DE112017000984B4

DE112017000984B4 - Schneideinsatz und Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE112017000984B4
Application number: DE112017000984.7T
Authority: DE
Inventors: Ryoma Nomiyama; Junya Maegawa
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2024-02-22
Anticipated expiration: 2037-02-24
Also published as: WO2017146131A1; JPWO2017146131A1; DE112017000984T5; KR20180104710A; KR102182816B1; US11311944B2; US20190061011A1; CN108698135B; JP6633735B2; CN108698135A

Abstract

Ein Schneideinsatz (1), aufweisend:ein Substrat (2), welches eine erste Fläche (3), eine zweite Fläche (4), die zur ersten Fläche (3) benachbart ist, und eine Schneidkante (5) aufweist, welche zumindest an einem Teil eines Schnitt-Kamm-Abschnitts der ersten Fläche (3) und der zweiten Fläche (4) angeordnet ist, wobeidas Substrat (2) eine Hartphase (11), welche Titan und ein Carbonitrid enthält, das eine oder mehrere Arten von Metallen enthält, welche aus den Gruppen 4, 5 und 6 im Periodensystem ausgewählt sind, und eine Binderphase (15) aufweist, welche zumindest eines von Cobalt und Nickel enthält,die Hartphase (11) eine erste Hartphase (12) und eine zweite Hartphase (13) aufweist,in einer Röntgendiffraktionsanalyse ein Peak der ersten Hartphase (12) an einer Größerer-Winkel-Seite als ein Peak der zweiten Hartphase (13) beobachtet wird,die zweite Hartphase (13) in der zweiten Fläche (4) eine Druckeigenspannung von 150 MPa oder mehr aufweist,eine Maximalhöhe Rz in der ersten Fläche (3) 0,2 - 1 µm ist,eine Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche (4) 0,2 - 1,5 µm ist,die Maximalhöhe Rz in der ersten Fläche (3) kleiner ist als die Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche (4), undeine Maximalhöhe Rz der Schneidkante (5) 1,5 - 6 µm ist, welche 2- bis 30-mal die Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche (4) ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Schneideinsatz, welcher ein Cermet aufweist, sowie ein Schneidwerkzeug aufweisend den Schneideinsatz.
Bezogene Technik
Gegenwärtig wird ein Cermet, welches Titan als eine Hauptkomponente aufweist, weitläufig als ein Material für einen Schneideinsatz verwendet, der als ein Schneidwerkzeug verwendet wird. Ebenfalls offenbart beispielsweise JP 2002 126 914 A einen Schneideinsatz, in welchem die zweite Fläche bearbeitet ist, um eine Oberflächenrauheit Ra von 0,08 µm oder weniger zu haben, und die Schneidkante ist geschärft.
Weiter ist aus US 2011/0129312 A1 ein Schneideinsatz bekannt, aufweisend: Ein Substrat, welches eine erste Fläche, eine zweite Fläche, die zur ersten Fläche benachbart ist, und eine Schneidkante aufweist, die zumindest an einem Teil eines Schnitt-Kamm-Abschnitts der ersten Fläche und der zweiten Fläche angeordnet ist. Das Substrat weist eine Hartphase, die Titan und ein Carbonitrid aufweist, das eine oder mehrere Arten von Metallen enthält, die aus den Gruppen 4, 5 und 6 im Periodensystem ausgewählt sind, und eine Binderphase auf, welche zumindest eines von Cobalt und Nickel enthält, wobei die Hartphase eine erste Hartphase und eine zweite Hartphase aufweist. Darüber hinaus wird in einer Röntgendiffraktionsanalyse ein Peak der ersten Hartphase an einer Größerer-Winkel-Seite beobachtet als ein Peak der zweiten Hartphase, und weist die zweite Hartphase in der zweiten Fläche eine Druckeigenspannung von 150 MPa oder mehr auf.
Zudem ist aus JP 2005 - 7 531 A ein Schneideinsatz bekannt und ist aus JP H09 - 174 306 A ein Cermet bekannt.
Obwohl jedoch der Schneideinsatz, welcher in JP 2002 126 914 A beschrieben ist, einen Effekt des Verbesserns der Schärfe der Schneidkante hat, war der Effekt des Glättens der bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks unzureichend.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schneideinsatz in Hinblick auf die zu erzielende Oberflächengüte eines bearbeiteten Werkstücks zu optimieren.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Schneideinsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Weitergehende Ausgestaltungen des Schneideinsatzes sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines Schneideinsatzes einer Ausführungsform.
2 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Beispiels einer Struktur eines Cermets, welches ein Substrat in dem Schneideinsatz der 1 festlegt.
3 ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem die Schneidkante des Schneideinsatzes der 1 gesehen wird.
4 ist eine Draufsicht, welche ein Schneidwerkzeug einer Ausführungsform zeigt.

Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
Der Schneideinsatz gemäß einer Ausführungsform wird mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
Ein Schneideinsatz (nachfolgend einfach als ein Einsatz bezeichnet) 1 der vorliegenden Ausführungsform weist ein polyedrisches, plattenförmiges Substrat 2 auf. Wenn das Substrat 2 nicht mit einer Beschichtungsschicht bedeckt ist, ist das Substrat 2 selbst der Einsatz 1. Wie es in der 1 gezeigt ist, weist das Substrat 2 eine erste Fläche 3, eine zweite Fläche 4, welche zur ersten Fläche 3 benachbart ist, und eine Schneidkante 5 auf, welche an zumindest einem Teil des Schnitt-Kamm-Abschnitts der ersten Fläche 3 und der zweiten Fläche 4 angeordnet ist. Zumindest ein Teil der ersten Fläche 3 ist ein Spanflächenbereich und zumindest ein Teil der zweiten Fläche 4 ist ein Flankenflächen- bzw. Freiflächenbereich.
Wie es in der 2 gezeigt ist, ist das Substrat 2 der vorliegenden Ausführungsform aus einem Cermet gemacht. Das Substrat 2 weist eine Hartphase 11, welche Titan und ein Carbonitrid enthält, das eine oder mehrere Arten von Metallen aufweist, die aus den Gruppen 4, 5 und 6 im Periodensystem ausgewählt sind, und eine Binderphase 15 auf, welche zumindest eines von Cobalt und Nickel enthält.
Die Hartphase 11 weist zwei Phasen auf, welche in ihrer Zusammensetzung voneinander verschieden sind. Hier, wenn die Hartphase 11 einer Röntgendiffraktionsanalyse unterzogen wird und die Maximumpeaks der zwei Phasen verglichen werden, wird ein Maximumpeak einer ersten Hartphase 12 an einer Größerer-Winkel-Seite beobachtet als ein Maximumpeak einer zweiten Hartphase 13. Mit anderen Worten wird der Maximumpeak der zweiten Hartphase 13 an einer Kleinerer-Winkel-Seite beobachtet als der Maximumpeak die ersten Hartphase 12.
Im Einsatz 1 der vorliegenden Ausführungsform weist die zweite Hartphase 13 an der zweiten Fläche 4 eine Druckeigenspannung von 150 MPa oder mehr auf und weist die zweite Fläche 4 eine Maximalhöhe Rz von 0,2 - 1,5 µm auf. Eine Maximalhöhe der Schneidkante 5 ist 2- bis 30-mal die Maximalhöhe in der zweiten Fläche 4.
Auf diese Art, verglichen mit der zweiten Fläche 4, wird die Unebenheit der Schneidkante 5 festgelegt, um relativ groß zu sein, sodass, wenn das Werkstück dem Schneidvorgang mit dem Einsatz 1 unterzogen wird, die Unebenheit der Schneidkante 5 durch das Werkstück unmittelbar nach der Bearbeitung poliert ist. Somit tendiert die Schneidkante 5 dazu, eine Konfiguration zu haben, welche zur Gestalt der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks passt. Als ein Ergebnis kann eine glattbearbeitete Oberfläche sofort nach dem Start des Schneidvorgangs geformt werden.
Darüber hinaus, durch Festlegen der Maximalhöhe in der zweiten Fläche 4, um verglichen mit der Schneidkante 5 relativ gering zu sein, wird die Oberflächengenauigkeit der bearbeiteten Oberfläche kaum schlechter, sogar, wenn während des Schneidvorgangs die zweite Fläche 4 mit der bearbeiteten Oberfläche in Kontakt gelangt.
Darüber hinaus, da die zweite Hartphase 13 eine Druckeigenspannung von 150 MPa oder mehr aufweist, wird eine Degranulation der zweiten Hartphase 13 unterdrückt und kann die Schneidkante 5 einen geschärften Zustand beibehalten, in welchem ein Abplatzen bzw. Ausbrechen (im Weiteren kurz: Abplatzen) kaum auftritt. Als ein Ergebnis kann die bearbeitete Oberflächenrauheit des Werkstücks glatt sein.
In dieser Ausführungsform wird die Maximalhöhe Rz der Schneidkante 5 gemessen durch Platzieren des Einsatzes 1 in einer Richtung, in welcher die zweite Fläche 4 eine vordere Fläche ist, Überwachen der Unebenheit der Schneidkante 5 und Aufzeichnen der Gestalt der Schneidkante 5, wie es in der 3 gezeigt ist. Dann wird die Maximalhöhe Rz berechnet durch Subtrahieren eines Minimalwerts von einem Maximalwert.
Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform, um die Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche 4 zu messen, die Oberflächengestalt der zweiten Fläche 4 in einer Richtung parallel zur ersten Fläche 3 in Übereinstimmung mit dem JIS B 0601-2001 Standard gemessen werden, mit der Ausnahme, dass der Cut-Off-Wert auf 0,08 mm festgelegt ist. Für die Messung kann beispielsweise ein Oberflächenrauheitstester vom kontaktierenden Typ unter Verwendung eines Tasters oder ein Oberflächenrauheitstester vom nicht-kontaktierenden Typ unter Verwendung eines Lasers verwendet werden.
Im Übrigen, wenn die Tabelle ausgelesen wird, kann die Maximalhöhe Rz berechnet werden durch Subtrahieren des Minimalwerts vom Maximalwert. Basierend auf den Messergebnissen wird die Gestalt der zweiten Fläche 4 in der gleichen Art wie in der 3 aufgenommen. Dann kann die Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche 4 berechnet werden.
Es sollte klar sein, dass die erste Fläche 3 und die zweite Fläche 4 eine gesinterte Fläche oder eine geschliffene Fläche sein können. Wenn die erste Fläche 3 und die zweite Fläche 4 eine geschliffene Fläche sind, ist es einfach, die Maximalhöhen dieser Flächen einzustellen.
Darüber hinaus, wenn ein Gewichtsverhältnis (N/(C + N)) eines Stickstoffgehalts zu einem Gesamtgehalt von Kohlenstoff und Stickstoff 0,45 - 0,55 ist, wobei der Kohlenstoffgehalt als C definiert ist und der Stickstoffgehalt als N definiert ist, sind sowohl die Abnutzungswiderstands- als auch die Bruchwiderstandsfähigkeit des Substrats 2 beide groß, so dass ein Abplatzen der Schneidkante 5 während des Schneidvorgangs unterdrückt werden kann.
Der Kohlenstoffgehalt im Substrat 2 kann beispielsweise auf 6 - 6,5 Gew.-% festgelegt sein, und der Stickstoffgehalt kann beispielsweise auf 6,5 - 7,4 Gew.-% festgelegt sein. Das Gehaltsverhältnis des Kohlenstoffs und des Stickstoffs im Substrat 2 kann gemessen werden durch Ausführen einer Zusammensetzungsanalyse durch Erzeugen eines Pulvers aus einem Teil der Struktur in einem Bereich von 500 µm oder mehr Tiefe ausgehend von der Oberfläche des Substrats 2.
In einer Draufsicht des Substrats 2 in der vorliegenden Ausführungsform kann ein Flächenverhältnis der Hartphase 11 in der Binderphase 15 beispielsweise auf 65 - 95 Flächen-% für die Hartphase 11 und auf 5 - 35 Flächen-% für die Binderphase 15 festgelegt sein. Das Flächenverhältnis der Hartphase 11 und der Binderphase 15 kann von einer Mikroskopaufnahme des Substrats 2 durch ein Bildanalyseverfahren berechnet werden. Wenn die Hartphase 11 gleich 65 - 83 Flächen-% und die Binderphase 15 gleich 17 - 35 Flächen-% ist, können die Steifigkeit und die Zähigkeit des Substrats 2 groß werden.
Als nächstes wird ein Beispiel der Hartphase 11 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Hartphase 12 aus einer TiCN-Phase gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die zweite Hartphase 13 aus Titan und einem Verbund-Carbonitrid von einer oder mehreren Arten von Metallen (mit Ausnahme von Titan) gebildet, welche aus den Gruppen 4, 5 und 6 im Periodensystem ausgewählt sind.
In dem Fall, in welchem die zweite Fläche 4 im Substrat 2 betrachtet wird, kann die zweite Fläche 4 eine Konfiguration einnehmen, in welcher die granulare erste Hartphase 12 und die zweite Hartphase 13 verteilt sein können, oder kann eine Struktur annehmen (Kern-Struktur-Phase), in welcher eine Hartphase durch die andere Hartphase umgeben ist. Beispielsweise kann ein Teil der ersten Hartphase 12 durch die zweite Hartphase 13 umgeben sein.
Weiter, obwohl die Hartphase 11 nur durch die erste Hartphase 12 und die zweite Hartphase 13 aufgebaut sein kann, können andere Phasen als diese Phasen ein wenig enthalten sein (in etwa 10 % oder weniger mit Bezug auf die Gesamtfläche der Hartphase 11). Beispiele der Phasen, welche andere sind als die erste Hartphase 12 und die zweite Hartphase 13, weisen eine Phase auf, welche kein Ti enthält, und eine Phase, welche ein Carbid und ein Nitrid von einer oder mehrere Arten von Metallen enthält, die aus den Gruppen 4, 5 und 6 im Periodensystem ausgewählt sind
Eine mittlere Partikelgröße d1 der ersten Hartphase 12 ist beispielsweise 0,05 - 0,5 µm, und eine mittlere Partikelgröße d2 der zweiten Hartphase 13 ist beispielsweise 0,5 - 2 µm. Wenn das Partikelgrößenverhältnis (d2/d1) der zweiten Hartphase 13 zur ersten Hartphase 12 gleich 3 - 10 ist, ist es einfach, die Maximalhöhen in der ersten Fläche 3 und in der zweiten Fläche 4 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs durch den Schneidvorgang zu steuern.
Darüber hinaus, wenn d2/d1 gleich 3 - 10 ist, wird nicht nur eine Degranulation der zweiten Hartphase 13 einfach unterdrückt, sondern ebenfalls der ersten Hartphase 12, da die mittlere Partikelgröße d2 der zweiten Hartphase 13 größer ist als die mittlere Partikelgröße d1 der ersten Hartphase 12.
Wenn das Flächenverhältnis der ersten Hartphase 12 bei einer mikroskopischen Beobachtung gleich 20 - 35 Flächen-% als das Flächenverhältnis mit Bezug auf das gesamte Sichtfeld ist und das Flächenverhältnis der zweiten Hartphase 13 gleich 35 - 50 Flächen-% als das Flächenverhältnis mit Bezug auf das gesamte Sichtfeld ist, kann die Bruchwiderstandsfähigkeit verbessert sein, während die Abnutzungswiderstandsfähigkeit des Substrats 2 gesteigert ist.
Die Binderphase 15 der vorliegenden Ausführungsform kann Wolfram zusätzlich zu zumindest einem von Cobalt und Nickel enthalten. Die Binderphase 15 weist eine erste Binderphase 16 und eine zweite Binderphase 17 auf. In der Binderphase 15, wenn ein Cobaltgehalt durch Co repräsentiert ist, ein Nickelgehalt durch Ni repräsentiert ist und ein Wolfram Gehalt durch W repräsentiert ist, kann ein Gewichtsverhältnis (W/(Co + Ni)) von Wolfram zu einer Gesamtmenge von Cobalt und Nickel 0,8 oder weniger sein, und kann das Gewichtsverhältnis W/(Co + Ni) der zweiten Binderphase 17 gleich 1,2 oder mehr sein. Das Unterscheiden zwischen der ersten Binderphase 16 und der zweiten Binderphase 17 kann ausgeführt werden durch Bestätigen der Verteilung eines jeden metallischen Elements durch eine Elektronenstrahlmikroanalysevorrichtung (EPMA) oder dergleichen durch mikroskopisches Betrachten des Substrats 2 und Verwenden der Ergebnisse des Verhältnisses des metallischen Elements an einer jeden Position.
In dem Fall, in welchem die Binderphase 15 die erste Binderphase 16 und die zweite Binderphase 17 aufweist, da eine Wärmeverteilungseigenschaft des Substrats 2 groß ist und die Temperatur der Schneidkante 5 zu einem Zeitpunkt des Schneidens kaum ansteigt, ist die Abnutzungswiderstandsfähigkeit der Schneidkante 5 verbessert. Darüber hinaus hat die zweite Binderphase 17 einen höheren Elastizitätsmodul als das Verbund-Carbonitrid von Wolfram und Cobalt, und, wenn ein Stoß auf den Einsatz 1 aufgebracht wird, kann solch ein Stoß durch elastische Verformung der zweiten Binderphase 17 absorbiert werden. Deshalb kann die Bruchwiderstandsfähigkeit des Substrats 2 verbessert sein und kann ein Abplatzen, welches in der Schneidkante 5 während des Schneidens verursacht wird, unterdrückt werden.
Darüber hinaus, da die erste Binderphase 16 eine große Benetzungsfähigkeit mit der Hartphase 11 hat und einfach das Fortschreiten von Brüchen unterdrückt, kann die Bruchwiderstandsfähigkeit des Einsatzes 1 verbessert sein. Das Vorliegen der ersten Binderphase 16 und der zweiten Binderphase 17 macht es einfacher, die Druckeigenspannung der zweiten Hartphase 13 an der zweiten Fläche 4 auf 150 MPa oder mehr festzulegen, wenn unter vorbestimmten Bedingungen bearbeitet wird, und macht es ebenfalls einfacher, die Unebenheit der Schneidkante 5 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu halten.
In der vorliegenden Ausführungsform ist für das Flächenverhältnis einer jeden Binderphase des Substrats 2 beispielsweise die Fläche der ersten Binderphase 16 gleich 15 - 22 Flächen-% als das Flächenverhältnis mit Bezug auf das gesamte Sichtfeld, ist die Fläche der zweiten Binderphase 17 gleich 2 - 20 Flächen-% als das Flächenverhältnis mit Bezug auf das gesamte Sichtfeld und ist das Flächenverhältnis der gesamten Binderphase 15, die die erste Binderphase 16 und die zweite Binderphase 17 aufweist, gleich 17 bis 35 Flächen-%.
Das Verhältnis der Fläche der zweiten Binderphase 17 zur Fläche der ersten Binderphase 16 ((die Fläche der zweiten Binderphase 17)/(die Fläche der ersten Binderphase 16)) ist nicht auf einen besonderen Bereich beschränkt, und, falls dieses in dem Bereich von 0,1 - 2 vorliegt, können sowohl die Abnutzungswiderstandsfähigkeit wie auch Bruchwiderstandsfähigkeit des Substrats 2 verbessert sein. Insbesondere wenn das Verhältnis der Fläche der zweiten Binderphase 17 zur Fläche der ersten Binderphase 16 gleich 0,3 - 1,5 ist, können die Abnutzungswiderstandsfähigkeit und die Bruchwiderstandsfähigkeit des Substrats 2 weiter verbessert sein.
Die Binderphase 15 kann nur die erste Binderphase 16 und die zweite Binderphase 17 aufweisen und kann andere Phasen als diese aufweisen. Die 2 zeigt eine Konfiguration, in welcher die Binderphase 15 nur aus der ersten Binderphase 16 und der zweiten Binderphase 17 aufgebaut ist und keine anderen Phasen vorliegen. Wenn das Verhältnis der Fläche der ersten Binderphase 16 und der zweiten Binderphase 17 zur gesamten Binderphase 15 gleich 0,9 oder mehr ist, ist die Wärmeverteilungseigenschaft des Substrats 2 dauerhaft gesteigert, so dass die Abnutzungswiderstandsfähigkeit der Schneidkante 5 dauerhaft verbessert ist.
Als ein Beispiel des Gehalts eines jeden metallischen Elements mit Bezug auf die Gesamtmenge der Metalle, welche im Substrat 2 enthalten sind, ist 30 - 55 Gew.-% Titan, ist 10 - 30 Gew.-% Wolfram, ist 0 - 20 Gew.-% Niob, ist 0 - 10 Gew.-% Molybdän, ist 0 - 10 Gew.-% Tantal, ist 0 - 5 Gew.-% Vanadium, ist 0 - 5 Gew.-% Zirconium, ist 5 - 25 Gew.-% Cobalt und ist 0 - 15 Gew.-% Nickel. Falls der Gehalt eines jeden metallischen Elements innerhalb des obigen Bereichs liegt, hat das Substrat 2 eine hohe Abnutzungswiderstandsfähigkeit und Bruchwiderstandsfähigkeit.
Die Zusammensetzungen der Hartphase 11 und der Binderphase 15 können ermittelt werden durch Überprüfen des Verteilungszustands und des Gehaltsverhältnisses eines jeden Elements durch eine Elektronenstrahlmikroanalysevorrichtung (EPMA) oder eine Augerelektronenspektroskopie. Die Partikelgrößen der ersten Hartphase 12 und der zweiten Hartphase 13 können gemäß dem Verfahren des Messens der mittleren Partikelgröße von Hartmetallen gemessen werden, welches in CIS-019D-2005 spezifiziert ist. In dem Fall, in welchem die Hartphase 11 eine Struktur hat, in welcher ein Teil der ersten Hartphase 12 durch die zweite Hartphase 13 umgeben ist, kann die Partikelgröße der zweiten Hartphase 13, welche die erste Hartphase 12 umgibt, berechnet werden durch Berücksichtigen der ersten Hartphase 12 als ein Teil der zweiten Hartphase 13.
Wie es schon angegeben ist, da die zweite Hartphase 13 an der zweiten Fläche 4 eine Druckeigenspannung von 150 MPa oder mehr aufweist, wird die Degranulation der zweiten Hartphase 13 unterdrückt. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die erste Hartphase 12 an der zweiten Fläche 4 eine Druckeigenspannung von 30 - 145 MPa aufweist, kann die Degranulation der ersten Hartphase 12 zusätzlich zu der Degranulation der zweiten Hartphase 13 ebenfalls unterdrückt werden, so dass ein Abplatzen der Schneidkante 5 aufgrund des Stoßes zum Zeitpunkt des Schneidens weiter unterdrückt wird.
Um beispielsweise die Eigenspannung der Hartphase 11 zu messen, kann eine solche Eigenspannung unter Verwendung eines 2D-Verfahrens gemessen werden. Insbesondere werden die Abschnitte, welche 1 mm oder mehr von der Schneidkante 5 entfernt angeordnet sind, an der ersten Fläche 3 bzw. an der zweiten Fläche 4 des Substrats 2 als Messpositionen verwendet. Röntgendiffraktometriepeaks werden an diesen Positionen gemessen. Beim Messen der Eigenspannung wird der Peak der (422)-Ebene, in welcher der Wert 2θ zwischen 135 und 140° auftritt, als der Röntgendiffraktometriepeak verwendet.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Eigenspannungen der ersten Hartphase 12 bzw. der zweiten Hartphase 13 gemessen, während der Peak p₂ (422), der an der Kleiner-Winkel-Seite aufritt, als der Peak, welcher zur zweiten Hartphase 13 gehört, und der Peak p₁ (422), welcher an der Großer-Winkel-Seite auftritt, als der Peak definiert werden, der zur ersten Hartphase 12 gehört.
Die Zahlenwerte, welche zum Berechnen der Eigenspannung erforderlich sind, werden unter Verwendung des Poisson-Verhältnis von Titannitrid = 0,2 und des Young-Moduls = 423729 MPa berechnet. Weiter, als Bedingungen für die Röntgendiffraktometriemessung, wurde ein CuKα-Strahl als eine Quelle für die Röntgenstrahlen verwendet, und die Ausgabe war 45 kV und 110 mA. Die oben beschriebenen Röntgenstrahlen wurden auf die hochglanzpolierte erste Fläche 3 und zweite Fläche 4 gestrahlt, um die Eigenspannung zu messen.
In der vorliegenden Ausführungsform, da die Maximalhöhe in der zweiten Fläche 4 gleichen 0,2 - 1,5 µm ist, ist es einfach, die Maximalhöhe der Schneidkante 5 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu steuern. Hier, wenn die Maximalhöhe in der ersten Fläche 3 gleich 0,2 - 1 µm ist und die Maximalhöhe der Schneidkante 5 gleich 1,5 - 6 µm ist, ist es einfach, die Schneidkante 5 in einem geschärften Zustand während des Schneidens zu halten. Insbesondere wenn die Maximalhöhe in der ersten Fläche 3 kleiner ist als die Maximalhöhe in der zweiten Fläche 4, ist es einfach, die Unebenheit der Schneidkante 5 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu steuern, und es ist weniger wahrscheinlich, dass während des Schneidvorgangs Späne an die erste Fläche 3 anschweißen.
Wenn ein arithmetischer Mittenrauwert (Ra) der ersten Fläche 3 gleich 0,03 - 0,1 µm ist, ist es für die bearbeitete Fläche weniger wahrscheinlich, matt zu werden, da weniger Späne anschweißen. Zu diesem Zeitpunkt kann ein arithmetischer Mittenrauwert (Ra) der zweiten Fläche 4 auf beispielsweise 0,07 - 0,2 µm festgelegt sein. Der arithmetische Mittenrauwert (Ra) der ersten Fläche 3 und der zweiten Fläche 4 kann gemäß dem JIS B 0601-2001 Standard gemessen werden, mit der Ausnahme, dass der Cut-Off-Wert auf 0,08 mm festgelegt ist.
Darüber hinaus, wenn die zweite Fläche 4 eine Mehrzahl von Nuten aufweist, welche sich in einer Richtung parallel zur Schneidkante 5 erstrecken, wird vermieden, dass die Maximalhöhe der Schneidkante 5 exzessiv groß wird, und es ist möglich, die Oberflächenrauheit der bearbeiteten Fläche zu glätten. Dies ist der Fall, da, wenn die zweite Fläche 4 eine Mehrzahl von Nuten aufweist, die Kontaktfläche der zweiten Fläche 4 mit der bearbeiteten Fläche reduziert sein kann. Weiter, in dem Fall, in welchem sich eine Mehrzahl von Nuten in einer Richtung parallel zur Schneidkante 5 erstrecken, sogar, falls die zweite Fläche 4 in Kontakt mit der bearbeiteten Fläche gebracht wird, wird die Gestalt der Nut kaum auf die bearbeitete Fläche übertragen. Deshalb wird die Oberflächenrauheit der bearbeiteten Fläche glatter. Die Tiefe der Nut kann beispielsweise auf in etwa 0,2 - 1,5 µm festgelegt werden.
In dem Querschnitt orthogonal zur ersten Fläche 3 und zur zweiten Fläche 4, wenn die Schneidkante 5 einen Krümmungsradius von 10 µm oder weniger aufweist, kann die Gestalt der Schneidkante 5 erzielt werden, um zur bearbeiteten Fläche schneller zu passen, und die Oberflächenrauheit der bearbeiteten Fläche kann geglättet werden. Darüber hinaus, durch das Schärfen der Schneidkante 5, ist es einfach, die Unebenheit des Schnitt-Kamm-Abschnitts innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu steuern, welcher die Schneidkante 5 aufweist.
In dem Querschnitt orthogonal zu ersten Flächen 3 und zur zweiten Fläche 4, wenn die Schneidkante 5 einen Krümmungsradius von 1 µm oder mehr aufweist, wird es vermieden, dass eine Festigkeit der Schneidkante 5 exzessiv gesenkt wird. Deshalb wird ein Abplatzen der Schneidkante 5 einfach vermieden, beispielsweise während einer Lagerung oder eines Transports des Einsatzes 1.
Der Krümmungsradius der Schneidkante 5 kann mit einer 3D-Gestalt-Messvorrichtung in einem Flächenbereich oder einem Querschnitt gemessen werden wo die erste Fläche 3, die zweite Fläche 4 und die Schneidkante 5 betrachtet werden können. Deshalb muss der Krümmungsradius der oben beschriebenen Schneidkante 5 nicht notwendigerweise im Querschnitt ermittelt werden.
Obwohl der Einsatz 1, welcher oben beschrieben ist, nur das Substrat 2 aufweist, welches aus einem Cermet gemacht ist, kann der Einsatz 1 nicht nur mit dem Substrat 2 bereitgestellt werden, sondern ebenfalls mit einer Beschichtungsschicht, welche auf dem Substrat 2 positioniert ist und das Substrat 2 bedeckt. Wenn der Einsatz 1 mit nur dem Substrat 2 bereitgestellt ist, welches aus einem Cermet gemacht ist, kann das Auftreten von Anschweißungen oder dergleichen an der bearbeiteten Fläche des Werkstücks unterdrückt werden und kann eine gute bearbeitete Fläche/Oberfläche erhalten werden.
Herstellungsverfahren
Als nächstes ist ein Verfahren des Herstellens des oben beschriebenen Einsatzes 1 beschrieben.
Zuerst wurde eine Pulvermischung hergestellt durch Mischen von TiCN-Pulver, welches einen mittleren Partikeldurchmesser von 0,1 - 1,2 µm hat, insbesondere 0,3 - 0,9 µm, von Wolframcarbid-(WC)-Pulver, welches einen mittleren Partikeldurchmesser von 0,1 - 2,5 µm hat, zumindest einem von Carbidpulver, Nitridpulver und Carbonitridpulver der Metalle der Gruppen 4 bis 6 im Periodensystem, welche andere sind als Titancarbonitrid (TiCN) und WC, von vorbestimmten Mengen von metallischem Cobaltpulver und von metallischen Nickelpulver, von welchen jedes eine mittlere Partikelgröße von 0,5 - 5 µm hat, von 1 - 20 Gew.-% von zumindest einem von metallischen Wolframpulver und WC_1-x-Pulver (0 < x ≤ 1), von welchen jedes einen mittleren Partikeldurchmesser von 3 - 15 µm hat, und optional Kohlenstoffpulver.
In der vorliegenden Ausführungsform sind als zumindest eines von Carbidpulver, Nitridpulver und Carbonitridpulver der Metalle 4 bis 6 im Periodensystem Titannitrid-(TiN)-Pulver, Niobcarbid-(NbC)-Pulver, Molybdäncarbid-(MoC)-Pulver, Tantalcarbid-(TaC)-Pulver, Vanadiumcarbid-(VC)-Pulver und Zirconiumcarbid-(ZrC)-Pulver anwendbar, wobei jedes Pulver einen mittleren Partikeldurchmesser von 0,1 - 3 µm hat.
Um die Pulvermischung herzustellen, wurden ein Binder, ein Lösungsmittel und dergleichen zu dem abgewogenen Rohmaterialpulver zugegeben und durch ein bekanntes Mischverfahren wie beispielsweise eine Kugelmühle, eine Vibrationsmühle, eine Strahlmühle und eine Attritormühle gemischt. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Attritormühle angewendet. Durch Mischen des Pulvers mit einer Attritormühle, wird das Rohmaterialpulver pulverisiert, um die Partikelgröße zu reduzieren, jedoch tendiert das Metallpulver dazu, schwierig gemahlen zu werden, da es eine hohe Duktilität hat. Dann wird die Pulvermischung in eine vorbestimmte Gestalt durch ein bekanntes Formverfahren wie beispielsweise Pressformen, Extrusionsformen und Spritzformen geformt, um einen Formkörper herzustellen.
Als nächstes wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der obige Formkörper in einem Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre gesintert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, durch Sintern unter den folgenden Bedingungen, kann das Substrat 2 hergestellt werden, welches Cermet mit der vorbestimmten oben beschriebenen Struktur aufweist. Die spezifischen Sinterbedingungen weisen auf (a) Erhöhen der Temperatur von Raumtemperatur auf 1100°C, (b) Erhöhen der Temperatur von 1100°C auf eine erste Sintertemperatur von 1330 - 1380°C in einem Vakuum mit einer Rate der Temperaturerhöhung von 0,1 - 2°C/min, (c) Erhöhen der Temperatur von der ersten Sintertemperatur auf einer zweiten Sintertemperatur von 1500 - 1600°C mit einer Rate zur Temperaturerhöhung von 4 - 15°C/min in einem Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre von 30 - 2000 Pa, (d) Halten auf einer zweiten Sintertemperatur für 0,5 - 2 Stunden in einem Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre von 30 - 2000 Pa und (e) Senken der Temperatur mit einer Temperaturabsenkrate von 5 - 15°C/min in einer Stickstoffgasatmosphäre von 1000 - 5000 Pa.
Durch Einstellen der mittleren Partikelgröße des WC-Pulvers und des metallischen W-Pulvers im Rohmaterialpulver und durch Steuern der Temperatursteigerungsmuster zum Zeitpunkt des Sinterns und des Zeitpunkts des Einleitens einer vorbestimmten Menge von Inertgas, lösen sich das metallische Co-Pulver und das metallische Ni-Pulver auf, während sich diese ineinander als ein Mischkristall lösen und um die Hartphase 11 herum anlagern, um die Hartphasen 11 miteinander zu verbinden. Darüber hinaus diffundiert zumindest eines von dem metallischen W-Pulver und dem WC_1-x-Pulver (0 < x ≤ 1), welches im Formkörper mit der mittleren Partikelgröße größer als das der anderen Rohmaterialpulver vorliegt, partiell in die Hartphase 11 durch das Sintern, aber bildet teilweise die zweite Binderphase 17. Weiter, durch Einstellen des Abkühlmusters, kann eine vorbestimmte Eigenspannung der ersten Hartphase 12 und der zweiten Hartphase 13 aufgeprägt werden. Als ein Ergebnis ist es möglich das Substrat 2 herzustellen, welches das Cermet mit der oben genannten Struktur aufweist.
Als nächstes wird die Oberfläche des erhaltenen Sinterkörpers poliert. Zuerst der Sinterkörper einem Schleifvorgang unterzogen durch Anordnen des Sinterkörpers zwischen Schleifrädern, sodass die zwei Seiten der ersten Fläche 3 und der Fläche, welche an der Seite entgegengesetzt zur ersten Fläche 3 des Sinterkörpers angeordnet ist, mit den Schleifrädern in Kontakt gelangen. Als nächstes, falls gewünscht, wird die Brecherfläche bearbeitet unter Verwendung von 1 000er bis 8000er Schleifräder, sodass die Maximalhöhe Rz in der ersten Fläche 3 gleich 0,2 - 1,0 µm ist. Dann werden 400er bis 800er für die zweite Fläche 4 Schleifräder verwendet, welche die Seitenfläche des Substrats 2 ist, und wird der Schleifvorgang mit den Schleifrädern bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 500 - 5000 Umdrehungen/min und mit der Arbeitszustellrate von 0,5 - 5 mm/min ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Bearbeiten unter Bearbeitungsbedingungen ausgeführt, sodass die Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche gleich 0,2 - 1,5 µm ist und die Maximalhöhe Rz in der ersten Fläche 3 glatter ist als die Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche 4.
Falls gewünscht, kann eine Beschichtungsschicht an der Oberfläche des Substrats 2 geformt werden. Ein Verfahren der physikalischen Dampfphasenabscheidung (PVD), wie beispielsweise ein lonenplattierverfahren und ein Sputterverfahren, können geeignet als ein Verfahren des Formens der Beschichtungsschicht geeignet angewendet werden.
Als nächstes ist ein Schneidwerkzeug 101 gemäß einer Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie es in der 4 gezeigt ist, ist das Schneidwerkzeug 101 der vorliegenden Ausführungsform ein stabähnlicher Körper, welcher sich ausgehend von einem ersten Ende (das obere Ende in der 4) in Richtung zu einem zweiten Ende (das untere Ende in der 4) erstreckt, und weist einen Halter 105 auf, der eine Tasche 103 an der Seite des ersten Endes aufweist, und der obige Einsatz 1 ist in der Tasche 103 angeordnet.
Die Tasche 103 ist ein Abschnitt, an welchem der Einsatz 1 angebracht ist, und weist eine Sitzfläche parallel zur unteren Fläche des Halters 105 und eine Begrenzungsseitenfläche auf, welche mit Bezug auf die Sitzfläche geneigt ist. Weiter ist die Tasche 103 an der Seite des ersten Endes des Halters 105 offen.
In der Tasche 103 ist der Einsatz 1 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt kann sich die untere Fläche des Einsatzes 1 mit der Tasche 103 in direktem Kontakt befinden oder kann eine Platte zwischen dem Einsatz 1 und der Tasche 103 angeordnet sein.
Der Einsatz 1 ist angebracht, sodass der Abschnitt, welcher als die Schneidkante 5 an dem Schnitt-Kamm-Abschnitt verwendet wird, ausgehend vom Halter 105 auswärts vorsteht. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Einsatz 1 am Halter 105 durch eine Fixierschraube 107 befestigt. Das heißt, durch Einsetzen der Fixierschraube 107 in ein Durchgangsloch des Einsatzes 1 und dann Einsetzen der Spitze der Fixierschraube 107 in das Schraubloch (nicht gezeigt), das in der Tasche 103 geformt ist, werden die Gewindeabschnitte zusammengeschraubt, wodurch der Einsatz 1 am Halter 105 befestigt wird.
Als der Halter 105 können Stahl, Gusseisen und dergleichen verwendet werden. Insbesondere ist es bevorzugt, Stahl zu verwenden, welcher unter diesen Elementen eine hohe Zähigkeit hat.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schneidwerkzeug dargestellt, welches für einen sogenannten Drehvorgang verwendet wird. Beispiele des Drehvorgangs weisen einen Innenbearbeitungsvorgang, einen Außenbearbeitungsvorgang und einen Nutbearbeitungsvorgang auf. Das Schneidwerkzeug ist nicht auf diese beschränkt, welche als Drehvorgänge verwendet werden. Beispielsweise kann der Einsatz 1 der obigen Ausführungsform für ein Schneidwerkzeug verwendet werden, welches für einen Fräsvorgang verwendet wird.
Beispiel 1
TiCN-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 0,6 µm hat, wie es durch ein Microtrack-Verfahren gemessen wird, WC-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 1,1 µm hat, TiN-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 1,5 µm hat, TaC-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 2 µm hat, NbC-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 1,5 µm hat, MoC-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 2 µm hat, so ZrC-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 1,8 µm hat, VC-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 1 µm hat, Ni-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 2,4 µm hat, und Co-Pulver, welches eine mittlere Partikelgröße von 1,9 µm hat und W-Pulver oder WC_0,5-Pulver wurden in den in der Tab. 1 gezeigten Verhältnissen eingestellt, um eine Pulvermischung zu erzeugen.
Isopropylalkohol (IPA) und Paraffin wurden zu der Pulvermischung zugegeben, und eine Rostfreier-Stahl-Kugelmühle und eine Hartmetall-Kugel wurden dort zugegeben. Die Mischung wurde in eine Attritormühle gemischt, um eine Schlämme herzustellen. Die Schlämme wurde granuliert durch Sprühtrocknen, um ein Granulatpulver herzustellen, welches dann in eine rechteckige Plattengestalt mit 150 MPa pressgeformt wurde.

Dann wurde ein Sintern des pressgeformten Produkts, welches oben erhalten wurde, unter den folgenden Sinterbedingungen ausgeführt: (a) Erhöhen der Temperatur von Raumtemperatur auf 1100°C, (b) Erhöhen der Temperatur von 1100°C auf eine erste Sintertemperatur von 1350°C in einem Vakuum mit einer Rate der Temperaturerhöhung von 0,7°C/min, (c) Erhöhen der Temperatur von 1350°C auf eine zweite Sintertemperatur, welche in der Tab. 1 gezeigt ist, mit einer Rate der Temperaturerhöhung von 10°C/min in einer Stickstoffgasatmosphäre von 1000 Pa, (d) Halten bei der zweiten Sintertemperatur für 1 Stunde in einer Stickstoffgasatmosphäre von 1000 Pa und (e) Absenken der Temperatur mit einer Temperaturabsenkrate und einem Druck, welche in der Tab. 1 gezeigt ist, in einer Stickstoffgasatmosphäre. Tabelle 1

Probe Nr.	Robmaterialzusammensetzung (Gew.-%)														Sinterbedingungen
	TiCN	WC	TiN	TaC	MoC	NbC	ZrC	VC	MnC	Ni	Co	W oder WC_0.5			zweite Sintertemperatur (°C)	Temperaturabsenkrate (℃/Minute)	Druck (Pa)
	TiCN	WC	TiN	TaC	MoC	NbC	ZrC	VC	MnC	Ni	Co	Art	mittlere Partikelgröße (µm)	Gew.-%	zweite Sintertemperatur (°C)	Temperaturabsenkrate (℃/Minute)	Druck (Pa)
I- 1	35	15	11	0	0	11	1	1	0	10	10	W	7	6	1575	10	3000
I- 2	33	9	9	2	2	10	1	0	0	10	15	W	8	9	1550	11	3000
I- 3	50	8	12	1	0	9	2	1	0	8	8	WC_0.5	3	↑	1550	15	3000
I- 4	43	13	11	0	0	11	0.5	1.5	0	10	10	-			1575	10	3000
I- 5	43	13	10	1	1	9	1	1	0	8	10	W	6	3	1650	12	3000
I- 6	43	13	10	1	1	9	1	1	0	8	10	W	6	3	1575	10	100

Dann, nach dem Bearbeiten der ersten Fläche mit einem 1000er Schleifrad bei einer Schleifrad-Rotationsgeschwindigkeit von 2000 Umdrehungen/min und einer Arbeitszustellrate von 3 mm/min wurde die zweite Fläche mit einem 500er Schleifrad unter den Bearbeitungsbedingungen einer Schleifrad-Rotationsgeschwindigkeit von 2000 Umdrehungen/min und einer Arbeitszustellrate von 2 mm/min bearbeitet, wodurch ein Einsatz erhalten wird, welcher einen Schneidkantenradius mit einer Krümmung von 5 µm aufweist.
Mit Bezug auf den erhaltenen Einsatz wurde die Zusammensetzung der metallischen Elemente, welche im Substrat enthalten sind, durch eine ICP-Analyse untersucht, und der Gehalt eines jeden metallischen Elements mit Bezug auf die Gesamtmenge der metallischen Elemente wurde berechnet. Unter Verwendung einer Kohlenstoffanalysevorrichtung wurde der Kohlenstoffgehalt des zentralen Seitenabschnitts, welcher ausgehend von der Oberfläche des Substrats mit 500 µm oder mehr poliert wurde, ebenfalls bei einem Cermet gemessen als eine Standardprobe, welches einen bekannten Kohlenstoffgehalt hat. Die Ergebnisse sind in der Tab. 2 gezeigt.
Eine Betrachtung mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) wurde ausgeführt, um die Struktur von fünf willkürlichen Abschnitten zu überprüfen, und der Typ der Hartphase und der Binderphase wurde durch eine Elektronenstrahlmikroanalysevorrichtung (EPMA) unter Verwendung einer Abbildung mit 50.000-facher Vergrößerung spezifiziert, wodurch das Vorliegen oder die Abwesenheit der ersten Hartphase, der zweiten Hartphase, der ersten Binderphase und der zweiten Binderphase bestätigt wurden. In jeder Probe wurde festgestellt, dass die Kern-Struktur-Phase in einem Verhältnis von 10 Flächen-% oder weniger mit Bezug auf die gesamte Hartphase vorlag.
Nachfolgend wurde das Verhältnis der Fläche der ersten Hartphase zum gesamten Sichtfeld als S1 definiert, wurde das Verhältnis der Fläche der zweiten Hartphase zum gesamten Sichtfeld als S2 definiert, wurde das Verhältnis der Fläche der ersten Binderphase zum gesamten Sichtfeld als s1 definiert und wurde das Verhältnis der Fläche der zweiten Binderphase zum gesamten Sichtfeld als s2 definiert.
Eine Bildanalyse wurde in einem Bereich von 2500 nm x 2500 nm unter Verwendung von kommerziell verfügbarer Bildanalysesoftware ausgeführt, und das Flächenverhältnis im Sichtbereich des Flächenverhältnisses s1 der ersten Binderphase, des Flächenverhältnisses s2 der zweiten Binderphase und des Flächenverhältnisses der anderen Binderphase (in der Tabelle als „andere“ bezeichnet) wurde bestätigt, um das Verhältnis s2/s1 zu repräsentieren. Weiter wurde das Flächenverhältnis der Summe von s1 und s2 zu den gesamten Binderphasen berechnet (in der Tabelle als s1 + s2 Verhältnis bezeichnet).
Bezüglich der Hartphase wurden die mittlere Partikelgröße (d1, d2) der ersten Hartphase und der zweiten Hartphase und das Verhältnis d2/d1 davon, das Flächenverhältnis S1 der ersten Hartphase in dem Sichtfeld und das Flächenverhältnis S2 der zweiten Hartphase gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tab. 4 gezeigt.
Weiter wurden die Maximalhöhe und der arithmetische Mittenrauwert der ersten Fläche, der zweiten Fläche und der Schneidkante gemessen. Die Eigenspannungen der ersten Hartphase und der zweiten Hartphase an der ersten Fläche und an der zweiten Fläche wurden ebenfalls durch das 2D-Verfahren gemessen. Darüber hinaus wurden an der zweiten Fläche die Anwesenheit oder die Abwesenheit und die Richtung von Nuten unter Verwendung eines Mikroskops bestätigt.
Nachfolgend wurden Drehtests ausgeführt unter Verwendung der erhaltenen Einsätze unter den folgenden Schneidbedingungen. Die Ergebnisse sind zusammen in der Tab. 5 gezeigt.
(Endoberflächenevaluation)

Werkstück: S10C
Schnittgeschwindigkeit: 50 m/min
Zustellrate: 0,07 mm/Umdrehung
Schnitt: 0,5 mm
Schneidzustand: nasser Typ

Evaluationsverfahren: Nach dem Bearbeiten für 30 Sekunden wurden der arithmetische Mittenrauwert und das Maß der Mattheit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks bestätigt.
(Lebensdauerevaluation)

Werkstück: SCM 435
Schnittgeschwindigkeit: 250 m/min
Zustellrate: 0,12 mm/Umdrehung
Schnitt: 0,5 mm
Schneidzustand: nasser Typ

Evaluationsverfahren: Die Schnittlänge, welche beim Ende der Lebensdauer erreicht wurde, wurde gemessen.

Tabelle 3

Probe Nr,	Cermet
	erste Binderphase			zweite Binderphase			Mittlere Fläche der Binderphase (µm² .Verhältnis)
	W	Co+Ni	W/(Co+Ni)	W	Co+Ni	W/(Co+Ni)	s1	s2	s2/s1
I- 1	13,5	79.1	0.17	55,2	34,2	1.61	0,07	0.1	1,43
I- 2	12.2	78.7	0,16	55.3	36.1	1.53	0.06	0,1	1,67
I- 3	38,7	50.5	0,77	60.8	30	2,03	0,06	0.06	↑
I- 4	15,3	73.8	0,21	-	-	-	-	-	-
I- 5	16,2	74,1	0,22	-	-	-	-	-	-
I- 6	12.2	78,7	0.16	55,3	36.1	1,53	0,06	0,1	1.67

Tabelle 5

Probe Nr.	Cermet						Bearbeitete Fläche
	Maximalhöhe (µm)				arithmetischer Mittenrauwert (µm)		Bearbeitete Fläche		Schnittlänge (km)
	erste Fläche	zweite Fläche	Schneidkante	Schneidkante / zweite Fläche	erste Fläche	zweite Fläche	Oberflächen rauheit (µm)	Mattheit	Schnittlänge (km)
I- 1	0,6	1,5	3,1	2,1	0,06	0,09	0,58	liegt nicht vor	13,6
I- 2	0,2	0,2	5,8	29	0,03	0,12	0,49	liegt nicht vor	12,8
I- 3	0,4	0,5	2,7	5,4	0,09	0,07	0,53	liegt nicht vor	14,5
I- 4	0,8	1,2	1,2	1,5	0,16	0,19	0,83	liegt nicht vor	8,1
I- 5	0,5	0,6	4,2	7	0,12	0,16	0,79	liegt nicht vor	7,2
I- 6	0,2	0,2	7,2	36	0,04	0,06	1,08	liegt vor	0,5

Gemäß den Tabellen 1 bis 5, in jeder der Proben Nr. I-1 bis I-3, in welchem die Maximalhöhe der Schneidkante 2- bis 30-mal die Maximalhöhe in der zweiten Fläche ist und die zweite Hartphase an der zweiten Fläche eine Druckeigenspannung von 150 MPa oder mehr aufweist, war die Oberflächenrauheit der bearbeiteten Fläche in allen Proben glatt, lag keine Mattheit an der bearbeiteten Oberfläche vor und war die Schnittlänge lang.
Insbesondere in den Proben Nr. I-1 und I-3, in welchen die Druckeigenspannung der ersten Hartphase und der zweiten Hartphase an der zweiten Fläche in dem Bereich von 30 - 150 MPa liegt, da das Abplatzen der Schneidkante unterdrückt wurde, hatte die Oberflächenrauheit der bearbeiteten Fläche einen besonders exzellenten Wert.
Darüber hinaus, in den Proben Nr. I-1 und I-3, in welchen die Maximalhöhe in der ersten Fläche kleiner ist als die Maximalhöhe in der zweiten Fläche, war es für die Späne schwierig, während eines Schneidvorgangs an die erste Fläche anzuschweißen, so dass es möglich war, ein stabiles Schneiden auszuführen, und die Schnittlänge war insbesondere lang.
Beispiel 2

Unter Verwendung der Probe Nr. 1 des Beispiels 1 wurde das Schleifverfahren zu dem Schleifverfahren geändert, welches in der Tab. 6 gezeigt ist, um eine Schneidkante herzustellen. Mit Bezug auf den erhaltenen Einsatz wurden die Maximalhöhe und der arithmetische Mittenrauwert, die Druckeigenspannung der ersten Hartphase und der zweiten Hartphase und die Anwesenheit oder die Abwesenheit und die Richtung der Nut an der zweiten Fläche in der gleichen Art wie im Beispiel 1 gemessen. Weiter wurde die Schnittleistungsfähigkeit unter den gleichen Schnittbedingungen wie im Beispiel 1 evaluiert. Tabelle 6

Probe Nr.	Schleifverfahren		Einsatz
	Schlelfrad		Richtung der Nut zur Schneidkante	Eigenspannung o11		Maximalhöhe (µm)				arithmetischer Mittenrauwert (µm)
	erste Fläche	zweite Fläche	Richtung der Nut zur Schneidkante	erste Hartphase	zweite Hartphase	erste Fläche	zweite Fläche	Schneidkante	Schneidkante / zweite Fläche	erste Fläche	zweite Fläche
II 1	1500er	400er	Parallel	60	-225	0,6	1,5	3	2	0,06	0,1
II- 2	6000er	600er	Parallel	-56	-165	0,3	0,2	5,9	29,5	0,04	0,11
II- 3	2000er	500er	Senkrecht	-89	-180	0,5	0,5	2,9	5,8	0,08	0,08
II- 4	1000er	400er	Parallel	-95	-162	0,7	1,2	1.8	1,5	0,12	0,2
II- 5	2000er	800er	Parallel	-105		0,5	0,2 0,6	4,2	7 36,0	0,1	0,16
II- 6	8000er	2000er	Parallel	-89	-120	0,2

Tabelle 7

Probe Nr.	berabeitete Fläche		Schnitt länge (km)
Probe Nr.	oberflächenrauheit (µm)	Mattheit	Schnitt länge (km)
II- 1	1,5	liegt nicht vor	30
II- 2	2,2	liegt nicht vor	28
II- 3	2,6	liegt nicht vor	25
II- 4	3	liegt nicht vor	20
II- 5	10	liegt vor	10
II- 6	5	liegt vor	18

Gemäß den Tabellen 6 und 7, in einer jeden der Proben Nr. II-1 bis II-3, in welchen die Maximalhöhe der Schneidkante 2- bis 30-mal die Maximalhöhe in der zweiten Fläche ist und die zweite Hartphase an der zweiten Fläche eine Druckeigenspannung von 150 MPa oder mehr aufweist, war die Oberflächenrauheit der bearbeiteten Fläche in den Beispielen überall glatt, lag keine Mattheit an der bearbeiteten Fläche vor und war die Schnittlänge lang.
In den Proben Nr. II-1 und II-2, in welchen die zweite Fläche eine Mehrzahl von Nuten hat, welche sich in einer Richtung parallel zur Schneidkante erstrecken, ist es für die Gestalt der Nut schwierig, sich auf die bearbeitete Fläche zu übertragen, sodass die Oberflächenrauheit der bearbeiteten Fläche und die Schnittlänge exzellente Werte hatten.
In der Probe Nr. II-1, in welcher die Maximalhöhe in der ersten Fläche kleiner ist als die Maximalhöhe in der zweiten Fläche, war es für die Späne schwierig, während des Schneidvorgangs an die erste Fläche anzuschweißen, sodass es möglich war, ein stabiles Schneiden auszuführen, und die Oberflächenrauheit und die Schnittlänge der bearbeiteten Fläche hatten insbesondere exzellente Werte.
Bezugszeichenliste

1: Schneideinsatz (Einsatz)
2: Substrat
3: erste Fläche
4: zweite Fläche
5: Schneidkante
11: Hartphase
12: erste Hartphase
13: zweite Hartphase
15: Binderphase
16: erste Binderphase
17: zweite Binderphase
101: Schneidwerkzeug
103: Tasche
105: Halter
107: Fixierschraube

Claims

Ein Schneideinsatz (1), aufweisend: ein Substrat (2), welches eine erste Fläche (3), eine zweite Fläche (4), die zur ersten Fläche (3) benachbart ist, und eine Schneidkante (5) aufweist, welche zumindest an einem Teil eines Schnitt-Kamm-Abschnitts der ersten Fläche (3) und der zweiten Fläche (4) angeordnet ist, wobei das Substrat (2) eine Hartphase (11), welche Titan und ein Carbonitrid enthält, das eine oder mehrere Arten von Metallen enthält, welche aus den Gruppen 4, 5 und 6 im Periodensystem ausgewählt sind, und eine Binderphase (15) aufweist, welche zumindest eines von Cobalt und Nickel enthält, die Hartphase (11) eine erste Hartphase (12) und eine zweite Hartphase (13) aufweist, in einer Röntgendiffraktionsanalyse ein Peak der ersten Hartphase (12) an einer Größerer-Winkel-Seite als ein Peak der zweiten Hartphase (13) beobachtet wird, die zweite Hartphase (13) in der zweiten Fläche (4) eine Druckeigenspannung von 150 MPa oder mehr aufweist, eine Maximalhöhe Rz in der ersten Fläche (3) 0,2 - 1 µm ist, eine Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche (4) 0,2 - 1,5 µm ist, die Maximalhöhe Rz in der ersten Fläche (3) kleiner ist als die Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche (4), und eine Maximalhöhe Rz der Schneidkante (5) 1,5 - 6 µm ist, welche 2- bis 30-mal die Maximalhöhe Rz in der zweiten Fläche (4) ist.
Der Schneideinsatz (1) gemäß Anspruch 1, wobei ein Gewichtsverhältnis (N/(C + N)) eines Stickstoffgehaltes zu einem Gesamtgehalt von Kohlenstoff und Stickstoff im Substrat (2) 0,45 - 0,55 ist.
Der Schneideinsatz (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Hartphase (12) an der zweiten Fläche (4) eine Druckeigenspannung von 30 - 145 MPa aufweist.
Der Schneideinsatz (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Fläche (4) eine Mehrzahl von Nuten aufweist, welche sich in einer Richtung parallel zur Schneidkante (5) erstrecken.
Der Schneideinsatz (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schneidkante (5) einen Krümmungsradius von 1 - 10 µm in einem Querschnitt orthogonal zum Schnitt-Kamm-Abschnitt aufweist.
Ein Schneidwerkzeug (101), aufweisend: einen Halter (105), welcher an einer Spitzenseite des Halters (105) eine Tasche (103) aufweist, und einen Schneideinsatz (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, welcher an der Tasche (103) angeordnet ist.