DE112018004916T5

DE112018004916T5 - Beschichtetes werkzeug und schneidwerkzeug, welches dieses aufweist

Info

Publication number: DE112018004916T5
Application number: DE112018004916.7T
Authority: DE
Inventors: Dan HE; Tsuyoshi Yamasaki
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2020-06-04
Also published as: US20200189007A1; CN111032261A; WO2019044715A1; CN111032261B; JPWO2019044715A1

Abstract

Ein beschichtetes Werkzeug in der vorliegenden Offenbarung weist ein Basiselement und eine auf dem Basiselement angeordnete Beschichtungsschicht auf. Die Beschichtungsschicht weist eine Mehrzahl von AlTi-Schichten einschließlich Aluminium und Titan sowie eine Mehrzahl von AlCr-Schichten einschließlich Aluminium und Chrom auf. Die AlTi-Schichten und die AlCr-Schichten sind abwechselnd übereinander angeordnet. Die Beschichtungsschicht weist eine Mehrzahl von ersten Bereichen, in denen die Dicke jeder der AlCr-Schichten größer wird, wenn sie sich von dem Basiselement entfernt, und eine Mehrzahl von zweiten Bereichen auf, in denen die Dicke jeder der AlCr-Schichten kleiner wird, wenn sie sich von dem Basiselement entfernt. Die ersten und die zweiten Bereiche sind abwechselnd übereinander in Dickenrichtung der Beschichtungsschicht angeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein beschichtetes Werkzeug zur Verwendung in einem Schneidvorgang, und ein Schneidwerkzeug, welches das beschichtete Werkzeug aufweist.
HINTERGRUND
Als beschichtetes Werkzeug zur Verwendung in einem Schneidvorgang, wie beispielsweise einem Dreh- und einem Fräsvorgang, ist ein oberflächenbeschichtetes Schneidwerkzeug (beschichtetes Werkzeug) bekannt, das beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2017-042906 (Patentdokument 1) beschrieben wird. Das in Patentdokument 1 beschriebene beschichtete Werkzeug weist ein Werkzeug-Basiselement und eine harte Beschichtungsschicht auf, bei der eine A-Schicht, die durch (Ti1-zAlz)N dargestellt ist, und eine B-Schicht, die durch (Cr1-x-yAlxMy)N dargestellt ist, abwechselnd übereinander auf einer Fläche des Werkzeug-Basiselements laminiert sind. Eine Dicke der A-Schicht und eine Dicke der B-Schicht werden konstant gehalten.
Als weiteres beschichtetes Werkzeug ist ein mehrschichtig-beschichtetes Schneidwerkzeug (beschichtetes Werkzeug) bekannt, das beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2001-521447 (Patentdokument 2) beschrieben wird. Bei dem in Patentdokument 2 beschriebenen beschichteten Werkzeug wird über einen Hauptkörper eine Beschichtung mit einer Mehrschichtstruktur aufgetragen. Eine sich wiederholende Periode ist nicht in die Kontinuität der einzelnen Schichtdicken in der Beschichtung eingeschlossen und ist somit über die Gesamtheit der Mehrschichtstruktur nicht periodisch.
KURZERLÄUTERUNG
Ein beschichtetes Werkzeug in der vorliegenden Offenbarung weist ein Basiselement und eine auf dem Basiselement angeordnete Beschichtungsschicht auf. Die Beschichtungsschicht weist eine Mehrzahl von AITi-Schichten, die Aluminium und Titan aufweisen, sowie eine Mehrzahl von AlCr-Schichten auf, die Aluminium und Chrom aufweisen. Die AITi-Schichten und die AlCr-Schichten sind abwechselnd übereinander angeordnet. Die Beschichtungsschicht weist eine Mehrzahl von ersten Bereichen, in denen die Dicke jeder der AlCr-Schichten größer wird, wenn sie sich von dem Basiselement entfernt, und eine Mehrzahl von zweiten Bereichen auf, in denen die Dicke jeder der AlCr-Schichten kleiner wird, wenn sie sich von dem Basiselement entfernt. Die ersten und die zweiten Bereiche sind abwechselnd übereinander in Dickenrichtung der Beschichtungsschicht angeordnet.
Ein Schneidwerkzeug in der vorliegenden Offenbarung weist einen Halter mit einer Tasche, die an einer Seite eines vorderen Endes des Halters angeordnet ist, und das oben beschriebene beschichtete Werkzeug in der vorliegenden Offenbarung auf, das in der Tasche angeordnet ist.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein beschichtetes Werkzeug in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt,
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in dem beschichteten Werkzeug, das in 1 dargestellt ist,
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B1, der in 2 dargestellt ist,
4 ist eine vergrößerte Ansicht des in 2 dargestellten Bereichs B1,
5 ist eine Darstellung, die ein beschichtetes Werkzeug in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, die zu den 3 und 4 in der ersten Ausführungsform korrespondiert,
6 ist eine Darstellung, die das beschichtete Werkzeug in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, die zu den 3 und 4 in der ersten Ausführungsform korrespondiert,
7 ist eine Darstellung, die das beschichtete Werkzeug in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, die zu den 3 und 4 in der ersten Ausführungsform korrespondiert,
8 ist eine Draufsicht, die ein Schneidwerkzeug in einer der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt, und
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B2, der in 8 dargestellt ist.

AUSFÜHRUGNSFORM
<Beschichtete Werkzeuge>
Beschichtete Werkzeuge in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Zum Zwecke der Beschreibung zeigen die im Folgenden bezogenen Zeichnungen in vereinfachter Form nur die für die Beschreibung der Ausführungsformen notwendigen Hauptelemente. Die beschichteten Werkzeuge sind daher in der Lage, jedes beliebige, in den genannten Zeichnungen nicht abgebildete strukturelle Elemente aufzuweisen. Die Größen der Elemente in den einzelnen Zeichnungen stellen weder die Größen der tatsächlichen Strukturelemente noch die Größenverhältnisse dieser Elemente getreu dar. Dies gilt auch für ein später beschriebenes Schneidwerkzeug.
(Erste Ausführungsform)
Das beschichtete Werkzeug 1 in der ersten Ausführungsform hat eine viereckige Plattenform und weist eine erste Fläche 3 (obere Fläche in 1), die eine viereckige Form hat, eine zweite Fläche 5 (Seitenfläche in 1) und eine Schneidkante 7 auf, die zumindest an einem Teil einer Kammlinie angeordnet ist, an welchem die erste Fläche 3 die zweite Fläche 5 schneidet. Das beschichtete Werkzeug 1 in der ersten Ausführungsform weist außerdem eine dritte Fläche 8 (untere Fläche in 1) auf, die eine viereckige Form hat.
Die Gesamtheit eines Außenumfangs der ersten Fläche 3 kann als Schneidkante 7 im beschichteten Werkzeug 1 der ersten Ausführungsform dienen. Das beschichtete Werkzeug 1 ist nicht auf die obige Konfiguration beschränkt. Die Schneidkante 7 kann beispielsweise nur an einer Seite oder einem Teil der ersten Fläche 3 mit der viereckigen Form angeordnet sein.
Die erste Fläche 3 kann zumindest teilweise einen Spanflächenbereich 3a aufweisen. Ein Bereich in der ersten Fläche 3, der entlang der Schneidkante 7 angeordnet ist, dient in der ersten Ausführungsform als Spanflächenbereich 3a. Die zweite Fläche 5 kann zumindest teilweise einen Freiflächenbereich 5a aufweisen. Ein Bereich in der zweiten Fläche 5, der entlang der Schneidkante 7 angeordnet ist, dient in der ersten Ausführungsform als Freiflächenbereich 5a. Mit anderen Worten ist die Schneidkante 7 an einem sich schneidenden Teil des Spanflächenbereichs 3a und des Freiflächenbereichs 5a angeordnet.
Eine Grenze zwischen dem Spanflächenbereich 3a und einem anderen Bereich auf der ersten Fläche 3 und eine Grenze zwischen dem Freiflächenbereich 5a und einem anderen Bereich auf der zweiten Fläche 5 werden in 1 durch eine Strich-Punkt-Linie angegeben. Da 1 eine Ausführungsform zeigt, bei der die gesamte Kammlinie, an der die erste Fläche 3 die zweite Fläche 5 schneidet, als Schneidkante 7 dient, ist in 1 eine ringförmige Strich-Punkt-Linie entlang der Schneidkante 7 auf der ersten Fläche 3 dargestellt.
Eine Größe des beschichteten Werkzeugs 1 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel ist eine Länge einer Seite der ersten Fläche 3 in der ersten Ausführungsform auf etwa 3-20 mm festlegbar. Eine Höhe von der ersten Fläche 3 zur dritten Fläche 8, die an der entgegengesetzten Seite der ersten Fläche 3 angeordnet ist, ist auf etwa 5-20 mm festlegbar.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, weist das beschichtete Werkzeug 1 das Basiselement 9 mit der viereckigen Plattenform und eine Beschichtungsschicht 11 auf, die eine Fläche des Basiselements 9 in der ersten Ausführungsform bedeckt. Die Beschichtungsschicht 11 kann die gesamte oder nur einen Teil der Fläche des Basiselements 9 bedecken. Wenn die Beschichtungsschicht 11 nur den Teil des Basiselements 9 bedeckt, kann man sagen, dass die Beschichtungsschicht 11 zumindest auf dem Teil des Basiselements 9 angeordnet ist.
Die Beschichtungsschicht 11 ist bei der ersten Ausführungsform mindestens auf dem Spanflächenbereich 3a entlang der Schneidkante 7 auf der ersten Fläche 3 und dem Freiflächenbereich 5a entlang der Schneidkante 7 auf der zweiten Fläche 5 angeordnet. 1 veranschaulicht die Ausführungsform, bei der die Beschichtungsschicht 11 auf der gesamten ersten Fläche 3 einschließlich des Spanflächenbereichs 3a und auf der gesamten zweiten Fläche 5 einschließlich des Freiflächenbereichs 5a angeordnet ist. Eine Dicke der Beschichtungsschicht 11 ist beispielsweise auf etwa 0,1-10 µm festlegbar. Die Dicke der Beschichtungsschicht 11 kann insgesamt konstant sein oder sich je nach Ort ändern.
Wie in 3 dargestellt, weist die Beschichtungsschicht 11 eine Mehrzahl von AITi-Schichten 13, die zumindest Aluminium (AI) und Titan (Ti) aufweisen, und eine Mehrzahl von AlCr-Schichten 15 auf, die Aluminium und Chrom (Cr) aufweisen. Die Mehrzahl der AlTi-Schichten 13 und die Mehrzahl der AlCr-Schichten 15 sind abwechselnd übereinander in der Beschichtungsschicht 11 angeordnet. Mit anderen Worten: Die Beschichtungsschicht 11 hat eine Struktur, bei der die AITi-Schichten 13 und die AlCr-Schichten 15 abwechselnd aufeinander laminiert sind. Eine Laminatstruktur der Beschichtungsschicht 11 ist durch Querschnittsmessung mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) auswertbar.
Obwohl die AlTi-Schicht 13 nur aus Aluminium und Titan gebildet sein kann, kann die AITi-Schicht 13 zusätzlich zu Aluminium und Titan auch eine Metallkomponente aufweisen, wie beispielsweise Si, Nb, Hf, V, Ta, Mo, Zr, Cr und W. Die Summe der Gehallte von Aluminium und Titan in der AlTi-Schicht 13 ist höher als die der Metallkomponente. Insbesondere weil die Summe der Gehallte von Aluminium und Titan höher ist als die der Metallkomponente, kann davon ausgegangen werden, dass die AITi-Schicht 13 Aluminium und Titan als Hauptkomponente aufweist. Der Begriff „Gehalt“ bezeichnet einen Gehalt im Sinne eines Atomverhältnisses.
Die Mehrzahl der AITi-Schicht 13 weist einzeln Aluminium und Titan als einen Hauptbestandteil auf, und der Gehalt von Titan ist auf beispielsweise 40-70% einstellbar. Der Gehalt von Titan ist beispielsweise auf 25-50% einstellbar. In jeder der AITi-Schichten 13 kann der Gehalt von Aluminium höher sein als der Gehalt von Titan. Alternativ kann in jeder der AlTi-Schichten 13 der Gehalt von Titan höher sein als der Gehalt von Aluminium.
Die AITi-Schichten 13 können nur aus Metallkomponenten einschließlich Aluminium und Titan gebildet sein. Alternativ können die AITi-Schichten 13 aus Nitrid, Carbid oder Carbonitrid von Metallkomponenten einschließlich Aluminium und Titan gebildet sein.
Die AlCr-Schichten 15 können nur aus Aluminium und Chrom gebildet sein oder alternativ dazu zusätzlich zu Aluminium und Chrom auch eine Metallkomponente aufweisen, wie beispielsweise Nb, Hf, V, Ta, Mo, Zr, Ti und W. In der AlCr-Schicht 15 ist eine Summe der Gehallte von Aluminium und Chrom höher als die der Metallkomponente. Insbesondere weil die Summe der Gehallte von Aluminium und Chrom höher ist als die der Metallkomponente, kann davon ausgegangen werden, dass die AlCr-Schichten 15 Aluminium und Chrom als einen Hauptbestandteil aufweisen.
Die Mehrzahl der AlCr-Schichten 15 weist also einzeln Aluminium und Chrom als einen Hauptbestandteil auf. Der Gehalt von Aluminium ist beispielsweise auf 20-60% einstellbar. Der Gehalt von Chrom ist beispielsweise auf 40-80% einstellbar. In jeder der AlCr-Schichten 15 kann der Gehalt von Aluminium höher sein als der Gehalt von Chrom. Alternativ kann in jeder der AlCr-Schichten 15 der Gehalt von Chrom höher sein als der Gehalt von Aluminium.
Die AlCr-Schichten 15 können nur aus Metallkomponenten einschließlich Aluminium und Chrom gebildet sein. Alternativ können die AlCr-Schichten 15 aus Nitrid, Carbid oder Carbonitrid von Metallkomponenten einschließlich Aluminium und Chrom gebildet sein.
Die Zusammensetzungen der AlTi-Schichten 13 und der AlCr-Schichten 15 sind messbar, beispielsweise unter Verwendung von energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDS) oder Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS).
Die Verschleißfestigkeit der Beschichtungsschicht 11 kann verbessert werden, da die Beschichtungsschicht 11 die AITi-Schichten 13 aufweist. Die Bruchfestigkeit der Beschichtungsschicht 11 kann verbessert werden, da die Beschichtungsschicht 11 die AlCr-Schichten 15 aufweist. Die Festigkeit der Beschichtungsschicht 11 kann insgesamt erhöht werden, da die Beschichtungsschicht 11 den Aufbau hat, in dem die AITi-Schichten 13 und die AlCr-Schichten 15 abwechselnd übereinander angeordnet sind. Die Festigkeit wird mit abnehmender Dicke der AITi-Schichten 13 und der AlCr-Schichten 15 höher.
Die Anzahl der AITi-Schichten 13 und die Anzahl der AlCr-Schichten 15 sind nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Die Anzahl der AITi-Schichten 13 und die Anzahl der AlCr-Schichten 15 kann individuell sechs oder mehr betragen, wobei die Anzahl davon beispielsweise auf 6 bis 500 festlegbar ist.
Die Dicke jeder der AlTi-Schichten 13 und die Dicke jeder der AlCr-Schichten 15 sind nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, sondern individuell auf 5-100 nm festlegbar.
Die Beschichtungsschicht 11 weist in der ersten Ausführungsform eine Mehrzahl von ersten Bereichen 15a, in denen die Dicke jeder der AlCr-Schichten 15 größer wird, wenn sie sich von dem Basiselement 9 entfernt, und eine Mehrzahl von zweiten Bereichen 15b auf, in denen die Dicke jeder der AlCr-Schichten 15 kleiner wird, wenn sie sich von dem Basiselement 9 entfernt, wie in 4 dargestellt. Die ersten Bereiche 15a und die zweiten Bereiche 15b sind in einer Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 abwechselnd übereinander angeordnet. Die Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 kann als Laminatrichtung der AlTi-Schichten 13 und der AlCr-Schichten 15 in der Beschichtungsschicht 11 umformuliert werden. Diese Konfigurationen tragen dazu bei, dass ein beschichtetes Werkzeug 1 eine ausgezeichnete Haltbarkeit hat, wie später beschrieben.
Da die Beschichtungsschicht 11 die ersten Bereiche 15a und die zweiten Bereiche 15b in der ersten Ausführungsform wie oben beschrieben aufweist, haben die einzelnen AlCr-Schichten 15 keine konstante Dicke. Einige der AlCr-Schichten 15 haben eine relativ große Dicke und einige von ihnen haben eine relativ geringe Dicke.
Deshalb weist die Beschichtungsschicht 11 die Mehrzahl von AlCr-Schichten 15 mit der relativ großen Dicke auf. Sogar wenn die Beschichtungsschicht 11 einer Belastung unterworfen wird, wie beispielsweise Eigenspannungen durch Verformung unter Last im Gebrauch oder unterschiedliche Schrumpfung bei der Herstellung, ist es wahrscheinlich, dass die Belastung in denen aufgenommen wird, welche die relativ große Dicke haben. Daher ist die Beschichtungsschicht 11 weniger rissanfällig. Darüber hinaus, da die Beschichtungsschicht 11 die Mehrzahl der AlCr-Schichten 15 mit der relativ geringen Dicke aufweist, tragen diese zur Verbesserung der Festigkeit der Beschichtungsschicht 11 bei. Die Haltbarkeit der Beschichtungsschicht 11 kann verbessert werden, da die Beschichtungsschicht 11 weniger rissanfällig ist, und die Festigkeit davon ist wie oben beschrieben verbessert.
Darüber hinaus wird die Dicke jeder der AlCr-Schichten 15 größer, wenn sie sich in den ersten Bereichen 15a vom Basiselement 9 entfernt. Die Dicke jeder der AlCr-Schichten 15 wird kleiner, wenn sie sich in den zweiten Bereichen 15b vom Basiselement 9 entfernt. Daher ist ein Bereich, in dem sich die Dicke der AlCr-Schichten 15 extrem ändert, innerhalb der Beschichtungsschicht 11 weniger wahrscheinlich.
Wenn die Dicke der AlCr-Schichten 15 extrem verändert wird, tritt beispielsweise ein Bereich auf, in dem sich die Verformung der AlCr-Schichten 15 durch eine Belastung, wie beispielsweise Eigenspannungen durch Verformung unter Last im Gebrauch oder unterschiedliche Schrumpfung bei der Herstellung, deutlich verändert. Dementsprechend kann in diesem Bereich ein Riss entstehen. Da die Beschichtungsschicht 11 jedoch die Mehrzahl der ersten Bereiche 15a und die Mehrzahl der zweiten Bereiche 15b in der ersten Ausführungsform aufweist, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Bereich, in dem sich die Dicke der AlCr-Schichten 15 extrem ändert, innerhalb der Beschichtungsschicht 11 auftritt. Die Beschichtungsschicht 11 ist daher weniger rissanfällig, was zu einer weiteren Verbesserung der Haltbarkeit führt.
Zusätzlich sind die ersten Bereiche 15a und die zweiten Bereiche 15b in der ersten Ausführungsform abwechselnd in Dickenrichtung „a“ übereinander angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, dass die AlCr-Schichten 15 mit der relativ großen Dicke und die AlCr-Schichten 15 mit der relativ geringen Dicke in einem weiten Bereich in Dickenrichtung „a“ in der Beschichtungsschicht 11 angeordnet sind. Somit kann die oben genannte Belastung in dem weiten Bereich in Dickenrichtung „a“ in der Beschichtungsschicht 11 aufgenommen werden, und auch die Festigkeit kann gesteigert werden, wodurch die Haltbarkeit der Beschichtungsschicht 11 insgesamt verbessert wird.
Aus den oben genannten Gründen hat das beschichtete Werkzeug 1 in der ersten Ausführungsform eine sehr gute Haltbarkeit. Das beschichtete Werkzeug 1 in der ersten Ausführungsform ist daher in der Lage, einen langfristig stabilen Schneidvorgang durchzuführen.
Die Anzahl der AlCr-Schichten 15 in jedem der ersten Bereiche 15a und der zweiten Bereiche 15b kann drei oder mehr betragen und ist beispielsweise auf 3 bis 20 einstellbar. Die Anzahl der AlCr-Schichten 15 in den einzelnen ersten Bereichen 15a kann gleich oder unterschiedlich sein. Ebenso kann die Anzahl der AlCr-Schichten 15 in jedem der zweiten Bereiche 15b identisch oder unterschiedlich sein. Die Anzahl der ersten Bereiche 15a und die Anzahl der zweiten Bereiche 15b können zwei oder mehr sein und sind beispielsweise auf 2 bis 100 festlegbar.
Die AlCr-Schicht 15, die am weitesten vom Basiselement 9 in jeder der Mehrzahl der ersten Bereiche 15a entfernt ist, ist eine erste AlCr-Schicht 15a1. Die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen den ersten AlCr-Schichten 15a1 angeordnet sind, kann ungefähr gleich sein. Mit anderen Worten kann die Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 periodisch in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 angeordnet sein. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, sind die Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 regelmäßig innerhalb der Beschichtungsschicht 11 angeordnet. Daher kann eine auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung in ausgewogener Weise aufgenommen werden, was zu einer verbesserten Haltbarkeit führt.
Die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 angeordnet sind, ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, sondern ist beispielsweise auf 2 bis 40 festlegbar. Die Formulierung „die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 angeordnet sind, ist ungefähr gleich“ bezeichnet ein Konzept, das nicht nur Fälle einschließt, in denen die Anzahl der AlCr-Schichten 15 streng identisch ist, sondern auch Fälle, in denen die Anzahl der AlCr-Schichten 15 im Wesentlichen identisch ist.
Insbesondere wenn die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 angeordnet sind, 11 bis 21 beträgt, kann es eine Differenz von ±1 in der Anzahl der AlCr-Schichten 15 geben. Wenn die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 angeordnet sind, 21 bis 40 beträgt, kann es eine Differenz von ±2 in der Anzahl der AlCr-Schichten 15 geben.
Die Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 kann die gleiche Dicke haben. Alternativ kann in den ersten AlCr-Schichten 15a1 in den ersten zueinander benachbart angeordneten Bereichen 15a eine Größenbeziehung in Form eines Dickenwertes in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 wiederholt werden. Mit anderen Worten kann die Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 (Beschichtungsschicht 11) ferner einen Teil aufweisen, bei dem Schichten 15a2 mit einer relativ großen Dicke und Schichten 15a3 mit einer relativ geringen Dicke abwechselnd in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 übereinander angeordnet sind.
Wenn die Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 den Teil aufweist, in dem die Schichten 15a2 und die Schichten 15a3 abwechselnd übereinander angeordnet sind, weist die Mehrzahl der AlCr-Schichten 15 (Beschichtungsschicht 11) einen Teil auf, in dem die Schichten 15a2 und die Schichten 15a3 abwechselnd in Dickenrichtung „a“ übereinander angeordnet sind. Die Schichten 15a2 haben die relativ große Dicke und neigen daher dazu, die auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung aufzunehmen. Die Schichten 15a3 haben die relativ geringe Dicke, und daher ist die Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung der Haftung geringer. Folglich kann die Haftung zwischen den benachbarten Schichten in ausgewogener Weise verbessert werden, während die auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung in ausgewogener Weise aufgenommen wird.
Die AlCr-Schichten 15, die in jeder der Mehrzahl der ersten Bereiche 15a am nächsten zum Basiselement 9 angeordnet sind, ist eine zweite AlCr-Schicht 15a4. Die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen den zweiten AlCr-Schichten 15a4 angeordnet sind, kann ungefähr gleich sein. Mit anderen Worten kann die Mehrzahl der zweiten AlCr-Schichten 15a4 periodisch in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 angeordnet sein. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist die Mehrzahl der zweiten AlCr-Schichten 15a4 innerhalb der Beschichtungsschicht 11 regelmäßig angeordnet. Dadurch kann die Haftung zwischen den benachbarten Schichten in ausgewogener Weise verbessert werden.
Die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen der Mehrzahl der zweiten AlCr-Schichten 15a4 angeordnet sind, ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränk, sondern ist beispielsweise auf 2 bis 40 festlegbar. Die Formulierung „die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen der Mehrzahl der zweiten AlCr-Schichten 15a4 angeordnet sind, ist ungefähr gleich“ kann ähnlich definiert werden wie die Formulierung „die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 angeordnet sind, ist ungefähr gleich“.
Die Mehrzahl der zweiten AlCr-Schichten 15a4 kann die gleiche Dicke haben. Alternativ kann eine Größenbeziehung in Bezug auf den Dickenwert in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 in der zweiten AlCr-Schicht 15a4 in den benachbarten ersten Bereichen 15a wiederholt werden. Mit anderen Worten kann die Mehrzahl der zweiten AlCr-Schichten 15a4 (Beschichtungsschicht 11) ferner einen Teil aufweisen, bei dem die Schichten 15a5 mit einer relativ geringen Dicke und die Schichten 15a6 mit einer relativ großen Dicke abwechselnd in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 übereinander angeordnet sind.
Wenn die Mehrzahl der zweiten AlCr-Schichten 15a4 den Teil aufweist, in dem die Schichten 15a5 und die Schichten 15a6 abwechselnd übereinander angeordnet sind, weist die Mehrzahl der AlCr-Schichten 15 (Beschichtungsschicht 11) den Teil auf, in dem die Schichten 15a5 und die Schichten 15a6 in der Dickenrichtung „a“ abwechselnd übereinander angeordnet sind. Die Schichten 15a5 haben eine relativ geringe Dicke und es ist daher leicht, die Haftung zu verbessern. Die Schichten 15a6 haben eine relativ große Dicke und nehmen daher die auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung eher auf als die Schichten 15a5. Folglich kann die Haftung zwischen den benachbarten Schichten in ausgewogener Weise verbessert werden, während die auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung in ausgewogener Weise aufgenommen wird.
In dem ersten Bereich 15a und dem zweiten Bereich 15b, die in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 benachbart sind, können die AlCr-Schicht 15, die in dem ersten Bereich 15a am weitesten vom Basiselement 9 entfernt angeordnet ist, und die AlCr-Schicht 15, die in dem zweiten Bereich 15b am nächsten zum Basiselement 9 angeordnet ist, gemeinsam sein. In dem ersten Bereich 15a und dem zweiten Bereich 15b, die in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 benachbart sind, können die AlCr-Schicht 15, die in dem ersten Bereich 15a am nächsten zum Basiselement 9 angeordnet ist, und die AlCr-Schicht 15, die in dem zweiten Bereich 15b am weitesten vom Basiselement 9 entfernt angeordnet ist, gemeinsam sein. Wenn mindestens eine dieser Konfigurationen erfüllt ist, ist die Konfiguration der Beschichtungsschicht 11 relativ einfach, wodurch die Herstellung des beschichteten Werkzeugs 1 erleichtert wird.
Obwohl das beschichtete Werkzeug 1 die viereckige Plattenform hat, wie in 1 in der ersten Ausführungsform dargestellt, ist die Form des beschichteten Werkzeugs 1 nicht darauf beschränkt. Es gibt kein Problem, selbst wenn die erste Fläche 3 und die dritte Fläche 8 beispielsweise eine dreieckige, sechseckige oder kreisförmige Form anstelle der viereckigen Form haben.
Das beschichtete Werkzeug 1 weist ein Durchgangsloch 17 in der ersten Ausführungsform auf, wie in 1 dargestellt. Das Durchgangsloch 17 erstreckt sich von der ersten Fläche 3 bis zur dritten Fläche 8, die an der entgegengesetzten Seite der ersten Fläche 3 in der ersten Ausführungsform angeordnet ist, und das Durchgangsloch 17 mündet in diese Flächen. Das Durchgangsloch 17 ist für die Befestigung einer Schraube oder eines Klemmelements beim Halten des beschichteten Werkzeugs 1 an einem Halter verwendbar. Es gibt kein Problem, selbst wenn das Durchgangsloch 17 in Bereichen mündet, die an entgegengesetzten Seiten in der zweiten Fläche 5 angeordnet sind.
Beispiele für Materialien des Basiselements 9 sind anorganische Materialien, wie Hartmetall, Cermet und Keramik. Beispiele für die Zusammensetzung von Hartmetall sind WC(Wolframcarbid)-Co, WC-TiC(Titancarbid)-Co und WC-TiC-TaC(Tantalcarbid)-Co. Konkret sind WC, TiC und TaC harte Partikel und Co ist eine Binderphase. Das Cermet ist ein gesintertes Verbundmaterial, das durch Zusammensetzen von Metall und einem keramischen Bestandteil erhältlich ist. Spezifische Beispiele für das Cermet sind Verbindungen, die hauptsächlich aus TiC oder TiN (Titannitrid) gebildet sind. Das Material des Basiselements 9 ist nicht auf diese Materialien beschränkt.
Die Beschichtungsschicht 11 kann auf dem Basiselement 9 beispielsweise mit Hilfe eines Verfahrens der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) aufgebracht werden. In Fällen, in denen die Beschichtungsschicht 11 mit dem Basiselement 9 auf einer inneren Umfangsfläche des Durchgangslochs 17 durch das obige Dampfphasenabscheidungsverfahren abgeschieden wird, kann die Beschichtungsschicht 11 so angeordnet werden, dass sie die gesamte Fläche des Basiselements 9 mit Ausnahme der inneren Umfangsfläche des Durchgangslochs 17 bedeckt.
Beispiele für das physikalische Abscheidungsverfahren sind ein Ionenplattierungsverfahren und ein Sputterverfahren. Als eine Ausführungsform der Abscheidung mit dem Ionenplattierungsverfahren kann die Beschichtungsschicht 11 mit dem folgenden Verfahren abgeschieden werden.
In einem ersten Verfahren wird ein Metalltarget, das unabhängig voneinander Aluminium und Titan enthält, ein Target aus einer Verbundlegierung oder ein Target aus einem Sinterkörper hergestellt. Das obige, als Metallquelle dienende Target wird durch eine Bogenentladung und eine Glimmentladung verdampft und ionisiert. Das ionisierte Target reagiert mit Stickstoff (N2) als Stickstoffquelle und Methan (CH4) oder Acetylen (_C2H2) als Kohlenstoffquelle und wird auf der Fläche des Basiselements 9 abgelagert. Die AITi-Schicht 13 ist durch das obige Verfahren formbar.
In einem zweiten Verfahren wird ein Metalltarget, das unabhängig voneinander Aluminium und Chrom enthält, ein Target aus einer Verbundlegierung oder ein Target aus einem Sinterkörper hergestellt. Das obige, als Metallquelle dienende Target wird durch eine Bogenentladung und eine Glimmentladung verdampft und ionisiert. Das ionisierte Target reagiert mit Stickstoff (N2) als Stickstoffquelle und Methan (CH4) oder Acetylen (_C2H2) als Kohlenstoffquelle und wird auf der Fläche des Basiselements 9 abgeschieden. Die AlCr-Schicht 15 ist durch das obige Verfahren formbar.
Die Beschichtungsschicht, die so konfiguriert ist, dass mehrere AITi-Schichten 13 und mehrere AlCr-Schichten 15 abwechselnd aufeinander laminiert werden, ist durch abwechselnde Wiederholung des ersten und des zweiten Verfahrens formbar. Es gibt kein Problem, auch wenn das erste Verfahren nach dem zweiten Verfahren durchgeführt wird.
Durch Änderung der Dicke der AlCr-Schichten 15, so dass bei der Wiederholung des zweiten Verfahrens die ersten Bereiche 15a und die zweiten Bereiche 15b abwechselnd in Dickenrichtung „a“ übereinander angeordnet werden, ist es möglich, die Beschichtungsschicht 11 einschließlich der Mehrzahl der ersten Bereiche 15a und der Mehrzahl der zweiten Bereiche 15b herzustellen.
(Zweite Ausführungsform)
Ein beschichtetes Werkzeug in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die folgende Beschreibung konzentriert sich hauptsächlich auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform. Daher sind die Beschreibungen in der ersten Ausführungsform auf Beschreibungen von Konfigurationen anwendbar, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, und die entsprechenden Beschreibungen werden hier ausgelassen.
Eine Mehrzahl von AITi-Schichten 13 im beschichteten Werkzeug 20 in der zweiten Ausführungsform kann dieselbe Konfiguration wie die Mehrzahl von AlCr-Schichten 15 in der ersten Ausführungsform aufweisen. Insbesondere kann die Beschichtungsschicht 11 eine Mehrzahl von dritten Bereichen 13a, in denen die Dicke jeder der AITi-Schichten 13 größer wird, wenn sie sich von dem Basiselement 9 entfernt, und eine Mehrzahl von vierten Bereichen 13b aufweisen, in denen die Dicke jeder der AITi-Schichten 13 kleiner wird, wenn sie sich von dem Basiselement 9 entfernt, wie in den 5 und 6 dargestellt. Die dritten Bereiche 13a und die vierten Bereiche 13b können abwechselnd übereinander in einer Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 angeordnet sein. Wenn diese Konfigurationen erfüllt sind, hat das beschichtete Werkzeug 20 eine ausgezeichnete Haltbarkeit, wie später beschrieben.
Da die Beschichtungsschicht 11 in der zweiten Ausführungsform, wie oben beschrieben, die dritten Bereiche 13a und die vierten Bereiche 13b aufweist, haben die einzelnen AITi-Schichten 13 keine konstante Dicke. Einige der AITi-Schichten 13 haben eine relativ große Dicke, und einige von ihnen haben eine relativ geringe Dicke.
So weist die Beschichtungsschicht 11 die Mehrzahl der AITi-Schichten 13 mit der relativ großen Dicke auf. Diese tragen beim Verbessern der Härte und der Verschleißfestigkeit der Beschichtungsschicht 11 bei. Da die Beschichtungsschicht 11 ebenfalls die Mehrzahl der AlTi-Schichten 13 mit relativ geringer Dicke aufweist, trägt dies zum Verbessern der Festigkeit der Beschichtungsschicht 11 bei. Die Haltbarkeit der Beschichtungsschicht 11 kann verbessert werden, da die Verschließfestigkeit und die Festigkeit der Beschichtungsschicht 11 wie oben beschrieben verbessert werden können.
Ähnlich wie in den ersten Bereichen 15a wird die Dicke jeder der AITi-Schichten 13 in den dritten Bereichen 13a größer, wenn sie sich vom Basiselement 9 entfernt, und in den vierten Bereichen 13b wird die Dicke jeder der AITi-Schichten 13 kleiner, wenn sie sich vom Basiselement 9 entfernt. Daher ist ein Bereich, in dem sich die Dicke der AITi-Schichten 13 extrem ändert, im Inneren der Beschichtungsschicht 11 weniger wahrscheinlich. Die Beschichtungsschicht 11 ist daher weniger rissanfällig, wodurch die Haltbarkeit weiter verbessert wird.
Zusätzlich sind in der zweiten Ausführungsform die dritten Bereiche 13a und die vierten Bereiche 13b abwechselnd übereinander in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, dass die AITi-Schichten 13 mit der relativ großen Dicke und die AlTi-Schichten 13 mit der relativ geringen Dicke in einem weiten Bereich in Dickenrichtung „a“ in der Beschichtungsschicht 11 angeordnet sind. Es ist somit möglich, die Haltbarkeit der Beschichtungsschicht 11 insgesamt zu verbessern.
Die Anzahl der AITi-Schichten 13 in jedem der dritten Bereiche 13a und der vierten Bereiche 13b kann drei oder mehr betragen und ist beispielsweise auf 3 bis 20 festlegbar. Die Anzahl der AITi-Schichten 13 in den einzelnen dritten Bereichen 13a kann gleich oder unterschiedlich sein. Ebenso kann die Anzahl der AITi-Schichten 13 in jedem der vierten Bereiche 13b identisch oder unterschiedlich sein. Die Anzahl der dritten Bereiche 13a und die Anzahl der vierten Bereiche 13b können zwei oder mehr sein und sind beispielsweise auf 2 bis 100 festlegbar.
Durch Änderung der Dicke der AITi-Schichten 13, so dass bei der Wiederholung des ersten Verfahrens mit dem Ionenplattierungsverfahren die dritten Bereiche 13a und die vierten Bereiche 13b abwechselnd in Dickenrichtung „a“ übereinander angeordnet sind, ist es möglich, die Beschichtungsschicht 11 einschließlich der Mehrzahl der dritten Bereiche 13a und der Mehrzahl der vierten Bereiche 13b herzustellen.
Die AITi-Schichten 13, die am weitesten vom Basiselement 9 entfernt in jedem der mehreren dritten Bereiche 13a angeordnet sind, ist eine erste AITi-Schicht 13a1. Die Anzahl der AlTi-Schichten 13, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AITi-Schichten 13a1 angeordnet sind, kann ungefähr gleich sein. Mit anderen Worten kann eine Mehrzahl von ersten AlTi-Schichten 13a1 periodisch in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 angeordnet sein. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist die Mehrzahl der ersten AlTi-Schichten 13a1 regelmäßig innerhalb der Beschichtungsschicht 11 angeordnet. Daher kann eine auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung in ausgewogener Weise aufgenommen werden, was zu einer verbesserten Haltbarkeit führt.
Die Anzahl der AITi-Schichten 13, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AITi-Schichten 13a1 angeordnet sind, ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, sondern ist beispielsweise auf 2 bis 40 festlegbar. Die Formulierung, dass „die Anzahl der AITi-Schichten 13, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AITi-Schichten 13a1 angeordnet sind, ungefähr gleich ist“, kann ähnlich definiert werden wie die Formulierung, dass „die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 angeordnet sind, ungefähr gleich ist“.
Die Mehrzahl der ersten AITi-Schichten 13a1 kann die gleiche Dicke haben. Alternativ kann in den ersten AITi-Schichten 13a1 in den dritten, zueinander benachbarten Bereichen 13a eine Größenbeziehung in Bezug auf den Dickenwert in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 wiederholt werden. Mit anderen Worten kann die Mehrzahl der ersten AlTi-Schichten 13a1 (Beschichtungsschicht 11) ferner einen Teil aufweisen, bei dem Schichten 13a2 mit einer relativ großen Dicke und Schichten 13a3 mit einer relativ geringen Dicke abwechselnd übereinander in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 angeordnet sind.
Wenn die Mehrzahl der ersten AlTi-Schichten 13a1 den Teil aufweist, in dem die Schichten 13a2 und die Schichten 13a3 abwechselnd übereinander angeordnet sind, weist die Mehrzahl der AlTi-Schichten 13 (Beschichtungsschicht 11) den Teil auf, in dem die Schichten 13a2 und die Schichten 13a3 in der Dickenrichtung „a“ abwechselnd übereinander angeordnet sind. Die Schichten 13a2 haben die relativ große Dicke und neigen daher dazu, die auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung aufzunehmen. Die Schichten 13a3 haben die relativ geringe Dicke, und daher ist die Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung der Haftung geringer. Folglich kann die Haftung zwischen den benachbarten Schichten in ausgewogener Weise verbessert werden, während die auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung in ausgewogener Weise aufgenommen wird.
Die AlTi-Schichten 13, die in jedem der mehreren dritten Bereiche 13a am nächsten zum Basiselement 9 angeordnet sind, ist eine zweite AlTi-Schicht 13a4. Die Anzahl der AlTi-Schichten 13, die jeweils zwischen den zweiten AlTi-Schichten 13a4 angeordnet sind, kann ungefähr gleich sein. Mit anderen Worten kann die Mehrzahl der zweiten AlTi-Schichten 13a4 periodisch in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 angeordnet sein. Wenn diese Konfiguration erfüllt ist, ist die Mehrzahl der zweiten AlTi-Schichten 13a4 regelmäßig innerhalb der Beschichtungsschicht 11 angeordnet. Dadurch kann die Haftung zwischen den benachbarten Schichten in ausgewogener Weise verbessert werden.
Die Anzahl der AlTi-Schichten 13, die jeweils zwischen der Mehrzahl der zweiten AlTi-Schichten 13a4 angeordnet sind, ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt, sondern ist beispielsweise auf 2 bis 40 festlegbar. Die Formulierung, dass „die Anzahl der AlTi-Schichten 13, die jeweils zwischen der Mehrzahl der zweiten AITi-Schichten 13a4 angeordnet sind, ungefähr gleich ist“, kann ähnlich definiert werden wie die Formulierung, dass „die Anzahl der AlCr-Schichten 15, die jeweils zwischen der Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten 15a1 angeordnet sind, ungefähr gleich ist“.
Die Mehrzahl der zweiten AlTi-Schichten 13a4 kann die gleiche Dicke haben. Alternativ kann eine Größenbeziehung in Bezug auf den Dickenwert in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 in den zweiten AlTi-Schichten 13a4 in den benachbarten dritten Bereichen 13a wiederholt werden. Mit anderen Worten kann die Mehrzahl der zweiten AlTi-Schichten 13a4 (Beschichtungsschicht 11) ferner einen Teil aufweisen, bei dem die Schichten 13a5 mit einer relativ geringen Dicke und die Schichten 13a6 mit einer relativ großen Dicke abwechselnd übereinander in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 angeordnet sind.
Wenn die Mehrzahl der zweiten AlTi-Schichten 13a4 den Teil aufweist, in dem die Schicht 13a5 und die Schicht 13a6 abwechselnd übereinander angeordnet sind, weist die Mehrzahl der AlTi-Schichten 13 (Beschichtungsschicht 11) den Teil auf, in dem die Schichten 13a5 und die Schichten 13a6 in der Dickenrichtung „a“ abwechselnd übereinander angeordnet sind. Die Schichten 13a5 haben die relativ geringe Dicke und es ist daher leicht, die Haftung zu verbessern. Die Schichten 13a6 haben die relativ große Dicke und sind daher eher in der Lage, die auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung aufzunehmen als die Schichten 13a5. Folglich kann die Haftung zwischen den benachbarten Schichten in ausgewogener Weise verbessert werden, während die auf die Beschichtungsschicht 11 ausgeübte Belastung in ausgewogener Weise aufgenommen wird.
In dem dritten Bereich 13a und dem vierten Bereich 13b, die in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 zueinander benachbart sind, können die AlTi-Schicht 13, die im dritten Bereich 13a am weitesten vom Basiselement 9 entfernt ist, und die AlTi-Schicht 13, die im vierten Bereich 13b dem Basiselement 9 am nächsten angeordnet ist, gemeinsam sein. In dem dritten Bereich 13a und dem vierten Bereich 13b, die in der Dickenrichtung „a“ der Beschichtungsschicht 11 zueinander benachbart sind, können die AlTi-Schicht 13, die in dem dritten Bereich 13a am nächsten zum Basiselement 9 angeordnet ist, und die AlTi-Schicht 13, die in dem vierten Bereich 13b am weitesten vom Basiselement 9 entfernt angeordnet ist, gemeinsam sein. Wenn mindestens eine dieser Konfigurationen erfüllt ist, ist die Konfiguration der Beschichtungsschicht 11 relativ einfach, wodurch die Herstellung des beschichteten Werkzeugs 20 erleichtert wird.
<Schneidwerkzeuge>
Schneidwerkzeuge in zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 8 dargestellt, ist das Schneidwerkzeug 101 in einer der Ausführungsformen ein stabförmiger Körper, der sich von einem ersten Ende (oberes Ende in 8) zu einem zweiten Ende (unteres Ende in 8) erstreckt. Wie in 9 dargestellt, weist das Schneidwerkzeug 101 einen Halter 105 mit einer Tasche 103, die an einer Seite des ersten Endes (Vorderende) angeordnet ist, und das beschichtete Werkzeug 1 auf, das in der Tasche 103 angeordnet ist, welches in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Das Schneidwerkzeug 101 einschließlich des beschichteten Werkzeugs 1 ist in der Lage, einen langfristig stabilen Schneidvorgang durchzuführen.
Die Tasche 103 ist ein Teil, der die Befestigung des beschichteten Werkzeugs 1 ermöglicht. Die Tasche 103 weist eine Sitzfläche parallel zu einer unteren Fläche des Halters 105 und eine seitliche Beschränkungsfläche auf, die relativ zur Sitzfläche geneigt ist. Die Tasche 103 ist seitlich im ersten Ende des Halters 105 offen.
Das beschichtete Werkzeug 1 ist in der Tasche 103 angeordnet. Eine untere Fläche des beschichteten Werkzeugs 1 kann in direktem Kontakt mit der Tasche 103 stehen. Alternativ kann ein Blatt (nicht abgebildet) zwischen dem beschichteten Werkzeug 1 und der Tasche 103 gehalten werden.
Das beschichtete Werkzeug 1 wird so angebracht, dass zumindest ein Teil einer Kammlinie, an welcher sich die erste Fläche 3 mit der zweiten Fläche 5 schneidet, die als Schneidkante 7 verwendbar ist, aus dem Halter 105 nach außen vorsteht. Das beschichtete Werkzeug 1 ist mit einer Befestigungsschraube 107 in einer der Ausführungsformen am Halter 105 befestigt. Konkret ist das beschichtete Werkzeug 1 am Halter 105 so anbringbar, dass die Schraubenteile miteinander in Eingriff gelangen, indem die Befestigungsschraube 107 in das Durchgangsloch 17 des beschichteten Werkzeugs 1 und ein vorderes Ende der Befestigungsschraube 107 in ein in der Tasche 103 ausgebildetes Schraubenloch (nicht abgebildet) eingesetzt wird.
Beispielsweise sind Stahl und Gusseisen als Material des Halters 105 verwendbar. Von diesen Materialien wird vorzugsweise hochfester Stahl verwendet.
Die Ausführungsformen haben die Schneidwerkzeuge für den Einsatz in einem sogenannten Drehvorgang veranschaulicht und beschrieben. Beispiele für den Drehvorgang sind die Bearbeitung des Innendurchmessers, die Bearbeitung des Außendurchmessers und das Einstechverfahren. Die Schneidwerkzeuge sind nicht auf diejenigen beschränkt, die für den Drehvorgang verwendet werden. Zum Beispiel sind die beschichteten Werkzeuge 1 der oben genannten Ausführungsformen bei den Schneidwerkzeugen zur Verwendung in einem Fräsvorgang anwendbar.
Das Schneidwerkzeug 101 in der obigen Ausführungsform wurde beschrieben, indem der Fall der Verwendung des beschichteten Werkzeugs 1 als Ausführungsform angenommen wurde. Das beschichtete Werkzeug 20 in der zweiten Ausführungsform kann anstelle des beschichteten Werkzeugs 1 verwendet werden.
Die Singularformen „ein/eine/einer“ und „der/die/das“ in der Gesamtheit der vorliegenden Offenbarung weisen auch Pluralformen davon auf, es sei denn, es wird klar angegeben, dass sie nicht aus dem Kontext stammen.
Bezugszeichenliste

1: beschichtetes Werkzeug
3: erste Fläche
3a: Spanflächenbereich
5: zweite Fläche
5a: Freiflächenbereich
7: Schneidekante
8: dritte Fläche
9: Basiselement
11: Beschichtungsschicht
13: AlTi-Schicht
13a: dritter Bereich
13a1: erste AlTi-Schicht
13a4: zweite AlTi-Schicht
13b: vierter Bereich
15: AlCr-Schicht
15a: erster Bereich
15a1: erste AlCr-Schicht
15a4: zweite AlCr-Schicht
15b: zweiter Bereich
17: Durchgangsloch
20: beschichtetes Werkzeug
101: Schneidwerkzeug
103: Tasche
105: Halter
107: Befestigungsschraube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017042906 [0002]

Claims

Ein beschichtetes Werkzeug, aufweisend: ein Basiselement, und eine auf dem Basiselement angeordnete Beschichtungsschicht, wobei die Beschichtungsschicht aufweist eine Mehrzahl von AlTi-Schichten, die Aluminium und Titan aufweisen, und eine Mehrzahl von AlCr-Schichten, die Aluminium und Chrom aufweisen, wobei die AlTi-Schichten und die AlCr-Schichten abwechselnd übereinander angeordnet sind, die Beschichtungsschicht eine Mehrzahl von ersten Bereichen, in denen eine Dicke jeder der AlCr-Schichten größer wird, wenn sie sich von dem Basiselement entfernt, und eine Mehrzahl von zweiten Bereichen aufweist, in denen eine Dicke jeder der AlCr-Schichten kleiner wird, wenn sie sich von dem Basiselement entfernt, und die ersten und zweiten Bereiche abwechselnd übereinander in Dickenrichtung der Beschichtungsschicht angeordnet sind.
Das beschichtete Werkzeug gemäß Anspruch 1, wobei die AlCr-Schicht, die in jedem von mehreren der ersten Bereiche am weitesten vom Basiselement entfernt angeordnet ist, eine erste AlCr-Schicht ist, und eine annähernd identische Anzahl der AlCr-Schichten jeweils zwischen einer Mehrzahl der ersten AlCr-Schichten angeordnet ist.
Das beschichtete Werkzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die AlCr-Schicht, die in jedem von mehreren der ersten Bereiche am weitesten vom Basiselement entfernt angeordnet ist, eine erste AlCr-Schicht ist, und eine Größenbeziehung in Bezug auf den Dickenwert in einer Dickenrichtung der Beschichtungsschicht in der ersten AlCr-Schicht in den ersten zueinander benachbarten Bereichen wiederholt wird.
Das beschichtete Werkzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die AlCr-Schicht, die dem Basiselement in jedem von mehreren der ersten Bereiche am nächsten angeordnet ist, eine zweite AlCr-Schicht ist, und eine annähernd identische Anzahl der AlCr-Schichten jeweils zwischen einer Mehrzahl der zweiten AlCr-Schichten angeordnet ist.
Das beschichtete Werkzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die AlCr-Schicht, die dem Basiselement in jedem von mehreren der ersten Bereiche am nächsten angeordnet ist, eine zweite AlCr-Schicht ist, und eine Größenbeziehung in Bezug auf den Dickenwert in der Dickenrichtung der Beschichtungsschicht in der zweiten AlCr-Schicht in den ersten zueinander benachbarten Bereichen wiederholt wird.
Das beschichtete Werkzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Beschichtungsschicht eine Mehrzahl von dritten Bereichen, in denen die Dicke jeder der AlTi-Schichten größer wird, wenn sie sich von dem Basiselement entfernt, und eine Mehrzahl von vierten Bereichen aufweist, in denen die Dicke jeder der AlTi-Schichten kleiner wird, wenn sie sich von dem Basiselement entfernt, und die dritten und vierten Bereiche abwechselnd übereinander in Dickenrichtung der Beschichtungsschicht angeordnet sind.
Ein Schneidwerkzeug, aufweisend: einen Halter mit einer Tasche, die an einer Seite eines vorderen Endes des Halters angeordnet ist, und ein beschichtetes Werkzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das beschichtete Werkzeug in der Tasche angeordnet ist.