SE516071C2 - Hårdmetallskär belagt med en slitstark beläggning - Google Patents

Hårdmetallskär belagt med en slitstark beläggning

Info

Publication number
SE516071C2
SE516071C2 SE9901485A SE9901485A SE516071C2 SE 516071 C2 SE516071 C2 SE 516071C2 SE 9901485 A SE9901485 A SE 9901485A SE 9901485 A SE9901485 A SE 9901485A SE 516071 C2 SE516071 C2 SE 516071C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
phase
content
layer
size
eta
Prior art date
Application number
SE9901485A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9901485L (sv
SE9901485D0 (sv
Inventor
Per Blomstedt
Mikael Lagerquist
Marian Mikus
Original Assignee
Sandvik Ab
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
Application filed by Sandvik Ab filed Critical Sandvik Ab
Priority to SE9901485A priority Critical patent/SE516071C2/sv
Publication of SE9901485D0 publication Critical patent/SE9901485D0/sv
Priority to EP20000107273 priority patent/EP1048750B1/en
Priority to AT00107273T priority patent/ATE320515T1/de
Priority to DE2000626634 priority patent/DE60026634T2/de
Priority to US09/547,339 priority patent/US6344265B1/en
Priority to JP2000125603A priority patent/JP2001001203A/ja
Publication of SE9901485L publication Critical patent/SE9901485L/sv
Priority to US09/973,819 priority patent/US6706327B2/en
Publication of SE516071C2 publication Critical patent/SE516071C2/sv

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/044—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material coatings specially adapted for cutting tools or wear applications
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/048—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material with layers graded in composition or physical properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/27—Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
    • Y10T428/24967—Absolute thicknesses specified
    • Y10T428/24975—No layer or component greater than 5 mils thick
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/252—Glass or ceramic [i.e., fired or glazed clay, cement, etc.] [porcelain, quartz, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31844—Of natural gum, rosin, natural oil or lac

Description

ß 20 25 30 35 I. I ÅIÜÅ sig u/“n eta-fas, M6C (Co3W3C) och/eller M12C (Co5W6C) inbäddad i normal nd a ff1»~\ KWD) alfa + beta (Co-bil efas}, ' rvid kärnan omsluts av en yt_on innehållande alfa- och beta-fas. Ytzonen är fri från eta-fas och har en lägre bindefashalt än den nominella halten av bindefas i den sintrade kroppen. Den inre delen av ytzonen belägen närmast kärnan har en halt av bindefas som överstiger den nominella halten av bindefas i den sintrade kroppen. Sålunda erhålls en hårdmetall- kropp med en ytzon med jämförelsevis låg kobolthalt, d v s mer krypresistent, följd av en zon med hög Co-halt med en hög duktili- tet.
Avsikten med denna uppfinning är att åstadkomma ett belagt skärverktyg speciellt användbart för bearbetning av gjutjärnsdelar genom svarvning, fräsning eller borrning vid hög hastighet.
Fig. l är ett mikrofoto i 40x förstoring av ett tvärsnitt som visar de mikrostrukturella särdragen hos ett belagt skär enligt föreliggande uppfinning vari X1 - centrum av hårdmetallkroppen innehållande WC, bindefas (M5C) X2 - intermediär zon innehållande WC och bindefas och eta-fas X3 - ytzon av hårdmetallkroppen innehållande WC och låg halt av bindefas X4 - beläggning Fig. 2 omfattar mikrofoton i l200x förstoring, A och F som visar: - A: mikrostrukturen av den intermediära zonen (X2), (X3) och beläggningen (X4) av ett skär enligt föreliggande uppfin- ytzonen ning.
- F: mikrostrukturen av samma hårdmetall som A med stökio- metrisk kolhalt.
Enligt uppfinningen föreligger ett skär omfattande en slit- stark beläggning och en hårdmetallkropp. Hårdmetallkroppen har sammansättningen 3,5-9 vikt-% Co, <2 vikt-% karbider av metallerna Ti, Ta och/eller Nb och resten WC. Medelkornstorleken för WC i sintrat tillstånd är 1-4 um. Kroppen består av en kärna innehål- lande eta-fas, WC, Co-bindefas och eventuellt gamma-fas (kubiska karbider), en intermediär zon väsentligen fri från eta-fas och en ytzon fri från eta-fas. Eta-fasen i kärnan är finfördelad med en storlek av l-15 pm och halten är åtminstone 10 vol-% men högst 35 vol-%. 10 15 20 25 30 35 5fl6 071 En ytzon O-25 um tjock med Co-halt något lagre än nominell l Den intermediära zonen är 50-250 pm tjock med en Co-halt lika med den nominella Co-halten. Bindefasen i denna zon har en bimodal struktur omfattande små och stora Co-öar.
De stora Co-öarna härrör från omvandlad eta-fas. De små Co-öarna omfattar huvuddelen av de öar som fanns i strukturen i form av Co- fas före uppkolning. Den strukturella fördelningen av de stora Co- öarna är väsentligen densamma som för eta-fasen i kärnan och de är ofta av en oregelbunden form med en största storlek något mindre än eta-fasens i kärnan.
I en föredragen utföringsform omfattar den slitstarka belägg- ningen - ett första, innersta, skikt av TiCxNyOZ med x+y+z=1 och y>x och z<0,l med en tjocklek av 0,1-2 um, och med likaxliga korn med en storlek - ett andra skikt av TiCXNy där x+y =1, x>O,3 och y>O,3, med en tjocklek av 5-10 pm med kolumnära korn med en diameter av <2 um - ett tredje skikt av TiCXNyOZ där x+y+z=1, z<0,5 och x>y med en tjocklek av 0,1-2 um och med likaxliga eller nålliknande korn med en storlek - ett fjärde skikt av jämn d-Al2O3 med en kornstorlek av 0,5- 2 um med en tjocklek av 3-6 pm; och slutligen - ett yttersta skikt av TiCxNyOZ där x+y+z=1, z<0,05 med en tjocklek av 0,5-3 um och en kornstorlek <1 um. Företrädesvis sak- nas detta yttersta skikt i åtminstone egglinjen så att Al2O3_skik- tet är på topp längs egglinjen och det yttre skiktet av TiCXNyOz är toppskikt på släppningssidan.
Skär enligt föreliggande uppfinning framställs genom att sintra en hårdmetallkropp med en sammansättning enligt ovan med understökiometrisk kolhalt så att en eta-fashaltig struktur uppnås vari eta-fasen är finfördelad med en storlek av 1-15 um och en halt av åtminstone 10 vol-% men högst 35 vol-%. Mängden eta-fas i kärnan beror på den nominella Co-halten och åtminstone 20%, före- trädesvis 40-80% av den nominella Co-halten skall föreligga som Co-bindefas och resten av Co i form av eta-fas. Om kolhalten är alltför nära den stökiometriska kolhalten bildas en liten mängd av alltför grovkornig eta-fas. Om kolhalten är alltför låg bildas alltför mycket eta-fas. Det är inom fackmannens kompetensområde att fastställa genom experiment de betingelser som är nödvändiga W H 20 25 30 35 40 516 071 för att erhålla den önskade mikrostrukturen med användning av hans utrus Efter sintring utsätts hårdmetallen för en lätt återuppkol- ning så att eta-fasen i den intermediära zonen och ytzonen omvand- las till WC+Co med bibehållande av, utom i ytzonen, väsentligen samma Co-halt som i den eta-fashaltiga kärnan. Återuppkolningen utförts helst vid 1250 OC till 1350 OC i 0,5-3 tim i en karbure- rande atmosfär såsom en H2+CH4-blandning. Men de exakta betingel- serna beror starkt på den utrustning som används speciellt kolpo- tentialen i ugnen. Det är inom fackmannens kompetensområde att fastställa genom experiment de betingelser som är nödvändiga för att erhålla den önskade mikrostrukturen med användning av hans ut- rustning.
Den erhållna kroppen beläggs med slitstarka skikt med använd- ning av PVD, CVD eller MTCVD-metoder kända i tekniken.
Orsaken till den observerade förbättring av skär enligt upp- finningen är förmodligen beroende på en unik Co-fördelning som ger ökad seghet utan förlust av plastiskt deformationsmotstånd så att även vid mycket stora mätningar inget brott uppstår. En hårdmetall med en Co-fördelning omfattande stora Co-öar är också möjlig att erhålla med användning av grovkornig WC med en kornstorlek mellan 4-l0 pm. Men en sådan hårdmetall kommer att uppvisa en hög seghet men ett alltför lågt motstånd mot plastisk deformation under skär- operationer vid höghastighetsbearbetning. WC-skelettet mellan stora Co-öar i skär enligt uppfinningen är troligen starkare än det enligt känd teknik. Skär enligt uppfinningen har därför en bättre seghet med tillräckligt motstånd mot plastisk deformation under höghastighetsbearbetning.
Exempel 1 Belagda skär tillverkades på följande sätt: A. Hårdmetallskär av typen CNMAl204l2-KR för svarvning i gjutjärn pressades från ett WC-6% Co pulver med 0,18% understökio- metrisk kolhalt och med en WC-medelkornstorlek av omkring 2,5 pm.
De pressade ämnena sintrades sedan vid 1450 OC i vakuum med en hålltid av l timme vid sintringstemperaturen. Efter konventionell ytslipning, eggavrundning och rengöring omsintrades skären under lätt karburerande betingelser vid 1330 OC i l timme. Skären hade en mikrostruktur bestående av en kärna innehållande omkring 20 vol-% eta-fas med en storlek av upp till 7 pm inbäddad i normal 10 15 20 25 30 35 5165 071 WC+Co-struktur, följd av en intermediär zon 150 um tjock med en nominell Co-halt och slutligen en 10 um ytzon med en Co-halt av omkring 3 vikt-%. (se Fig 1 och Fig 2 - A) Bindefasen i den inter- mediära zon hade en bimodal struktur omfattande små öar (upp till 1,5 pm) och stora, oregelbundna Co-öar (upp till 5 pm).
De så behandlade skären belades sedan med ett 0,5 pm likax- ligt TiC0,1N0,9-skikt och en medelkornstorlek av 0,2 pm, följt av ett 8,0 pm tjockt TiCO,55N0,45-skikt med kolumnära korn med en me- delkornstorlek av 2,5 pm, med användning av MT-CVD teknik (pro- cesstemperatur 850 OC och CH3CN som kol/kväve-källa). 1 efterföl- jande processteg under samma beläggningscykel utfälldes ett 1 um tjockt skikt av TiC0,6N0,2O0,2 med likaxliga korn och en medel- kornstorlek av 0,2 pm följt av ett 5,0 pm tjockt skikt av (012)- texturerad a-Al2O3, med medelkornstorlek av omkring 1,2 pm, ut- fällt enligt betingelserna i U.S. Patent 5,654,035. Ovanpå d- Al2O3-skiktet utfälldes TiN/TiC/TiN/TiC/TiN i en multiskiktstruk- tur med en total beläggningstjocklek av 1,5 pm, medelkornstorlek <0,3 pm i varje individuellt skikt. Slutligen utsattes skären för en roterande borstning vari egglinjen jämnades med en nylonborste innehållande 320 mesh abrasiva SiC-partiklar. Vid denna behandling avlägsnades det yttre TiN/TiC-multiskiktet längs egglinjen.
B. Skär av typ CNMAl20412-KR med sammansättningen 6,0 vikt-% Co och resten WC sintrades på konventionellt sätt vid 1410 OC och kyldes till 1200 OC i 0,6 bar H2 varvid erhölls skär med en WC- kornstorlek av omkring 1,3 pm och en bindefas kraftigt legerad med W och en Co-halt på ytan motsvarande 6 vikt-%. Skären slipades se- dan, eggavrundningsbehandlades, rengjordes, belades och borstades på samma sätt som skären A. Typ B motsvarar tidigare känd teknik enligt WO 98/10119.
C. Skär av typ CNMAl204l2-KR med sammansättningen 3,7 vikt-% Co, 2,0 vikt-% kubiska karbider och resten WC sintrades på konven- tionellt sätt vid 1520 OC vilket gav en WC-kornstorlek av omkring 1,0 um. De sintrade skärämnena utsattes sedan för samma processer och behandlingar som skär B.
D. Skär identiska med skär B med undantag av att tjocklekarna för TiCN- och A12O3-skikten i beläggningen var 4,0 respektive 10,0 um.
E. Kommersiella keramiska Si3N4-skär (Sandvik CC690) och av en typ liknande CNMA1204l2-KR. För att förstärka skäreggen, och 10 15 20 25 30 35 5116 071 därigenom undvika förtida brott, slipades en TO252O förstärknings- fas l F. Skär av typ CNMAl204l2-KR med sammansättningen 6,0 vikt-% Co och resten WC sintrades på konventionellt sätt vid 1410 OC och kyldes till 1200 OC i 0,6 bar H2 som gav skär med en WC-kornstor- lek av omkring 2,6 pm och en bindefas kraftigt legerad med W och en Co-halt på ytan motsvarande 6 vikt-%. Skären slipades sedan, eggavrundades, rengjordes, belades och borstades på samma sätt som Skären A.
Skären provades i en längdsvarvningsoperation med användning av kylmedel. Arbetsstycket bestod av skivor av nodulärt gjutjärn, SS0727, järnshud, d v s abrasiv förslitning, och en viss grad av intermit- som pressats tillsammans för att ge en stor mängd av gjut- tens under varje ingrepp. Skärhastigheten var 400 m/min, mätningen 0,40 mm/varv och skärdjupet 2,0 mm. Tre eggar per typ provades och livslängden bestämdes med något av följande kriterier: - en fasförslitning (VB) över 0,50 mm, ~ brott, - alltför stor förslitning i biskäreggen, eller eggbrott - alltför stor förslitning vid skärdjupet(notchförslitning).
Resultatet blev enligt följande: Skär Livslängd, antal skivor Min. Medelvärde Max.
A, (uppfinning) 12,0 12,0 12,0 B 6,0 6,8 7,4 C 4,7 5,9 6,9 D 1,0 4,8 7,5 E 3,0 5,0 6,0 F 5,0 6,0 7,0 I skär B,C,D -tidigare kända- uppstod eggbrott i 10-30% av de provade eggarna. I skär F uppstod plastisk deformation av eggen och flagning.
I ett nästa prov ökades skärhastigheten till 750 m/min medan andra betingelser hölls konstanta. Följande resultat erhölls: 10 15 20 25 30 35 40 5167 071 Skär Livslängd, antal ingrepp Min. Medelvärde Max.
A (uppfinning) 2,1 2,7 3,0 B 0,8 2,4 3,0 E 1,5 2,0 2,5 F 1,0 1,5 2,0 Proven i kontinuerlig bearbetning visar att skär A har bättre prestanda än tidigare kända i högproduktiv bearbetning av nodulärt gjutjärn.
Efter dessa prov provades också intermittent bearbetning.
Samma skärbetingelser användes med olika skärhastigheter och mat- ningar. Livslängdskriteriet var skärbrott.
Livslängd, antal ingrepp.
(N=650 rpm, f=0,30 mm/varv) Skär Min. Medelvärde Max.
A (Uppfinning) 5,0 5,5 6,0 B 4,0 4,0 4,0 E 3,0 3,5 4,0 Exempel 2 För ytterligare prov framtogs följande skär och jämfördes med skär A i Exempel 1.
G. Skär av typ CNMA120412 med ett konventionellt substrat av WC-6% Co och en WC kornstorlek av 1,0 um. Beläggningen liknade den i typ A men a-Al2O3-skiktet var något tunnare, 1,2 pm.
H. Skär av typ CNMA120412 med samma substrat som typ B, se Exempel 1, och en beläggning bestående av ett 4 pm tjockt skikt av TiAlN utfällt med PVD.
I. Skär av typ CNMA120412 med samma substrat som i fallet G och en beläggning bestående av ett 4 pm tjockt skikt av TiCN ut- fällt med PVD.
J. Hårdmetallskär av typ CNMA120412 med samma substrat som i fallet G och en beläggning bestående av ett 4 um tjockt skikt av TiCN/TiN utfällt med PVD.
Provbetingelser var: Arbetsstycke: 100% perlitiskt kompaktgrafitjärn (CGI), gjutet rörämne Dy=145 mm och Di=98 mm.
Skärhastighet: 300 m/min Mätning: 0,20 mm/varv. 5 10 15 20 25 30 35 40 516 071 U) kärdjup: 0,5 mm 5o UD .|_'_"l 1-__'.,.1,^1 .
LCILLVJJIACJ. .
U] Inget kylmedel Livslängden av skären bestämdes som antalet ingrepp tills fasförslitningen, VB, nådde ett djup av 0,3 mm. Resultatet som er- hölls var: Skär Livslängd,(antal ingrepp) -A, (uppfinning) 160 G 110 H 110 I 60 J 30 Exempel 3 Med användning av optisk bildanalys jämfördes mikrostrukturen inom den intermediära zonen i skär A med den i liknande skär fram- ställt på ett konventionellt sätt, skär F. De senare skären bestod av WC-Co-hårdmetall med väsentligen samma WC-kornstorlek och nomi- nella Co-halt som i skär A men med en stökiometrisk kolhalt som resulterade i frånvaro av eta-fas. Vid en förstoring av 2000x ana- lyserades en yta av storleken 50x50 um inom den intermediära zon i skär A med användning av en Quantimet 570, Cambridge Instruments, och jämfördes med samma area inom skär F. Resultaten av analysen erhölls som en ytfraktionsfördelning inom 20%-steg, mellan 0-100%, som funktion av ytstorlek. Efter omräkning av de senare ytorna till en karakteristisk storlek, motsvarande diametern av en cirkel med samma yta, erhölls följande fördelning: Ytfraktion A/uppfinning F/tidigare känd (%) (Co-ö storlek um) 0-20 0-0,5 0-0,35 20-40 0,5-0,8 0,35-0,5 40-60 0,8-1,6 0,5-0,75 60-80 1,6-2,3 0,75-1,0 80-100 2,3-5,0 1,0-2,0 Tabellen visar att skär A enligt uppfinningen har mycket bre- dare storleksfördelning avseende Co-öar än den i tidigare kända skär F.

Claims (3)

10 U 20 25 30 35 516 071 Krav
1. , Ett skär omfattande en slitstark beläggning oc; en hårdme- tallkropp k ä n n e t e c k n a t av att hårdmetallkroppen består av WC med en medelkornstorlek av 1-4 pm och 3,5-9 vikt-% Co och <2 vikt% karbider av Ta, Ti och Nb varvid kroppen ytterligare består av en kärna innehållande finfördelade eta-fas-öar med en storlek av 1-15 pm och en halt av åtminstone 10 vol-% men högst 35 vol-%, WC, Co-bindefas och eventuellt gamma-fas, en intermediär zon 50- 250 pm tjock väsentligen fri från eta-fas och med nominell Co-halt och en O-25 pm tjock ytzon fri från eta-fas med en Co-halt lägre än den nominella Co-halten varvid bindefasen i den intermediära zonen föreligger som mindre, ursprungliga öar och större öar omvandlade från ursprunglig eta-fas och därför med en storlek och fördelning väsentligen densamma som den hos eta-fasen i kärnan varvid zonerna erhålls genom en lätt uppkolning av hårdmetallkrop- pen så att eta-fasen i zonerna omvandlas till WC+Co utan ändring av Co-halten utom i ytzonen.
2. Skär enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av att beläggningen omfattar - ett första, innersta, skikt av TiCXNyOZ med x+y+z=1 och y>x och z en storlek - ett andra skikt av TiCxNy där x+y=l, x>O,3 och y>0,3, med en tjocklek av 5-10 pm med kolumnära korn med en diameter av en storlek <2 pm - ett tredje skikt av TiCXNyOZ där x+y+z=l, zy med en tjocklek av 0,1-2 pm och med likaxliga eller nålformiga korn med en storlek - ett fjärde skikt av jämn d-Al2O3 med en kornstorlek av 0,5- 2 pm och en tjocklek av 3-6 pm; och slutligen - ett yttersta skikt av TiCXNyOZ där x+y+z=l, z<0,05 med en tjocklek av 0,5-3 pm och en kornstorlek <1 pm.
3. Skär enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a t av att det yttersta skiktet saknas i åtminstone egglinjen så att Al2O3- skiktet är på topp längs egglinjen och det yttre skiktet av TiCXNyOZ är toppskikt på släppningssidan.
SE9901485A 1999-04-26 1999-04-26 Hårdmetallskär belagt med en slitstark beläggning SE516071C2 (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9901485A SE516071C2 (sv) 1999-04-26 1999-04-26 Hårdmetallskär belagt med en slitstark beläggning
EP20000107273 EP1048750B1 (en) 1999-04-26 2000-04-04 Coated cutting tool
AT00107273T ATE320515T1 (de) 1999-04-26 2000-04-04 Beschichteter schneidwerkzeugeinsatz
DE2000626634 DE60026634T2 (de) 1999-04-26 2000-04-04 Beschichteter Schneidwerkzeugeinsatz
US09/547,339 US6344265B1 (en) 1999-04-26 2000-04-11 Coated cutting insert
JP2000125603A JP2001001203A (ja) 1999-04-26 2000-04-26 切削インサート及びその製造方法
US09/973,819 US6706327B2 (en) 1999-04-26 2001-10-11 Method of making cemented carbide body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9901485A SE516071C2 (sv) 1999-04-26 1999-04-26 Hårdmetallskär belagt med en slitstark beläggning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9901485D0 SE9901485D0 (sv) 1999-04-26
SE9901485L SE9901485L (sv) 2000-10-27
SE516071C2 true SE516071C2 (sv) 2001-11-12

Family

ID=20415345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9901485A SE516071C2 (sv) 1999-04-26 1999-04-26 Hårdmetallskär belagt med en slitstark beläggning

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6344265B1 (sv)
EP (1) EP1048750B1 (sv)
JP (1) JP2001001203A (sv)
AT (1) ATE320515T1 (sv)
DE (1) DE60026634T2 (sv)
SE (1) SE516071C2 (sv)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1095168B1 (de) * 1998-07-08 2002-07-24 Widia GmbH Hartmetall- oder cermet-körper und verfahren zu seiner herstellung
SE522730C2 (sv) * 2000-11-23 2004-03-02 Sandvik Ab Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning
JP4971564B2 (ja) * 2001-07-19 2012-07-11 冨士ダイス株式会社 高温性質に優れる焼結合金およびそれを用いた熱間成形用金型
JP2003251503A (ja) * 2001-12-26 2003-09-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 表面被覆切削工具
SE523827C2 (sv) * 2002-03-20 2004-05-25 Seco Tools Ab Belagt skär för bearbetning med hög hastighet av låg-och medelhögt legerade stål, sätt att framställa ett skär och använding av skäret
DE10225521A1 (de) * 2002-06-10 2003-12-18 Widia Gmbh Hartmetall-Substratkörper und Verfahren zu dessen Herstellung
US6869460B1 (en) * 2003-09-22 2005-03-22 Valenite, Llc Cemented carbide article having binder gradient and process for producing the same
US20050262774A1 (en) * 2004-04-23 2005-12-01 Eyre Ronald K Low cobalt carbide polycrystalline diamond compacts, methods for forming the same, and bit bodies incorporating the same
SE528107C2 (sv) 2004-10-04 2006-09-05 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär, speciellt användbart för höghastighetsbearbetning av metalliska arbetsstycken
SE528380C2 (sv) * 2004-11-08 2006-10-31 Sandvik Intellectual Property Belagt skär för torrfräsning, sätt och användning av detsamma
SE0500015D0 (sv) * 2004-11-08 2005-01-03 Sandvik Ab Coated inserts for wet milling
US7513320B2 (en) * 2004-12-16 2009-04-07 Tdy Industries, Inc. Cemented carbide inserts for earth-boring bits
SE528673C2 (sv) * 2005-01-03 2007-01-16 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär för torrfräsning i höglegerat grått gjutjärn samt sätt och användning
US8637127B2 (en) 2005-06-27 2014-01-28 Kennametal Inc. Composite article with coolant channels and tool fabrication method
US7687156B2 (en) * 2005-08-18 2010-03-30 Tdy Industries, Inc. Composite cutting inserts and methods of making the same
US8312941B2 (en) 2006-04-27 2012-11-20 TDY Industries, LLC Modular fixed cutter earth-boring bits, modular fixed cutter earth-boring bit bodies, and related methods
US8007922B2 (en) 2006-10-25 2011-08-30 Tdy Industries, Inc Articles having improved resistance to thermal cracking
SE0602457L (sv) * 2006-11-20 2008-05-21 Sandvik Intellectual Property Belagda skär för fräsning i kompaktgrafitjärn
SE0602815L (sv) * 2006-12-27 2008-06-28 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär speciellt användbart för tunga grovbearbetningsoperationer
US7846551B2 (en) 2007-03-16 2010-12-07 Tdy Industries, Inc. Composite articles
JP5038017B2 (ja) * 2007-05-16 2012-10-03 住友電気工業株式会社 被覆切削工具
US20090004449A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-01 Zhigang Ban Cutting insert with a wear-resistant coating scheme exhibiting wear indication and method of making the same
US8080323B2 (en) * 2007-06-28 2011-12-20 Kennametal Inc. Cutting insert with a wear-resistant coating scheme exhibiting wear indication and method of making the same
DK2219807T3 (da) 2007-11-09 2017-11-27 Sandvik Intellectual Property Komponenter, der er støbt i cementeret karbid
CN102112642B (zh) * 2008-06-02 2013-11-06 Tdy工业有限责任公司 烧结碳化物-金属合金复合物
US8790439B2 (en) 2008-06-02 2014-07-29 Kennametal Inc. Composite sintered powder metal articles
US8322465B2 (en) * 2008-08-22 2012-12-04 TDY Industries, LLC Earth-boring bit parts including hybrid cemented carbides and methods of making the same
US8025112B2 (en) 2008-08-22 2011-09-27 Tdy Industries, Inc. Earth-boring bits and other parts including cemented carbide
US20100104861A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 David Richard Siddle Metal-forming tools comprising cemented tungsten carbide and methods of using same
US8272816B2 (en) 2009-05-12 2012-09-25 TDY Industries, LLC Composite cemented carbide rotary cutting tools and rotary cutting tool blanks
US8308096B2 (en) * 2009-07-14 2012-11-13 TDY Industries, LLC Reinforced roll and method of making same
AT12293U1 (de) * 2009-10-05 2012-03-15 Ceratizit Austria Gmbh Schneidwerkzeug zur bearbeitung metallischer werkstoffe
US9643236B2 (en) 2009-11-11 2017-05-09 Landis Solutions Llc Thread rolling die and method of making same
US9180650B2 (en) * 2010-10-08 2015-11-10 Kennametal Inc. Cutting tool including an internal coolant system and fastener for a cutting tool including an internal coolant system
US8596935B2 (en) 2010-10-08 2013-12-03 TDY Industries, LLC Cutting tools and cutting inserts including internal cooling
JP2012181156A (ja) 2011-03-02 2012-09-20 Seiko Instruments Inc 時計用ぜんまい及びこれを備えた機械式時計
US8800848B2 (en) 2011-08-31 2014-08-12 Kennametal Inc. Methods of forming wear resistant layers on metallic surfaces
US9016406B2 (en) 2011-09-22 2015-04-28 Kennametal Inc. Cutting inserts for earth-boring bits
US9764523B2 (en) 2011-11-29 2017-09-19 Smith International, Inc. High pressure carbide component with surfaces incorporating gradient structures
US9725794B2 (en) 2014-12-17 2017-08-08 Kennametal Inc. Cemented carbide articles and applications thereof
US10995399B2 (en) 2015-04-30 2021-05-04 Sandvik Intellectual Property Ab Cutting tool
JP5872746B1 (ja) * 2015-08-28 2016-03-01 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具およびその製造方法
EP3393703B1 (en) 2015-12-21 2022-08-10 Sandvik Intellectual Property AB Cutting tool
DE102016207028A1 (de) * 2016-04-26 2017-10-26 H.C. Starck Gmbh Hartmetall mit zähigkeitssteigerndem Gefüge
JP6740862B2 (ja) * 2016-11-04 2020-08-19 住友電気工業株式会社 硬質材料および摩擦撹拌接合用ツール
CN110023522A (zh) * 2016-12-20 2019-07-16 山特维克知识产权股份有限公司 切削刀具
EP3592880B1 (en) 2017-03-09 2022-08-03 Sandvik Intellectual Property AB A coated cutting tool
CN109797365A (zh) * 2018-12-26 2019-05-24 广东工业大学 一种TiAlN刀具涂层及其制备方法和利用该刀具进行切削的切削方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3859065A (en) * 1972-01-03 1975-01-07 Carborundum Co Dust collector element
SE453202B (sv) 1986-05-12 1988-01-18 Sandvik Ab Sinterkropp for skerande bearbetning
SE9002136D0 (sv) 1990-06-15 1990-06-15 Sandvik Ab Cement carbide body for rock drilling, mineral cutting and highway engineering
SE501527C2 (sv) 1992-12-18 1995-03-06 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
US5920760A (en) 1994-05-31 1999-07-06 Mitsubishi Materials Corporation Coated hard alloy blade member
SE509201C2 (sv) 1994-07-20 1998-12-14 Sandvik Ab Aluminiumoxidbelagt verktyg
SE514181C2 (sv) 1995-04-05 2001-01-15 Sandvik Ab Belagt hårmetallskär för fräsning av gjutjärn
SE514177C2 (sv) * 1995-07-14 2001-01-15 Sandvik Ab Belagt hårdmetallskär för intermittent bearbetning i låglegerat stål
US5722803A (en) * 1995-07-14 1998-03-03 Kennametal Inc. Cutting tool and method of making the cutting tool
SE510778C2 (sv) * 1996-07-11 1999-06-21 Sandvik Ab Belagt skär för finfräsning av grått gjutjärn
SE509560C2 (sv) 1996-09-06 1999-02-08 Sandvik Ab Belagt hårdmetallskär för bearbetning av gjutjärn
SE9704742D0 (sv) * 1997-12-18 1997-12-18 Sandvik Ab Coated cemented carbide with improved properties and method of making such body

Also Published As

Publication number Publication date
ATE320515T1 (de) 2006-04-15
US6706327B2 (en) 2004-03-16
SE9901485L (sv) 2000-10-27
EP1048750B1 (en) 2006-03-15
US6344265B1 (en) 2002-02-05
DE60026634T2 (de) 2006-12-14
DE60026634D1 (de) 2006-05-11
JP2001001203A (ja) 2001-01-09
US20020051886A1 (en) 2002-05-02
EP1048750A1 (en) 2000-11-02
SE9901485D0 (sv) 1999-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE516071C2 (sv) Hårdmetallskär belagt med en slitstark beläggning
EP0871796B1 (en) Coated milling insert and method of making it
US8568866B2 (en) Multilayer nitride hard coatings
US6221479B1 (en) Cemented carbide insert for turning, milling and drilling
KR100348543B1 (ko) 피복된절삭공구
EP0870073B1 (en) Coated cutting insert and method of making it
KR100432108B1 (ko) 피복된선삭용인서트및그제조방법
IL168768A (en) Coated cemented carbide cutting tool insert
KR20080072586A (ko) 향상된 알루미나 피복 등급
SE519005C2 (sv) Belagt hårdmetallskär
SE531929C2 (sv) Belagt hårdmetallskär för svarvning av stål eller rostfritt stål
SE529200C2 (sv) Belagt skär, metod för dess framställning samt användning
KR20110083633A (ko) 코팅된 공구 및 코팅된 공구의 제조 방법
EP2959994B1 (en) Surface-coated cutting tool and process for producing same
SE510778C2 (sv) Belagt skär för finfräsning av grått gjutjärn
JPH07205362A (ja) 耐摩耗性に優れた表面被覆部材
KR100851020B1 (ko) 크롬-함유 침탄 텅스텐 카바이드 피복된 절삭 인서트
US20120225285A1 (en) Coated Substrates and Methods of Making Same
CN103506640B (zh) 一种具有涂层的切削工具及其制作方法
CN115418607B (zh) 含三氧化二铬氧化物层的复合涂层切削刀具
SE523827C2 (sv) Belagt skär för bearbetning med hög hastighet av låg-och medelhögt legerade stål, sätt att framställa ett skär och använding av skäret
CN115786875A (zh) 一种具有增强韧性和耐磨性的涂层及其制备方法与应用
KR100388759B1 (ko) 코팅된선삭삽입체
WO2021245878A1 (ja) 切削工具
Ivashchenko et al. Hard coatings on cutting tools

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed