RU2000114171A - CUTTING TOOL AND METHOD OF ITS MANUFACTURE - Google Patents

CUTTING TOOL AND METHOD OF ITS MANUFACTURE

Info

Publication number
RU2000114171A
RU2000114171A RU2000114171/02A RU2000114171A RU2000114171A RU 2000114171 A RU2000114171 A RU 2000114171A RU 2000114171/02 A RU2000114171/02 A RU 2000114171/02A RU 2000114171 A RU2000114171 A RU 2000114171A RU 2000114171 A RU2000114171 A RU 2000114171A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
cutting tool
paragraphs
phase
coating
Prior art date
Application number
RU2000114171/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2206432C2 (en
Inventor
Зигфрид ШИЛЛЕР
Клаус ГОЕДИККЕ
Фред ФИТЦКЕ
Олаф ЦИВИТЦКИ
Матс ШЕСТРАНД
Бьерн ЛЬЮНГБЕРГ
Вивека АЛФРЕДССОН
Томас ХИЛДИНГ
Original Assignee
САНДВИК АБ (пабл)
Фраунхофер-Гезельшафт цур Фердерунг дер Ангевандтен Форшунг Е.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE9704066A external-priority patent/SE520802C2/en
Application filed by САНДВИК АБ (пабл), Фраунхофер-Гезельшафт цур Фердерунг дер Ангевандтен Форшунг Е.В. filed Critical САНДВИК АБ (пабл)
Publication of RU2000114171A publication Critical patent/RU2000114171A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2206432C2 publication Critical patent/RU2206432C2/en

Links

Claims (1)

1. Режущий инструмент, имеющий корпус в виде подложки из спеченного цементированного карбида, кермета, керамики или быстрорежущей стали, причем на поверхность по меньшей мере функциональных частей корпуса нанесено хорошо сцепленное с корпусом прочное и износостойкое покрытие толщиной от 0,5 до 20 мкм, а преимущественно от 1 до 15 мкм, отличающийся тем, что указанное покрытие имеет структуру с одним или несколькими слоями из тугоплавкого соединения, причем по меньшей мере один слой с толщиной от 0,5 до 15 мкм, а преимущественно от 1 до 10 мкм, нанесен при помощи технологии реактивного импульсного магнетронного напыления, со средней по времени плотностью мощности на мишени магнетрона, составляющей по меньшей мере 10 Вт/см2, и при температуре подложки в диапазоне от 450 до 700oС, а преимущественно в диапазоне от 550 до 650oС, в зависимости от материала корпуса инструмента, на который должно быть нанесено покрытие, при этом указанное покрытие главным образом образовано мелкозернистой кристаллической γ-Al2O3 фазой с размером зерна менее 0,1 мкм, причем указанный мелкозернистый кристаллический γ-Al2O3 слой испытывает существенную рентгеновскую дифракцию при отражении по меньшей мере от одной из кристаллических плоскостей (440) и (400), при этом указанный слой имеет твердость по меньшей мере 20 ГПа, сжимающее напряжение по меньшей мере 1 ГПа и не имеет никаких галогеновых загрязнений.1. A cutting tool having a body in the form of a substrate of sintered cemented carbide, cermet, ceramics or high-speed steel, with a strong and wear-resistant coating adhering to the body with a thickness of 0.5 to 20 microns applied to the surface of at least functional parts mainly from 1 to 15 μm, characterized in that the coating has a structure with one or more layers of refractory compounds, and at least one layer with a thickness of from 0.5 to 15 μm, and mostly from 1 to 10 μm, causing using the technology of reactive pulsed magnetron sputtering, with the time-average power density on the target magnetron of at least 10 W / cm 2 and at a substrate temperature in the range from 450 to 700 o C, and preferably in the range from 550 to 650 o C, depending on the material of the tool body, which is to be coated, wherein the coating mainly formed of fine-grained crystalline γ-Al 2 O 3 phase with a grain size less than 0.1 microns, wherein said fine crystalline -Al 2 O 3 layer undergoes significant X-ray diffraction by reflection from at least one of the crystal planes (440) and (400), wherein said layer has a hardness of at least 20 GPa, a compressive stress of at least 1 GPa and is not no halogen contamination. 2. Режущий инструмент по п. 1, отличающийся тем, что слой Al2O3 имеет преимущественную ориентацию роста в направлении [440] , с коэффициентом текстуры ТС>1,5, который определен как
Figure 00000001

где I(hkl)= измеренная интенсивность (hkl) отражения;
I0(hkl)= стандартная интенсивность по данным дифракции стандартной порошковой картины ASTM;
n= число отражений, использованных при вычислении, причем использованы отражения (hkl): (111), (311), (222), (400) и (440).2. The cutting tool according to claim 1, characterized in that the Al 2 O 3 layer has a preferential growth orientation in the [440] direction, with a texture coefficient of TC> 1.5, which is defined as
Figure 00000001

where I (hkl) = measured intensity (hkl) of the reflection;
I 0 (hkl) = standard intensity according to the diffraction data of the standard ASTM powder pattern;
n = the number of reflections used in the calculation, with the (hkl): (111), (311), (222), (400) and (440) reflections used. 3. Режущий инструмент по одному из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что мелкозернистый кристаллический γ-Al2O3 слой содержит участки дополнительных фаз оксида алюминия из γ-серий Al2O3 полиморфизма, обнаруживаемые при помощи техники рентгеновской дифракции.3. Cutting tool in one of the paragraphs. 1 and 2, characterized in that the fine-grained crystalline γ-Al 2 O 3 layer contains areas of additional aluminum oxide phases from the γ-series Al 2 O 3 polymorphism, detected using X-ray diffraction techniques. 4. Режущий инструмент по п. 3, отличающийся тем, что дополнительной фазой оксида алюминия является θ-фаза.
5. Режущий инструмент по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один слой толщиной от 0,1 до 10 мкм, а преимущественно от 0,5 до 5 мкм, который содержит нитриды и/или карбиды металлов, причем металл выбран из группы, в которую входят Ti, Nb, Hf, V, Та, Мо, Zr, Cr, W и Al.4. The cutting tool of claim. 3, characterized in that the additional phase of aluminum oxide is the θ-phase.
5. Cutting tool in one of the paragraphs. 1-4, characterized in that it contains at least one layer with a thickness of from 0.1 to 10 μm, and mostly from 0.5 to 5 μm, which contains nitrides and / or carbides of metals, and the metal is selected from the group in which includes Ti, Nb, Hf, V, Ta, Mo, Zr, Cr, W and Al. 6. Режущий инструмент по п. 5, отличающийся тем, что указанный слой образован TiC, TiCN, TiN или TiAlN. 6. The cutting tool according to claim 5, characterized in that said layer is formed by TiC, TiCN, TiN or TiAlN. 7. Режущий инструмент по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что внешний слой образован Al2O3.7. Cutting tool in one of the paragraphs. 1-6, characterized in that the outer layer is formed of Al 2 O 3 . 8. Режущий инструмент по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что внешний слой образован TiN. 8. The cutting tool in one of the paragraphs. 1-6, characterized in that the outer layer is formed by TiN. 9. Способ изготовления режущего инструмента с покрытием, в котором по меньшей мере один тугоплавкий слой, образованный мелкозернистой кристаллической γ-Al2O3 фазой в соответствии с п. 1, наносят при помощи магнетронного напыления на подвижную подложку в вакууме, отличающийся тем, что указанный Аl2О3 слой наносят при помощи технологии реактивного импульсного магнетронного напыления, в газовой смеси аргона и кислорода под давлением 1-5 бар, причем частота импульсов составляет от 10 до 100 кГц, а преимущественно составляет 50 кГц, при этом осаждение покрытия происходит со скоростью по меньшей мере 1 нм/сек относительно стационарно установленной подложки, причем устанавливают среднюю по времени плотность мощности на мишени магнетрона, составляющую по меньшей мере 10 Вт/см2, и температуру подложки в диапазоне от 450 до 700oС, а преимущественно в диапазоне от 550 до 650oС, в зависимости от материала корпуса инструмента, на который должно быть нанесено покрытие.9. A method of manufacturing a cutting tool with a coating, in which at least one refractory layer formed of a fine-grained crystalline γ-Al 2 O 3 phase in accordance with paragraph 1, is applied using a magnetron sputtering to a moving substrate in vacuum, characterized in that said Al 2 O 3 layer is applied by means of jet technology pulsed magnetron sputtering in a gas mixture of argon and oxygen under a pressure of 1-5 bar, the pulse frequency is between 10 and 100 kHz, preferably 50 kHz, and the precipitated e coating occurs at a rate of at least 1 nm / sec relative to a stationary mounted substrate, wherein the set time-averaged power density on the target magnetron of at least 10 W / cm 2, and the substrate temperature ranging from 450 to 700 o C. and mainly in the range from 550 to 650 o C, depending on the material of the tool body, which should be coated. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что слой Al2O3 наносят за счет напыления при помощи двух магнетронов с алюминиевыми мишенями, которые поочередно переключают и используют в качестве катода и анода в устройстве магнетронного напыления.10. The method according to p. 9, characterized in that the layer of Al 2 O 3 is deposited by sputtering with the help of two magnetrons with aluminum targets, which are alternately switched and used as a cathode and anode in a magnetron sputtering device. 11. Способ по одному из пп. 9 и 10, отличающийся тем, что дополнительные слои, которые не содержат Аl2О3, также наносят при помощи технологии конденсации из паровой (газовой) фазы, особенно при помощи импульсного магнетронного напыления.11. The method according to one of paragraphs. 9 and 10, characterized in that additional layers that do not contain Al 2 O 3 are also applied using condensation technology from the vapor (gas) phase, especially using pulsed magnetron sputtering. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что все слои, как содержащие Аl2O3, так и не содержащие Аl2O3, наносят в одном и том же устройстве для нанесения покрытия, без прерывания вакуума.12. The method according to p. 11, characterized in that all layers, both containing Al 2 O 3 and not containing Al 2 O 3 , are applied in the same coating device, without interrupting the vacuum. 13. Способ по одному из пп. 9 и 10, отличающийся тем, что дополнительные слои, которые не содержат Al2O3, наносят при помощи технологии химического осаждения из паровой (газовой) фазы.13. The method according to one of paragraphs. 9 and 10, characterized in that the additional layers that do not contain Al 2 O 3 are applied using chemical vapor deposition (gas) phase technology.
RU2000114171/02A 1997-11-06 1998-11-06 Cutting tool and method for making it RU2206432C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9704066-1 1997-11-06
SE9704066A SE520802C2 (en) 1997-11-06 1997-11-06 Cutting tool coated with alumina and process for its manufacture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000114171A true RU2000114171A (en) 2002-06-10
RU2206432C2 RU2206432C2 (en) 2003-06-20

Family

ID=20408890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000114171/02A RU2206432C2 (en) 1997-11-06 1998-11-06 Cutting tool and method for making it

Country Status (12)

Country Link
US (3) US6210726B1 (en)
EP (2) EP1253215B1 (en)
JP (1) JP2001522725A (en)
KR (1) KR100614961B1 (en)
CN (1) CN1278307A (en)
AT (2) ATE259003T1 (en)
BR (1) BR9813186A (en)
DE (2) DE69821516T2 (en)
PL (1) PL340602A1 (en)
RU (1) RU2206432C2 (en)
SE (1) SE520802C2 (en)
WO (1) WO1999024634A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704949C2 (en) * 2014-12-19 2019-10-31 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Cvd coated cutting tool

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE520802C2 (en) 1997-11-06 2003-08-26 Sandvik Ab Cutting tool coated with alumina and process for its manufacture
SE518134C2 (en) * 1997-12-10 2002-09-03 Sandvik Ab Multilayer coated cutting tool
SE519921C2 (en) 1999-05-06 2003-04-29 Sandvik Ab PVD coated cutting tool and method for its manufacture
SE520795C2 (en) 1999-05-06 2003-08-26 Sandvik Ab Cutting tool coated with alumina and process for its manufacture
SE521284C2 (en) * 1999-05-19 2003-10-21 Sandvik Ab Aluminum oxide coated cutting tool for metalworking
US6572991B1 (en) 2000-02-04 2003-06-03 Seco Tools Ab Deposition of γ-Al2O3 by means of CVD
AT5008U1 (en) * 2001-02-09 2002-02-25 Plansee Tizit Ag CARBIDE WEAR PART WITH MIXED OXIDE LAYER
US6689450B2 (en) * 2001-03-27 2004-02-10 Seco Tools Ab Enhanced Al2O3-Ti(C,N) multi-coating deposited at low temperature
EP1323847A3 (en) * 2001-12-28 2005-09-14 Seco Tools Ab Coated cemented carbide body and method for use
DE10314929B9 (en) * 2002-04-17 2010-12-23 Cemecon Ag Body with a coating in R-3c Structure, method and apparatus for PVD coating
JP2003340602A (en) * 2002-05-29 2003-12-02 Kyocera Corp Cutting tool with circuit and its manufacturing method
JP2004060741A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Motoyama Eng Works Ltd Diaphragm, diaphragm valve, and film forming device
EP2848712B1 (en) * 2002-08-08 2018-05-30 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Process for producing alumina coating composed mainly of alpha-type crystal structure, alumina coating composed mainly of alpha-type crystal structure, laminate coating including the alumina coating , member clad with the alumina coating or laminate coating, process for producing the member, and physical vapor deposition apparatus
JP4205546B2 (en) * 2003-09-16 2009-01-07 株式会社神戸製鋼所 Method for producing a laminated film having excellent wear resistance, heat resistance and adhesion to a substrate
US7693855B2 (en) * 2003-10-28 2010-04-06 Media Cybernetics, Inc. Method, system, and computer program product for managing data associated with a document stored in an electronic form
CN101076614A (en) * 2004-07-07 2007-11-21 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 Protective coating on a substrate and method of making thereof
JP2006028600A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Kobe Steel Ltd Stacked film having excellent wear resistance and heat resistance
DE102004044240A1 (en) * 2004-09-14 2006-03-30 Walter Ag Cutting tool with oxidic coating
US20070116631A1 (en) * 2004-10-18 2007-05-24 The Regents Of The University Of California Arrays of long carbon nanotubes for fiber spinning
SE529015C2 (en) * 2005-09-09 2007-04-10 Sandvik Intellectual Property PVD coated cutting tool inserts made of cemented carbide
ATE541068T1 (en) * 2005-09-09 2012-01-15 Sandvik Intellectual Property PVD COATED CUTTING TOOL
US20070078521A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Depuy Products, Inc. Aluminum oxide coated implants and components
KR101432847B1 (en) * 2006-09-26 2014-08-26 오를리콘 트레이딩 아크티엔게젤샤프트, 트뤼프바흐 Workpiece with hard coating
DE602006007592D1 (en) * 2006-10-18 2009-08-13 Depuy Products Inc Aluminum oxide coated implants and component
WO2008082020A1 (en) * 2007-01-02 2008-07-10 Taegutec Ltd. Surface treating method for cutting tools
IL182741A (en) 2007-04-23 2012-03-29 Iscar Ltd Coatings
US8129040B2 (en) * 2007-05-16 2012-03-06 Oerlikon Trading Ag, Truebbach Cutting tool
CN101368260A (en) * 2007-09-14 2009-02-18 山特维克知识产权股份有限公司 A method and apparatus for depositing a coating onto a substrate
DE102008013965A1 (en) * 2008-03-12 2009-09-17 Kennametal Inc. Hard material coated body
WO2010003902A1 (en) * 2008-07-09 2010-01-14 Oerlikon Trading Ag, Truebbach Coating system, coated workpiece and method for manufacturing the same
DE102009001675A1 (en) 2009-03-19 2010-09-23 Eberhard-Karls-Universität Tübingen cutting tool
CZ305038B6 (en) 2009-07-28 2015-04-08 Shm, S. R. O. Process of making protective and functional layers using PVD method from a cathode with reduced surface electric conductance
DE102009028577B4 (en) 2009-08-17 2012-02-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Coated bodies of metal, cemented carbide, cermet, ceramic or semiconductor material, and methods of coating such bodies
DE102009028579B4 (en) 2009-08-17 2013-08-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Coated bodies of metal, cemented carbide, cermet or ceramic, and methods of coating such bodies
JP5190971B2 (en) * 2009-12-16 2013-04-24 住友電気工業株式会社 Coating, cutting tool, and manufacturing method of coating
DE102011053372A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-07 Walter Ag Tool with chromium-containing functional layer
TWI521090B (en) * 2012-04-16 2016-02-11 財團法人工業技術研究院 Composite cutter
EP2940178A4 (en) * 2012-12-26 2016-08-17 Wu Shanghua Method for preparing al2o2 coating on surface of silicon -nitride -cutting tool by using pvd,and composite coating method
RU2667187C2 (en) * 2013-06-27 2018-09-17 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Coated cutting tools
JP6037155B2 (en) * 2014-09-03 2016-11-30 三菱マテリアル株式会社 Surface-coated cutting tool and manufacturing method thereof
CN105088163A (en) * 2015-09-22 2015-11-25 苏州格科特真空镀膜技术有限公司 Method for preparing crystalline Al2O3 coating on surface of hard alloy blade
EP3472369B1 (en) * 2016-06-21 2020-10-14 Sandvik Intellectual Property AB Cvd coated cutting tool
EP3263743A1 (en) 2016-06-29 2018-01-03 Sandvik Intellectual Property AB Cvd coated cutting tool
RU2760426C2 (en) * 2017-04-07 2021-11-25 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Cutting tool equipped with coating
EP3461928B1 (en) * 2017-09-29 2020-11-11 Walter Ag Tacno coatings and production process
CN111279011B (en) * 2017-11-07 2023-04-28 瓦尔特公开股份有限公司 Deposition of Al 2 O 3 PVD process of (C) and a composition having at least one layer of Al 2 O 3 Is coated with a cutting tool
JP7032448B2 (en) * 2018-01-26 2022-03-08 京セラ株式会社 Covering tool and cutting tool equipped with it
RU2676719C1 (en) * 2018-02-14 2019-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук Method of low-temperature application of nanocrystalline coating from alpha-oxide aluminum
KR102112084B1 (en) 2018-11-30 2020-05-18 한국야금 주식회사 Hard coating layer for cutting tools
WO2021260775A1 (en) * 2020-06-22 2021-12-30 住友電工ハードメタル株式会社 Cutting tool

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE252205C (en)
CH540991A (en) 1971-07-07 1973-08-31 Battelle Memorial Institute Method for increasing the wear resistance of the surface of a "hard metal" part
JPH06506178A (en) 1991-03-27 1994-07-14 クルップ・ヴィデア・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Composites, uses of composites and methods of manufacturing them
SE9101953D0 (en) * 1991-06-25 1991-06-25 Sandvik Ab A1203 COATED SINTERED BODY
DE4209975A1 (en) 1992-03-27 1993-09-30 Krupp Widia Gmbh Composite body and its use
DE69319531T2 (en) 1992-10-12 1999-04-15 Sumitomo Electric Industries Ultra thin film laminate
SE501527C2 (en) 1992-12-18 1995-03-06 Sandvik Ab Methods and articles when coating a cutting tool with an alumina layer
SE509201C2 (en) 1994-07-20 1998-12-14 Sandvik Ab Aluminum oxide coated tool
US5700551A (en) 1994-09-16 1997-12-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Layered film made of ultrafine particles and a hard composite material for tools possessing the film
DE19518779C1 (en) 1995-05-22 1996-07-18 Fraunhofer Ges Forschung Stable aluminium oxide coating on sintered body
DE19518781C1 (en) 1995-05-22 1996-09-05 Fraunhofer Ges Forschung Metal body with alpha-alumina coating for e.g. shaping tool
US5879823A (en) * 1995-12-12 1999-03-09 Kennametal Inc. Coated cutting tool
SE520802C2 (en) 1997-11-06 2003-08-26 Sandvik Ab Cutting tool coated with alumina and process for its manufacture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704949C2 (en) * 2014-12-19 2019-10-31 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Cvd coated cutting tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2000114171A (en) CUTTING TOOL AND METHOD OF ITS MANUFACTURE
US6383624B1 (en) PVD Al2O3 coated cutting tool
EP1253215B1 (en) PVD Al2O3 coated cutting tool
RU2456371C2 (en) Laminated system with layer of mixed crystals of multicomponent oxide
EP1099003B1 (en) Pvd coated cutting tool and method of its production
JP5782019B2 (en) Cutting tools
Fietzke et al. The deposition of hard crystalline Al2O3 layers by means of bipolar pulsed magnetron sputtering
KR101444460B1 (en) Coated cutting tool
Cremer et al. Comparative characterization of alumina coatings deposited by RF, DC and pulsed reactive magnetron sputtering
JP4427271B2 (en) Alumina protective film and method for producing the same
JP2002543993A5 (en)
JP2001524391A (en) Method for depositing fine-grained alumina on cutting tools
US6451180B1 (en) Method of making a PVD Al2O3 coated cutting tool
EP1198612A1 (en) Al2O3 COATED CUTTING TOOL
JP2005138209A (en) Wear-resistant member
Srivastava et al. High rate reactive magnetron sputtered tungsten carbide films
JP3719708B2 (en) Amorphous carbon coated tool and method for manufacturing the same
EP0518879A1 (en) Physical vapor deposition of titanium nitride on a nonconductive substrate
CN102560355A (en) V-Si-N nanometer composite hard coating and preparation method thereof
IL135223A (en) Aluminum oxide coated cutting tool and processes for the preparation thereof
JPH0633223A (en) Film coating product and its production