SE526603C2 - Belagt hårdmetallskär - Google Patents

Description

W U 20 25 30 35 40 innefattande ett startskikt av titankarbonitrid följt av en multiskiktbeläggning bestående av ett flertal aluminiumoxidskikt. Även i US 5,700,569 omfattar kraven ett hårdmetallsubstrat med en beläggning omfattande 6-8 aluminiumoxidskikt. WO 99/58738 beskriver ett verktyg bestående av ett hårt slitstarkt substrat och ett CVD-multiskikt med omkring 50 skikt. Kraven i EP-A-1103635 omfattar ett skärverktyg bestående av ett hårdmetallsubstrat med 0,9-10,9 vikt-% kobolt och en beläggning omfattande ett TiCN-skikt deponerat med mediumtemperatur-CVD (MTCVD) och ett multiskikt bestående av totalt 7-41 skikt av d-aluminiumoxid och TiN eller Ti(C,N). EP-A-1245698, EP-A-1245700, och EP-A-1209255 avser också multiskiktbeläggningar.

I EP-A-127416, EP-A-298729, EP-A-693574 och EP-A-683244 visas ytutjämning av beläggningar genom mekanisk efterbehandling i syfte att t.ex. reducera friktionen mellan verktyget och arbetsmaterialet till ett minimum.

Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett skär som kan stå emot samtidig påverkan från alla ovan nämnda förslitningsmekanismer.

Det är vidare ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett skärverktyg med hög prestanda för vilket tidigare kända verktygsprodukters brister eliminerats.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett verktyg med utmärkta skärprestanda i krävande svarvoperationer i rostfritt stål.

Det har överraskande visat sig att ett hårdmetallskär med en beläggning innehållande ett mekaniskt efterbehandlat multiskikt bestående av ett flertal alternerande Alin- och TiCQ%Oz-skikt möter dessa krav. Skäret uppvisar utmärkt seghetsbeteende speciellt vid intermittent skärande bearbetning och även bra motstånd mot adhesiv förslitning och mot plastisk deformation.

Fig. 1. är en svepelektronmikroskopbild (SBM-bild) av ett tvärsnitt av beläggningen enligt föreliggande uppfinning i vilken: A. TiN, B. kolumnär Ti(C,N), C. TiN, D. multiskikt (Al2O3+TiN)6Al2O3 och E. TiN+TiC+TiN.

Fig. 2.1 visar schematiskt tvärsnittet av eggen utan efterbehandling.

N 20 25 30 35 40 Fig. 2.2 visar schematiskt tvärsnittet av eggen med en efterbehandling enligt uppfinningen där det yttersta skiktet E har tagits bort.

Fig. 2.3 visar schematiskt tvärsnittet av eggen med en efterbehandling enligt uppfinningen där det yttersta skiktet E och multiskiktet (Al2O3+TiN)XAl2O3 har tagits bort.

Fig. 3 visar schematiskt tvärsnittet av eggen med en efterbehandling enligt tidigare känd teknik.

Fig. 4 är en SEM-bild av eggen efterbehandlad enligt uppfinningen.

Fig. 5 är en SEM-bild av den efterbehandlade eggen av en (Skär D).

Tabell 1 summerar resultaten från exempel A-G. referens med tjockare enskilda aluminiumoxidskikt Mer precis avser uppfinningen ett WC+Co-baserat hàrdmetallsubstrat med tillsatser av kubiska karbider, en specifik kornstorleksfördelning för WC-kornen, ett specifikt sammansättningsintervall för WC+Co och en beläggning på hårdmetallsubstratet innehållande ett innersta tunt skikt likaxlig TiCXN¿L följt av ett skikt kolumnär TiCxNfL, ett tunt skikt likaxlig TiCQ%Oz, ett multiskikt med en periodisk variation av TiCxNyO,- och Al2O3-skikt (x+y+zSl) och ett yttersta skikt av TiCxNy (x+ySl). I området i direkt kontakt med material från arbetsstycket runt skäreggen, saknas åtminstone det yttersta skiktet, icke- oxidskiktet.

Hårdmetallsubstratets sammansättning ska vara 7~lO,5 vikt-% Co, företrädesvis 8,0-9,5 vikt-% Co, och 0,2-1,6 vikt-% kubiska karbider, företrädesvis 0,4-1,0 vikt-% kubiska karbider av metallerna Ta, Nb och Ti och möjligen andra karbider av elementen från grupp IVb, Vb eller Vlb i det periodiska systemet och resten volframkarbid (WC). volframkarbiden är 1,5-3,5 um, företrädesvis 1,9-2,1 pm.

Den föredragna medelkornstorleken för I en alternativ utföringsform har hàrdmetallsubstratet ett område nära ytan som är utarmad på kubiska karbider och anrikat på bindefas. Avståndet mätt från ytan till slutet av området utarmat på kubiska karbiden ska vara 5-50 um. Denna utföringsform omfattar en sammansättning av 7,0-10,5 vikt-% Co och 4,0-9,0 vikt-% kubiska (WC). kan innehålla väsentliga mängder N och O så att vissa karbider och resten volframkarbid Nämnda kubiska karbider beståndsdelar i mikrostrukturen kan betecknas som t.ex. karbonitrid eller oxikarbonitrid. De kubiska karbiderna är W U 20 25 30 35 40 företrädesvis av Nb, Ta och Ti men kan innehålla karbider av element ur grupp IVb, Vb eller VIb i det periodiska systemet.

Andelen N ska vara i området 0,01-0,2 vikt-%.

Den hårda och slitstarka refraktära beläggningen (Fig. l) deponerad på hàrdmetallsubstratet enligt föreliggande uppfinning omfattar: ~ ett första, innersta skikt (A) av TiCXNyO2 där x+y+zSl, företrädesvis y>x och z<0,2, helst y>0,8 och z=O, med likaxliga korn med storlek O,l pm företrädesvis 0,1-0,6 pm. - ett andra skikt (B) av TiCQ%Oz där x+y+zSl, z=O, x>O,3 och y>O,3, helst x>0,5, med tjockleken 0,4-3,9 pm, företrädesvis 1,5-3,0 pm med kolumnära korn. företrädesvis - ett tredje skikt (C) av TiCxN¿L där x+y+zSl, företrädesvis y>x and z<0,2, helst y>0,8 and z=O, med likaxliga korn med storleken O,l pm, företrädesvis 0,2-0,8 pm i en första utföringsform. Detta skikt (C) är utelämnat i en andra utföringsform. - den totala tjockleken för skikten A+B+C är 0,7-4,5 pm, företrädesvis 1,2-4,0 pm. Företrädesvis är både skikt A och C tunnare än skikt B. - ett multiskikt (D) bestående av ett flertal alternerande Al2O3- och TiCxNyOz-skikt (x+y+z51), företrädesvis k-Al2O3- och TiN- skikt. Det innersta och yttersta skiktet i multiskiktsekvensen är A153-skikt. Det totala antalet skikt, inkluderat både TiC@%OZ- och Alflh-skikten, företrädesvis ll och 15 skikt.

Varje enskilt A120;-skikt har en tjocklek 0,2-0,5 pm. Varje enskilt TiC@%Oz-skikt har en tjocklek av 0,01-0,2 pm, företrädesvis 0,02-0,15 pm. Den totala tjockleken för är mellan 5 och 31, multiskiktet är 1,0-4,0 pm, företrädesvis 1,5-3,5 pm. Kornstorleken för A120;-skiktet är lika med eller mindre än tjockleken för Al2O3- skiktet. - ett yttersta skiktsystem (E) bestående av ett eller flera skikt i sekvens av TiCxNy (x+y51) eller kombinationer därav, företrädesvis tre skikt i sekvens av TiN, TiC och TiN, Den totala tjockleken är <2,0 pm men >O,l pm, företrädesvis 0,2-1,0 pm.

- Den totala tjockleken för skikten A-E är 2,0-8,0 pm, företrädesvis 4,0-7,0 pm.

Den yttersta delen av beläggningen saknas runt eggen sådant att arean motsvarar kontakten med spånan pà spànsidan och 10 20 25 30 35 40 kontakten med arbetsstycket på släppningssidan. Helst motsvarande primärfasen på spånytan då en primärfas existerar för den aktuella geometrin sådan att skiktet saknas ett avstånd från en punkt definierad i Fig. 2.2 sett vinkelrätt mot skärets ytplan på spånytan “a” och på släppningsytan “b”. Dessa avstånd är beroende av olika skärgeometrier och skärstorlekar etc, på spånsidan företrädesvis motsvarande 0,03 oberoende av om en primärfas finns eller ej, a>b, företrädesvis a>l,5b. I en utföringsform saknas endast skikt E. I en annan utföringsform saknas både skikt D och E på vissa delar av ytan.

Borttagning av det yttersta skiktet (E) vid egglinjen kommer att blottlägga Al2O3-skikten längs egglinjen. Egglinjen är definierad som släta delen av eggen hos skäret. Egglinjen definieras som det eggavrundade partiet av skäret. Den obehandlade egglinjen illustreras i Fig. 2.1 och den efterbehandlade egglinjen illustreras i Fig. 2.2 och 2.3. Företrädesvis är bara det yttersta skiktet, icke-oxidskiktet, och en del av multiskiktet borttaget.

TiCxN§L-skikten (A+B+C) kan dock vara synliga på mindre delar av egglinjen (Fig. 2.3).

Det belagda skärets, företrädesvis WC-Co-baserade, hårdmetallkropp enligt ovan, tillverkas med de huvudsakliga processtegen blandning av pulver, malning i kulkvarn, spraytorkning, någon metod för pressning följt av sintring enligt konventionella metoder och förbehandling innan beläggning.

I en alternativ utföringsform tillverkas hårdmetallsubstratet på ett sådant sätt att en zon nära ytan som är utarmad på kubiska karbider och anrikad på bindefas fås genom sintring i vakuum efter tillsats av en liten mängd kväve. Avståndet, mätt från ytan till slutet av zonen utarmad på kubiska karbider, ska vara 5-50 pm. I denna utföringsform omfattas sammansättningen av 7,0-lO,5 vikt-% Co och 4,0-9,0 vikt-% kubiska karbider och resten volframkarbid (WC). Nämnda kubiska karbider kan innehålla väsentliga mängder N och O så att vissa beståndsdelar i mikrostrukturen som åsyftas är t.ex. karbonitrid eller oxikarbonitrid. De kubiska karbiderna är företrädesvis Nb, Ta och Ti, men kan innehålla karbider av element från grupp IVb, Vb eller VIb i det periodiska systemet. Andelen N i substratet ska vara i området 0,01-0,2 vikt-%.

Kroppen beläggs sedan med - ett första (innersta) skikt (A) av TiCXN¿L med x+y+z$1, företrädesvis y>x och z<0,2, helst y>O,8 och z=0, med likaxliga N U 20 25 30 35 40 526 605 6 korn med storleken O,l pm med användning av kända metoder av kemisk ångdeponering (CVD). - ett skikt av TiCxNyO,(B) med x+y+zSl, företrädesvis med z=O, x>0,3 och y>0,3 med tjockleken 0,4-3,9 pm, företrädesvis 1,5-3,0 pm med likaxliga korn, företrädesvis med användning av tekniken mediumtemperatur-CVD, MTCVD, (med användning av acetonitril som kol- och kvävekälla för att bilda skiktet i temperaturområdet 700- 900 °C). De exakta förhållandena beror i viss utsträckning på utförandet av den använda utrustningen. - ett skikt av TiCxN¿L (C) med x+y+z$1, företrädesvis y>x och z<0,2, helst y>O,8 och z=O, med likaxliga korn med storleken um och en total tjocklek O,1 pm med användning av kända CVD-metoder. Detta skikt (C) utföringsform.

- Den totala tjockleken för skikten A+B+C är 0,7-4,5 pm, företrädesvis 1,2-4,0 pm. Företrädesvis är både skikt A och C är utelämnat i en andra tunnare än skikt B. - ett multiskikt (D) Al2O3- och TiC¿NyOz-skikt (x+y+z5l), företrädesvis K-Al2O3- och TiN- skikt, med användning av kända CVD-metoder. Det innersta och det yttersta skiktet i multiskiktsekvensen är A120;-skikt. Det totala antalet skikt, innefattande både TiCxNgL- och Al2O3-skikten, är mellan 5 och 31, företrädesvis 11 och 15 skikt. Varje enskilt Alflb-skikt har en tjocklek av Varje enskilt TiCxN¶L-skikt har en tjocklek av 0,01-0,2 pm, företrädesvis 0,02-0,15 um. Den totala tjockleken för multiskiktet bestående av ett flertal alternerande är 1,0-4,0 pm, företrädesvis 1,5-3,5 um. Kornstorleken för Algh- skiktet är lika med eller mindre än tjockleken för Alflh-skiktet. - företrädesvis ett yttersta skiktsystem (E) bestående av ett eller flera skikt i sekvens av TiCxNy (x+y5l) eller kombinationer därav med användning av kända CVD-metoder. Den totala tjockleken är <1,5 pm.

G. den totala tjockleken av skikt A-E är 2,0-8,0 pm.

Beläggningen efterbehandlas mekaniskt för att blottlägga multiskiktet längs egglinjen genom en operation omfattande borstning, blästring, slipning eller en kombination av dessa, sådan att de områden på spån- och släppningsytan som har kontakt med spåna respektive arbetsstycke har blivit behandlade.

I den föredragna metoden används två nylonborstar innehållande SiC-korn, med inställningar och positionering av skäret sådan att N 20 25 30 35 40 526 603 7 en borste i huvudsak borstar på spånsidan och den andra huvudsakligen på släppningssidan för att åstadkomma de önskade egenskaperna på spån- och släppningsytan av skäret.

Exempel Följande skär och exempel är valda för att exemplifiera fördelarna med uppfinningen. Dessa exempel är summerade i tabell 1.

De presenterade skären har prövats vid identiska förhållanden i varje exempel.

Skär A. Hàrdmetallskär för svarvning enligt uppfinningen med 0,29 vikt-% Nb och resten WC och med en medelkornstorlek för WC av 2,0 um belades sammansättningen 8,75 vikt-% Co, 1,17 vikt-% Ta, med 0,5 um TiN (innersta skiktet), 2,2 um kolumnär Ti(C,N), och 0,5 um likaxlig TiN, 2,2 um (K-Al2O3+TiN)6k-Al2O3 multiskikt med 250 nm tjocka K-A120;-skikt och 80 nm tjocka TiN-skikt och ett yttersta skikt av 0,5 um TiN+TiC+TiN. Beläggningen efterbehandlades längs egglinjen med nylonborstar innehållande SiC-korn. Den yttersta skiktet togs bort a=O,l mm och b=0,05 mm in på spån- och släppningsytan.

Skär B. Kommersiella hårdmetallskär för svarvning med 10,5 vikt-% Co, 1,16 vikt-% Ta, 0,28 vikt-% Nb och resten WC och med en medelkornstorleken av 1,7 um, belades med ett innersta 0,5 um likaxligt TiN-skikt, 4,0 um kolumnär Ti(C,N), 1,0 um K-Al2O3, och ett yttersta skikt av 0,5 um TiN+TiC+TiN. Beläggningen borstades längs egglinjen med borstar med nylonstràn innehållande SiC-korn.

Det yttersta skiktet togs bort a=0,025 mm och b=0,05 mm längs egglinjen enligt tidigare känd teknik.

Skär C. Hârdmetallskär för svarvning med sammansättningen 9,15 vikt-% Co, 1,17 vikt-% Ta, 0,29 vikt-% Nb och resten WC och med en medelkornstorlek för WC av 1,7 um, belades med 0,5 um TiN (innersta skiktet), 2,2 um kolumnär TiCN, ett 1,8 um (K-Al2O3+TiN)5k-A12O3 multiskikt, och ett yttersta skikt av 0,5 um TiN. Beläggningen efterbehandlades längs egglinjen med nylonborstar innehållande SiC-korn. Det yttersta skiktet togs bort a=0,025 mm och b=0,05 mm längs egglinjen, enligt tidigare känd teknik.

W U 20 25 30 35 40 5.26 603 Skär D. Substrat identiska med C belades med 0,5 pm TiN (innersta skiktet), 2,3 pm kolumnär Ti(C,N), ett 1,9 pm (K- Al2O3+TiN)3K-Al2O3 multiskikt, och ett yttersta skikt av 0,5 pm TiN.

Beläggningen efterbehandlades längs egglinjen med nylonborstar innehållande SiC-korn. Det yttersta skiktet togs bort a=0,025 mm och b=0,05 mm längs egglinjen enligt tidigare känd teknik.

Skär E. Substrat identiska med C belades med ett innersta 0,5 pm likaxligt TiN-skikt, 2,2 pm kolumnär Ti(C,N), 1,5 pm K-A120” och ett yttersta skikt av 0,5 pm TiN+TiC+TiN. Det yttersta skiktet togs bort a=0,025 mm och b=0,05 mm längs egglinjen enligt tidigare känd teknik.

Skär F. Hàrdmetallskär för svarvning med 7,5 vikt-% Co, 2,72 vikt-% Ta, 0,44 vikt-% Nb, 1,83 vikt-% Ti, 0,09 vikt-% N och resten WC och med en medelkornstorlek av 2,0 pm och med en zon bindefasanrikad och fri från kubiska karbider 26 pm från ytan belades med 0,5 pm TiN (innersta skiktet), 2,2 pm kolumnär Ti(C,N), och 0,5 pm likaxlig TiN, 2,2 pm (K-Al2O3+TiN)6K-A120; multiskikt och ett yttersta skikt av 0,5 pm TiN+TiC+TiN.

Beläggningen efterbehandlades längs egglinjen med nylonborstar innehållande SiC-korn. Det yttersta skiktet togs bort a=0,l mm och b=0,05 mm in på spàn- och släppningsytan.

Skär G. Kommersiella hårdmetallskär för svarvning med 7,5 vikt-% Co, 2,72 vikt-% Ta, 0,44 vikt-% Nb, 1,83 vikt-% Ti, 0,09 vikt-% N och resten WC och med en medelkornstorlek av 2,0 pm och med en zon bindefasanrikad och fri från kubiska karbider 26 pm från ytan belades med ett innersta 0,5 pm likaxligt TiN-skikt, 7,5 pm kolumnär Ti(C,N), 1,2 pm K-Al2O3, och ett yttersta skikt av 0,5 pm TiN+TiC+TiN.

Beläggningen borstades längs egglinjen med borstar med Det yttersta skiktet togs bort a=0,025 mm och b=0,05 mm längs egglinjen såsom visas i EP-A- 693574. nylonstràn innehållande SiC-korn.

Exemgel 1 W 15 20 25 30 35 40 526 603 9 Skär från A och B provades i en svarvoperation.

Operation: Längs- och plansvarvning i en stång Arbetsstyckets material: Austenitiskt rostfritt stål AISI316L Skärhastighet: 225 m/min Matning: 0,3 mm/varv Skärdjup: 2,0 mm Skärtyp: CNMG120408-MM Resultat: Verktygslivslangd (min) Skär A: (uppfinning) ca 10 Skär B: (känd teknik) ca 6 Kommentar: Kriterium för verktygslivslängd var maximal fasförslitning 0,3 mm för den skärande egglinjen. Förslitningen bildas oregelbundet på grund av lokal plastisk deformation. Detta exempel visar förbättringen vad avser motstånd mot plastisk deformation.

Exempel 2 Skär från A och B provades i en svarvoperation.

Operation: Intermittent bearbetning av en monteringsdel Arbetsstyckets material: Austenitiskt rostfritt stål, AISI3l6L Skärhastighet: 160 m/min Mätning: 0,2-0,3 mm/varv Skärdjup: 0,5-1,5 mm skärtyp: sNMG12o412-MR Resultat: Verktygslivslängd (min) Skär A: (uppfinning) 8,2 Skär B: (känd teknik) 4,2 Kommentar: Förslitningen i detta prov var fasförslitning, termisk sprickbildning, urflisning. Den bestämmande kriteriet för verktygslivslängden är urflisning, d.v.s. eggseghet. Följaktligen visar det förbättrad eggseghet i kombination med bibehàllna egenskaper för andra förslitningstyper. 10 U 20 25 30 35 40 526 603 Exempel 3 N Skär från A och B provades i en svarvoperation.

Operation: ring Arbetsstyckets material: Skärhastighet: Mätning: Skärdjup: Skärtyp: Resultat: Skär A: Skär B: (uppfinning) (känd teknik) Kontinuerlig bearbetning i en gjuten Austenitiskt rostfritt stål, AISI3l6L 110 m/min 0,3 mm/varv 3,5 mm CNMGl204l2-MR Verktygslivslängd (min) 18,6 12,4 Kommentar: Kriteriet i detta prov är att arbeta igenom ett helt föremål på den totala tiden i ingrepp av 6,2 min utan att uppvisa överdriven fasförslitning eller skada på eggen. Det kritiska förslitningskriteriet är fasförslitning i kombination med plastisk deformation.

Skäret enligt uppfinningen uppvisar förbättringar i dessa avseenden.

Exempel 4 Skär från A and B provade i en svarvoperation.

Operation: Arbetsstyckets material: Skärhastighet: Mätning: Skärdjup: Skärtyp: Resultat: Skär A: Skär B: (uppfinning) (känd teknik) Kontinuerlig bearbetning av en kåpa Duplext rostfritt stål, SS2377 ll0 m/min 0,3 mm/varv 1,35 mm WNMGO804l2-MR Verktygslivslängd (min) 46 24 W H 20 25 30 35 40 5.526 603 H Kommentar: Detta prov visar en tydlig förbättring jämfört med tidigare känd teknik. Det är dock svårt att i detta exempel avgöra en enskild kritisk förslitning, men det kan beskrivas som en kombination av fasförslitning, flagning på spånsidan och eggseghet.

Exempel 5 Skär från A och B provades i svarvoperation.

Operation: Arbetsstyckets material: Skärhastighet: Mätning: Skärdjup: Skärtyp: Resultat: Skär A: Skär B: (uppfinning) (känd teknik) Intermittent bearbetning av ett göt Austenitiskt rostfritt stål, AISI3l6 150-200 m/min 0,1-0,15 mm/varv 2,0 mm CNMGl204l2-PR Verktygslivslängd (föremål) 7 2 Kommentar: Detta prov visar förbättrad seghet eftersom det viktigaste förslitningskriteriet är seghet i denna krävande tillämpning.

Exempel 6 (illustrativt) Skär från C och D provades i svarvoperation.

Operation: Arbetsstyckets material: Skärhastighet: Mätning: Skärdjup: Skärtyp: Resultat: Skär C: (referens) Planing av en stång Austenitiskt rostfritt stål, AISI304L 140 m/min 0,36 mm/varv maximalt 4 mm CNMG120408-MM Förslitningsmönster Begränsad flagning pà spànsidan (Fig.

N U 20 25 30 35 40 526 605 12 Skär D: (referens) Utbredd flagning på spànsidan (Fig. 5) Kommentar: Detta exempel visar förbättrat motstånd mot flagning jämfört med referensen, vilket indikerar betydelsen av aluminiumoxidskiktets tjocklek.

Exempel 7 (illustrativt) Skär från C och E provades i en svarvoperation.

Operation: Kombinerad yt- och längssvarvning Arbetsstyckets material:.Austenitiskt rostfritt stål, AISI316Ti Skärhastighet: 100-120 m/min Mätning: 0,3 mm/varv Skärdjup: 2,0 mm Skärtyp: CNMG120408-MM Resultat: Fullständigt förstörd egg utanför ingreppsområdet Skär C: (referens) 11,5 mm Skär E: (känd teknik) 14,7 mm Kommentar: Viktigaste förslitningar är stràlförslitning av skärdjupet och urflisning utanför den del av skäret som är i ingrepp.

Exemplet visar att det tunna multiskiktet bidrar till eggsegheten jämfört med en beläggning enligt tidigare känd teknik.

Exempel 8 (illustrativt) Skär från C och E provades i en svarvoperation.

Operation: Kombinerad yt- och längdsvarvning Arbetsstyckets material: Austenitiskt rostfritt stål, AISI304L Skärhastighet: 225 m/min Mätning: 0,3 mm/varv Skärdjup: 2,0 mm Skärtyp: CNMGl20408-MM W U 20 25 30 35 526 603 Resultat: Verktygslivslängd (min) Skär C: (referens) 18 Skär E: (känd teknik) 13 Kommentar: Kriteriet för verktygslivslängd var maximal fasförslitning 0,3 mm för den skärande egglinjen. Förslitningen bildas oregelbundet på grund av lokal plastisk deformation. Detta exempel visar att det tunna multiskiktet ökar motståndet mot plastisk deformation jämfört med en beläggning enligt tidigare känd teknik i denna operation.

Med hänsyn till exempel 7 visar detta en förbättring för dessa oförenliga egenskaper.

Exempel 9 Skär från F och G prövades i en svarvoperation.

Operation: Kontinuerlig bearbetning i en smidd komponent Arbetsstyckets material: Austenitiskt rostfritt stål, AISI3l6L Skärhastighet: 200 m/min Mätning: 0,3 mm/varv Skärdjup: 2,0 mm Skärtyp: CNMGl204l6-MM Resultat: Verktygslivslängd (antal) Skär F: (uppfinning) 32 Skär G: (känd teknik) 19 Kommentar: Det kritiska förslitningskriteriet i detta prov är fasförslitning kombinerat med plastisk deformation. Skäret enligt uppfinningen visar förbättringar i dessa avseenden.

Som slutsats kan det konstateras att det är tydligt från resultaten för ovanstående exempel att genom att kombinera ett hàrdmetallsubstrat med den givna sammansättningen, valet av multiskiktbeläggningen med specifika tjocklekar och den speciella behandlingen av eggen, skapas ett verktygsskär med utmärkta bearbetningsegenskaper på så sätt att det kombinerar egenskaper som ansågs vara oförenliga såsom beskrivits i introduktionen.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 40 526 øuoono 2 . . :fil I. E

1. l. Ett skär speciellt för svarvning av stål omfattande en hårdmetallkropp och en efterbehandlad beläggning, k ä n n e t e c k n a tgav att beläggningens totala tjocklek är 2,0-8,0 pm, företrädesvis 4,0-7,0 pm och omfattar - ett första, innersta skiktsystem omfattande åtminstone två skikt, varvid det första skiktet består av TiC¿N¿L med x+y+zSl, företrädesvis y>x och z<0,2, helst y>0,8 och z=0, med likaxliga korn med storleken <0,5 pm och en total tjocklek 0,1 pm, företrädesvis 0,1-0,6 pm och det andra skiktet består av Ticgßoz med x+y+zS1, företrädesvis med z=0, x>0,3 och y>0,3, helst x>0,5, med en tjocklek av 0,4-3,9 pm, företrädesvis 1,5-3,0 pm med kolumnära korn, varvid den totala tjockleken av skiktsystemet är Q,7-4,5 pm, företrädesvis 1,2-4,0 pm - ett andra multiskiktsystem bestående av totalt 5-31, företrädesvis 11-15, alternerande skikt av A143 och TiCQ@O, (x+y+zS1), företrädesvis K-Al2O3 och TiN, varje enskilt Al2O3-skikt har en tjocklek av <0,5 pm, företrädesvis 0,2-0,5 pm och TiCQ@O,- skikten 0,01-0,2 pm, företrädesvis 0,02-0,15 pm med en total tjocklek för multiskiktet av 1,0-4,0 pm, företrädesvis 1,5-3,5 pm - ett yttersta skiktsystemet utanpå multiskiktet av ett eller flera skikt av TiCQ%-(x+y5l) eller kombinationer därav, företrädesvis tre skikt i sekvens av TiN, TiC och TiN - och varvid multiskiktet är behandlat och blottlagt längs egglinjen ett avstånd ”a” in på spànytan och ett avstånd ”b” in på släppningsytan från en punkt definierad som den vinkelräta skärningen mellan planet sett vinkelrätt mot skärets ytplan på spànsidan respektive släppningssidan, sådan att 0,03 0,02b.

2. Ett skär enligt krav l k ä n n e t e c k n a t av att det innersta skiktsystemet omfattar - ett tredje skikt av TiCQ@C& med x+y+z5l, företrädesvis y>x och z<0,2, helst y>0,8 och z=0, med likaxliga korn med storleken <0,5 pm och en total tjocklek <1,5 pm men >0,1 pm, företrädesvis 0,2-0,8 pm.

3. Ett skär enligt något av krav 1-2 k ä n n e t e c k n a t av att multiskiktet och delvis det innersta systemet av TiC@%O,- skikt är blottlagt längs egglinjen.

4. Ett skär enligt något av krav 1-3 k ä n n e t e c k n a t av att hårdmetallsubstratet har en sammansättning av 7-10,5 vikt-% 10 :nu I y , Q :"' Û. .O .00.: .oo. uaoa .: : o a 23.... .... .. . ... {'.'2 _' z". v". g a n.. . a u n . . u., , . u o a u o p g a . v n n o ao n ~u u. nu g n g Co, företrädesvis 8,0-9,5 vikt-% Co, 0,2-1,6 vikt-% kubiska karbider, företrädesvis 0,4-1,0 vikt-% kubiska karbider av metallerna Ta, Nb och Ti och möjligen andra karbider av elementen i grupp IVb, Vb eller VIb i det periodiska systemet och resten WC med en medelkornstorlek av 1,5-3,5 pm, företrädesvis 1,9-2,1 pm.

5. Ett skär enligt något av krav 1-3 av att hàrdmetallsubstratet har en zon nära ytan, med ett avstånd från ytan av 5-50 pm, utarmad på kubiska karbider och anrikad på bindefas, med substratets sammansättning omfattande 7,0-10,5 vikt- % Co och 4,0-9,0 vikt-% kubiska karbider av element från grupp IVb, Vb eller VIb i det periodiska systemet företrädesvis Nb, Ta och Ti och resten volframkarbid, WC och en N~halt i området 0,01- 0,2 vikt-%. k ä n n e t e c k n a t