KR101902051B1

KR101902051B1 - Cutting insert

Info

Publication number: KR101902051B1
Application number: KR1020150110147A
Authority: KR
Inventors: 이은수; 김지헌; 나상웅; 김종성; 송시훈
Original assignee: 대구텍 유한회사
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2018-09-27
Also published as: KR20150093142A

Abstract

본 발명은 절삭 인서트에 관한 것으로, 주철가공을 위한 초경 절삭공구의 열화학기상증착법에 관한 것이다. 회주철 및 흑연구상화주철의 선삭 가공 시 코팅층의 박리를 최소화하고 내산화성 및 인성을 향상시키기 위해 하지층을 이루는 TiC_xN_y주상정의 크기 및 N/C 비율, 상부층을 이루는 Al₂O₃ 결정립의 성장방향을 제어하고, 성장 후 후처리를 통해 각층의 응력을 피삭물에 맞게 제어하는 처리를 한다.The present invention relates to a cutting insert, and more particularly, to a thermochemical vapor deposition method for a carbide cutting tool for cast iron processing. In order to minimize the peeling of the coating layer and improve the oxidation resistance and toughness during turning of gray cast iron and graphite spheroidal cast iron, TiC _x N _y columnar phase size and N / C ratio constituting the underlayer, the growth of Al ₂ O ₃ grains constituting the upper layer And the post-growth post-processing is performed to control the stress of each layer in accordance with the article.

Description

CUTTING INSERT

본 발명은 주철 및 흑연구상화 주철의 선삭 가공에서 내마모성, 내산화성, 그리고 인성이 특히 유용한 특성을 갖는 코팅층을 포함하는 절삭 인서트에 관한 것이다.The present invention relates to a cutting insert comprising a coating layer having properties particularly useful in abrasion resistance, oxidation resistance, and toughness in turning of cast iron and graphite spheroidized cast iron.

열화학 기상 증착법으로 코팅된 초경 재료의 절삭 인서트는 주철과 강의 선삭에 주로 사용된다. 이러한 절삭 인서트의 코팅층은 주로 TiC_xN_y 및 Al₂O₃로 구성된다. 다양한 피삭물과 다양한 절삭 조건에 대해 절삭 성능을 향상시키기 위해, 다양한 초경 기재들이 개발되고 있고, 그 초경 기재에 적합한 코팅 물질 및 코팅의 구성도 함께 개발되고 있다. 현재, 열화학 기상 증착법 코팅 연구개발의 주된 주제는, 코팅된 물질의 결정 크기 및 결정 방향 제어, 코팅층과 초경 기재 사이의 부착력 강화, 다층 코팅의 층간 결합력 강화, 소량의 원소 첨가를 통한 코팅 물질의 화학적, 물리적 특성 향상, 표면 코팅 형성 후의 표면 거칠기 제어, 코팅층의 응력 제어 등이다. 결국, 다양한 피삭물에 대한 최상의 절삭 성능을 얻기 위해서는, 상기 여러 주제들을 적절히 조합하고 또한 신규의 기술을 추가할 것이 요구된다.Cutting inserts of cemented carbide coated with thermochemical vapor deposition are mainly used for cast iron and steel turning. The coating layers of these cutting inserts are mainly composed of TiC _x N _y and Al ₂ O ₃ . Various carbide substrates have been developed to improve cutting performance for various workpieces and various cutting conditions, and compositions of coating materials and coatings suitable for the carbide substrates are also being developed. At present, the main theme of the coating research and development of thermochemical vapor deposition is to control the crystal size and crystal orientation of the coated material, to strengthen the adhesion between the coating layer and the cemented carbide substrate, to strengthen the interlayer bonding strength of the multilayer coating, , Improvement of physical properties, surface roughness control after surface coating formation, and stress control of coating layer. After all, in order to obtain the best cutting performance for various articles, it is required to properly combine the above-mentioned subjects and to add new techniques.

최근 금속화합물의 조성 변화, 경원소의 비율, 그리고 코팅 조건의 변화를 통해 절삭공구의 수명을 증가시키기 위한 연구가 다수 진행되었고, 특히 인성 강화를 위해 TiC_xN_y의 미세한 주상정(柱狀晶)을 코팅하는 기술들이 개발되었다. 미국특허 제6,472,060호 및 스웨덴특허 제200301196호 에서는, TiC_xN_y층을 코팅할 때 CO 가스, 알루미늄 및 지르코늄을 도입함으로써, 미세한 주상정의 TiC_xN_y을 형성할 수 있다는 것을 주장하였다. 또한, 일본특허공개 제2006-239719호에서는, TiC_xN_y 코팅층을 형성할 때 탄소 원자수가 2개 내지 20개인 쇄상 탄화수소, 유기 시안 화합물, 사염화티타늄 및 수소로 이루어지는 원료 기체를 사용하여 미세한 주상정을 형성하였고, 이렇게 제조된 TiC_xN_y는 탄소의 비율이 질소의 비율보다 커서 경도 상승 효과가 있음을 주장하였다. 그리고 미국특허 제6,638,571호에서는 TiC_xN_y층을 구성할 때 주로 사용하는 CH₃CN 이외에 메탄 가스를 도입하고, 온도 구간을 변화시킴으로써 미세한 주상정을 만들 수 있음을 주장하였다.Recently, many researches have been carried out to increase the tool life by changing the composition of metal compounds, the ratio of hard earth elements, and the coating conditions. Especially, TiC _x N _y , Have been developed. U.S. Pat. No. 6,472,060 and Swedish Patent No. 200301196 assert that by introducing CO gas, aluminum and zirconium when coating a TiC _x N _y layer, fine columnar TiC _x N _y can be formed. Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-239719, when a TiC _x N _y coating layer is formed, a raw material gas composed of a chain hydrocarbon, an organic cyanide compound, titanium tetrachloride and hydrogen having 2 to 20 carbon atoms is used to form a fine columnar phase And that the TiC _x N _y thus produced had a higher hardness than the ratio of carbon to nitrogen. In U.S. Patent No. 6,638,571, it is proposed that fine columnar crystals can be formed by introducing methane gas in addition to CH ₃ CN, which is mainly used for forming the TiC _x N _y layer, and changing the temperature range.

그러나, 위 방법들에 의해 형성된 TiC_xN_y층에서는 미세한 주상정을 얻을 수는 있었으나, TiC_xN_y층 내의 산소 함량이 증가되어 기공이 발생하고 경도가 저하되는 문제가 있었으며, 탄소 함량이 높아서 내산화성이 저하되는 문제가 있었다.However, in the TiC _x N _y layer formed by the above methods, fine columnar crystals could be obtained, but the oxygen content in the TiC _x N _y layer was increased to cause pores and decrease in hardness, and the carbon content was high There has been a problem that oxidation resistance is lowered.

한편, 오래 전부터 연구개발이 진행된 TiC 및 TiCN의 코팅 방법과 더불어, 알파상 Al₂O₃의 코팅 방법이 학술지 "Journal of the Korean Institute of Metals, vol. 19, No. 9, (1981)" 및 학술지 "Thin Solid Films 263 (1995) 28-36" 등에서 밝혀졌다. 이후, 알파상 Al₂O₃의 고속 성장 방법 및 성장 메커니즘이 미국특허 제4,169,866호, 학술지 "J, phys, Ⅳ France 9 (1999) Pr8-877", 그리고 학술지 "J, phys, Ⅳ France 12 (2002) Pr4-113" 등에서 밝혀졌다. 이러한 선행기술들을 기초로, 알파상 Al₂O₃의 코팅에 대한 다양한 개념들과, 그것의 구현을 위한 다양한 접근법들이 Al₂O₃ 및 TiCN을 기반으로 한 선삭용 열화학 기상 증착법 코팅 분야에서 연구되고 있다.In addition, in addition to the coating method of TiC and TiCN that have been undergoing research and development for a long time, the coating method of alpha phase Al ₂ O ₃ is described in Journal of the Korean Institute of Metals, Vol. 19, No. 9, (1981) Quot; Thin Solid Films 263 (1995) 28-36 " Hereinafter, a rapid growth method and growth mechanism of alpha-phase Al ₂ O ₃ are described in U.S. Patent No. 4,169,866, Journal of J, phys, Ⅳ France 9 (1999) Pr8-877, and Journal of J, phys, 2002) Pr4-113 ". Based on these prior arts, various concepts for the coating of alpha phase Al ₂ O ₃ and various approaches for its implementation have been studied in the field of thermochemical vapor deposition coating for transmissions based on Al ₂ O ₃ and TiCN have.

미국특허 제7,011,867호에서는 알파상 Al₂O₃층을 형성하기 전 결합층을 형성하는 공정에서, 마지막에 CO₂가스를 도입하고, Al₂O₃층에는 다른 금속 원소를 도핑함으로써, 특징적인 배향 면이 우선되는 알파상 Al₂O₃층을 형성할 수 있음을 주장하였다. 미국특허출원공보 제2008/0311290A1호에서는 결합층에 경원소를 도핑함으로써, 알파상 Al₂O₃의 배향 면을 조절할 수 있음을 주장하였다. 또한, 미국특허 제7,955,651호 및 학술지 "Surface & Coatings technology 202 (2008) 4257-4269"에서는, 매우 높은 수준의 우선 배향성을 지닌 알파상 Al₂O₃층을 형성할 수 있는 방법을 제시하였다.U.S. Patent No. 7,011,867 discloses that in the process of forming the bonding layer before forming the alpha phase Al ₂ O ₃ layer, CO ₂ gas is finally introduced and another Al element is doped into the Al ₂ O ₃ layer, Plane can form the preferred alpha-phase Al ₂ O ₃ layer. In U.S. Patent Application Publication No. 2008 / 0311290A1, it was suggested that the orientation plane of Al ₂ O ₃ can be adjusted by doping a light element in the bonding layer. In addition, U.S. Patent No. 7,955,651 and the paper "Surface & Coatings technology 202 (2008) 4257-4269" propose a method of forming an alpha phase Al ₂ O ₃ layer having a very high preferential orientation.

그러나, 실제로 알파상 Al₂O₃층의 배향성은, 결합층 말단의 조성 및 결정 방향, 결합층의 형상, 결합층이 형성되는 TiC_xN_y층의 크기, 형태 및 우선 배향 면에 의해서도 영향을 받기 때문에, 이중 한두 가지 인자만을 가지고 알파상 Al₂O₃층의 배향성을 조절하는 데에는 한계가 있고, 피삭물에 따라 여러 가지 인자를 조합하여 최상의 우선 배향 면을 조절해야 한다. 또한, 알파상 Al₂O₃층과 TiC_xN_y층 사이의 응력, 그리고 전체 알파상 Al₂O₃층 자체에서 발생되는 응력은, Al₂O₃층과 TiC_xN_y층 사이의 결합층과, Al₂O₃층에서 주된 배향성이 나타나는 영역의 사이에서 형성되는 알파상 Al₂O₃의 핵의 배향성의 영향을 받고, 그에 따라 알파상 Al₂O₃의 부착력은 달라지게 된다. 따라서, 선행기술에서 알파상 Al₂O₃층이 주된 배향성을 가지더라도, 알파상 Al₂O₃의 부착력이 충분히 높지 못해 코팅층의 박리가 발생하는 문제가 있었다.However, in fact, the orientation of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer is influenced by the composition and crystal orientation of the bonding layer, the shape of the bonding layer, the size, shape and preferential orientation of the TiC _x N _y layer on which the bonding layer is formed Therefore, there is a limitation in controlling the orientation of the Al ₂ O ₃ layer with only one or two of the factors, and the best preferred orientation plane should be adjusted by combining various factors depending on the workpiece. Also, the stress between the alpha phase Al ₂ O ₃ layer and the TiC _x N _y layer, and the stress generated from the entire alpha phase Al ₂ O ₃ layer itself, is the bond layer between the Al ₂ O ₃ layer and the TiC _x N _y layer And the orientation of the core of the alpha phase Al ₂ O ₃ formed between the regions where the main orientation appears in the Al ₂ O ₃ layer, and thus the adhesion force of the alpha phase Al ₂ O ₃ changes. Therefore, even if the alpha phase Al ₂ O ₃ layer has the main orientation in the prior art, the adhesion force of the alpha phase Al ₂ O ₃ is not sufficiently high, resulting in peeling of the coating layer.

본 발명의 목적은 주철 및 흑연구상화 주철의 선삭 가공 시 공구의 수명을 결정하는 척도가 되는 공구의 마모, 코팅층의 박리, 공구의 치핑 및 파손을 최소화하는 절삭 인서트를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 과제는, 주철 가공의 중기 또는 말기, 흑연구상화 주철 가공의 초기에 발생하기 쉬운 알파상 Al₂O₃층의 박리를 최소화하는 코팅층을 갖는 절삭 인서트를 제공하는 것이다. 이를 위해, 본 발명에서는 마모를 최소화하고 높은 수준의 안정성을 달성하는 향상된 내산화성과 인성을 가지면서도, 경도의 하락은 없는 TiC_xN_y층을 초경 기재 위에 형성하고, 주철 및 흑연구상화 주철의 선삭 가공에 최적화된 우선 배향 면을 갖는 알파상 Al₂O₃층을 형성한 절삭 인서트를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a cutting insert which minimizes wear of a tool, peeling of a coating layer, chipping and breakage of a tool, which is a measure for determining the tool life during turning of cast iron and graphite spheroidized cast iron. In particular, a problem to be solved by the present invention is to provide a cutting insert having a coating layer that minimizes peeling of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer, which is likely to occur in the middle or late stage of cast iron processing and early in the process of graphite spheroidizing cast iron processing. For this purpose, in the present invention, a TiC _x N _y layer having improved oxidation resistance and toughness and having no decrease in hardness is formed on a cemented carbide substrate to minimize wear and achieve a high level of stability, And an object of the present invention is to provide a cutting insert in which an alpha phase Al ₂ O ₃ layer having a preferential orientation surface optimized for machining is formed.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 코팅층에 표면 처리를 하여, 열화학 기상 증착법으로 형성된 코팅층이 가지고 있는 높은 수준의 인장 응력을 낮은 수준으로 감소시키고, 우선 배향된 알파상 Al₂O₃층의 탁월한 열 배출 능력 및 표면 미끄러짐 현상을 극대화시킴으로써, 피삭물의 가공 시 코팅층의 표면에서 기재 방향으로 발생하는 균열의 진행을 방해하는 동시에, 갑작스러운 인장 해소 시에 발생하기 쉬운 코팅층 전체의 박리를 최소화하는 코팅층을 갖는 절삭 인서트를 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a method of surface treatment of the coating layer to reduce the high level of tensile stress of the coating layer formed by the thermochemical vapor deposition process to a low level and to provide excellent heat of the preferentially oriented alpha phase Al ₂ O ₃ layer It has a coating layer that minimizes peeling of the entire coating layer which is likely to occur when sudden tensile dissolution is caused while preventing the progress of cracks occurring in the substrate direction from the surface of the coating layer during processing of the workpiece by maximizing the discharge capability and surface slip phenomenon To provide a cutting insert.

본 발명의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 절삭 인서트는, 하나 이상의 경사면(rake face)과 하나 이상의 여유면(flank face)을 포함하고, 상기 절삭 인서트의 기재는, 4 내지 8 중량%의 Co와, 0 내지 5 중량%의 입방탄화물, 입방탄질화물 또는 그 혼합물과, 잔부 WC을 포함한다. 또한, 절삭 인서트의 기재는 입방탄화물, 입방탄질화물 및 그 혼합물 중 어느 하나도 존재하지 않는 0 내지 10 ㎛ 두께의 표면 구역을 가지고, 기재의 표면에는 TiC_xN_y를 포함하는 적어도 하나의 하지층과, 알파상 Al₂O₃를 포함하는 최상부층을 포함하는 코팅층이 총 두께 10 내지 35 ㎛으로 형성된다.A cutting insert according to the present invention for realizing the object of the present invention comprises at least one rake face and at least one flank face, wherein the base of the cutting insert comprises 4 to 8% by weight of Co And 0 to 5% by weight of cubic carbide, tantalum nitride or mixture thereof, and balance WC. The base of the cutting insert also has a surface area of 0 to 10 탆 thickness in which none of the cubic carbide, the tantalum nitride and the mixture thereof is present, the surface of the substrate has at least one underlying layer containing TiC _x N _y , And a top layer including an alpha phase Al ₂ O ₃ is formed to a total thickness of 10 to 35 μm.

하나 이상의 경사면과 하나 이상의 여유면에서, TiC_xN_y층의 두께는 4 내지 20 ㎛이고, 조성은 0.3 ≤ x ≤ 0.55, 0.4 ≤ y ≤ 0.8, x ≤ y (x+y=0.8 내지 1.1, x와 y는 유리수)이며, 전자현미경(SEM)으로 TiC_xN_y층 결정립을 관찰하였을 때, 주상정(柱狀晶)은 상기 TiC_xN_y층의 상부측을 향할수록 그 폭이 커지지 않는 기둥 형태의 결정립이며, 주상정의 단축 방향 평균 크기가 100 ㎚ 내지 800 ㎚이다.Wherein the thickness of the TiC _x N _y layer is from 4 to 20 탆 and the composition is in the range of 0.3 ≤ x ≤ 0.55, 0.4 ≤ y ≤ 0.8, x ≤ y (x + y = 0.8 to 1.1, x and y are rational numbers), and when the crystal grains of the TiC _x N _y layer are observed by an electron microscope (SEM), the columnar crystals do not increase in width toward the upper side of the TiC _x N _y layer Columnar crystal grains, and the columnar mean axis direction average size is 100 nm to 800 nm.

또한, 하나 이상의 경사면과 하나 이상의 여유면에서, Al₂O₃층은 코팅 초기부터 알파상이며, 알파상 Al₂O₃층의 두께는 4 내지 15 ㎛이고, X선 회절법으로 측정하였을 때, 전체 알파상 Al₂O₃층에 대해 (006) 면의 집합조직계수가 4.5 내지 6.9 로 가장 높고, (110) 면의 집합조직계수가 두 번째로 높고, (006) 면과 (0012) 면의 회절 강도 비율((006)/(0012))은 1.0 초과 2.0 이하이다. 집합조직계수는,

로 계산되고, I(hkl) = 측정된 (hkl) 회절빔의 강도, I₀(hkl)= JCPDS 번호 46-1212의 표준 회절빔의 강도, n = 계산에 사용된 회절빔의 개수이며, 계산에 사용된 (hkl) 회절면은 (012), (104), (110), (006), (113), (116) 그리고 (300)으로 규정된다.Also, in at least one sloped surface and at least one clearance surface, the Al ₂ O ₃ layer is in the alpha phase from the beginning of the coating, and the alpha-phase Al ₂ O ₃ layer has a thickness of 4 to 15 탆, full alpha-phase Al ₂ O the texture coefficient of (006) on the _third layer side is highest as 4.5 to 6.9, the texture coefficient of (110) plane is high a second time, of the (006) face and the (0012) The diffraction intensity ratio ((006) / (0012)) is more than 1.0 but not more than 2.0. The aggregate organization factor,

Is calculated to be, I (hkl) = measured (hkl) is the number of diffracted beams used for the intensity, I ₀ (hkl) = intensity JCPDS No. 46-1212, n = calculated standard diffraction beam of the diffracted beam, the calculation The (hkl) diffraction plane used in (11) is defined by (012), (104), (110), (006), (113), (116) and (300).

또한, 본 발명의 절삭 인서트의 기재는, 5 내지 7 중량%의 Co와, 0 내지 3 중량%의 입방탄화물, 입방탄질화물 또는 그 혼합물과, 잔부 WC을 포함하고, 입방탄화물, 입방탄질화물 및 그 혼합물 중 어느 하나도 존재하지 않는 0 내지 5 ㎛ 두께의 표면 구역을 가질 수 있다.The base of the cutting insert of the present invention is also characterized in that it comprises 5 to 7% by weight of Co, 0 to 3% by weight of cubic carbide, tantalum nitride or mixture thereof and the balance WC and contains cubic carbides, Lt; RTI ID = 0.0 > 0-5 < / RTI > m thick in which none of the mixture is present.

X선 회절법으로 본 발명의 절삭 인서트의 코팅층 전체의 평균 응력을 측정하였을 때, 하나 이상의 경사면에서 알파상 Al₂O₃층의 전체 잔류 응력은 -300 내지 150 MPa이고, TiC_xN_y층의 전체 잔류 응력은 150 내지 450 MPa이며, 알파상 Al₂O₃층의 잔류 응력 값과 TiC_xN_y층의 잔류 응력 값은 ± 20 %의 오차율 범위 내에서 비례하는 값을 가진다. 잔류 응력 표기 시 -(마이너스)로 표기된 잔류 응력은 압축 응력을 나타내며, 앞에 표기가 없거나 +(플러스)로 표기된 잔류 응력은 인장 응력을 나타낸다.When the weight average total stress of a coating layer of the cutting insert of the present invention by X-ray diffraction, the residual stress of the entire alpha-phase Al ₂ O ₃ layer is -300 to 150 MPa, TiC _x N _y layer on one or more inclined surfaces The total residual stress is 150 to 450 MPa, and the residual stress value of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer and the residual stress value of the TiC _x N _y layer are proportional within the error rate range of ± 20%. Residual stress indicated by - (minus) indicates residual stress and residual stress indicated by + (plus) indicates tensile stress.

또는, X선 회절법으로 본 발명의 절삭 인서트의 코팅층 전체의 평균 응력을 측정하였을 때, 하나 이상의 여유면에서 알파상 Al₂O₃층의 전체 잔류 응력은 200 내지 500 MPa이고, TiC_xN_y층의 전체 잔류 응력은 300 내지 600 MPa이며, 알파상 Al₂O₃층의 잔류 응력 값과 TiC_xN_y층의 잔류 응력 값은 ± 20 %의 오차율 범위 내에서 비례하는 값을 가진다.Alternatively, when the average stress of the entire coating layer of the cutting insert of the present invention is measured by X-ray diffractometry, the total residual stress of the alpha-phase Al ₂ O ₃ layer on one or more margin surfaces is 200 to 500 MPa, and TiC _x N _y The total residual stress of the layer is 300 to 600 MPa, and the residual stress value of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer and the residual stress value of the TiC _x N _y layer are proportional to the error ratio of ± 20%.

본 발명의 절삭 인서트의 TiC_xN_y층의 두께는 6 내지 15 ㎛이고, 조성은 0.3 ≤ x ≤ 0.55, 0.4 ≤ y ≤ 0.8, x ≤ y (x+y=0.8 내지 1.1, x와 y는 유리수)이며, 전자현미경(SEM)으로 TiC_xN_y층 결정립을 관찰하였을 때, 주상정의 단축 방향 평균 크기가 200 ㎚ 내지 600 ㎚이다.The thickness of the TiC _x N _y layer of the cutting insert of the present invention is 6 to 15 탆 and the composition is 0.3 ≤ x ≤ 0.55, 0.4 ≤ y ≤ 0.8, x ≤ y (x + y = 0.8-1.1, x and y are And when the crystal grains of the TiC _x N _y layer are observed with an electron microscope (SEM), the average size of the major axis direction in the minor axis direction is 200 nm to 600 nm.

본 발명의 절삭 인서트의 코팅층의 적층 방향과 수직인 방향으로 절삭 인서트 단면을 관찰하였을 때, 도5와 같이 TiC_xN_y층과 알파상 Al₂O₃층 사이에 있는 결합층의 최상단에서 상하로 각각 1.5 ㎛씩 이격되도록 선 두 개를 절삭 인서트 기재의 결합층의 표면을 따라 그었을 때, 두 선 사이에 존재하는 기공들의 장축 길이의 합은, 가상의 100 ㎛ 직선 길이에서 0 내지 40% 범위를 가진다.When the cross section of the cutting insert in the direction perpendicular to the stacking direction of the coating layer of the cutting insert of the present invention was observed, it was found that, as shown in FIG. 5, the upper and lower sides of the bonding layer between the TiC _x N _y layer and the alpha phase Al ₂ O ₃ layer The sum of the major axis lengths of the pores present between the two lines when the two lines are drawn along the surface of the bonding layer of the cutting insert base so that they are spaced apart by 1.5 占 퐉 are in the range of 0 to 40% I have.

본 발명의 절삭 인서트의 알파상 Al₂O₃층의 (006) 면의 집합조직계수는 5 내지 6.7이다. 본 발명의 절삭 인서트의 알파상 Al₂O₃층의 (006) 면의 집합조직계수는, 알파상 Al₂O₃층의 두께가 2 ㎛ 이하인 영역에서는, 4 이하의 값을 가진다.The texture coefficient of the (006) face of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer of the cutting insert of the present invention is 5 to 6.7. The texture coefficient of the (006) plane of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer of the cutting insert of the present invention has a value of 4 or less in the region where the thickness of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer is 2 μm or less.

X선 회절법 중 θ - 2θ 방법으로(normal scan) 본 발명의 절삭 인서트의 알파상 Al₂O₃층을 측정하였을 때, 알파상 Al₂O₃의 (006) 면과 (0012) 면의 강도비((006)/(0012))는 1.0 초과 1.5 이하이다.When the alpha phase Al ₂ O ₃ layer of the cutting insert of the present invention was measured in the X-ray diffraction method by a normal scan, the intensity of the (006) plane and the (0012) plane of the alpha phase Al ₂ O ₃ The ratio ((006) / (0012)) is more than 1.0 but not more than 1.5.

본 발명의 절삭 인서트의 경사면에서 50 × 50 ㎛ 크기의 영역 10개를 무작위로 선정하여 원자력현미경으로(AFM) 측정하였을 때, 알파상 Al₂O₃ 표면의 평균 거칠기는 0.01 내지 0.1 ㎛의 범위에 있다. 또는, 본 발명의 절삭 인서트의 경사면에서 50 × 50 ㎛ 크기의 영역 10개를 무작위로 선정하여 원자력현미경으로(AFM) 측정하였을 때, 알파상 Al₂O₃ 표면의 평균 거칠기는 0.02 내지 0.07 ㎛의 범위에 있다.When 10 regions of 50 × 50 μm size were randomly selected from the slopes of the cutting insert of the present invention and measured by atomic force microscopy (AFM), the average roughness of the alpha-phase Al ₂ O ₃ surface was in the range of 0.01 to 0.1 μm have. Alternatively, when 10 regions of 50 × 50 μm size are randomly selected from the slopes of the cutting insert of the present invention and measured by an atomic force microscope (AFM), the average roughness of the alpha-phase Al ₂ O ₃ surface is 0.02 to 0.07 μm Range.

본 발명의 절삭 인서트에서는, 입방정 탄화물 또는 탄질화물의 공핍층이 매우 얇거나 없는 기재 위에, 주상정의 단축 방향 평균 크기가 100 ㎚ 내지 800 ㎚의 값을 갖고, 탄소에 비해 질소의 비율이 동등 이상인 TiC_xN_y층을 형성함으로써, TiC_xN_y의 주상정의 미세화를 통해 경도 및 파괴인성을 향상시키고, 충분한 질소 함량을 통해 내산화성을 향상시킴으로써, TiC_xN_y층의 물리적, 화학적 특성을 종래보다 크게 개선시킬 수 있다.In the cutting insert of the present invention, it is preferable that a TiC having a value in the minor axis direction average size of the columnar phase of 100 nm to 800 nm and a nitrogen ratio equal to or more than that of carbon is formed on a substrate having a very thin or no depletion layer of cubic carbide or carbonitride, by forming an _x N _y layer, through the columnar refinement of TiC _x N _y and improve the hardness and fracture toughness, by improving the oxidation resistance through a sufficient nitrogen content, than a conventional physical and chemical properties of TiC _x N _y layer Can be greatly improved.

또한, 본 발명의 TiC_xN_y층 위에는, 기공이 없거나 극소량만 존재하고, 비표면적이 커서 차후 형성될 알파상 Al₂O₃층과의 기계적 결합력이 강할 뿐만 아니라, 주철 및 흑연구상화 주철의 가공에 최적인 우선 배향 면을 갖는 알파상 Al₂O₃층을 형성시킬 수 있는, 결합층을 형성함으로써, TiC_xN_y층과 알파상 Al₂O₃층 간의 상온 결합강도가 증진됨과 동시에, 절삭이 진행되는 고온에서도 두 층 사이의 미끄러짐 현상 및 급작스러운 파괴를 방지하여, 절삭시 코팅층의 박리를 방지하고 공구의 수명을 증가시킬 수 있다.Further, on the TiC _x N _y layer of the present invention, there is no or only a small amount of pores, and the specific surface area is large, so that the mechanical bonding force with the alpha-phase Al ₂ O ₃ layer to be formed later is strong, and the processing of cast iron and graphite- The bonding strength between the TiC _x N _y layer and the alpha phase Al ₂ O ₃ layer is increased by forming the bonding layer capable of forming the alpha phase Al ₂ O ₃ layer having the preferred orientation plane optimum for the cutting, It is possible to prevent the slipping phenomenon between the two layers and sudden destruction at the high temperature, thereby preventing peeling of the coating layer at the time of cutting and increasing the service life of the tool.

또한, 본 발명의 절삭 인서트에서는, 주철 및 흑연구상화 주철에 가장 적합한, 알파상 Al₂O₃층의 최상층 부분은 (006) 면이 주로 존재하고 기재 쪽으로 내려갈수록 (110) 면이 혼재되는 양이 많아지는, (006) 면과 (110) 면이 혼재된 알파상 Al₂O₃층을 형성시키고, 또한 하지층을 이루는 TiC_xN_y의 인장 응력은 감소시키면서 알파상 Al₂O₃층 표면의 거칠기를 최소화함으로써, 피삭물의 표면 미끌어짐 효과를 극대화시키고 코팅층의 수직 방향으로 발생하는 균열을 방지하여, 종래에 제조되었던 절삭 공구보다 안정적이고 증가된 수명을 갖고, 더 가혹한 조건에서도 긴 수명이 보장되고 피삭물의 가공시간을 단축할 수 있는 절삭공구의 인서트를 제공할 수 있다.Further, in the cutting insert of the present invention, the most uppermost layer portion of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer most suitable for cast iron and graphite spheroidized cast iron mainly contains the (006) plane and the amount that the (110) The surface of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer is formed while the tensile stress of the TiC _x N _y constituting the base layer is decreased while the alpha phase Al ₂ O ₃ layer containing the (006) plane and the (110) By minimizing the roughness, it is possible to maximize the surface slip effect of the workpiece and to prevent cracks occurring in the vertical direction of the coating layer, so that the workpiece has a stable and increased life span over the previously prepared cutting tool, It is possible to provide an insert of a cutting tool capable of shortening the machining time of the workpiece.

도1은 본 발명에 따른 절삭 인서트의 코팅층 단면을 나타내는 전자현미경사진이다.
도2a 내지 도2e는 알파상 Al₂O₃층을 최상부로부터 결합층까지 제거해가면서, 알파상 Al₂O₃층 두께에 따른 집합조직계수를 X선 회절을 통해 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도3은 TiC_xN_y 주상정의 결정립을 보여주는 전자현미경사진이다.
도4는 도3에 나타난 TiC_xN_y 주상정의 결정립의 경계면을 선으로 나타낸 도면이다.
도5는 TiC_xN_y층의 일부, Al₂O₃층의 일부, 그리고 TiC_xN_y층과 Al₂O₃층 사이의 결합층을 보여주는 전자현미경사진이다.1 is an electron micrograph showing a cross section of a coating layer of a cutting insert according to the present invention.
FIGS. 2A to 2E are graphs showing the results of X-ray diffraction measurement of the texture coefficient according to the thickness of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer while removing the alpha phase Al ₂ O ₃ layer from the top to the bonding layer.
3 is an electron micrograph showing a TiC _x N _y columnar crystal grain.
Fig. 4 is a line diagram showing the interface of the TiC _x N _y columnar crystal grains shown in Fig. 3. Fig.
5 is an electron micrograph showing a portion of a TiC _x N _y layer, a portion of an Al ₂ O ₃ layer, and a bonding layer between a TiC _x N _y layer and an Al ₂ O ₃ layer.

본 발명의 절삭 인서트는 도1에 도시되어 있는 것처럼, 절삭 인서트의 기재(E) 위에 하지층은 TiC_xN_y층(B)으로 구성되고, 최외각층은 알파상 Al₂O₃층(C)으로 구성된다. TiC_xN_y층(B)과 알파상 Al₂O₃층(C) 사이에는 결합층(D)이 존재한다.As shown in Fig. 1, the cutting insert of the present invention comprises a base layer E of a cutting insert, a base layer of TiC _x N _y (B) and an outermost layer of alpha-phase Al ₂ O ₃ layer (C) . A bonding layer (D) exists between the TiC _x N _y layer (B) and the alpha phase Al ₂ O ₃ layer (C).

본 발명의 절삭 인서트의 기재는 4 내지 8 중량%, 바람직하게는 5 내지 7 중량%의 Co와, 0 내지 5 중량%, 바람직하게는 0 내지 3 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 0 내지 2 중량%의 입방탄화물, 입방탄질화물 또는 그 혼합물과, 잔부 WC을 포함한다. 본 발명의 절삭 인서트의 기재에서, 입방탄화물, 입방탄질화물 및 그 혼합물 중 어느 하나도 존재하지 않는 표면 구역은, 0 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0 내지 6 ㎛, 가장 바람직하게는 0 내지 2 ㎛ 두께를 가진다.The base of the cutting insert of the present invention comprises 4 to 8 wt%, preferably 5 to 7 wt% Co, 0 to 5 wt%, preferably 0 to 3 wt%, and most preferably 0 to 2 wt% % Of cubic carbide, a triblock nitride or mixture thereof, and the balance WC. In the substrate of the cutting insert of the present invention, the surface area in which none of the cubic carbide, the tribo-nitride and the mixture thereof is present is 0 to 10 탆, preferably 0 to 6 탆, most preferably 0 to 2 탆 thick .

본 발명의 절삭 인서트의 TiC_xN_y층은, 도3 및 도4에 도시되어 있는 것처럼, 기둥 형태의 결정립인 주상정(柱狀晶)으로 이루어지고, 주상정의 단축 방향의 평균 크기는 100 ㎚ 내지 800 ㎚, 바람직하게는 200 ㎚ 내지 600 ㎚의 값을 가진다. 예컨대, 도3 및 도4에 도시되어 있는 단면의 가로 폭(점선)의 길이는 16000nm인데, 이 점선에 걸리는 TiC_xN_y 주상정의 수는 44개이다. 따라서, 도3 및 도4에 도시된 예에서 주상정의 단축 방향의 평균 크기는 16000nm/44 = 364nm이다.TiC _x N _y layer of the cutting insert of the present invention, as shown in Figs. 3 and 4, is composed of a columnar (柱狀晶) of the columnar grain form, the average size of the columnar axis direction is 100 ㎚ To 800 nm, preferably from 200 nm to 600 nm. For example, the width of the cross section (dotted line) of the cross section shown in Figs. 3 and 4 is 16000 nm, and the number of the TiC _x N _y columnar defects is 44 in this dotted line. Therefore, in the example shown in Figs. 3 and 4, the average size in the minor axis direction of the columnar definition is 16000 nm / 44 = 364 nm.

본 발명에서는 TiC_xN_y층을 형성할 때에, 기공 발생과 경도 감소를 유발할 수 있는 CO가스 및 다른 원소의 첨가를 배제함으로써, TiC_xN_y 내의 탄소 함량이 높을 때 발생하는 내산화성의 감소를 막고, 코팅 온도, 기체의 순도 및 기체의 분압만을 조절하여 코팅을 한다. 한편, 이 때 발생하는 코팅 부착력 감소의 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 코팅전 기재의 표면에 전처리를 할 수 있다.In the present invention, when the TiC _x N _y layer is formed, by excluding the addition of CO gas and other elements that may cause pore generation and hardness reduction, TiC _x N _y The coating temperature is controlled by adjusting only the coating temperature, the purity of the gas and the partial pressure of the gas. On the other hand, in order to solve the problem of decrease in coating adhesion force occurring at this time, the surface of the substrate before coating can be pretreated in the present invention.

이에 따라, 본 발명에서는 TiC_xN_y층이 0.3 ≤ x ≤ 0.55, 0.4 ≤ y ≤ 0.8, x ≤ y (x+y=0.8 내지 1.1, x와 y는 유리수)의 조성을 가져서, 이미 상용화되어 있는 절삭 인서트의 TiC_xN_y층보다 질소의 비율이 높다. 이러한 조성을 얻기 위해, 본 발명에서는 절삭 인서트의 기재 위에 먼저 TiC_xN_y (x ≤ 0.2, y ≥ 0.8) 조성의 삽입층을 형성시킬 수 있으며, 삽입층의 500 ㎚의 두께에서 관찰했을 때 결정립은 미세한 등방 형태를 가지고, 결정립 평균 크기는 100 ㎚ 미만, 바람직하게는 50 ㎚ 미만의 값을 가진다.Accordingly, in the present invention, the TiC _x N _y layer has a composition of 0.3? X? 0.55, 0.4? Y? 0.8, x? Y (x + y = 0.8-1.1 and x and y are rational numbers) The ratio of nitrogen is higher than that of the TiC _x N _y layer of the cutting insert. In order to obtain such a composition, an insert layer having a composition of TiC _x N _y (x ≤ 0.2, y ≥ 0.8) can be first formed on the base of a cutting insert according to the present invention. When observed at a thickness of 500 nm of the insert layer, And has a grain size average size of less than 100 nm, preferably less than 50 nm.

이처럼, 본 발명에서는 TiC_xN_y 주상정의 미세화를 통해 경도 및 파괴인성을 향상시키는 동시에, 충분한 질소 함량을 통해 내산화성을 향상시킴으로써, TiC_xN_y층의 물리적, 화학적 특성이 종래보다 크게 개선시킬 수 있다.As described above, the present invention improves the hardness and fracture toughness of the TiC _x N _y main phase by refining the main phase of TiC _x N _y , and improves the oxidation resistance through the sufficient nitrogen content, thereby improving the physical and chemical properties of the TiC _x N _y layer .

한편, 본 발명의 TiC_xN_y 주상정의 크기는, 코팅층의 표면을 매끄럽게 폴리싱(polishing)한 후, 전계 방출형 전자현미경 또는 쇼트키 타입의 전자현미경을 이용하여 5 Kev 이하의 전압으로 Back Scattering Mode로 측정하거나, 샘플 표면에서 저각으로 채널링(channeling)되어 발산되는 전자를 검출하는 검출기를 사용하여 측정할 수 있다. 이 때, 적어도 30개 이상의 주상정이 보이는 배율에서, 무작위로 10개 이상의 주상정을 선택하여 크기를 측정한다. 본 발명의 실시예에서는 Jeol사의 JSM-7600F 전자현미경의 Low Angle Back Scattering 검출기를 이용하여 측정하였다.On the other hand, the size of the TiC _x N _y columnar phase of the present invention is obtained by polishing the surface of the coating layer smoothly and then forming a back scattering mode at a voltage of 5 Kev or less by using a field emission electron microscope or a Schottky type electron microscope Or by using a detector that detects electrons that are channeled to a lower angle at the sample surface and emit electrons. At this time, at least 30 or more columnar crystals are observed, and at least 10 columnar crystals are randomly selected to measure the size. In the examples of the present invention, measurements were made using a Low Angle Back Scattering detector of a JSM-7600F electron microscope of Jeol Company.

도5에 도시되어 있는 것처럼, TiC_xN_y층과 알파상 Al₂O₃층 사이의 결합층은, 상부가 날카로운 말단을 가지는 반원의 렌즈 형태가 연속적으로 배열된 형상을 이룬다. 도5는 결합층을 포함하는 코팅층의 단면을 도시하는데, 결합층에서 각각의 반원 렌즈 형태는 그 말단 또는 중간에서 서로 만나지 않으며, 이러한 형상은 그 위에 형성되는 알파상 Al₂O₃층의 코팅 시에 공극이 형성되지 않게 하여, TiC_xN_y층과 알파상 Al₂O₃층의 결합 강도를 극대화시킨다. 또한, TiC_xN_y층과 Al₂O₃층 사이에 있는 결합층의 상부를 연결한 선은, 코팅층 표면과 평행한 가상의 직선에 비해 적어도 3배 이상 길게 형성된다.As shown in Fig. 5, the bonding layer between the TiC _x N _y layer and the alpha phase Al ₂ O ₃ layer has a shape in which a semicircular lens shape having a sharp-top end is continuously arranged. Figure 5 shows a cross-section of a coating layer comprising a bonding layer in which each semicircular lens shape does not meet at its end or in the middle and this shape is formed by the coating of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer formed thereon So that the bond strength between the TiC _x N _y layer and the alpha phase Al ₂ O ₃ layer is maximized. The line connecting the upper portion of the bonding layer between the TiC _x N _y layer and the Al ₂ O ₃ layer is formed to be at least three times longer than an imaginary straight line parallel to the surface of the coating layer.

알파상 Al₂O₃층은 950 내지 1050℃, 30 내지 150 millibar 범위의 통상적인 조건에서 AlCl₃, CO₂ 가스 및 운반기체(carrier gas)를 이용하여 형성하는데, (006)과 (110)의 우선 배향 면을 지니도록 형성된다. 도2a 내지 도2e는 최외각층으로 형성된 알파상 Al₂O₃층의 두께에 따른 X선 회절 결과를 나타낸다. 여기서, 전체 알파상 Al₂O₃층의 집합조직계수를 계산하면 (006)이 가장 높은 값을 가지고 (110)이 두 번째로 높은 값을 가진다. 이는 냉각시 결합층과 알파상 Al₂O₃의 응력을 최소화하고, 알파상 Al₂O₃층 자체의 응력을 감소시킴으로써, 절삭시 알파상 Al₂O₃층 코팅의 박리를 최소화한다.The alpha phase Al ₂ O ₃ layer is formed using AlCl ₃ , CO ₂ gas and carrier gas under typical conditions ranging from 950 to 1050 ° C and 30 to 150 millibar, And is formed so as to have an oriented surface. 2A to 2E show X-ray diffraction results according to the thickness of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer formed as the outermost layer. Here, (006) has the highest value and (110) has the second highest value by calculating the aggregate texture coefficient of the entire alpha-phase Al ₂ O ₃ layer. This minimizes the stresses of the bond layer and alpha phase Al ₂ O ₃ upon cooling and reduces the stress in the alpha phase Al ₂ O ₃ layer itself, thereby minimizing delamination of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer coating during cutting.

보다 구체적으로, 도2a부터 도2e에서 확인되는 것처럼, 초기 알파상 Al₂O₃에서는 a축인 (110) 면이 우세하고, 코팅의 두께가 두꺼워질수록 c축인 (006) 면이 서서히 우세해진다. 아래의 표 7은, 상술한 집합조직계수 계산식을 이용하여, 도 2a 내지 도 2e의 X선 회절 측정 결과로부터 알파상 Al₂O₃층의 두께에 따른 집합조직계수를 계산한 것이다. 표 7에서 확인되는 바와 같이, 초기 알파상 Al₂O₃(두께 0.5 ~ 1.0 ㎛)에서는 (110) 면의 집합조직계수가 가장 높고, 알파상 Al₂O₃층의 두께 3 ㎛ 이상에서는, (006) 면의 집합조직계수가 (110) 면의 집합조직계수보다 높다. 이러한 형태의 코팅은, 알파상 Al₂O₃의 냉각시 발생되는 알파상 Al₂O₃의 자체 응력을 감소시키는 삽입층을 가지는 코팅과 같고, 초기부터 높은 수준의 일방향 또는 두 개 이상의 유사 방향이 높은 수준에 있는 코팅보다는 응력의 흐트러짐이 좋다.
알파상 Al₂O₃ 층의 두께에 따른 집합조직계수 결정면 0.5~1.0㎛
(도 2a) 1.5~2.0㎛
(도 2b) 3.0~3.5㎛
(도 2c) 4.5~5.0㎛
(도 2d) 6.5㎛
(도 2e) (012) 0.31 0.28 0.21 0.09 0.07 (104) 0.09 0.06 0.07 0.04 0.08 (110) 4.82 3.00 1.69 1.00 0.59 (006) 1.47 3.53 4.96 5.81 6.15 (113) 0.06 0.05 0.02 0.02 0.02 (116) 0.14 0.04 0.03 0.01 0.08 (300) 0.12 0.05 0.02 0.02 0.02
More specifically, as shown in FIGS. 2A to 2E, in the initial alpha phase Al ₂ O ₃ , the (110) plane as the a-axis predominates, and as the thickness of the coating increases, the (006) plane as the c-axis gradually becomes dominant. Table 7 below shows the calculation of the aggregate texture coefficient according to the thickness of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer from the X-ray diffraction measurement results of FIGS. 2A to 2E using the above-mentioned aggregate texture factor calculation formula. In as identified in Table 7, the initial alpha-phase Al ₂ O ₃ (thickness of 0.5 ~ 1.0 ㎛) In 110 the texture coefficient of the surface is highest, the alpha-phase Al ₂ O more than 3 ㎛ thickness of the _third layer, ( 006) plane is higher than that of the (110) plane. Coatings of this type, the alpha-phase Al ₂ O ₃ or more of the same as the coating having the interlayer to reduce the self-stress of the alpha-phase Al ₂ O ₃ generated during cooling, and a high level of initial from one direction or two similar direction Stress dissipation is better than coatings at higher levels.
The aggregate organization coefficient according to the thickness of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer Crystal plane 0.5 to 1.0 탆
(Fig. 2A) 1.5 to 2.0 탆
(Figure 2b) 3.0 to 3.5 μm
(Fig. 2C) 4.5 to 5.0 μm
(Figure 2d) 6.5 탆
(Figure 2E) (012) 0.31 0.28 0.21 0.09 0.07 (104) 0.09 0.06 0.07 0.04 0.08 (110) 4.82 3.00 1.69 1.00 0.59 (006) 1.47 3.53 4.96 5.81 6.15 (113) 0.06 0.05 0.02 0.02 0.02 (116) 0.14 0.04 0.03 0.01 0.08 (300) 0.12 0.05 0.02 0.02 0.02

또한, 알파상 Al₂O₃층의 (006) 면과 (0012) 면의 회절 강도 비율((006)/(0012))은 1.0 초과 2.0 이하이다. (006) 면과 (0012) 면의 강도비는, 회절 강도의 측정이 시작되는 각도에서 끝나는 각도까지 입사빔의 조사각과 회절빔을 검출하는 검출각이 같은 각도로 움직이는 θ-2θ의 일반적인 X선 회절 조건에서 구한다.Further, the diffraction intensity ratio ((006) / (0012)) of the (006) plane and the (0012) plane of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer is more than 1.0 and not more than 2.0. The intensity ratio between the (006) plane and the (0012) plane is set so that the angle of incidence of the incident beam and the angle of the detection of the diffraction beam from the angle at which the measurement of the diffraction intensity is started to a normal X- Diffraction conditions.

위와 같이 형성되는 다층의 코팅층은, 평균 열팽창계수가 초경화합물인 기재보다 크기 때문에, 코팅 후 냉각 시 인장 응력을 가지게 된다. 인장 응력을 낮추거나 없애기 위해, 습식 샌드 블라스팅(wet sand blasting), 건식 샌드 블라스팅(dry sand blasting), 브러싱(brushing), 폴리싱(polishing), 레이저 처리(laser treatment), 숏 피닝(short peening), 바렐 연마(barrel machining), 화학 에칭(chemical etching), 그리고 그러한 방법을 조합한 방법을 수행할 수 있으며, 바람직하게는 건식 또는 습식 샌드 블라스팅과 폴리싱 또는 브러싱의 조합이 사용된다.The multi-layer coating layer formed as described above has tensile stress at the time of cooling after coating since the coefficient of the average thermal expansion is larger than that of the base material which is a cemented carbide compound. Wet sand blasting, dry sand blasting, brushing, polishing, laser treatment, short peening, sandblasting, polishing, and the like to reduce or eliminate tensile stress. Barrel machining, chemical etching, and a combination of such methods, preferably using a combination of dry or wet sandblasting and polishing or brushing.

이러한 표면처리는 코팅층에 형성된 인장 응력을 낮추거나 없애는 동시에, 표면의 평탄화에도 기여한다.This surface treatment lowers or eliminates the tensile stress formed in the coating layer, and also contributes to the planarization of the surface.

알파상 Al₂O₃와 TiC_xN_y 코팅층의 잔류 응력은 ASTM No. E 1426-98의 "Standard Test Method for Determining the Effective Elastic Parameter for X-Ray Diffraction Measurements of Residual Stress"과 1987년 I.C. Noyan, J.B. Cohen 의 "Residual Stress Measurement by Diffraction and Interpretation", Springer-Verlag, New York 의 p.117 - 130에 개시된 sin²ψ 방법을 이용한 X선 회절법을 응용하여 평가되었다. The residual stresses in the alpha phase Al ₂ O ₃ and TiC _x N _y coating layers were measured according to ASTM No. E 1426-98 and IC Noyan, JB Cohen, "Residual Stress Measurement by Diffraction and Interpretation ", 1987, Springer-Verlag, New York Ray diffraction method using the sin ² ψ method disclosed in p.117-130.

CuKα 방사선의 회절을 이용하여 평면의 인서트 표면에서 X선이 회절되는 각의 sin²ψ 범위가 0 - 1 (ψ=90°)의 등 간격을 갖고, 6 - 11개의 ψ 각도를 가지는 측면각을 사용하는 것이 권장된다. 2축 응력 상태를 확인하기 위해 샘플이 수평에서 회전하여 고정된 상태에서 양, 음의 ψ 각도로 기울이면서 측정한다. 오일러 크래들의 경우 이는 다른 ψ 각도 값에 대하여 Φ = 0°, 45°, 90°, 180°, 225°, 270°에서 샘플을 측정하여 이루어진다. 상기의 설명에서 ψ각은 X-선의 입사빔 방향과 샘플의 평면에서 직각을 이루는 각의 변환각으로 일반적인 오일러 크래들의 경우 0° 내지 90°의 각을 가지며 Φ각의 경우 샘플의 수평면이 회전하는 회전각이다.Using the diffraction of CuKα radiation, the angle of sin ² ψ at which the X-rays are diffracted at the surface of the plane of the plane has equal angles of 0 - 1 (ψ = 90 °) It is recommended to use. To check the biaxial stress state, the sample is measured while tilting at positive and negative ψ angles with the sample rotating horizontally and fixed. For Euler cradles, this is done by measuring the samples at Φ = 0 °, 45 °, 90 °, 180 °, 225 ° and 270 ° for different φ angle values. In the above description, the ψ angle is an angle of change of the angle orthogonal to the direction of the incident beam of the X-ray and the plane of the sample, and has an angle of 0 ° to 90 ° for a typical Eulerian cradle. Rotation angle.

본 발명의 알파상 Al₂O₃층과 TiC_xN_y층의 잔류 응력은 알파상 Al₂O₃의 (024)면과 TiCN의 (422)면에서 XRD를 이용하여 sin²ψ 방법으로 측정한다. 잔류 응력 측정은 Φ = 0°, 45°, 90°, 180°, 225°, 270° 에서 ψ 각도를 0 내지 70°에서 등각으로 7 등분하거나 0 내지 80°에서 8등분 하여 ψ 각도를 기울이며 측정한다. 코팅층 잔류 응력은 Panalytical 사의 Xpert Stress 와 같은 상용 소프트웨어를 사용하여 계산할 수 있다. 이 경우 TiC_xN_y층은 영률 E = 480 GPa, Poisson 비 ν = 0.20의 파라미터를 사용하고, 알파상 Al₂O₃층은 E = 381 GPa, Poisson 비 ν = 0.22의 파라미터를 사용하여 잔류 응력을 측정한다. 2축 응력 상태의 경우 인장 응력은 얻어진 2축 응력의 평균값으로 계산된다.The residual stresses of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer and the TiC _x N _y layer of the present invention are measured by the sin ² ψ method using XRD on the (024) plane of alpha phase Al ₂ O ₃ and (422) plane of TiCN . Residual stress measurements were made by equilibrating the ψ angle at Φ = 0 °, 45 °, 90 °, 180 °, 225 ° and 270 ° in 7 equal parts at 0 to 70 ° or in 8 ° at 0 to 80 ° do. Coating layer residual stress can be calculated using commercial software such as Panalytical's Xpert Stress. In this case, the TiC _x N _y layer uses the parameters of Young's modulus E = 480 GPa, Poisson's ratio v = 0.20, and the alpha-phase Al ₂ O ₃ layer uses parameters of E = 381 GPa and Poisson's ratio v = . For biaxial stress states, the tensile stress is calculated as the mean value of the biaxial stresses obtained.

후술하는 실시예에서는, 상기에서 기술된 본 발명의 방법으로 제작한 절삭 인서트 및 종래기술의 절삭 인서트를 가지고 피삭물에 대한 가공을 실시하여, 내마모성, 인성, 그리고 절삭 인서트의 수명을 조사하였다. 그 결과, 본 발명의 기술로 제작한 절삭 인서트가 종래의 절삭 인서트에 비해 뛰어난 절삭 성능을 보였다.In the embodiments described below, the machining of the workpieces is carried out with the cutting inserts manufactured by the method of the present invention described above and the cutting inserts of the related art to investigate wear resistance, toughness, and the life of the cutting inserts. As a result, the cutting insert manufactured by the technique of the present invention showed excellent cutting performance as compared with the conventional cutting insert.

후술하는 실시예에 제시된 자료는, 본 발명을 나타내는 예시적인 사항에 해당하는 것으로서, 본 발명의 범위 및 사상은 본 실시예들에 의해 제한되지 않는다.The data presented in the following embodiments correspond to exemplary embodiments of the present invention, and the scope and spirit of the present invention are not limited by these embodiments.

[실시예 1][Example 1]

본 발명의 실시예에서 전술된 특징을 가지는 TiC_xN_y층 및 Al₂O₃층을 얻기 위한 통상적인 조건으로 표 1과 같은 제조조건을 사용한다. 또한 TiC_xN_y 층을 코팅하기 전 초경기재와의 반응을 제어하기 위해 0.5 내지 1 ㎛의 TiN층을 삽입하며 이때 삽입되는 TiN층은 TiCl₄와 N₂ gas 비가 1:4인 조건에서 잔부 기체는 H₂로 하여 850 내지 925 ℃에서 형성한다. 또한 TiC_xN_y층과 Al₂O₃층 사이의 결합층은 측면에서 보았을 때 0.5 내지 1 ㎛의 침상형으로 가스의 양을 N₂ = 1 내지 7 %, CO = 0.4 내지 4 %, CH₄ = 4 내지 9 %, TiCl₄ = 0.4 내지 3.1 % 그리고 잔부 기체는 H₂로 하여 990 내지 1035 ℃의 온도 범위에서 형성한다.The manufacturing conditions shown in Table 1 are used as typical conditions for obtaining the TiC _x N _y layer and Al ₂ O ₃ layer having the above-described characteristics in the embodiment of the present invention. Further, a TiN layer having a thickness of 0.5 to 1 탆 was inserted to control the reaction with the carbide substrate before coating the TiC _x N _y layer, and the TiN layer to be inserted had a ratio of TiCl ₄ and N ₂ gas of 1: Is formed at 850 to 925 캜 with H ₂ . In addition, the bonding layer between the TiC _x N _y layer and the Al ₂ O ₃ layer is 0.5 to the amount of gas in a needle shape of 1 ㎛ N ₂ = 1 to about 7% when viewed from the side, CO = 0.4 to _4%, CH 4 = 4 to 9%, TiCl ₄ = 0.4 to 3.1%, and the residual gas is formed at a temperature range of 990 to 1035 ° C with H ₂ .

[실시예 2] [Example 2]

실시예 2에서는 본 발명의 실험예 A, B와, 종래기술의 비교예 C, 그리고 본 발명과 종래기술을 혼합한 비교예 D, E의 절삭 인서트를 아래 표 2와 같이 제작하였다. 절삭 성능을 정확하게 비교하기 위해, TiC_xN_y층의 총 두께는 9 ± 1 ㎛로, 알파상 Al₂O₃층의 총 두께는 6 ± 1 ㎛로 일치시켰으며, 응력과 표면 거칠기는 본 발명의 실험예 A와 동일한 조건으로 제작하였다.In Example 2, the cutting inserts of Experimental Examples A and B of the present invention, Comparative Example C of the prior art, and Comparative Examples D and E in which the present invention and the conventional technique were mixed were prepared as shown in Table 2 below. In order to compare the cutting performance precisely, the total thickness of the TiC _x N _y layer was 9 ± 1 μm and the total thickness of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer was 6 ± 1 μm. The stress and surface roughness Was prepared under the same conditions as in Experimental Example A.

표 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실험예 A, B는 TiC_xN_y의 주상정의 단축 방향 평균 크기가 본 발명의 범위인 100 ㎚ 내지 800 ㎚ 내에 있고, TiC_xN_y의 질소 함량도 탄소 함량보다 많으며, Al₂O₃층에서 첫 번째로 높은 (006) 면의 집합조직계수도 본 발명의 범위인 4.5 내지 6.9에 포함되고, Al₂O₃층에서 두 번째로 높은 집합조직계수도 (110) 면이다. 반면, 종래기술의 비교예 C는 TiC_xN_y의 주상정의 단축 방향 평균 크기가 본 발명의 범위인 100 ㎚ 내지 800 ㎚로부터 벗어나 있고, TiC_xN_y의 탄소 함량도 질소 함량보다 많으며, Al₂O₃층에서 첫 번째 높은 (006) 면의 집합조직계수도 본 발명의 범위인 4.5 내지 6.9 로부터 벗어나 있다. 유사하게, 본 발명과 종래기술을 혼합한 비교예 D는 Al₂O₃층에서 첫 번째 높은 집합조직계수, 비교예 E는 TiC_xN_y의 주상정의 단축 방향 평균 크기 및 TiC_xN_y의 탄소 함량이 본 발명의 범위에서 벗어나 있다.As can be seen from Table 2, the experimental examples of the present invention A, B is within 100 ㎚ to 800 ㎚ the scope of the invention is columnar shorter axis average size of the TiC _x N _y present, also carbon-nitrogen content of the TiC _x N _y often than the content, Al ₂ O, and the first ₃ layers is also the texture coefficient of the high (006) surface contained in the 4.5 to 6.9 range of this invention, the second highest texture coefficient as in the Al ₂ O ₃ layer also ( 110) plane. On the other hand, for comparison of the prior art C, TiC _x N a _y columnar shorter axis average size and free from 100 ㎚ to 800 ㎚ scope of the present invention, TiC _x N _y the carbon content is also often than the nitrogen content, Al ₂ The aggregate texture factor of the first high (006) plane in the O ₃ layer also deviates from the range of 4.5 to 6.9 of the present invention. Similarly, the first high texture coefficient in the present invention and Al ₂ O ₃ layer in Comparative Example D A mixture of the prior art, Comparative Example E is a columnar speed of TiC _x N _y direction, the average size and the TiC _x N _y of carbon The content is out of the scope of the present invention.

[실시예 3] [Example 3]

본 발명의 실험예 A, B와, 종래기술의 비교예 C, 그리고 본 발명과 종래기술을 혼합한 비교예 D, E의 절삭 인서트의 마모 성능 및 인성 평가를 위해, 회주철 및 흑연구상화주철에 대해 아래 4가지 조건으로 절삭 성능 평가를 실시하였다. 각 실험예, 비교예마다 10개의 인서트를 사용하여 실험을 수행하였고, 10개 인서트의 절삭 성능의 평균으로 각 실험예 및 비교예들을 평가하였다.For evaluation of abrasion performance and toughness of cutting inserts of Experimental Examples A and B of the present invention, Comparative Example C of the prior art, and Comparative Examples D and E in which the present invention was combined with the prior art, The cutting performance was evaluated under the following four conditions. Experiments were carried out using 10 inserts for each experimental and comparative example and each experimental and comparative example was evaluated as an average of the cutting performance of the 10 inserts.

[조건 1][Condition 1]

공구 형상: CNMA 120408 (No Chip-Breaker)Tool shape: CNMA 120408 (No Chip-Breaker)

피삭재: GC300, 직경 200㎜, Workpiece: GC300, diameter 200 mm,

절삭속도: V=400 m/min, 이송거리: f=0.3㎜/rev, 절삭깊이=2.0㎜Cutting speed: V = 400 m / min, Feed distance: f = 0.3 mm / rev, Cutting depth = 2.0 mm

가공조건: 습식가공, 단면 가공Processing conditions: wet process, end process

성능평가방법: 최대마모량/0.25㎜ 및 Al₂O₃층이 박리되는 가공횟수Performance evaluation method: the maximum wear amount / 0.25 mm and the number of times the Al ₂ O ₃ layer is peeled off

[조건 2][Condition 2]

피삭재: GC300, 직경 200㎜, 4 flute 단속Workpiece: GC300, diameter 200mm, 4 flute intermittent

절삭속도: V=400m/min, 이송거리: f=0.3㎜/rev, 절삭깊이=2.0㎜Cutting speed: V = 400 m / min, Feeding distance: f = 0.3 mm / rev, Cutting depth = 2.0 mm

성능평가 방법: 최대마모량/0.25㎜ 및 Al₂O₃층이 박리되는 가공횟수Performance evaluation method: the maximum wear amount / 0.25 mm and the number of times the Al ₂ O ₃ layer is peeled off

[조건 3][Condition 3]

피삭재: GCD500, 직경 200 ㎜Workpiece: GCD 500, diameter 200 mm

절삭속도: V=210m/min, 이송거리: f=0.3㎜/rev, 절삭깊이=2.0㎜Cutting speed: V = 210 m / min, feed distance: f = 0.3 mm / rev, cutting depth = 2.0 mm

[조건 4][Condition 4]

피삭재: GCD500, 직경 200 ㎜, 4 flute 단속Workpiece: GCD500, diameter 200 mm, 4 flute interrupted

표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실험예 A 및 B의 절삭 인서트가, 종래기술의 비교예 C, 그리고 본 발명과 종래기술을 혼합한 비교예 D, E의 절삭 인서트에 비해, 조건 1 내지 조건 4의 절삭 성능 평가 모두에서 마모 및 인성이 월등히 향상되었음을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 실험예들은 최대 마모량 도달까지의 가공 횟수나, Chipping 시작점까지의 가공횟수가 모두 현저히 높다. 또한, 흑연구상화 주철의 가공 시, 본 발명의 실험예 A 및 B가 Al₂O₃층의 박리를 현저하게 억제시킴을 알 수 있다.As can be seen in Table 3, the cutting inserts of Experiments A and B of the present invention were compared with the prior art Comparative Example C and the cutting inserts of Comparative Examples D and E, It can be confirmed that wear and toughness are remarkably improved in all of the cutting performance evaluations from 1 to 4. That is, in the experimental examples of the present invention, the number of machining to reach the maximum amount of wear and the number of machining to the starting point of chipping are all remarkably high. It can also be seen that Experimental Examples A and B of the present invention remarkably suppressed the peeling of the Al ₂ O ₃ layer during processing of the graphite-spheroidized cast iron.

[실시예 4][Example 4]

실시예 4에서는 본 발명의 실험예 A의 절삭 인서트와, 회주철 및 흑연구상화 주철가공에 쓰이는 종래기술의 경쟁사 절삭 인서트에 해당하는 비교예 F, G, H, I, J의 특성치를 표 4와 같이 측정하였다.In Example 4, the characteristic values of Comparative Examples F, G, H, I, and J corresponding to the cutting insert of Experimental Example A of the present invention and the prior art competitive cutting inserts used in the gray cast iron and graphite spheroidizing cast iron processing are shown in Table 4 Respectively.

위 표 4에서 비교예 F, G, H는 여유면 최상층의 종류가 본 발명과 상이할 뿐만 아니라, Al₂O₃층에서 첫 번째 높은 집합조직계수도 본 발명의 범위에서 벗어나 있다. 비교예 I는 알파상 Al₂O₃층에 있어서 본 발명과 동일한 (006) 면 및 (110) 면을 우선 배향 면으로 하고 있으나, (006) 면의 집합조직계수가 본 발명에서 벗어나 있다. 비교예 J는 (006) 면의 집합조직계수가 본 발명의 범위에 포함되지만, Al₂O₃층에서 두 번째 높은 집합조직계수가 본 발명의 (110) 면이 아니고, (006) 면과 유사 면인 (104) 면이어서, 본 발명과는 구성이 다름을 알 수 있다.In Table 4, in Comparative Examples F, G and H, not only the kinds of the uppermost layer on the clearance surface are different from those of the present invention, but also the first high aggregate texture coefficient in the Al ₂ O ₃ layer is out of the scope of the present invention. In Comparative Example I, the (006) plane and the (110) plane are preferentially oriented in the alpha phase Al ₂ O ₃ layer, but the aggregate structure coefficient of the (006) plane is deviated from the present invention. In Comparative Example J, the aggregate texture factor of the (006) plane is included in the scope of the present invention, but the second highest aggregate texture coefficient in the Al ₂ O ₃ layer is not the (110) plane of the present invention, (104), it can be seen that the configuration is different from that of the present invention.

[실시예 5] [Example 5]

실시예 5에서는 본 발명의 실험예 A와, 종래기술의 비교예 F 내지 J의 절삭 인서트의 마모 성능 및 인성 평가를 위해, 회주철 및 흑연구상화주철에 대해 실시예 3과 동일한 4가지 조건으로 절삭 성능 평가를 실시하였다. 각 실험예, 비교예마다 10개의 인서트를 사용하여 실험을 수행하였고, 10개 인서트의 절삭 성능의 평균으로 각 실험예 및 비교예들을 평가하였다.In Example 5, for the purpose of evaluating the wear performance and toughness of the cutting inserts of Experimental Example A of the present invention and Comparative Examples F to J of the prior art, the cutting performance and toughness of the gray cast iron and graphite- . Experiments were carried out using 10 inserts for each experimental and comparative example and each experimental and comparative example was evaluated as an average of the cutting performance of the 10 inserts.

위 표 5에 나타난 본 발명의 실험예 A와 종래기술의 경쟁사 절삭 인서트(F, G, H, I, J)의 절삭 성능을 살펴보면, 본 발명의 실험예 A의 절삭 인서트의 마모 성능 및 인성이, 다른 모든 경쟁사 제품들보다 모든 부문에서 우수한 성능을 보이는 것을 알 수 있다. 특히, 절삭 결과 중 흑연구상화 주철의 가공에서 전체 코팅층 및 기재의 chipping 저항성이 탁월하며, 본 발명의 실험예에서는 가공 도중 발생되는 Al₂O₃의 박리 현상이 현저하게 억제됨을 알 수 있다.The abrasion performance and toughness of the cutting insert of Experimental Example A of the present invention are shown in Table 5. The cutting performance of the comparative cutting inserts F, G, H, I, , Which is superior to all other competitors in all areas. Particularly, the chipping resistance of the entire coating layer and the base material is excellent in the processing of graphite-spheroidized cast iron during the cutting, and in the experimental example of the present invention, the peeling phenomenon of Al ₂ O ₃ generated during processing is remarkably suppressed.

[실시예 6][Example 6]

표면 응력 값이 흑연구상화주철 가공 수명에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해, 본 발명의 실험예 A와 동일한 알파상 Al₂O₃ 집합조직계수를 가지지만, 알파상 Al₂O₃ 경사면의 응력이 본 발명과 다른 절삭 인서트에 대해 절삭 성능을 평가하였다. 절삭 성능 평가는 실시예 3의 조건 3 및 조건 4와 동일한 조건으로 수행하였다.The surface tension values in order to determine how they affect the graphite spheroidization cast iron life, but same alpha-phase Al ₂ O ₃ the texture coefficient and Experimental Example A of the present invention, the alpha-phase Al the stress ₂ O ₃ slopes this The cutting performance was evaluated for different cutting inserts. The cutting performance was evaluated under the same conditions as the conditions 3 and 4 of Example 3.

위 표 6에서 알 수 있는 것처럼, 알파상 Al₂O₃ 경사면의 잔존 응력이 0을 기준으로 ±300을 벗어날 때, 조건 3의 가공 중 chipping이 발생하고 전반적으로 절삭 성능이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 잔존 응력이 0에 가까울수록 절삭 성능이 우수하다는 점을 알 수 있다.As can be seen from Table 6 above, when the residual stress of the alpha phase Al ₂ O ₃ slope exceeds ± 300 based on 0, chipping occurs during the processing of Condition 3 and the cutting performance is generally deteriorated. It can be seen that the closer the residual stress is to zero, the better the cutting performance.

이상의 실시예 2 내지 6의 실험 결과를 살펴보면, 본 발명의 절삭 인서트에 관한 조건을 모두 만족시켜야만, 주철 및 흑연구상화 주철의 선삭 가공시 공구의 수명을 결정하는 척도가 되는 공구의 마모, 코팅층의 박리, 공구의 치핑 및 파손을 최소화하는 절삭 인서트를 제공할 수 있다는 점을 알 수 있다.The results of the experiments of Examples 2 to 6 above show that wear and tear of the tool, peeling of the coating layer, which is a measure for determining the service life of the tool during the turning of the cast iron and graphite- , It is possible to provide a cutting insert that minimizes chipping and breakage of the tool.

Claims

A cutting insert comprising at least one bevel surface and at least one relief surface,
Wherein the cutting insert comprises a substrate and a TiC _x N _y layer and an Al ₂ O ₃ layer coated by thermal CVD on the substrate,
The substrate comprises Co and WC,
A coating layer is formed on the surface of the substrate, the coating layer including at least one ground layer containing TiC _x N _y and an uppermost layer including alpha phase Al ₂ O ₃ ,
At least one inclined surface and at least one clearance surface,
The Al ₂ O ₃ layer is an alpha phase from the beginning of the coating, and when measured by X-ray diffraction, the texture coefficient of the (006) plane is the highest at 4.5 to 6.9 with respect to the entire alpha phase Al ₂ O ₃ layer, 110) plane is the second highest,
The aggregate texture factor may be expressed as:

Lt; / RTI >
I (hkl) = intensity of the measured (hkl) diffraction beam;
I ₀ (hkl) = intensity of standard diffraction beam of JCPDS No. 46-1212,
n = the number of diffraction beams used in the calculation,
The (hkl) diffraction plane used in the calculation is defined by (012), (104), (110), (006), (113), (116) and (300)
When the aggregate texture factor of the total alpha phase Al ₂ O ₃ layer is calculated, the texture coefficient of the (110) plane is the highest in the initial alpha phase Al ₂ O ₃ layer, and the thickness of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer is more than 3 탆 (006) plane is higher than that of the (110) plane.

The method according to claim 1,
Wherein the base of the cutting insert comprises 5 to 7% by weight of Co, 0 to 3% by weight of cubic carbide, bubbling nitrides or mixtures thereof, and balance WC, wherein the cubic carbides, Having a surface area of greater than 0 but less than 5 탆 thick, none of which is present.

The method according to claim 1,
When the average stress of the entire coating layer is measured by X-ray diffraction, the total residual stress of the alpha-phase Al ₂ O ₃ layer is -300 to 150 MPa at one or more slopes, and the total residual stress of the TiC _x N _y layer is 150 ~ 450 MPa, and the residual stress value of the TiC _x N _y layer has a value proportional to the residual stress value of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer within an error rate of ± 20%.

The method according to claim 1,
When the average stress of the entire coating layer is measured by X-ray diffractometry, the total residual stress of the alpha-phase Al ₂ O ₃ layer is 200 to 500 MPa in at least one margin surface, and the total residual stress of the TiC _x N _y layer is 300 to 500 MPa. 600 MPa, and the residual stress value of the TiC _x N _y layer is proportional to the residual stress value of the alpha phase Al ₂ O ₃ layer within an error rate of ± 20%.

The method according to claim 1,
The thickness of the TiC _x N _y layer is 6 to 15 탆 and the composition is 0.3 ≤ x ≤ 0.55, 0.4 ≤ y ≤ 0.8, x ≤ y (x + y = 0.8 to 1.1, x and y are rational numbers) Wherein when the TiC _x N _y layer crystal grains are observed by a scanning electron microscope (SEM), the average size of the columnar single axis direction is 200 nm to 600 nm.

The method according to claim 1,
When the cross section of the cutting insert was observed perpendicular to the direction of lamination of the coating layer, two lines were arranged at the top and bottom of the bonding layer between the TiC _x N _y layer and the alpha phase Al ₂ O ₃ layer, Wherein the sum of the major axis lengths of the pores present between the two lines when plotted along the surface of the bonding layer of the cutting insert base ranges from 0 to 40% at a imaginary 100 m straight length.

The method according to claim 1,
A set of (006) plane of the alpha Al ₂ O ₃ layer tissue factor, alpha-Al phase, the cutting insert having a value of 4 or less at a thickness of less than or equal to the area of 2 ㎛ ₂ O ₃ layer.

The method according to claim 1,
10 areas of 50 x 50 탆 in size on the slope of the cutting insert were randomly selected and measured with an atomic force microscope (AFM), in which the average roughness of the alpha phase Al ₂ O ₃ surface was in the range of 0.01 to 0.1 탆, insert.

The method according to claim 1,
10 areas of 50 x 50 탆 in size on the slope of the cutting insert were randomly selected and measured with an atomic force microscope (AFM). The average roughness of the alpha-phase Al ₂ O ₃ surface was in the range of 0.02 to 0.07 탆, insert.

The method according to claim 1,
Wherein the base of the cutting insert comprises 4 to 8% by weight of Co, 0 to 5% by weight of cubic carbide, bubbling nitride or mixture thereof, and balance WC, wherein the cubic carbide, Having a surface area of greater than 0 but not greater than 10 탆 in thickness, none of which is present.

The method according to claim 1,
Wherein the coating layer is formed to a thickness of more than 0 to 35 占 퐉 or less.

The method according to claim 1,
Wherein the alpha-phase Al ₂ O ₃ layer has a thickness of 4 to 15 μm.