DE112020000947T5

DE112020000947T5 - Einsatz und schneidwerkzeug, welches dieses aufweist

Info

Publication number: DE112020000947T5
Application number: DE112020000947.5T
Authority: DE
Inventors: Kou Ri; Tadashi Katsuma; Takumi Hashimoto
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2021-11-18
Also published as: JP7177909B2; US20220134445A1; JPWO2020175459A1; KR20210111861A; WO2020175459A1; CN113507995A; CN113507995B; KR102575871B1

Abstract

Ein Einsatz gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine Basis auf. Die Basis weist eine erste Fläche, eine zweite Fläche, die mit der ersten Fläche verbunden ist, und eine Schneidkante auf, die zumindest an einem Teil einer Kammlinie der ersten Fläche und der zweiten Fläche angeordnet ist. Ein Bereich innerhalb von 2,0 mm ausgehend von der Schneidkante in der ersten Fläche ist ein Flächenbereich A. Ein Bereich innerhalb von 0,5 mm ausgehend von dem Flächenbereich A ist ein Bereich A1. Ein Bereich innerhalb von 1,2-2,0 mm ausgehend von der Fläche A ist ein Bereich A2. Das Flächenanteil der Leerstellen im Bereich A1 beträgt 0,005-0,04 Flächen-%, und das Flächenanteil der Leerstellen im Bereich A2 beträgt 0,05-0,2 Flächen-%. Ein Schneidwerkzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung weist einen Halter mit einer Tasche und dem in der Tasche angeordneten Einsatz auf.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Einsatz und ein Schneidwerkzeug mit diesem Einsatz.
HINTERGRUND
Ein Einsatz ist bekannt, der als Basis Hartmetall, Cermet, Keramik oder ähnliches verwendet. Der Einsatz wird als Schneideinsatz verwendet, indem dieser an einem Halter befestigt ist.
Mit einer verbesserten Effizienz in den jüngsten Schneidvorgängen werden Schneideinsätze immer häufiger verwendet, z.B. in einem schweren, intermittierenden Schneidvorgang, bei dem eine Schneidkante einem starken Stoß ausgesetzt ist. Unter solchen schweren Schneidbedingungen kann die Schneidkante dem starken Stoß ausgesetzt sein und zu Ausbrüchen tendieren. Daher müssen die Einsätze in Bezug auf die Bruchfestigkeit verbessert werden.
Als eine Technik zur Verbesserung der Bruchfestigkeit in dem obigen Einsatz kann das Patentdokument 1 die Technik zum Ausbilden eines porösen Bandbereichsteils offenbaren, in dem Leerstellen mit einem Anteil von 5-30 Flächen-% vorhanden sind, während sichergestellt wird, dass die Leerstellen in einer Menge von 2 Flächen-% oder weniger in anderen Teilen vorhanden sind, indem eine Messung unter einer Längsstrukturbeobachtung mit einem optischen Mikroskop durchgeführt wird. Der Teil mit dem porösen Bandbereich ist in einer Tiefe von 20-100 µm von einer Fläche in einem Teil mit einer Schneidkante gebildet, der einen Teil mit einer Kammlinie aufweist, an welchem sich eine Schneidkante mit einer Freifläche schneidet.
STAND DER TECHNIK DOKUMENTE
PATENTSCHRIFT
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2003-48106
KURZERLÄUTERUNG
Ein Einsatz gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine Basis auf. Die Basis weist eine erste Fläche, eine zweite Fläche, die mit der ersten Fläche verbunden ist, und eine Schneidkante auf, die zumindest an einem Teil einer Kammlinie der ersten Fläche und der zweiten Fläche angeordnet ist. Ein Bereich in der ersten Fläche innerhalb von 2,0 mm ausgehend von der Schneidkante ist ein Flächenbereich A. Ein Bereich, der den Flächenbereich A aufweist und innerhalb von 0,5 mm ausgehend von dem Flächenbereich A liegt, ist ein Bereich A1. Ein Bereich innerhalb von 1,2-2,0 mm ausgehend von dem Flächenbereich A und der zweiten Fläche ist ein Bereich A2. Ein Flächenanteil der Leerstellen im Bereich A1 beträgt 0,005-0,04 Flächen-%, und ein Flächenanteil der Leerstellen im Bereich A2 beträgt 0,05-0,2 Flächen-%.
Ein Schneidwerkzeug der vorliegenden Offenbarung weist einen Halter, der eine Länge hat, die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, und der eine Tasche aufweist, die an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, und den Einsatz auf, der in der Tasche angeordnet ist.
Figurenliste

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform von Einsätzen der vorliegenden Offenbarung zeigt,
2 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung einer Konfiguration eines Querschnitts einer Basis des Einsatzes in 1, und
3 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform von Schneidwerkzeugen der vorliegenden Offenbarung zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORM
<Einsätze>
Wie in 1 dargestellt, weist ein Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung eine Basis 9 auf. Die Basis 9 weist eine erste Fläche 3 (im Folgenden auch als Hauptfläche 3 bezeichnet), eine zweite Fläche 5 und eine Schneidkante 7 auf, die zumindest an einem Teil eines sich schneidenden Teils (Kammlinie) der ersten Fläche 3 und der zweiten Fläche 5 angeordnet ist. Die erste Fläche 3 wird als Spanfläche bezeichnet, und die zweite Fläche 5 wird als Freifläche bezeichnet. Daher kann man sagen, dass die Schneidkante 7 zumindest an dem Teil der Schnittstelle zwischen der Spanfläche 3 und der Freifläche 5 angeordnet ist. Obwohl 1 die Ausführungsform zeigt, dass die Hauptfläche 3 eine annähernd viereckige Plattenform hat, muss keine Einschränkung der Form des Einsatzes auferlegt werden.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Querschnitts der Basis 9 senkrecht zur ersten Fläche 3 in der Nähe der Schneidkante 7 des Einsatzes 1 der vorliegenden Offenbarung.
Ein Bereich, der in der ersten Fläche 3 innerhalb von 2 mm ausgehend von der Schneidkante 7 angeordnet ist, ist in dem Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung ein Flächenbereich A.
In dem Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung ist ein Bereich, der den Flächenbereich A aufweist und innerhalb von 0,5 mm ausgehend von dem Flächenbereich A angeordnet ist, ein Bereich A1. Der Bereich A1 ist ausgehend von dem Bereich A zur Innenseite der Basis 9 angeordnet. Ein Bereich innerhalb von 1,2-2,0 mm ausgehend von dem Flächenbereich A und der zweiten Fläche ist ein Bereich A2. Der Bereich A2 ist weiter innen in der Basis 9 angeordnet als der Bereich A1. In dem Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung ist ein Flächenanteil von Leerstellen (nicht dargestellt) im Bereich A1 0,005-0,04 Flächen-% und ist ein Flächenanteil von Leerstellen (nicht dargestellt) im Bereich A2 0,05-0,2 Flächen-%. Wie hierin verwendet, kann der Begriff „Flächenanteil“ auch als ein Belegungsanteil in einem vorbestimmten Bereich bezeichnet werden und kann als eine Flächenbelegung umformuliert werden.
Die oben beschriebene Konfiguration führt zu einer hervorragenden Bruchfestigkeit des Einsatzes 1 der vorliegenden Offenbarung.
Im Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung weist der im Inneren der Basis 9 angeordnete Bereich A2 mehr Leerstellen als der Bereich A1 auf. Die Basis 9 hat insgesamt eine verbesserte Zähigkeit und Härte, weil ein Leerstellenanteil des Bereichs A2 0,05-0,2 Flächen-% ist.
Da ein Leerstellenanteil in dem Bereich A1, der in der Nähe der Fläche der Basis 9 angeordnet ist, 0,005-0,04 Flächen-% ist, hat der Bereich A1 eine höhere Härte als in Fällen, in denen Leerstellen von mehr als 0,04 Flächen-% in dem Bereich A1 vorhanden sind. Der Bereich A1 ist weniger bruchgefährdet als in Fällen, in denen der Leerstellenanteil des Bereichs A1 weniger als 0,005 Flächen-% beträgt.
Der Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung kann Leerstellen von 0,005-0,04 Flächen-% in einem Bereich von mehr als 0,5 mm und weniger als 1,2 mm unterhalb der Fläche der Basis 9 aufweisen.
Ein durchschnittlicher Durchmesser der Leerstellen in dem Bereich A1 kann kleiner sein als ein durchschnittlicher Durchmesser der Leerstellen in dem Bereich A2. Diese Konfiguration trägt zu einer erhöhten Festigkeit des Bereichs A1 bei und führt somit zu einer hervorragenden Bruchfestigkeit.
Der durchschnittliche Durchmesser der Leerstellen in dem Bereich A1 kann 1,5 µm oder weniger betragen. Diese Konfiguration trägt insbesondere zu einer erhöhten Festigkeit des Bereichs A1 bei, was zu einer ausgezeichneten Bruchfestigkeit führt.
Ein durchschnittlicher Durchmesser der Leerstellen in dem Bereich A2 kann 2 µm oder weniger betragen. Mit dieser Konfiguration weist die Basis 9 insgesamt eine erhöhte Zähigkeit und Härte auf.
Alternativ kann der Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung einen Bereich A3 zwischen dem Bereich A1 und dem Bereich A2 aufweisen, nämlich einen Bereich, der mehr als 0,5 µm ausgehend vom Flächenbereich A entfernt und zwischen dem Flächenbereich A und dem zweiten Bereich A2 angeordnet ist. Der Bereich A3 kann Leerstellen aufweisen (nicht dargestellt). Ein Flächenanteil der Leerstellen im Bereich A3 kann größer sein als das Flächenanteil der Leerstellen im Bereich A1 und kann kleiner sein als das Flächenanteil der Leerstellen im Bereich A2.
Diese Konfiguration sorgt dafür, dass sich das Flächenanteil der Leerstellen im Einsatz 1 moderat ändert. Dies führt zu einer moderaten Änderung der Eigenschaften der Basis 9, und der Einsatz 1 hat eine bessere Bruchfestigkeit.
Im Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung kann das Flächenanteil der Leerstellen in einem Bereich innerhalb von 0,5 mm ausgehend von der zweiten Fläche ähnlich dem im Bereich A1 sein. Diese Konfiguration führt zu einer hohen Härte des Bereichs innerhalb von 0,5 mm ausgehend von der zweiten Fläche.
Beispiele für Materialien, die die Basis 9 in dem Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung bilden, können harte Legierungen, Keramiken und Metalle aufweisen. Beispiele für harte Legierungen können Hartmetalle sein, die Wolframcarbid (WC) enthalten, und Metalle der Eisengruppe wie Kobalt (Co) und Nickel (Ni). Andere harte Legierungen können Cermets auf Ti-Basis sein, die Titancarbonitrid (TiCN) und Metalle der Eisengruppe, wie Kobalt (Co) und Nickel (Ni), enthalten. Die Keramiken können Si₃N₄, Al₂O₃, Diamant oder kubisches Bornitrid (cBN) sein. Bei den Metallen kann es sich um unlegierten Stahl, Schnellarbeitsstahl oder legierten Stahl handeln. Von diesen Materialien wird für die Basis 9 im Hinblick auf die Bruch- und Verschleißfestigkeit bei der Anwendung beim Einsatz 1 vorzugsweise Hartmetall oder Cermet verwendet.
Der Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung kann ferner eine Beschichtungsschicht (nicht dargestellt) auf der Fläche der Basis 9 aufweisen. Die Beschichtungsschicht trägt zu einer erhöhten Verschleißfestigkeit des Einsatzes 1 bei. Wenn die Beschichtungsschicht vorhanden ist, ist es selbstverständlich, dass zumindest ein Teil eines Bereichs, in dem sich die Beschichtungsschicht entlang der ersten Fläche 3 mit der Beschichtungsschicht entlang der zweiten Fläche 5 schneidet, als Schneidkante 7 dient.
Die Beschichtungsschicht kann eine einzelne Schicht oder eine laminierte Schicht sein, die durch Laminieren einer Mehrzahl von Schichten übereinander erhalten wird. Die Beschichtungsschicht kann eine sogenannte Diamantschicht, DLC-Schicht, TiN-Schicht, TiCN-Schicht, Al₂O₃-Schicht oder alternativ eine Schicht sein, die durch Kombination dieser Schichten erhalten wird.
Das Flächenanteil der Leerstellen in den einzelnen Bereichen der Basis 9 ist messbar, indem ein Querschnitt senkrecht zur Fläche der Basis 9 einer Hochglanzpolitur unterzogen und anschließend mit einem Metallmikroskop und einem Elektronenmikroskop beobachtet wird. Obwohl es von der Größe der Leerstellen abhängt, kann es vorteilhaft sein, mit einer 500-fachen Vergrößerung zu messen. Eine Messfläche in den einzelnen Bereichen kann vorzugsweise 0,03-0,09 mm² betragen.
Wenn im Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung die erste Fläche 3 die sogenannte Spanfläche ist, ist die zweite Fläche 5 die Freifläche und ist die Schneidkante 7 an einer Schnittstelle dieser beiden Flächen angeordnet. Der Einsatz 1 wird in einem Schneidvorgang verwendet, indem die Schneidkante 7 in Kontakt mit einem Werkstück gebracht wird, und weist eine ausgezeichnete Bruchfestigkeit auf. Der Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung ist zusätzlich zu den Schneidwerkzeugen bei verschiedenen Arten von Anwendungen einsetzbar, z.B. für Grabwerkzeuge, Werkzeuge wie Klingen und schlagfeste Bauteile. Auch in diesen Fällen kann der Einsatz 1 eine ausgezeichnete mechanische Zuverlässigkeit bieten.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des Einsatzes 1 der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden beschrieben.
Zunächst wird ein Mischpulver hergestellt, indem einem anorganischen Pulver aus Carbid, Nitrid, Carbonitrid, Oxid oder dergleichen, die in der Lage sind, eine harte Legierung zu bilden, die durch Sintern zu einer Basis wird, in geeigneter Weise Metallpulver, Kohlenstoffpulver oder dergleichen zugesetzt und dann miteinander vermischt wird. Anschließend wird das Mischpulver mit einem bekannten Verfahren, wie z.B. Pressformen, Gießen, Strangpressen oder kaltisostatisches Pressen, in eine vorbestimmte Werkzeugform gebracht. Die Herstellung der Basis erfolgt durch Sintern eines erhaltenen Formkörpers in Vakuum oder in einer nicht oxidierenden Atmosphäre.
Die Basis des Einsatzes der vorliegenden Offenbarung kann z.B. durch Mischen von Harzkugeln mit einem Durchmesser von etwa 0,5-20 µm mit dem obigen Mischpulver hergestellt werden.
Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Einbringen der Harzkugeln in einer Menge von z.B. 0,06-0,24 Vol.-% in den Formkörper (im Folgenden auch als ein zweiter Formkörper bezeichnet), der nach dem Sintern zum Bereich A2 in der Basis wird, Bedecken einer Fläche des zweiten Formkörpers mit dem Mischpulver, das 0,01 - 0,05 Vol.-% der Harzkugeln mit einer Dicke von etwa 0,7-1,4 mm, und Druckbeaufschlagung und Zusammenschließen des Formkörpers und des Mischpulvers, das dessen Fläche bedeckt. Dies führt zu einem Verbundformkörper, bei dem ein Formkörper (im Folgenden auch als ein erster Formkörper bezeichnet), der nach dem Sintern zum Bereich A1 wird, auf der Fläche des zweiten Formkörpers angeordnet ist, wodurch der Verbundformkörper erhalten wird, bei dem eine Fülle der Harzkugeln je nach Position unterschiedlich ist. Der Einsatz 1 der vorliegenden Offenbarung ist durch Sintern des Verbundformkörpers herstellbar.
Eine Fläche des Formkörpers, die nach dem Sintern zum Bereich A2 wird, kann mit dem Mischpulver bedeckt sein, das nach dem Sintern zum Bereich A3 wird, und kann weiter mit dem Mischpulver bedeckt sein, das nach dem Sintern zum Bereich A1 wird. In diesem Fall kann dem Mischpulver, das nach dem Sintern zum Bereich A3 wird, eine geringere Menge der Harzkugeln zugesetzt werden als dem Mischpulver, das nach dem Sintern zum Bereich A2 wird.
Die obige Kombination ermöglicht es, den Einsatz 1 herzustellen, der das größte Flächenanteil von Leerstellen im Bereich A2 und das zweitgrößte Flächenanteil von Leerstellen im Bereich A3 aufweist.
Obwohl der erste Formkörper, der die Harzkugeln enthält, in der obigen Ausführungsform verwendet wird, muss der erste Formkörper die Harzkugeln nicht enthalten, wenn das Verhältnis der Leerstellen im Bereich A1 so ausgelegt ist, dass es in Abhängigkeit von den Sinterbedingungen in den in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Bereich fällt.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung mit den Harzkugeln ist es möglich, die Leerstellen an gewünschten Positionen und mit gewünschten Flächenanteilen anzuordnen.
Beim Sintern des so hergestellten Formkörpers können zunächst durch Erwärmen des Formkörpers im sogenannten Entbindervorgang Binderbestandteile entfernt und anschließend die Harzkugeln durch Temperaturerhöhung entfernt werden. Danach kann das Sintern unter Bedingungen von z.B. 1350-1600°C in einer Ar-Atmosphäre durchgeführt werden.
Eine Fläche der so hergestellten Basis kann poliert werden, und der Schneidkantenteil kann, falls gewünscht, gehont werden.
Anschließend kann eine Beschichtungsschicht auf der Fläche abgeschieden werden, z.B. durch das Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD).
Im Folgenden wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der die Beschichtungsschicht auf der Fläche der Basis ausgebildet wird. Der erste Schritt ist das Abscheiden einer TiN-Schicht, die eine Unterschicht ist, bei der die Basis in eine Kammer eingebracht wird. Das Abscheiden erfolgt bei einer Abscheidungstemperatur von 830°C und einem Gasdruck von 8 kPa unter Verwendung eines Reaktionsgases, dessen Zusammensetzung 0,1-20 Vol.-% Titantetrachlorid-(TiCl₄)-Gas, 20 Vol.-% Stickstoff-(N₂)-Gas und der Rest ist, nämlich Wasserstoff-(H₂)-Gas.
Der nächste Schritt ist das Abscheiden einer ersten Schicht, die eine TiCN-Schicht ist. Das Abscheiden erfolgt bei einer Abscheidungstemperatur von 830°C und einem Gasdruck von 9 kPa unter Verwendung eines Reaktionsgases, dessen Zusammensetzung 5,0-20 Vol.-% Titantetrachlorid-(TiCl₄)-Gas, 10-90 Vol.-% Stickstoff-(N₂)-Gas, 0,3-3,0 Vol.-% Acetonitril-(CH₃CN)-Gas und der Rest ist, nämlich Wasserstoff-(H₂)-Gas. Durch Erhöhen eines Gehalts von Acetonitril-(CH₃CN)-Gas in einem späten Stadium als in einem frühen Stadium während des Abscheidens kann eine durchschnittliche Kristallbreite von Titancarbonitrid-Säulenkristallen, die die erste TiCN-Schicht bilden, auf einer Seite der Fläche größer gemacht werden als auf einer Seite der Basis. Die erste Schicht hat eine Dicke von 1 µm oder mehr. Die erste Schicht kann eine Dicke von 3-20 µm haben.
Der nächste Schritt ist das Abscheiden einer ersten Zwischenschicht, die eine TiCN-Schicht ist. Das Abscheiden erfolgt bei einer Abscheidungstemperatur von 950°C und einem Gasdruck von 9 kPa unter Verwendung eines Reaktionsgases, dessen Zusammensetzung 10-20 Vol.-% Titantetrachlorid-(TiCl₄)-Gas, 0,5-10 Vol.-% Methan-(CH₄)-Gas, 10-70 Vol.-% Stickstoff-(N₂)-Gas und der Rest ist, nämlich Wasserstoff-(H₂)-Gas. Die erste Zwischenschicht hat eine Dicke von weniger als 1 µm.
Der nächste Schritt ist das Abscheiden einer zweiten Zwischenschicht, die eine TiCNO-Schicht ist. Das Abscheiden erfolgt bei einer Abscheidungstemperatur von 950°C und einem Gasdruck von 9 kPa unter Verwendung eines Reaktionsgases, dessen Zusammensetzung 10-20 Vol.-% Titantetrachlorid-(TiCl₄)-Gas, 0,5-10 Vol.-% Methan-(CH₄)-Gas, 10-20 Vol.-% Stickstoff-(N₂)-Gas, 0,1-3,0 Vol.-% Kohlenmonoxid-(CO)-Gas und der Rest ist, nämlich Wasserstoff-(H₂)-Gas. Die zweite Zwischenschicht hat eine Dicke von weniger als 1 µm. Eine Summe der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht ist kleiner als 1 µm.
Das Abscheiden einer zweiten Schicht, die eine Al₂O₃-Schicht ist, wird bei einer Abscheidungstemperatur von 980-1100°C und einem Gasdruck von 5-20 kPa unter Verwendung eines Reaktionsgases durchgeführt, dessen Zusammensetzung 5-20 Vol.% Aluminiumtrichlorid-(AlCl₃)-Gas, 2-8 Vol.-% Chlorwasserstoff-(HCI)-Gas, 3-8 Vol.-% Kohlendioxid-(CO₂)-Gas, 0,001-0,01 Vol.-% Schwefelwasserstoff-(H₂S)-Gas, Argon (Ar) und der Rest ist, nämlich Wasserstoff-(H₂)-Gas. Die zweite Schicht kann eine Dicke von 1-15 µm haben.
Anschließend erfolgt das Abscheiden einer TiN-Schicht, die eine oberste Schicht und eine dritte Schicht ist, bei einer Abscheidungstemperatur von 1010°C und einem Gasdruck von 10 kPa unter Verwendung eines Reaktionsgases, dessen Zusammensetzung 0,06-5 Vol.-% Titantetrachlorid-(TiCl₄)-Gas, 10-30 Vol.-% Stickstoff-(N₂)-Gas und der Rest ist, nämlich Wasserstoff-(H₂)-Gas. Die dritte Schicht kann eine Dicke von 0,1-2 µm haben.
Obwohl die Ausführungsform mit der ersten Zwischenschicht, der zweiten Zwischenschicht und der dritten Schicht oben besprochen wurde, können die erste Schicht, die die TiCN-Schicht ist, und die zweite Schicht, die die Al₂O₃-Schicht ist, direkt auf die Fläche der Basis laminiert werden.
Obwohl die Einsätze 1 der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Verbesserungen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
<Schneidwerkzeuge>
Ein Schneidwerkzeug der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 3 dargestellt, ist das Schneidwerkzeug 101 der vorliegenden Offenbarung beispielsweise ein stabförmiger Körper, der sich von einem ersten Ende (einem oberen Ende in 3) zu einem zweiten Ende (einem unteren Ende in 3) erstreckt. Wie in 3 dargestellt, weist das Schneidwerkzeug 101 einen Halter 105 mit einer Tasche 103, die an einer Seite des ersten Endes (einer Spitze) angeordnet ist, und den Einsatz 1 auf, der in der Tasche 103 angeordnet ist. Das Schneidwerkzeug 101 weist den Einsatz 1 auf und ist daher in der Lage, einen stabilen Schneidvorgang über einen langen Zeitraum auszuführen.
Die Tasche 103 ist ein Teil, der das Befestigen des Einsatzes 1 ermöglicht. Die Tasche 103 weist eine Sitzfläche, die parallel zu einer unteren Fläche des Halters 105 verläuft, und eine seitliche Zwangsfläche auf, die relativ zu der Sitzfläche geneigt ist. Die Tasche 103 öffnet sich in eine Seite des ersten Endes des Halters 105.
Der Einsatz 1 ist in der Tasche 103 angeordnet. Eine untere Fläche des Einsatzes 1 kann in direktem Kontakt mit der Tasche 103 stehen. Alternativ kann eine Platte (nicht dargestellt) zwischen dem Einsatz 1 und der Tasche 103 gehalten werden.
Der Einsatz 1 ist so angebracht, dass zumindest ein Teil einer Kammlinie, an der sich die erste Fläche 3 mit der zweiten Fläche 5 schneidet, die als Schneidkante 7 nutzbar ist, aus dem Halter 105 vorsteht. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Einsatz 1 mit einer Schraube 107 am Halter 105 befestigt. Konkret ist der Einsatz 1 am Halter 105 so befestigt, dass die Schraubenteile miteinander in Eingriff gebracht werden, indem die Schraube 107 in das Durchgangsloch 17 des Einsatzes 1 und ein vorderes Ende der Schraube 107 in ein in der Tasche 103 ausgebildetes Schraubenloch (nicht dargestellt) eingesetzt wird.
Als ein Material des Halters 105 sind z.B. Stahl und Gusseisen verwendbar. Von diesen Materialien kann hochfester Stahl verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Schneidwerkzeug 101 für den Einsatz in einem sogenannten Drehvorgang dargestellt und beschrieben. Beispiele für den Drehvorgang sind die Innendurchmesserbearbeitung, die Außendurchmesserbearbeitung und der Einstechvorgang. Das Schneidwerkzeug 101 ist nicht auf ein solches beschränkt, das für den Drehvorgang verwendet wird. Zum Beispiel kann der Einsatz 1 der obigen Ausführungsformen für Schneidwerkzeuge verwendet werden, die in einem Schneidvorgang durch Rollen eingesetzt werden.
BEISPIELE
Zunächst wurden 6 Masse-% Metallkobaltpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 1,2 µm, 0,5 Masse-% Titancarbidpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 2,0 µm, 5 Masse-% Niobcarbidpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 2,0 µm und der Rest, nämlich Wolframcarbidpulver, mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 1,5 µm, in ihren jeweiligen Mengen zugegeben und miteinander vermischt. Als Ergebnis wurde ein Mischpulver hergestellt.
Zusätzlich wurde ein zweiter Formkörper, der nach dem Sintern zum Bereich A2 wird, durch Zugabe von Harzkugeln, deren mittlerer Partikeldurchmesser und Menge in Tabelle 1 dargestellt sind, zu dem Mischpulver gebildet. Das Mischpulver, das keine Harzkugeln enthält, wurde für Proben verwendet, für die weder ein mittlerer Partikeldurchmesser noch eine Menge in Tabelle 1 angegeben ist.
Anschließend wurde ein Verbundformkörper hergestellt, bei dem der erste Formkörper, der nach dem Sintern zum Bereich A1 wird, über die gesamte Fläche einer Fläche des zweiten Formkörpers ausgebildet wurde.
Diese Formkörper wurden zu einer Werkzeugform (CNMG120408) geformt.
Danach wurde ein Entbindervorgang durchgeführt, um weiter die Harzkugeln zu entfernen, gefolgt von einem Sintern in Vakuum bei 1500 °C und 0,01 Pa für 1 Stunde, wodurch eine Basis aus Hartmetall hergestellt wurde. Danach wurde die hergestellte Basis gebürstet und ein Teil der Basis, der als Schneidkante dient, wurde rundgehont.
Anschließend wurde der Einsatz mit einer Beschichtungsschicht hergestellt, indem nacheinander auf der Basis aus Sintercarbid eine TiN-Schicht, eine TiCN-Schicht, eine TiCNO-Schicht, eine Al₂O₃-Schicht und eine TiN-Schicht von einer Seite der Basis durch ein Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) abgeschieden wurden.
Die Flächenanteile der Leerstellen in den Bereichen A1 und A2 und die durchschnittlichen Durchmesser der Leerstellen wurden in den oben genannten Proben durch REM-Beobachtung eines Querschnitts einschließlich der Beschichtungsschicht gemessen. Die Messung erfolgte in einem Bereich von 0,04 mm² bei einer 500-fachen Vergrößerung.
Konkret wurde der Querschnitt der dem Hochglanzpolieren unterzogenen Basis mit einem Metallmikroskop bei einer 500-fachen Vergrößerung aufgenommen, und eine Bildanalyse der Bilddaten wurde mit einer Bildsoftware „Mac-View“ (Version 4, hergestellt von MOUNTECH Co., Ltd.) durchgeführt. Was die Partikelerfassung und Ermittlungsbedingungen in der Aufnahme anbetrifft, so war der Aufnahmemodus eine asphärische Form und war die Erkennungsempfindlichkeit 20. Die Erfassungsgenauigkeit war Standard (0,7). Was die Partikelhandhabungsbedingungen betrifft, so war die Scan-Dichte standardmäßig und war die Scan-Nummer eins. Die erhaltenen Flächenanteile der Leerstellen sind in Tabelle 1 dargestellt.
Die Bruchfestigkeit der unter den oben genannten Bedingungen hergestellten Einsätze wurde durch die Durchführung eines intermittierenden Schneidtests unter den folgenden Bedingungen bewertet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
<Intermittierende Schneidbedingungen>

Werkstück: Rundstab SCM440 mit vier Nuten (200 mm 450 mm)
Werkzeugform: CNMG120412
Schnittgeschwindigkeit: 200 m/min
Vorschub/Zustellung: 0,3 mm/Umdrehung
Schnitttiefe: 1,5 mm
Sonstiges: Verwendung von wasserlöslicher Schneidflüssigkeit
Bewertungspunkt: Die Anzahl der Stöße bis zum Auftreten eines Bruchs Tabelle 1

Probe Nr.	zweiter Formkörper		erster Formkörper		Bereich A2	Bereich A1	Bruchwiderstand (Anzahl Stöße bis Bruch)
Probe Nr.	Volumenanteil der Harzkugeln (%)	Durchschnittsdurchmesser der Harzkugeln (µm)	Volumenanteil der Harzkugeln (%)	Durchschnittsdurchmesser der Harzkugeln (µm)	Flächenanteil der Leerstellen (%)	Flächenanteil der Leerstellen (%)	Bruchwiderstand (Anzahl Stöße bis Bruch)
1	-	-	-	-	0,033	0,003	5302
2	0,05	2,00	0,01	2,00	0,040	0,005	6586
3	0,06	2,00	0,01	2,00	0,050	0,005	7666
4	0,11	2,00	0,01	2,00	0,091	0,005	8868
5	0,16	2,00	0,01	2,00	0,127	0,005	9026
6	0,20	2,00	0,01	2,00	0,162	0,005	8701
7	0,24	2,00	0,01	2,00	0,200	0,005	8200
8	0,25	2,00	0,01	2,00	0,210	0,005	6778
9	0,2	2,00	0,015	2,00	0,162	0,010	8220
10	0,2	2,00	0,02	2,00	0,162	0,020	9127
11	0,2	2,00	0,025	2,00	0,162	0,025	9800
12	0,2	2,00	0,03	2,00	0,162	0,030	9200
13	0,2	2,00	0,035	2,00	0,162	0,040	7388
14	0,05	2,00	0,04	4,00	0,162	0,041	6702
15	0,06	2,00	0,05	2,00	0,050	0,040	7441
16	0,11	2,00	0,05	2,00	0,091	0,040	8834
17	0,16	2,00	0,05	2,00	0,127	0,040	9001
18	0,20	2,00	0,05	2,00	0,162	0,040	8300
19	0,24	2,00	0,05	2,00	0,200	0,040	7850
20	0,24	2,00	0,06	2,00	0,200	0,050	6388
21	0,25	2,00	0,06	2,00	0,210	0,040	6431

Wie in Tabelle 1 dargestellt, wiesen die Proben Nr. 3-7, 9-13 und 15-19, bei denen es sich jeweils um den Einsatz der vorliegenden Offenbarung handelt, eine ausgezeichnete Bruchfestigkeit auf.
Bezugszeichenliste

1: Einsatz
3: erste Fläche, Hauptfläche, Spanfläche
5: zweite Fläche, Freifläche
7: Schneidkante
9: Basis
A1: Bereich A1
A2: Bereich A2
A3: Bereich A3
101: Schneidwerkzeug
103: Tasche
105: Halter
107: Schraube

Claims

Ein Einsatz, aufweisend: eine Basis, die eine erste Fläche, eine zweite Fläche, die mit der ersten Fläche verbunden ist, und eine Schneidkante aufweist, die zumindest an einem Teil einer Kammlinie der ersten Fläche und der zweiten Fläche angeordnet ist, wobei in der ersten Fläche ein Bereich innerhalb von 2,0 mm ausgehend von der Schneidkante ein Flächenbereich A ist, ein Bereich, der den Flächenbereich A aufweist und innerhalb von 0,5 mm ausgehend von dem Flächenbereich A liegt, ein Bereich A1 ist, und ein Bereich innerhalb von 1,2-2,0 mm ausgehend von dem Flächenbereich A und der zweiten Fläche ein Bereich A2 ist, und ein Flächenanteil von Leerstellen in dem Bereich A1 0,005-0,04 Flächen-% beträgt und ein Flächenanteil von Leerstellen in dem Bereich A2 0,05-0,2 Flächen-% beträgt.
Der Einsatz gemäß Anspruch 1, wobei ein durchschnittlicher Durchmesser der Leerstellen im Bereich A1 kleiner ist als ein durchschnittlicher Durchmesser der Leerstellen im Bereich A2.
Der Einsatz gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein durchschnittlicher Durchmesser der Leerstellen im Bereich A1 1,5 µm oder weniger beträgt.
Der Einsatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein durchschnittlicher Durchmesser der Leerstellen im Bereich A2 2 µm oder weniger beträgt.
Der Einsatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner einen Beschichtungsschicht aufweisend, der zumindest einen Teil der Basis bedeckt.
Ein Schneidwerkzeug, aufweisend: einen Halter, der eine Länge hat, die von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende reicht, und eine Tasche aufweist, die an einer Seite des ersten Endes angeordnet ist, und den Einsatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Einsatz in der Tasche angeordnet ist.