KR20000057904A

KR20000057904A - 초경합금 삽입체

Info

Publication number: KR20000057904A
Application number: KR1020000005339A
Authority: KR
Inventors: 팔름크비스트리사; 린드볼름미카엘; 레난데르안데르스; 륀그베르그뵈른; 디셀미카엘
Original assignee: 레나르트 태퀴스트; 산드빅 악티에볼라그
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2000-09-25
Also published as: BR0000261A; IL134340A0; DE60001183T2; EP1026271B1; USRE41248E1; US20020051871A1; US6333100B1; JP2000225506A; BR0000261B1; SE9900403D0; SE516017C2; EP1026271B9; IL134340A; USRE39894E1; DE60001183D1; SE9900403L; KR100645409B1; ATE231190T1; EP1026271A1; US6699526B2

Abstract

본 발명은 저합금강, 탄소강 및 강인강과 같은 강을 고속 절삭 속도로 선삭 가공하기 위한 코팅된 초경합금 삽입체에 관한 것이다. 초경합금은 WC, 2 내지 10 중량퍼센트의 Co, 주기율표의 IVa족, Va족 또는 VIa족에서 선택된 금속의 4 내지 12 중량퍼센트의 입방형 카바이드와, 바람직하게는 Ti, Ta 및 Nb로 구성된다. Co 결합제 상은 0.75 내지 0.90의 CW비로 W와 고함량으로 함금된다. 삽입체는 결합제 상이 농후하고 기본적으로 입방형 카바이드가 없으며 20 ㎛ 미만의 두께를 갖는 표면 구역(A)을 가지며, 에지를 양분하는 선(C)을 따라 삽입체의 에지로부터 중심까지의 방향으로 결합제 상의 함량은 벌크 조성에 도달할 때까지 기본적으로 기복없이 증가한다. 에지에서 체적퍼센트로서의 결합제 상 함량은 벌크 결합제 상 함량의 0.65 내지 0.75배이고, 결합제 상 결핍부의 깊이는 100 내지 300 ㎛, 바람직하게는 150 내지 250 ㎛이다. 삽입체는 3 내지 12 ㎛의 주상 TiCN층으로 코팅된 후에 2 내지 12 ㎛ 두께의 Al₂O₃층으로 코팅된다.

Description

초경합금 삽입체 {Cemented Carbide Insert}

본 발명은 저합금강, 탄소강 및 강인강과 같은 강을 고속 절삭 속도로 선삭 가공하기에 특히 유용한 코팅된 절삭 공구 삽입체에 관한 것이다. 삽입체는 WC, 입방형 카바이드 및 Co 결합제 상을 기본으로 한다. 삽입체는, 벌크 조성과는 상이한 원소 조성을 갖고 소성 변형에 대한 우수한 내성과 높은 인성 성능을 동시에 제공하는 표면 구역을 갖는다.

근래에, 고성능의 절삭 공구는 높은 내마모성, 높은 인성 특성 및 소성 변형에 대한 양호한 내성을 가져야 한다. 이것은 절삭 가공이 매우 높은 절삭 속도 및/또는 높은 공급률로 수행되어 큰 열이 발생될 때 특히 유효하다.

절삭 삽입체의 소성 변형에 대한 향상된 내성이 WC 입자 크기를 감소시키거나 전체 결합제 상 함량을 낮춤으로써 얻어질 수 있지만, 그러한 변화는 삽입체의 인성 특성에 대해 상당한 손실을 동시에 야기한다.

기본적으로 입방형 카바이드가 없고 결합제 상이 농후하며 약 20 내지 40 ㎛의 두께를 갖는 표면 구역을 소위 구배 소결에 의해 삽입체 상에 채택함으로써 인성 거동을 향상시키는 방법이 공지되어 있다.

그러나, 이러한 방법에 의해서는, 절삭날을 따른 결합제 상의 결핍과 입방형 상의 농후화로 인해 다소 경질의 절삭날이 제조된다. 경질의 절삭날은 용이하게 미소 파괴(chipping)된다. 그러나, 기본적으로 입방형 카바이드가 없고 결합제 상이 농후한 표면 구역을 갖는 그러한 초경합금 삽입체는 강 및 스테인리스 강을 기계 가공하기 위해 오늘날 광범위하게 사용된다.

절삭날을 따른 카바이드 조성을 제어함으로써, 특정 소결 기술을 채용함으로써, 또는 예컨대, 미국 특허 제5,484,468호, 제5,549,980호, 제5,729,823호 또는 제5,643,658호에 설명된 바와 같이 소정 합금 원소를 사용함으로써 에지 취성에 대한 문제점을 극복하는 방법이 있다.

이러한 모든 기술이 에지의 최외곽 영역에 결합제 상 농후부를 제공한다. 그러나, 이러한 기술에 따라 제조된 삽입체는 절삭날의 최외곽 부분에서 미세 소성 변형이 종종 발생한다. 특히, 이것은 기계 가공이 고속 절삭 속도로 수행될 때 종종 발생한다. 절삭날의 미세 소성 변형이 신속한 플랭크 마모를 야기하고, 따라서 절삭 삽입체의 수명을 단축시킨다. 전술한 기술의 다른 단점은 복잡하고 완전히 제어하기가 어렵다는 것이다.

미국 특허 제5,786,069호와 제5,863,640호에는, 결합제 상이 농후한 표면 구역 및 고함량으로 W과 합금된 결합제 상을 갖는 코팅된 절삭 공구 삽입체가 개시되어 있다.

도1은 본 발명에 따라 소결된 삽입체의 구배 에지의 단면의 개략도이며, A는 결합제 상이 농후한 표면 구역이고, B는 절삭날 인접 구역이고, C는 기본적으로 에지를 양분하는 선이다.

몇몇 특징들이 결합될 경우에, 초경합금 삽입체는 소성 변형 내성 및 인성 거동에 대해 동시에 현저하게 향상될 수 있다는 것을 이제 알 수 있다. Co 결합제 상이 W과 고함량으로 합금될 경우, 기본적으로 입방형 카바이드가 없고 결합제 상이 농후한 표면 구역(A)이 소정 두께 및 조성을 가질 경우, 절삭날(B) 부근의 입방형 카바이드 조성이 최적화될 경우, 및 삽입체가 예컨대, 미국 특허 제5,766,782호, 제5,654,035호, 제5,674,564호 또는 제5,702,808호 중 임의의 특허에 따라 생성된 3 내지 12 ㎛ 두께의 주상 TiCN층으로, 그 위에 2 내지 12 ㎛ 두께의 Al₂O₃층으로, 그리고 가능할 경우에는 0.5 내지 4 ㎛ 두께의 최외곽 TiN층으로 코팅될 경우에 초경합금 삽입체의 절삭 성능이 향상될 수 있다. Al₂O₃층은 절삭 동안에 효과적인 단열벽 역할을 함으로써, 열작용의 특성인 소성 변형에 대한 내성을 향상시킬 뿐만 아니라 초경합금 삽입체의 크레이터(crater) 내마모성을 증가시킨다. 또한, 절삭날을 따른 코팅이 SiC계 나일론 브러시로의 브러싱 작업에 의해, 그리고 Al₂O₃입자로의 약한 분사 가공(blasting)과 같은 적절한 기술에 의해 매끄러워지면, 절삭 성능은 특히 코팅의 내박리성에 대해 향상될 수 있다(미국 특허 제5,891,210호 참조).

고속의 절삭 속도로 강, 특히 저합금강, 탄소강 및 강인강을 기계 가공할 때, 절삭 삽입체는 우수한 절삭 성능을 갖는다. 결과적으로, 본 발명에 따른 초경합금 삽입체가 연속 및 간헐적인 절삭 상태에서 저속 및 고속의 절삭 속도에서 양호한 성능을 갖기 때문에, 코팅된 초경합금 삽입체에 대한 적용 범위가 넓다.

본 발명에 따르면, 20 ㎛ 미만, 양호하게는 5 내지 15 ㎛의 두께이고 벌크 결합제 상 함량의 1.2 내지 3배의 평균 결합제 상 함량(체적 기준)을 갖고 기본적으로 입방형 카바이드가 없고 결합제 상이 농후한 표면 구역(A)(도1)을 갖는 코팅 초경합금 삽입체가 제공된다. 절삭날이 강한 소성 변형 내성을 갖음과 동시에 취성을 갖지 않도록 화학적 조성은 구역(B)(도1) 내에서 최적화된다. 선(C)(도1)을 따라, 삽입체의 에지로부터 중심까지의 방향으로 결합제 상 함량이 벌크 조성에 도달할 때까지 기본적으로 기복없이 증가한다. 에지에서, 결합제 상 함량의 체적퍼센트는 벌크 결합제 상 함량의 0.65 내지 0.75 배, 양호하게는 약 0.7 배이다. 유사한 방식으로, 입방형 카바이드 상 함량은 선(C)을 따라 벌크 함량의 약 1.3 배로부터 감소한다. 선(C)을 따른 결합제 상 결핍부와 입방형 카바이드 농후부의 깊이는 100 내지 300 ㎛, 양호하게는 150 내지 250 ㎛이다.

결합제 상이 W과 고함량으로 합금된다. 결합제 상 내의 W의 함량은 CW비 = M_S/(wt-% Co·0.0161)로 나타낼 수 있으며, M_S는 초경합금체의 측정된 포화자기화(kA/m)이고 wt-% Co는 초경합금체 내의 Co의 중량퍼센트이다. CW비는 1 이하의 값을 가지며, CW비가 낮을수록 결합제 상 내의 W 함량이 높다. 본 발명에 따르면, CW비가 0.75 내지 0.90, 양호하게는 0.80 내지 0.85일 경우에 절삭 성능이 향상되는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 삽입체에는 예컨대, 미국 특허 제5,766,782호, 제5,654,035호, 제5,674,564호 또는 제5,702,808호 중 임의의 특허에 따라 퇴적된 3 내지 12 ㎛ 두께의 주상 TiCN층과 그 위에 2 내지 12 ㎛ 두께의 Al₂O₃층, 양호하게는 α-Al₂O₃층이 제공되며, 가능할 경우에는 0.5 내지 4 ㎛ 두께의 최외곽 TiN층이 제공된다.

본 발명은 2 내지 10, 양호하게는 4 내지 7의 중량퍼센트의 Co로 구성된 결합제 상과, 주기율표의 IVa족, Va족 또는 VIa족으로부터 선택된 금속의 4 내지 12, 양호하게는 7 내지 10의 중량퍼센트의 입방형 카바이드와, 바람직하게는 각각 1 초과의 중량퍼센트의 Ti, Ta 및 Nb와, WC로 구성된 조성을 갖는 초경합금에 적용 가능하다. WC는 1.0 내지 4.0 ㎛, 양호하게는 2.0 내지 3.0 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는다. 초경합금체는 적은 양, 예컨대 1 미만의 체적퍼센트의 η상(M₆C)을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 초경합금체 상에 상이한 두께를 갖는 층들을 적용함으로써 초경합금 삽입체의 특성이 특정 절삭 조건에 맞도록 최적화될 수 있다. 일실시예에서, 본 발명에 따라 제조된 초경합금 삽입체에는 6 ㎛ 두께의 TiCN, 8 ㎛ 두께의 Al₂O₃, 2 ㎛ 두께의 TiN로 구성된 코팅이 제공된다. 이러한 코팅된 삽입체는 특히 크레이터 마모에 대해 까다로운 요구 사항의 절삭 가공에 적합하다. 다른 실시예에서, 본 발명에 따라 제조된 초경합금 삽입체에는 8 ㎛ 두께의 TiCN, 4 ㎛ 두께의 Al₂O₃, 2 ㎛ 두께의 TiN로 구성된 코팅이 제공된다. 이러한 코팅은 특히 플랭크 내마모성에 대한 까다로운 요구 사항의 절삭 가공에 적합하다.

본 발명은 Co의 결합제 상, WC 및 입방형 탄질화물 상으로 구성되고 기본적으로 입방형 상이 없고 결합제 상이 농후한 표면 구역을 갖는 초경합금 모재 및 코팅을 포함하는 절삭 삽입체를 제조하는 방법에 관한 것이기도 하다. 분말 혼합물은 2 내지 10, 양호하게는 4 내지 7의 중량퍼센트의 Co로 구성된 결합제 상과, 주기율표의 IVa족, Va족 또는 VIa족으로부터 선택된 금속의 4 내지 12, 양호하게는 7 내지 10의 중량퍼센트의 입방형 카바이드와, 바람직하게는 각각 1 초과의 중량퍼센트의 Ti, Ta 및 Nb와, 1.0 내지 4.0 ㎛, 양호하게는 2.0 내지 3.0 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 WC를 포함한다. 양호하게 제어된 질소의 양이 탄질화물(carbonitride)로서 분말을 통해 첨가되어야 하거나 소결 가스 환경를 통해 소결 공정 동안에 첨가되어야 한다. 첨가된 질소의 양이 소결 공정 동안에 입방형 상의 분해율을 결정하고, 따라서 응고 후에 초경합금 내의 원소의 전체 분포를 결정한다. 첨가될 질소의 최적량은 초경합금의 조성, 특히 입방형 상의 양에 의존하고, 주기율표의 IVa족 및 Va족으로부터 선택된 원소의 중량의 0.9 내지 1.7 %, 양호하게는 약 1.1 내지 1.4 % 사이에 변화한다. 정확한 조건은 어느 정도까지는 사용될 소결 장비의 설계에 의존한다. 초경합금의 필요 표면 구역(A 및 B)이 얻어져야 하는 지의 여부를 결정하는 것과 원하는 결과를 얻기 위해 본 명세서에 따라 질소 첨가와 소결 공정을 변경하는 것은 당해 기술 분야의 숙련자의 범주 내에 있다.

요구되는 CW비를 얻기 위해 가압제 및 가능하게는 W과 원료가 혼합되고, 혼합물은 요구되는 특성을 갖는 분말 재료를 얻기 위해 분쇄되고 분무 건조된다. 다음에, 분말 재료는 압축되어 소결된다. 소결은 약 50 mbar의 제어된 압력에서 1300 내지 1500 ℃의 온도로 수행된 후에 냉각된다. 에지 라운딩을 포함하는 종래의 후소결 처리 후에, 전술한 바와 같은 경질의 내마모성 코팅이 CVD 또는 MT-CVD 기술에 의해 적용된다.

예 1

A) 5.5 중량퍼센트의 Co, 3.5 중량퍼센트의 TaC, 2.3 중량퍼센트의 NbC, 2.1 중량퍼센트의 TiC, 0.4 중량퍼센트의 TiN 및 2.5 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 WC로 구성된 조성을 갖는 CNMG120408-PM, DNMG150612-PM, CNMG160616-PR형의 초경합금 선삭 가공 삽입체가 본 발명에 따라 제조된다. 질소는 TiCN으로서 카바이드 분말에 첨가된다. 소결은 약 50 mbar 전압에서의 Ar, CO 및 약간의 N₂를 포함하는 제어된 대기 상태에서 1450 ℃로 수행된다.

금속 조직 조사에 의해, 제조된 초경합금 삽입체가 10 ㎛ 두께를 갖고 입방형 카바이드가 없는 구역(A)을 갖는 것이 밝혀졌다. 화상 분석 기술이 구역(B) 및 선(C)을 따른 영역(도1)에서의 상 조성을 결정하기 위해 사용되었다. 선(C)을 따라 점진적으로 이동하여 약 40 × 40 ㎛의 면적에 거쳐서 삽입체의 폴리싱된 단면 상에서 측정이 수행된다. 상 조성은 체적율로서 결정된다. 분석에 의해, 구역(B)에서의 Co 함량이 벌크 Co 함량의 0.7 배이고 입방형 카바이드 함량이 벌크 입방형 카바이드 함량의 1.3 배인 것이 밝혀졌다. 벌크 함량의 측정도 화상 분석 기술에 의해 수행된다. 삽입체의 에지로부터 중심까지의 방향으로 선(C)을 따라 Co 함량은 점진적으로 증가하고 입방형 카바이드 함량은 점진적으로 감소한다.

자기 포화값이 CW값을 계산하기 위해 기록되고 사용된다. 0.84의 평균 CW값이 얻어졌다.

B) A의 삽입체는 MTCVD 기술을 사용하여 1 ㎛ 미만의 얇은 TiN층과, 그 위에 주상 입자를 갖는 6 ㎛ 두께의 TiCN층으로 먼저 코팅된다(공정 온도 850 ℃ 및 탄소/질소원으로서 CH₃CN). 동일한 코팅 사이클 동안의 연속 공정 단계에서, 미국 특허 제5,654,035호에 따라 8 ㎛ 두께의 α-Al₂O₃층이 퇴적된다. α-Al₂O₃층의 상부에는, 1.5 ㎛의 TiN층이 퇴적된다.

C) A의 삽입체는 1 ㎛ 미만의 얇은 TiN층 그 위에 9 ㎛ 두께의 TiCN층과, 5 ㎛ 두께의 α-Al₂O₃층과, 2 ㎛ 두께의 최외곽 TiN층으로 먼저 코팅된다. A)에서와 동일한 코팅 공정이 사용된다.

D) 이하와 같은 조성을 갖고 상업적으로 입수 가능한 CNMG120408-PM, DNMG150612-PM 및 CNMG160616-PR형의 절삭 삽입체가 절삭 시험에서 기준으로서 사용된다.

조성 : Co = 5.5 중량퍼센트, TaC = 3.5 중량퍼센트, NbC = 2.3 중량퍼센트, TiC = 2.6 중량퍼센트, 및 2.6 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 WC.

Co가 농후한 구배 구역 : 없음

CW비 : 0.95 이상

코팅 : 8 ㎛ TiCN, 6 ㎛ Al₂O₃, 및 상부 상의 0.5 ㎛ TiN

E) D에서와 동일한 초경합금 조성을 갖는 삽입체는 4 ㎛ TiCN와 6 ㎛ Al₂O₃로 코팅된다. 삽입체는 CNMG120408-QM과 CNMG120412-MR형이다.

F) 4.7 중량퍼센트의 Co, 3.1 중량퍼센트의 TaC, 2.0 중량퍼센트의 NbC, 3.4 중량퍼센트의 TiC, 0.2 중량퍼센트의 N 및 2.5 ㎛의 입자 크기를 갖는 WC의 조성을 갖는 CNMG120408-QM과 CNMG120412-MR형의 삽입체가 제조된다. 삽입체는 미국 특허 제5,484,468호에 기술된 방법, 즉 구역(B)에서 Co를 농후하게 하는 방법에 따라 소결된다. 소결된 카바이드 삽입체는 기본적으로 입방형 카바이드가 없는 25 ㎛ 두께의 구배 구역을 갖는다. 삽입체는 E에서와 동일한 코팅으로 코팅된다.

예 2

B와 C로부터의 삽입체는 절삭이 중단된 종방향 선삭 가공 작동에서 인성에 대해 시험되고 D로부터의 삽입체와 비교되었다.

재료 : 탄소강 SS1312

절삭 데이터 : 절삭 속도 140 m/min

절삭 깊이 2.0 ㎜

공급 0.12 ㎜로 시작하고 0.08 ㎜/min씩 에지가 파손될

때까지 점진적으로 증가됨

각각 다른 15개의 시험됨

삽입체 종류 : CNMG120408-PM

결과 : 파손시의 평균 공급

삽입체 B 0.23 ㎜/rev

삽입체 C 0.23 ㎜/rev

삽입체 D 0.18 ㎜/rev

예 3

B, C 및 D로부터의 삽입체는 합금강(AISI 4340)의 종방향 선삭 가공에서 소성 변형에 대한 내성에 대해 시험되었다.

절삭 데이터 : 절삭 속도 160 m/min

공급 0.7 ㎜/rev

절삭 깊이 2 ㎜

절삭 시간 0.50 min

소성 변형은 삽입체 노우즈에서의 에지 만입량으로서 측정되었다.

결과 : 에지 만입량, ㎛

삽입체 B 43

삽입체 C 44

삽입체 D 75

예 2와 예3은 본 발명에 따른 삽입체(B, C)가 종래 기술에 따른 삽입체(D)와 비교하여 다소 나은 인성 거동과 많이 향상된 소성 변형에 대한 내성을 나타낸다는 것을 보여준다.

예 4

E와 F로부터의 삽입체는 볼 베어링강(SKF25B)의 종방향 선삭 가공에서 플랭크 내마모성에 대해 시험되었다.

절삭 데이터 : 절삭 속도 320 m/min

공급 0.3 ㎜/rev

절삭 깊이 2 ㎜

공구 수명 기준 : 플랭크 마모 ≥ 0.3 ㎜

결과 : 공구 수명

삽입체 E 8 min

삽입체 F 6 min

변형 F는 플랭크 마모의 신속한 성장을 야기하는 미세 소성 변형을 나타낸다.

예 5

CNMG120412-MR형인 E와 F로부터의 삽입체는 강 주조 요소의 기계 가공에서 최종 사용자에 대해 시험되었다.

절삭 데이터 : 절삭 속도 170-180 m/min

공급 0.18 ㎜/rev

절삭 깊이 3 ㎜

요소는 링이 형상을 갖는다. 삽입체는 2개의 요소를 각각 기계 가공하고 전체 절삭 시간은 13.2 min이었다.

시험 후에, 삽입체의 플랭크 마모는 측정되었다.

결과 : 플랭크 마모

삽입체 E 0.32 ㎜

삽입체 F 0.60 ㎜

예 4와 예 5는 에지 영역(B)에서의 Co 농후화의 악영향은 예컨대 미국 특허 제5,484,468호에 설명된 것과 같은 종래의 구배 소결 기술에 의해 제조된 삽입체에 있어서 통상적인 것이라는 것을 보여준다.

예 6

B와 D로부터의 삽입체는 예 4의 조건과 동일한 조건 하에서 시험되었다. 삽입체 종류는 CNMG120408-PM이다.

절삭 데이터 : 절삭 속도 320 m/min

공급 0.3 ㎜/rev

절삭 깊이 2 ㎜

공구 수명 기준 : 플랭크 마모 ≥ 0.3 ㎜

결과 : 공구 수명

삽입체 B 8 min

삽입체 D 8 min

예 7

B와 D로부터의 삽입체는 강인강의 카르단 샤프트의 기계 가공에서 최종 사용자에 대해 시험되었다. 삽입체 종류는 DNMG150612-PM이다.

절삭 데이터 : 절삭 속도 150 m/min

공급 0.3 ㎜/rev

절삭 깊이 3 ㎜

삽입체는 50개의 요소를 각각 기계 가공했다. 이후에, 삽입체의 플랭크 마모가 측정되었다.

결과 : 플랭크 마모

삽입체 B 0.15 ㎜

삽입체 D 0.30 ㎜

예 6과 예 7은 본 발명에 따른 최적화된 에지 구역(B) 조성을 갖는 삽입체에는 미세 소성 변형이 발생하지 않고, 따라서 종래의 구배 소결 삽입체(F)(예 4와 예 5 참조)에서와 같은 신속한 플랭크 마모가 발생하지 않았다는 것을 보여준다.

예 8

최종 사용자에 대해 수행된 시험에서, CNMG160616-PR형인 B, C 및 D로부터의 삽입체는 저합금강의 크랭크 샤프트의 기계 가공에서 종방향 선삭 가공된다.

삽입체는 90개의 크랭크 샤프트를 기계 가공하였고 플랭크 마모가 측정 및 비교되었다.

절삭 데이터 : 절삭 속도 220 m/min

공급 0.6 ㎜/rev

절삭 깊이 3-5 ㎜

전체 절삭 시간 27 min

우세한 마모 기구는 플랭크 마모를 야기하는 전형적인 에지 만입의 소성 변형이다.

결과 : 플랭크 마모

삽입체 B 0.2 ㎜

삽입체 C 0.2 ㎜

삽입체 D 0.6 ㎜

예는 본 발명에 따라 제조된 삽입체(B, C)의 소성 변형에 대한 우수한 내성이 종래 기술의 삽입체(D)와 비교되는 것을 보여준다.

본 발명에 따른 삽입체는 다소 나은 인성 거동과 많이 향상된 소성 변형에 대한 내성을 나타내며, 본 발명에 따른 최적화된 에지 구역 조성을 갖는 삽입체에는 미세 소성 변형이 발생하지 않고, 따라서 종래의 구배 소결 삽입체에서와 같은 신속한 플랭크 마모가 발생하지 않는다.

Claims

초경합금체 및 코팅을 포함하는 강의 기계 가공용 절삭 공구 삽입체에 있어서,

초경합금체는 WC, 2 내지 10 중량퍼센트의 Co, 주기율표의 IVa족, Va족 또는 VIa족에서 선택된 금속의 4 내지 12 중량퍼센트의 입방형 카바이드, 및 바람직하게는 각각 1 초과의 중량퍼센트의 Ti, Ta 및 Nb로 구성되고, N이 IVa족 및 Va족으로부터 선택된 원소의 0.9 내지 1.7 중량퍼센트, 바람직하게는 1.3 내지 1.4 중량퍼센트의 양으로 첨가되고,

Co 결합제 상은 0.75 내지 0.90의 CW비로 W과 고함량으로 합금되고,

초경합금체는 결합제 상이 농후하고 기본적으로 입방형 카바이드가 없으며 20 ㎛ 미만의 두께를 갖는 표면 구역(A)을 가지며,

초경합금체는 삽입체의 에지로부터 중심까지의 방향으로 에지를 양분하는 선(C)을 따라, 벌크 결합제 상 함량의 0.65 내지 0.75배, 바람직하게는 0.7배인 에지에서의 체적퍼센트를 갖는 결합제 상 함량으로부터 벌크 조성에 도달할 때까지 기본적으로 기복없이 증가하여 결합제 상 결핍부의 깊이가 100 내지 300 ㎛, 바람직하게는 150 내지 250 ㎛이 되도록 하는 결합제 상 함량을 갖고,

코팅이 3 내지 12 ㎛의 주상 TiCN층으로 코팅된 후에 2 내지 12 ㎛ 두께의 Al₂O₃층으로 코팅된 것을 특징으로 하는 절삭 공구 삽입체.
제1항에 있어서, 구역(A)의 두께가 5 내지 15 ㎛인 것을 특징으로 하는 절삭 공구 삽입체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 초경합금체의 화학적 조성이 4 내지 7 중량퍼센트의 Co와 7 내지 10 중량펴센트의 입방형 카바이드로 된 것을 특징으로 하는 절삭 공구 삽입체.
상기 항중 어느 한 항에 있어서, Al₂O₃층이 α-Al₂O₃인 것을 특징으로 하는 절삭 공구 삽입체.
상기 항중 어느 한 항에 있어서, 최외층이 TiN인 것을 특징으로 하는 절삭 공구 삽입체.
상기 항중 어느 한 항에 있어서, 절삭 에지가 브러싱 작업 또는 블라스팅에 의해 매끄럽게 된 것을 특징으로 하는 절삭 공구 삽입체.
상기 항중 어느 한 항에 있어서, WC의 평균 입자 크기가 2.0 내지 3.0 ㎛인 것을 특징으로 하는 절삭 공구 삽입체.
결합제 상 농후 표면 구역과 코팅을 구비하고 Co 결합제 상, WC 및 입방형 탄질화물 상으로 이루어진 초경합금 모재를 포함하고, 상기 결합제 상 농후 표면 구역이 입방형 탄질화물 상은 기본적으로 갖지 않고 삽입체 주위에는 기본적으로 일정한 두께를 갖도록 구성된, 절삭 삽입체를 제조하는 방법에 있어서,

WC, 2 내지 10, 바람직하게는 4 내지 7 중량퍼센트의 Co, 주기율표의 IVa족, Va족 및 VIa족에서 선택된 금속의 4 내지 12, 바람직하게는 7 내지 10 중량퍼센트의 입방형 카바이드, 및 바람직하게는 각각 1 초과의 중량퍼센트의 Ti, Ta 및 Nb를 포함하고, N이 IVa족 및 Va족에서 선택한 원소의 중량의 0.9 내지 1.7, 바람직하게는 1.1 내지 1.4 %의 양으로 첨가된 분말 혼합물을 형성하는 단계와,

필요로 하는 CW비를 얻도록 상기 혼합물을 가압제 및 가능하다면 W로 혼합하는 단계와,

상기 혼합물을 필요로 하는 특성을 갖는 분말 재료로 분쇄하여 분무 건조하는 단계와,

분말 재료를 1300 내지 1500 ℃의 온도에서 약 50 mbar로 제어된 기압하에서 압축하여 소결한 후에 냉각하는 단계와,

에지 라운딩을 포함하여 종래의 후소결 처리를 적용하는 단계와,

CVD 또는 MT-CVD 기술에 의해 경질의 내마모성 코팅을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.