ES2933813T3

ES2933813T3 - Herramienta de corte con revestimiento superficial

Info

Publication number: ES2933813T3
Application number: ES18818446T
Authority: ES
Inventors: Shota NOZAKI; Fumihiro Kikkawa; Atsushi Komura
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2023-02-14
Anticipated expiration: 2038-05-11
Also published as: KR102211259B1; EP3653323B1; CN110730698A; US11173555B2; EP3653323A4; WO2018230212A1; CN110730698B; US20200122248A1; EP3653323A1; JP6830410B2; JP2019000919A; KR20200004398A

Abstract

Esta herramienta de corte para un revestimiento de superficie presenta una resistencia a la deposición y una resistencia a la abrasión mejoradas. Esta herramienta de corte para un recubrimiento superficial tiene una sola capa de recubrimiento que comprende un compuesto de nitruro de Cr (cromo), Al (aluminio) y V (vanadio) en la superficie de un sustrato de herramienta. El nitruro compuesto, si se representa por la fórmula composicional CraAlbVcN, se caracteriza por satisfacer las relaciones 0.11 <= a <= 0.26, 0.73 <= b <= 0.85, 0 < c <= 0.04 y a+b+c=1 (aquí, a, b y c denota relaciones atómicas). Los cristales hexagonales y los cristales cúbicos se mezclan en una sola capa de recubrimiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Herramienta de corte con revestimiento superficial

Campo técnico

La presente invención se refiere a una herramienta de corte con revestimiento superficial.

Antecedentes de la técnica

Una herramienta de corte con revestimiento superficial conocida (véase el documento de patente 1) incluye un sustrato y múltiples capas (es decir, una capa interior y una capa exterior) dispuestas sobre el sustrato. La capa interior está formada por un compuesto (principalmente un compuesto de cristales cúbicos) que contiene al menos Al, al menos un elemento de Cr y V, y uno o más elementos seleccionados entre nitrógeno, carbono y oxígeno. La capa exterior está formada por un nitruro, carbonitruro u oxicarbonitruro (principalmente un compuesto hexagonal) que contiene al menos un elemento de Al, Cr, y V. La herramienta de corte con revestimiento superficial se caracteriza por que la capa exterior tiene un contenido de Al superior al de la capa interior. La herramienta de corte con revestimiento superficial, que incluye las capas interior y exterior, muestra una mejor resistencia a la adherencia y una mejor resistencia al desgaste.

Documento de la técnica anterior

DOCUMENTO DE PATENTE

Documento de patente 1: Solicitud de patente japonesa abierta a inspección pública (kokai) n.° 2006-26783 US 2006/154108 A1 divulga una herramienta de corte con revestimiento superficial. En el ejemplo 31 de la Tabla 1, el revestimiento tiene la siguiente composición Cr0,2Al0,75V0,05N.

Sumario de la invención

Problemas que debe resolver la invención

Sin embargo, la técnica divulgada en el Documento de patente 1 puede provocar el deterioro de la resistencia a la adherencia de la herramienta de corte durante el proceso de corte. Como es generalmente sabido, los daños al revestimiento de la herramienta de corte se producen primero en su capa exterior. Específicamente, los daños (por ejemplo, pelado o desgaste) de la capa exterior, que está formada principalmente por un compuesto hexagonal, pueden producirse primero durante un proceso de corte, resultando en el deterioro de la resistencia de adherencia. Esto provoca el pelado no deseado de la capa de revestimiento debido a la adherencia, dando lugar a daños en la herramienta de corte.

En vista de lo anterior, un objeto de la presente invención es mejorar la resistencia a la adherencia y la resistencia al desgaste de una herramienta de corte con revestimiento superficial. La presente invención se puede implementar en los siguientes modos.

Medios para resolver el problema

(1) Una herramienta (1) de corte con revestimiento superficial, que comprende un sustrato de herramienta y una capa de revestimiento de un solo componente compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al, y V y dispuesta sobre la superficie del sustrato de herramienta, en donde

el compuesto nitruro está representado por una fórmula de composición: CraAlbVoN que satisface las siguientes relaciones:

0,11 < a < 0,26;

0,73 < b < 0,85;

0 < c < 0,04; y

a b c = 1

(en donde a, b, y c representan cada una una proporción atómica), en donde la capa de revestimiento de un solo componente tiene una fase cristalina hexagonal (en lo sucesivo denominada simplemente fase hexagonal) y una fase cristalina cúbica (en lo sucesivo denominada simplemente fase cúbica).

Dado que la herramienta de corte con revestimiento superficial tiene una capa de revestimiento con una estructura de una sola capa (en lo sucesivo denominada "capa de revestimiento de un solo componente") compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al, y V que tiene una composición específica, la herramienta de corte con revestimiento superficial presenta una resistencia a la adherencia y una resistencia al desgaste mejoradas.

Dado que la capa de revestimiento de un solo componente de la herramienta de corte con revestimiento superficial tiene una fase hexagonal y una fase cúbica, la herramienta de corte con revestimiento superficial presenta una resistencia a la adherencia y una resistencia al desgaste mejoradas.

(2) Una herramienta de corte con revestimiento superficial como se describe en la reivindicación 1, en donde la capa de revestimiento de un solo componente exhibe una relación de intensidad (IA/IB) máxima de 1,5 o más, y de 5,8 o menos, según se determina mediante difractometría de rayos X, en donde

IA representa la intensidad máxima del plano (111) de la fase cúbica, y

IB representa la intensidad máxima del plano (100) de la fase hexagonal.

La relación de intensidad (IA/IB) máxima corresponde a la relación entre la cantidad de la fase cúbica y la de la fase hexagonal. Una relación de intensidad (IA/IB) máxima de menos de 1,5 hace que la fase hexagonal tenga una influencia dominante. Esto puede conllevar una tendencia a la disminución de la dureza de la capa de revestimiento, resultando en una mejor resistencia a la adherencia, pero en un deterioro de la resistencia al desgaste.

Al mismo tiempo, una relación de intensidad (IA/IB) máxima de más de 5,8 hace que la fase cúbica tenga una influencia dominante. Esto puede conllevar un aumento en la dureza de la capa de revestimiento, resultando en una mejor resistencia al desgaste, pero en un deterioro de la resistencia a la adherencia.

Cuando la relación de intensidad (IA/IB) máxima está dentro de un intervalo de 1,5 o más, y de 5,8 o menos, la capa de revestimiento presenta tanto resistencia a la adherencia como resistencia al desgaste; es decir, las propiedades atribuidas a la fase hexagonal y a la fase cúbica, respectivamente.

(3) Una herramienta de corte con revestimiento superficial como se describe en la reivindicación 1 o 2, en donde la capa de revestimiento de un solo componente exhibe una relación de intensidad (IA/IC) máxima de 0,9 o más, según se determina mediante difractometría de rayos X, en donde

IC representa la intensidad máxima del plano (200) de la fase cúbica.

La relación de intensidad (IA/IC) máxima corresponde a la relación entre la intensidad máxima del plano (111) de la fase cúbica y la del plano (200) de la fase cúbica. Una capa de revestimiento no orientada tiene una relación de intensidad (IA/IC) máxima de aproximadamente 0,9. Una relación de intensidad (IA/IC) máxima de 0,9 o más puede conllevar una mejora en la resistencia a la rotura.

Efectos de la invención

La presente invención puede lograr una herramienta de corte con revestimiento superficial que presenta una resistencia a la adherencia y una resistencia al desgaste mejoradas.

Breve descripción de los dibujos

[FIG. 1] Vista en perspectiva de una herramienta de corte con revestimiento superficial ilustrativa.

[FIG. 2] Vista en planta de la herramienta de corte con revestimiento superficial.

[FIG. 3] Vista explicativa que muestra los resultados del análisis de una capa de revestimiento mediante difractometría de rayos X.

Modos para llevar a cabo la invención

1. Estructura de la herramienta de corte con revestimiento superficial

La herramienta de corte con revestimiento superficial incluye un sustrato de herramienta y una capa de revestimiento de un solo componente, compuesta por un compuesto nitruro de Cr (cromo), Al (aluminio) y V (vanadio) y dispuesta sobre la superficie del sustrato de herramienta. El nitruro compuesto se caracteriza por estar representado por una fórmula de composición: CraAlbVoN que satisface las siguientes relaciones:

0,11 < a < 0,26;

0,73 < b < 0,85;

0 < c < 0,04; y

a b c = 1

(en donde a, b, y c representan cada una una proporción atómica).

La expresión "capa de revestimiento de un solo componente" se refiere a una capa de revestimiento compuesta sustancialmente por un solo material; es decir, una capa de revestimiento que no presenta interfaz entre los diferentes componentes, como se observa mediante SEM (microscopio electrónico de barrido).

(1) Sustrato de herramienta

No se impone ninguna limitación particular al sustrato de herramienta, y el sustrato de herramienta se puede seleccionar apropiadamente entre los utilizados convencionalmente de forma generalizada en el campo de las herramientas de corte. Ejemplos de sustratos de herramienta preferidos incluyen carburo cementado, cermet, nitruro de boro cúbico sinterizado, materiales cerámicos (p. ej., carburo de silicio, nitruro de silicona, nitruro de aluminio, óxido de aluminio, carburo de silicio, carburo de titanio, y materiales compuestos de los mismos) y diamante sinterizado. Ejemplos de carburo cementado incluyen carburos cementados a base de WC, tales como aleaciones de WC-Co, aleaciones de WC-TiC-Co y aleaciones de WC-TiC-TaC-Co.

(2) Tipo de herramienta de corte con revestimiento superficial

La herramienta de corte con revestimiento superficial se puede aplicar a diversas herramientas de corte conocidas convencionalmente utilizadas para procesos de corte. Ejemplos de herramientas de corte con revestimiento superficial preferidas incluyen desbastadores intercambiables para torneado o fresado (p. ej., placas de corte y desbastadores desechables), taladros, fresas escariadoras, sierras para metal, herramientas de corte de engranajes, escariadores y machos de roscar.

Ahora se describirá un ejemplo de herramienta de corte con revestimiento superficial con referencia a las FIGS. 1 y 2. Como se muestra en estas figuras, la herramienta de corte con revestimiento superficial es una herramienta 1 de ranurado (inserto de corte). La herramienta 1 de ranurado tiene una forma aproxima de paralelogramo en su vista lateral. La herramienta 1 de ranurado tiene un borde sobresaliente 1A. La herramienta 1 de ranurado está atornillada en un soporte 3 y es intercambiable.

(3) Capa de revestimiento

En la herramienta de corte con revestimiento superficial, la capa de revestimiento está formada sobre la superficie del sustrato de herramienta. La capa de revestimiento tiene una estructura de una sola capa y está compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al y V. El nitruro compuesto está representado por una fórmula de composición: CraAlbVoN que satisface las siguientes relaciones:

0,11 < a < 0,26;

0,73 < b < 0,85;

0 < c < 0,04; y

a b c = 1.

En la composición CraAlbVoN, a, b, y c satisfacen preferentemente las siguientes relaciones:

0,19 < a < 0,26;

0,73 < b < 0,80;

0 < c < 0,03; y

a b c = 1.

Cuando a, b, y c de CraAlbVCN satisfacen las relaciones anteriormente mencionadas, la herramienta de corte con revestimiento superficial presenta una resistencia a la adherencia y una resistencia al desgaste mejoradas.

Cuando "b es menor que 0,73", la capa de revestimiento tiene una sola fase cúbica y es difícil lograr la propiedad de una fase hexagonal. Cuando "b es mayor que 0,85", la capa de revestimiento está dominada por una fase hexagonal, y es difícil lograr la propiedad de una fase cúbica. Cuando b satisface la relación "0,73 < b < 0,85", la capa de revestimiento de un solo componente tiene tanto una fase cúbica como una fase hexagonal y exhibe propiedades superiores atribuidas a la fase cúbica y la fase hexagonal.

En la capa de revestimiento, "c es mayor que 0"; es decir, V es un componente esencial. La incorporación de V puede mejorar la capacidad de deslizamiento entre la capa de revestimiento y un material de trabajo. V tiene una temperatura inicial de oxidación baja y adsorbe preferentemente oxígeno, para así formar V2O5. Se prevé que el efecto de V2O5 logre una buena capacidad de deslizamiento entre la capa de revestimiento y un material de trabajo. Sin embargo, cuando c es mayor que 0,04, el efecto de V2O5 es dominante, dando como resultado una tendencia a la disminución de la dureza y la resistencia térmica de la capa de revestimiento. Cuando c satisface la relación "0 < c < 0,04", se puede lograr una buena capacidad de deslizamiento entre la capa de revestimiento y un material de trabajo mientras se mantienen la dureza y la resistencia térmica de la capa de revestimiento.

No se impone ninguna limitación particular al espesor de la capa de revestimiento de un solo componente compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al y V. El espesor de la capa de revestimiento de un solo componente es preferentemente de 0,5 pm o más, más preferentemente de 0,8 pm o más, particularmente preferentemente de 1,5 |jm o más, con el fin de asegurar una resistencia a la adherencia y una resistencia al desgaste satisfactorias. El espesor de la capa de revestimiento es generalmente de 10 pm o menos.

El espesor de la capa de revestimiento se puede medir observando una sección transversal de la herramienta de corte con revestimiento superficial mediante un SEM.

La capa de revestimiento de un solo componente tiene tanto una fase hexagonal como una fase cúbica. La presencia tanto de la fase hexagonal como de la fase cúbica se puede determinar mediante difractometría de rayos X de la capa de revestimiento de un solo componente. La FIG. 3 muestra los resultados del análisis de difracción de rayos X de una muestra por medio de un difractómetro de rayos X, usando rayos Cu-Ka. En la FIG. 3, el eje horizontal corresponde al ángulo 20 de difracción de un pico, y el eje vertical corresponde a la intensidad de difracción. Los picos del plano (111) de la fase cúbica, el plano (200) de la fase cúbica y el plano (100) de la fase hexagonal se observan en las posiciones que se describen a continuación. La presencia de la fase hexagonal y la fase cúbica se puede determinar en función de la presencia o ausencia de picos en estas posiciones. En la presente realización, se observan los picos atribuidos a la fase hexagonal y a la fase cúbica, ya que la capa de revestimiento tiene tanto la fase hexagonal como la fase cúbica.

Pico del plano (111) de la fase cúbica: 37,7°

Pico del plano (200) de la fase cúbica: 43,8°

Pico del plano (100) de la fase hexagonal: 32,6°

En la presente realización, la capa de revestimiento de un solo componente exhibe preferentemente una relación de intensidad (IA/IB) máxima específica según se determina mediante difractometría de rayos X, en donde IA representa la intensidad máxima del plano (111) de la fase cúbica e IB representa la intensidad máxima del plano (100) de la fase hexagonal. Específicamente, la relación de intensidad (IA/IB) máxima es preferentemente de 1,5 o más y de 5,8 o menos, más preferentemente de 5,5 o más y de 5,8 o menos.

Cuando la relación de intensidad (IA/IB) máxima está dentro de un intervalo de 1,5 o más, y de 5,8 o menos, la capa de revestimiento presenta tanto resistencia a la adherencia como resistencia al desgaste; es decir, las propiedades superiores atribuidas a la fase hexagonal y a la fase cúbica, respectivamente.

En la presente realización, la capa de revestimiento de un solo componente exhibe una relación de intensidad (IA/IC) máxima específica determinada mediante difractometría de rayos X, en donde IC representa la intensidad máxima del plano (200) de la fase cúbica. La relación de intensidad (IA/IC) máxima es preferentemente de 0,9 o más, más preferentemente 1,6 o más. El límite superior de la relación de intensidad (IA/IC) máxima es generalmente 5,0. La relación de intensidad (IA/IC) máxima corresponde a la relación entre la intensidad máxima del plano (111) de la fase cúbica y la del plano (200) de la fase cúbica. Una capa de revestimiento no orientada tiene una relación de intensidad (IA/IC) máxima de aproximadamente 0,9. Una relación de intensidad (IA/IC) máxima de 0,9 o más puede conllevar una mejora en la resistencia a la rotura.

(4) Capa de revestimiento distinta de la capa de revestimiento de un solo componente compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al y V

La herramienta de corte con revestimiento superficial de la presente realización puede incluir una capa de revestimiento (en lo sucesivo denominada "capa de revestimiento adicional") distinta de la capa de revestimiento de un solo componente compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al y V.

No se impone ninguna limitación particular a la capa de revestimiento adicional, y la capa de revestimiento adicional es preferentemente, por ejemplo, una capa compuesta de TiN, TiCN, TiAlN o CrAlN. No se impone ninguna limitación particular al espesor de la capa de revestimiento adicional. La capa de revestimiento adicional puede estar ubicada dentro (lado de sustrato de herramienta) o fuera de la capa de revestimiento de un solo componente compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al y V. No se impone ninguna limitación particular al número de capas que forman la capa de revestimiento adicional, y la capa de revestimiento adicional puede tener una estructura de una sola capa o de múltiples capas. Cuando la capa de revestimiento adicional tiene una estructura de múltiples capas, la capa de revestimiento adicional puede estar formada por capas que tengan la misma composición o composiciones diferentes.

(5) Efectos de la herramienta de corte con revestimiento superficial de la realización

En la herramienta de corte con revestimiento superficial de la presente realización, la capa de revestimiento de un solo componente compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al, y V tiene una fase hexagonal y una fase cúbica. La capa de revestimiento de un solo componente es más dura que una película en capas de acuerdo con la técnica convencional mencionada anteriormente (Documento de patente 1). Es concebible una menor probabilidad de que el rendimiento de la capa de revestimiento se vea perjudicado y, por lo tanto, la capa de revestimiento contribuye a mejorar la capacidad de corte.

La herramienta de corte con revestimiento superficial de la presente invención presenta una resistencia a la adherencia superior a la de un producto convencional, al reducir la afinidad de la superficie de la herramienta con el material de trabajo; es decir, al reducir la cantidad de un elemento perteneciente al grupo del hierro contenido en la capa de revestimiento. Controlar la cantidad de Al, Cr, o V permite que la capa de revestimiento tenga tanto una fase cúbica como una fase hexagonal, mejorando sus propiedades.

La incorporación de V en la capa de revestimiento puede mejorar la capacidad de deslizamiento entre la capa de revestimiento y el material de trabajo. V tiene una temperatura inicial de oxidación baja y adsorbe preferentemente oxígeno, para así formar V2O5. Se prevé que el efecto de V2O5 logre una buena capacidad de deslizamiento entre la capa de revestimiento y un material de trabajo.

Se mejora la resistencia a la rotura o la resistencia al astillado de la herramienta de corte, y se prolonga la vida útil de la herramienta logrando la orientación (111); es decir, una relación de intensidad (IA/IC) máxima de 0,9 o más. Como se utiliza en el presente documento, la expresión "resistencia al astillado" se refiere al caso en el que es menos probable que una herramienta sufra astillado.

2. Método de producción para herramienta de corte con revestimiento superficial

No se impone ninguna limitación particular al método para producir la herramienta de corte con revestimiento superficial. Por ejemplo, la capa de revestimiento de un solo componente compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al, y V se puede formar sobre la superficie del sustrato de herramienta mediante recubrimiento iónico por arco. En este método de producción, se puede producir una herramienta de corte con revestimiento superficial deseada controlando las condiciones para formar la capa de revestimiento superficial. En la presente realización, la capa de revestimiento formada sobre la superficie del sustrato de herramienta está compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al y V y tiene una estructura de una sola capa. Por lo tanto, la capa de revestimiento se forma usando un tipo de objetivo (fuente de evaporación); específicamente un objetivo de aleación que contiene Al, Cr y V. Esta formación implica el uso de gas nitrógeno como gas de reacción.

Ejemplos

La presente invención se describirá a continuación con más detalle a modo de ejemplos.

1. Producción de la herramienta de corte con revestimiento superficial

El sustrato de herramienta utilizado fue carburo cementado (grado: Tipo JIS K) con forma de desbastador para ranurado. Se colocó el sustrato de herramienta en un aparato de recubrimiento iónico por arco catódico.

Mientras se evacuaba la cámara del aparato por medio de una bomba de vacío, hasta lograr una presión de 4,0 x 10" 3 Pa en la misma, se calentó el sustrato de herramienta colocado en el aparato a una temperatura de 500 °C por medio de un calentador. Posteriormente, se introdujo gas argón en el aparato para mantener una presión de 1,0 Pa en la cámara, y se incrementó el voltaje de polarización del sustrato gradualmente a -350 V, para de este modo limpiar la superficie del sustrato de herramienta durante 20 minutos. A continuación, se generó una descarga de gas argón.

Posteriormente, se colocó en el aparato un objetivo de aleación que contiene Al, Cr y V. Mientras se introducía gas nitrógeno (que servía como reacción) y se mantenían las siguientes condiciones (temperatura del sustrato: 500 °C, presión del gas de reacción: 1,0 Pa, y tensión de polarización del sustrato: -30 V), se suministró una corriente de arco de 100 A a un cátodo y se generaron iones metálicos a partir de una fuente de evaporación de arco, para formar de este modo una capa de revestimiento (espesor: 1,5 pm) en un borde de corte. La fuente de evaporación utilizada en la presente invención se caracteriza por que las líneas de campo magnético se extienden hasta el material de trabajo y la densidad del plasma de un gas de formación de películas en las proximidades del material de trabajo es considerablemente alta, en comparación con el caso de una fuente de evaporación convencional. Las herramientas de corte con revestimiento superficial de los ejemplos comparativos 1 a 4 se produjeron regulando apropiadamente las condiciones anteriormente mencionadas para la formación de una capa de revestimiento.

Por lo tanto, las herramientas de corte con revestimiento superficial de los Ejemplos 1 a 4 y los Ejemplos comparativos 1 a 4 se produjeron como se muestra en la Tabla 1. Se analizó la capa de revestimiento de cada una de las herramientas de corte con revestimiento superficial por medio de un difractómetro de rayos X (RINT-TTR3, fabricado por Rigaku Corporation) utilizando rayos Cu-Ka.

En los Ejemplos 1 a 4 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4, la composición y las fases cristalinas de la capa de revestimiento superficial se variaron como se muestra en la Tabla 1 mediante la regulación de las proporciones de Al, Cr y V contenidas en el objetivo de aleación.

2. Prueba de resistencia al desgaste

Se usó cada una de las herramientas de corte con revestimiento superficial para cortar en las condiciones que se describen a continuación, y se midió la anchura de desgaste del borde de corte tras 300 pasadas. Las condiciones de corte fueron las siguientes: material de trabajo: SUS304 020, tasa de corte: 60 m/min, y velocidad de avance: 0,05 mm/rev.

3. Resultados de la prueba

Los resultados se muestran en la Tabla 1.

[Tabla 1]

Se observó que las herramientas de corte con revestimiento superficial de los Ejemplos 1 a 5, en las cuales la composición CraAlbVcN de la capa de revestimiento satisfizo las siguientes relaciones: 0,11 < a < 0,26, 0,73 < b < 0,85 y 0 < c < 0,04, tenían una anchura de desgaste pequeña; es decir, una resistencia al desgaste mejorada, en comparación con las herramientas de corte con revestimiento superficial de los Ejemplos comparativos 1 a 4.

Se observó que las herramientas de corte con revestimiento superficial de los Ejemplos 1 a 4 casi no generaban astillado, que de otro modo estaría causado por la adherencia/desprendimiento.

En el Ejemplo comparativo 1, la capa de revestimiento tenía una única fase cúbica debido al bajo contenido de Al. Por lo tanto, no se logró la propiedad de una fase hexagonal y se perjudicó la resistencia a la adherencia. Esto condujo a la adherencia/desprendimiento, resultando en astillado y por lo tanto en desgaste.

En el Ejemplo comparativo 2, el alto contenido de Al hizo que la fase hexagonal tuviera una influencia dominante, resultando en desgaste.

El Ejemplo comparativo 3 corresponde al caso en donde se utilizó una capa de revestimiento convencional de CrAlN. En el Ejemplo comparativo 3, la capa de revestimiento tenía una sola fase cúbica debido a la ausencia de V y un contenido de Al relativamente bajo. Por lo tanto, no se logró la propiedad de una fase hexagonal y se perjudicó la resistencia a la adherencia. Esto condujo a la adherencia/desprendimiento, resultando en astillado y por lo tanto en desgaste.

En el Ejemplo comparativo 4, el alto contenido de V hizo que la fase hexagonal tuviera una influencia dominante, resultando en desgaste. En el Ejemplo comparativo 4, la resistencia térmica se vio afectada.

Ahora se describirá el efecto de la relación de intensidad (IA/IB) máxima sobre el desgaste. Se observó que cada una de las herramientas de corte con revestimiento superficial de los Ejemplos 1 a 5, en los cuales la capa de revestimiento mostró una relación de intensidad (IA/IB) máxima de 1,5 o más, y de 5,8 o menos, tenía una anchura de desgaste pequeña.

En los Ejemplos comparativos 1 y 3, la capa de revestimiento tenía solo una fase cúbica y, por lo tanto, no se calculó la relación de intensidad (IA/IB) máxima. Se observó que cada una de las herramientas de corte con revestimiento superficial de los Ejemplos comparativos 2 y 4, en los cuales la capa de revestimiento presentaba una relación de intensidad (IA/IB) máxima inferior a 1,5, tenía una gran anchura de desgaste.

Estos resultados indicaron que la capa de revestimiento que exhibe una relación de intensidad (IA/IB) máxima de 1,5 o más, y de 5,8 o menos, presenta tanto resistencia a la adherencia como resistencia al desgaste.

Ahora se describirá el efecto de la relación de intensidad (IA/IC) máxima sobre el desgaste. Se observó que cada una de las herramientas de corte con revestimiento superficial de los Ejemplos 1 a 5, en los cuales la capa de revestimiento exhibió una relación de intensidad (IA/IC) máxima de 0,9 o más, tenía una anchura de desgaste pequeña.

Se observó que cada una de las herramientas de corte con revestimiento superficial de los Ejemplos comparativos 1 y 3, en los cuales la capa de revestimiento presentaba una relación de intensidad (IA/IC) máxima inferior a 0,9, tenía una gran anchura de desgaste. En los Ejemplos comparativos 2 y 4, la relación de intensidad (IA/IC) máxima es de 0,9 o más, pero la composición de la capa de revestimiento está fuera del alcance de la presente invención.

Estos resultados indicaron que la capa de revestimiento que exhibe una relación de intensidad (IA/IC) máxima de 0,9 o más presenta tanto resistencia a la adherencia como resistencia al desgaste.

Ahora se describirá la comparación detallada entre los Ejemplos 1 y 3. En los Ejemplos 1 y 3, las relaciones de intensidad (IA/IB) máxima son aproximadas entre sí. Sin embargo, la relación de intensidad (IA/IC) máxima en el Ejemplo 1 es 0,9, que es menor a la del Ejemplo 3; es decir, 1,6. La anchura de desgaste en el Ejemplo 3 es menor que en el Ejemplo 1. Estos resultados indican que una relación de intensidad (IA/IC) máxima de 1,6 o más logra una muy buena resistencia al desgaste.

4. Efectos de los ejemplos

De acuerdo con los presentes ejemplos, la herramienta de corte con revestimiento superficial muestra una mejor resistencia a la adherencia y una mejor resistencia al desgaste al cortar un material de trabajo que es probable que provoque adherencia en un borde de corte, tal como acero bajo en carbono, un material de acero inoxidable o hierro fundido dúctil. Por lo tanto, la herramienta de corte con revestimiento superficial presenta una larga vida útil.

En los presentes ejemplos, la capa de revestimiento de un solo componente compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al, y V tiene una fase hexagonal y una fase cúbica. La capa de revestimiento de un solo componente tiene una resistencia a la adherencia superior a la del producto en capas de acuerdo con la técnica convencional mencionada anteriormente (Documento de patente 1) o a la de una capa única de fase cúbica. Por lo tanto, la capa de revestimiento de un solo componente puede contribuir a reducir los daños en la herramienta, que de otro modo serían causados por la adherencia.

La capa de revestimiento que presenta una relación de intensidad (IA/IC) máxima de 0,9 o más tiene una excelente resistencia a la rotura y permite que la herramienta tenga una vida útil prolongada.

La presente invención no se limita a los ejemplos y realizaciones descritos anteriormente, sino que puede implementarse en diversas otras formas sin apartarse del alcance de la invención.

(1) La presente invención se ha descrito tomando como ejemplo una herramienta de ranurado en la realización mencionada anteriormente. Sin embargo, la presente invención se puede aplicar a diversas herramientas de corte utilizadas para un proceso de corte.

Descripción de los números de referencia

1: herramienta de ranurado

11A: borde

3: soporte

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una herramienta de corte con revestimiento superficial que comprende un sustrato de herramienta y una capa de revestimiento de un solo componente, compuesta por un compuesto nitruro de Cr, Al, y V y dispuesta sobre la superficie del sustrato de herramienta, en donde

el nitruro compuesto está representado por una fórmula de composición: CraAlbVoN que satisface las siguientes relaciones:

0,11 < a < 0,26;

0,73 < b < 0,85;

0 < c < 0,04; y

a b c = 1

(en donde a, b, y c representan cada una una proporción atómica), en donde la capa de revestimiento de un solo componente tiene tanto una fase hexagonal como una fase cúbica.

2. Una herramienta de corte con revestimiento superficial de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa de revestimiento de un solo componente exhibe una relación de intensidad IA/IB máxima de 1,5 o más, y de 5,8 o menos, según se determina mediante difractometría de rayos X, en donde

IA representa la intensidad máxima del plano (111) de la fase cúbica, y

IB representa la intensidad máxima del plano (100) de la fase hexagonal.

3. Una herramienta de corte con revestimiento superficial de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la capa de revestimiento de un solo componente muestra una relación de intensidad IA/IC máxima de 0,9 o más, según se determina mediante difractometría de rayos X, en donde

IA representa la intensidad máxima del plano (111) de la fase cúbica, y

IC representa la intensidad máxima del plano (200) de la fase cúbica.