KR0121790B1 - 다층 피복 경결(硬結)카바이드 삽입날 - Google Patents

다층 피복 경결(硬結)카바이드 삽입날

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KR0121790B1
KR0121790B1 KR1019900702468A KR900702468A KR0121790B1 KR 0121790 B1 KR0121790 B1 KR 0121790B1 KR 1019900702468 A KR1019900702468 A KR 1019900702468A KR 900702468 A KR900702468 A KR 900702468A KR 0121790 B1 KR0121790 B1 KR 0121790B1
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Abstract

인덱시블 금속절삭 인서트가 코발트 시멘티드 텅스텐 카바이드 기재를 지니며, 그 기재상에는 다층의 내화성 코팅이 제공되 있다.
그 기재는 6.1 내지 6.5중량 퍼센트(w/o)의 코발트 함유량을 지니며, 90.8 내지 91.6록크웰 A경도 및 110 내지 180에르스텟의 마그네틱 보자력을 특징으로 한다. 상기 코팅은, 티타늄 나이트리드와 같은 조합 IVB금속 나이트리드에 의해 상호간 이격되고 상호간 접합되며, 티타늄, 지르코늄 그리고/또는 하프늄의 카보나이트리드 그리고/또는 카바이드로 구성된 5 내지 8μ두께의 지지층에 의해 기재에 접합된 적어도 다수의 알루미나 층들을 포함한다.

Description

[발명의 명칭]
다층 피복 경결카바이드 삽입날
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 1실시예에 따른 사시도.
제2도는 본 발명에 따른 기판의 전형적 미세구조를 나타내는 도면(1500% 확대).
제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피복의 횡단면도.
[발명의 상세한 설명]
[배경기술]
본 발명은 피복 카바이드 경결(硬結, cemented)금속 절삭 삽입날에 관한 것으로, 특히 분할 가능한(indexible)타입에 관한 것이다. 분할 가능 코발트 피복 경결 텅스텐 카바이드 삽입날의 금속 절삭 능력에 대한 여러 피복 재료의 주요 장점은 잘 문서화되어 있다. 내마모성(저속 절삭에서 중요하다)은 티타늄 카바이드(또는 침탄 질화 티타늄)에서 제공된다. 일반적으로, 공구와 공작물간의 화학적 상호 작용(크레이터(crater)형성)에 대한 저항은, 그 재료가 매우 낮은 자유 에너지밖에 생성하지 않기 때문에, 주로 알루미나에 의해 제공된다. 질화 티타늄은 공구 대 공작물간의 마찰과 엣지부의 형성을 저감시킨다고 간주되고 있다. 또한 그 광택을 갖는 금색은 피복 공구의 시장성을 강화시키고, 그리고 공구의 마멸을 보다 용이하게 관찰할 수 있게 한다.
이들 재료 결합의 이점은 제1세대의 다층 피복 삽입 공구에 이롭게 사용되고 있다. 예를 들어 피복 시스템, 티타늄 카바이드/침탄 질화 티타늄/질화 티타늄과, 티타늄 카바이드/알루미나/질화 티타늄을 포함한다. 추가적 이익으로서, 레이어 두께의 최적화, 레이어 수, 그리고 레이어 퇴적의 순서를 통해 개량된 성능을 달성하도록 설계된 제2세대 다층 피복에 대해 기재된다.
분할 가능 코발트의 텅스텐 카바이드 경결 삽입날에 적용되는 화학 증착(CVD)피복에서 입자 크기를 저감시키는 이점은 널리 알려져 있다. 알루미나 레이어에서의 입자 크기를 저감시키는 데 가장 일반적으로 사용되고 있는 방법은, 알루미나 레이어 사이에 티타늄 카바이드, 침탄 질화 티타늄, 혹은 질화 티타늄의 얇은 레이어를 퇴적시킴으로써 알루미나 레이어의 퇴적을 주기적으로 중단시키는 것이다. 이 방법에서는 각각의 연속 알루미나 레이어는 핵을 재형성하고, 그리고 입자의 성장이 최소화된다. 이 프로세스의 장점이 Dreyer씨와 Kolaska씨에 의해, (Developmen t and Tool Life Behavior of Super-Wear Resistant Multilayer Coatings on Hardm etals)의 타이틀명으로 Metals Society(book 278) 런던, 잉글랜드(1982), 112-117페이지에 논증되었다.
시판되고 있는 다층 알루미나 피복 분할 가능 삽입날에서 열간강(熱間鋼)(54HRC), 칠드(chilled) 주철, 그리고 인코넬 718를 절삭할 때, 프랭크면 내마모성면에서 현저한 개선이 관찰되고 있다. 이들 삽입날은 티타늄 카바이드, 침탄 질화 티타늄, 질화티타늄, 그리고 3층의 질화티타늄에 의해 분리된 4층의 알루미나로 된 10층 피복을 이용하였다(Schintelmeister씨 및 그외에 의해 Cutting Tool Materia ls Coated by Chemical Vapor Deposition, Wear, 의 타이틀명으로 100(1984), 153 -169페이지에 기재됨).
프랭크면과 크레이터 마모의 양쪽 성능면에 있어서의 개선이 19층의 질화 티타늄과 19층의 알루미나로 적층된 초기 3μ의 두께를 갖는 카바이드에서, 합계 6μ의 두께를 갖는 다층 알루미나 피복 삽입날에 대해 논증되어 있다. 종래의 6μ의 두께를 갖는 티타늄 카바이드와 5μ/1μ의 두께를 갖는 질화 티타늄/알루미나 피복 삽입날에 대해 절삭 가공 시험을 했을때, 알루미나 다층 삽입날은 C60 스틸의 가공시험에서 보다 뛰어난 크레이터 및 크랭크면 내마모성을 나타냈다. 이 알루미나 다층 피복의 우수한 능력은 CK45KN강의 단속(斷續)절삭중에서도 또한 관찰되었다(Dreyer씨 및 그의 동료의, 영국 특허 출원번호(GB204896A).
출원인은 엣지 강도, 내변형성 크레이터 내마모성, 그리고 프랭크면 내모성이 모두 놀라울 정도이며, 탄소강(炭素鋼)이나 합금강, 회주철, 노듈라 주철(nodular cast iron)의 연속 및 단속 가공등의 광범위한 금속절삭 적용시 시장에서 경쟁력을 0갖게 할 수 있는 다층 피복 카바이드 소결 절삭 삽입날을 발견하였다.
[발명의 개요]
절삭 삽입날은 그들 접합부가 절삭 엣지가 되는, 절삭면과 프랭크면을 갖는 본체에 의해 제공된다. 그 절삭 삽입날은 하나 이상의 절삭 엣지를 갖는 분할 가능타입의 것이 바람직하다. 이 본체는 그 위에 접착된 피복을 갖는 경결 카바이드 기판으로 구성된다. 본 발명에 따라, 경결 카바이드 기판은 주로, (1) 텅스텐 카바이드 입자와, (2) 텅스텐, 티타늄, 하프늄, 지르코늄, 탄탈륨, 니오비움으로 구성된 그룹 중에서 선택된 원소를 함유하는 고용체 카바이드 입자와, (3) 6.1~6.5중량%(w/o) 코발트로 구성된다.
기판은 90.8~91.6의 록 웰 A경도를 가지며, 110~180 엘스테드의 자기보자력을 갖는 것을 특징으로 한다.
텅스텐 카바이드는 적어도 기판의 80w/o를, 또한 상기 기판의 적어도 85w/o를 형성하는 것이 바람직하다. 코발트는 상기 기판의 약 6.2~6.4w/o인 것이 바람직하다. 티타늄, 니오비움, 및 탄탈룸이 각각 기판의 1.7~2.3, 1.2~1.8, 그리고 3.2~3.5w/o인 것이 바람직하다. 기판의 경도는 91.0~91.6의 록 웰 A인 것이 바람직하며, 자기보자력은 120~160 엘스테드인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 피복은 기판에 접착된 뒤붙임(backing)레이어, 그 뒤붙임 레이어에 접착된 작용 레이어, 및 그 작용 레이어에 접착된 다듬질 레이어의 3층으로 구성된다. 뒤붙임 레이어는 적어도 5.0μ의 두께를 가지며, 티타늄, 하프늄, 또는 지르코늄의 카바이드나 침찬 질화물의 그룹 중에서 단독으로 또는 서로 결합되어 선택된 2개 이상의 레이어로 구성된다. 뒤붙임 레이어는 균일 또는 변동적인 화학양론의 침탄 질화 티타늄인 것이 바람직하다. 뒤붙임 레이어는 티타늄 카바이드 레이어를 선택적으로 포함할 수도 있으며, 카바이드 기판에 직접적으로 접착됨이 바람직하다.
작용 레이어는 번갈아 적층된 알루미나의 서브 레이어와, 티타늄, 지르코늄, 하프늄의 질화물 그룹 중에서 단독으로 또는 결합되어 선택된 질화물 레이어로 구성된다. 질화물 레이어에 의해 분리된 적어도 2층 이상의 알루미나 레이어가 있다. 작용 레이어는 알루미나 레이어 또는 뒤붙임 레이어에 직접적으로 접착된 질화물 레이어의 어느 하나로부터 시작되어도 좋다. 각 알루미나 레이어는 약 1.5μ이하, 바람직하게는 0.5~1.0μ의 호칭(呼稱) 두께(nominal thickness)를 가지며, 평균 알루미나 입자 크기가 약 0.15~0.5μ 사이가 되도록 하기 때문에, 고경도와 우수한 내(耐)크레이터 마모성의 것이 되는 것을 보증한다. 각 알루미나 서브 레이어는 분리되어 있으며, 그리고 약 1.0μ, 또는 그 이하의 적합한 두께, 바람직하게는 약 0.2~1.0μ이하의 두께를 갖는 질화물 서브 레이어, 바람직하게는 질화 티타늄에 의해 다음 알루미나 서브 레이어에 접착되어 있다.
다듬질 레이어는 작용 레어어내의 가량 바깥쪽 알루미나 서브 레이어에 접착되어 있으며, 그리고 티타늄, 하프늄, 지르코늄의 침탄 질화물 또는 질화물의 그룹 중에서 단독, 또는 결합되어 선택된 2개 이상의 서브 레이어를 갖는다. 다듬질 레이어는 바람직하게는 전체로 0.2~4μ의 두께를 갖는 질화 티타늄으로 형성된다.
또 다른 실시예에서는 다듬질 레이어는 2개의 서브 레이어, 즉 최종 서브 레이어에 접착된 침탄 질화 티타늄의 내부 레이어와 질화 티타늄의 가장 바깥쪽 레이어로 구성된다. 그 최후 형태에 있어서, 침탄 질화 티타늄 서브 레이어는 약 0.2~1.0μ 정도의 적합한 두께를 갖으며, 그리고 질화 티타늄 서브 레이어는 약 0.3~3.0μ, 바람직하게는 0.3~2.0μ의 두께를 갖는다.
본 발명의 다른 내용은 이하에 간략적으로 나타낸 도면과 관련하여 본 발명에 다른 따른 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명백해질 것이다.
본 발명에 따른, 다층 경결 카바이드 금속 절삭 삽입날(10)이 제1도에 도시되어 있다. 절삭 삽입날(10)은 레이크(rake)면 (12)과 프랭크(flank)면(14)이 접합하여 절삭 엣지(16)를 형성하는 본체를 갖는 분할 가능하고 가역(可逆)타입의 것이 바람직하다.
제2도 및 제3도에 나타내었듯이, 본체는 그것에 접착된 피복(34)을 갖는 경질 카바이드 기판(32)으로 구성된다. 미세 조직 검사 사진(제2도)에 나타나듯이, 경결 카바이드 기판은 주로 텅스텐 카바이드 입자(밝은 회색상)와, 텅스텐, 티타늄, 하프늄, 지르코늄, 탄탈룸, 및 니오비움의 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 원소를 함유하는 고용체 카바이드 입자(어두운 회색상)와, 6.1~6.5w/o코발트(흰색상)로 구성된다. 기판은 90.8~91.6록 웰 A의 경도를 가지며, 자기적 강도가 110~180 엘스테드인 것을 특징으로 한다.
경결 카바이드 기판의 코발트 함유는 약 6.2~6.4w/o인 것이 바람직하다. 코발트 함유량, 텅스텐 입자 사이즈(혹은 자기 보자력으로 측정되는 결합제상(結合劑相)의 두께, 그리고 바람직하게는 91~91.6정도의 경도를 갖는 조합에 있어서, 그 기판은 본 발명에 따른 피복과 조합하여 매우 독특한 절삭 능력을 높이는 변형에 대한 저항성 및 인성(혹은 엣지 강도)의 독특한 조합을 가질수 있다고 출원인은 믿고 있다. 자기 보자력은 약 120~160 엘스테드가 바람직하다.
티타늄, 탄탈룸, 및 니오비움은 또한 고용체 카바이드로서 존재하는 것이 바람직하다. 티타늄은 입자 크기의 제어나 변형에 대한 저항을 위해 첨가되는 한편, 탄탈룸 및/또는 니오비움은 내열적 충격성을 위해 첨가된다. 본 발명의 보다 바람직한 예에 따르면, 기판은 약 1.7~2.3w/o의 티타늄과 탄탈룸과 니오비움의 합계가 4.4~5.6w/o이지만, 3.2~3.8w/o의 탄탈룸과 1.2~1.8w/o의 니오비움이 가장 바람직하다.
기판은 88% 이상(88~98%가 보다 바람직하다)의 자기 포화(磁氣飽和)를 가지며, A타입만, 혹은 최악이라도 A와 B타입의 다공성을 포함하는 것이 바람직하다.
기판의 텅스텐 카바이드의 함유물은 적어도 80w/o가 바람직하고, 적어도 85w/o가 보다 바람직하다. 본 발명에 따른 피복(제3도 참조)은 기판(32)에 접착된 뒤붙임 레이어(36), 뒤붙임 레이어(36)에 접착된 작용레이어(38), 그리고 작용 레이어(38)에 접착된 다듬질 레이어(40)의 3개의 주(主)레이어, 또는 섹션으로 구성된다.
뒤붙임 레이어(36)는 티타늄, 하프늄, 지르코늄의 카바이드나 침탄 질화물의 그룹 중에서 단독으로, 또는 서로 결합되어 선택된 2개 이상의 레이어 또는 서브 레이어로 형성된다. 뒤붙임 레이어는 티타늄 카바이드와/또는 침찬 질화 티타늄만으로 구성되는 것이 바람직하다. 뒤붙임 레이어는 침탄 질화 티타늄의 단(單)레이어로 구성되며, 그리고 약 5~8μ, 바람직하게는 약 5.5~7.5μ, 그리고 더 바람직하게는 약 5.5~7.0μ의 두께를 갖는 것이 가장 바람직하다. 프랭크면에 대한 내마모성은 뒤붙임 레이어의 두께에 비례한다. 침탄 질화 티타늄 뒤붙임 레이어는 단일의 화학적 성질의 것이거나 점차 변화되도록 한다. 즉, 그 두께에 따라 질소에 대한 탄소의 비율이 변화된다. 예를 들어 기판으로부터 멀어지는 방향으로 탄소가 감소되도록 한다.
작용 레이어(38)는 알루미나(42)의 서브 레이어와, 티타늄, 지르코늄, 그리고 하프늄의 질화물 그룹중에서 단독으로, 또는 결합되어 선택된 질화물(44)의 서브레이어가 번갈아 적층되어 있다. 작용 레이어는 뒤붙임 레이어에 직접적으로 접착된 알루미나 또는 질화물 서브 레이어로 출발해도 좋다. 강화된 크레이터 내마모성을 갖는 고경도의 알루미나 서브 레이어를 얻기 위해, 각 알루미나 레이어는 바람직하게는 약 0.15~0.5μ 범위의 중간 정도의 미세한 입자 크기를 갖고 있어야만 한다. 이 미세한 입자 크기는 각 알루미나 레이어를 약 1.5μ이하, 보다 바람직하게는 약 0.5μ~1.0μ의 두께를 유지함으로써 얻어진다. 내크레이터 마모성을 최대로 하기 위해, 적어도 2층 이상, 바람직하게는 3층, 4층의 상술한 타입의 알루미나 서브 레이어(42)가 제공된다. 각각의 알루미나 서브 레이어는 바람직하게는 질화 티타늄인 질화물 서브 레이어에 의해 다음 레이어로부터 분리되어 있다.
이 질화물 서브 레이어는 미립화 내크레이터마모성 알루미나의 적층 두께를 증가시키는 알루미나 서브 레이어를 분리할 뿐만 아니라, 알루미나 서브 레이어를 다음 레이어에 접착시키는 작용도 한다. 출원자에 의해 행해진 시험은 질화 티타늄 서브 레이어가 티타늄 카바이드 혹은 침탄 질화 티타늄의 어느 것보다도 알루미나 서브 레이어에 대해 양호한 접착성을 제공하는 것을 나타낸다. 각 질화물 서브 레이어(44)의 두께는 아래에 존재하는 알루미나 서브 레이어의 완전한 피복을 보증하기 위해 적어도 약 0.2μ 이상이어야만 하는데, 그 이상의 두께를 증가시키는 이점도 없기 때문에 약 1.0μ이하이어야 한다. 작용 레이어는 3~8μ의 총 두께를 갖으며, 그리고 그것은 3~5.5μ이 보다 바람직하다.
작용 레이어(38)내의 최종 알루미나 서브 레이어(42)에 접착되는 것이 다듬질 레이어(40)이다. 이 다듬질 레이어는 피복(34)에 대해 저마찰 표면으로 제공하고, 그리고 금속 절삭시 피복상의 금속 증가를 최소로 하도록 설계되어 있다.
다듬질 레이어(40)는 티타늄, 하프늄, 지르코늄의 침탄질화물이나 질화물의 그룹중에서 단독으로, 혹은 결합되어 선택된 2층 이상의 레이어 또는 서브 레이어를 포함한다. 다듬질 레이어는 0.2~4μ의 두께를 갖는 질화 티타늄으로 형성되는 것이 바람직하다. 제3도에 도시된 또 다른 실시예에 있어서, 다듬질 레이어(40)는 최종 알루미나 서브 레이어(42)에 접착된 침탄질화 티타늄의 내부 서브 레이어(46)와, 침탄 질화 서브 레이어(46)에 접착된 질화 티타늄의 가장 바깥쪽 서브 레이어(48)와의 2층 서브 레이어로 구성된다. 이 최종 실시예에 있어서, 침탄 질화 티타늄 서브 레이어는 바람직하게는 약 0.2~1.0μ의 두께를 가지며, 그리고 질화 티타늄 서브 레이어는 바람직하게는 약 0.3~3.0μ의 두께를 가지며, 또한 0.3~2.0μ이 보다 바람직하다.
피복 두께를 증가시키면, 잔류 응력이 피복 내에서 증가하여 피복의 강도 혹은 완전성이 저감되고, 금속절삭 능력이 저하된다. 그 때문에, 피복(34)의 총두께는 7.5~2.0μ 범위내에 있으며, 약 8~15μ이 바람직하고, 그리고 또한 약 9~12.5μ이 보다 바람직하다.
상기의 피복은 금속 절삭 삽입날의 분야에 종사하는 당업자에게 이미 알려진 통상의 화학 증착 프로세스에 의해 도포될 수도 있으며, 상기의 질화물 피복은 또한 동업자에게는 이미 알려진 물리적 장착(PVD) 기술에 의해 피복될 수도 있다. 예를 들면, 여기서 설명되는 피복에서는 모든 피복 레이어가 자동화(CVD) 기술에 의해 피복되어도 좋다는 것이 의도되어진다. 예를 들면, 교대로, 다듬질 레이어내의 질화 티타늄이 PVD기술에 의해 피복될 수도 있다.
본 발명은 다음의 실시예를 살펴봄으로써 더욱 명확해질 것이다.
표 1에 나타난 충전재료는 7.125인치×15인치의 분쇄로 내에서 45.000그램의 경결 텅스텐 카바이드 환상체와 헵탄(heptane)과 함께 19시간, 1.2μ의 외관 입자크기의 Fisher Subsieve Size(FSSS)(ASTM330-82)를 생성하기 위해 분쇄되었다. 그리고, 분쇄된 슬러리(slurry)는 400메쉬의 체를 통해 시그마 건조기내에 투입되었다. 그후, 각각 2%와 0.255의 액상(液狀)파라핀(paraffin)과 에소민이 증가되고, 그리고 그 슬러리는 시그마 교반기내에서 건조되었다. 그 결과로서 생성된 혼합물은 0.040인치의 스크린을 통해 핏츠 밀 분쇄되었다.
삽입날은 필형상으로 성형되어, 약 25μ 진공압 아래서 30분간, 화씨 2650도에서 충분한 밀도로 소결되었다. 소결된 생성물은 그후 연마되어, SNGN-433(ANSIB212.4-1986) 형식 분할 가능 삽입날 기판으로 마무리되었다.
소결 생성물(뱃치 1)의 시험은 그것이 98%의 자기포화, 150엘스테드의 자기 보자력, 그리고 91.4~91.5의 록 웰 A경도를 갖는 것을 나타내었다.
텅스텐 카바이드 입자 크기는 1~7μ의 범위이며 최대크기는 17μ에 달한다.
고용체 카바이드 입자 크기는 1~4μ의 범위이다(제2도 참조).
기판의 다공성은 A02-B00.1-C00으로 평가되었다.
코발트의 증가, 혹은 고용체 카바이드의 감소가 기판 표면상 또는 부근에서는 관찰되지 않았다.
기판에 관한 2개의 추가적 뱃치(뱃치 1과 2)는 상술한 같은 호칭 조성을 갖도록 준비되었으며, 그리고 상술한 동일한 방법으로 처리되었다.
그러나, 이들 두 개의 뱃치는 진공중에서, 화씨 2650°F에서 30분간의 소결, 30분, 가열하에 압축되고, 그리고 또한 300psi 아르곤중, 30분간 화씨 2650에서 소결되었다.
뱃치 2에서 소결된 생성물은 96%의 자기포화, 130엘스테드의 자기보자력, 그리고 91.2의 록 웰 A의 경도를 가졌다. 텅스텐 카바이드 입자 크기는 1~7μ의 범위이었다.
고용체 카바이드 입자 크기는 1~4μ의 범위이었다.
기판의 다공성은 A02-B00-2-C00이었다.
코발트 농축과 고용체 카바이드의 감소는 기판 표면으로부터 내부 방향으로 각각 약 14와 19.1μ 정도 연장된 곳에서 관찰되었다.
뱃치 3에서 소결된 기판은 91%의 자기포화, 138엘스테드의 자기보자력, 그리고 91.4의 록 웰 A경도를 가졌다.
미세 구조는 뱃치 1의 미세 구조와 유사하였다(즉, 코발트의 농축도 고용체 카바이드의 감소도 기판 표면에서 관찰되지 않았다).
뱃치 2와 3의 기판은 세척되고, 이하에 기술될 2개의 피복 구조의 하나를 제공하기 위해 생산규모의 CVD반응기내에서 피복 처리되었다.
피복 1과 2는 표 2에 나타난 방법 1과 2에 의해 각각 도포되었다.
상기 피복의 호칭 두께는 엣지 효과를 피하기 위해 절삭 엣지 노스(cutting edge nose)부터 약 0.1인치 떨어진 레이크 표면위에서 측정되었다. 실제 피복 두께는 이하에 나타냈듯이 뱃치 2와 3의 피복 타입 2(SNMG-433)으로 측정하였다.
이들 삽입날이나 상기의 방법으로 만들어진 다른 공통의 형상의 삽입날을 사용한 절삭 시험은 여러종류의 강의 선삭(lathe turning)에서 뛰어난 절삭 성능을, 그리고 양 회주철 및 노듈라 주철의 선삭(旋削)에 있어서 양호한 절삭 성능을 제공하였다. 본 발명에 따른 삽입날은 또한 강과 주철에서 단속 절삭 시험에서 뛰어난 엣지 강도를 나타냈다.
주로 상기 프로세스에 따라 만들어진 삽입날은 SNMG-433형상(.002~.004인치 반경의 혼(hone))으로 만들어지고, 그리고 표 3이하에서 설명되는 슬롯을 갖는바 엣지강도 시험을 행하였다. 이용한 슬롯을 갖는 바는 각각이 서로 바 길이에 따라 새겨진 90도를 이루는 4개의 슬롯을 갖는다. 각각이 슬롯 폭은 3/16인치였다.
시험조건
15도 리드각/절삭지름
4.50인치~3.50인치(350sfm)과 5.78인치~4.58인치(650sfm)/이송속도:0.0145, 0.020, 0.024, 0.029, 0.036, 0.040, 0.046, 0.053인치-피손까지 각 이송시마다 100회의 충격/0.100인치 절삭 깊이/냉각제 없음.
* 각 평균은 7~8회의 절삭 엣지 시험이다. 플러스 표시는 시험이 정지된 시점에서 적어도 하나의 엣지가 800회 이상의 충격을 경험한 것을 나타낸다.
상기와 같은 방법으로 추가적 절삭 삽입날은 뱃치 1기판을 갖고 있는데, 이하의 호칭 피부 구조에서 실시되었다.
피복 형식 3-5를 갖는 뱃치 1 절삭 삽입날은 이하의 시험을 받았다(표4-13).
* 주의 : 피복이 벗겨짐을 볼 수 있다.
선삭(旋削) AISI1045 강(200BHN)
700sfm/.023ipr/.080dos
CNMG-432형식(.001-.002 인치 반지름 혼)
-5도 리드각/냉각제 없음
공구 수명 수준 :
fw--.015 균일 프랭크면 마모
mw--.030 최대 국소 프랭크면 마모
cr--.004 크레이터 마모
ch--0.030칩
bk--파손
* 주의 : 피복의 벗겨짐을 볼 수 있다.
선삭 AISI1045 강(200BHN)
850sfm/.015ipr/0.080 doc
CNMG-432형식(.001-.002인치 반지름 혼)
-5도 리드각/냉각제 없음
공구 수명 기준 : 표 4와 동일
* 주의 : 피복의 벗겨짐을 볼 수 있다.
선삭 AISI1045 강(200BHN)
850sfm/.015ipr/0.080 doc
SNMG-433형식(.001-.003인치 반지름 혼)
15도 리드각/냉각제 없음
공구 수명 기준 : 표 4와 동일
선삭 ASTMA536 80-55-06 노듈라 주철(248BHN)
600sfm/.020ipr/1.00 doc
SNGM-433형식(.001-.003인치 워터폴 혼)
15도 리드각/냉각제 없음
공구 수명 기준 : 표 4와 동일
선삭 ASTM536 65-45-12 노듈라 주철(163BHN)
850sfm/.020ipr/.100 doc
SNGN-433형식(.001-.003인치 워터폴 혼)
14도 리드각/냉각제 없음
공구 수명 기준 : 표 4와 동일
선삭 ASTMA536 65-45-12 노듈라 주철(163BHN)
850sfm/.020ipr/.100 doc
SNGN-433형식(.001-.003인치 워터폴 혼)
15도 리드각/냉각제 없음
공구 수명 기준 : 표 4와 동일
선삭 ASTM A536 65-45-12 노듈라 주철(163BHN)
700sfm/.030ipr/.100 doc
SNGN-433형식(.001-.003인치 워터폴 혼)
15도 리드각/냉각제 없음
공구 수명 기준 : 표 4와 동일
플라이컷트 밀링 ASTM A536 60-40-18 노듈라 주철(163BHN)
700sfm/.015ipr/.100 doc
SNGN-433형식(.001-.003인치 워터폴 혼)/냉각제 없음
15도 리드각/8인치 플라이 컷트 공구 지름/4인치 폭/24인치길이/스트래들 타입
공구 수명 기준 :
fw--.015 균일 프랭크면 마모
cr--.004 크레이터 깊이
ch--.030 칩
bk--파손
플라이컷트 밀링 ASTM A536 60-40-18 노듈라 주철(182BHN)
700sfm/.007ipr/.100 doc
SNGN-433형식(.001-.003인치 워터폴 혼)/냉각제 없음
15도 리드각/8인치 플라이 컷트 공구 지름/4인치 폭/24인치길이/스트래들 타입
공구 수명 기준 :
fw--.015 균일 프랭크면 마모
cr--.004 크레이터 깊이
ch--.030 칩
bk--파손
플라이컷트 밀링 ASTM A536 60-40-18 노듈라 주철(182BHN)
1200sfm/.007ipr/.100 doc
SNGN-433형식(.001-.003인치 워터폴 혼)
15도 리드각/8인치 플라이 컷트 공구 지름/4인치 폭/24인치길이/스트래들 타입
공구 수명 기준 :
fw--.015 균일 프랭크면 마모
cr--.004 크레이터 깊이
ch--.030 칩
bk--파손
상술한 시험 결과는 본 발명에 따른 절삭 삽입날이 내 프랭크면 마모성, 내크레이터 마모성과, 그리고 연속 및 단속 가공 운전시 장기간의 공구 수명을 제공하는 강의 절삭 가공시 엣지 강도와의 뛰어난 결합을 갖는 것을 나타낸다고 생각되어진다. 양호한 공구 수명이 노듈라 주철의 가공에서 나타났다.
본 발명의 다른 형태는 여기서 도시된 본 발명의 명세서, 또는 실시예의 고찰에서 당업자에게 명백해질 것이다.
명세서와 실시예는 이하의 청구범위에 의해 나타나 있는 본 발명의 실제 범위와 정신의 전형적인 예로서만 고찰되도록 의도되었다.

Claims (1)

  1. 절삭 삽입날에 있어서, 절삭면(cutting face)과 프랭크면(flank face)을 갖는 본체와, 상기 절삭면과 상기 프랭크면의 접합부에 형성되는 절삭 엣지로 구성되며, 상기 본체는 주로 텅스텐 카바이드 입자, 텅스텐, 티타늄, 탄탈룸, 니오비움, 지르코늄, 및 하프늄으로 구성된 그룹 중에서, 단독으로 또는 결합되어 선택된 원소, 그리고 6.1~6.5의 중량% 코발트를 함유하는 고용체(固溶體) 카바이드 입자로 된 경결 카바이드 기판, 상기 기판은 적어도 90.8~91.6 정도의 록 웰 A경도와 110~180엘스테드(oersted)의 자기보자력을 보유하는, 상기 기판에 접착된 피복, 상기 피복은 상기 기판에 접착된, 적어도 5μ의 두께를 가지며, 티타늄, 하프늄, 지르코늄의 카바이드, 침탄질화물로 된 그룹중에서 단독으로 또는 결합되어 선택된 뒤붙임 레이어(backing layer)를 포함하며, 티타늄, 지르코늄, 및 하프늄의 질화물 중에서 단독으로 또는 결합되어 선택된 중간 서브 레이어에 의해 서로 분리된 적어도 복수개의 알루미나 서브 레이어를 포함하는 교호(交互)의 서브 레이어로 구성된 작용 레이어, 상기 제1알루미나 서브 레이어는 상기 제2레이어에 접착되어 있으며, 가장 바깥쪽의 알루미나 레이어에 다듬질 레이어(finishing layer)가 부착되며, 상기 다듬질 레이어는 티타늄, 하프늄, 지르코늄의 침탄 질화물로 구성된 그룹중에서 단독으로 또는 결합되어 선택되며, 여기서 상기 서브 레이어내의 상기 알루미나는 약 0.15~0.5μ범위내의 평균 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 절삭 삽입날.
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