbedingungen für diese zweite Haftungsschicht waren wie folgt:
    • Ziel: Ti0,5Al0,5 (C-Schicht), wobei dieses Ziel demjenigen der haftungsbeständigen Schicht entspricht, das in der Tabelle 1 angegeben wird (D-Schicht)
    • Ausgabestrom: 100 A (C-Schicht), 100 A (D-Schicht)
    • Vorspannung 100 V
  • Ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen Ausbildung der verschleißbeständigen Schicht wurde das Basismaterial gedreht, während das Basismaterial jedem Ziel zugewandt war. Während die Drehgeschwindigkeit eingestellt wurde, wurde die zweite Haftungsschicht mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ausgebildet.
  • Der Kristallaufbau dieser zweiten Haftungsschicht wurde unter Verwendung einer Transmissionselektronenbeugung (TED) mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die C-Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies und die D-Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (Dicke (T2): 1,5 μm; gleich) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten zweiten Haftungsschicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine in der folgenden Tabelle 1 angegebene Konfiguration auf. Die Ausbildungsbedingungen waren wie folgt:
    • Ziel: Ziel mit der Zusammensetzung, die zu der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung eingestellt wurde
    • Ausgabestrom: 150 A
    • Vorspannung: 100 V
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht mit Ausnahme der Vergleichsbeispiele 2 und 3 einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies. Die haftungsbeständige Schicht in jedem der Vergleichsbeispiele 2 und 3 wies einen kubischen Kristallaufbau auf.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke T1 der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht ist in der Tabelle 1 angegeben. [Tabelle 1]
    Figure DE112013003182T5_0001
    Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug dann aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit einer abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge in den Beispielen 1 bis 12 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 erhalten.
  • <Vergleichsbeispiele 6 bis 10>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wurden in vollständig gleicher Weise wie in dem oben beschriebenen Beispiel 6 erhalten, wobei jedoch die verschleißbeständige Schicht die in der folgenden Tabelle 2 angegebene Konfiguration aufwies (die haftungsbeständige Schicht in dem Vergleichsbeispiel 10 wies eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N (Dicke: 2 μm) anstelle der Konfiguration der haftungsbeständigen Schicht in dem Beispiel 6 auf). Die verschleißbeständige Schicht in jedem dieser Vergleichsbeispiele wies einen kubischen Kristallaufbau auf. [Tabelle 2]
    Figure DE112013003182T5_0002
  • <Beispiele 13 bis 16>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge in den Beispielen 13 bis 16 wurden wie folgt hergestellt. Jedes der oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wies eine derartige Konfiguration auf, dass die verschleißbeständige Schicht, die erste Haftungsschicht, die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch die Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration ansonsten mit Ausnahme der verschleißbeständigen Schicht gleich war.
  • Das Basismaterial war das gleiche wie in den oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Das Basismaterial wurde an der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und die verschleißbeständige Schicht mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten wurde ausgebildet. Die spezifische Konfiguration der verschleißbeständigen Schicht ist in der folgenden Tabelle 3 angegeben, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen wie in den zuvor beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren. [Tabelle 3]
    Figure DE112013003182T5_0003
  • Der Kristallaufbau dieser verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die erste aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid bestehende Haftungsschicht (Dicke: 50 nm) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,3Al0,7N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen mit Ausnahme der Zusammensetzung des Ziels die gleichen wie in den oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren.
  • Anschließend wurde die zweite Haftungsschicht (Dicke: 60 nm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten C-Schichten und D-Schichten auf der ersten Haftungsschicht wie oben beschrieben ausgebildet. Die C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke von 6 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,3Al0,7N auf. Die D-Schicht wies eine Dicke von 6 nm und die gleiche Zusammensetzung auf wie die weiter oben beschriebene haftungsbeständige Schicht. Die Anzahl der Stapel jeder der C-Schichten und D-Schichten betrug 5. Die Ausbildungsbedingungen für diese zweite Haftungsschicht waren mit Ausnahme der Zusammensetzung des Ziels die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der zweiten Haftungsschicht wurde unter Verwendung einer Transmissionselektronenbeugung (TED) mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die C-Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies und die D-Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (Dicke (T2): 1,5 μm; gleich) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten zweiten Haftungsschicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine Zusammensetzung von Al0,84Cr0,1Ti0,06N auf. Die Ausbildungsbedingungen waren mit Ausnahme der Zusammensetzung des Ziels die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke T1 der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht ist in der Tabelle 3 angegeben.
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug dann aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms unter Verwendung der abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 13 bis 16 erhalten.
  • <Beispiele 17 bis 24>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 17 bis 24 wurden wie folgt hergestellt. Jedes dieser oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wies eine derartige Konfiguration auf, dass die Zwischenschicht, die verschleißbeständige Schicht, die erste Haftungsschicht, die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch die Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration ansonsten mit Ausnahme der Dicke der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke der haftungsbeständigen Schicht gleich war.
  • Das Basismaterial war das gleiche wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Das Basismaterial wurde an der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und die Zwischenschicht (Dicke: 0,3 μm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wurde zuerst auf dem Basismaterial ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen dieselben wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren.
  • Dann wurde eine verschleißbeständige Schicht (mit einer Dicke wie in der folgenden Tabelle 4 angegeben) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten Zwischenschicht ausgebildet. Die A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Ta) von 4 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf. Die B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Tb) von 10 nm und eine Zusammensetzung von Al0,7Cr0,3N auf. Die Anzahl der Stapel jeder der A-Schichten und der B-Schichten ist in der folgenden Tabelle 4 angegeben, wobei Tb/Ta = 2,5. Die Ausbildungsbedingungen für die verschleißbeständige Schicht waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die erste Haftungsschicht (Dicke: 30 nm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid auf der wie oben beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen waren wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Dann wurde die zweite Haftungsschicht (Dicke: 30 nm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten C-Schichten und D-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten ersten Haftungsschicht ausgebildet. Die C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke von 6 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf. Die D-Schicht wies eine Dicke von 9 nm und die gleiche Zusammensetzung wie die weiter unten beschriebene haftungsbeständige Schicht auf. Die Anzahl von Stapeln jeder der C-Schichten und der D-Schichten betrug 2. Die Ausbildungsbedingungen für die zweite Haftungsschicht waren die gleichen wie für die weiter oben beschriebenen Beispiele 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau dieser zweiten Haftungsschicht wurde unter Verwendung einer Transmissionselektronenbeugung (TED) mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die C-Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies und die D-Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (mit der Dicke (T2) wie in der folgenden Tabelle 4 angegeben) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten zweiten Haftungsschicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine Zusammensetzung von Al0,85Cr0,1Ti0,05N auf. Die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke T1 der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht ist in der Tabelle 4 angegeben. [Tabelle 4]
    Figure DE112013003182T5_0004
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug dann aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit der abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 17 bis 24 erhalten.
  • <Beispiele 25 bis 30>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 25 bis 30 wurden wie folgt hergestellt. Jedes dieser oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wies eine derartige Konfiguration auf, dass die Zwischenschicht, die verschleißbeständige Schicht, die erste Haftungsschicht, die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch die Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration ansonsten mit Ausnahme der Dicke der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke der haftungsbeständigen Schicht gleich war.
  • Das Basismaterial war das gleiche wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Das Basismaterial wurde an der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und die Zwischenschicht (Dicke: 0,1 μm) aus einem Ti und Al enthaltenen Nitrid wurde zuerst auf dem Basismaterial ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,7Al0,3N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren.
  • Dann wurde die verschleißbeständige Schicht (mit einer Dicke wie in der folgenden Tabelle 5 angegeben) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten Zwischenschicht ausgebildet. Die A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Ta) von 5 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,7Al0,3N auf. Die B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Tb) von 19 nm und eine Zusammensetzung von Al0,67Cr0,33N auf. Die Anzahl der Stapel jeder der A-Schichten und der B-Schichten war wie in der folgenden Tabelle 5 angegeben, wobei Tb/Ta = 3,8. Die Ausbildungsbedingungen für die verschleißbeständige Schicht waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die erste Haftungsschicht (Dicke: 70 nm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid auf der wie oben beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,33Al0,67N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen wie für die weiter oben beschriebenen Beispiele 1 bis 12 waren.
  • Dann wurde die zweite Haftungsschicht (Dicke: 70 nm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten C-Schichten und D-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten ersten Haftungsschicht ausgebildet. Die C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke von 5 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,33Al0,67N auf. Die D-Schicht wies eine Dicke von 5 nm und die gleiche Zusammensetzung auf wie die weiter unten beschriebene haftungsbeständige Schicht. Die Anzahl der Stapel jeder der C-Schichten und der D-Schichten betrug 7. Die Ausbildungsbedingungen für die zweite Haftungsschicht waren die gleichen wie für die weiter oben beschriebenen Beispiele 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau dieser zweiten Haftungsschicht wurde unter Verwendung einer Transmissionselektronenbeugung (TED) mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die C-Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies und die D-Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (mit einer Dicke (T2) wie in der folgenden Tabelle 5 angegeben) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten zweiten Haftungsschicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine Zusammensetzung von Al0,85Cr0,1Ti0,05N auf. Die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke T1 der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht ist in der Tabelle 5 angegeben. [Tabelle 5]
    Figure DE112013003182T5_0005
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug dann aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit der abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 25 bis 30 erhalten.
  • <Beispiele 31 bis 37>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 31 bis 37 wurden wie folgt hergestellt. Jedes dieser oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wies eine derartige Konfiguration auf, dass die Zwischenschicht, die verschleißbeständige Schicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch die Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration ansonsten mit Ausnahme der Konfiguration der verschleißbeständigen Schicht gleich war.
  • Das Basismaterial war das gleiche wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Das Basismaterial wurde an der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und die Zwischenschicht (Dicke: 0,07 μm) aus dem Ti und Al enthaltenden Nitrid wurde zuerst auf dem Basismaterial ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,85Al0,1Ti0,05N auf, und die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Dann wurde die verschleißbeständige Schicht mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten Zwischenschicht ausgebildet. Die Konfiguration der verschleißbeständigen Schicht ist in der folgenden Tabelle 6 angegeben, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren.
  • Der Kristallaufbau der verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (Dicke (T2): 1,5 μm) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine Zusammensetzung von Al0,85Cr0,1Ti0,05N auf. Die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke T1 der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht ist in der Tabelle 6 angegeben. [Tabelle 6]
    Figure DE112013003182T5_0006
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei dann das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit der abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 31 bis 37 erhalten.
  • <Beispiele 38 bis 43 und Vergleichsbeispiele 11 und 12>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 38 bis 43 und der Vergleichsbeispiele 11 und 12 wurden wie folgt hergestellt. Jedes dieser oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wies eine derartige Konfiguration auf, dass die Zwischenschicht, die verschleißbeständige Schicht, die erste Haftungsschicht, die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch die Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration ansonsten mit Ausnahme der verschleißbeständigen Schicht gleich war.
  • Das Basismaterial war das gleiche wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Das Basismaterial wurde an der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und die Zwischenschicht (Dicke: 0,1 μm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wurde zuerst auf dem Basismaterial ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren.
  • Dann wurde die verschleißbeständige Schicht mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten Zwischenschicht ausgebildet. Die Konfiguration der verschleißbeständigen Schicht ist wie in der folgenden Tabelle 7 angegeben, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren. [Tabelle 7]
    Figure DE112013003182T5_0007
    Figure DE112013003182T5_0008
  • Der Kristallaufbau dieser verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht in jedem der Beispiele einen kubischen Kristallaufbau aufwies, während die verschleißbeständige Schicht in jedem der Vergleichsbeispiele eine Mischung aus einem kubischen Kristallaufbau und einem hexagonalen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die erste Haftungsschicht (Dicke: 40 nm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid auf der wie oben beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren.
  • Dann wurde die zweite Haftungsschicht (Dicke: 90 nm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten C-Schichten und D-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten ersten Haftungsschicht ausgebildet. Die C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke von 5,5 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf. Die D-Schicht wies eine Dicke von 9,5 nm und die gleiche Zusammensetzung wie die weiter unten beschriebene haftungsbeständige Schicht auf. Die Anzahl der Stapel jeder der C-Schichten und der D-Schichten betrug 6. Die Ausbildungsbedingungen für die zweite Haftungsschicht waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der zweiten Haftungsschicht wurde unter Verwendung einer Transmissionselektronenbeugung (TED) mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die C-Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies und die D-Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (Dicke (T2): 1 μm) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten zweiten Haftungsschicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine Zusammensetzung von Al0,82Cr0,14Ti0,04N auf. Die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke Ti der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht betrug 0,5 und war in den Beispielen 38 bis 43 und in den Vergleichsbeispielen 11 und 12 gleich.
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug dann aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit der abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 38 bis 43 und der Vergleichsbeispiele 11 und 12 erhalten.
  • <Beispiele 44 bis 48>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 44 bis 48 wurden wie folgt hergestellt. Jedes dieser oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wies eine derartige Konfiguration auf, dass die Zwischenschicht, die verschleißbeständige Schicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch die Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration ansonsten mit Ausnahme der Dicke der Zwischenschicht und der Konfiguration der verschleißbeständigen Schicht gleich war.
  • Das Basismaterial war das gleiche wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Das Basismaterial wurde an der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und die Zwischenschicht aus dem Ti und Al enthaltenden Nitrid wurde zuerst auf dem Basismaterial ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf, und die Ausbildungsbedingungen waren mit Ausnahme davon, dass die Dicke eingestellt wurde, die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12. Die Zwischenschicht wies eine Dicke von 0,005 μm in dem Beispiel 44, 0,04 μm in dem Beispiel 45, 0,15 μm in dem Beispiel 46, 0,4 μm in dem Beispiel 47 und 1 μm in dem Beispiel 48 auf.
  • Dann wurde die verschleißbeständige Schicht mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten Zwischenschicht ausgebildet. Die Konfiguration der verschleißbeständigen Schicht ist in der folgenden Tabelle 8 angegeben, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren.
  • Der Kristallaufbau dieser verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (Dicke (T2): 0,9 μm) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine Zusammensetzung von Al0,88Cr0,1Ti0,02N auf. Die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke T1 der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht ist in der Tabelle 8 angegeben. [Tabelle 8]
    Figure DE112013003182T5_0009
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug dann aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit der abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 44 bis 48 erhalten.
  • <Beispiele 49 bis 55>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 49 bis 55 wurden wie folgt hergestellt. Jedes der oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wies eine derartige Konfiguration auf, dass die Zwischenschicht, die verschleißbeständige Schicht, die erste Haftungsschicht, die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch die Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration ansonsten mit Ausnahme der Dicke der ersten Haftungsschicht und der zweiten Haftungsschicht gleich war.
  • Das Basismaterial war das gleiche wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Das Basismaterial wurde an der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und die Zwischenschicht (Dicke: 0,3 μm) aus dem Ti und Al enthaltenden Nitrid wurde zuerst auf dem Basismaterial ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf, und die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Dann wurde die verschleißbeständige Schicht (Dicke: 2,8 μm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten Zwischenschicht ausgebildet. Die A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Ta) von 4 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf. Die B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Tb) von 10 nm und eine Zusammensetzung von Al0,7Cr0,3N auf. Die Anzahl der Stapel jeder der A-Schichten und B-Schichten betrug 200, wobei Tb/Ta = 2,5. Die Ausbildungsbedingungen für die verschleißbeständige Schicht waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau dieser verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die erste Haftungsschicht (mit der in der Tabelle 9 angegebenen Dicke) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid auf der wie oben beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen mit Ausnahme davon, dass die Dicke eingestellt wurde, die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren.
  • Dann wurde die zweite Haftungsschicht (mit der Dicke und der Anzahl der Stapel, die in der Tabelle 9 angegeben sind) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten C-Schichten und D-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten ersten Haftungsschicht ausgebildet. Die C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke von 9 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,5Al0,5N auf. Die D-Schicht wies eine Dicke von 11 nm und die gleiche Zusammensetzung wie die weiter unten beschriebene haftungsbeständige Schicht auf. Die Ausbildungsbedingungen für die zweite Haftungsschicht waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der zweiten Haftungsschicht wurde unter Verwendung einer Transmissionselektronenbeugung (TED) mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die C-Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies und die D-Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies. [Tabelle 9]
    Figure DE112013003182T5_0010
    Figure DE112013003182T5_0011
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (Dicke (T2): 1 μm) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten zweiten Haftungsschicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine Zusammensetzung von Al0,82Cr0,14Ti0,04N auf. Die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke T1 der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht betrug 0,36.
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug dann aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit der abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 49 bis 55 erhalten.
  • <Bewertung>
  • Indem die nachfolgend beschriebenen Schneidtests 1 bis 5 durchgeführt wurden, wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele/Vergleichsbeispiele bewertet.
  • <Schneidtest 1>
  • Unter Verwendung des oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeugs in jedem der Beispiele 1 bis 12 und 25 bis 30 sowie der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 und 10 wurden Löcher unter den folgenden Bedingungen in das Werkstückmaterial gebohrt, wobei die Anzahl der Löcher bis zu einem Brechen gezählt wurde. Ein Brechen des Bohrers wird durch eine Haftung des Werkstückmaterials an der Klinge verursacht. Je größer also die Anzahl von Löchern ist, desto hervorragender ist die Haftungsbeständigkeit und desto länger ist die Lebensdauer des Werkzeugs. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 10 angegeben.
  • (Verarbeitungsbedingungen)
    • Werkstückmaterial: SCM415-Rohmaterial
    • Schneidgeschwindigkeit: V = 80 m/min
    • Vorschubgröße pro Drehung f = 0,2 mm/U
    • Tiefe eines Lochs: H = 40 mm
    • Ölzufuhr: externe Ölzufuhr (Schneidflüssigkeit = Emulsion)
  • [Tabelle 10]
    Schneidtest 1 (Anzahl von Löchern)
    Beispiel 1 701
    Beispiel 2 852
    Beispiel 3 811
    Beispiel 4 564
    Beispiel 5 423
    Beispiel 6 1019
    Beispiel 7 925
    Beispiel 8 876
    Beispiel 9 900
    Beispiel 10 317
    Beispiel 11 303
    Beispiel 12 498
    Beispiel 25 295
    Beispiel 26 481
    Beispiel 27 697
    Beispiel 28 752
    Beispiel 29 708
    Beispiel 30 554
    Vergleichsbeispiel 1 176
    Vergleichsbeispiel 2 82
    Vergleichsbeispiel 3 85
    Vergleichsbeispiel 4 155
    Vergleichsbeispiel 5 180
    Vergleichsbeispiel 10 50
  • <Schneidtest 2>
  • Unter Verwendung des oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeugs in jedem der Beispiele 44 bis 55 wurden Löcher in das Werkstückmaterial unter Verwendung der gleichen Bedingungen wie für den Schneidtest 1 gebohrt, wobei der Zustand der Klinge nach jeweils 50 Löchern geprüft wurde. Dann wurde die Anzahl von Löchern gezählt, wenn eine Ablösung der haftungsbeständigen Schicht oder des gesamten Beschichtungsfilms erstmals festgestellt wurde. Je größer die Anzahl der Löcher ist, desto hervorragender ist die Ablösungsbeständigkeit des Beschichtungsfilms. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 11 angegeben. [Tabelle 11]
    Schneidtest 2 (Anzahl von Löchern)
    Beispiel 44 300
    Beispiel 45 600
    Beispiel 46 900
    Beispiel 47 750
    Beispiel 48 150
    Beispiel 49 200
    Beispiel 50 600
  • Figure DE112013003182T5_0012
  • <Schneidtest 3>
  • Unter Verwendung des oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeugs in jedem der Beispiele 4, 6 und 17 bis 43 sowie der Vergleichsbeispiele 6 bis 9, 11 und 12 wurden Löcher in das Werkstückmaterial unter Verwendung der folgenden Bedingungen gebohrt, wobei die Anzahl der Löcher bis zu einer Absplitterung des sich verdünnenden Teils oder der Klinge gezählt wurde. Eine Absplitterung wird durch eine Haftung des Werkstückmaterials verursacht. Je größer also die Anzahl von Löchern ist, desto hervorragender ist die Haftungsbeständigkeit und desto länger ist die Lebensdauer des Werkzeugs. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 12 angegeben.
  • (Verarbeitungsbedingungen)
    • Werkstückmaterial: S50C (HB230)
    • Schneidgeschwindigkeit: V = 80 m/min
    • Vorschubgröße pro Drehung: f = 0,25 mm/U
    • Tiefe eines Lochs: H = 40 mm
    • Ölzufuhr: interne Ölzufuhr (Schneidflüssigkeit = Emulsion)
  • [Tabelle 12]
    Figure DE112013003182T5_0013
    Figure DE112013003182T5_0014
  • <Schneidtest 4>
  • Unter Verwendung des oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeugs in jedem der Beispiele 13 bis 24 wurden 200 Löcher in das Werkstückmaterial unter den gleichen Bedingungen wie für den Schneidtest 3 gebohrt, wobei danach eine Randbeschädigung unter Verwendung eines Mikroskops geprüft wurde. Dann wurde die Länge (mm) von der Spitze eines Bereichs gemessen, in dem eine Vorschubmarkierung oder eine Ablösung des Beschichtungsfilms an einem Randteil aufgetreten ist. Je kürzer diese Länge ist, desto hervorragender sind die Schneideigenschaften wie etwa die Haftungsbeständigkeit, die Verschleißbeständigkeit und die Festigkeit. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 13 angegeben. [Tabelle 13]
    Schneidtest 4 (Länge (mm))
    Beispiel 13 0,4
    Beispiel 14 0,3
    Beispiel 15 0,25
    Beispiel 16 0,2
    Beispiel 17 0,2 mm oder kürzer
    Beispiel 18 0,25
    Beispiel 19 0,3
    Beispiel 20 0,45
    Beispiel 21 1,0
    Beispiel 22 2,0
    Beispiel 23 3,8
    Beispiel 24 5,1
  • <Schneidtest 5>
  • Unter Verwendung des oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeugs in jedem der Beispiele 31 bis 37 wurden 1000 Löcher unter den folgenden Bedingungen in das Werkstückmaterial gebohrt, wobei danach die Verschleißbreite (mm) an der Außenumfangsseite der Flankenfläche mittels einer mikroskopischen Prüfung des Bohrers gemessen wurde. Je kleiner die Verschleißbreite ist, desto hervorragender ist die Verschleißbeständigkeit. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 14 gezeigt.
  • (Verarbeitungsbedingungen)
    • Werkstückmaterial: S50C (HB230)
    • Schneidgeschwindigkeit: V = 130 m/min
    • Vorschubgröße pro Drehung: f = 0,25 mm/U
    • Tiefe eines Lochs: H = 40 mm
    • Ölzufuhr: interne Ölzufuhr (Schneidflüssigkeit = Emulsion)
  • [Tabelle 14]
    Schneidtest 5 (Verschleißbreite (mm))
    Beispiel 31 0,15
    Beispiel 32 0,15
    Beispiel 33 0,07
    Beispiel 34 0,05
    Beispiel 35 0,11
    Beispiel 36 0,26
    Beispiel 37 0,31
  • Aus den Tabellen 10 bis 14 wird deutlich, dass das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Verschleißbeständigkeit und eine hervorragende Haftungsbeständigkeit aufweist und somit einen hervorragenden Effekt zum äußerst effektiven Verhindern einer Absplitterung und eines Brechens erzielt.
  • <Beispiele 56 bis 58 und Vergleichsbeispiele 13 und 14>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 56 bis 58 und der Vergleichsbeispiele 13 und 14 werden wie folgt hergestellt. Jedes dieser oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge weist eine derartige Konfiguration auf, dass die Zwischenschicht, die verschleißbeständige Schicht, die erste Haftungsschicht, die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch die Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration ansonsten mit Ausnahme der haftungsbeständigen Schicht gleich war.
  • Ein Bohrer (Klingendurchmesser: 6,0 mm; Gesamtlänge: 100 mm; Rillenlänge: 48 mm; mit einem Ölloch) aus einem Hartmetall und eine Platte (20 mm × 10 mm × 1 mm) aus einem Hartmetall wurden als die Basismaterialien verwendet.
  • Jedes dieser Basismaterialien wurde an der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und die Zwischenschicht (Dicke: 0,4 μm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wurde zuerst auf dem Basismaterial ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,6Al0,6N auf, wobei die Ausbildungsbedingungen die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12 waren.
  • Dann wurde die verschleißbeständige Schicht (Dicke (Ti): 4,5 μm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten Zwischenschicht ausgebildet. Die A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Ta) von 8 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,6Al0,4N auf. Die B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Tb) von 15 nm und eine Zusammensetzung von Al0,7Cr0,3N auf. Die Anzahl der Stapel jeder der A-Schichten und der B-Schichten betrug 196, wobei das Dickenverhältnis bei Tb/Ta = 1,9 lag. Die Ausbildungsbedingungen für die verschleißbeständige Schicht waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau dieser verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die erste Haftungsschicht (Dicke: 60 nm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid auf der wie oben beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,6Al0,4N auf, und die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Dann wurde die zweite Haftungsschicht (Dicke: 40 nm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten C-Schichten und D-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten ersten Haftungsschicht ausgebildet. Die C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke von 5 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,6Al0,4N auf. Die D-Schicht wies eine Dicke von 5 nm und die gleiche Zusammensetzung wie die weiter unten beschriebene haftungsbeständige Schicht auf. Die Anzahl der Stapel jeder der C-Schichten und der D-Schichten betrug 4. Die Ausbildungsbedingungen für die zweite Haftungsschicht waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Der Kristallaufbau der zweiten Haftungsschicht wurde unter Verwendung der Transmissionselektronenbeugung (TED) mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die C-Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies und die D-Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (Dicke (T2): 1,5 μm; gleich) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten zweiten Haftungsschicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine in der folgenden Tabelle 15 angegebene Zusammensetzung auf. Die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12. [Tabelle 15]
    Figure DE112013003182T5_0015
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke T1 der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht betrug 0,33.
  • Unter Verwendung eines Nanoindenters wurde eine Härtemessung nahe der Oberflächen der verschleißbeständigen Schicht und der haftungsbeständigen Schicht auf dem Beschichtungsfilm durchgeführt, der auf der Platte aus dem Hartmetall als dem Basismaterial ausgebildet wurde. Das Härteverhältnis H2/H1, das das Verhältnis zwischen der Härte H1 der verschleißbeständigen Schicht und der Härte H2 (gemessen von der Oberfläche) der haftungsbeständigen Schicht ist, ist in der Tabelle 15 angegeben.
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug dann aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit der abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 56 bis 58 und der Vergleichsbeispiele 13 und 14 erhalten.
  • <Beispiele 59 bis 63>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wurden in gleicher Weise wie für das weiter oben beschriebene Beispiel 57 hergestellt, wobei jedoch eine Vorspannung während der Filmausbildung wie in der folgenden Tabelle 16 angegeben gewählt wurde. Die verschleißbeständige Schicht in jedem dieser Beispiele wies einen kubischen Kristallaufbau auf. Die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in jedem dieser Beispiele wiesen einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs auf.
  • Die Krümmung vor und nach der Filmausbildung auf der Platte (dem Basismaterial) aus Hartmetall wurde gemessen, die Filmdicke des ausgebildeten Beschichtungsfilms wurde unter Verwendung des Calotests gemessen und die mechanische Spannung des Beschichtungsfilms wurde berechnet. Das Ergebnis ist in der Tabelle 16 angegeben. [Tabelle 16]
    Figure DE112013003182T5_0016
  • <Beispiele 64 bis 78>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 64 bis 78 wurden wie folgt hergestellt. Jedes der oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wies eine derartige Konfiguration auf, dass die Zwischenschicht, die verschleißbeständige Schicht, die erste Haftungsschicht, die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in dieser Reihenfolge als der Beschichtungsfilm auf dem Basismaterial durch die Lichtbogenionenplattierung ausgebildet wurden, wobei die Konfiguration in jedem Beispiel gleich war.
  • Der Bohrer (Klingendurchmesser: 6,0 mm; Gesamtlänge: 100 mm; Rillenlänge 48 mm; mit einem Ölloch) aus Hartmetall wurde als das Basismaterial verwendet.
  • Das Basismaterial wurde an der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und die Zwischenschicht (Dicke: 0,3 μm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wurde zuerst auf dem Basismaterial ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,55Al0,45N auf, und die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie in den weiter oben beschriebenen Beispielen 1 bis 12.
  • Dann wurde die verschleißbeständige Schicht (Dicke (Ti): 4,5 μm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten auf der wie oben ausgebildeten Zwischenschicht ausgebildet. Die A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Ta) von 8 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,55Al0,45N auf. Die B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid wies eine Dicke (Tb) von 15 nm und eine Zusammensetzung von Al0,7Cr0,3N auf. Die Anzahl der Stapel jeder der A-Schichten und der B-Schichten betrug 196, wobei das Dickenverhältnis bei Tb/Ta = 1,9 lag. Die Ausbildungsbedingungen für diese verschleißbeständige Schicht waren wie folgt:
    • Ziel: Ti0,55Al0,45 (A-Schicht), Al0,7Cr0,3 (B-Schicht)
    • Druck: 5 Pa, Filmausbildung durch das Vorsehen von Ar mit einem Anteil von 10% in N2
    • Ausgabestrom: 100 A (A-Schicht), 180 A (B-Schicht)
    • Vorspannung: wie in den Tabellen 17, 18 und 19 angegeben
    • Filmausbildungstemperatur: wie in den Tabellen 17, 18 und 19 angegeben
  • Die oben genannten Ziele wurden an einer vorbestimmten Position in dem Ofen der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung platziert, und das Basismaterial wurde gedreht, während das Basismaterial jedem Ziel zugewandt war. Indem die Drehgeschwindigkeit eingestellt wurde, wurde die verschleißbeständige Schicht mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten A-Schichten und B-Schichten ausgebildet.
  • Der Kristallaufbau der verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die verschleißbeständige Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies.
  • Dann wurde die erste Haftungsschicht (Dicke: 30 nm) aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid auf der wie oben beschrieben ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht ausgebildet. Das Ti und Al enthaltende Nitrid wies eine Zusammensetzung von Ti0,55Al0,45N auf, und die Ausbildungsbedingungen waren die gleichen wie für die oben genannte verschleißbeständige Schicht.
  • Dann wurde die zweite Haftungsschicht (Dicke: 60 nm) mit dem mehrschichtigen Aufbau einschließlich der alternierend gestapelten C-Schichten und D-Schichten auf der wie oben beschrieben ausgebildeten ersten Haftungsschicht ausgebildet. Die C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid wies eine Dicke von 6 nm und eine Zusammensetzung von Ti0,55Al0,45N auf. Die D-Schicht wies eine Dicke von 6 nm und die gleiche Zusammensetzung wie die weiter unten beschriebene haftungsbeständige Schicht auf.
  • Die Anzahl der Stapel jeder der C-Schichten und der D-Schichten betrug 5. Die Ausbildungsbedingungen für die zweite Haftungsschicht waren gleich denjenigen für die oben beschriebene verschleißbeständige Schicht (C-Schicht) und die weiter unten beschriebene haftungsbeständige Schicht (D-Schicht).
  • Der Kristallaufbau dieser zweiten Haftungsschicht wurde unter Verwendung einer Transmissionselektronbeugung (TED) mit dem Transmissionselektronenmikroskop gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die C-Schicht einen kubischen Kristallaufbau aufwies und die D-Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Dann wurde die haftungsbeständige Schicht (Dicke (T2): 1,5 im; gleich) auf der wie oben beschrieben ausgebildeten zweiten Haftungsschicht ausgebildet. Die haftungsbeständige Schicht wurde an der äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen und wies eine Zusammensetzung von Al0,82Cr0,11Ti0,04N auf. Die Ausbildungsbedingungen waren wie folgt:
    • Ziel: Al0,85Cr0,11Ti0,04
    • Ausgabestrom: 150 A
    • Vorspannung: wie in den Tabellen 17, 18 und 19 angegeben
    • Filmausbildungstemperatur: wie in den Tabellen 17, 18 und 19 angegeben
  • Der Kristallaufbau der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung der Röntgenstrahl-Beugungsvorrichtung gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die haftungsbeständige Schicht einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufwies.
  • Das Verhältnis T2/T1 zwischen der Dicke Ti der verschleißbeständigen Schicht und der Dicke T2 der haftungsbeständigen Schicht betrug 0,33.
  • Das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug mit dem wie oben beschrieben auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm wurde abgekühlt, wobei das oberflächenbeschichtete Schneidwerkzeug dann aus der Lichtbogenionenplattierungsvorrichtung entnommen wurde und die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit der abrasive Körner enthaltenden Bürste geglättet wurde. Auf diese Weise wurden die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge der Beispiele 64 bis 78 erhalten.
  • Die Messbedingungen des Röntgenstrahl-Beugungsmusters des derart ausgebildeten Beschichtungsfilms waren wie folgt:
    • Messort: Flankenfläche des Bohrers
    • verwendete Röntgenstrahlung: Cu-Kα
    • Erregungsbedingung: 45 kV 200 mA
    • verwendeter Kollimator: φ0,3 mm
    • Messverfahren: θ-2θ-Verfahren
  • Die Tabelle 17 gibt das Stärkeverhältnis K2/K1 an, wobei angenommen wird, dass K1 die Spitzenstärke nahe 2θ = 36° und K2 die Spitzenstärke nahe 2θ = 37,4° in jedem der Beispiele 64 bis 68 wiedergibt. K1 gibt die Spitzenstärke des hexagonalen Kristalls (002) in der haftungsbeständigen Schicht wieder, und K2 gibt die Spitzestärke des kubischen Kristalls (111) in der verschleißbeständigen Schicht wieder.
  • Die Tabelle 18 zeigt das Stärkeverhältnis K2/K1, wobei angenommen wird, dass K1 die Spitzenstärke nahe 2θ = 37,4° und K2 die Spitzenstärke nahe 2θ = 37,9° in jedem der Beispiele 69 bis 73 wiedergibt. K1 gibt die Spitzenstärke des kubischen Kristalls (111) in der verschleißbeständigen Schicht wieder, und K2 gibt die Spitzenstärke des hexagonalen Kristalls (101) in der haftungsbeständigen Schicht wieder.
  • Die Tabelle 19 zeigt das Stärkeverhältnis K2/K1, wobei angenommen wird, dass K1 die Spitzenstärke nahe 2θ = 37,4° und K2 die Spitzenstärke nahe 2θ = 43,2° in jedem der Beispiele 74 bis 78 wiedergibt. K1 gibt die Spitzenstärke des kubischen Kristalls (111) in der verschleißbeständigen Schicht wieder, und K2 gibt die Spitzestärke des kubischen Kristalls (200) in der haftungsbeständigen Schicht wieder. [Tabelle 17]
    Figure DE112013003182T5_0017
    [Tabelle 18]
    Figure DE112013003182T5_0018
    [Tabelle 19]
    Figure DE112013003182T5_0019
  • <Beispiele 79 bis 83>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wurden in gleicher Weise wie in dem Beispiel 57 hergestellt, wobei jedoch die Filmausbildungstemperatur der verschleißbeständigen Schicht wie in der folgenden Tabelle 20 angegeben ist. Die verschleißbeständige Schicht in jedem dieser Beispiele wies einen kubischen Kristallaufbau auf. Die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in jedem dieser Beispiele wiesen einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs auf.
  • Der Querschnitt der derart ausgebildeten verschleißbeständigen Schicht wurde unter Verwendung des Transmissionselektronenmikroskops (TEM) betrachtet, wobei die Ausbildung von säulenförmigen Kristallen bestätigt wurde. Die durchschnittliche Korngröße der säulenförmigen Kristalle in der verschleißbeständigen Schicht in jedem der Beispiele 79 bis 83 ist in der Tabelle 20 (Spalte „durchschnittliche Korngröße der verschleißbeständigen Schicht”) angegeben. [Tabelle 20]
    Filmausbildungstemperatur der verschleißbeständigen Schicht (°C) Durchschnittliche Korngröße der verschleißbeständigen Schicht (mm)
    Beispiel 79 400 168
    Beispiel 80 500 198
    Beispiel 81 600 237
    Beispiel 82 300 135
    Beispiel 83 650 282
  • <Beispiele 84 bis 87>
  • Die oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeuge wurden mit Ausnahme der Zusammensetzung und der Filmausbildungstemperatur der haftungsbeständigen Schicht wie in der folgenden Tabelle 21 angegeben in gleicher Weise wie in dem oben beschriebenen Beispiel 57 hergestellt. Die verschleißbeständige Schicht in jedem dieser Beispiele wies einen kubischen Kristallaufbau auf. Die zweite Haftungsschicht und die haftungsbeständige Schicht in jedem dieser Beispiele wiesen einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs auf.
  • Der Querschnitt der derart ausgebildeten haftungsbeständigen Schicht wurde unter Verwendung des Transmissionselektronenmikroskops (TEM) betrachtet, wobei die Ausbildung der Nanopartikel bestätigt wurde. Die durchschnittliche Korngröße der Nanopartikel in der haftungsbeständigen Schicht in jedem der Beispiele 84 bis 87 ist in der Tabelle 21 (Spalte „Durchschnittliche Korngröße der haftungsbeständigen Schicht”) angegeben. [Tabelle 21]
    Figure DE112013003182T5_0020
  • <Schneidtest 6>
  • Unter Verwendung des oberflächenbeschichteten Schneidwerkzeugs (der Bohrer aus Hartmetall wurde als das Basismaterial verwendet) in jedem der Beispiele 56 bis 87 und der Vergleichsbeispiele 13 und 14 wurden Löcher in das Werkstückmaterial unter den folgenden Bedingungen gebohrt, wobei die Anzahl der Löcher bis zu einer Absplitterung der Klinge oder einem Brechen des Bohrers gezählt wurde. Eine Absplitterung wird durch eine Haftung des Werkstückmaterials aufgrund einer Ablösung des Films oder einer Erschöpfung der haftungsbeständigen Schicht verursacht. Je größer also die Anzahl der Löcher ist, desto hervorragender ist die Haftungsbeständigkeit und desto länger ist die Lebensdauer des Werkzeugs. Außerdem tritt ein Brechen aufgrund einer verschlechterten Fähigkeit zum Ausführen von Absplitterungen auf, die auf einen Verlust der haftungsbeständigen Schicht zurückzuführen ist. Je größer also die Anzahl der Löcher ist, desto hervorragender ist die Haftungsbeständigkeit und desto länger ist die Lebensdauer des Werkzeugs. Das Ergebnis ist in der Tabelle 22 angegeben.
  • <Verarbeitungsbedingungen>
    • Werkstückmaterial: S50C (HB230)
    • Schneidgeschwindigkeit: V = 130 m/min
    • Vorschubgröße pro Drehung: f = 0,25 mm/U
    • Tiefe eines Lochs: H = 40 mm
    • Ölzufuhr: interne Ölzufuhr (Schneidflüssigkeit = Emulsion)
  • Für die Beispiele 79 bis 83 wurde eine Bewertung unter den Bedingungen für den Schneidtest 5 durchgeführt, deren Ergebnis in der Tabelle 23 angegeben ist. [Tabelle 22]
    Figure DE112013003182T5_0021
    [Tabelle 23]
    Schneidtest 5 (Verschleißbreite (mm)
    Beispiel 79 0,1
    Beispiel 80 0,12
    Beispiel 81 0,09
    Beispiel 82 0,4
    Beispiel 83 0,38
  • Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen und Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Konfigurationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele beliebig kombiniert werden können.
  • Es ist zu beachten, dass die hier beschriebenen Beispiele beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen sind. Der Erfindungsumfang wird durch die Ansprüche und nicht durch die vorstehende Beschreibung definiert und umfasst verschiedene Modifikationen an den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.

Claims (19)

  1. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug mit einem Basismaterial und einem auf dem Basismaterial ausgebildeten Beschichtungsfilm, wobei: der Beschichtungsfilm wenigstens eine verschleißbeständige Schicht und eine haftungsbeständige Schicht umfasst, die verschleißbeständige Schicht einen mehrschichtigen Aufbau, in dem eine A-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid und eine B-Schicht aus einem Al und Cr enthaltenden Nitrid alternierend gestapelt sind, und einen kubischen Kristallaufbau aufweist, und die haftungsbeständige Schicht an einer äußersten Fläche des Beschichtungsfilms vorgesehen ist, aus einem Nitrid besteht, das durch (AlaCrbTii-a-b)N (wobei a + b < 0,99, b > 0,01 und 0,2b + 0,7 < a) ausgedrückt wird, und einen Kristallaufbau des Wurtzit-Typs aufweist.
  2. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei in dem gesamten Beschichtungsfilm das Atomverhältnis von Al zu allen Metallatomen größer als 0,6 und gleich oder kleiner als 0,8 ist und das Atomverhältnis von Cr zu allen Metallatomen größer als 0,15 und gleich oder kleiner als 0,3 ist.
  3. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Beschichtungsfilm eine Dicke von 2 bis 30 μm aufweist.
  4. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die haftungsbeständige Schicht eine Dicke von 0,5 bis 8 μm aufweist.
  5. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenn angenommen wird, dass T1 die Dicke der verschleißbeständigen Schicht wiedergibt und T2 die Dicke der haftungsbeständigen Schicht wiedergibt, das Dickenverhältnis T2/T1 die Beziehung 0,17 ≤ T2/T1 ≤ 0,55 erfüllt.
  6. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenn angenommen wird, dass Ta die durchschnittliche Dicke der A-Schicht wiedergibt und Tb die durchschnittliche Dicke der B-Schicht wiedergibt, das Dickenverhältnis Tb/Ta die Beziehung 1,5 ≤ Tb/Ta ≤ 4 erfüllt.
  7. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach Anspruch 6, wobei Ta zwischen 1 und 10 nm beträgt und Tb zwischen 1,5 und 30 nm beträgt.
  8. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die A-Schicht aus einem Nitrid besteht, das durch (Ti1-cAlc)N (wobei 0,3 < c ≤ 0,7) ausgedrückt wird, und die B-Schicht aus einem Nitrid besteht, das durch (AleCr1-e)N (wobei 0,6 < e < 0,75) ausgedrückt wird.
  9. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Beschichtungsfilm eine Zwischenschicht zwischen dem Basismaterial und der verschleißbeständigen Schicht aufweist, und die Zwischenschicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid besteht und eine Dicke von 0,01 bis 0,5 μm aufweist.
  10. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Beschichtungsfilm eine erste Haftungsschicht und eine zweite Haftungsschicht zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der haftungsbeständigen Schicht umfasst, die erste Haftungsschicht zwischen der verschleißbeständigen Schicht und der zweiten Haftungsschicht angeordnet ist, aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid besteht und eine Dicke zwischen 30 nm und 0,1 μm aufweist, und die zweite Haftungsschicht einen mehrschichtigen Aufbau, in dem eine C-Schicht aus einem Ti und Al enthaltenden Nitrid mit dem gleichen Kristallaufbau wie die verschleißbeständige Schicht und eine D-Schicht mit der gleichen Zusammensetzung wie die haftungsbeständige Schicht alternierend gestapelt sind, und eine Dicke zwischen 10 nm und 0,2 μm aufweist.
  11. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei wenn angenommen wird, dass H1 die Härte der verschleißbeständigen Schicht wiedergibt und H2 die von der Oberfläche gemessene Härte der haftungsbeständigen Schicht wiedergibt, das Härteverhältnis H2/H1 die Beziehung 0,7 < H2/H1 < 1,1 erfüllt.
  12. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei wenn angenommen wird, dass H1 die Härte der verschleißbeständigen Schicht wiedergibt und H2 die von der Oberfläche gemessene Härte der haftungsbeständigen Schicht wiedergibt, das Härteverhältnis H2/H1 die Beziehung 0,9 < H2/H1 < 1,0 erfüllt.
  13. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Beschichtungsfilm eine Druckspannung von –0,1 GPa oder weniger und –3,0 GPa oder mehr aufweist.
  14. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Beschichtungsfilm eine Druckspannung von –1,0 GPa oder weniger und –2,5 GPa oder mehr aufweist.
  15. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei wenn angenommen wird, das K1 eine Spitzenstärke nahe 2θ = 36° wiedergibt und K2 eine Spitzenstärke nahe 2θ/37,4° wiedergibt, der Beschichtungsfilm ein Röntgenstrahl-Beugungsmuster aufweist, in dem das Stärkeverhältnis K2/K1 die Beziehung 0,2 < K2/K1 < 0,35 erfüllt.
  16. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei wenn angenommen wird, dass K1 eine Spitzenstärke nahe 2θ/37,4° wiedergibt und K2 eine Spitzenstärke nahe 2θ = 37,9° wiedergibt, der Beschichtungsfilm ein Röntgenstrahl-Beugungsmuster aufweist, in dem das Stärkeverhältnis K2/K1 die Beziehung 0,4 < K2/K1 < 0,6 erfüllt.
  17. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei wenn angenommen wird, dass K1 eine Spitzenstärke nahe 2θ/37,4° wiedergibt und K2 eine Spitzenstärke nahe 2θ/37,2° wiedergibt, der Beschichtungsfilm ein Röntgenstrahl-Beugungsmuster aufweist, in dem das Stärkeverhältnis K2/K1 die Beziehung 0,6 < K2/K1 < 0,75 erfüllt.
  18. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die verschleißbeständige Schicht einen Aufbau aus säulenförmigen Kristallen aufweist und die durchschnittliche Korngröße der säulenförmigen Kristalle größer als 150 nm und gleich oder kleiner als 250 nm ist.
  19. Oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die haftungsbeständige Schicht einen Aufbau von Nanopartikeln aufweist und die durchschnittliche Korngröße der Nanopartikel gleich oder kleiner als 40 nm ist.
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