KR20120113790A - Αｌ-Ｃｒ-Ｂ-Ｎ/Ｔｉ-Ａｌ-Ｎ 멀티레이어 코팅을 구비한 커팅 툴 - Google Patents

Αｌ-Ｃｒ-Ｂ-Ｎ/Ｔｉ-Ａｌ-Ｎ 멀티레이어 코팅을 구비한 커팅 툴 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 중실형 바디 표면의 일 부분 상에 증착되고 멀티레이어 구성에서 물리적 증기 증착 방법에 의해 증착된 Al-Cr-B-N 개별 레이어를 포함하는 멀티레이어 코팅 시스템에 관한 것으로, 적어도 멀티레이어 코팅 시스템의 전체 두께의 일 부분에서 Al-Cr-B-N 개별 레이어는 Ti-Al-N 개별 레이어와 조합되고, Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어는 교대로 상하로 증착되고, Al-Cr-B-N 개별 레이어의 두께는 Ti-Al-N 개별 레이어의 두께 보다 더 두꺼우며, 이에 의해 멀티레이어 코팅 시스템의 잔류 응력은 대응하는 유사한 Al-Cr-B-N 모너레이어 코팅의 잔류 응력에 비해 상당히 낮다.

Description

Αｌ-Ｃｒ-Ｂ-Ｎ/Ｔｉ-Ａｌ-Ｎ 멀티레이어 코팅을 구비한 커팅 툴 {CUTTING TOOLS WITH Αｌ-Ｃｒ-Ｂ-Ｎ/Ｔｉ-Ａｌ-Ｎ MULTILAYER COATING}
본 발명은 물리적 증기 증착 방법에 의해 증착된 코팅에 관한 것이다. 이러한 코팅들은 원칙적으로 알루미늄, 크롬 및 붕소의 질화물을 기반으로 하며 개선된 내 마모성을 보유한다. 더욱이 이러한 코팅은 특히 커팅 툴 상에 도포될 수 있다.
본 발명에 따라 Al-Cr-B-N 필름은 멀티레이어 코팅 구성(multilayer coating architecture)의 부분이다.
Ti-Al-N 및 Cr-Al-N 둘다 정착된(well-established) 내 마모성 코팅 시스템이다. 한편 Ti-Al-N은 예를 들면 경화된 강(hardened steel)의 기계가공을 위해 널리 사용된다. Ti-Al-N은 산소의 존재시 약 900 ℃까지 구조적으로 안정화된다. 그러나, Ti-Al-N은 600 ℃ 보다 높은 온도에서 경도(hardness)가 상당히 손실된다. 다른 한편, Cr-Al-N은 적어도 산소 분위기에서 고온 도포 후 Ti-Al-N 보다 높은 경도 및 매우 향상된 산화 내성을 가진다. Cr-Al-N은 심지어 산소의 존재시 1100 ℃까지 구조적으로 안정화된다. 그러나, 다른 코팅에 비해, Cr-Al-N은 본질적으로 기계가공된 경화된 강에서 코팅된 커팅 툴의 성능을 개선하지 않는다.
티타늄 및 알루미늄의 질화물 및 크롬 및 알루미늄의 질화물의 매우 관심있는 특성 때문에, 다수의 새로운 설계의 코팅 시스템은 또한 이러한 질화물을 포함하거나 질화물을 기반으로 한다.
공보 WO 2006084404호는 또한 마모 방지를 요구하는 커팅 툴을 보호하기 위한 매우 높은 산화 내성을 구비한 경질 코팅(hard coating)으로서 특히 이용되도록 설계된 코팅 시스템을 공개한다. 설명된 코팅 시스템은 적어도 기판의 표면 상의 메인 레이어(main layer), 매립 레이어(buried layer) 및 외부 표면 레이어를 포함하며, 표면 레이어는 AlCrZ을 포함하며, 여기서 Z는 N, C, B, CN, BN, CBN, NO, CO, BO, CNO, BCNO, 또는 CBNO일 수 있다. 매립 레이어는 아래 재료 또는 이 재료들의 조합 중 임의의 하나를 포함할 수 있으며, 상기 재료는 금속 질화물, 탄화물, 또는 탄질화물, 금속 실리콘 질화물, 탄화물, 또는 탄질화물이며, 상기 금속은 IVB, VB 또는 VIB 그룹의 하나 이상의 전이 금속이고 또는 재료들의 멀티레이어 또는 재료들 또는 재료 또는 조합의 멀티레이어는 하나 이상의 금속 또는 탄소, 바람직하게는 다이아몬드형 탄소 레이어를 포함한다. 메인 레이어는 질화물, 탄화물 또는 탄질화물 또는 질화물, 탄화물 또는 탄질화물 재료의 멀티레이어를 포함한다. 메인 레이어는 직접 또는 삽입된(interjecting) 접착 레이어를 경유하여 재공품 상에 증착될 수 있으며, 상기 접착 레이어는 상술된 전이 금속 또는 금속 질화물, 바람직하게는 AlCr, AlTi, Cr, Ti, AlCrN, AlTiN, TiN 또는 CrN일 수 있다.
또한 WO 2008037556호에는 TiAlN과의 조합물을 또한 고려하는 AlCrN-기반 코팅 시스템을 공개한다. 더욱 정확하게 아래와 같은 구성이 공보 WO 2008037556호에 공개되며, 상기 구성은 아래 조성: (Al1 -a-b- cCraBbZc)X를 구비한 하나 이상의 레이어로 이루어지는 내마모성을 개선하기 위한 코팅 시스템이며, 여기서 X는 N, C, CN, NO, CO, CNO 중 하나 이상이고 Z는 W, Mo, Ta, Cb(또한 Nb로 지칭됨) 중 하나 이상이고, 여기서 0.2 ≤ a ≤ 0.5, 0.01 ≤ b ≤ 0.2 및 0.001 ≤ c ≤ 0.04가 유효하다. 더욱이, 설명된 하나 이상의 AlCrBZX 레이어가 이에 의해 재공품 바디의 표면 상에 직접 도포될 수 있거나 코팅 시스템의 최외각 레이어를 형성하도록 도포될 수 있는 것이 공개된다. 또한, 하나 이상의 AlCrBZX 레이어는 재공품 바디의 표면을 향하는 제 1 레이어 서브시스템과 코팅된 바디의 표면을 향하는 제 2 레이어 서브시스템 사이의 멀티레이어 시스템 내에 매립될 수 있다는 것이 언급된다. 여전히 또한 멀티레이어 시스템에서 동일 또는 가변 화학양론 및/또는 재료 조성의 설명된 AlCrBZX 레이어 중 하나 이상이 제공되는 것이 언급된다. 이에 의해, 이 같은 AlCrBZX 타입의 레이어는 상이한 화학양론 및/또는 재료 조성을 구비한 다른 레이어 위에 하나의 레이어가 직접 존재할 수 있거나 각각의 코팅 레이어 서브시스템에 의해 분리될 수 있다. 더욱이 코팅 시스템이 기판과 최외각 레이어 사이의 (TidAle)N 또는 (CrfAlg)N의 하나 이상의 인터레이어(interlayer)를 포함할 수 있으며, 여기서 0.4 ≤ d ≤ 0.6, 0.4 ≤ e ≤ 0.6, 0.4 ≤ f ≤ 0.7, 및 0.3 ≤ g ≤ 0.6인 것이 공개된다. 이에 의해 설명된 TiAlN 또는 CrAlN 인터레이어가 제공될 수 있어, 상기 인터레이어는 바디의 표면과 AlCrBZX 레이어 사이의 멀티 레이어 서브시스템의 하나의 레이어이다. 더욱이 코팅 시스템은 설명된 인터레이어들 중 하나 이상 및 AlCrBZX 레이어 중 하나 이상의 교번 레이어들의 멀티레이어를 포함할 수 있다.
더욱이, 공보 JP 2009012139호는 커팅 툴을 설명하며, 커팅 툴의 표면은 0.8 내지 5 ㎛의 레이어 두께를 가지는 경질 AlCrBN 코팅 레이어로 코팅된다. 설명된 AlCrBN 코팅 레이어가 높은 경도, 우수한 매끄러움 및 높은 용접성을 가진 재료의 고속 커팅에서의 내마모성을 제공하는 것이 언급된다. 공개된 AlCrBN 코팅은 0.5 ≤ X ≤ 0.7, 0.001 ≤ Y ≤ 0.1, 0.9 ≤ Z ≤ 1.25, X + Y < 0.75를 가지는 (AlXCr1-XBY)NZ의 조성을 가지는 기판 표면상에 증착된 제 1 필름 및 0.4 ≤ a ≤ 0.7, 1 ≤ b ≤ 2.5, 0.25 ≤ c ≤ 0.68을 가지는 (AlaCr1 - aBb)Nc의 조성을 가지는 제 1 필름상에 증착된 제 2 필름으로 이루어진다. 전체 코팅은 AlαCr1 -αBβNγ의 평균 조성을 가지며 여기서 0.5 ≤ α ≤ 0.7, 0.003 ≤ β ≤ 0.12, 0.8 ≤ γ ≤ 1.25이다.
발명가들은 효율적으로 Al-Cr-B-N의 단일 레이어 코팅이 정착된 Al-Cr-N 코팅에 비해 개선된 경도 및 마찰 작용을 보여준다는 것을 알았다. 그러나, 여전히 추가 개선에 대한 요구가 있다. Al-Cr-B-N 코팅은 이 코팅의 관심있는 특성에도 불구하고 또한 매우 높은 잔류 응력을 보여준다. 이는 이러한 기대되는 코팅 필름으로 코팅된 툴의 절단 성능을 손상시킨다. 이는 코팅 내에 특히 낮은 잔류 응력이 코팅 층간 박리를 회피하기 위해 요구되는 두꺼운 코팅 두께를 요구하는 도포시 특히 불리하다.
본 발명의 목적은 Al-Cr-N 및 Al-Cr-B-N 모노레이어(monolayer) 코팅에 비해 낮은 잔류 응력, 강화된 경도 및 개선된 마모 계수를 보여주는 코팅을 제공하는 것이다.
Al-Cr-B-N 코팅에서 감소된 잔류 응력을 얻기 위하여, 상이한 멀티레이어 구조가 물리적 증기 증착 프로세스에 의해, 바람직하게는 반응성 음극 아크 이온 도금 증착 방법을 이용하여 합성되었다.
특히 Al-Cr-B-N 개별 레이어들의 두께가 Ti-Al-N 개별 레이어들의 두께보다 더 두꺼울 때 Ti-Al-N 개별 레이어들의 두께와 관련된 Al-Cr-B-N 개별 레이어들의 두께와 관하여 주로 기본적으로 2:1의 비율을 유지하는 특히 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어들을 교대로 조합하는 멀티레이어 코팅 구조는 동시에 우수한 낮은 잔류 응력 및 우수한 고 경도를 보여주는 것을 놀랍게도 발명자가 알게 되었다. Ti-Al-N 개별 레이어의 부가를 통하여 코팅의 탄성을 상당히 개선하는 것이 가능하였다. 결론적으로, 코팅 부착 세기, 내구성 세기 및 코팅의 단단함은 상당히 전반적으로 개선될 수 있다.
따라서 발명자는 강화된 경도 및 우수한 마찰 특성이 조합된 저 잔류 응력을 가진 코팅을 공개한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N의 조합은 교대로 증착된 두 개 이상의 Ti-Al-N 레이어 및 두 개 이상의 Al-Cr-B-N 레이어를 구비한 멀티레이어 구성으로 실현되며, 여기서 기판 표면에 가장 근접한 개별 레이어는 Ti-Al-N 레이어이고 코팅 표면에 가장 근접한 개별 레이어는 Al-Cr-B-N 레이어이다. 더욱 바람직하게는 3개 이상의 Ti-Al-N 레이어 및 3개 이상의 Al-Cr-B-N 레이어가 교대로 증착된다. 제 1 Ti-Al-N 레이어는 다른 Ti-Al-N 개별 레이어에 비해 상이한 레이어 두께를 가질 수 있으며 또한 부착 레이어로서 사용되도록 기판 표면 상에 직접 증착될 수 있다. 마지막 Al-Cr-B-N 레이어는 다른 Al-Cr-B-N 개별 레이어에 비해 상이한 두께를 가질 수 있으며 또한 최외각 레이어로서 증착될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅은 산업적-스케일 오리콘 발저스 인노바 증착 시스템(industrial-scale Oerlikon Balzers INNOVA deposition system)에서 3.5 Pa 및 500 ℃에서의 N2 분위기에서 음극 아크 증발에 의해 합성된다. 멀티레이어 구성을 형성하도록, Al-Cr-B-N 레이어는 아래의 요소 조성을 구비한 알루미늄, 크롬 및 붕소를 포함하는 하나 이상의 합금 소스 재료 타겟으로부터 증착되며 상기 요소 조성은 AlxCryBz이며, 여기서 x + y + z = 1, x= 1.8ㆍy 및 0.1 ≤ z ≤ 0.3(x, y 및 z 값은 여기서 원소 구성비(atomic fraction)로 주어진다). Ti-Al-N 레이어는 알루미늄 및 티타늄을 포함하는 하나 이상의 합금 소스 재료 타겟으로부터 증착된다. 이러한 바람직한 실시예에서, 원자 퍼센트에서의 50 : 50의 요소 조성을 구비한 TiAl-타겟이 사용되었다. 더욱이 이러한 실시예에 따른 멀티레이어의 설계는 기판 표면 상에 증착된 0.3 ㎛-두께의 Ti-Al-N 제 1 레이어로 이루어진 다음 교대로 증착된 0.2 ㎛ Al-Cr-B-N 및 0.1 ㎛ Ti-Al-N 개별 레이어(멀티레이어의 바이레이어 피리어드(bilayer period) 두께 : 0.3 ㎛)의 8번의 반복이 후속되고 최외각 레이어로서 0.8 ㎛ Al-Cr-B-N 레어어로 종결되고 약 3.5 ㎛의 전체 코팅 두께를 초래한다.
X-레이 회절은 모든 코팅이 증착된 상태(as-deposited state)에서 면심 입방 구조(face centered cubic structure)를 나타내는 것을 보여준다. X-레이 광전자 분광기는 Al-Cr-B-N 최외각 레이어에서 BxNy 상태의 형성을 나타내는 피크를 보여주었다.
또한 B 함량이 증가하는 것은 결정립 미세화(grain refinement)를 초래하는 것을 알게 되었다.
변화된 요소 조성 및 두께에 의해 간단한 모노레이어 코팅으로서 증착된 상이한 Al-Cr-B-N 코팅의 기계적 및 마찰 특성의 검사 후, Al-Cr-B-N 모노레이어 코팅이 약 -1.5 GPa의 기본적인 잔류 응력에 의한 약 43 GPa의 최대 경도 및 우수한 내마모성을 보여주는 것이 결정될 수 있다.
기계적 및 마찰 특성의 유사한 검사는 또한 본 발명에 따라 합성된 코팅 내에서 수행되었다. Al-Cr-B-N 모노레이어 코팅에 비해 본 발명에 따라 합성된 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅의 장점에 대한 각각의 결론을 얻도록, 멀티레이어 코팅의 Al-Cr-B-N 개별 레이어는 검사된 Al-Cr-B-N 모노레이어 코팅의 증착에 의해 사용된 것으로서 유사한 코팅 매개변수에 의해 합성되었다. 비교를 위해, 본 발명에 따라 합성된 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅은 유사한 Al-Cr-B-N 모노레이어 코팅과 유사한 전체 코팅 두께로 증착되었다.
본 특허 명세서의 내용에서 Al-Cr-B-N 모노레이어 코팅 및 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅과 관련되도록 유사한 단어가 사용된다:
- 각각의 Al-Cr-B-N 레이어는 동일한 코팅 매개변수에 의해 증착되며 동일한 타겟 요소 조성을 구비한 동일한 타입의 소스 재료 타겟을 이용하며, 그리고
- 전체 코팅 두께가 거의 동일하다.
상기 비교는 기계적 및 마찰 특성의 상당한 개선을 나타낸다.
특히 놀라운 것은 본 발명에 따라 합성화된 멀티레이어 코팅에 의해 나타남과 동시에 매우 높은 경도 및 매우 낮은 잔류 응력의 조합이 얻어진다는 것이다.
Al-Cr-B-N 개별 레이어의 증착을 위한 0.15 내지 0.25의 z 값을 가진 합금 소스 재료 타켓 AlxCryBz을 이용하여 본 발명에 따라 합성된 멀티레이어 코팅은 최상의 기계적 및 마찰 특성을 보여준다. 500 ℃에서 4 x 10-16 m3/Nm의 범위에서의 마모 계수를 포함하여 약 -0.25 GPa의 매우 낮은 잔류 응력 및 약 50 GPa의 강화된 경도 뿐만 아니라 개선된 마찰 특성이 측정될 수 있다.
특히 본 발명에 따라 합성된 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅에 의해 알려진 매우 낮은 잔류 응력 및 결론적으로 전체적으로 개선된 코팅 접착 세기 및 내구성 세기 때문에, 본 발명의 추가의 바람직한 일 실시예에는 예를 들면 스퍼터 및 아크 증발 방법에 의해 증착된 종래의 물리적 증기 증착 프로세스에 비해 상대적으로 두꺼운 코팅 두께를 구비한 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅의 합성이다. 본 발명의 이러한 실시예에 따라 3 ㎛과 동일하거나 3 ㎛ 보다 두꺼운 전체 코팅 두께, 바람직하게는 5 ㎛과 동일하거나 5 ㎛ 보다 두꺼운 전체 코팅 두께를 가지는 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅이 증착된다. 10 ㎛, 20 ㎛ 보다 두껍고 심지어 30 ㎛ 까지의 코팅 두께가 실현될 수 있으며 코팅은 여전히 상술된 바와 같이 코팅의 우수한 특성을 유지한다. 소정의 적용 분야에서 이 같은 두께는 심지어 라이브타임(livetime)이 추가로 증가할 수 있는 경우 바람직하다. 심지어 30 ㎛보다 더 두꺼운 두께가 실현될 수 있다.
본 발명의 추가의 바람직한 일 실시예에 따라 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅, 상기 코팅은 반응성 음극 아크 증발에 의해 합성된다. 아크 증발을 이용하는 증착에 의해, 타겟으로부터 금속 재료의 대형 입자가 코팅의 나머지로부터 조성 및 특성이 상당히 벗어나는 코팅 내에 존재한다. 이는 아크 증발 동안 반응성 가스와 충분히 반응하지 않는 액적의 전형적인 생산의 결과이다. 이러한 대형 입자(액적)가 본 발명에 따라 합성된 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어코팅의 기계적, 열적, 화학적 및 마찰 특성이 손상되지 않기에 충분히 작게 유지될 수 있다. 그러나 동시에 이러한 대형 입자는 여전히 가소성을 부가함으로써 전체 코팅 내구성 세기를 개선하는 것에 기여한다.
본 발명의 추가의 바람직한 일 실시예에 따라, Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅은 나노 박판식 코팅(nano-laminated coating)이며 이의 Al-Cr-B-N 개별 레이어는 두께 ≤ 100 nm를 가지며 바람직하게는 75 내지 15 nm의 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 나노-레이어의 바이레이어 피리어드를 가진다.
본 발명의 추가의 바람직한 일 실시예에 따라, Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅, 상기 코팅은 예를 들면 장식 레이어 또는 런닝-인 레이어(running-in layer)일 수 있는 기판 및/또는 부가 최외각 레이어 또는 상부레이어로 코팅 부착의 추가 개선을 위한 부가 접착 레이어를 포함한다.
본 발명의 추가의 바람직한 일 실시예에 따라, Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅, 상기 코팅은 코팅 두께 방향으로 1 ㎛ 이상의 두께를 구비한 하나 이상의 영역을 가지는데, 여기서 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 구성은 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어의 바이레이어 피리어드가 일정한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가의 바람직한 일 실시예에 따라, Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅, 상기 코팅은 코팅 두께에서 이전의 실시예에서 규정된 바와 같이 일정한 바이레이어 피리어드를 구비한 하나 이상의 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 구성을 가지며 또한 Ti-Al-N 개별 레이어가 일정한 바이레이어 피리어드를 구비한 하나 이상의 멀티레이어 구성 영역에 포함된 때 상이한 두께를 구비한 하나 이상의 Ti-Al-N 레이어를 가진다.
본 발명의 추가의 바람직한 일 실시예에 따라 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅, 상기 코팅은 코팅 두께 방향으로 이전의 실시예에서 규정된 바와 같은 일정한 바이레이어 피리어드를 구비한 하나 이상의 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 구성 영역을 가지며 또한 일정한 바이레이어 피리어드를 구비한 하나 이상의 멀티레이어 구성 내에 포함된 Al-Cr-B-N 개별 레이어와 상이한 두께를 구비한 하나 이상의 Al-Cr-B-N 레이어를 가진다.
공개된 것은 중실형 바디 표면(solid body surface)의 적어도 일 부분 상에 증착되고 멀티레이어 구성에 물리적 증기 증착 방법에 의해 증착된 Al-Cr-B-N 개별 레이어를 포함하는 멀티레이어 코팅 시스템이며 멀티레이어 코팅 시스템의 전체 두께의 적어도 일 부분 내에 Al-Cr-B-N 개별 레이어는 Ti-Al-N 개별 레이어와 조합되며, Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어는 교대로 상하로(one on each other) 배치되며, Al-Cr-B-N 개별 레이어의 두께는 Ti-Al-N 개별 레이어의 두께 보다 더 두꺼우며, 이에 의해 멀티레이어 코팅 시스템의 잔류 응력은 대응하는 유사한 Al-Cr-B-N 모노레이어 코팅 시스템의 잔류 응력에 비해 상당히 낮으며 바람직하게는 멀티레이어 코팅 시스템의 경도는 대응하는 유사한 Al-Cr-B-N 모노레이어 코팅의 경도 보다 크거나 동일한 것을 특징으로 한다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 Ti-Al-N 개별 레이어와 관련된 Al-Cr-B-N 개별 레이어의 두께 비율은 기본적으로 2 : 1이 될 수 있다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 포함되는 Al-Cr-B-N 레이어의 레이어 조성은 AlaCrbBcNd가 될 수 있으며, a + b + c = 1, a = 9/5ㆍy, 0.1 ≤ z0.3이며 여기서 a, b, 및 c는 요소 균형을 위해 단지 요소 Al, Cr 및 B를 고려한 요소 분석후 결정된 원소 구성비이다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분은 두 개 이상의 Ti-Al-N 및 두 개의 Al-Cr-B-N 레이어, 더욱 바람직하게는 3개 이상의 Ti-Al-N 및 3개의 Al-Cr-B-N 개별 레이어를 포함할 수 있다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 Ti-Al-N 및 Al-Cr-B-N 개별 레이어의 두께는 바람직하게는 일정하게 남아 있다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 Al-Cr-B-N 개별 레이어의 요소 조성이 바람직하게는 일정하다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 나노-레이어일 수 있으며 나노 레이어의 대응하는 개별 두께는 각각 하나가 ≤ 100 nm이며, 바람직하게는 하나의 Al-Cr-B-N 및 하나의 Ti-Al-N 개별 나노-레이어에 대응하는 두께의 합으로서 규정된 바이레이어 피리어드는 ≤ 100 nm이고, 바람직하게는 바이레이어 피리어드가 75 내지 15 nm이다.
전술된 바와 같이 멀티레이어 코팅 시스템에서 부가 Ti-Al-N 개별 레이어는 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분과 기판 표면 사이에 증착될 수 있으며 이의 두께 및 요소 농도의 값은 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 포함된 Ti-Al-N 개별 레이어의 대응하는 값과 동일하거나 상이하다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 부가 Al-Cr-B-N 개별 레이어는 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분과 코팅 표면 사이에 증착될 수 있으며 이의 두께 및 요소 농도의 값은 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 포함된 Al-Cr-B-N 개별 레이어의 대응하는 값과 동일하거나 상이하다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 부가 Ti-Al-N 개별 레이어가 기판 표면 상에 직접 증착될 수 있으며 및/또는 부가 Al-Cr-B-N 개별 레이어가 최외각 레이어로서 증착된다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 Ti-Al-N으로 이루어지지 않은 부가 접착 레이어는 기판에 대한 코팅 부착을 개선하도록 기판 표면 상에 직접 증착될 수 있으며 및/또는 Al-Cr-B-N으로 이루어지지 않은 부가 최외각 레이어는 상부 레이어로서 코팅 표면 상에 증착되며, 이러한 레이어는 예를 들면 얇은 장식 레이어 또는 런닝-인 레이어일 수 있다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 멀티레이어 코팅 시스템의 전체 코팅 두께는 3 ㎛와 동일하거나 더 두껍게 되도록, 바람직하게는 5 ㎛와 동일하거나 더 두껍게 되도록 선택될 수 있다. 또한 전체 코팅 두께는 도포 요구조건에 따라 10 ㎛, 20 ㎛와 동일하거나 더 두껍게 되도록, 심지어 30 ㎛ 까지 또는 더 두껍게 되도록 선택될 수 있다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 적어도 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 층이 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분은 바람직하게는 반응성 음극 아크 증발에 의해 합성된다. 아크 증발을 이용한 증착에 의해 타켓으로부터 금속 재료의 대형 입자가 코팅의 나머지로부터 조성 및 특성이 상당히 벗어나는 코팅 내에 존재한다. 이러한 대형 입자가 탄성을 부가함으로써 전체 코팅 내구성 세기를 개선하도록 기여하고 이러한 대형 입자는 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅의 기계적, 열적, 화학적 및 마찰 특성을 손상시키지 않는다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 적어도 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 바람직하게는 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분이 증착된 상태에서 면심 입방 구조를 보여준다.
전술된 바와 같은 멀티레이어 코팅 시스템에서 최외각 레이어는 BxNy의 형성을 보여주는 Al-Cr-B-N 레이어일 수 있다.
본 발명에 따라 중실형 바디는 전술된 것과 다른 멀티레이어 코팅 시스템으로 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다. 중실형 바디는 예를 들면 커팅 툴 또는 성형 툴 또는 모울드 또는 다이 또는 정밀 부품 또는 자동차 부품 또는 예를 들면 터빈 부품과 같은 자동차 산업에서 또는 항공 우주 산업에서 사용되는 부품일 수 있다.
특히 본 발명은 아래의 적용 분야를 위해 사용될 수 있다:
1. 툴:
- 밀링, 터닝(turning) 또는 드릴링을 위한 경질 금속, 시멘트, 질화붕소, 질화규소 또는 탄화규소를 기반으로 한 1회용 삽입부(disposable insert)
- 볼-헤드형 커터 및 엔드 밀 커터와 같은 밀링 커터
- 나사 밀링 커터
- 호브 커터(hob cutter)
- 세이프 커터(shape cutter)
- 스틱 블레이드(stick blades)
- 드릴
- 스크류 탭
- 보어러(borer)
- 인그레이빙 툴(engraving tool)
- 리어머(reamer)
2. 성형 및 스탬핑 툴:
- 알루미늄 압력 다이 캐스팅용 포옴(form)
- 플라스틱 코팅용 포옴
- 압출 다이
- 시트 성형용 툴
- 금속 스탬핑을 위한 스탬프
- 특히 고온 단조를 위한 스미쓰 조오(smith's jaw)
- 고온 크림핑을 위한 툴
3. 특히 자동차 산업에서의 부품 및 부분:
- 밸브
- 키이 태핏
- 부싱 니들
- 밸브 로커
- 태핏
- 롤러 스핀들
- 로커 핑거
- 캠 팔로워(cam follower)
- 캠샤프트
- 캠샤프트 베어링
- 밸브 태핏
- 경사 레버
- 피스톤 링
- 피스톤 핀
- 인젝터 및 인젝터 부분
- 터빈 블레이드
- 펌프 부분
- 고압 펌프
- 기어
- 기어 휠
- 트러스트 워셔
- 전기 제어 및 가속 시스템의 부품
- ABS 시스템의 부품
- 베어링
- 볼 베어링
- 롤러 베어링
- 캠샤프트 베어링
본 특허 서류에서 공개된 본 발명은 본 발명에 따라 전술된 멀티레이어 코팅 시스템으로 코팅된 중실형 바디를 제조하기 위한 방법을 포함한다.

Claims (18)

  1. 중실형 바디 표면의 적어도 일 부분 상에 증착되고 멀티레이어 구성 내에 물리적 증기 증착 방법에 의해 증착된 Al-Cr-B-N 개별 레이어를 포함하는 멀티 레이어 코팅 시스템에 있어서,
    상기 멀티레이어 코팅 시스템의 전체 두께의 적어도 일 부분에서 상기 Al-Cr-B-N 개별 레이어가 Ti-Al-N 개별 레이어와 조합되고, 상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어는 교대로 상하로 증착되고, 상기 Al-Cr-B-N 개별 레이어의 두께는 상기 Ti-Al-N 개별 레이어의 두께 보다 두꺼우며, 이에 의해 상기 멀티레이어 코팅 시스템의 잔류 응력은 대응하는 유사한 Al-Cr-B-N 모노레이어 코팅 시스템의 잔류 응력에 비해 상당히 낮으며, 바람직하게는 상기 멀티레이어 코팅 시스템의 경도는 대응하는 유사한 Al-Cr-B-N 모노레이어 코팅의 경도보다 크거나 동일한 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 Ti-Al-N 개별 레이어에 관련된 상기 Al-Cr-B-N 개별 레이어의 두께 비율은 기본적으로 2 : 1인 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분 내에 포함되는 상기 Al-Cr-B-N 레이어의 레이어 조성은 AlaCrbBcNd이며, a + b + c = 1, a = 9/5ㆍy, 0.1 ≤ z0.3이며 여기서 a, b, 및 c는 요소 균형을 위해 단지 요소 Al, Cr 및 B를 고려하는 요소 분석 후 결정된 원소 구성비인 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분은 두 개 이상의 Ti-Al-N 및 두 개의 Al-Cr-B-N 개별 레이어, 더욱 바람직하게는 3개 이상의 Ti-Al-N 및 3개의 Al-Cr-B-N 개별 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,
    상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 상기 Ti-Al-N 및 Al-Cr-B-N 개별 레이어의 두께는 일정하게 남아있는 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서,
    상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 Al-Cr-B-N 개별 레이어의 요소 조성이 일정하게 남아있는 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항에 있어서,
    상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어는 나노-레이어이고 상기 나노-레이어의 대응하는 개별 두께는 각각 하나가 ≤ 100 nm이며, 바람직하게는 하나의 Al-Cr-B-N 및 하나의 Ti-Al-N 개별 나노-레이어에 대응하는 두께의 합으로서 규정된 바이레이어 피리어드는 ≤ 100 nm이며, 바람직하게는 바이레이어 피리어드가 75 내지 15 nm인 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항에 있어서,
    부가 Ti-Al-N 개별 레이어는 상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분과 기판 표면 사이에 증착되며 이의 두께 및 요소 농도의 값은 상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 포함된 상기 Ti-Al-N 개별 레이어의 대응하는 값과 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항에 있어서,
    부가 Al-Cr-B-N 개별 레이어는 상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분과 코팅 표면 사이에 증착되며 이의 두께 및 요소 농도의 값은 상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분에서 포함된 Al-Cr-B-N 개별 레이어의 대응하는 값과 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  10. 제 8 항 및 제 9 항에 있어서,
    상기 부가 Ti-Al-N 개별 레이어는 상기 기판 표면 상에 직접 증착되고 및/또는 상기 부가 Al-Cr-B-N 개별 레이어는 최외각 레이어로서 증착되는 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항에 있어서,
    Ti-Al-N으로 이루어지지 않은 부가 접착 레이어는 기판에 대한 코팅 부착을 개선하도록 기판 표면 상에 직접 증착될 수 있으며 및/또는 Al-Cr-B-N으로 이루어지지 않은 부가 최외각 레이어는 상부 레이어로서 코팅 표면 상에 증착되며, 이러한 레이어는 예를 들면 얇은 장식 레이어 또는 런닝-인 레이어일 수 있는 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항에 있어서,
    상기 멀티레이어 코팅 시스템의 전체 코팅 두께는 3 ㎛와 동일하거나 3 ㎛ 보다 두꺼우며, 바람직하게는 5 ㎛와 동일하거나 5 ㎛ 보다 두꺼운 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항에 있어서,
    적어도 상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분은 반응성 음극 아크 증발에 의해 합성되며, 아크 증발을 이용하는 증착에 의해 타겟으로부터 금속 재료의 대형 입자가 코팅 내에 존재하며, 상기 대형 입자는 탄성을 부가함으로써 전체 코팅 내구성 세기를 개선하도록 기여하여 상기 대형 입자가 상기 Al-Cr-B-N/Ti-Al-N 멀티레이어 코팅의 기계적, 열적, 화학적 및 마찰 특성을 악화시키지 않는 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항에 있어서,
    적어도 상기 Al-Cr-B-N 및 Ti-Al-N 개별 레이어가 교대로 상하로 증착되는 코팅 부분은 증착된 상태(as-deposited state)에서 면심 입방 구조를 보여주는 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  15. 제 1 항 내지 제 10 항 또는 제 12 항 내지 제 14 항에 있어서,
    상기 최외각 레이어는 BxNy의 형성을 보여주는 Al-Cr-B-N 레이어인 것을 특징으로 하는,
    멀티레이어 코팅 시스템.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항에 따른 멀티레이어 코팅 시스템으로 적어도 부분적으로 코팅된 중실형 바디.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 중실형 바디는 커팅 툴 또는 성형 툴 또는 스탬핑 툴, 또는 차량의 부품 또는 부분, 또는 자동차 산업 또는 항공 우주 산업에서 사용되는 부품 또는 부분, 자동차 산업 또는 항공 우주 산업에서 예를 들면 터빈 부품인 것을 특징으로 하는,
    중실형 바디.
  18. 제 16 항 내지 제 17 항에 따른 중실형 바디의 제조 방법.
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SG (1) SG182749A1 (ko)
WO (1) WO2011095292A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180011756A (ko) * 2015-05-26 2018-02-02 오를리콘 서피스 솔루션스 아크티엔게젤샤프트, 페피콘 질화 몰리브덴 기반 코팅을 이용한 마모 및／또는 마찰 감소
KR20200079643A (ko) 2018-12-26 2020-07-06 한국야금 주식회사 절삭공구용 경질피막 및 이의 제조방법
KR20210138230A (ko) 2020-05-12 2021-11-19 이무헌 스프레이코팅 방식을 이용한 고경도 커팅 툴 제조방법

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI1103935A2 (pt) * 2011-08-17 2013-08-06 Mahle Metal Leve Sa anel de pistço
DE102012200378A1 (de) * 2012-01-12 2013-07-18 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Kolbenring
MX2014012538A (es) * 2012-04-16 2015-08-14 Oerlikon Trading Ag Trübbach Herramientas de alto rendimiento que exhiben desgaste concavo reducido en particular debido a operaciones de mecanizado en seco.
EP2653583B1 (de) * 2012-04-20 2021-03-10 Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon Beschichtungsverfahren zur Abscheidung eines Schichtsystems auf einem Substrat
DE102012017694A1 (de) * 2012-09-07 2014-03-13 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Mo-haltige Beschichtungen auf Werkzeugen für das direkte Presshärten
CN102922052B (zh) * 2012-09-28 2014-10-22 武汉大学 一种AlTiN-AlCrN超硬纳米多层复合涂层滚齿刀及其制备方法
AR092945A1 (es) * 2012-10-10 2015-05-06 Oerlikon Trading Ag Trübbach Recubrimiento para usos a altas temperaturas con solicitacion tribologica
KR101471257B1 (ko) * 2012-12-27 2014-12-09 한국야금 주식회사 절삭공구용 다층박막과 이를 포함하는 절삭공구
WO2014136755A1 (ja) * 2013-03-04 2014-09-12 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
WO2015024098A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 Mds Coating Technologies Corp. Coating containing macroparticles and cathodic arc process of making the coating
WO2015041802A1 (en) 2013-09-18 2015-03-26 United Technologies Corporation Article having coating including compound of aluminum, boron and nitrogen
DE102013019691A1 (de) * 2013-11-26 2015-05-28 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Hartstoffschicht zur Reduzierung eines Wärmeeintrags in das beschichtete Substrat
CN106132603B (zh) * 2014-03-27 2018-01-26 株式会社泰珂洛 包覆工具
CN106163708B (zh) * 2014-04-10 2018-03-30 株式会社泰珂洛 包覆工具
DE102014018915A1 (de) * 2014-12-22 2016-06-23 Oerlikon Surface Solutions Ag, Trübbach AlCrN-basierte Beschichtung zur verbesserten Beständigkeit gegen Kolkverschleiß
US10675665B2 (en) * 2015-12-07 2020-06-09 Ihi Ionbond Ag. Coated extrusion tool
RU2637188C1 (ru) * 2016-10-11 2017-11-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
RU2639425C1 (ru) * 2016-12-20 2017-12-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента
JP6959577B2 (ja) * 2018-01-04 2021-11-02 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
RU2671782C1 (ru) * 2018-03-01 2018-11-06 Общество с ограниченной ответственностью "Сборные конструкции инструмента, фрезы Москвитина" Фреза концевая
CN108504997A (zh) * 2018-03-13 2018-09-07 国宏工具系统（无锡）股份有限公司 一种高光刀电弧涂层工艺
EP3804891A4 (en) * 2018-05-30 2022-02-23 Moldino Tool Engineering, Ltd. COATED CUTTING TOOL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
RU2694857C1 (ru) * 2018-08-06 2019-07-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Способ нанесения износостойкого покрытия ионно-плазменным методом
EP3935202A1 (en) * 2019-03-07 2022-01-12 Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon Tm-al-o-n coating layers with increased thermal stability
KR102646471B1 (ko) 2019-05-09 2024-03-11 가부시키가이샤 몰디노 피복 절삭 공구
CN112126900B (zh) * 2019-06-24 2023-06-23 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 高温低摩擦硬质纳米多层VAlCN/VN-Ag涂层、其制备方法及应用
US20210105888A1 (en) * 2019-10-04 2021-04-08 Kennametal Inc. Coated nozzles for arc torches
CN113667929B (zh) * 2021-07-02 2023-04-07 株洲钻石切削刀具股份有限公司 周期性多层涂层刀具及其制备方法
CN113817985B (zh) * 2021-11-24 2022-03-18 武汉中维创发工业研究院有限公司 纳米多层复合涂层及其制备方法和应用
CN116180006B (zh) * 2023-02-08 2024-05-03 苏州六九新材料科技有限公司 TiAlN/CrAlLaBN复合涂层及其制备方法和刀具

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3388267B2 (ja) 2000-05-23 2003-03-17 日立ツール株式会社 耐摩耗皮膜被覆工具
PT1422311E (pt) * 2002-11-19 2007-03-30 Hitachi Tool Eng Película dura e ferramenta revestida por película dura
US7226670B2 (en) * 2003-04-28 2007-06-05 Oc Oerlikon Balzers Ag Work piece with a hard film of AlCr-containing material, and process for its production
JP3781374B2 (ja) * 2003-12-09 2006-05-31 日立ツール株式会社 硬質皮膜被覆工具及びその製造方法
CN100419117C (zh) 2004-02-02 2008-09-17 株式会社神户制钢所 硬质叠层被膜、其制造方法及成膜装置
JP2005330539A (ja) 2004-05-20 2005-12-02 Tungaloy Corp 耐摩耗性被覆部材
EP1842610B1 (en) 2004-12-28 2017-05-03 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool and process for producing the same
WO2006070509A1 (ja) * 2004-12-28 2006-07-06 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. 表面被覆切削工具および表面被覆切削工具の製造方法
JP5143571B2 (ja) 2005-02-10 2013-02-13 エーリコン・トレイディング・アーゲー・トリューバッハ 切削工具のための高耐摩耗三重被覆
JP4756445B2 (ja) * 2005-02-16 2011-08-24 三菱マテリアル株式会社 耐熱合金の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具
US7537822B2 (en) * 2005-05-26 2009-05-26 Hitachi Tool Engineering, Ltd. Hard-coated member
MY149446A (en) 2006-09-26 2013-08-30 Oerlikon Trading Ag Workpiece with hard coating
US7960016B2 (en) 2007-03-23 2011-06-14 Oerlikon Trading Ag, Truebbach Wear resistant hard coating for a workpiece and method for producing the same
US8129040B2 (en) * 2007-05-16 2012-03-06 Oerlikon Trading Ag, Truebbach Cutting tool
JP4714186B2 (ja) 2007-05-31 2011-06-29 ユニオンツール株式会社 被覆切削工具
WO2008149824A1 (ja) * 2007-06-01 2008-12-11 Onward Ceramic Coating Co., Ltd. Ｄｌｃ被覆工具
JP2009012139A (ja) 2007-07-06 2009-01-22 Mitsubishi Materials Corp 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた潤滑性と耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
US7947363B2 (en) * 2007-12-14 2011-05-24 Kennametal Inc. Coated article with nanolayered coating scheme
JP4440980B2 (ja) 2008-01-31 2010-03-24 ユニオンツール株式会社 切削工具用硬質皮膜
JP5125646B2 (ja) * 2008-03-19 2013-01-23 株式会社タンガロイ 立方晶窒化硼素焼結体工具
JP5234499B2 (ja) * 2008-05-28 2013-07-10 三菱マテリアル株式会社 高速高送り切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
RU91069U1 (ru) * 2009-05-25 2010-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" Лопатка турбомашины, стойкая к солевой и газовой коррозии, газоабразивной и капельно-ударной эрозии
WO2011058637A1 (ja) * 2009-11-12 2011-05-19 オーエスジー株式会社 硬質被膜、および硬質被膜被覆工具

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180011756A (ko) * 2015-05-26 2018-02-02 오를리콘 서피스 솔루션스 아크티엔게젤샤프트, 페피콘 질화 몰리브덴 기반 코팅을 이용한 마모 및／또는 마찰 감소
KR20200079643A (ko) 2018-12-26 2020-07-06 한국야금 주식회사 절삭공구용 경질피막 및 이의 제조방법
KR20210138230A (ko) 2020-05-12 2021-11-19 이무헌 스프레이코팅 방식을 이용한 고경도 커팅 툴 제조방법

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