KR19990044327A

KR19990044327A - 코팅된 선삭 삽입체

Info

Publication number: KR19990044327A
Application number: KR1019980701567A
Authority: KR
Inventors: 브외른 르융베르그; 라이프 아케존
Original assignee: 레나르트 태퀴스트; 산드빅 악티에볼라그
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1999-06-25
Also published as: CN1194015A; DE69616810T2; SE9503056D0; JPH11512033A; ATE208440T1; HK1016223A1; SE9503056L; BR9610368A; IL123381A0; DE69616810D1; IL123381A; CN1163631C; SE511210C2; KR100388759B1

Abstract

본 발명은 저 합금강 상태에서 단조된 부품의 선삭에 특히 적합하게 사용하는 코팅된 선삭 삽입체를 개시한다. 삽입체는 고 W-합금된 CO-바인더 상을 갖는 WC-Co 초경 합금체와 주상정을 갖는 TiC_xN_yO_z의 가장 내부 층과 미세 결정 κ-Al₂O₃의 상부 층에 의해 특징된다.

Description

코팅된 선삭 삽입체

스테인레스 및 저 합금강은 코팅되거나 또는 코팅되지 않은 초경 합금 공구로 가공하기에 어려운 재료이다. 절단 모서리로 작업편 재료의 오염 및 코팅물의 벗겨짐이 종종 발생한다. 절단 조건은 습윤 조건(냉매를 사용함) 하에서 단조된 저합금 성분의 선삭 동안 특히 어렵다. 열간 단조된 표피(0.05 내지 0.2 mm)는 일반적으로 탈탄화(decarburize)되고 따라서 주요 페라이트 구조에 기인하여 벌크 재료보다 연해진다. 냉간 단조된 표피(0.05 mm 미만)는 냉간 가공되고, 따라서 변형 경화 효과에 기인하여 더욱 경화된다. 또한, 이러한 재료의 페라이트/퍼얼라이트 벌크 구조는 종종 "페라이트-줄무늬형"(ferrite-striated), 즉 페라이트와 퍼얼라이트가 평행한 줄무늬로 형성된다. 강성 및 연성 재료의 혼합은 절단 조건을 매우 어렵게 만든다.

또한, 코팅된 초경 합금 공구에 의해 스테인레스 및 저 합금강을 선삭시킬 때 절단 모서리는 화학적 마모, 연마적 마모 및 소위 연마적 마모에 의해 마모된다. 연마적 마모는 종종 공구 수명 한계 마모이다. 연마적 마모는 작업편 칩들이 형성될 때마다 층들의 파편 또는 개별적인 결정(grain) 및 초경 합금의 일부가 절단 모서리로부터 연속적으로 당겨질 때 발생한다. 또한, 습윤 선삭이 사용될 때 마모는 개별적인 마모 기구에 의해 가속될 수도 있다. 냉매 및 작업편 재료는 코팅의 냉간 크랙으로 침투할 수 있다. 침투는 초경 합금과 함께 작업편 재료와 냉매 사이의 화학 작용을 유도한다. Co 바인더 상(phase)은 크랙 부근의 구역에서 코팅과 초경 합금 사이의 계면을 따라 산화할 수 있다. 소정 시간 후에 코팅 파편은 단편으로 손실된다.

스웨덴 특허 출원 제9501286-0호에는 회색 주석(grey cast iron)의 건식 밀링에 특히 사용하기 위한 코팅된 절단 삽입체가 개시된다. 삽입체는 직선 WC-Co 초경 합금체와 주상정(columnar grain)을 구비한 TiC_xN_yO_z의 층 및 미세 결정 α-Al₂O₃의 상부층을 포함하는 코팅물에 의해 특징지어 진다.

스웨덴 특허 출원 제9502640-7호에는 저 합금강에서 중간 선삭에 특히 사용하기 위한 코팅 선삭이 개시된다. 삽입체는 고 W-합금된 Co 바인더 상을 갖는 WC-Co 초경 합금체와 주상정을 구비한 TiC_xN_yO_z의 층 및 미세 결정의 집합 조직형(textured) α-Al₂O₃의 상부층을 포함하는 코팅물에 의해 특징지어진다.

본 발명은 자동차 산업에 사용된 기어 링 및 축과 유사한 열간 및 냉간 단조된 저 합금강 성분형에서 선삭(turning) 및 바(bar), 튜브 및 플랜지와 유사한 스테인레스 강 성분에서 선삭에서 어려운 절단 조건에 특히 사용가능한 코팅된 절단 공구(초경 합금 삽입체)에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 코팅 삽입체의 5000× 배율의 현미경 사진이다. 여기에서, A는 초경 합금체이고, B는 동축 결정을 갖는 TiC_xN_yO_z의 층이고, C는 주상정이고, D는 주상형 결정을 갖는 κ-Al₂O₃층이고, E는 TiN 층(임의적)이다.

상술된 특허 출원의 집합 조직형 α-Al₂O₃층을 κ-Al₂O₃층으로 대체시킴으로써 스테인레스 및 저 합금강의 단조 성분을 선삭시키기 위한 탁월한 특성을 갖는 절단 공구가 얻어질 수 있다는 것을 발견하였다.

본 발명에 따르면, 선삭 공구 삽입체에는 조성 5 내지 11, 바람직하게는 5 내지 8, 특히 바람직하게는 6.5 내지 8 wt-% Co와, 주기율표 상의 단체 IVb, Vb 또는 VIb로부터 금속, 바람직하게는 Ti, Ta 및/또는 Nb와 나머지 WC의 조성 2 내지 10, 바람직하게는 4 내지 7.5, 특히 바람직하게는 5 내지 7 wt-% 큐빅 카바이드(cubic carbide)과, 나머지 WC로 이루어진 초경 합금체가 제공된다. WC의 결정 크기는 2 ㎛이다. 코발트 바인더 상은 W로 고합금된다. 바인더 상 내에서 W의 함량은 CW-비 = Ms/(wt-% Co·0.0161)과 같이 표현될 수 있고, 여기에서 Ms는 kA/m 단위의 초경 합금체의 측정된 포화 자기이고, wt-% Co는 초경 합금 내에서 Co의 중량 퍼센트이다. CW-비(CW-ratio)는 Co 바인더 상에서 W 함량의 함수이다. 저 CW-비는 바인더 상에서 고 W-함량에 대응한다.

본 발명에 따르면, 개선된 절단 수행은 초경 합금체가 0.76 내지 0.92, 바람직하게는 0.80 내지 0.90의 CW-비를 갖는다면 달성된다는 것을 발견하였다. 초경 합금체는 어떠한 부작용을 나타냄이 없이 η-상(M₆C)의 1 부피% 미만의 소량을 내포할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 큐빅 카바이드가 결핍되고 종종 바인더 상으로 부유(riched; 일반적으로 25% 이상으로 부유)한 약 15 내지 35 ㎛ 두께의 표면 구역은 미국 특허 제4,610,931호에 개시된 바와 같은 종래 기술에 따라서 제공될 수 있다. 이 경우에, 초경 합금은 탄화물 또는 질화물도 포함할 수 있다.

코팅물은 TiC_xN_yO_z의 제1(가장 내부) 층-x + y + z = 1이고, 바람직하게는 z가 0.5 미만이며, 0.1 내지 2 ㎛의 두께를 갖고, 0.5 ㎛ 미만의 크기를 갖는 동축 결정을 구비함-과, TiC_xN_yO_z의 층-x + y + z = 1이고, 바람직하게는 z = 0, x 〉0.3, y 〉0.3 이며, 3 내지 15 ㎛, 바람직하게는 5 내지 8 ㎛의 두께를 갖고, 주상정을 갖고, 0.5 ㎛ 미만, 바람직하게는 2 ㎛ 미만의 평균 직경을 구비함-으로 구성된다. 다른 실시예에서, 이 층의 외부 부분은 z〈 0.5 의 산소를 포함함-과, 실질적으로 κ-상으로 구성되는 완만하고 미세 결정(결정 크기가 0.5 내지 2 ㎛ 임) Al₂O₃의 층으로 구성된다. 그러나, 층은 XRD 측정에 의해 결정되는 바와 같이 θ- 또는 α-상의 1 내지 3 부피%인 소량을 포함할 수 있다. Al₂O₃층은 1 내지 9 ㎛, 바람직하게는 1 내지 3 ㎛의 두께 또는 대안으로 4 내지 8 ㎛의 두께와 10 ㎛의 길이 이상에서 Rmax ≤ 0.4 ㎛ 표면 거칠기를 구비한다. 바람직하게, 이 Al₂O₃층은 최외부 층이지만 예를 들어 TiN의 얇은(약 0.1 내지 1 ㎛) 장식층(decorated layer)과 같은 다른 층을 수반할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 상기된 바에 따르는 CW-비를 구비한 바람직하게는 바인더 상 부유 표면 구역을 구비한 고 W 합금 바인더 상을 갖는 WC-Co-기저 초경 합금체는 TiC_xN_yO_z의 제1(가장 내부) 층-x+y+z = 1이고, 바람직하게 z〈 0.5이고, 0.1 내지 2 ㎛의 두께를 구비하고, 공지된 CVD-방법을 사용하여 0.5 ㎛ 미만 크기를 갖는 동축 결정을 구비함-과, TiC_xN_yO_z의 층-x+y+z = 1이고, 바람직하게 z = 0 또는 대안으로 z〈 0.5, x 〉0.3, y 〉0.3이고, 3 내지 15 ㎛ 바람직하게는 5 내지 8 ㎛의 두께를 구비하고, MTCVD 기술[700 내지 900 ℃의 온도 범위에서 층을 형성하기 위해 탄소 및 질소 소스로서 아세토니트릴(acetonitrile)을 사용함]을 사용하여 5 ㎛ 미만 바람직하게는 2 ㎛ 미만의 평균 직경을 갖는 주상정을 구비함. 그러나, 정확한 조건은 사용된 장비의 설계의 소정 크기에 의존함-과, 유럽 특허 공개 제523,021호에 개시된 조건하에서 증착된 κ-Al₂O₃로 실질적으로 구성된 완만한 Al₂O₃층의 외부층으로 코팅된다. Al₂O₃층은 1 내지 9 ㎛, 바람직하게는 1 내지 3 ㎛의 두께 또는 대안으로 4 내지 8 ㎛의 두께와 10 ㎛의 길이 이상에서 Rmax ≤ 0.4 ㎛ 표면 거칠기를 구비한다. 완만한 코팅층은 미세 결정(400-150 메시) 알루미나 분말을 갖는 코팅면을 젠틀 습식 블라스팅(gentle wet-blasting)에 의해 얻어질 수 있거나 또는 스웨덴 특허 출원 제9402543-4호에 개시된 바와 같이 예를 들어 SiC 상에 기저된 브러쉬(brush)를 갖는 모서리를 브러슁에 의해 얻어질 수 있다.

예 1

A. 7.5 wt-%의 Co, 1.8 wt-%의 TiC, 0.5 wt-% 의 TiN, 3.0 wt-% TaC, 0.4 wt-% NbC와 나머지 WC의 조성을 갖고, 0.88의 CW-비에 대응하는 W로 고합금된 바인더 상을 구비한 형식 CNMG 120408-PM의 초경 합금 선삭 공구 삽입체는 MTCVD 기술(885 내지 850 ℃의 온도와 탄소/질소 소스로서 CH₃CN)을 사용함으로써 주상정을 갖는 7 ㎛ 두께의 TiCN 층에 의해 수반되는 0.5 ㎛ 동축 TiCN 층(0.05의 개략적 C/N 비에 대응하는 고 질소 함량을 구비함)으로 코팅된다. 동일 코팅 싸이클 동안 후속 단계에서, Al₂O₃의 1.5 ㎛ 두께의 층은 유럽 특허 공개 제523,021호에 개시된 바와 같이 970 ℃ 온도와 0.4 %의 H₂S 도펀트를 사용하여 증착된다. TiN의 얇은(0.5 ㎛) 장식층은 공지된 CVD 기술에 따라 상부 상에 증착된다. XRD 측정은 Al₂O₃층이 100 % κ-상으로 구성된다는 것을 나타낸다. 초경 합금체는 큐빅 카바이드로부터 결핍되고 바인더 상에서 약 30 % 부하된 약 25 ㎛ 두께의 표면 구역을 갖는다. 코팅된 삽입체는 SiC 결정을 포함하는 나일론 스트로우 브러쉬(nylon straw brush)에 의해 브러쉬된다. 광현미경에서 브러쉬된 삽입체의 검사는 얇은 TiN 층이 완만한 Ra = 0.3 ㎛, Al₂O₃층 표면을 제거하는 절단 모서리를 따라서만 완전히 브러쉬된다는 것을 나타낸다. 단면 브러쉬된 샘플 상의 코팅 두께 측정은 제거된 외부 TiN 층을 제외하고 모서리 라인을 따라 코팅의 감소가 없음을 나타낸다.

B.) 외부 선단 카바이드 생산 장치로부터 형식 CNMG 120408에서 강한 비교 초경 합금은 선삭 시험에서 비교용으로 선택된다. 카바이드는 9.8 wt-% Co, 0.2 wt-% TiC, 2.0 wt-% TaC, 나머지 WC의 조성과 0.86의 CW-비를 갖는다. 삽입체는 1.5 ㎛ 두께 Al₂O₃층과 0.5 ㎛ TiN 층에 의해 수반되는 5 ㎛ TiCN 층으로 구성된 코팅을 갖는다. 광현미경 검사는 삽입체가 코팅 단계 후에 모서리 라인을 따라 완만하지 않음을 나타낸다.

A로부터 삽입체는 열간 단조된 링 기어(TSCM815H 재료에서 직경 206 mm)에서 선삭 시험에서 B로부터 삽입체와 비교된다. 각각의 부품 상에 수행된 각각의 선삭 싸이클은 하나의 면 절단, 하나의 종방향 절단 및 하나의 모따기 절단으로 구성되었다. 이송은 0.35 mm/rev이였고 절단 속도는 약 230 m/min이였다.

먼저, 150 부품들은 두개의 삽입체 A 및 B로 가공되었고 얻어진 플랭크 마모(flank wear)는 측정되어 비교되었다. 마모가 삽입체 A 상에서 상당히 미발달하였기때문에 354 부품과 함께 다른 부품을 절단하도록 허용된다. 얻어진 플랭크 마모는 하기 표에 도시되었다;

부품 수 측정된 플랭크 마모(mm)

(본 발명에 따른) 삽입체 A 150 0.07

(본 발명에 따른) 삽입체 A 354 0.08

(외적 등급) 삽입체 B 150 0.10

시험된 삽입체의 현미경 검사는 삽입체 B 상에 아주 작은 플레이킹을 나타내는 반면에 삽입체 A 상에서 심지어 354 가공된 부품 후에 조차된 가시적 플레이킹이 발생하지 않았다.

얻어진 플랭크 마모로부터 본 발명에 따른 삽입체 A가 우수하고 더 긴 공구 수명을 갖는 다는 것이 명백하다.

예 2

D.) 다른 외부 선단 카바이드 생산 장치로부터 형식 CNMG 120408에서 강한 비교 초경 합금은 선삭 시험에서 비교용으로 선택된다. 초경 합금의 화학 조성은 7.6 wt-% Co, 2.4 wt-% TiC, 0.5 wt-% TiN, 2.4 wt-% TaC, 0.3 wt-% NbC 및 나머지 WC를 갖는다. 초경 합금은 큐빅 카바이드로부터 결핍된 약 20 ㎛ 두께의 표면 구역을 갖는다. 초경 합금의 조성은 본 발명의 것과 비슷하지만 0.93의 높은 CW-비와, 3.5 ㎛ TiC 층, 1.5 ㎛ 두께 Al₂O₃층 및 0.5 ㎛ TiN 층에 의해 수반되는 5 ㎛ TiCN 층으로 구성된 상이한 코팅을 갖는다. 광현미경 검사는 삽입체가 코팅 단계 후에 모서리 라인을 따라 완만하지 않음을 나타낸다.

A 및 D로부터 삽입체는 이송 = 0.25 내지 0.35 mm/rev 및 절단 속도 = 220 m/min로 열간 단조된 링 기어(SCr420H 재료에서 180 mm의 외경과 98 mm의 내경)에서 면 선삭 시험으로 비교된다. 삽입체는 0.08 mm의 예정된 플랭크 마모치로 실행되었고 생산된 부품의 수는 산술 임계치였다.

부품 수 측정된 플랭크 마모(mm)

(본 발명에 따른) 삽입체 A 모서리1 203 0.08

(본 발명에 따른) 삽입체 A 모서리2 226 0.08

(외적 등급) 삽입체 B 182 0.08

예 3

C.) 삽입체 A와 동일한 조성 및 0.88의 CW-비를 갖는 형식 WNMG 080408-PM의 초경 합금 선삭 공구 삽입체는 A에 따라 코팅된다. XRD 측정은 Al₂O₃층이 100% κ-상으로 구성되었다는 것을 나타낸다. 삽입체는 A에 따라 브러쉬된다.

E.) D와 동일한 초경 합금 생산 장치이고 D와 동일한 CW-비, 카바이드 조성 및 코팅을 갖는 형식 WNMG 080408의 삽입체는 선삭 시험에 비교하기 위해 선택된다. 광현미경 검사는 삽입체가 코팅 단계 후에 모서리 라인을 따라 완만하지 않음을 나타낸다.

C 및 E로부터 삽입체는 이송 = 0.28 내지 0.30 mm/rev 및 절단 속도 = 160 m/min로 단조된 축(50CV4 재료에서, 487 mm의 길이 및 27 내지 65 mm의 직경)의 면 선삭 시험에 비교된다. 세개 축들은 각각의 절단 모서리 당 실행되고 절단 모서리의 마모는 광현미경에서 검사된다.

(본 발명에 따른) 삽입체 C 0.07 mm 미만 플랭크 마모와 플레이킹 없음.

(외적 등급) 삽입체 E 0.07 mm 미만 플랭크 마모와 모서리를 따라 플 레이킹 및 칩핑

예 4

F.) A와 동일한 배치로부터 형식 CNMG 120408-PM의 초경 합금 선삭 공구 삽입체는 스웨덴 특허 출원 제9502640-7호에 따라서 주상정을 갖는 7 ㎛ 두께 층 TiCN, 1 ㎛ 동축 TiCN 및 4 ㎛ 두께 012-직조 α-Al₂O₃에 의해 수반된 0.5 동축 TiCN으로 코팅된다. 삽입체는 코팅면을 완만화시키기 위하여 물/Al₂O₃-슬러리를 사용하여 습식 블라스팅된다.

G.) 조성 6.5 wt-% Co 및 8.8 wt-% 큐빅 카바이드(3.3 wt-% TiC, 3.4 wt-% TaC 및 2.1 wt-% NbC)와 나머지 WC를 갖는 형식 CNMG 120408-PM의 초경 합금 선삭 공구 삽입체는 A에서 제공된 공정하에서 코팅된다. 초경 합금체는 CW-비 = 1.0이고 큐빅 상에서 결핍되고 바인더 상에서 부유된 약 23 ㎛ 두께의 표면 구역을 갖는다. XRD-측정은 Al₂O₃층이 κ-상으로만 구성되었다는 것을 나타낸다.

A, F, G 및 B로부터 삽입체는 재료 SCr420H인 열간 및 냉간 단조된 링 기어에서 선삭 시험에 비교되었다.

링은 190 mm의 외경과 98 mm의 내경을 갖는다. 각각의 부품 상에 수행된 각각의 선삭 싸이클은 세개의 면 절단 및 하나의 종방향 절단으로 구성되었다. 이송 = 0.25 내지 0.40 mm/rev이고 절단 속도는 약 200 m/min이었다. 170 부품들이 가공되었고 절단 모서리의 마모는 검사되었다.

(본 발명에 따른) 코팅의 플레이킹은 관찰되지 않고 플랭크 마모 삽입체 A 는 0.07 mm 미만임

(CW-비 = 0.88) 절단 모서리를 따라 코팅의 일부가 제거되고 플 삽입체 F 랭크 마모는 0.08 mm임.

(CW-비 = 1.0) 절단 모서리를 따라 실질적으로 플레이킹하고 삽입체 G 플랭크 마모는 0.10 mm 미만임.

(외적) 절단 모서리를 따라 코팅의 일부가 제거되고 플 삽입체 B 랭크 마모는 0.08 mm 미만임.

비록 스웨덴 특허 출원 제9502640-7호에 따라 제작된 삽입체 F는 저 합금강을 선삭시킬 때 일반적으로 우수하지만 몇몇 열간 및 냉간 단조된 저 합금강 부품을 선삭시킬 때 본 발명에 따라 제작된 삽입체 A)와 항상 비교할 수 없다.

예 5

H.) 예 1의 A에서와 동일한 배치로부터 삽입체는 예 1에 제공된 과정에 따라 Al₂O₃코팅 단계에 적합한 공정 시간이 주어진 7.5 시간으로 연장한다는 것을 제외하고 5.5 ㎛ 두께의 Al₂O₃층으로 코팅된다. TiN의 얇은(0.5 ㎛) 장식층은 종래 기술을 사용하여 상부 상에 증착되었다.

I.) H와 동일한 배치로부터 삽입체는 종래 기술을 사용하여 5 ㎛ 두께의 Al₂O₃층과 0.5 ㎛ 상부 코팅에 의해 수반되는 TiCN의 7 ㎛ 동축 층으로 코팅된다. XRD 분석은 Al₂O₃층이 α- 및 κ- Al₂O₃의 혼합으로 구성된다는 것을 나타낸다. H 및 A로부터 삽입체는 TiN 층을 제거하고 절단 모서리를 완만화시키기 위하여 코팅 후에 브러쉬되었다.

H, A 및 H로부터 삽입체는 중간 종방향 선삭 작업으로 시험되었다. 시험편 재료는 190 mm의 외경과 30 mm의 내경을 갖는 22 mm 두께 링의 형상인 저합금 저 탄소강(SCr420H)이였다. 링 두께 위의 각각의 종방향 통로는 각각의 1 mm의 22 인-절단(in-cut)으로 구성되었다. 플레이킹이 발생할 때까지 링 두께 위의 통로 수는 각각의 삽입체용으로 기록되었다.

삽입체 모서리 플레이킹 전 통로 수

A.) 본 발명에 따른 240

1.5 ㎛ Al₂O₃

H.) 본 발명에 따른 180

5.5 ㎛ Al₂O₃

I.) 종래 기술에 따른 40

5 ㎛ Al₂O₃

H 및 A로부터 삽입체는 볼 베어링 강(SKF25B, v = 250 m/min, f = 0.3 mm/r, 절단 깊이 = 2 mm)의 절단 시험에서도 비교되었다. 이 시험에서, 크레이터 마모(crater wear)는 탁월하였다. 삽입체는 15 분 동안 실행되었고 형성된 크레이터 마모는 mm²인 크레이터 면적으로 측정되었다.

삽입체 크레이터 면적(mm²)

A.) 본 발명에 따른 1.5 ㎛ Al₂O₃0.9

H.) 본 발명에 따른 5.5 ㎛ Al₂O₃0.5

상기 시험 결과로부터 삽입체 I는 삽입체 H 및 A에 비교되는 열성 플레이킹 내성을 갖는다는 것이 명백하다. 삽입체 H는 크레이터 마모 내성 및 플레이킹 내성에 대해 양호한 결과를 나타낸다. 삽입체 A는 가장 좋은 플레이킹 내성을 나타내고 극히 높은 플레이킹 내성을 요구하는 절단 작업에 사용될 수 있다.

예 6

H. 7.5 wt-%의 Co, 1.8 wt-%의 TiC, 3.0 wt-% TaC, 0.4 wt-% NbC 및 나머지 WC의 조성과 0.88의 CW-비를 갖는 형식 TNMG160408-MM인 초경 합금 선삭 공구 삽입체가 제공되었다. 초경 합금은 큐빅 카바이드로부터 결핍된 약 25 ㎛ 두께의 표면 구역을 갖는다. 삽입체는 MT-CVD 기술을 사용하여 증착된 7.2 ㎛ 두께 층의 주상 TiCN에 의해 수반된 0.05의 예상된 C/N 비에 상응하는 고질소 성분을 갖는 가장 내부의 0.5 ㎛ 동축 TiCN 층으로 코팅되었다. 동일 코팅 공정 동안 후속 단계에서 1.2 ㎛의 Al₂O₃는 유럽 특허 공개 제523,021호에 개시된 과정에 따라 순수 κ-상으로 이루어진다. 얇은 0.5 ㎛ TiN 층은, 동일 싸이클 동안, Al₂O₃층의 상부 상에 증착되었다. 코팅된 삽입체는 코팅 후에 나일론 스트로우 브러쉬를 포함하는 SiC에 의해 브러쉬되어 모서리 상의 외부 TiN 층을 제거하였다.

I. 외부 선단 초경 합금 생산 장치로부터 형식 TNMG 160408에서 비교 초경 합금 선삭 공구 삽입체는 선삭 시험에서 비교용으로 선택된다. 카바이드는 9.0 wt-% Co, 0.2 wt-% TiC, 1.7 wt-% TaC, 0.2 wt-% NbC 나머지 WC의 조성과 0.90의 CW-비를 갖는다. 삽입체는 1.0 ㎛ TiC, 0.8 ㎛ TiN, 1.0 ㎛ TiC 및 최외부 0.8 ㎛ TiN으로 구성된 코팅을 갖는다. 광학 현미경 검사는 코팅에 후속하는 모서리 처리가 없음을 나타내었다.

삽입체 H 및 I는 2상 스테인레스 강에서 축의 종방향, 건식, 선삭으로 시험되었다.

이송은 0.3 mm/rev, 속도는 140 m/min, 절단 깊이는 2 mm이였다. 부품 당 전체 절단 시간은 12분이였다.

삽입체 I는 소성 변형하는 반면에 삽입체 H는 약간 노치 마모를 겪었다.

본 발명에 따른 삽입체 H의 하나의 모서리는 한 부품으로 수행되는 반면에 4개 모서리가 삽입체 I를 사용하여 하나의 부품을 끝내는 데 요구되었다.

Claims

강의 선삭을 위해 초경 합금체와 코팅으로 구성된 절단 공구 삽입체에 있어서,

상기 초경 합금체는 WC와, 5 내지 11 wt-% Co와, 0.76 내지 0.92의 CW-비와 함께 Ti, Ta 및/또는 Nb 및 고 W 합금 바인더 상의 2 내지 10 wt-% 큐빅 카바이드로 이루어지고,

상기 코팅은 0.1 내지 2 ㎛의 두께를 갖고 0.5 ㎛ 미만의 크기인 동축 결정을 갖는 TiC_xN_yO_z의 제1(가장 내부) 층과, 5 ㎛ 미만의 직경을 갖는 주상정을 구비한 3 내지 15 ㎛ 두께의 TiC_xN_yO_z의 층과, 1 내지 9 ㎛의 두께를 갖는 완만하고 미세 결정(0.5 내지 2 ㎛)의 κ-Al₂O₃-층인 외부층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 절단 공구 삽입체.
제1항에 있어서, κ-Al₂O₃-층은 1 내지 3 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
제1항에 있어서, κ-Al₂O₃-층은 4 내지 8 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 초경 합금체는 큐빅 카바이드로부터 결핍된 15 내지 35 ㎛ 두께의 표면 구역을 갖는 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 초경 합금체는 조성 6.5 내지 8.0 wt-% Co와 0.80 내지 0.90의 CW-비를 갖는 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 최외부 층은 얇은 0.1 내지 1 ㎛ TiN 층인 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
제6항에 있어서, 최외부 TiN 층은 절단 모서리를 따라 제거되는 것을 특징으로 하는 절단 삽입체.
초경 합금체와 코팅으로 구성된 선삭 삽입체를 제작하기 위한 방법에 있어서,

0.76 내지 0.92의 CW-비를 갖는 고 W-합금 바인더 상을 구비한 WC-Co 기저 초경 합금체가 공지된 CVD 방법을 사용하여 0.5 ㎛ 미만의 크기를 갖는 동축 결정을 구비한 0.1 내지 2 ㎛ 두께의 TiC_xN_yO_z의 제1(가장 내부) 층과, 850 내지 900 ℃의 바람직한 온도 범위에서 층을 형성하기 위해 탄소와 질소 소스로서 아세토니트릴을 사용하는 MTCVD 기술에 의해 증착된 5 ㎛ 미만의 직경을 갖는 주상정을 구비한 3 내지 15 ㎛ 두께의 TiC_xN_yO_z의 층과, 1 내지 9 ㎛ 두께의 완만한 κ-Al₂O₃의 층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 초경 합금체는 바인더 상 부유 표면 구역을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
열간 및 냉간 단조된 저 합금강을 선삭하기 위해 제1항 내지 제7항에 따른 삽입체의 사용.