KR100313397B1 - 다층코팅된 공구 - Google Patents

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Abstract

(a) 기판; 그리고 (b) 기판에 도포된 다층코팅으로 이루어지며, 다층코팅은 기판위에 번갈아 적층된 제 1, 2코팅층들로 구성되며, 각각의 제 1 코팅층들은 0.10-0.50㎛의 평균두께를 가지면서 그안에 티타늄을 함유하고, 각각의 제 2 코팅층들은 0.10-0.50㎛의 평균두께를 가지면서 그 안에 알루미늄을 함유하며, 다층코팅은 0.50-10.0㎛의 평균두께를 갖는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.

Description

다층코팅된 공구{MULTILAYER COATED TOOL}
전통적으로 고속도공구강, 초경합금, 서멧, CBN 소결체로 만들어진 공구의 내마모성을 증가시킬 목적으로 그 공구를 물리적 증착법(PVD법), 화학적 증착법 (CVD법) 또는 다른 적절한 방법에 의해 Ti, Cr, Hf, Zr의 질화물, 탄화물 또는 탄소-질화물로 형성된 경질코팅으로 도포하며, 그러한 경질코팅의 평균두께는 0.50-10.0㎛였다. 근년에 와서는, 증가된 절삭속도에 대한 요구를 충족시키기 위해 사용되는 경질코팅의 녹 방지 또는 산화 방지력을 증가시킬 목적으로, 초경합금으로 만들어진 기판 또는 기재를 PVD법에 의해 AlTiN 또는 AlTiCN 의 경질코팅으로 도포함으로써 만들어진 공구가 널리 사용되어 왔다. 그 예로, JP-B2-4-53642에서는 0.50-10.0㎛의 두께를 가지고 있으며 Al과 Ti의 탄화물, 질화물 또는 탄소질화물의 복합 고용체로 만들어진 경질코팅을 개시하고 있다. 또 다른 예로, JP-B2-5-67705에서는 0.80-10.0㎛의 두께를 가지고 있으며, 경질코팅의 내열성을 또한 증가시키기 위한 시도로 알루미늄의 함량이 56-75%범위인 내 마모성코팅으로 형성된 경질코팅을 개시하고 있다. 또한, JP-A-7-97679에서는 총 두께가 0.50-10.0㎛이며 화학양론적으로 알루미늄이 풍부한 벌크조성물을 갖는 경질다층코팅을 개시하고 있는데, 여기서는 티타늄이 풍부한 초박막 AlTiN 층들과 알루미늄이 풍부한 초박막 AlTiN 층들이 서로 번갈아 포개어져서, 서로 인접해 있는 티타늄이 풍부한 초박막 AlTiN 층들사이 또는 알루미늄이 풍부한 초박막 AlTiN 층들 사이의 피치 또는 공간간격이 0.50-20.0nm(nanometer)의 범위로 되어 있다.
근년에는, 요구되는 절삭속도가 더욱 증가된 반면에 절삭될 작업물질은 점점 더 단단해 졌다. 전통적인 방법으로 코팅된 공구가 요구되는 고속의 절삭속도로 좀더 단단한 작업물질을 절삭하는데 사용되는 경우에, 공구의 코팅층은 마모되는 대신에 약간 깨지거나 깎여 나간다. 특히 알루미늄이 풍부한 AlTiN 코팅층은 2600Hv 이상의 높은 경도 때문에 쉽게 깎여 나간다. 그러므로 전통적으로 코팅된 공구는 그 공구가 단일층으로 구성된 코팅으로 도포되어 있든지, 다중층으로 구성된 코팅으로 도포되어 있든지, 또는 각각 상당히 얇은 두께의 층들로 구성된 코팅으로 도포되어 있든지에 관계없이, 원하는 정도의 내마모성을 보이지는 못한다. 그 공구의 코팅은 코팅의 경도가 비교적으로 클때 좀더 쉽게 깎여 나가는 경향이 있는데, 그래서 경질코팅을 갖는 공구는 기대한 정도 또는 만족할 만한 정도의 내마모성을 보일 수 없다.
본 발명은 일반적으로 고속도공구강, 초경합금(cemented carbide), 서멧 (cermet), 또는 CBN 소결체로 만들어진 기판과 그 기판을 덮고 있는 경질다층코팅을 포함하는 경질다층코팅된 공구에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 구체예에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 구체예에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 구체예에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 구체예에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구의 단면도이다.
본 발명은 상기한 배경하에서 개발되었으며, 내마모성의 저하없이 높은 내열성을 보장하면서 뛰어나게 개선된 인성(취성의 반대 상태)를 갖는 경질다층코팅된공구를 제공하려는 목적을 갖고 있다.
상기 목적은 본 발명의 원리 (a)기판; 그리고 (b) 기판위를 덮고 있는 다층코팅으로 이루어지는 경질다층코팅된 공구에 의해 달성될 수 있는데, 다층코팅은 기판위에 적층된 제 1, 2코팅층들을 포함하며, 제 1코팅층들 각각은 평균두께가 0.01-0.50㎛이며 티타늄을 함유하고, 제 2코팅층들 각각은 평균두께가 0.01-0.50㎛이며 알루미늄을 함유하고, 다층코팅은 평균두께가 0.50-10.0㎛이다.
본 발명에 따른 경질다층코팅은 이온플레이팅법, 스퍼터링법, 또는 다른 물리적 증착법(PVD법), 또는 대체방법으로, 플라즈마 CVD법, 열 CVD법, 또는 다른 화학적 증착법(CVD법)을 통해 형성된다. 본 발명의 경질다층코팅이 이온플레이팅법을 통해 형성되는 경우, 이온화된 금속성분은 N2또는 CH4분위기하의 노(爐)에서 반응시킨다. 경질다층코팅은 티타늄 함유 합금으로 만들어진 타겟(target)과 알루미늄 함유 합금으로 만들어진 타겟을 사용함으로써 얻어진다. 이 두 타겟은 서로 번갈아 활성화되어 음극으로서의 역할을 하며, 따라서 제 1, 2코팅층들이 기판위에 서로 번갈아 적층되는데, 즉, 제 1, 2코팅층들이 서로의 위에 번갈아 포개진다. 두 타겟들의 조성은 제 1, 2코팅층들의 조성에 대응된다.
기판의 재료는 고속도공구강, 초경합금, 서멧 그리고 CBN 소결체와 같은 다양한 공구재료중 어느것도 좋다. 제 1코팅층들중의 하나가 다층코팅의 가장 내층을 구성하며, 제 1코팅층들 이외의 다른 코팅층들중 하나가 기판으로부터 멀리 떨어진 다층코팅의 가장 외층을 구성하는 것이 바람직하다.
제 1코팅층에 알루미늄이 없기 때문에 또는 제 1코팅층에서의 알루미늄의 백분율 함량이 제 2코팅층에서보다 낮기 때문에 비교적 낮은 경도를 갖는 제 1코팅층이 만약 0.01㎛보다 얇은 두께를 갖는 다면, 다층코팅은 공구가 작업물질을 기계가공 하거나 절삭하는 공정에 있을때 거기에 가해지는 충격을 흡수할 수 없다. 반면에, 만약 제 1코팅층이 0.50㎛ 보다 큰 두께를 갖는다면, 다중층 전체의 내마모성과 내열성은 바람직스럽지 않게 감소된다. 또한, 제 2코팅층에 알루미늄이 들어있기 때문에 또는 제 2코팅층에서의 알루미늄의 백분율 함량이 제 1코팅층에서보다 높기 때문에 비교적 높은 경도를 갖는 제 2코팅층이 만약 0.01㎛ 보다 얇은 두께를 갖는다면, 다층코팅은 충분한 내마모성을 보일 수 없다. 반면에, 만약 제 2코팅층이 0.50㎛ 보다 큰 두께를 갖는다면, 비록 제 2코팅층이 다층코팅에 가해지는 충격을 흡수해 주는 제 1코팅층들 사이에 삽입되어 있더라도 제 2코팅층이 깨지거나 깎여 나가는 것은 불가피하게된다. 그러므로 각 코팅층의 두께는 0.01에서 0.50㎛까지의 범위로 제한된다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 제 1코팅층들 각각은 (AlXTi1-X)(NYC1-Y)(여기서 0.05X0.50, 0.50Y1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있으며, 제 2코팅층들 각각은 (AlZTi1-Z)(NTC1-T)(여기서 0.50 < Z0.80, 0.50T1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있다.
본 발명의 제 1 양태중 제 1 바람직한 형태에 따르면, 다층코팅은 화학양론적으로 알루미늄이 풍부한 벌크조성을 갖는다.
다층코팅 전체에 알루미늄이 풍부한 화학양론적 조성은 다음 수학식 1을 만족시키는데, 여기서 X, Z 는 각각 제 1, 제 2코팅층들에서의 알루미늄의 혼합비를 나타내며, l1은 제 1코팅층의 평균두께를 나타내고, l2는 제 2코팅층의 평균두께를 나타낸다.
(Xl1+ Zl2) / (l1+ l2) > 0.5
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 제 1코팅층들중 각각은 Ti(NxC1-x)(여기서 0.50x1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있으며, 제 2코팅층들중 각각은 (AlyTi1-y)(NzC1-z) (여기서 0.20y0.80, 0.50z1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있다.
만약 제 2코팅층이 20% 보다 낮은 알루미늄 함량을 갖는다면, 다층코팅은 충분한 내열성과 경도를 보이지 못한다. 반면에, 제 2코팅층이 80% 보다 높은 알루미늄 함량을 갖는다면, 다층코팅은 충분한 경도를 보이지 못한다. 그러므로, 제 2코팅층의 알루미늄 함량은 0.20에서 0.80% 까지의 범위로 제한된다.
본 발명의 제 2 양태중 제 1 바람직한 형태에 따르면, 제 1코팅층들중 각각의 평균두께는 0.01-0.40㎛이고, 제 2코팅층들중 각각의 평균두께는 0.01-0.40㎛이다.
본 바람직한 형태에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구에서, 다중층의 높은 내마모성과 높은 내열성이 더욱 보장되며 제 2코팅층이 깎여 나가는 것이 더욱 확실하게 방지된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 경질다층코팅된 공구는 티타늄을 함유하고 기판과 다층코팅 사이에 삽입된 계면층을 더 포함한다.
본 발명의 제 3 양태에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구에서, 예를 들어, TiN 으로 만들어진 계면층은 기판과 다층코팅사이에 제공되는데, 그 이유는 기판에 대한 다층코팅의 접착력을 증가시키기 위해서이다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 경질다층코팅된 공구는 알루미늄을 함유하고 다층코팅의 외층 표면위에 위치하는 표면층을 더 포함한다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 상기한 다층코팅은 제 1, 2코팅층들 사이에 각각 삽입된 중간 코팅층들로 구성되어 있으며, 그 각각은 0.01-0.50㎛의 평균두께를 갖고 있고 알루미늄을 함유하고 있으며, 중간 코팅층들 각각의 알루미늄 함량은 제 1코팅층들 각각에 보다는 크고 제 2코팅층들 각각에 보다는 작다.
서로 인접한 코팅층들이 서로 상당히 다른 각각의 성분들을 갖고 있는 경우, 인접한 코팅층들이 그 사이의 계면에서 깎여져 나가기 쉽고, 다층코팅에 가해지는 충격을 흡수하는 것은 불가능하다. 이런 경우에, 다층코팅 전체의 인성은 제 1, 2코팅층들 사이에 있는 중간 코팅층의 제공에 의해 증가된다. 중간층에서의 알루미늄 함량은 제 1코팅층에서 보다는 크고, 제 2코팅층에서 보다는 작다. 중간코팅층의 경도는 제 1코팅층의 경도보다 크고 제 2코팅층의 경도보다 작기때문에, 중간코팅층은 그 두께가 0.01㎛ 보다 작은 경우 다층코팅에 가해지는 충격을 흡수할 수 없다. 중간코팅층은 그 두께가 0.50㎛ 보다 큰 경우 깎여 나가기 쉽다.
본 발명의 제 5 양태중 제 1 바람직한 형태에 따르면, 제 1코팅층들 각각은(AlXTi1-X)(NYC1-Y) (여기서 0.05X0.50, 0.50Y1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있으며, 제 2코팅층들 각각은 (AlZTi1-Z)(NTC1-T) (여기서 0.50 < Z0.80, 0.50T1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있고, 중간층들 각각은 (AlUTi1-U)(NVC1-V) (여기서 X < U < Z, 0.50V1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있다.
본 발명의 제 5 양태중 제 1 바람직한 형태의 한가지 이로운 구성에 따르면, 다층코팅은 화학양론적으로 알루미늄이 풍부한 벌크 조성을 갖고 있다.
다층코팅 전체에 알루미늄이 풍부한 화학양론적 조성은 다음 수학식 2를 만족시키는데, 여기서 X, Z, U 는 각각 제 1, 제 2, 그리고 중간코팅층들에서의 알루미늄의 혼합비를 나타내며, l1은 제 1코팅층의 평균두께를 나타내고, l2는 제 2코팅층의 평균두께를 나타내며, l3는 중간코팅층의 평균두께를 나타낸다.
(Xl1+ Zl2+ 2Ul3) / (l1+ l2+2l3) > 0.5
발명의 제 5 양태중 제 2의 바람직한 형태에 따르면, 제 1코팅층들 각각은 Ti(NsC1-s) (여기서 0.50s1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있으며, 제 2코팅층들 각각은 (AltTi1-t)(NuC1-u) (여기서 0.50 < t0.80, 0.50u1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있고, 중간층들 각각은 (AlvTi1-v)(NwC1-w) (여기서 0.20v< 0.50 , 0.50w1.00)으로 표시되는 조성을 갖고 있다.
만약 제 2코팅층이 50% 이하의 알루미늄 함량을 갖는다면, 다층코팅은 충분한 내열성과 경도를 보이지 못한다. 반면에, 만약 제 2코팅층이 80% 보다 큰 알루미늄 함량을 갖는다면, 다층코팅은 충분한 경도를 보이지 못한다. 그러므로 제 2코팅층의 알루미늄 함량은 50% 보다 커야 하지만 80% 를 초과 해서는 안된다. 또한, 만약 중간코팅층이 20%보다 작은 알루미늄 함량을 갖을 때에는 다층코팅은 충분한 내열성과 경도를 보이지 못한다. 반면에, 만약 중간코팅층이 50% 이상의 알루미늄 함량을 갖는다면, 다층코팅의 경도가 지나치게 커지고, 거기에 따라 다층코팅은 가해지는 충격을 충분히 흡수하지 못한다. 그러므로, 중간코팅층의 알루미늄 함량은 적어도 20%는 되어야 하지만 50% 보다는 적어야 한다.
발명의 제 5 양태의 제 2의 바람직한 형태의 한가지 이로운 구성에 따르면, 제 1코팅층들 각각의 두께는 0.01-0.40㎛이며, 제 2코팅층들 각각의 평균두께는 0.01-0.40㎛, 그리고 중간코팅층들 각각의 평균두께는 0.01-0.20㎛이다.
본 이로운 구성에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구에서, 다중층의 높은 내마모성과 높은 내열성이 더욱 보장되며 제 2코팅층이 깎여 나가는 것이 더욱 확실하게 방지된다. 각 제 2코팅층과 두 개의 인접한 중간코팅층들로 구성된 세 층들의 총 두께는 0.50㎛ 이하가 되는게 바람직한데, 그 이유는 다층코팅 또는 코팅층들이 계면에서 깎여져 나가는 것을 방지하기 위해서이다.
발명의 제 5 양태의 제 3의 바람직한 형태에서, 경질다층코팅된 공구는 티타늄을 함유하고 기판과 다층코팅 사이에 삽입된 계면층으로 구성되어 있다.
본 발명의 제 5 양태의 제 3의 바람직한 형태에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구에서, 예를 들어, TiN으로 형성된 계면층이 기판과 다층코팅 사이에 공급되는데, 그 이유는 기판에 대한 다층코팅의 접착력을 증가시키기 위해서이다.
본 발명의 제 5 양태의 제 4의 바람직한 형태에 따르면, 경질 다층코팅된 공구는 알루미늄을 함유하고 다층코팅의 외층 표면위에 위치하는 표면층으로 구성된다.
본 발명의 경질다층코팅된 공구에서, 다층코팅의 내마모성은 다층코팅의 각 코팅층의 탄소함량이 증가함에 따라 더욱 증가한다는 점이 유의된다. 그러나, 만약 각 코팅층에서의 탄소 함량이 질소함량을 초과할 정도로 증가된다면, 다층코팅의 경도는 지나치게 증가하게 되고, 거기에 가해지는 충격을 흡수해 주거나 줄여주는 능력이 약해지는 결과를 가져오게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 구체예에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구를 나타내는 단면도이다. 공구의 기판(12)의 표면 위에 다수의 내층(14) 그리고 내층(14)과 동일한 수의 외층(16)으로 구성된 경질다층코팅(18)이 공급되어 있다. 내층과 외층(14, 16)은, 서로 인접되도록 하기 위해, 기판(12) 위에 서로 번갈아 적층 또는 포개져 있다. 내층(14)은 제 1코팅층에 대응하며, 내층(14) 중의 하나는 기판(12)에 인접해 있는 경질다층코팅(18)의 가장 내층을 구성하고 있다. 내층(14) 각각은 0.01-0.50㎛의 평균두께를 가지며 (AlXTi1-X)(NYC1-Y) (여기서 0.05X0.50, 0.50Y1.00)으로 표시되는 조성을 갖는다. 외층(16)은 제 2코팅층들에 대응하며, 외층(16) 중 하나는 기판(12)으로부터 멀리 떨어진 경질다층코팅(18)의 가장 외층을 구성하고 있다. 외층(16) 각각은 0.01-0.50㎛의 평균두께를 가지며 (AlZTi1-Z)(NTC1-T) (여기서 0.50 < Z0.80, 0.50T1.00)로 표시되는 조성을 갖는다. 경질다층코팅(18)은 화학양론적으로 알루미늄이 풍부한 벌크 조성물을 갖으며, 여기서 내층(14)의 두께, 외층(16)의 두께, 그리고 각각 내층과 외층(14, 16)에서의 알루미늄 혼합비 X, Z들은 상기한 수학식 1이 만족되도록 결정되고, 경질다층코팅(18)이 0.50-10.0㎛의 평균두께(D1)을 갖도록 결정된다. 이 제 1 구체예는 실시예 1 내지 5에서 좀더 설명될 것이다.
도 2는 본 발명의 제 2 구체예에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구를 나타내는 횡단면도이다. 이 공구는 경질다층코팅된 공구(18)가 중간코팅층들에 대응되는 다수의 중간층(22)을 추가로 포함하는 경질다층코팅(24)에 의해 대체된다는 점에서 도 1의 경질다층코팅된 공구와 다르다. 중간층(22) 각각은 인접한 내층과 외층(14, 16) 사이에 삽입되어 있으며, 0.01-0.50㎛의 평균두께를 갖고 (AlUTi1-U)(NVC1-V) (여기서 X < U < Z, 0.50V1.00)로 표시되는 조성을 갖는다. 내층, 외층 그리고 중간층(14, 16, 22)에 의해 구성되는 경질다층코팅(24)은 화학양론적으로 알루미늄이 풍부한 벌크조성물을 갖고 있으며, 여기서 내층, 외층 그리고 중간층(14, 16, 22)의 각각의 두께와 각각 내층, 외층 그리고 중간층 (14, 16, 22)에서의 알루미늄 혼합비 X, Z, U 는 상기한 수학식 2가 만족되도록 결정되며, 경질다층코팅(24)이 0.50-10.0㎛의 평균두께(D2)를 갖도록 결정된다. 이 제 2 구체예는 실시예 6과 7에서 좀더 설명될 것이다.
공구의 기판(12)에 대한 경질다층코팅(18 또는 24)의 접착력을 증가시키기 위해서, 필요하다면, 예를 들어 TiN으로 형성된 계면층이 기판(12)과 경질다층코팅 (18 또는 24) 사이에 공급될 수 있다. 또한, 필요하다면, 예를 들어 알루미늄이 풍부한 AlTiN 으로 형성된 표면층이 경질다층코팅(18 또는 24)의 외표면에 추가로 공급될 수 있다.
제 1, 2 구체예들의 구체적인 실시예가 설명될 것이다.
실시예 1
직경 10.0mm, 절삭날 길이 (홈길이) 25.0mm, 총 길이 80.0mm 그리고 여섯개의 절삭날 또는 톱날을 가진 초경합금 엔드밀(이것의 주부품은 JIS Z10에 부합되는WC-10Co이었다)을 Al0.4Ti0.6합금으로 형성된 타겟과 Al0.7Ti0.3합금으로 형성된 타겟으로 음극 전극을 갖는 아크(arc)형 이온플레이팅장치의 기판 홀더(holder)에 설치하였다. 그 엔드밀은 그 플레이팅장치에 설치된 가열기에 의해 가열되는 동안 기판 홀더와 함께 회전되었다. 그 장치는 장치내의 압력이 6.70×10-3Pa 이 될때까지 감압되었으며, 엔드밀은 가열기에 의해 400℃까지 가열되었다. 엔드밀의 표면을 깨끗이 하기위한 arc 방전을 일으키기 위해 엔드밀에 -1000V의 전기전위가 가해졌다. 엔드밀의 표면이 충분히 깨끗해진 후, 장치안으로 질소기체가 1000cc/min의 속도로 공급되는 가운데 가해진 전기전위를 -200V 로 감소시킴으로써 엔드밀 위에 경질다층코팅의 총 두께가 3.00㎛ 형성되도록 하였다. 그 다층코팅은 0.10㎛의 평균두께를 갖는 Al0.4Ti0.6합금의 내층들(제 1코팅층들)과 0.10㎛의 평균두께를 갖는 Al0.7Ti0.3합금의 외층들(제 2코팅층들)을 갖는다. 내층과 외층들은 서로 번갈아 0.20㎛ 피치로 각각위에 적층 또는 포개져 있다. 즉, 서로 인접한 두 외층 또는 내층들 사이의 피치 또는 공간간격은 0.20㎛였다(=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.10㎛). 각 두께값은 엔드밀을 절삭하여 얻어진 엔드밀의 횡단면을 주사형전자현미경을 통해 관찰함으로써 얻어졌다. Auger 전자분광기를 이용한 각 코팅층의 정성적 분석 또는 성분결정은 내층과 외층의 성분이 각각 Al0.37Ti0.63N과 Al0.69Ti0.31N 임이 드러났으며, 그것은 대체로 음극(타겟)의 그것과 동일하다. 그러므로 다층코팅 전체에서의 알루미늄 혼합비는 0.53[=(0.37+0.69)÷2] 로 나왔다.
실시예 2
경질다층코팅이 Al0.4Ti0.6합금이 내층들의 형성에서 타겟으로 사용되고, Al0.8Ti0.2합금이 외층들의 형성에서 타겟으로 사용된 것을 제외하고는 상기한 실시예 1의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 내층과 외층의 조성은 각각 Al0.39Ti0.61N과 Al0.78Ti0.22N 이었다. 그러므로, 다층코팅 전체의 알루미늄 혼합비는 0.59[≒(0.39+0.78)÷2]이었다.
실시예 3
경질다층코팅이 Al0.3Ti0.7합금과 Al0.7Ti0.3합금이 각각 내층들과 외층들의 형성에서 타겟으로 사용된 것을 제외하고는 상기한 실시예 1의 조건과 동일한 조건으로 형성되었으며, 내층들과 외층들의 평균두께는 각각 0.10㎛와 0.20㎛ 이었고, 그래서 인접한 두 내층들 또는 외층들 사이의 피치 또는 공간간격는 0.30㎛ (=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.20㎛)였다. 내층과 외층의 조성은 각각 Al0.29Ti0.71N과 Al0.68Ti0.32N 이었다. 그러므로, 다층코팅 전체의 알루미늄 혼합비는 0.55[=(0.29+0.68×2)÷3]이었다.
실시예 4
경질다층코팅이 Al0.3Ti0.7합금과 Al0.8Ti0.2합금이 각각 내층과 외층의 형성에서 타겟으로 사용되고, 그리고 0.10㎛의 두께를 가진 TiN 계면층이 타겟으로 Ti를 사용하여 형성된 것을 제외하고는 상기한 실시예 1의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 계면층은 기판의 표면과 다층코팅의 사이에 엔드밀 기재에 대한 다층코팅의 접착력을 증가시키기위해 삽입되어 있다. 또한, 실시예 1과는 다르게, 내층들과 외층들의 평균두께가 각각 0.10㎛와 0.20㎛이며, 그래서 인접한 두 내층들 혹은 외층들 사이의 공간간격는 0.30㎛ (=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.20㎛)였다. 다층코팅의 두께는 3.00㎛이고, 계면층을 포함한 전체 두께는 3.10㎛이었다. 다층코팅 전체의 알루미늄 혼합비는 0.63[≒(0.30+0.80×2)÷3]이었다.
실시예 5
경질다층코팅이 Al0.3Ti0.7합금과 Al0.7Ti0.3합금이 각각 내층들과 외층들의 형성에서 타겟으로 사용되고, 그리고 0.10㎛의 두께를 가진 TiN 계면층이 타겟으로 Ti를 사용하여 형성된 것을 제외하고는 상기한 실시예 1의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 계면층은 기판의 표면과 다층코팅의 사이에 엔드밀 기재에 대한 다층코팅의 접착력을 증가시키기위해 삽입되어 있다. 또한, 실시예 1과 다르게,내층들과 외층들의 평균두께가 각각 0.10㎛와 0.20㎛이며, 그래서 인접한 두 내층들 또는 외층들 사이의 공간간격는 0.30㎛ (=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.20㎛)였다. 그리고, 0.50㎛의 두께를 가진 Al0.7Ti0.3N 의 표면층이 다층코팅의 외층 표면에 추가로 형성되었는데, 이것은 다층코팅 전체의 알루미늄 함량을 더욱 증가시키기 위한 것이다. 다층코팅의 두께는 3.00㎛이고, 계면층과 표면층을 포함한 전체 두께는 3.60㎛ 이었다. 표면층의 조성은 Al0.66Ti0.34N 이었다. 다층코팅(표면층 포함) 전체의 알루미늄 혼합비는 실시예 3에서와 동일하게 결과가 나왔다.
실시예 6
경질다층코팅이 Al0.2Ti0.8합금과 Al0.5Ti0.5합금 그리고 Al0.8Ti0.2합금이 각각 내층, 중간층 그리고 외층들의 형성에서 타겟으로 사용되고, 그리고 내층, 중간층 그리고 외층들의 평균두께가 각각 0.10㎛, 0.10㎛, 0.20㎛인 것을 제외하고는 상기한 실시예 1의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 인접한 두 내층 또는 외층 사이의 공간간격은 0.50㎛ (=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 중간층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.20㎛ + 각 중간층의 두께 0.10㎛)이었다. 다층코팅은 7세트의 내층과 외층들 그리고 13개의 중간층들로 구성되어 있으며, 그래서 다층코팅의 두께는 3.40㎛[=(0.10+0.20)×7 + 0.10×(14-1)]이었다. 다층코팅의 가장 외층은 중간층이 아닌 외층으로 구성된다고 이해된다. 내층, 중간층 그리고 외층들의 조성은 각각 Al0.21Ti0.79N, Al0.48Ti0.52N 그리고 Al0.78Ti0.22N 이었다. 내층에서의 알루미늄 함량이 엔드밀 기재에 대한 다층코팅의 접착력을 향상시키기 위해서 비교적 낮게 채택되었고, 반면에 외층에서의 알루미늄 함량은 다층코팅 전체의 알루미늄 함량을 증가시키기 위해 비교적 높게 채택되었다. 내층과 외층에서의 알루미늄 함량 사이의 상당히 커다란 차이가 다층코팅의 인성을 감소시키기 때문에, 알루미늄 함량에서의 차이때문에 야기되는 기계적 성질에서의 차이를 감소 또는 완화시키려는 목적으로 중간층이 사용되었다. 내층, 중간층 그리고 외층들로 이루어진 다층코팅 전체의 알루미늄 혼합비는 0.546[=(0.21+0.78×2+0.48×2)÷5] 이었다.
실시예 7
경질다층코팅이 Al0.2Ti0.8합금과 Al0.5Ti0.5합금 그리고 Al0.8Ti0.2합금이 각각 내층, 중간층 그리고 외층들의 형성에서 타겟으로 사용되고, 그리고 0.10㎛의 두께를 가진 TiN 계면층이 타겟으로 Ti를 사용하여 형성된 것을 제외하고는 상기한 실시예 1의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 엔드밀 기재에 대한 다층코팅의 접착력을 향상시키기 위해서 기판 표면과 다층코팅 사이에 계면층이 삽입되었다. 또한, 실시예 1과 다르게, 내층, 중간층 그리고 외층들의 평균두께가 각각 0.10㎛, 0.10㎛, 0.20㎛이며, 그래서 인접한 두 내층들 또는 외층들 사이의 공간간격는 0.50㎛ (=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 중간층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.20㎛ + 각 중간층의 두께 0.10㎛)였다. 그리고, 0.50㎛의 두께를 갖는 Al0.8Ti0.2N의 표면층이 다층코팅 외표면에 추가로 형성되었다. 다층코팅의 두께는 3.00㎛[=(0.10+0.20)×6 + 0.10×12)]이며, 계면층과 표면층을 포함한 전체 두깨는 3.60㎛이었다. 표면층의 조성은 Al0.78Ti0.22N 이었다.
다음의 비교실시예 1 내지 3 에서는 실시예 1 내지 7들의 코팅과 전통적 코팅을 비교하기 위해 본 발명에 따르지 않고 전통적인 코팅으로 다층코팅을 만들었다.
비교실시예 1
계면층과 표면층이 Al0.5Ti0.5합금과 Ti를 타겟으로 사용했다는 것을 제외하고는 상기한 실시예 1의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 0.10㎛ 두께를 가진 계면층 TiN이 Ti 타겟을 사용하여 기판위에 형성되었으며, 3.50㎛ 두께를 갖는Al0.5Ti0.5N 표면층이 Al0.5Ti0.5합금을 타겟으로 사용해서 계면층의 표면위에 형성되었다. 표면층의 조성은 Al0.49Ti0.51이었다.
비교실시예 2
계면층과 표면층이 Al0.7Ti0.3합금과 Ti를 타겟으로 사용했다는 것과, 0.10㎛ 두께를 가진 계면층 TiN이 기판위에 형성되었으며, 3.70㎛ 두께를 갖는 Al0.7Ti0.3N 표면층이 계면층의 표면위에 형성되었다는 것을 제외하고는 상기한 실시예 1의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 표면층의 조성은 Al0.68Ti0.32이었다.
비교실시예 3
계면층과 표면층이 Al0.8Ti0.2합금과 Ti를 타겟으로 사용했다는 것과, 0.10㎛ 두께를 가진 TiN으로 구성된 계면층이 기판위에 형성되었으며, 3.70㎛ 두께를 갖는 Al0.8Ti0.2N 표면층이 계면층의 표면위에 형성된 것을 제외하고는 상기한 실시예 1의 조건과 동일한 조건으로 형성시켰다. 표면층의 조성은 Al0.67Ti0.33이었다.
실시예 1 내지 7과 비교실시예 1 내지 3의 각 샘플(엔드밀)은 제조공정중의 소재의 옆면을 절삭 또는 밀링(milling) 하는동안 다음의 절삭조건하에서 테스트되었다. 테스트에서 엔드밀에 의해 절삭된 옆면에 대한 축적거리는 엔드밀의 절삭날 측면이 0.10mm 이상으로 닳아졌을때 측정되었다. 결과는 표 1에 나타나 있다.
절삭조건
공정에 사용된 소재:SKD11(경도:60HRC)
절삭속도: 150m/min
이송속도: 0.10mm/톱날(mm/절삭날)
절삭깊이: AD (축방향 깊이)=10.0mm
RD (반경방향 깊이)=0.50mm
절삭유체: 절삭유체없이 건조절삭 시행
표 1로부터 알 수 있듯이, 본 발명이 적용된 실시예 1 내지 7의 엔드밀들은 비교실시예 1 내지 3의 전통적인 엔드밀들 보다 더 높은 내마모성을 보였다. 본 발명의 경질다층코팅된 공구의 경우, 코팅의 경도 또는 내열성을 증가시키기 위해 외층(제 2코팅층)의 알루미늄 함량이 증가되더라도 그 코팅은 전통적인 공구에서 보다 덜 떨어져 나갈 것 같다. 즉, 본 발명의 경질다층코팅된 공구의 내마모성은 외층의 알루미늄 함량이나 외층의 두께를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 또한, 중간층들(중간코팅층들)을 갖는 실시예 6, 7의 공구는 중간층을 갖지 않는 실시예 1 내지 5의 공구들보다 더 뛰어난 내마모성을 보이고 있다.
도 3은 본 발명의 제 3 구체예에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구를 나타내는 단면도이다. 공구의 기판(32) 표면위에 다수의 내층(34)과 같은 갯수의 외층(36)으로 이루어진 경질다층코팅(38)이 형성되어 있다. 내층과 외층(34, 36)은 기판(32) 위에 번갈아 적층되어 있고, 그래서 서로 인접해 있다. 내층(34)은 제 1코팅층들에 대응하며 내층(34) 중의 하나는 경질다층코팅(38)의 가장 내층으로 이루어져 있다. 내층(34)의 각각은 0.01-0.40㎛의 평균두께를 갖고 있으며, Ti(NxC1-x) (여기서 0.50x1.00)에 의해 표시되는 조성을 갖고 있다. 외층(36)은 제 2코팅층들에 대응하며 외층(36) 중의 하나는 경질다층코팅(38)의 가장 외층으로 이루어져 있다. 외층(36)의 각각은 평균두께 0.01-0.40㎛를 갖고 있으며, (AlyTi1-y)(NzC1-z) (여기서 0.20y0.80, 0.50z1.00)에 의해 표시되는 조성을 갖고 있다. 경질다층코팅(38)은 0.50-10.0㎛의 평균두께(D3)를 갖는다. 이 제 3 구체예는 아래서 언급될 실시예 8 내지 11 에서 좀더 설명될 것이다.
도 4는 본 발명의 제 4구체예에 따라 만들어진 경질다층코팅된 공구를 나타내는 단면도이다. 그 공구의 기판(32) 표면위에는 다수의 내층과 외층(40, 44)과 내층과 외층(40,44) 사이에 있는 다수의 중간층(42)으로 이루어져 있는 경질다층코팅(46)이 형성되어 있다. 내층(40)은 제 1코팅층들에 대응하며, 내층(40) 중의 하나는 경질다층코팅(46)의 가장 내층으로 이루어져 있다. 내층(40)의 각각은 평균두께 0.01-0.40㎛를 갖고 있으며, Ti(NsC1-s) (여기서 0.50s1.00)에 의해 표시되는 조성을 갖고 있다. 외층(44)은 제 2코팅층에 대응하며, 외층(44) 중의 하나는 경질다층코팅(46)의 가장 외층으로 이루어져 있다. 외층(44)의 각각은 평균두께 0.01-0.40㎛를 갖고 있으며, (AltTi1-t)(NuC1-u) (여기서 0.50 < t0.80, 0.50u1.00)에 의해 표시되는 조성을 갖고 있다. 중간층(42)은 중간코팅층에 대응한다. 중간층(42) 각각은 평균두께 0.01-0.20㎛를 갖고 있으며, (AlvTi1-v)(NwC1-w) (여기서 0.20v < 0.50, 0.50w1.00)에 의해 표시되는 조성을 갖는다. 경질다층코팅(46)은 0.50-10.0㎛의 평균두께(D4)를 갖는다. 이 제 4 구체예는 아래서 언급될 실시예 12 내지 14 에서 좀더 설명될 것이다.
공구의 기판(32)에 대한 경질다층코팅(38 또는 46)의 접착력을 향상시키기 위해, 예를 들어, 필요하다면, 기판(32)과 경질다층코팅(38 또는 46) 사이에 TiN으로 형성된 계면층이 삽입될 수도 있다. 또한, 필요하다면, 알루미늄이 풍부한 AlTiN으로 형성된 표면층이 경질다층코팅(38 또는 46)의 외표면에 추가로 형성될 수도 있다. 제 3, 4구체예들의 구체적 실시예가 설명될 것이다.
실시예 8
직경 10.0mm, 절삭날 길이(홈길이) 25.0mm, 총 길이 80.0mm, 그리고 6개의 절삭톱날을 가진 초경합금 엔드밀(주 성분이 JIS Z10에 부합하는 WC-10Co임)이 Al0.7Ti0.3합금으로 형성된 타겟과 Ti로 형성된 타겟으로서 음극 전극을 갖는 아크형 이온플레이팅장치의 기판 홀더에 설치되었다. 그 엔드밀은 플레이팅 장치에 설치된 가열기에 의해 가열되면서 기판 홀더와 함께 회전되었다. 그 장치는 장치내의 압력이 6.70×10-3Pa 이 될때까지 감압되었으며, 엔드밀은 가열기에 의해 500℃까지 가열되었다. 엔드밀의 표면을 깨끗이 하기위한 아크방전을 위해 엔드밀에 -1000V의 전기전위가 가해졌다. 엔드밀의 표면이 충분히 깨끗해진 후, 장치안으로 질소기체가 1000cc/min의 속도로 공급되는 가운데 인가된 전기전위를 -200V 로 감소시켰고, 그래서 총 두께가 3.20㎛인 경질다층코팅이 엔드밀 위에 형성되도록 하였다. 다층코팅은 평균두께가 0.10㎛이며 Ti로 된 내층(제 1코팅층들)과 평균두께가 0.10㎛이며 Al0.7Ti0.3합금으로 된 외층(제 2코팅층)을 갖고 있다. 인접한 두 외층사이 또는 내층 사이의 피치 또는 공간간격은 0.20㎛ (=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.10㎛)였다. 각각의 두께는 엔드밀을 절삭하여 얻어진 엔드밀의 횡단면을 주사형전자현미경을 이용하여 측정함으로써 얻어졌다. Auger 전자분광기를 이용한 외층의 조성정성적 분석 또는 결정은 외층의 조성이 Al0.69Ti0.31N 으로 이루어졌음을 나타내고 있으며 그것은 대체로 음극의 성분과 동일하다.
실시예 9
경질다층코팅이 외층들의 평균두께가 0.20㎛까지 증가되고, 인접한 두 외층 또는 두 내층 사이의 공간간격이 0.30㎛ (=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.20㎛)이며, 그래서 경질다층코팅이 3.00㎛의 두께를 갖는 것을 제외하고는 상기한 실시예 8의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 외층의 조성은 Al0.68Ti0.32N 이었다.
실시예 10
경질다층코팅이 0.10㎛의 두께를 가진 TiN 계면층이 타겟으로 Ti를 사용하여 형성되고, 경질다층코팅의 외층의 평균두께를 0.30㎛까지 증가시킨 것을 제외하고는 상기한 실시예 8의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 엔드밀의 기재에 대한 경질다층코팅의 접착력을 향상시키기 위해서 기판과 경질다층코팅 사이에 계면층이 삽입되었다. 외층들의 평균두께의 증가는 경질다층코팅 전체의 알루미늄 함량을 좀더 증가시키게 된다. 그래서, 인접한 외층 또는 내층들 사이의 공간간격이 0.40㎛ (=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.30㎛)였다. 경질다층코팅의 두께는 2.80㎛였으며, 계면층을 포함한 전체 두께는 2.90㎛ 였다. 외층의 조성은 Al0.68Ti0.32N 이었다.
실시예 11
경질다층코팅이 외층의 평균두께가 0.20㎛이며, 타겟으로서 Al0.7Ti0.3을 사용함으로써, 두께 0.5㎛인 Al0.7Ti0.3N으로 형성된 표면층이 추가로 다층코팅의 표면위에 형성된 것을 제외하고는 상기한 실시예 10과 동일한 조건으로 형성되었다.
표면층의 제공은 경질다층코팅 전체의 알루미늄 함량을 더욱 증가시키는 역할을 하였다. 인접한 외층들 또는 내층들 사이의 공간간격은 0.30㎛(=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.20㎛) 이었다. 경질다층코팅의 두께는 2.70㎛, 그리고 표면층을 포함한 전체 두께는 3.30㎛ 이었다. 표면층의 조성은 대체로 타겟과 동일했다.
실시예 12
경질다층코팅이 Ti, Al0.3Ti0.7합금 그리고 Al0.8Ti0.2합금이 내층, 중간, 그리고 외층들의 형성에 각각 타겟으로 사용되고, 내층, 중간층 그리고 외층들의 평균두께가 각각 0.10㎛, 0.10㎛ 그리고 0.20㎛인 것을 제외하고는 상기한 실시예 8과 동일한 조건으로 형성되었다. 인접한 두 외층사이 또는 인접한 두 내층 사이의 공간간격는 0.50㎛ (=각 내층의 두께 0.10㎛ + 각 중간층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.20㎛ + 각 중간층의 두께 0.10㎛)였다. 다층코팅은 6 세트의 내층과 외층 그리고 11개의 중간층들로 구성되어 있으며, 그래서 다층코팅의 두께는 2.90㎛[ = (0.10 + 0.20)× 6 + 0.10 × (12-1)] 이다. 다층코팅의 가장외층은 중간층이 아닌 외층에 의해 이루어진다고 이해된다. 내층의 경도와 외층의 경도 사이의 상당히 큰 격차는 다층코팅의 인성을 감소시키므로, 경도의 차이때문에 야기되는 기계적 성질의 차이를 감소 또는 완하시키기 위해 중간층을 사용하였다. 중간층과 외층의 조성은 대체로 각각의 타겟들과 동일하였다.
실시예 13
경질다층코팅이 두께 0.10㎛인 계면층 TiN 이 타겟으로서 Ti를 사용하여 추가로 형성되고, 그리고 Al0.4Ti0.6합금이 중간층의 형성에서 타겟으로 사용된 것을 제외하고는 상기한 실시예 12의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 엔드밀의 기재에 대한 경질다층코팅의 접착력을 증가시키기 위해서 기판의 표면과 경질다층코팅 사이에 계면층이 삽입되었다. 계면층을 포함한 전체 두께는 3.00㎛ 이었다. 중간층의 조성은 Al0.41Ti0.59N 이며, 반면에 외층의 조성은 Al0.81Ti0.19N 이었다.
실시예 14
경질다층코팅이 Al0.5Ti0.5합금이 경질다층코팅의 중간층의 형성에서 타겟으로 사용되고, 그리고 내층과 외층들의 평균두께가 각각 0.20㎛, 0.30㎛인 것을 제외하고는 상기한 실시예 13의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 또한, 실시예 13과는 달리, 0.50㎛의 두께를 가진 Al0.8Ti0.2N의 표면층이 타겟으로서 Al0.8Ti0.2합금을 사용함으로써 경질다층코팅의 외표면에 추가로 형성되었는데, 이것은 경질다층코팅 전체의 알루미늄 함량을 증가시키기 위한 것이다. 인접한 두 외층 또는 인접한 두 내층 사이의 공간간격은 0.70㎛ (=각 내층의 두께 0.20㎛ + 각 중간층의 두께 0.10㎛ + 각 외층의 두께 0.30㎛ + 각 중간층의 두께 0.10㎛)였다. 다층코팅은 4세트의 내층과 외층들 그리고 8개의 중간층들로 이루어져 있으며, 그래서 다층코팅의 두께는 2.80㎛[=(0.20+0.30)×4 + 0.10×8] 였다. 계면층과 표면층을 포함한 전체 두께는 3.40㎛ 이었다. 표면층의 조성은 Al0.78Ti0.22N 이었다.
실시예 8 내지 14들의 경질다층코팅과 전통적 코팅을 비교하기 위해 다음의 비교실시예 4 내지 6 에서는 경질다층코팅을 따르지 않고 전통적인 코팅을 사용하였다.
비교실시예 4
표면층이 Al0.5Ti0.5합금이 타겟으로 사용되고, 그래서 Al0.5Ti0.5N 으로 형성되었으며 3.20㎛두께를 갖는 표면층이 기판표면위에 공급된 것을 제외하고는 상기한 실시예 8의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 표면층의 조성은 Al0.49Ti0.51N 이었다.
비교실시예 5
계면층과 표면층이 Al0.7Ti0.3합금과 Ti이 타겟으로 사용되고, 그래서 TiN으로 형성되었으며 0.10㎛의 두께를 갖는 계면층이 기판표면위에 제공된 것, Al0.7Ti0.3N으로 형성되었으며 3.20㎛의 두께를 갖는 표면층이 계면층위에 제공된 것을 제외하고는 상기한 실시예 8의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 표면층의 조성은 Al0.68Ti0.32N 이었다.
비교실시예 6
계면층과 표면층이 Al0.8Ti0.2합금과 Ti이 타겟으로 사용되고, TiN으로 형성되었으며 0.10㎛의 두께를 갖는 계면층이 기판표면위에 공급된 것, Al0.8Ti0.2N으로 형성되었으며 3.00㎛의 두께를 갖는 표면층이 계면층위에 공급된 것을 제외하고는 상기한 실시예 8의 조건과 동일한 조건으로 형성되었다. 표면층의 조성은 Al0.68Ti0.32이었다.
실시예 8 내지 14와 비교실시예 4 내지 6의 각 샘플(엔드밀)은 제조공정중의 소재의 옆면을 절삭 또는 밀링(milling) 하는동안 다음의 절삭조건하에서 테스트되었다. 테스트에서 엔드밀에 의해 절삭된 옆면에 대한 축적거리는 엔드밀의 절삭날 측면이 0.10mm의 폭에 걸쳐 닳아졌을때 측정되었다. 결과는 표 2에 나타나 있다.
절삭조건
공정에 사용된 소재 : SKD11(경도:60HRC)
절삭속도 : 150m/min
이송속도 : 0.10mm/톱날(mm/절삭날)
절삭깊이 : AD (축방향 깊이)=10.0mm
RD (반경방향 깊이)=0.3mm
절삭유체 : 절삭유체없이 건조절삭 시행
표 2로부터 알 수 있듯이, 본 발명이 적용된 실시예 8 내지 14의 엔드밀들은 비교실시예 4 내지 6의 전통적인 엔드밀들 보다 더 높은 내마모성을 보였다. 본 발명의 경질다층코팅된 공구의 경우, 코팅의 경도나 내열성을 증가시킬 목적으로 외층(제 2코팅층)의 알루미늄 함량이 증가되더라도, 그 코팅은 전통적인 공구에서 보다 덜 떨어져 나갈 것 같다. 즉, 본 발명의 다층코팅된 공구의 내구성은 외층의 알루미늄 함량이나 외층의 두께를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 또한, 중간층들(중간코팅층들)을 갖는 실시예 12 내지 14의 공구는 중간층을 갖지 않는 실시예 8 내지 11의 공구들보다 더 뛰어난 내마모성을 보이고 있다.
상기한 바와같이, 본 발명의 경질다층코팅된 공구에서, 코팅의 경도나 내열성을 증가시킬 목적으로 제 2코팅층에서의 알루미늄 함량이 증가되더라도, 그 코팅은 잘 떨어져 나가지 않을 것이고, 그래서 그 공구는 뛰어난 내마모성과 상당히 연장된 수명을 보인다. 또한, 상기한 발명의 제 2, 제 4구체예에서처럼 제 1, 2코팅층들 사이에 중간 코팅층들을 공급하는 것은 내마모성을 더욱 증가시키는데 효과적이다.
본 발명이 적용된 초경합금 엔드밀이 구체적으로 설명된 반면에, 본 발명은 다른 종류의 재질로 만든 절삭공구에도 적용될 수 있다.
상기한 구체적 실시예들 각각에서의 경질다층코팅은 질화물 고용체를 포함하는 반면에, 경질다층코팅은 탄소질화물 고용체를 포함하기도 한다.
본 발명은 다양한 다른 변형되고 변용되며 향상되게 구현될 수 있으며, 이것은 본 발명의 정신과 범위로 부터 이탈하지 않으면서, 본 분야에서의 숙련자들에게 가져올 수 있다고 이해된다.

Claims (19)

  1. 기판 ; 그리고
    기판위에 도포된 다층코팅으로 이루어지며, 다층코팅은 기판위에 번갈아 적층된 제 1, 2코팅층들로 구성되며, 각각의 제 1코팅층들은 0.10-0.50㎛의 평균두께를 가지면서 그 안에 티타늄을 함유하고, 각각의 제 2코팅층들은 0.10-0.50㎛의 평균두께를 가지면서 그 안에 알루미늄을 함유하며, 다층코팅은 0.50-10.0㎛의 평균두께를 갖는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 제 1코팅층들은 (AlxTi1-x)(NYC1-Y) (여기서 0.05X0.50, 0.50Y1.00)으로 표시되는 조성을 가지며, 각각의 제 2코팅층들은 (AlZTi1-Z)(NTC1-T) (여기서 0.50 < Z0.80, 0.50T1.00)으로 표시되는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  3. 제 2 항에 있어서, 다층코팅은 화학양론적으로 알루미늄이 풍부한 벌크조성물을 갖는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 1코팅층들중 하나는 다층코팅의 가장 내층을 이루고 있고, 제 2코팅층들중 하나는 기판으로부터 먼 다층코팅의 가장 외층을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  5. 제 1 항에 있어서, 각각의 제 1코팅층들은 Ti(NxC1-x) (여기서 0.50x1.00)으로 표시되는 조성을 가지며, 각각의 제 2코팅층들은 (AlyTi1-y)(NzC1-z) (여기서 0.20y0.80, 0.50z1.00)으로 표시되는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  6. 제 5 항에 있어서, 각각의 제 1코팅층들의 평균두께는 0.10-0.40㎛이며 각각의 제 2코팅층들의 평균두께는 0.10-0.40㎛인 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  7. 제 6 항에 있어서, 제 1코팅층들중 하나는 다층코팅의 가장 내층을 구성하고 있고, 제 2코팅층들중 하나는 기판으로부터 먼 다층코팅의 가장 외층을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  8. 제 1 항에 있어서, 티타늄을 함유하고 기판과 다층코팅 사이에 삽입된 계면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  9. 제 1 항에 있어서, 알루미늄을 함유하고 다층코팅의 외표면위에 위치한 표면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  10. 제 1 항에 있어서, 다층코팅은 제 1, 2코팅층들 사이에 삽입된, 평균두께가 0.10-0.50㎛이며 그 안에 알루미늄을 함유한 각각의 중간코팅층들을 더 포함하며, 각각의 중간코팅층들의 알루미늄 함량은 각각의 제 1코팅층들의 함량보다 크고 각각의 제 2코팅층들의 함량보다 작은 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  11. 제 10 항에 있어서, 각각의 제 1코팅층들은 (AlxTi1-x)(NYC1-Y) (여기서 0.05X0.50, 0.50Y1.00)으로 표시되는 조성을 가지며, 각각의 제 2코팅층들은 (AlZTi1-Z)(NTC1-T) (여기서 0.50 < Z0.80, 0.50T1.00)으로 표시되는 조성을 가지고, 각각의 중간코팅층들은 (AlUTi1-U)(NVC1-V) (여기서 X < U < Z, 0.50V1.00)으로 표시되는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  12. 제 11 항에 있어서, 다층코팅은 화학양론적으로 알루미늄이 풍부한 벌크조성물을 갖는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  13. 제 12 항에 있어서, 제 1코팅층들중 하나가 다층코팅의 가장 내층을 이루고 있고, 제 1코팅층들을 제외한 다른 코팅층들중 하나는 기판으로부터 먼 다층코팅의 가장 외층을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  14. 제 10 항에 있어서, 각각의 제 1코팅층들은 Ti(NsC1-s) (여기서 0.50s1.00)에 의해 표시되는 조성을 가지며, 각각의 제 2코팅층들은 (AltTi1-t)(NuC1-u)(여기서 0.50 < t0.80, 0.50u1.00)에 의해 표시되는 조성을 가지고, 각각의 중간코팅층들은 (AlvTi1-v)(NwC1-w) (여기서 0.20v < 0.50, 0.50w1.00)에 의해 표시되는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  15. 제 14 항에 있어서, 제 1코팅층들 각각의 평균두께는 0.10-0.40㎛이며, 제 2코팅층들 각각의 평균두께는 0.10-0.40㎛이고, 중간코팅층들 각각의 평균두께는 0.10-0.20㎛인 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  16. 제 15 항에 있어서, 제 1코팅층들중 하나는 다층코팅의 가장 내층을 이루고 있고, 제 1코팅층들을 제외한 다른 코팅층들중 하나는 기판으로부터 먼 다층코팅의 가장 외층을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  17. 제 16 항에 있어서, 중간코팅층들중 각 두개와 대응하는 제 2층들중의 하나의 평균두께는 0.5㎛이하이며, 중간코팅층들중 각 두개는 각각 서로 인접해 있으며 그 사이에 대응하는 제 2층들중 하나가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  18. 제 10 항에 있어서, 티타늄을 함유하며 기판과 다층코팅 사이에 삽입된 계면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
  19. 제 10 항에 있어서, 알루미늄을 함유하며 다층코팅의 외표면위에 위치하는 표면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경질다층코팅된 공구.
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Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6805944B2 (en) 2001-03-26 2004-10-19 Mitsubishi Materials Corporation Coated cemented carbide cutting tool
US7712222B2 (en) * 2001-07-26 2010-05-11 Irwin Industrial Tool Company Composite utility blade, and method of making such a blade
CN1280047C (zh) * 2001-10-30 2006-10-18 三菱综合材料神户工具株式会社 表面被覆超硬合金制的切削工具
US7913402B2 (en) * 2001-11-13 2011-03-29 Acme United Corporation Coating for cutting implements
AU2002348369A1 (en) * 2001-11-13 2003-05-26 Acme United Corporation Coating for stationery cutting implements
US20080178477A1 (en) * 2006-12-19 2008-07-31 Acme United Corporation Cutting Instrument
KR100707755B1 (ko) * 2002-01-21 2007-04-17 미츠비시 마테리알 고베 툴스 가부시키가이샤 고속 절삭가공에서 경질 피복층이 우수한 내마모성을발휘하는 표면 피복 절삭공구 부재 및 그 경질 피복층을절삭공구 표면에 형성하는 방법
US6660133B2 (en) * 2002-03-14 2003-12-09 Kennametal Inc. Nanolayered coated cutting tool and method for making the same
DE10212383A1 (de) * 2002-03-20 2003-10-16 Guehring Joerg Verschleißschutzschicht für spanabhebende Werkzeuge, insbesondere für rotierende Zerspanwerkzeuge
CN100439016C (zh) * 2002-06-25 2008-12-03 三菱麻铁里亚尔株式会社 包覆切削工具部件和在切削工具基体表面上形成硬质包覆层的方法
US20060137971A1 (en) * 2002-07-01 2006-06-29 Larry Buchtmann Method for coating cutting implements
SE526339C2 (sv) * 2002-09-04 2005-08-23 Seco Tools Ab Skär med slitstark refraktär beläggning med kompositstruktur
SE526338C2 (sv) * 2002-09-04 2005-08-23 Seco Tools Ab Skär med utskiljningshärdad slitstark refraktär beläggning
US7934319B2 (en) 2002-10-28 2011-05-03 Acme United Corporation Pencil-sharpening device
JP2006523147A (ja) * 2003-03-05 2006-10-12 アーウィン インダストリアル トゥール カンパニー 複合ユーティリティナイフブレードとそのブレードの製造方法
CN100419117C (zh) * 2004-02-02 2008-09-17 株式会社神户制钢所 硬质叠层被膜、其制造方法及成膜装置
SE0402180D0 (sv) * 2004-09-10 2004-09-10 Sandvik Ab Deposition of Ti1-xAlxN using Bipolar Pulsed Dual Magnetron Sputtering
SE528670C2 (sv) * 2004-12-22 2007-01-16 Sandvik Intellectual Property Skär belagt med ett transparent färgskikt
SE528695C2 (sv) * 2004-12-22 2007-01-23 Sandvik Intellectual Property Verktygshållare för spånavskiljande bearbetning
WO2007056719A2 (en) * 2005-11-08 2007-05-18 Acme United Corporation Mechanically assisted scissors
SE529838C2 (sv) * 2005-12-08 2007-12-04 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär, sätt att framställa detta samt dess användning för fräsning i stål
JP4985919B2 (ja) * 2005-12-22 2012-07-25 三菱マテリアル株式会社 高硬度鋼の高速切削加工で優れた仕上げ面精度を長期にわたって発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
CN101395335B (zh) * 2006-01-26 2013-04-17 犹他大学研究基金会 多晶磨料复合切削工具
US20090130434A1 (en) * 2006-03-28 2009-05-21 Kyocera Corporation Surface Coated Tool
JP5005262B2 (ja) * 2006-05-26 2012-08-22 三菱マテリアル株式会社 高硬度鋼の高速切削加工できわめて優れた仕上げ面精度を長期にわたって発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
SE530516C2 (sv) * 2006-06-15 2008-06-24 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär, metod att tillverka detta samt dess användning vid fräsning av gjutjärn
JP5096715B2 (ja) * 2006-09-21 2012-12-12 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜および硬質皮膜被覆工具
US8455116B2 (en) * 2007-06-01 2013-06-04 Sandvik Intellectual Property Ab Coated cemented carbide cutting tool insert
SE0701449L (sv) * 2007-06-01 2008-12-02 Sandvik Intellectual Property Finkornig hårdmetall med förfinad struktur
SE0701761L (sv) * 2007-06-01 2008-12-02 Sandvik Intellectual Property Finkornig hårdmetall för svarvning i varmhållfasta superlegeringar (HRSA) och rostfria stål
US8080323B2 (en) * 2007-06-28 2011-12-20 Kennametal Inc. Cutting insert with a wear-resistant coating scheme exhibiting wear indication and method of making the same
US20090004449A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-01 Zhigang Ban Cutting insert with a wear-resistant coating scheme exhibiting wear indication and method of making the same
SE531971C2 (sv) 2007-08-24 2009-09-15 Seco Tools Ab Belagt skärverktyg för allmän svarvning i varmhållfast superlegeringar (HRSA)
AT506133B1 (de) * 2007-11-16 2009-11-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Reibrührschweisswerkzeug
US7947363B2 (en) * 2007-12-14 2011-05-24 Kennametal Inc. Coated article with nanolayered coating scheme
WO2009105024A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Seco Tools Ab Multilayered coated cutting tool
EP2098611B1 (en) 2008-03-07 2013-02-13 Seco Tools AB Layered coated cutting tool
SE533883C2 (sv) 2009-06-01 2011-02-22 Seco Tools Ab Nanolaminerat belagt skärverktyg
SE533884C2 (sv) 2009-06-01 2011-02-22 Seco Tools Ab Nanolaminerat belagt skärverktyg
JPWO2010150335A1 (ja) * 2009-06-22 2012-12-06 株式会社タンガロイ 被覆立方晶窒化硼素焼結体工具
JPWO2011074530A1 (ja) * 2009-12-17 2013-04-25 住友電気工業株式会社 被覆回転ツール
KR20130099763A (ko) * 2012-02-29 2013-09-06 현대자동차주식회사 엔진용 밸브 및 그 표면처리방법
EP2636764B1 (en) 2012-03-07 2014-07-09 Seco Tools Ab Nanolaminated coated cutting tool
JP6090063B2 (ja) * 2012-08-28 2017-03-08 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
US9126273B2 (en) * 2012-12-17 2015-09-08 Kennametal Inc Tool for the cutting machining of workpieces and process for coating substrate bodies
US9428967B2 (en) 2013-03-01 2016-08-30 Baker Hughes Incorporated Polycrystalline compact tables for cutting elements and methods of fabrication
US9896767B2 (en) * 2013-08-16 2018-02-20 Kennametal Inc Low stress hard coatings and applications thereof
DE102013019691A1 (de) * 2013-11-26 2015-05-28 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Hartstoffschicht zur Reduzierung eines Wärmeeintrags in das beschichtete Substrat
US10125782B2 (en) * 2014-12-17 2018-11-13 Envaerospace Inc. Conditioning method of gas turbine engine components for increasing fuel efficiency
CN105014133A (zh) * 2015-08-10 2015-11-04 江苏塞维斯数控科技有限公司 用于砂轮切割机的铣刀
EP3170919B1 (en) * 2015-11-20 2019-01-09 Seco Tools Ab Coated cutting tool
JP6044861B1 (ja) * 2016-04-08 2016-12-14 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具およびその製造方法
US10245686B2 (en) * 2016-11-03 2019-04-02 Envaerospace Inc. Conditioning method of gas turbine engine components for aerodynamic noise reduction
WO2020026392A1 (ja) 2018-08-01 2020-02-06 オーエスジー株式会社 硬質被膜および硬質被膜被覆部材
CN112601833A (zh) * 2018-08-01 2021-04-02 Osg株式会社 硬质被膜和硬质被膜被覆构件
JP7302628B2 (ja) * 2021-06-18 2023-07-04 株式会社タンガロイ 被覆切削工具

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH669347A5 (ko) * 1986-05-28 1989-03-15 Vni Instrument Inst
US4842710A (en) * 1987-03-23 1989-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Method of making mixed nitride films with at least two metals
JPH02194159A (ja) 1988-03-24 1990-07-31 Kobe Steel Ltd 耐摩耗性皮膜形成方法
EP0496053B1 (de) * 1991-01-21 1995-07-26 Balzers Aktiengesellschaft Beschichtetes hochverschleissfestes Werkzeug und physikalisches Beschichtungsverfahren zur Beschichtung von hochverschleissfesten Werkzeugen
US5330853A (en) * 1991-03-16 1994-07-19 Leybold Ag Multilayer Ti-Al-N coating for tools
JP2816786B2 (ja) * 1992-09-16 1998-10-27 健 増本 Ａｌ−Ｔｉ系又はＡｌ−Ｔａ系耐摩耗性硬質膜及びその製造方法
EP0592986B1 (en) * 1992-10-12 1998-07-08 Sumitomo Electric Industries, Limited Ultra-thin film laminate
JP2999346B2 (ja) * 1993-07-12 2000-01-17 オリエンタルエンヂニアリング株式会社 基体表面被覆方法及び被覆部材
JP2979921B2 (ja) * 1993-09-30 1999-11-22 住友電気工業株式会社 超薄膜積層体
JP2793772B2 (ja) * 1994-05-13 1998-09-03 神鋼コベルコツール株式会社 密着性に優れた硬質皮膜被覆工具および硬質皮膜被覆部材
DE19526387C2 (de) * 1994-07-19 1998-12-10 Sumitomo Metal Mining Co Doppelt beschichteter Stahlverbundgegenstand und Verfahren zu dessen Herstellung
US5882777A (en) * 1994-08-01 1999-03-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Super hard composite material for tools
DE69527236T2 (de) 1994-09-16 2003-03-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Mehrschichtfilm aus ultrafeinen Partikeln und harter Verbundwerkstoff für Werkzeuge, die diesen Film enthalten
DE69526301T2 (de) 1994-10-28 2002-12-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Mehrschichtiges Material
JP3488526B2 (ja) * 1994-12-14 2004-01-19 三菱マテリアル神戸ツールズ株式会社 耐摩耗性に優れた硬質皮膜および硬質皮膜被覆部材
US5981049A (en) * 1996-12-04 1999-11-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Coated tool and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010005987A (ko) 2001-01-15
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