KR20240004534A - 코팅된 절삭 공구 - Google Patents

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얀 필립 리비히
볼프강 엥겔하르트
파이트 쉬어
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발터 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 코팅된 절삭 공구는 적어도 하나의 경사면과 적어도 하나의 플랭크면 및 이들 사이에 절삭날을 가지고, 상기 코팅된 절삭 공구는 기재와 코팅을 포함하며, 상기 코팅은 (Ti,Al)N 층을 포함하고, 상기 (Ti,Al)N 층은 0.67 초과하지만 0.85 이하의 전체 원자비 Al/(Ti+Al) 를 갖고, 상기 (Ti,Al)N 층은 111 오배향각들의 분포를 나타내고, 111 오배향각은 상기 (Ti,Al)N 층의 표면에 대한 법선 벡터와 상기 (Ti,Al)N 층의 표면에 대한 법선 벡터에 가장 가까운 <111> 방향 사이의 각도이며, 111 오배향각의 누적 빈도 분포는 111 오배향각의 60% 이상이 10 도 미만이도록 한다.

Description

코팅된 절삭 공구
본 발명은 111 결정상 텍스쳐를 가진 (Ti,Al)N 층을 포함하는 코팅을 갖는 코팅된 절삭 공구에 관한 것이다.
금속 기계가공용 절삭 공구가 더 오래 지속되고 더 높은 절삭 속도 및/또는 다른 점점 더 요구가 많은 절삭 작업을 견디도록 이 절삭 공구를 개선하는 지속적인 요구가 존재한다. 일반적으로, 금속 기계가공을 위한 절삭 공구는 얇은 경질 내마모성 코팅을 갖는 초경합금과 같은 경질 기재 재료를 포함한다.
내마모성 코팅을 증착할 때, 사용되는 일반적인 방법은 화학 기상 증착 (CVD) 또는 물리 기상 증착 (PVD) 이다. 어느 방법에 의하든 제공 가능한 코팅 특성에 제한이 있다. 동일한 화학 조성의 코팅이 어느 방법으로 증착되더라도, 그 코팅의 특성은 예를 들어 내부 잔류 응력, 밀도, 결정성 및 결정 크기의 면에서 달라질 것이다. 따라서, 최종 사용 금속 절삭 용도에서 그들의 특성 및 성능은 상이할 것이다.
내마모성 코팅은 일반적으로 금속 질화물, 금속 탄질화물 또는 금속 산화물의 층, 또는 층들의 조합을 포함한다. PVD 방법에 의해 증착된 코팅에서 금속 원소의 기원은 PVD 반응기에서 소위 "타깃" 이다. 다양한 PVD 방법들이 존재하며, 그 중 주요 카테고리들은 음극 아크 증발 및 마그네트론 스퍼터링이다. 일반적인 용어 "마그네트론 스퍼터링" 에는, 듀얼 마그네트론 스퍼터링 (DMS) 및 HIPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering) 와 같은 서로 상이한 다른 방법들이 더 존재한다.
PVD 방법에 의해 증착된 티타늄 알루미늄 질화물 (Ti,Al)N 코팅은 잘 알려져 있을 뿐만 아니라, 절삭 공구에서의 내마모성 코팅으로서의 그들의 용도가 알려져 있다. 일 유형의 (Ti,Al)N 코팅은 (Ti,Al)N 조성이 층 전체에 걸쳐 본질적으로 동일한 단층이다. 증착 프로세스에 사용되는 하나 이상의 타깃이 동일한 Ti:Al 비를 가질 때 단층 코팅이 제공된다. 다른 유형의 (Ti,Al)N 코팅은 층 내에 상이한 조성의 (Ti,Al)N 서브층들이 존재하는 다층이다. 이러한 다층은 증착 프로세스에 사용되는 타깃들 중 적어도 2 개가 상이한 Ti:Al 비를 가져서 기재가 챔버 내에서 회전될 때 상이한 조성의 서브층들이 교대로 증착되는 때에 제공될 수 있다. 특별한 유형의 다층은 개별 층 두께가 단지 수 나노미터만큼 낮을 수 있는 나노-다층이다.
PVD 코팅에서 (Ti,Al)N 의 결정 구조는 입방정 또는 육방정일 수 있다. 선행 기술의 연구에서, 일반적으로 (Ti,Al)N 에서, Al+Ti 의 60 at% 미만과 같은 더 낮은 Al 함량은 단일상 입방정 구조를 제공하는 반면, (Ti,Al)N 에서, Al+Ti 의 67 at% 초과의 Al 함량, 특히 70 at% 초과의 Al 함량에서 상당한 양의 육방정 구조가 나타난다. 단일상 입방정 구조, 또는 입방정 구조와 육방정 조직 둘 다를 포함하는 혼합 조직을 제공하기 위한 Al 함량의 레벨의 구체적인 한계가 보고되었고, 예를 들어 증착 조건에 따라 어느 정도로 변한다.
입방정상의 (Ti,Al)N 은 경도 및 탄성계수 면에서 우수한 특성들을 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 특성은 절삭 공구의 코팅에 대해 유리하다. 반면에, 육방정상의 (Ti,Al)N 은 금속 절삭에서의 코팅의 내마모성에 부정적인 영향을 미치는 더 열악한 기계적 특성을 가진다.
본 발명의 목적은 우수한 내마모성, 특히 밀링 작업에서 우수한 플랭크 내마모성을 나타내는 코팅된 절삭 공구를 제공하는 것이다.
상기 언급된 목적을 만족시키는 코팅된 절삭 공구가 이제 제공되었다. 코팅된 절삭 공구는 적어도 하나의 경사면과 적어도 하나의 플랭크면 및 이들 사이에 절삭날을 가지고, 상기 코팅된 절삭 공구는 기재와 코팅을 포함하며, 상기 코팅은 (Ti,Al)N 층을 포함하고, 상기 (Ti,Al)N 층은 단일 모놀리식 층 또는 조성이 상이한 2 개 이상의 교대하는 (Ti,Al)N 서브층 유형의 다층이고, 상기 (Ti,Al)N 층은 0.67 초과하지만 0.85 이하의 전체 원자비 Al/(Ti+Al) 를 갖고, 상기 (Ti,Al)N 층은 111 오배향각들의 분포를 나타내고, 111 오배향각은 상기 (Ti,Al)N 층의 표면에 대한 법선 벡터와 상기 (Ti,Al)N 층의 표면에 대한 법선 벡터에 가장 가까운 <111> 방향 사이의 각도이며, 111 오배향각의 누적 빈도 분포는 111 오배향각의 60% 이상이 10 도 미만이도록 한다.
역평행 방향들/평면들 (예를 들어, -1-1-1 이 111 에 역평행함) 을 배제하면, 입방정 결정 구조 ((111), (1-1-1), (-11-1), 및 (-1-11)) 에는 4 개의 고유한 {111}-유형 평면들의 세트들이 존재한다. 그들은 서로 70.5° 각도로 서 있다. 이들 평면들 중 하나가 (Ti,Al)N 표면에 평행한 경우, 즉 이상적인 111 배향이면, 111 오배향각은 0° 일 것이지만, 0° 오배향각보다 표면의 법선 벡터에 대해 더 큰 각도를 여전히 갖는 다른 {111}-유형 평면들이 존재할 것이다. 본 명세서에서 의미하는 111 오배향각은 가장 작은 각도, 즉 (Ti,Al)N 층에 대한 법선 벡터와 (Ti,Al)N 층에 대한 법선 벡터에 가장 가까운 <111> 방향 사이의 각도이다.
111 오배향각들의 분포는 전자 후방 산란 분석 (EBSD) 에서 결정될 수 있다. 그러나, 주상 결정립 폭은 일반적으로, 특히 (Ti,Al)N 층의 제 1 마이크로미터에 대해, (Ti,Al)N 층의 두께를 증가시킴으로써 증가하고, 결정립 폭이 너무 작으면 EBSD 분석이 적합하지 않을 수 있다. 따라서, 두께 2 ㎛ 이하의 (Ti,Al)N 층을 갖는 경우, 결정립 크기가 EBSD 분석하기에 너무 작다고 간주되면, 111 오배향각들의 분포를 투과 전자 현미경 (TEM) 분석에서 결정하는 것이 바람직하다. EBSD 또는 TEM 분석은 절삭날로부터 0.7 mm 의 거리 내에서 이루어진다.
111 오배향각들의 누적 빈도 분포는 111 오배향각들의 적합하게는 75% 이상, 바람직하게는 90% 이상이 10 도 미만이 되도록 한다.
111 오배향각들의 누적 빈도 분포는 111 오배향각들의 적합하게는 75 내지 97%, 바람직하게는 90 내지 95% 가 10 도 미만이 되도록 한다.
일 실시형태에서, 111 오배향각들의 누적 빈도 분포는 111 오배향각들의 20% 이상, 바람직하게는 35% 이상이 5 도 미만이 되도록 한다.
일 실시형태에서, 111 오배향각들의 누적 빈도 분포는 111 오배향각들의 20 내지 90%, 바람직하게는 30 내지 75%, 가장 바람직하게는 35 내지 65% 가 5 도 미만이 되도록 한다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 0.1 ~ 15 ㎛, 바람직하게는 0.5 ~ 12 ㎛, 가장 바람직하게는 1 ~ 8 ㎛ 의 두께를 갖는다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 3000 HV (15 mN 부하) 이상, 바람직하게는 3500 ~ 4200 HV (15 mN 부하) 의 비커스 경도를 갖는다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 450 GPa 이상, 바람직하게 475 GPa 이상의 평면 변형률 (plain strain modulus) 을 갖는다. (Ti,Al)N 층은 바람직하게는 450 ~ 540 GPa, 보다 바람직하게는 475 ~ 530 GPa 의 평면 변형률을 갖는다.
(Ti,Al)N 층은 적합하게는 0.70 ~ 0.85, 바람직하게는 0.70 ~ 0.80, 가장 바람직하게는 0.72 ~ 0.76 의 전체 원자비 Al/(Ti+Al) 을 갖는다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 단일 모놀리식 층이다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 그 조성이 상이한 2 개 이상의 교대하는 (Ti,Al)N 서브층 유형의 다층이며, 여기서 적어도 하나의 (Ti,Al)N 서브층 유형은 0.50 ~ 0.67, 바람직하게는 0.55 ~ 0.67, 가장 바람직하게는 0.60 ~ 0.67 의 원자비 Al/(Ti+Al) 를 갖고, 적어도 하나의 (Ti,Al)N 서브층 유형은 0.70 ~ 0.90, 바람직하게는 0.75 ~ 0.90, 가장 바람직하게는 0.75 ~ 0.85 의 원자비 Al/(Ti+Al) 를 갖는다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 0.70 ~ 0.90, 바람직하게는 0.75 ~ 0.90, 가장 바람직하게는 0.75 ~ 0.85 의 원자비 Al/(Ti+Al) 을 갖는 하나 또는 2 개의 (Ti,Al)N 서브층 유형/유형들과 교대로 0.50 ~ 0.67, 바람직하게는 0.55 ~ 0.67, 가장 바람직하게는 0.60 ~ 0.67 의 원자비 Al/(Ti+Al) 을 갖는 하나 또는 2 개의 (Ti,Al)N 서브층 유형/유형들의 다층이다.
바람직한 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 0.70 ~ 0.90, 바람직하게는 0.75 ~ 0.90, 가장 바람직하게는 0.75 ~ 0.85 의 원자비 Al/(Ti+Al) 을 갖는 하나의 (Ti,Al)N 서브층 유형과 교대로 0.50 ~ 0.67, 바람직하게는 0.55 ~ 0.67, 가장 바람직하게는 0.60 ~ 0.67 의 원자비 Al/(Ti+Al) 을 갖는 하나의 (Ti,Al)N 서브층 유형의 다층이다.
다층에서 (Ti,Al)N 서브층 유형은 적합하게는 1 ~ 100 nm, 바람직하게는 1.5 ~ 50 nm, 가장 바람직하게는 2 ~ 20 nm 의 평균 두께를 갖는다.
일 실시형태에서, 상이한 (Ti,Al)N 서브층 유형들의 평균 두께들 사이의 비는 0.5 내지 2, 바람직하게는 0.75 내지 1.5 이다.
(Ti,Al)N 층은 입방정 결정 구조를 포함한다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 경사면 및/또는 플랭크면 상의 절삭날에 수직인 방향을 따라 절삭날에서의 일 지점으로부터, 적어도 0.5 mm 의 거리에 걸쳐, 바람직하게는 적어도 1 mm 의 거리에 걸쳐, 단일상 입방정 B1 결정 구조로 된다.
(Ti,Al)N 층에 존재하는 결정 구조 또는 구조들의 결정은 X-선 회절 분석, 대안적으로 TEM 분석에 의해 적합하게 이루어진다.
일 실시형태에서, 절삭날로부터 0.5 mm 이내, 바람직하게는 1 mm 이내의 (Ti,Al)N 층은 X-선 회절 분석 또는 TEM 분석에서 입방정 (Ti,Al)N 반사만을 나타낸다.
(Ti,Al)N 층에 존재하는 결정 구조 또는 구조들의 결정은 X-선 회절 분석, 대안적으로 TEM 분석에 의해 적합하게 이루어진다.
X-선 회절 분석, 또는 TEM 분석에서, 적절하게는 적어도 절삭날로부터 1 mm 내에서 측정될 때 입방정 (Ti,Al)N 반사들만이 나타난다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 (Ti,Al)N 층의 하부 계면으로부터 2 ㎛ 까지의 거리에서 측정된 175 nm 미만, 바람직하게는 150 nm 미만의 평균 주상 결정립 폭을 갖는다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층은 (Ti,Al)N 층의 하부 계면으로부터 2 ㎛ 까지의 거리에서 측정된 80 ~ 175 nm, 바람직하게는 100 ~ 150 nm 의 평균 주상 결정립 폭을 갖는다.
일 실시형태에서, (Ti,Al)N 층 아래에, 원소 주기율표의 4, 5 또는 6 족에 속하는 하나 이상의 원소들의 질화물, 또는 원소 주기율표의 4, 5 또는 6 족에 속하는 하나 이상의 원소들과 함께 Al 의 질화물의, 기재 바로 위의 코팅의 최내측 층이 존재한다. 이 최내측 층은 기재에 대한 전체 코팅의 접착력을 증가시키는 기재에 대한 접합층으로서 적어도 부분적으로 작용할 수 있다. 이러한 접합층은 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것으로 통상의 기술자가 적절히 선택할 수 있다. 이 최내층의 바람직한 대안은 TiN 및 (Ti1-xAlx)N 이고, x 는 적합하게는 0 초과이지만 0.67 이하이다. 이 최내층의 두께는 적절하게는 3 ㎛ 미만이다. 이 최내층의 두께는 일 실시양태에서 0.1 ~ 3 ㎛, 바람직하게는 0.2 ~ 1 ㎛ 이다.
일 실시형태에서, 본 발명의 (Ti,Al)N 층과 조합된 절삭 공구용 코팅에 통상적으로 사용되는 하나 이상의 다른 층들이 존재한다. 예를 들어, 원소 주기율표의 4, 5 또는 6 족에 속하는 하나 이상의 원소의 질화물, 또는 원소 주기율표의 4, 5 또는 6 족에 속하는 하나 이상의 원소와 함께 Al 의 질화물이다. 예를 들어, (Ti1-yAly)N 의 층이며, y 는 적합하게 0 초과이지만 0.67 이하이다.
일 실시형태에서, 코팅은 0.5 ~ 3 ㎛ 두께의 (Ti1-yAly)N (여기서 0.25 ≤ y ≤ 0.67) 의 내부층, 이어서 0.5 ~ 5 ㎛ 두께의 본 발명의 (Ti,Al)N 층을 포함한다.
본 발명에 따른 (Ti,Al)N 층은 PVD 에 의해 증착되며, 즉 (Ti,Al)N 층은 PVD 층이다. 적합하게는, (Ti,Al)N 층은 스퍼터링 프로세스에 의해 증착된 PVD 층, 바람직하게는 고전력 임펄스 마그네트론 스퍼터링 (HIPIMS) - 증착된 층이다.
코팅된 절삭 공구의 기재는 금속 기계가공을 위한 절삭 공구 분야에서 일반적인 임의의 종류일 수 있다. 기재는 초경합금, 서멧, 입방정 질화붕소 (cBN), 세라믹, 다결정 다이아몬드 (PCD) 및 고속도강 (HSS) 으로부터 적합하게 선택된다.
바람직한 일 실시형태들에서, 기재는 초경합금이다.
코팅된 절삭 공구는 적합하게는 인서트, 드릴 또는 엔드 밀의 형태이다.
도 1 은 밀링 인서트인 절삭 공구의 일 실시형태의 개략도를 도시한다.
도 2 는 기재 및 코팅을 나타내는 본 발명의 코팅된 절삭 공구의 일 실시형태의 단면의 개략도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 실시형태 "샘플 2a (본발명)" 의 전자 후방 산란 회절 (EBSD) 분석으로부터 111 오배향각들의 빈도 분포 곡선을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 실시형태 "샘플 5 (본발명)" 의 전자 후방 산란 회절 (EBSD) 분석으로부터 111 오배향각들의 빈도 분포 곡선을 도시한다.
도 5 는 "샘플 6 (비교예)" 의 전자 후방 산란 회절 (EBSD) 분석으로부터 111 오배향각들의 빈도 분포 곡선을 도시한다.
도 6 은 본 발명의 실시형태 "샘플 2a (본발명)" 의 (Ti,Al)N 층에 대한 투과 전자 현미경(TEM) 전자 회절 패턴을 도시한다.
도 1 은 경사면 (2), 플랭크 면 (3) 및 절삭날 (4) 을 갖는 절삭 공구 (1) 의 일 실시형태의 개략도를 도시한다. 절삭 공구 (1) 는 이 실시형태에서 밀링 인서트이다. 도 2 는 기재 본체 (5) 및 (Ti,Al)N 코팅 (6) 을 갖는 본 발명의 코팅된 절삭 공구의 실시형태의 단면의 개략도를 도시한다.
방법들
전자 후방 산란 회절 (EBSD):
EBSD 측정은 절삭날로부터 50 ㎛ 의 거리에서 절삭 공구 샘플들의 플랭크 면에 대해 수행되었다.
EBSD 스캔 전에, 각각의 샘플 표면들을 공칭 결정립 크기가 40 nm 인 콜로이드성 실리카 현탁액 (Struers OPS 0.04 ㎛) 을 사용하여 조심스럽게 연마하였다. 이 단계는 증착된 상태 그대로의 코팅 표면 상에 존재하는 임의의 거칠기를 제거하는 역할을 한다. 100 nm 이하의 상부 코팅이 이 절차에 의해 제거된다.
(Ti,Al)N 층이 코팅의 최상부 층이 아니었을 경우, EBSD 스캔들을 위한 연마된 (Ti,Al)N 표면을 결과적으로 제공하기 위해, (Ti,Al)N 층 위에 위치된 층(들)을 제거하기 위해, 연마와 같은 적합한 방법이 사용된다.
전자 회절 패턴은 70° 의 표준 샘플 기울기 및 5 mm 의 작동 거리에서 EDAX DigiView 5 EBSD 카메라 (EDAX Inc., Mahwah NJ, USA) 와 함께 Zeiss CrossBeam 540 FIB-SEM (Carl Zeiss AG, Oberkochen, Germany) 에서 획득되었다. 10 내지 13 kV 의 e-빔 가속 전압을 획득을 위해 사용하였다. 맵핑에 대한 단계 크기는 20 nm 였다. 맵핑 면적은 15.00 x 11.25 ㎛ 이었다.
EDAX TEAM 소프트웨어를 통해 인덱싱하여, 결정된 결정 배향 데이터를 EDAX OIM 분석 소프트웨어를 사용하여 추가로 평가하였다.
111 오배향각의 누적 빈도 분포는 다음과 같이 계산되었다: (전체 분석된 표면 영역의 증분 표면적을 나타내는) 전체 EBSD 스캔의 각각의 스팟 측정에 대해, (Ti,Al)N 층의 표면 평면에 수직인 결정학적 방향은 측정된 절대 결정학적 방향 (즉, 오일러 각도에서의 배향 데이터) 으로부터 도출된다.
이어서, 이 결정학적 방향과 가장 가까운 <111>-유형 방향 사이의 벡터 각도가 계산된다. 여기서 "가장 가까운" 은 표면 법선과 가장 작은 가능한 각도를 포함하는 <111>-유형 방향 (모든 4 개의 결정학적으로 동등한 가능성 중에서) 을 지칭한다. 이 각도는 111 오배향각으로 규정된다. 각각의 측정 포인트가 분석된 영역의 동일한 분획을 구성함에 따라, 이들 각방향 오배향 값들의 상대적인 빈도 분포는 111 표면 텍스처의 전체 정도를 특징짓는다.
투과 전자 현미경 (TEM) 에서의 전자 회절:
본 명세서에서 만들어진 전자 회절 분석에서, 이들은 투과 전자 현미경: JEOL ARM 200F 현미경, 200 kV 를 사용하여 수행된 TEM 측정이다. 코팅만이 선택된 영역 구멍을 사용함으로써 회절 패턴에 기여해야 한다. TEM 은 선택된 영역 전자 회절 (SAED) 절차에서 회절을 위해 평행 조명으로 작동되었다.
샘플을 단면에서 분석하였는데, 즉 입사 전자 빔이 필름 평면에 평행하였다. 샘플 제조 동안 비정질을 배제하기 위해, 상이한 방법이 사용될 수 있으며, i) 기계적 절삭, 접착, 연삭 및 이온 연마를 포함하는 전통적인 제조 및 ii) FIB 를 사용하여 샘플을 절삭하고 리프트 아웃을 하여 최종 연마를 할 수 있다. 분석의 위치는 기재로부터 약 200 nm 인 기재 근방에 있었다. 분석의 위치는 추가로 절삭날로부터 1 mm 이내의 거리에 있었다.
샘플들에 대해 SAED 데이터를 얻었다. SAED 데이터로부터, 코팅 법선에 대응하는 각방향 위치 주위에 중심을 둔 111 링을 따라 회절 강도 프로파일을 제공하였다. 이어서, 정규화된 통합은 111 회절 스팟 및 -1-1-1 회절 스팟 둘 다에서 각각 45 도 오배향각으로 진행되었다. 2 개의 통합들은 하나의 강도 분포 곡선으로 조합되었다. 111 회절 스팟 및 -1-1-1 회절 스팟 둘 모두로부터의 강도 분포 데이터는 데이터 포인트들의 수를 증가시켜 신호 대 잡음비를 가능한 많이 감소시키기 위해 사용되었다.
특정 오배향각에서의 강도는 이 오배향을 나타내는 샘플 체적에 정비례한다. 따라서, 강도 분포 곡선은 111 오배향각들의 분포와 동등하다. 그 후, 이에 상응하여, 강도 분포 곡선으로부터 얻어진 누적 강도 곡선은 111 오배향각들의 누적 빈도 분포와 동등하다.
X-선 회절:
X-선 회절 패턴은 Seifert/GE (PTS 3003) 로부터의 회절계 상에서 스침 (Grazing) 입사 모드 (GID) 에 의해 획득되었다. (평행 빔을 생성하기 위한) 폴리모세관 렌즈를 갖는 Cu-Kα-복사선을 분석을 위해 적용하였다 (높은 장력 40 kV, 전류 40 mA). 입사 빔은 0.5 mm 핀홀에 의해 규정되었다. 회절된 빔 경로를 위해, 에너지 분산 검출기 (Meteor 0D) 를 사용하였다. 측정은 스침 입사 모드 (오메가 = 4°) 에서 수행하였다. 2세타 범위는 약 20 ~ 80° 이었고, 단계 크기는 0.03° 이었고, 카운팅 시간은 6 초였다. XRD 측정은 절삭날로부터 1 mm 이내의 거리에서 절삭 공구 샘플들의 플랭크 면에 대해 수행되었다.
비커스 경도:
비커스 경도는 독일 Sindelfingen 의 Helmut Fischer GmbH 의 Picodentor HM500 을 사용하여 나노 압입 (부하-깊이 그래프) 에 의해 측정되었다. 측정 및 계산을 위해, Oliver 및 Pharr 평가 알고리즘이 적용되었으며, Vickers 에 따른 다이아몬드 시험체가 층 내로 가압되었고, 측정 동안 힘-경로 곡선이 기록되었다. 사용된 최대 부하는 15 mN (HV 0.0015) 이었으며, 부하 증가와 부하 감소의 시간은 각각 20 초였다. 이 곡선으로부터 경도를 계산하였다.
평면 변형률:
코팅 샘플들의 탄성 특성은 Oliver 및 Pharr 방법을 통한 나노만입 (nanoindentation) 에 의해 유도된 바와 같은 소위 평면 변형률 Eps 에 의해 특성화되었다. 나노-만입 데이터는 상기 비커스 경도에 대해 기재된 바와 같이 만입으로부터 얻었다.
결정립 폭:
평균 (Ti,Al)N 결정립 폭은 입체 라인 교차 방법에 의한 SEM 단면의 평가를 통해 결정되었다: 라인 그리드는 SEM 현미경 사진에 겹쳐지고, 결정립 경계 네트워크와 라인들의 교차점이 표시된다. 인접한 교차점들 사이의 거리의 통계는 3-차원 결정립들의 크기를 반영한다 (예를 들어, B. Ilschner, R.F. Singer, Werkstoffwissenschaften und Fertigungstechnik, Springer Berlin Heidelberg, 2016, ISBN: 978-3-642-53891-9 참조). SEM 현미경 사진을 플랭크면 상에서 절삭날로부터 약 0.7 ㎛ 의 거리에서 촬영하였다.
실시예들:
실시예 1:
(Ti,Al)N 의 층이 조성 Ti0.33Al0.67 을 갖는 하나의 타깃 및 조성 Ti0.20Al0.80 을 갖는 하나의 타깃의 타깃 설정을 사용하여 WC-Co 계 기재 상에 증착되었다. WC-Co 계 기재들은 코팅의 용이한 분석을 위해 평평한 기하학적 형상의 인서트들이었다. 기재는 8 wt% Co 및 잔부 WC 의 조성을 가졌다.
HIPIMS 모드는 Hauzer Flexicoat 1000 장비에서 사용되었다. 3 회의 별도의 증착 실행들 (run) 에서, 다른 모든 조건을 동일하게 유지하면서 전체 압력을 변화시켰다. 3 개의 상이한 전체 압력들, 0.505 Pa, 0.219 Pa 및 0.167 Pa 를 시험하였다.
하기 프로세스 파라미터를 사용했다:
온도: 300℃
평균 전력: 40 kW (타깃당 20 kW)
펄스 지속기간: 80 μs
설정된 피크 전류: 타깃 1: 800 A, 타깃 2: 800 A
DC 펄스 전압: 1800 V
Ar-유동: 500 sccm | 180 sccm | 130 sccm
전체 압력 (N2 + Ar): 0.505 Pa | 0.219 Pa | 0.167 Pa
(~167 sccm N2) |(~115 sccm N2)|(~108 sccm N2)
바이어스 전위: -100 V
두께가 약 1.75 ㎛ 인 (Ti,Al)N 층들을 증착하였다. 기재 회전 속도로부터, (Ti,Al)N 서브층의 평균 두께는 약 3 nm 인 것으로 계산되었다.
제공된 코팅된 절삭 공구를 "샘플 1 (비교예)", "샘플 2 (본발명)" 및 "샘플 3 (본발명)" 이라고 한다.
"샘플 2 (본발명)" 에 해당하는 추가 샘플을 더 높은 두께 (7.3 ㎛) 로 제조하였다. 프로세스 파라미터들은 다음과 같다:
온도: 300℃
평균 전력: 40 kW (타깃당 20 kW)
펄스 지속기간: 80 μs
설정된 피크 전류: 타깃 1: 800 A, 타깃 2: 800 A
DC 펄스 전압: 1800 V
Ar-유동: 180 sccm
전체 압력 (N2 + Ar): 0.22 Pa
(~115 sccm N2)
바이어스 전위: -110 V
제공된 코팅된 절삭 공구는 "샘플 2a (본 발명)" 이라고 한다.
본 발명에 따른 또 다른 샘플은 금속 절삭시 시험을 위해 의도되었다. 음극 아크 증발로 증착된 종래의 1.3 ㎛ 의 Ti0.40Al0.60N 의 제 1 층을 WC-Co 계 기재 상에 제공한 후 "샘플 2 (본발명)" 의 (Ti,Al)N 층과 매우 유사한 1.25 ㎛ 의 (Ti,Al)N 층을 제공하였다. WC-Co 계 기재는 2 개의 상이한 밀링 인서트 기하학적 형상, SPMW12 및 ADMT160608R-F56 이었다. 기재는 8 wt% Co 및 잔부 WC 의 조성을 가졌다. 아크-증발 증착된 최내측 층의 주요 목적은 공구 수명이 플레이킹에 의해 제한되지 않도록 기재에 대한 접착력을 향상시키는 것이다. 2 개의 층들은 다음과 같이 제조되었다:
Ti 0.40 Al 0.60 N 의 최내층:
Ti0.40Al0.60N 의 1.3 ㎛ 층을 조성 Ti0.40Al0.60 을 갖는 타깃을 사용하여 WC-Co 계 기재 상에 증착하였다.
아크 모드는 Hauzer Flexicoat 1000 장비에서 사용되었다. 증착은 전체 압력 5 Pa, DC 바이어스 -40 V 및 온도 580℃ 에서 진행되었다.
(Ti,Al)N 층:
(Ti,Al)N 의 1.25 ㎛ 층이 조성 Ti0.33Al0.67 을 갖는 하나의 타깃 및 조성 Ti0.20Al0.80 을 갖는 하나의 타깃의 타깃 설정을 사용하여 아크-증착된 Ti0.40Al0.60N 층 상에 증착되었다. HIPIMS 모드는 Hauzer Flexicoat 1000 장비에서 사용되었다.
하기 프로세스 파라미터를 사용했다:
온도: 300℃
평균 전력: 40 kW (타깃당 20 kW)
펄스 지속기간: 80 μs
설정된 피크 전류: 타깃 1: 800 A, 타깃 2: 800 A
DC 펄스 전압: 1800 V
Ar-유동: 180 sccm
전체 압력 (N2 + Ar): 0.22 Pa
(~115 sccm N2)
바이어스 전위: -100 V
기재 회전 속도로부터, (Ti,Al)N 서브층의 평균 두께는 약 3 nm 인 것으로 계산되었다.
그 결과로 코팅된 절삭 공구를 "샘플 4 (본발명)" 라고 한다.
실시예 2:
(Ti,Al)N 의 층, 단일 모놀리식 층은 조성 Ti0.20Al0.80 을 갖는 하나의 타깃의 타깃 설정을 사용하여 WC-Co 계 기재들 상에 증착되었다. WC-Co 계 기재들은 코팅의 용이한 분석을 위해 평평한 기하학적 형상의 인서트들이었다. 기재는 8 wt% Co 및 잔부 WC 의 조성을 가졌다.
HIPIMS 모드는 Hauzer Flexicoat 1000 장비에서 사용되었다.
하기 프로세스 파라미터를 사용했다:
온도: 200℃
평균 전력: 20 kW
펄스 지속기간: 80 μs
설정된 피크 전류: 800 A
DC 펄스 전압: 1800 V
Ar-유동: 150 sccm
전체 압력 (N2 + Ar): 0.190 Pa
(~88 sccm N2)
바이어스 전위: -150　V
두께가 약 1.7 ㎛ 인 (Ti,Al)N 층들을 인서트들 상에 증착하였다.
제공된 코팅된 절삭 공구들을 "샘플 5 (본 발명)" 이라고 한다.
실시예 3 (비교예):
Ti0.40Al0.60N 층은 S3p 기술을 사용하는 Oerlikon Balzers 장비에서 HIPIMS 모드를 사용하여 밀링 인서트 유형 SPMW12 및 ADMT160608R-F56 의 절삭 공구들 및 또한 (코팅의 용이한 분석을 위한) 편평한 인서트들이 되는 WC-Co 계 기재 상에 증착되었다. 이러한 HIPIMS-증착된 코팅은 강 (ISO-P) 재료의 기계가공에서 매우 양호한 결과를 제공하는 것으로 알려져 있다.
기재는 8 wt% Co 및 잔부 WC 의 조성을 가졌다.
증착 프로세스는 하기 프로세스 파라미터를 사용하여 HIPIMS 모드에서 진행되었다.
타깃 재료: Ti0.40Al0.60
타깃 크기: 6x 원형, 직경 15 cm
타깃당 평균 전력: 9 kW
피크 펄스 전력: 55 kW
펄스 온 타임: 4 ms
온도: 430℃
전체 압력: 0.61 Pa
아르곤 압력: 0.43 Pa
바이어스 전위: -40 V
약 7.2 ㎛ 의 층 두께가 증착되었다.
제공된 코팅된 절삭 공구를 "샘플 6 (비교예)" 이라고 한다.
실시예 4 (비교예):
Ti0.10Al0.90N 단일층은 코팅의 용이한 분석을 위해 편평한 절삭 인서트들인 WC-Co 계 기재들 상에 증착되었다. Ti0.10Al0.90 의 2 개의 타깃들은 서로 대면하여 사용되었다. 증착은 하기 프로세서 파라미터들로 HIPIMS 모드를 사용하여 이루어졌다:
타깃 재료: (2x) Ti0.10Al0.90
온도: 300℃
평균 전력: 40 kW (타깃당 20 kW)
펄스 지속기간: 80 μs
설정된 피크 전류: 타깃 1: 800 A, 타깃 2: 800 A
DC 펄스 전압: 1800 V
Ar-유동: 150 sccm
전체 압력 (N2 + Ar): 0.19 Pa
(~125 sccm N2)
바이어스 전위: -110　V
약 1.4 ㎛ 의 층 두께가 증착되었다.
제공된 코팅된 절삭 공구를 "샘플 7 (비교예)" 이라고 한다.
실시예 5 (분석):
XRD:
"샘플 1 (비교예)", "샘플 2 (본발명)", "샘플 3 (본발명)" 및 "샘플 5 (본발명)" 에 대하여 XRD 분석을 하였다.
4 개의 샘플들 모두는 입방정 (111), (200) 및 (220) 평면들로부터 피크들을 나타낸다. 그러나, "샘플 1 (비교예)" 은 또한 약 57 및 70 도 2 세타에서 상당한 피크를 나타내고, 피크는 육각형 (110) (헥스 AlN 57.29°), 및 (112) (헥스 AlN 68.85°) 과 (201) (헥스 AlN 69.98°) 중 하나 또는 둘 다이다.
XRD 분석은 "샘플 7 (비교예)" 에 대해서도 이루어졌다.
상당한 육각형 피크들이 보였다.
EBSD:
"샘플 2a (본발명)", "샘플 5 (본발명)" 및 "샘플 6 (비교예)" 에 대해 전자 후방 산란 회절 (EBSD) 분석을 하였다. 층 두께가 1.7 ㎛ 에 불과함에도 "샘플 5 (본발명)" 에 대한 EBSD 분석이 가능할 정도로 결정립 크기가 충분히 컸다. 111 오배향각들의 누적 빈도 분포는 "방법" 섹션에 설명된 바와 같이 계산되었다. 도 3 은 "샘플 2a (본발명)" 의 EBSD 분석으로부터 111 오배향각들의 빈도 분포 곡선을 도시한다. 도 4 는 "샘플 5 (본발명)" 의 EBSD 분석으로부터 111 오배향각들의 빈도 분포 곡선을 도시한다. 도 5 는 "샘플 6 (비교예)" 의 EBSD 분석으로부터 111 오배향각들의 빈도 분포 곡선을 도시한다.
"샘플 2a (본발명)" 에 대해, (Ti,Al)N 층은 111 오배향각들의 약 94% 가 10 도 미만이고, 111 오배향각들의 약 55% 가 5 도 미만이도록 111 오배향각들의 누적 빈도 분포를 나타낸다.
"샘플 5 (본발명)" 에 대해, (Ti,Al)N 층은 111 오배향각들의 약 77% 가 10 도 미만이고, 111 오배향각들의 약 37% 가 5 도 미만이도록 111 오배향각들의 누적 빈도 분포를 나타낸다.
"샘플 6 (비교예)" 에 대해, Ti0.40Al0.60N 층은 111 오배향각들의 약 14% 가 10 도 미만이고, 111 오배향각들의 약 4% 가 5 도 미만이도록 111 오배향각들의 누적 빈도 분포를 나타낸다.
TEM:
"샘플 2a (본발명)" 에 대하여 투과 전자 현미경 (TEM) 분석을 하였다. 도 6 은 "샘플 2a (본발명)" 의 (Ti,Al)N 층에 대한 TEM 전자 회절 패턴을 도시한다.
"샘플 2a (본발명)" 로부터 회절 패턴은 고결정학적 텍스처를 의미하는 별개의 스팟들을 나타낸다. 회절 패턴은 111 텍스처링된 층을 도시한다.
"샘플 2a (본발명)" 에 대한 TEM 분석은 또한 (Ti,Al)N 서브층 유형들 각각의 평균 두께가 약 3 nm 로 거의 동일하다는 것을 보여주었다.
EDX:
"샘플 2a (본발명)" 의 (Ti,Al)N 층의 평균 조성은 EDX (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) 분석에 의해 타깃 조성으로부터 예상값들에 대응하는 것으로 입증되었다. 평균 조성은 Ti0.27Al0.73N 이었고, 즉 (Ti,Al)N 층은 0.73 의 전체 원자비 Al/(Ti+Al) 을 가졌다.
기계적 특성들:
경도 측정 (부하 15 mN) 을 표 1 에 열거된 코팅된 절삭 공구의 플랭크면에 대해 수행하여, 비커스 경도 및 평면 변형률 (Eps) 을 결정하였다.
Figure pct00001
본 발명 내의 샘플 1, 샘플 2 및 샘플 5 는 모두 높은 경도 및 높은 평면 변형률 값들을 나타낸다.
"샘플 1 (비교예)" 에서와 같이 너무 높은 전압을 사용하면 경도가 낮아지고 평면 변형률이 낮아져, 코팅 내 입방정 결정 구조의 양이 부족한 것으로 결론지어진다. XRD 결과는 또한 입방정 피크 외에 육방정 피크의 존재를 보여준다.
"샘플 6 (비교예)" 은 육방정상의 가능한 형성을 위한 한계 훨씬 아래의 Al 함량을 갖는 완전 입방정 Ti0.40Al0.60N 샘플이다. 따라서, 양호한 기계적 특성이 예상된 바와 같다.
더욱이, "샘플 7 (비교예)" 와 같이 (Ti,Al)N 층에 Al 함량이 너무 높으면, 경도가 낮아지고 또한 평면 변형률이 낮아지는 것으로 결론내렸다. 이는 코팅 내에 불충분한 양의 입방정 결정 구조를 의미한다. XRD 분석은 또한 상당히 약한 입방정 피크 외에 육방정 피크의 상당한 존재를 보여준다.
결정립 폭:
결정립 폭은 "샘플 2a (본발명)" 에 대해 결정되었다. 결정립 폭은 하부 계면으로부터 2, 4 및 6 ㎛ 의 기재까지의 거리에서 결정되었다.
평균 결정립 폭 값들은 각각 127, 165 및 247 nm 였다.
실시예 5:
절삭 시험, ISO-P 밀링:
"샘플 4 (본발명)" 는 ISO-P 밀링 시험에서 추가로 시험되었고, 플랭크 마모가 측정되었다. 이 시험에서, "샘플 4 (본발명)" 는 ISO-P 밀링에 양호한 것으로 알려진 "샘플 6 (비교예)" 과 거의 동일한 절삭 인서트와 비교되었다.
비교 샘플들은 상업적 생산에서 온 것이다. "샘플 6 (비교예)" 에 존재하는 것에 추가로, 그들은 추가로 색상 및 더 용이한 마모 검출을 위해서 증착된 0.2 ㎛ 의 상부 얇은 ZrN 층을 가졌다. 그러나, 이러한 추가 층은 어떠한 실질적인 방식으로도 내마모성에 영향을 미치지 않는다.
비교 코팅된 공구는, 8 wt% Co 및 잔부 WC 의 조성을 갖는 기하학적 형상 SPMW12 의 밀링 인서트 초경합금 기재를 제공하고, 하기 조건에 따라 코팅을 증착시킴으로써 제조되었다:
최내 Ti 0.40 Al 0.60 N 층:
타깃 재료: Ti0.40Al0.60
타깃 크기: 6 x 원형, 직경 15 cm
타깃당 평균 전력: 9 kW
피크 펄스 전력: 55 kW
펄스 온 타임: 4 ms
온도: 430℃
전체 압력: 0.61 Pa
아르곤 압력: 0.43 Pa
바이어스 전위: -40 V
2.1 ㎛ 의 층이 증착되었다.
최외 ZrN 층:
타깃 재료: Zr
타깃 크기: 3 x 원형, 직경 15 cm
타깃당 평균 전력: 9 kW
피크 펄스 전력: 27 kW
펄스 온 타임: 26 ms
온도: 430℃
전체 압력: 0.55 Pa
아르곤 압력: 0.43 Pa
바이어스 전위: -40 V
0.2 ㎛ 의 층이 증착되었다.
시험 조건 및 시험 데이터를 아래에 요약한다. 가공물 재료로서 강 (ISO-P) 이 사용되었다.
시험 조건들:
밀링 시험은 240 m/min 의 절삭 속도로 수행되었다. 다른 시험 조건들은 하기와 같다:
공구 기하학적 형상:
인서트 기하학적 형상: SPMW12
공구 직경 Dc: 125 mm
설정각 κ: 45°
절삭 데이터:
접촉 폭 ae: 100 mm
절삭 깊이 ap: 3　mm
절삭 속도: 240 m/min
날당 공급: 0.2 mm
가공물:
재료 ISO-P 강, 42CrMoV4 유형
인장 강도 785 MPa
절삭 유체: 없음, 즉 건식
이 시험에서, 마모 최대값은 플랭크측상의 절삭날에서 관찰되었다. 각각의 샘플에 대해 3 개의 절삭날들을 시험하고, 각각의 절삭 길이에 대한 평균값을 표 2 에 나타낸다.
Figure pct00002
비교 샘플은 ISO-P 강의 밀링에서 매우 양호한 결과들을 제공하는 것으로 알려진 코팅을 갖는다. 그럼에도 불구하고, "샘플 4 (본발명)" 는 비교 샘플보다 훨씬 우수하게 수행하는 것으로 결론지어진다.
비교 샘플은 본질적으로 "샘플 6 (비교예)" 이고 "샘플 4 (본발명)" 는 "샘플 6 (비교예)" 의 코팅의 상반부가 "샘플 2 (본발명)" 의 본원의 (Ti,Al)N 층으로 교환된 것으로 볼 수 있다.
"샘플 6 (비교예)" 및 "샘플 2 (본발명)" 는 표 1 에서 보는 바와 같이 유사한 기계적 특성들 (경도 및 평면 변형률) 을 갖는다. 그럼에도 불구하고 "샘플 6 (비교예)" 은 이 절삭 시험에서 본 발명의 샘플보다 훨씬 열악하게 수행한다.
실시예 6:
절삭 시험, ISO-M 밀링:
"샘플 4 (본발명)" 는 ISO-M 밀링 시험에서 추가로 시험되었고, 플랭크 마모가 측정되었다. 이 시험에서, "샘플 4 (본발명)" 는 ISO-M 밀링에 양호한 것으로 알려진 아크-증착된 코팅을 가진 절삭 인서트와 비교되었다.
비교 코팅된 공구는, 8 wt% Co 및 잔부 WC 의 조성을 갖는 밀링 인서트 초경합금 기재들을 제공하고, 하기 조건에 따라 코팅을 증착시킴으로써 제조되었다:
최내 다층 Ti 0.50 Al 0.50 N/Ti 0.33 Al 0.67 N 층:
타깃 재료: 1x Ti0.50Al0.50/1x Ti0.33Al0.67
온도: 550℃
전체 압력: 10 Pa
바이어스 전위: -60 V
1.3 ㎛ 의 층이 증착되었다.
최외 다층 Ti 0.50 Al 0.50 N/Ti 0.33 Al 0.67 N 층:
타깃 재료: 1x Ti0.50Al0.50/2x Ti0.33Al0.67
온도: 550℃
전체 압력: 10 Pa
바이어스 전위: -50　V
1.2 ㎛ 의 층이 증착되었다.
시험 조건 및 시험 데이터를 아래에 요약한다. 가공물 재료로서 스테인리스 강 (ISO-M) 이 사용되었다.
시험 조건들:
공구 기하학적 형상:
인서트 기하학적 형상: ADMT160608R-F56
공구 직경 Dc: 63　mm
설정각 κ: 90°
장착된 날/인서트 수: 3
절삭 데이터:
접촉 폭 ae: 50　mm
절삭 깊이 ap: 3　mm
절삭 속도: 240　m/min
날당 공급: 0.15　mm
가공물:
재료 1.4571/V4A-스테인리스 강
인장 강도 720 MPa
절삭 유체: 없음, 즉 건식
이 시험에서, 마모 최대값은 플랭크측상의 절삭날에서 관찰되었다. 각각의 코팅에 대해 3 개의 절삭날들을 시험하고, 각각의 절삭 길이에 대한 평균값을 표 3 에 나타낸다.
Figure pct00003
비교 샘플은 스테인리스 강 (ISO-M) 의 밀링에서 매우 양호한 결과들을 제공하는 것으로 알려진 코팅을 갖는다. 그럼에도 불구하고, "샘플 4 (본발명)" 는 비교 샘플보다 훨씬 우수하게 수행하는 것으로 결론지어진다.

Claims (14)

  1. 코팅된 절삭 공구로서,
    적어도 하나의 경사면과 적어도 하나의 플랭크면 및 이들 사이에 절삭날을 가지고,
    상기 코팅된 절삭 공구는 기재와 코팅을 포함하며,
    상기 코팅은 (Ti,Al)N 층을 포함하고,
    상기 (Ti,Al)N 층은 단일 모놀리식 층 또는 조성이 상이한 2 개 이상의 교대하는 (Ti,Al)N 서브층 유형들의 다층이고,
    상기 (Ti,Al)N 층은 0.67 초과하지만 0.85 이하의 전체 원자비 Al/(Ti+Al) 를 가지고,
    상기 (Ti,Al)N 층은 111 오배향각들 (misorientation angles) 의 분포를 나타내고, 111 오배향각은 상기 (Ti,Al)N 층의 표면에 대한 법선 벡터와 상기 (Ti,Al)N 층의 표면에 대한 상기 법선 벡터에 가장 가까운 <111> 방향 사이의 각도이며,
    상기 111 오배향각들의 누적 빈도 분포는 상기 111 오배향각들의 60% 이상이 10 도 미만이도록 하는 것을 특징으로 하는, 코팅된 절삭 공구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 111 오배향각들의 상기 누적 빈도 분포는 상기 111 오배향각들의 75 내지 97% 가 10 도 미만이 되도록 하는, 코팅된 절삭 공구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 111 오배향각들의 상기 누적 빈도 분포는 상기 111 오배향각들의 20% 이상, 바람직하게는 35% 이상이 5 도 미만이 되도록 하는, 코팅된 절삭 공구.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 111 오배향각들의 상기 누적 빈도 분포는 상기 111 오배향각들의 20 내지 90%, 바람직하게는 30 내지 75%, 가장 바람직하게는 35 내지 65% 가 5 도 미만이 되도록 하는, 코팅된 절삭 공구.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (Ti,Al)N 층은 0.1 내지 15 ㎛ 의 두께를 가지는, 코팅된 절삭 공구.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (Ti,Al)N 층은 3000 HV (15 mN 부하) 이상의 비커스 경도를 가지는, 코팅된 절삭 공구.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (Ti,Al)N 층은 450 GPa 이상의 평면 변형률 (plain strain modulus) 을 가지는, 코팅된 절삭 공구.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (Ti,Al)N 층은 0.70 ~ 0.80 의 전체 원자비 Al/(Ti+Al) 를 가지는, 코팅된 절삭 공구.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (Ti,Al)N 층은 단일 모놀리식 층인, 코팅된 절삭 공구.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (Ti,Al)N 층은 조성이 상이한 2 개 이상의 교대하는 (Ti,Al)N 서브층 유형들의 다층이고, 이들 중 적어도 하나의 (Ti,Al)N 서브층 유형은 0.50 ~ 0.67 의 원자비 Al/(Ti+Al) 을 갖고 적어도 하나의 (Ti,Al)N 서브층 유형은 0.70 ~ 0.90 의 원자비 Al/(Ti+Al) 을 갖는, 코팅된 절삭 공구.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (Ti,Al)N 층은, 0.70 ~ 0.90 의 원자비 Al/(Ti+Al) 을 갖는 하나의 (Ti,Al)N 서브층 유형과 교대하는, 0.50 ~ 0.67 의 원자비 Al/(Ti+Al) 을 갖는 하나의 (Ti,Al)N 서브층 유형의 다층인, 코팅된 절삭 공구.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    다층 내의 (Ti,Al)N 서브층 유형은 1 ~ 100 nm 의 평균 두께를 갖는, 코팅된 절삭 공구.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재는 초경합금, 서멧, 입방정 질화 붕소 (cBN), 세라믹, 다결정 다이아몬드 (PCD) 및 고속도강 (HSS) 으로부터 선택되는, 코팅된 절삭 공구.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인서트, 드릴 또는 엔드 밀의 형태인, 코팅된 절삭 공구.
KR1020237039538A 2021-04-30 2022-04-29 코팅된 절삭 공구 KR20240004534A (ko)

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