SE519903C2 - Skär för fräsning av stål - Google Patents
Skär för fräsning av stålInfo
- Publication number
- SE519903C2 SE519903C2 SE9904274A SE9904274A SE519903C2 SE 519903 C2 SE519903 C2 SE 519903C2 SE 9904274 A SE9904274 A SE 9904274A SE 9904274 A SE9904274 A SE 9904274A SE 519903 C2 SE519903 C2 SE 519903C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- coating
- cemented carbide
- layers
- mum
- thickness
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title abstract description 25
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 title 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 title 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 abstract description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 abstract 2
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 abstract 2
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N methylidyneniobium Chemical compound [Nb]#C UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 26
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910009043 WC-Co Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
-
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/32—Carbides
-
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
-
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/36—Carbonitrides
-
- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
20 25 30 35 40 45 50 519 903 2 WO 97/20081 beskriver ett belagt frässkär speciellt an- vändbart för fräsning i låg- och mediumlegerade stål, med el- ler utan råytor samt med eller utan kylvätska. Skäret känne- tecknas av en WC-Co hårdmetall med ett lågt innehåll av ku- biska karbider och en bindefas med hög W-inlösning och en be- läggning bestående av ett inre skikt av Ti(C¿¶0Z) med kolum- nära korn, därpå ett skikt av K-A120; och, företrädesvis, ett yttersta skikt av TiN.
WO 97/20082 beskriver ett belagt svarvskär speciellt an- vändbart för svarvning i rostfritt stål. Skäret kännetecknas av ett WC-Co-baserat hårdmetallsubstrat med en bindefas med hög W-inlösning och en beläggning bestående av ett inre skikt av Ti(CQ@Oz) med kolumnära korn följt av ett skikt av finkor- nig K-Algh och ett yttersta skikt av TiN.
US 5,700,569 beskriver ett aluminiumoxidbelagt hårdme- tallskär med förbättrade egenskaper för skärande bearbetning.
Skäret har sex till åtta skikt av aluminiumoxid med en total beläggningstjocklek av upp till omkring 15 um.
US 4,984,94O beskriver ett vändskär avsett för metallbe- arbetning med ett WC-Co hårdmetallsubstrat med en värmebestän- dig multiskiktsbeläggning därpå. Substratet har ett koboltin- nehåll av 6,1 till 6,5 viktsprocent. Beläggningen innehåller ett flertal aluminiumoxidskikt vilka är åtskilda från och bundna till varandra genom en nitrid med ett grundämne från grupp IVb, såsom titannitrid, och som är bundna till substra- tet av ett grundskikt, 5 till 8 um i tjocklek, sammansatt av en karbid och/eller karbonitrid av titan, zirkonium och/eller hafnium.
Det har nu visat sig att förbättrade egenskaper vid fräs- ning kan erhållas vid kombinerande av substrat och multi- skiktbeläggning beskrivna i föreliggande uppfinning. Skäret har utomordentliga prestanda i låg- och mediumlegerade stål men framförallt i rostfritt stål. Detta skärverktyg uppvis- ningar bättre egenskaper med avseende på flera av de tidigare nämnda förslitningstyperna, särskilt uppkomst av termospric- kor.
Fig l är ett strukturfoto i 5000X förstoring av ett be- lagt skär enligt föreliggande uppfinning i vilket a ~ substrat b - MTCVD beläggning med kolumnära korn c - multiskiktsbeläggning Skäret enligt föreliggande uppfinning består av: ett hårdmetallsubstrat med en relativt låg mängd av kubiska karbi- der, med en bindefas med medelhög till hög inlösning av W och med fin till medelgrov kornstorlek. Substratet är försett med en multiskiktsbeläggning.
Enligt föreliggande uppfinning föreligger ett belagt skär bestående av en hårdmetallkropp med en sammansättning av 9,0- 10,9 vikt-%, företrädesvis 9,5-lO,7 vikt-%, helst 9,9-10,5 vikt-% Co, 0,5-2,5 vikt-%, företrädesvis 1,0-2,0 vikt-%, helst W U 20 25 30 35 40 45 519 903 3 1,2-1,8 vikt-% total mängd kubiska karbider av metallerna Ti, Nb och Ta och rest WC. Ti, Ta och/eller Nb kan även ersättas av andra karbidbildande element från grupperna IVb, Vb eller VIb i det periodiska systemet. Innehållet av Ti är helst på en nivå motsvarande teknisk förorening. Förhållandet mellan vikt- koncentrationerna av Ta och Nb är inom 7,0-12,0, företrädesvis 7,6-11,4, helst 8,2-10,5.
Koboltbindefasen har medelhög till hög inlösning av vol- fram. Innehållet av W i bindefasen kan vara uttryckt som S- värdet = 6/ 16,1, där 6 är uppmätt magnetiskt moment i binde- fasen i pTm3kg'1. S-värdet beror på innehållet av volfram i bindefasen och ökar med ett minskande volframinnehåll. För ren kobolt, eller för en bindefas som är mättad med kol, gäller att S=1 och för en bindefas som innehåller W i en sådan mängd att det motsvarar gränsen till bildning av n-fas gäller att S=O,78.
Enligt föreliggande uppfinning har det nu visat sig att förbättrade skärprestanda åstadkommes om hårdmetallkroppen har ett S-värde inom området 0,81-0,92, företrädesvis 0,82-0,90, helst 0,85-0,89.
Vidare är kornstorleken hos volframkarbidfasen uttryckt som medelinterceptlängd uppmätt på ett slipat och polerat re- presentativt tvärsnitt i området 0,5-0,9 pm, företrädesvis 0,6- O,8 um. Medelinterceptlängden är mätt med hjälp av bildanalys på bilder med en förstoring av 10000x och beräknat som medel- värdet av ungefär 1000 interceptlängder.
Beläggningen består av ett inre 2-6 um, företrädesvis 3 um, skikt av MTCVD Ti(C,N) och en K-Algh-TiN/Ti(C,N) multis- kiktsbeläggning.
Denna multiskiktsbeläggning är sammansatt av en koldopad TiN-matris framställd med CVD-teknik (innehållande företrädes- vis mindre än 5 % kol) eller MTCVD Ti(C,N)- matris där tunna K- Algb-skikt är inbäddade.
Multiskiktsbeläggningen är sammansatt av K-Al2O3-skikt med en tjocklek av 0,1-0,4 um, företrädesvis 0,2-0,3 pm och TiN- eller Ti(C,N)-skikt med en tjocklek av 0,3-0,6 um, företrädes- vis omkring 0,4 um. Det första och det sista lagret i multi- skiktsbeläggningen är ett K-A143 skikt. Ett TiN-skikt < 1 um kan deponeras ovanpå det yttersta K- A133-skiktet. Den totala tjockleken av multiskiktsbeläggningen kan vara från 2 um (to- talt: sju individuella skikt) till 20 pm (totalt: 41 individu- ella skikt). Tunnare beläggning är att föredra vid tillämp- ningar med stort behov av seghet. Den tjockare beläggningen är för tillämpningar där hög slitstyrka behövs.
I en föredragen utföringsform bör multiskikts-beläggning- ens tjocklek vara från 2 till 5 um, företrädesvis från 2,5 till 3,5 pm sammansatt av 4-6 koldopade TiN-skikt och 5-7 K- Aljfi skikt.
B 20 25 30 ä 40 45 519 903 4 Belagda hårdmetallskär enligt uppfinningen tillverkas med en sammansättning av 9,0-10,9 vikt-%, företrädesvis 9,5-10,7 vikt-%, helst 9,9-10,5 vikt-% Co, 0,5-2,5 vikt-%, företrädes- vis 1,0-2,0 vikt-%, helst 1,2-1,8 vikt-% total mängd kubiska karbider av metallerna Ti, Nb och Ta och rest WC. Ti, Ta och/eller Nb kan även ersättas av andra karbidbildande element från grupperna IVb, Vb eller VIb i det periodiska systemet.
Innehållet av Ti är helst på en nivå motsvarande en teknisk förorening. Förhållandet mellan viktkoncentrationerna av Ta och Nb är inom 7,0-12,0, företrädesvis 7,6-11,4, helst 8,2- 10,5.
Den önskade medelinterceptlängden beror på kornstorleken hos ingående råvara och på malnings- och sintringsbetingelser och måste bestämmas experimentellt. Det önskade S-värdet beror på ingående råvara och sintringsbetingelser som måste bestäm- mas experimentellt.
Ovanpå hårdmetallen deponeras ett första skikt av Ti(C,N) med MTCVD-teknik med användning av acetonitril som kol- och kvävekälla för bildande av skikt i temperaturintervallet 700- 900 °C.
Ovanpå detta skikt deponeras därefter en multiskikt- beläggning bestående av omväxlande skikt av K-Alflä och kol- dopad TiN eller MTCVD-Ti(C,N). Aluminiumoxidskikten deponeras enligt känd teknik. Koldopat TiN-skikt är deponerat enligt känd teknik.
Exempel Följande kombinationer av substrat och skikt valdes som exempel att demonstrera uppfinningen mera i detalj: Sort Substrat I A(uppfinning) X(känd teknik) II B(uppfinning) X(känd teknik) III A(uppfinning) Y(uppfinning) IV A(uppfinning) Z(känd teknik) Beläggning Substrat A: Ett hårdmetallsubstrat i enlighet med uppfin- ningen med sammansättningen 10,2 vikt-% Co, 1,35 vikt-% TaC, 0,15 vikt-% NbC och rest WC, med en bindefas legerad med W motsvarande ett S-värde av 0,87 framställdes genom konventio- nell malning av pulver, pressning av presskroppar följda av sintring vid 1430°C. Undersökning av mikrostrukturen efter sintring visade att medelinterceptlängden hos volframkarbidfa- sen var 0,7 um. Efter sintring slipades och eggbehandlades skä- ren .
Substrat B: Ett hårdmetallsubstrat i enlighet med uppfin- ningen med sammansättningen 9,7 vikt-% Co, 1,35 vikt-% TaC och 0,15 vikt-% NbC och rest WC, med en bindefas legerad med W motsvarande ett S-värde av 0,89 framställdes i analogi med W U 20 25 30 35 40 45 (11 519 903 substrat A ovan. Mikrostrukturen visade att medelintercept- längden hos volframkarbidfasen var 0,8 pm.
Beläggning X (känd teknik): 5 pm MTCVD Ti(C,N)+1 pm K-Alfih singelskikt deponerat ytterst.
Beläggning Y (uppfinning): 3 pm MTCVD Ti(C,N) + 3 pm mul- tiskiktsbeläggning bestående av fyra koldopade TiN-skikt och fem K-Algh, Fig.1. Detta skiktet deponerades med användning av tidigare känd teknik. (känd teknik): 3 pm Ti(C,N) +3 pm multi- skiktsbeläggning bestående av fyra K- Al2O3 och fem TiN-skikt där K-Alflh dominerar enligt tidigare känd teknik. K-Al$h-skik- tet hade en tjocklek av 0,7 pm. Denna beläggning var deponerad enligt US 5,700,569 OCh US 5,l37,774.
Beläggning Z Exempel 1 Sort V.(känd teknik) Ett hårdmetallskär med samman-sätt- ningen 9 vikt-% Co, 0,45 vikt-% TaC och 0,05 vikt-% NbC rest WC och ett S-värde av 0,98 och med en sintrad medelinter- ceptlängd hos volframkarbidfasen av 1,2 pm. Beläggningen av skäret var en konventionell CVD-beläggning bestående av Ti(C,N)/TiC/TiN med totaltjockleken 5,0 pm.
Operation: Planfräsning, verktygsdiameter 125 mm Arbetsstycke: Fyrkantstång, 600 mm x 70 mm Material: SS2244 Skärtyp: SEKNl203AFTN Skärhastighet: 200 m/min Mätning: 0,2 mm/tand Axiellt skärdjup: 2,5 mm Radiellt skärdjup: 70 mm Anmärkning: Entandsfräsning, kylning med skärvätska Resultat: Livslängd (min): Sort I 47 (substrat enl. uppfinning) Sort II 40 (substrat enl. uppfinning) Sort V 24 (känd teknik) Livslängdskriterium var nedbrytning av skäreggen orsakad av tillväxt av termosprickor. Provresultatet visar att hårdme- tallsubstratet enligt uppfinningen uppvisar längre livslängd än tidigare känd sort.
Exempel 2 Sort VI.(känd teknik) Ett hàrdmetallskär från en starkt ledande konkurrent valdes for jämförelse i ett fräsprov. Hård- metallen hade en sammansättning av 9,2 vikt~% Co, 0,1 vikt-% TiC, 1,3 vikt-% TaC och 0,3 vikt-% NbC rest WC. Skäret har en beläggning bestående av Ti(C,N)/A143/TiN med en totaltjocklek av 5,9 pm.
W Ü 20 25 30 35 40 45 50 519 903 6 Sort VII.(känd teknik) Ett hàrdmetallskär från en starkt ledande konkurrent valdes for jämförelse i ett fräsprov. Hård- metallen hade en sammansättning av ll,5 vikt-% Co, 0,3 vikt-% TiC, 1,3 vikt-% TaC och 0,3 vikt-% NbC rest WC. Skäret har en beläggning bestående av Ti(C,N)/A120;/TiN med en totaltjocklek av 6,5 pm.
Operation: Planfräsning Arbetsstycke: Fyrkantstàng, 600 mm x 26 mm Material: SS2244 Skärtyp: SEKNl203AFTN Skärhastighet: 200 m/min Mätning: 0,2 mm/tand Axiellt skärdjup: 2,5 mm Radiellt skärdjup: 26 mm Anmärkning: Entandsfräsning, kylning med skärvätska.
Resultat: Livslängd (min): Sort I 30 (substrat enl. uppfinning) Sort VI 20 (känd teknik) Sort VII 26 (känd teknik) Livslängdskriterium var nedbrytning av skäreggen orsakad av tillväxt av termiska och mekaniska sprickor. I detta prov var alla beläggningar av liknande typ varfor skillnaden huvud- sakligen låg i hårdmetallens sammansättning. Provresultatet visar att hårdmetallsubstratet enligt uppfinningen uppvisar längre livslängd än två viktiga konkurrentsorter innehållande mindre respektive mera bindefas än uppfinningen.
Exempel 3 Operation: Planfräsning Arbetsstycke: Fyrkantstàng, 600 mm x 70 mm Material: SS254l Skärtyp: SEKNl203AFTN Skärhastighet: 300 m/min Mätning: 0,2 mm/tand Axiellt skärdjup: 2,5 mm Radiellt skärdjup: 70 mm Anmärkning: Entandsfräsning, ingen kylvätska.
Resultat: Livslängd (min.): Sort I 19 (substrat enl. uppfinning) Sort III 28 (uppfinning) Sort IV 23 (substrat enl. uppfinning) Livslängdskriterium var fasforslitning i kombination med tillväxt av termosprickor. Provresultatet visar att hàrd-me- tallverktyget enligt uppfinningen uppvisar längre livslängd än W Ü 20 samma substrat belagt med två olika sla känd teknik.
Exempel 4 Operation: Arbetsstycke: Material: Skärtyp: Skärhastighet: Matning: Axiellt skärdjup: Radiellt skärdjup: Anmärkning: Resultat: Sort I Sort III Sort IV Livslängdskriterium var ytfinhet hos arbetsstycket. resultatet visar att hàrdmetallverktyget enligt uppfinningen uppvisar längre livslängd än både en tidigare känd sort och ett nårdmetallverktyg med ett substrat enli 519 903 v Planfräsning Gjuten detalj för flygmaskin SS2377, 1400 MPa SEKNl504AFTN 80 m/min 0,16 mm/tand 6 mm max 200 mm Fräsning med kylvätska Livslängd (min): 68 (substrat enl. uppfinning) 100 (uppfinning) 75 (känd teknik) med en tidigare känd beläggning. gs beläggningar enligt gt uppfinningen men
Claims (1)
1. 0 15 20 519 903 8 KRAV l. Skär speciellt användbart för fräsning av låg- och me- diumlegerade stål och rostfria stål med eller utan kylvätska omfattande en hårdmetallkropp, (a), och en beläggning, (b) och (c), k ä n n e t e c k n a t av att beläggningen består av ett inre 2-6 pm skikt av MTCVD-Ti(C,N), (b), och en multiskiktbe- läggning, (c), bestående av alternerande skikt av K-Al2O3 och koldopad CVD-TiN innehållande mindre än 5 % kol eller MTCVD- Ti(C,N), varvid det första och sista skiktet i multiskiktbe- läggningen utgörs av K-Al2O3 med en total tjocklek hos multis- kiktbeläggningen från 2 pm, sju individuella skikt, till 20 um, 41 individuella skikt, där K-Al2O3-skikten har en tjocklek av 0,1-0,4 um, företrädesvis 0,2-0,3 um och de koldopade TiN- el- ler Ti(C,N)-skikten en tjocklek av 0,3-0,6 um, företrädesvis 0,4 pm och att hårdmetallkroppen består av WC med en medelin- terceptlängd av 0,5-0,9 um, företrädesvis 0,6-0,8 um, 9,0-10,9, företrädesvis 9,5-10,7, vikt-% Co och 0,5-2,5, företrädesvis 1,0-2,0, vikt-% TaC+NbC med ett förhållande mellan halten Ta och Nb inom 7,0-12,0, företrädesvis 7,6-ll,4 och en bindefas med ett S-värde av 0,81-0,92, företrädesvis 0,82-0,90.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9904274A SE519903C2 (sv) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Skär för fräsning av stål |
AT00125483T ATE273405T1 (de) | 1999-11-25 | 2000-11-21 | Beschichteter schneideinsatz für fräs- und drehanwendungen |
EP00125483A EP1103635B1 (en) | 1999-11-25 | 2000-11-21 | Coated cutting insert for milling and turning applications |
DE60012850T DE60012850T2 (de) | 1999-11-25 | 2000-11-21 | Beschichteter Schneideinsatz für Fräs- und Drehanwendungen |
US09/717,006 US6632514B1 (en) | 1999-11-25 | 2000-11-22 | Coated cutting insert for milling and turning applications |
IL13986600A IL139866A (en) | 1999-11-25 | 2000-11-23 | Coated cemented carbide cutting tool insert |
JP2000359158A JP2001205505A (ja) | 1999-11-25 | 2000-11-27 | スライス削り及び旋削の用途のための、コーティングされた切削インサート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9904274A SE519903C2 (sv) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Skär för fräsning av stål |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9904274D0 SE9904274D0 (sv) | 1999-11-25 |
SE9904274L SE9904274L (sv) | 2001-05-26 |
SE519903C2 true SE519903C2 (sv) | 2003-04-22 |
Family
ID=20417855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9904274A SE519903C2 (sv) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Skär för fräsning av stål |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE519903C2 (sv) |
-
1999
- 1999-11-25 SE SE9904274A patent/SE519903C2/sv unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9904274D0 (sv) | 1999-11-25 |
SE9904274L (sv) | 2001-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7811683B2 (en) | Cutting tool | |
EP2554303B1 (en) | Cutting tool | |
SE531929C2 (sv) | Belagt hårdmetallskär för svarvning av stål eller rostfritt stål | |
SE526604C2 (sv) | Belagt skärverktyg för svarvning i stål | |
SE523826C2 (sv) | Skär belagt med TiAIN för bearbetning med hög hastighet av legerade stål, sätt att framställa ett skär och användning av skäret | |
EP1939327A1 (en) | Multilayered coated cutting tool | |
SE526602C2 (sv) | Belagt skär för grovsvarvning | |
EP2554304B1 (en) | Cutting tool | |
SE518134C2 (sv) | Multiskiktbelagt skärverktyg | |
CN104032257A (zh) | 用于工件的耐磨硬涂层及其制备方法 | |
EP1103635B1 (en) | Coated cutting insert for milling and turning applications | |
KR102170166B1 (ko) | 표면 피복 절삭 공구 및 그 제조방법 | |
KR102456485B1 (ko) | 코팅된 절삭 공구 | |
SE522722C2 (sv) | Skärverktyg belagt med titandiborid | |
CN109937268B (zh) | 硬质被膜和硬质被膜被覆构件 | |
JPWO2017037798A1 (ja) | 表面被覆切削工具およびその製造方法 | |
SE0802599A1 (sv) | Förbättrat belagt skär för grov svarvning | |
EP3041973A1 (en) | A coated cutting tool and a method for coating the cutting tool | |
JP6519057B2 (ja) | 表面被覆切削工具の製造方法 | |
SE528107C2 (sv) | Belagt hårdmetallskär, speciellt användbart för höghastighetsbearbetning av metalliska arbetsstycken | |
SE526599C2 (sv) | CVD-belagt hårdmetallskär | |
JP2018118346A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐剥離性を発揮する表面被覆切削工具 | |
SE532043C2 (sv) | CVD-belagt skär för fräsning samt tillverkningsmetod | |
SE523827C2 (sv) | Belagt skär för bearbetning med hög hastighet av låg-och medelhögt legerade stål, sätt att framställa ett skär och använding av skäret | |
KR100851020B1 (ko) | 크롬-함유 침탄 텅스텐 카바이드 피복된 절삭 인서트 |