KR101313360B1 - Ｐｖｄ 코팅된 절삭 공구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초경합금 기재 및 이 초경합금 기재의 표면에 경질의 내마모성 코팅을 구비한 금속 기계가공 성능이 향상된 절삭 공구에 관한 것이다. 코팅은 물리적 기상 증착법 (PVD) 에 의해 증착된다. 코팅은 알루미나 (Al2O3) 와 조합된 금속 질화물을 포함한다. 코팅은 다층식 적층구조를 포함한다. 인서트를 추가로 처리하여 경사면 및 측면 각각에 다른 외층을 갖게 한다.
초경합금, PVD, 절삭공구

Description

ＰＶＤ 코팅된 절삭 공구{PVD COATED CUTTING TOOL}
본 발명은 초경합금 기재 및 이 초경합금 기재의 표면에 경질의 내마모성 코팅을 구비한 금속 기계가공 특성이 향상된 절삭 공구에 관한 것이다. 코팅은 물리적 증착법 (PVD) 에 의해 증착된다. 코팅은 알루미나 (Al2O3) 와 조합된 금속 질화물을 포함한다. 코팅은 다층식 적층구조를 포함한다. 성능의 최적화를 위하여, 인서트를 추가로 처리하여 경사면 (rake face) 및 측면 (flank face) 각각에 다른 외층을 갖게 한다.
칩 (chip) 을 생성하는 금속의 기계가공에 사용되는 현대식 고 생산성 공구는 마모 특성이 우수한 신뢰할 수 있는 공구를 요구한다. 1960년대 말 이후로, 공구의 표면에 적절한 코팅을 적용함으로써 공구의 수명이 상당히 향상될 수 있다는 것이 알려져왔다. 내마모성을 향상시키기 위한 최초의 코팅은 화학적 기상 증착법 (CVD) 에 의해 형성되었으며, 이 코팅 기술은 절삭 공구 응용분야에 여전히 폭넓게 사용되고 있다. 물리 기상 성장법 (PVD) 은 1980년대 중반에 소개되었으며, 그 이후로 TiN 또는 Ti(C,N) 과 같은 안정한 금속 화합물의 단일 층으로부터 (Ti,Al)N 과 같은 준안정 화합물 또는 Al2O3와 같은 비금속 화합물을 포함하는 다층코팅 및 다요소를 포함하도록 더욱 발전하여 왔다.
900℃ 까지의 증착 온도를 사용한 초경합금 절삭 공구에 대한 알루미나의 RF-스퍼터링은 Shinzato 등의 Thin Sol. Films, 97 (1982) 333 ~ 337 에 설명되어 있다. 내마모를 위한 알루미나의 PVD 코팅의 사용은 Knotek 등의 Surf. Coat. Techn., 59 (1993) 14 ~ 20 에 설명되어 있으며, 여기에서 알루미나는 내마모성 탄질화물 층상에 최외층으로서 증착되어 있다. 알루미나층은 접착 마모를 최소화하기 위하여 언급되었으며, 화학적 마모에 대한 장벽으로서 기능한다. 미국특허 5,879,823 에는 적층된 층 중에 1 또는 2 층이 PVD 알루미나로 코팅되고 비산화층은 예컨대 TiAl을 포함하는 공구용 재료가 개시되어 있다. 공구는 TiN의 외층을 가질 수 있다. Al2O3는 알파, 카파, 쎄타, 감마 또는 비정질 타입일 수 있다. 산화물 다형체 (polymorph) 가 400 또는 440 텍스쳐를 구비한 감마 타입인 알루미나 코팅된 공구는 미국특허 6,210,726 에 개시되어 있다. 미국특허 5,310,607 에는 5% 초과 Cr함량의 PVD 증착된 알루미나가 개시되어 있다. 20% 이상의 Cr함량에 대해서는 20GPa 초과의 경도 및 알파상의 결정구조가 발견되었다. Cr 첨가가 없었기 때문에, 비정질 알루미나의 경도는 5GPa였다.
오늘날 대부분의 코팅된 공구는 사용된 절삭날과 미사용 절삭날의 구별을 육안으로 용이하게 하고자 황금빛 TiN의 최상층을 갖는다. TiN은, 특히 칩이 TiN 층에 접착할 수 있는 응용분야에서 항상 바람직한 최상층은 아니다. 기본적인 코팅의 이로운 성질이 유지됨과 동시에 마모 검출을 가능하게 할 목적의 코팅의 부분적 블라스팅 (blasting) 은 EP-A-1193328에 개시되어 있다. 경사면의 자연적인 마모는 대부분 화학적이므로 화학적으로 안정한 화합물을 필요로 하는 반면, 측면의 자연적인 마모는 대부분 기계적이므로 더욱 경질의 내 부착성 화합물을 필요로 한다.
본 발명의 목적은 다층 코팅을 구비한 향상된 절삭 공구 조성을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 경사면 및 측면 각각에 서로 다른 외층의 개념을 이용하는 PVD 코팅된 절삭 공구의 성능을 더욱 향상시키는 것이다.
바람직하게는 PVD 공정으로 생성된 코팅은 기재 옆에서는 (Ti,Al)N-화합물, (Ti,Al)N-층의 상부에는 알루미나층, (Ti,Al)N과 알루미나의 2이상의 추가적인 교대층, 및 ZrN의 최외곽층으로 구성된다. ZrN 층은 후처리시에, 바람직하게는 블라스팅 또는 브러싱 (brushing) 시에 경사면에서 제거된다. 경사면에서 ZrN 층을 완전히 제거하기 위해서, 수회의 반복적인 브러싱 또는 블라스팅이 종종 필요하다. 불완전한 제거는 종종 ZrN 잔류물을 칩에 국부적으로 용착 (welding) 시켜 공구 수명을 단축시키는 결과를 초래한다. 상부 ZrN 층의 부착성을 감소시키기 위하여, 부화학양론적 (substoichiometric) ZrN1-x 가 ZrN층 아래의 알루미나층에 증착된다. 부화학양론적 ZrN1-x 는 감소된 강도를 갖으며, 상부 ZrN 층의 제거를 용이하게 한다.
본 발명에 따라, 이하 상면 (경사면), 반대면 및 절삭날을 규정하기 위해 상기 상면 및 반대면을 교차하는 1 이상의 여유면을 구비하고, 초경합금 기재 및 경질층 시스템 (hard layer system) 을 포함하는 절삭 공구 인서트를 제공한다. 초경합금의 조성은 86 ~ 90 중량% WC, 1 ~ 2 중량% (Ta,Nb)C 및 8 ~ 13 중량% Co, 바람직하게는 88 ~ 89 중량% WC, 1.2 ~ 1.8 중량% (Ta,Nb)C 및 10 ~ 11 중량% Co 이다. 경질층 시스템의 총 두께는 3 ~ 30㎛ 이며,
- 두께가 1 ~ 5㎛, 바람직하게는 2 ~ 4㎛인 (Ti,Al)N의 제 1 층과,
- 두께가 1 ~ 4㎛, 바람직하게는 1 ~ 2㎛인 알루미나층, 바람직하게는 γ-알루미나와,
- 두께가 0.5㎛ 미만, 바람직하게는 0.1 ~ 0.3㎛인 ((Ti,Al)N + 알루미나) * n 다층 (n ≥ 2) 과,
- 바람직하게는 얇은, 바람직하게는 0.1㎛ 미만인 부화학양론적 ZrN1 -x층 (바람직하게는 x = 0.01 ~ 0.1) 과,
- 두께가 1㎛ 미만, 바람직하게는 0.1 ~ 0.6㎛인 ZrN 층을 포함하며, 날선 (edge line) 및 경사면에는 ZrN층이 빠져있으며, (Ti,Al)N층의 원자 조성이 바람직하게는 60/40 < Al/Ti < 70/30, 가장 바람직하게는 Al/Ti = 67/33 이다.
본 발명은 상면 (경사면), 반대면 및 절삭날을 규정하기 위해 상기 상면 및 반대면을 교차하는 1 이상의 여유면을 구비하고, 다음의 단계를 포함하는 코팅된 절삭 공구의 제작 방법과도 관련된다.
- 조성이 86 ~ 90 중량% WC, 1 ~ 2 중량% (Ta,Nb)C 및 8 ~ 13 중량% Co, 바람직하게는 88 ~ 89 중량% WC, 1.2 ~ 1.8 중량% (Ta,Nb)C 및 10 ~ 11 중량% Co 인 초경합금 기재를 제공하는 단계와,
- 총 두께가 3 ~ 30㎛이고
- 두께가 1 ~ 5㎛, 바람직하게는 2 ~ 4㎛인 (Ti,Al)N의 제 1 층과,
- 두께가 1 ~ 4㎛, 바람직하게는 1 ~ 2㎛인 알루미나층, 바람직하게는 γ-알루미나와,
- 두께가 0.5㎛ 미만, 바람직하게는 0.1 ~ 0.3㎛인 ((Ti,Al)N + 알루미나) * n 다층 (n ≥ 2) 과,
- 바람직하게는 얇은, 바람직하게는 0.1㎛ 미만인 부화학양론적 ZrN1 -x층 (바람직하게는 x = 0.01 ~ 0.1) 과,
- 두께가 < 1㎛, 바람직하게는 0.1 ~ 0.6㎛인 최외곽 ZrN 층을 포함하는 경질층 시스템을 PVD 방법을 사용하여 초경합금 기재에 증착하는 단계와,
- 후처리에 의해, 바람직하게는 브러싱 또는 블라스팅에 의해 경사면 및 날선의 상기 ZrN 층을 제거하는 단계를 포함하며, (Ti,Al)N층의 원자 조성이 바람직하게는 60/40 < Al/Ti < 70/30, 바람직하게는 Al/Ti = 67/33이다.
예 1
조성이 88 중량% WC, 1.5 중량% (Ta,Nb)C 및 10.5 중량% Co인 초경합금 인서트 ADMT 160608R이 다음의 순서에 따라 한 번의 공정으로 PVD-기술로 코팅되었다.
경우 A: (Ti0 .33Al0 .67N-Al2O3-Ti0 .33Al0 .67N-Al2O3-Ti0 .33Al0 .67N-Al2O3) 적층 구조,
경우 B: Ti0 .33Al0 .67N-Al2O3 적층 구조,
경우 C: Ti0 .33Al0 .67N 층
인서트는 드라이 숄더 밀링 (dry shoulder milling) 방법으로 시험되었다.
공작물 재료: 마르텐사이트계 스테인리스 강 X90CrMoV18 (1.4112).
절삭 속도: 140 m/min
공구 수명 기준: 생산된 부품의 개수
<표 1> 에지 밀링 후의 공구 수명 (생산된 부품)
코팅 Ti0 .33Al0 .67N Ti0 .33Al0 .67N-Al2O3 3 x (Ti0 .33Al0 .67N-Al2O3)
공구 수명 (부품 개수) 3 4 7
결과는 에지 밀링에서 층 두께의 증가가 공구 수명에 미치는 영향을 보여준다.
예 2
조성이 88 중량% WC, 1.5 중량% (Ta,Nb)C 및 10.5 중량% Co인 초경합금 인서트 ADMT 160608R이 다음의 순서에 따라 한 번의 공정으로 PVD-기술로 코팅되었다.
3㎛ (Ti,Al)N (Al/Ti 67/33 %), 1.5㎛ 나노결정질 γ-알루미나,
0.2㎛ (Ti,Al)N (Al/Ti 67/33 %), 0.2㎛ 나노결정질 γ-알루미나,
0.1㎛ (Ti,Al)N (Al/Ti 67/33 %), 0.1㎛ 나노결정질 γ-알루미나, 0.1 ~ 0.5 ㎛ ZrN.
경사면의 ZrN의 상층은 습식 블라스팅 공정에서 알루미나를 사용하여 완전히 블라스팅 되었다.
블라스팅된 인서트 및 블라스팅되지 않은 인서트 양자 모두 Ti-합금 (인성 1400 N/㎟) 으로 에지 밀링 하기 위해 사용되었다.
최대 프랭크 마모는 890 ㎜의 절삭 거리 이후에 측정되었으며, 결과는 다음과 같다.
<표 2> 에지 밀링 후의 마모 (㎜)
미처리 경사면의 ZrN 제거
최대 프랭크 마모 0.40 ~ 0.45 0.15 ~ 0.23
최대 반경 마모 0.23 ~ 0.3 0.10 ~ 0.13
상부 경사면의 ZrN의 제거가 상당히 적은 마모를 유도한다는 것을 명백하게 볼 수 있다.
본 발명에 따르면, 다층 코팅을 구비한 향상된 절삭 공구 조성을 제공하여, 경사면 및 측면 각각에 서로 다른 외층의 개념을 이용하는 PVD 코팅된 절삭 공구의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 상면 (경사면), 반대면 및 절삭날을 규정하기 위해 상기 상면 및 반대면을 교차하는 1 이상의 여유면을 구비한 PVD 코팅된 초경합금 인서트에 있어서,
    - 상기 초경합금의 조성은 86 ~ 90 중량% WC, 1 ~ 2 중량% (Ta,Nb)C 및 8 ~ 13 중량% Co 이며, 상기 초경합금은 총 두께가 3 ~ 30㎛ 인 경질층 시스템으로 코팅되고,
    - 상기 경질층 시스템은,
    - 두께가 1 ~ 5㎛인 (Ti,Al)N의 제 1 층과,
    - 두께가 1 ~ 4㎛인 알루미나층과,
    - 두께가 0.5㎛ 미만인 ((Ti,Al)N + 알루미나) * n 다층 (n ≥ 2) 과,
    - 두께가 1㎛ 미만이며, 날선 (edge line) 및 경사면에는 없는 ZrN 층을 포함하며, (Ti,Al)N층의 원자 조성이 60/40 < Al/Ti < 70/30 인 것을 특징으로 하는 PVD 코팅된 초경합금 인서트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 ZrN 층 아래에는, 두께 0.1㎛ 미만인 부화학양론적 ZrN1-x층 (x = 0.01 ~ 0.1) 이 있는 것을 특징으로 하는 PVD 코팅된 초경합금 인서트.
  3. 상면 (경사면), 반대면 및 절삭날을 규정하기 위해 상기 상면 및 반대면을 교차하는 1 이상의 여유면을 구비한, 코팅된 절삭 공구의 제조 방법에 있어서,
    - 조성이 86 ~ 90 중량% WC, 1 ~ 2 중량% (Ta,Nb)C 및 8 ~ 13 중량% Co 인 초경합금 기재를 제공하는 단계와,
    - 총 두께가 3 ~ 30㎛이고
    - 두께가 1 ~ 5㎛인 (Ti,Al)N의 제 1 층과,
    - 두께가 1 ~ 4㎛인 알루미나층과,
    - 두께가 0.5㎛ 미만인 ((Ti,Al)N + 알루미나) * n 다층 (n ≥ 2) 과,
    - 두께가 1㎛ 미만인 최외곽 ZrN 층을 포함하는 경질층 시스템을 PVD 방법을 사용하여 초경합금 기재에 증착하는 단계와,
    - 후처리에 의해, 경사면 및 날 선의 상기 ZrN 층을 제거하는 단계를 포함하며, 상기 (Ti,Al)N층의 원자 조성이 60/40 < Al/Ti < 70/30 인 것을 특징으로 하는 코팅된 절삭공구 인서트의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, ((Ti,Al)N + 알루미나) * n 다층의 상부에 두께 0.1㎛ 미만인 부화학양론적 ZrN1-x층 (x = 0.01 ~ 0.1) 을 증착하는 것을 특징으로 하는 코팅된 절삭공구 인서트의 제조 방법.
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JP (1) JP2007075990A (ko)
KR (1) KR101313360B1 (ko)
CN (2) CN1927512B (ko)
AT (1) ATE421601T1 (ko)
DE (1) DE602006004932D1 (ko)
SE (1) SE529015C2 (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE541068T1 (de) * 2005-09-09 2012-01-15 Sandvik Intellectual Property Pvd-beschichtetes schneidwerkzeug
SE0701449L (sv) * 2007-06-01 2008-12-02 Sandvik Intellectual Property Finkornig hårdmetall med förfinad struktur
SE531933C2 (sv) 2007-12-14 2009-09-08 Seco Tools Ab Belagt hårdmetallskär för bearbetning av stål och rostfria stål
DE102009001765A1 (de) * 2009-03-23 2010-09-30 Walter Ag PVD beschichtetes Werkzeug
DE102009044927A1 (de) * 2009-09-23 2011-04-07 Walter Ag Werkzeugbeschichtung
US8277958B2 (en) * 2009-10-02 2012-10-02 Kennametal Inc. Aluminum titanium nitride coating and method of making same
CN101775585B (zh) * 2010-02-11 2012-05-23 厦门大学 一种高硬度氮化锆硬质涂层的制备方法
CN101892409B (zh) * 2010-07-22 2013-04-17 株洲华锐硬质合金工具有限责任公司 一种铣削涂层硬质合金及其制备方法
US8409702B2 (en) 2011-02-07 2013-04-02 Kennametal Inc. Cubic aluminum titanium nitride coating and method of making same
JP5739189B2 (ja) 2011-02-24 2015-06-24 三菱マテリアル株式会社 耐摩耗性に優れた表面被覆切削工具の製造方法
CN102161106B (zh) * 2011-04-01 2013-02-20 山推工程机械股份有限公司 Ti-TiN&Ti-MoS2/Ti双刀面涂层刀具的制备工艺
DE102011053372A1 (de) * 2011-09-07 2013-03-07 Walter Ag Werkzeug mit chromhaltiger Funktionsschicht
EP2591874B1 (en) * 2011-11-11 2018-05-16 Sandvik Intellectual Property AB Friction stir welding tool made of cemented tungsten carbid with Nickel and with a Al2O3 surface coating
EP2940178A4 (en) * 2012-12-26 2016-08-17 Wu Shanghua METHOD FOR PRODUCING AN AL2O2 COATING ON A SURFACE OF A SILICON NITRIDE CUTTING TOOL BY PVD AND COMPOSITE COATING METHOD
US9103036B2 (en) 2013-03-15 2015-08-11 Kennametal Inc. Hard coatings comprising cubic phase forming compositions
US9896767B2 (en) 2013-08-16 2018-02-20 Kennametal Inc Low stress hard coatings and applications thereof
US9168664B2 (en) 2013-08-16 2015-10-27 Kennametal Inc. Low stress hard coatings and applications thereof
DE102014104672A1 (de) 2014-04-02 2015-10-08 Kennametal Inc. Beschichtetes Schneidwerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102015213755A1 (de) 2015-07-21 2017-01-26 Kennametal Inc. Verfahren zur Herstellung eines Zerspanungswerkzeugs sowie Zerspanungswerkzeug
CN105463388B (zh) * 2016-02-11 2018-01-19 广东工业大学 氧化铝系复合涂层、具有该复合涂层的梯度超细硬质合金刀具及其制备方法
DE102016108734B4 (de) 2016-05-11 2023-09-07 Kennametal Inc. Beschichteter Körper und Verfahren zur Herstellung des Körpers
CN107620053A (zh) * 2017-11-01 2018-01-23 南通欧科数控设备有限公司 一种切削涂层刀具的制造方法
US11628503B2 (en) 2018-06-28 2023-04-18 Ab Sandvik Coromant Coated cutting tool
JP2022523425A (ja) * 2019-03-07 2022-04-22 エリコン サーフェス ソリューションズ アーゲー、 プフェフィコン 熱安定性が向上したｔｍ－ａｌ－ｏ－ｎコーティング層
CN110144562B (zh) * 2019-06-24 2020-05-19 北京师范大学 一种超厚吸能涂层的制备方法
EP3839097A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-23 Walter Ag A coated cutting tool
DE102022125083A1 (de) 2022-09-29 2024-04-04 Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn Gmbh Verfahren zur Beschichtung eines Werkzeugteils eines spanabhebenden Werkzeugs

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028323A1 (en) 2000-12-22 2002-03-07 Mitsubishi Materials Corporation Coated cutting tool
JP2002187005A (ja) 2000-12-22 2002-07-02 Mitsubishi Materials Corp 高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製スローアウエイチップ
KR20030076380A (ko) * 2002-03-20 2003-09-26 세코 툴스 에이비 Ｐｖｄ 코팅된 커팅툴 인서트

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60238481A (ja) * 1984-05-14 1985-11-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 多重層被覆超硬合金
US5310607A (en) 1991-05-16 1994-05-10 Balzers Aktiengesellschaft Hard coating; a workpiece coated by such hard coating and a method of coating such workpiece by such hard coating
SE509201C2 (sv) * 1994-07-20 1998-12-14 Sandvik Ab Aluminiumoxidbelagt verktyg
SE514177C2 (sv) * 1995-07-14 2001-01-15 Sandvik Ab Belagt hårdmetallskär för intermittent bearbetning i låglegerat stål
KR100430360B1 (ko) * 1995-11-30 2004-07-16 산드빅 악티에볼라그 피복된절삭인서트및그제조방법
US5879823A (en) 1995-12-12 1999-03-09 Kennametal Inc. Coated cutting tool
SE520802C2 (sv) 1997-11-06 2003-08-26 Sandvik Ab Skärverktyg belagt med aluminiumoxid och process för dess tillverkning
SE518134C2 (sv) * 1997-12-10 2002-09-03 Sandvik Ab Multiskiktbelagt skärverktyg
SE519005C2 (sv) 1999-03-26 2002-12-17 Sandvik Ab Belagt hårdmetallskär
SE519315C2 (sv) 1999-04-06 2003-02-11 Sandvik Ab Sätt att tillverka ett hårdmetallpulver med lågt presstryck
SE519106C2 (sv) 1999-04-06 2003-01-14 Sandvik Ab Sätt att tillverka submikron hårdmetall med ökad seghet
SE9903089D0 (sv) * 1999-09-01 1999-09-01 Sandvik Ab Coated grooving or parting insert
EP1103635B1 (en) * 1999-11-25 2004-08-11 Seco Tools Ab Coated cutting insert for milling and turning applications
DE10048899B4 (de) 2000-10-02 2004-04-08 Walter Ag Schneidplatte mit Verschleißerkennung
SE522730C2 (sv) * 2000-11-23 2004-03-02 Sandvik Ab Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning
US6689450B2 (en) * 2001-03-27 2004-02-10 Seco Tools Ab Enhanced Al2O3-Ti(C,N) multi-coating deposited at low temperature
EP1323847A3 (en) * 2001-12-28 2005-09-14 Seco Tools Ab Coated cemented carbide body and method for use
US7087295B2 (en) * 2002-01-18 2006-08-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Surface-coated cutting tool
CN100408237C (zh) * 2002-01-21 2008-08-06 三菱麻铁里亚尔株式会社 表面被覆切削工具部件和在切削工具表面形成硬质被覆层的方法
SE526604C2 (sv) * 2002-03-22 2005-10-18 Seco Tools Ab Belagt skärverktyg för svarvning i stål
SE525581C2 (sv) * 2002-05-08 2005-03-15 Seco Tools Ab Skär belagt med aluminiumoxid framställt med CVD
SE526603C3 (sv) * 2003-01-24 2005-11-16 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär
SE526602C2 (sv) * 2003-10-27 2005-10-18 Seco Tools Ab Belagt skär för grovsvarvning
ATE541068T1 (de) 2005-09-09 2012-01-15 Sandvik Intellectual Property Pvd-beschichtetes schneidwerkzeug

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028323A1 (en) 2000-12-22 2002-03-07 Mitsubishi Materials Corporation Coated cutting tool
JP2002187005A (ja) 2000-12-22 2002-07-02 Mitsubishi Materials Corp 高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製スローアウエイチップ
KR20030076380A (ko) * 2002-03-20 2003-09-26 세코 툴스 에이비 Ｐｖｄ 코팅된 커팅툴 인서트

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Publication number Publication date
JP2007075990A (ja) 2007-03-29
ATE421601T1 (de) 2009-02-15
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KR20070029590A (ko) 2007-03-14
EP1762637A2 (en) 2007-03-14
EP1762637B1 (en) 2009-01-21
CN1927512A (zh) 2007-03-14

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