SE527888C2 - Coated cemented carbide cutter especially intended for turning stainless steel - Google Patents
Coated cemented carbide cutter especially intended for turning stainless steelInfo
- Publication number
- SE527888C2 SE527888C2 SE0401637A SE0401637A SE527888C2 SE 527888 C2 SE527888 C2 SE 527888C2 SE 0401637 A SE0401637 A SE 0401637A SE 0401637 A SE0401637 A SE 0401637A SE 527888 C2 SE527888 C2 SE 527888C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- layer
- total thickness
- weight
- cemented carbide
- cutting
- Prior art date
Links
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 19
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical class [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 14
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010002 mechanical finishing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 39
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000008207 working material Substances 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
-
- 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)
Description
W U 20 25 30 35 40 527 888 2 spånklämning, kan delvis eller helt undvikas genom val av rätt m'krogeometri på skärets aktiva eggytor men i många fall är denna möjlighet inte tillräcklig. US. No. 5,786,Ü69 beskriver ett belagt svarvskär lämpligt för svarvning i smidda komponenter av rostfritt stål. Skäret har ett hårdmetallsubstrat innehållande 2-10 vikt-% kubiska karbider av element tillhörande grupperna IVb, Vb och/eller VIb av det periodiska systemet (Y-fas), 5-ll vikt-% ko- boltbindefas och resten wolframkarbid (WC). Substratet har en bin- defas med hög wolframhalt och den sintrade mikrostrukturen uppvi- sar en 15-35 pm djup Co-anrikad ytzon fri från y-fas. Beläggningen består av ett inre skikt av Ti(C,N,O) med kolumnära korn och ett yttre skikt av finkornig K-Al2O3. Men beträffande hárdmetallsub- stratet så gynnas inte motståndet mot plastisk deformation av kom- binationen av en nominellt hög bindefashalt och en tjock y-fasutar- mad ytzon följd av en zon karakteriserad av en hög koncentrations- topp av 7-fas. Detta kommer att resultera i snabb förslitning och kort livslängd vid bearbetning av austenitiska och duplexa rost- fria stål vid höga skärhastigheter. Ökad ytjämnhet hos beläggningar genom mekanisk efterbehand- ling för att t ex reducera friktionen mellan verktyg och arbets- stycke visas i EP-A-127416, EP-A-298729, EP-A-693574 och EP-A- 683244. W U 20 25 30 35 40 527 888 2 chip clamping, can be partially or completely avoided by choosing the right m'crogeometry on the active edge surfaces of the insert, but in many cases this possibility is not sufficient. US. No. 5,786, Ü69 describes a coated turning insert suitable for turning in forged stainless steel components. The insert has a cemented carbide substrate containing 2-10% by weight of cubic carbides of elements belonging to groups IVb, Vb and / or VIb of the periodic table (Y-phase), 5 -11% by weight of cobalt binder phase and the remainder tungsten carbide (WC). The substrate has a binder phase with a high tungsten content and the sintered microstructure exhibits a 15-35 μm deep Co-enriched surface zone free of y-phase. The coating consists of an inner layer of Ti (C, N, O) with columnar grains and an outer layer of fine-grained K-Al2O3. However, with regard to the cemented carbide substrate, the resistance to plastic deformation does not benefit from the combination of a nominally high binder phase content and a thick y-phase depleted surface zone followed by a zone characterized by a high concentration peak of 7-phase. This will result in rapid wear and short life when machining austenitic and duplex stainless steels at high cutting speeds. Increased surface roughness of coatings by mechanical finishing to, for example, reduce the friction between tool and workpiece is shown in EP-A-127416, EP-A-298729, EP-A-693574 and EP-A-683244.
Med hänsyn till känd teknik finns det ett behov av ett skär för bearbetning av stål vid höga hastigheter i allmänhet och rost- fria stål i synnerhet. Detta avser speciellt ett skär som företer ett ökat motstånd emot abrasiv och adhesiv förslitning, plastisk deformation, spånhamring och spånklämningsskador.With regard to known technology, there is a need for a insert for machining steel at high speeds in general and stainless steels in particular. This refers in particular to a insert that exhibits increased resistance to abrasive and adhesive wear, plastic deformation, chip hammering and chip pinch damage.
Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att förelägga ett skär kapabelt att samtidigt motstå alla ovannämnda förslit- ningssätt.It is an object of the present invention to provide an insert capable of simultaneously resisting all the above-mentioned wear modes.
Det är ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning att undvika eller mildra problem associerade med verktygsprodukter av känd teknik och att framställa högprestandaverktyg för höga skärhastigheter.It is a further object of the present invention to avoid or mitigate problems associated with prior art tool products and to produce high performance tools for high cutting speeds.
Det är ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning att framställa ett verktyg med utomordentliga skärprestanda i krä- vande svarvningsoperationer i rostfria stål.It is a further object of the present invention to provide a tool with excellent cutting performance in demanding stainless steel turning operations.
Det har överraskande visat sig att ett hárdmetallskär med ett substrat innehållande jämförelsevis låga halter av kobolt och ku- biska karbider, en tunn 1-fasutarmad och bindefasanrikad ytzon, i kombination med en beläggning omfattande ett mekaniskt efterbe- l0 U 20 25 30 35 40 527 888 3 handlat skikt av a-Al2O3 uppfyller dessa krav. Skäret uppvisar ut- omordentligt motstànd mot plastisk deformation, hög eggseghet och adhesiv förslitning speciellt även ett tillräckligt motstånd mot __ __ vid svarvning av austenitiska och duplexa rostfria stål vid höga skärhastigheter.It has surprisingly been found that a cemented carbide insert with a substrate containing comparatively low levels of cobalt and cubic carbides, a thin 1-phase depleted and binder phase-enriched surface zone, in combination with a coating comprising a mechanical finish. 888 3 traded layers of α-Al2O3 meet these requirements. The insert exhibits excellent resistance to plastic deformation, high edge toughness and adhesive wear, especially also a sufficient resistance to __ __ when turning austenitic and duplex stainless steels at high cutting speeds.
Fig 1. är en svepelektronbild (SEM) av substratet och beläggningen enligt föreliggande uppfinning vari: av ett tvärsnitt av ytan 7-fasutarmad och bindefasanrikad ytzon inuti substratet TiN-skikt, kolumnärt Ti(C,N)-skikt, Ti(C,N)-skikt, . d-Al2O3-skikt . TiCxNy-skikt.Fig. 1 is a scanning electron image (SEM) of the substrate and coating of the present invention wherein: of a cross-section of the surface 7-phase depleted and binder phase-enriched surface zone within the substrate TiN layer, columnar Ti (C, N) layer, Ti (C, N ) -layer,. d-Al2O3 layer. TiCxNy layer.
PIUOUJÃUN Mera speciellt avser uppfinningen ett WC+Co-baserat hårdme- tallsubstrat med tillsatser av kubiska karbider med en 7-fasutarmad och bindefasanrikad ytzon, ett specifikt intervall för WC-korn- storleken, ett specifikt sammansättningsintervall för WC+Co, ett specifikt Ti/(Ti+Ta+Nb) förhållande och en beläggning på hàrdme- tallsubstratet omfattande ett innersta skiktsystem utgörandes av ett tunt skikt av likaxlig TiCxNyOZ följt av ett skikt av kolumnär TiCxNyOz och ett tunt skikt av likaxlig TiCxNyOz. Detta innersta skiktsystem skall innehålla åtminstone två skikt av TiCxNyOz med (x+y+z§l) som följs av ett skikt av kolumnär TiCxNyOz, ett tunt skikt av likaxlig TiCxNyOz, ett Al2O3-skikt och ett yttersta skikt av TiCxNy (x+y§l) utfällda. Det yttersta icke-oxidskiktet saknas i de ytor av skäreggen som är i direkt kontakt med material från ar- betsstycket omkring skäreggen men också helt eller delvis pà spån- sidan.PIUOUJÃUN More particularly, the invention relates to a WC + Co-based cemented carbide substrate with cubic carbide additives having a 7-phase depleted and binder phase-enriched surface zone, a specific range for WC grain size, a specific composition range for WC + Co, a specific Ti / (Ti + Ta + Nb) ratio and a coating on the cemented carbide substrate comprising an innermost layer system consisting of a thin layer of equiaxial TiCxNyOz followed by a layer of columnar TiCxNyOz and a thin layer of equiaxial TiCxNyOz. This innermost layer system shall contain at least two layers of TiCxNyOz with (x + y + z§l) followed by a layer of column TiCxNyOz, a thin layer of equilateral TiCxNyOz, an Al2O3 layer and an outermost layer of TiCxNy (x + y §L) precipitated. The outermost non-oxide layer is missing in the surfaces of the cutting edge which are in direct contact with material from the workpiece around the cutting edge but also in whole or in part on the chip side.
Sammansättningen av hárdmetallsubstratet skall vara 5,0-9,0 vikt% Co, företrädesvis 5,0-<7,0 vikt% Co, och 3,0-8,0 vikt% ku- biska karbider, företrädesvis 4,0-7,0 vikt% kubiska karbider av metallerna Ti, Ta och Nb och möjligen andra karbider av elementen frán grupp IVb, Vb eller VIb av det periodiska systemet och resten wolframkarbid (WC). Medelkornstorleken för WC är 1,5-3,5 pm, före- trädesvis 2,0-3,0 pm. Tillsatsen av element som bildar kubiska karbider skall vara sådan att Ti/(Ti+Ta+Nb)-förhållandet är 0,05- 0,3, företrädesvis 0,1-0,25. Djupet.av zon Z skall vara 5-30 um, företrädesvis 5-25 pm. Sagda kubiska karbider får innehålla någon mängd av N och O och mängden av N skall vara 0,01-0,2 vikt%. 10 20 25 30 35 40 527 888 4 Den hårda och slitstarka refraktära beläggningen (Fig 1) ut- fälld på hàrdmetallsubstratet enligt föreliggande uppfinning om- fattar: - ett första (innersta) skikt (A) av TiCXNy0z med X+Y+ZS1f företrädesvis y>x och z<0,2, helst y>0,8 och z=O, med likaxliga korn med storlek O,l pm företrädesvis 0,1-1,2 pm. - ett andra skikt (s) ev Ticxuyoz med x+y+z_<_1, företrädesvis med z=O, x>0,3 och y>0,3, helst x>0,5, med en tjocklek av 1,0-5,0 pm, företrädesvis 2,0-4,5 pm med kolumnära korn. - ett tredje skikt (c) ev TicxNyoz med x+y+z51, företrädesvis y>x och z<0,2, helst y>O,8 och z=O, med likaxliga korn med storlek 0,1 pm, företrädesvis 0,2-0,8 pm. - den totala tjockleken av skikten A+B+C är 1,5-6,5 pm, före- trädesvis 2,0-5,5 pm. Helst skall vardera av skikten A och C vara tunnare än skiktet B. - ett d-Al2O3-skikt med en total tjocklek av 1,5-5,0 pm, fö- reträdesvis l,5-4,0 pm. - ett yttersta skiktsystem (E) bestående av TiCxNy (x+y§l), antingen som ett homogent skikt eller i form av en TiN+TiC följd.The composition of the cemented carbide substrate should be 5.0-9.0% by weight of Co, preferably 5.0- <7.0% by weight of Co, and 3.0-8.0% by weight of cubic carbides, preferably 4.0-7 .0% by weight of cubic carbides of the metals Ti, Ta and Nb and possibly other carbides of the elements from group IVb, Vb or VIb of the Periodic Table and the remainder tungsten carbide (WC). The average grain size for WC is 1.5-3.5 μm, preferably 2.0-3.0 μm. The addition of elements forming cubic carbides should be such that the Ti / (Ti + Ta + Nb) ratio is 0.05-0.3, preferably 0.1-0.25. The depth of zone Z should be 5-30 μm, preferably 5-25 μm. Said cubic carbides may contain some amount of N and O and the amount of N should be 0.01-0.2% by weight. The hard and durable refractory coating (Fig. 1) deposited on the cemented carbide substrate according to the present invention comprises: - a first (innermost) layer (A) of TiCXNyO 2 with X + Y + ZS1f preferably y> x and z <0.2, more preferably y> 0.8 and z = 0, with equal-axis grains of size 0.1 μm, preferably 0.1-1.2 μm. a second layer (s) or Ticxuyoz with x + y + z _ <_ 1, preferably with z = 0, x> 0.3 and y> 0.3, preferably x> 0.5, with a thickness of 1.0 -5.0 μm, preferably 2.0-4.5 μm with columnar grains. a third layer (c) possibly TicxNyoz with x + y + z51, preferably y> x and z <0.2, more preferably y> 0, 8 and z = 0, with equal-axis grains with a size of 0.1 μm, preferably 0 , 2-0.8 pm. the total thickness of the layers A + B + C is 1.5-6.5 μm, preferably 2.0-5.5 μm. Preferably, each of the layers A and C should be thinner than the layer B. - a d-Al 2 O 3 layer with a total thickness of 1.5-5.0 μm, preferably 1, 5-4.0 μm. an outermost layer system (E) consisting of TiCxNy (x + y§l), either as a homogeneous layer or in the form of a TiN + TiC sequence.
Den totala tjockleken är <2,0 pm men >O,l pm, företrädesvis 0,5- 1,5 pm. - den totala tjockleken av skikten A+B+C+D+E är 3,0-11,0 pm, företrädesvis 4,5-9,5 pm.The total thickness is <2.0 μm but> 0.1 μm, preferably 0.5-1.5 μm. the total thickness of the layers A + B + C + D + E is 3.0-11.0 μm, preferably 4.5-9.5 μm.
Det yttersta skiktet i beläggningen saknas i ytan motsvarande spànkontakt pá spànsidan. Den betraktade ytan är helst skäreggen och ytan motsvarande primärfasen på spànsidan när en primärfas finns i geometrien. Dessutom saknas det yttersta skiktet också helt eller delvis på spànsidan.The outermost layer of the coating is missing in the surface corresponding to the chip contact on the chip side. The surface considered is preferably the cutting edge and the surface corresponding to the primary phase on the chip side when a primary phase is present in the geometry. In addition, the outermost layer is also completely or partially missing on the chip side.
Belagda skär enligt föreliggande uppfinning omfattande före- trädesvis ett hàrdmetallsubstrat tillverkas pà ett sådant sätt att en zon nära ytan utarmad pá kubisk karbid och anrikad pà bindefas uppnås efter en tillsats av en låg mängd av kväve samt sintring i vakuum före beläggning. Sammansättningen av hårdmetallsubstratet omfattar 5,0-9,0 vikt% Co, 3,0-8,0 vikt% kubiska karbider och res- ten är wolframkarbid (WC). Medelkornstorleken för WC är i inter- vallet 1,5-3,5 pm. Tillsatsen av element som bildar kubiska karbi- der skall vara sàdan att Ti/(Ti+Ta+Nb)-förhållandet är 0,05-0,3, företrädesvis 0,1-0,25. Djupet av zon Z bör vara 5-30 pm, företrä- desvis 5-25 pm. Sagda kubiska karbider får innehålla någon mängd 20 25 30 35 40 527 888 5 ' N och O och mängden av N skall vara 0,01-0,2 vikt%. DeSSä mikrostrukturella beståndsdelar kan betecknas t ex karbonitrid fr¿ms+s11a huvudsakligen ~-...__ 4__'I11 . * A Q w Am eller oxykarbonitrid. Hàrdmetaiikroppen genom blandning av pulver, malning, spruttorkning, någon pressningsmetod följd av sintring enligt konventionella metoder och förbehandling såsom eggradiebildning och rengöring före beläggning.Coated inserts according to the present invention comprising preferably a cemented carbide substrate are manufactured in such a way that a zone near the surface depleted of cubic carbide and enriched in binder phase is achieved after an addition of a low amount of nitrogen and sintering in vacuum before coating. The composition of the cemented carbide substrate comprises 5.0-9.0% by weight of Co, 3.0-8.0% by weight of cubic carbides and the remainder is tungsten carbide (WC). The average grain size for WC is in the range 1.5-3.5 μm. The addition of elements forming cubic carbides should be such that the Ti / (Ti + Ta + Nb) ratio is 0.05-0.3, preferably 0.1-0.25. The depth of zone Z should be 5-30 μm, preferably 5-25 μm. Said cubic carbides may contain any amount of N and O and the amount of N should be 0.01-0.2% by weight. These microstructural constituents can be termed, for example, carbonitride from + s11a mainly ~ -...__ 4 __ 'I11. * A Q w Am or oxycarbonitride. The hard metal body by mixing powder, grinding, spray drying, any pressing method followed by sintering according to conventional methods and pretreatment such as egg radiating and pre-coating cleaning.
Kroppen beläggs sedan med - ett första (innersta) skikt av TiCxNyOz (A) företrädesvis y>x och z<0,2, helst y>O,8 och z=0, med likaxliga korn med storlek <0,5 pm och en total tjocklek <1,5 pm men >0,l pm företrädesvis 0,1-1,2 pm med användning av kända kemisk àngsav- sättning, CVD, metoder. - ett andra skikt av TiCxNyOz (B) med x+y+z§l, företrädesvis med z=0, x>0,3 och y>0,3, helst x>0,5, med en tjocklek av 1,0-5,0 pm, företrädesvis 2,0-4,5 pm med kolumnära korn företrädesvis med användning av moderat temperatur CVD, MTCVD, teknik (med använd- ning av acetonitril som kol och kvävekälla för att bilda skiktet i temperaturintervallet 700-900 °C). De exakta villkoren beror i viss utsträckning på utformningen av den använda utrustningen. - ett tredje skikt av TiCxNyOZ (C) med x+y+zíl, företrädesvis y>x och z<0,2, helst y>O,8 och z=0, med likaxliga korn med storlek <0,5 pm och en total tjocklek <1,5 pm men >0,l pm med användning av kända CVD-metoder. Detta skikt (C) utelämnas i en andra utförings- form. - den totala tjockleken av skikten A+B+C är 1,5-6,5 pm, före- trädesvis 2,0-5,5 pm. Helst skall vardera av skikten A och C vara tunnare än skiktet B. - ett a-Al2O3-skikt (D) med en total tjocklek av 1,5-5,0 pm, företrädesvis 1,5-4,0 pm. - företrädesvis ett yttersta skiktsystem (E) bestående av TiCxNy (x+y§l), antingen som ett homogent skikt eller i form av en TiN+TiC följd. Den totala tjockleken är <2,0 pm. - den totala tjockleken av skikten A+B+C+D+E är 3,0-11,0 pm.The body is then coated with - a first (innermost) layer of TiCxNyO total thickness <1.5 μm but> 0.1 μm preferably 0.1-1.2 μm using known chemical vapor deposition, CVD, methods. a second layer of TiCxNyOz (B) with x + y + z§l, preferably with z = 0, x> 0.3 and y> 0.3, more preferably x> 0.5, with a thickness of 1.0 -5.0 μm, preferably 2.0-4.5 μm with columnar grains preferably using moderate temperature CVD, MTCVD, technology (using acetonitrile as carbon and nitrogen source to form the layer in the temperature range 700-900 ° C). The exact conditions depend to some extent on the design of the equipment used. a third layer of TiCxNyOZ (C) with x + y + zíl, preferably y> x and z <0.2, more preferably y> 0, 8 and z = 0, with equal-axis grains with size <0.5 μm and a total thickness <1.5 μm but> 0.1 μm using known CVD methods. This layer (C) is omitted in a second embodiment. the total thickness of the layers A + B + C is 1.5-6.5 μm, preferably 2.0-5.5 μm. Preferably, each of the layers A and C should be thinner than the layer B. - an α-Al 2 O 3 layer (D) with a total thickness of 1.5-5.0 μm, preferably 1.5-4.0 μm. - preferably an outermost layer system (E) consisting of TiCxNy (x + y§l), either as a homogeneous layer or in the form of a TiN + TiC sequence. The total thickness is <2.0 μm. the total thickness of the layers A + B + C + D + E is 3.0-11.0 μm.
Beläggningen efterbehandlas mekaniskt för att exponera a- med x+y+z§l, Al2O3-skikt längs skäreggen med en borstnings-, blästrings-, slip- ningsoperation eller kombinationer därav så att ytorna på spànsi- dan med spàn- och arbetsstyckekontakt har behandlats.The coating is mechanically post-treated to expose a- with x + y + z§l, Al2O3 layers along the cutting edge with a brushing, blasting, grinding operation or combinations thereof so that the surfaces on the chip side with chip and workpiece contact have been treated .
Enligt den föredragna metoden används blästring med Al2O3- korn med villkor och skärplacering så att blästringen görs huvud- sakligen på spànsidan. Avlägsnandet av det yttersta skiktet (E) pà 15 20 25 30 35 40 527 888 6 kommer att exponera a-Al2O3-skiktet särskilt på sp nsidan skäreggen och helt eller delvis pà spànsidan.According to the preferred method, blasting with Al2O3 grains is used with conditions and cutting placement so that the blasting is done mainly on the chip side. The removal of the outermost layer (E) on the cutting edge will expose the α-Al 2 O 3 layer especially on the tension side of the cutting edge and in whole or in part on the tension side.
Exempel Följande skär och exempel är valda för att exemplifiera för- delarna med uppfinningen.Examples The following inserts and examples are selected to exemplify the advantages of the invention.
De presenterade skären har provats under identiska betingel- ser i varje exempel.The presented inserts have been tested under identical conditions in each example.
Skär A. Hàrdmetallsvarvskär enligt uppfinningen med 6,0 vikt% Co, 1,0 vikt% Ti, 0,4 vikt% Nb, 3,3 vikt% Ta (Ti/(Ti+Ta+Nb)=0,21), 0,05 vikt% N och rest WC och med en medelkornstorlek av 2,8 pm och med en bindefasanrikad och pà kubisk karbid utarmad ytzon med ett djup av 15 pm belades med 0,5 pm TiN (innersta skikt), 3,7 pm k0- lumnär Ti(C,N), och 0,4 pm likaxlig Ti(C,N), 2,2 pm a-Al2O3-skikt och ett yttre 0,8 pm skikt av sekventiell TiN-TiC.Insert A. Carbide rotary insert according to the invention with 6.0 wt% Co, 1.0 wt% Ti, 0.4 wt% Nb, 3.3 wt% Ta (Ti / (Ti + Ta + Nb) = 0.21), 0.05 wt% N and residual WC and with an average grain size of 2.8 μm and with a binder phase-enriched and cubic carbide depleted surface zone with a depth of 15 μm were coated with 0.5 μm TiN (innermost layer), 3.7 μm columnar Ti (C, N), and 0.4 μm equilateral Ti (C, N), 2.2 μm α-Al 2 O 3 layer and an outer 0.8 μm layer of sequential TiN-TiC.
Beläggningen blästrades med Al203-korn pà spànsidan speciellt längs skäreggen.The coating was blasted with Al 2 O 3 grains on the chip side, especially along the cutting edge.
Skär B. Hàrdmetallsvarvskär enligt uppfinningen med 6,0 vikt% Co, 1,0 vikt% Ti, 0,4 vikt% Nb, 3,3 vikt% Ta (Ti/(Ti+Ta+Nb)=0,21), 0,05 vikt% N och rest WC och med en medelkornstorlek av 2,3 pm och med en bindefasanrikad och på kubisk karbid utarmad ytzon med ett djup av 15 pm belades med 0,5 pm TiN (innersta skikt), 3,7 pm ko- lumnär Ti(C,N) och 0,4 pm likaxlig TiN, 2,2 pm a-Al2O3-skikt och ett yttre sekventiellt skikt av 0,8 pm TiN - TiC.Inserts B. Carbide rotary inserts according to the invention with 6.0 wt% Co, 1.0 wt% Ti, 0.4 wt% Nb, 3.3 wt% Ta (Ti / (Ti + Ta + Nb) = 0.21), 0.05 wt% N and residual WC and with an average grain size of 2.3 μm and with a binder phase-enriched and cubic carbide depleted surface zone with a depth of 15 μm were coated with 0.5 μm TiN (innermost layer), 3.7 μm column Ti (C, N) and 0.4 μm equiaxed TiN, 2.2 μm α-Al 2 O 3 layer and an outer sequential layer of 0.8 μm TiN - TiC.
Beläggningen blästrades med Al2O3-korn på spánsidan speciellt längs skäreggen.The coating was blasted with Al2O3 grains on the chip side, especially along the cutting edge.
Skär C. Kommersiella hàrdmetallsvarvskär med en substratsam- mansättning av 6,2 vikt% Co, 2,3 vikt% Ti, 2,0 vikt% Nb, 0,1 vikt% Ta (Ti/(Ti+Ta+Nb)=0,52), 0,14 vikt% N och rest WC. Genomsnittlig WC-kornstorlek är 2,7 pm och substratet har dessutom en bindefa- sanrikad och på y-fas utarmad zon ner till ett djup av 26 pm från ytan. Beläggningen består av ett 0,1 pm TiN innerskikt, 4,0 pm ko- lumnär Ti(C,N), 0,3 pm likaxlig TiN, 1,9 pm K-Al2O3 och ett yttre skikt av 0,3 pm TiN.Inserts C. Commercial cemented carbide rotary inserts with a substrate composition of 6.2 wt% Co, 2.3 wt% Ti, 2.0 wt% Nb, 0.1 wt% Ta (Ti / (Ti + Ta + Nb) = 0 , 52), 0.14 wt% N and residual WC. The average WC grain size is 2.7 μm and the substrate also has a binder phase-enriched and y-phase depleted zone down to a depth of 26 μm from the surface. The coating consists of a 0.1 μm TiN inner layer, 4.0 μm column Ti (C, N), 0.3 μm uniaxial TiN, 1.9 μm K-Al 2 O 3 and an outer layer of 0.3 μm TiN.
Skär D. Kommersiella hàrdmetallsvarvskär med en substratsam- mansättning av 6,0 vikt% Co, 2,1 vikt% Ti, 0,4 vikt% Nb, 3,3 vikt% Ta (Ti/(Ti+Ta+Nb)=0,36), 0,09 vikt% N och rest WC. Genomsnittlig WC-kornstorlek är 2,4 pm och substratet har dessutom en bindefa- sanrikad och på y-fas utarmad zon ner till ett djup av 13 pm fràn ytan. Beläggningen bestàr av ett 0,5 pm TiN innerskikt, 3,0 pm ko- W Ü 20 25 30 35 527 888 7 lumnär Ti(C,N), 0,3 um likaxlig TiN, 1,7 pm K-Al¿O3 och ett yttre skikt av 0,3 um TiN.Inserts D. Commercial cemented carbide rotary inserts with a substrate composition of 6.0 wt% Co, 2.1 wt% Ti, 0.4 wt% Nb, 3.3 wt% Ta (Ti / (Ti + Ta + Nb) = 0 , 36), 0.09 wt% N and residual WC. The average WC grain size is 2.4 μm and the substrate also has a binder-phased and y-phase depleted zone down to a depth of 13 μm from the surface. The coating consists of a 0.5 μm TiN inner layer, 3.0 μm co-luminous Ti (C, N), 0.3 μm uniaxial TiN, 1.7 μm K-Al 2 O 3 and an outer layer of 0.3 μm TiN.
Skär E. Kommersiella hàrdmetallsvarvskär med en stbstratsam- mansättning av 7,5 vikt% Co, 2,72 vikt% Ta, 0,44 vikt% Nb, 1:33 vikt% Ti (Ti/(Ti+Ta+Nb)=0,37), 0,09 vikt% N och rest WC och med en medelkornstorlek av 2,0 um och med en bindefasanrikad och på ku- bisk karbid utarmad ytzon ner till ett djup av 26 um belagd med 0,5 um TiN (innerskikt), 7,5 pm kolumnär Ti(C,N), 1,2 um a+K-Al2O3 och ett yttre skikt av 1,0 um TiN.Inserts E. Commercial cemented carbide rotary inserts with a steel composition of 7.5 wt% Co, 2.72 wt% Ta, 0.44 wt% Nb, 1:33 wt% Ti (Ti / (Ti + Ta + Nb) = 0 , 37), 0.09 wt% N and residual WC and with an average grain size of 2,0 μm and with a binder phase-enriched and Cubic carbide depleted surface zone down to a depth of 26 μm coated with 0.5 μm TiN (inner layer ), 7.5 μm column Ti (C, N), 1.2 μm a + K-Al 2 O 3 and an outer layer of 1.0 μm TiN.
Beläggningen var efterbehandlad längs egglinjen resulterande i avlägsnande av den yttersta beläggningen huvudsakligen utmed släppningsytan.The coating was post-treated along the edge line resulting in the removal of the outermost coating mainly along the release surface.
Skär F. Kommersiella hàrdmetallsvarvskär med en substratsam- mansättning av 7,9 vikt% Co, 0,7 vikt% Ta, 0,6 vikt% Nb, 0,2 vikt% Ti, (Ti/(Ti+Ta+Nb)=O,13) och rest WC och med en medelkornstorlek av 1,5 pm och utan bindefasanrikad och på kubisk karbid utarmad ytzon belagda med 0,2 um TiN (innerskikt), 2,0 pm kolumnär Ti(C,N), 0,7 pm TiN, 1,2 pm a-Al2O3 och ett yttre skikt av 0,2 pm HfN.Inserts F. Commercial cemented carbide rotary inserts with a substrate composition of 7.9 wt% Co, 0.7 wt% Ta, 0.6 wt% Nb, 0.2 wt% Ti, (Ti / (Ti + Ta + Nb) = 0, 13) and erected WC and with an average grain size of 1.5 μm and without binder phase-enriched and on cubic carbide depleted surface zone coated with 0.2 μm TiN (inner layer), 2.0 μm column Ti (C, N), 0, 7 μm TiN, 1.2 μm α-Al 2 O 3 and an outer layer of 0.2 μm HfN.
Exempel l Skär från A, B och E provades i en svarvningsoperation.Example 1 Inserts from A, B and E were tested in a turning operation.
Operation: Utvändig längssvarvning och planing av stång Arbetsmaterial: Austenitiskt rostfritt stål, AISI304L Skärhastighet: 290 m/min Matning: 0,2 mm/varv Skärdjup: 2 mm Skärtyp: CNMG120408-MM Resultat: Livslängd Skär A:(uppfinning) 17 min Skär B: (uppfinning) 17 min Skär E: (känd teknik) 8 min Kommentar: Livslängdskriterium var maximum fasförslitning 0,3 mm av egglinjen. Förslitningen utvecklas oregelbundet beroende pà lokal plastisk deformation. Detta exempel visar förbättring i plastiskt deformationsmotstànd för skären enligt uppfinningen. 5 N H 20 25 30 35 40 527 888 Exempel 2 Skär fràn B och D provades i en svarvningsoperation.Operation: External longitudinal turning and leveling of bar Working material: Austenitic stainless steel, AISI304L Cutting speed: 290 m / min Feed rate: 0.2 mm / revolution Cutting depth: 2 mm Cutting type: CNMG120408-MM Result: Service life Cutting A: (invention) 17 min Cutting B: (invention) 17 min Insert E: (prior art) 8 min Comment: Lifetime criterion was maximum phase wear 0.3 mm of the edge line. Wear develops irregularly due to local plastic deformation. This example shows improvement in plastic deformation resistance for the inserts according to the invention. N H 20 25 30 35 40 527 888 Example 2 Cuts from B and D were tested in a turning operation.
Operation: Kombinerad längssvarvning och planing av klen stång Arbetsmaterial: Austenitiskt rostfritt stàl, AISI304L Skärhastighet: 250 m/min Matning: 0,4 mm/varv Skärdjup: 2 mm Skärtyp: CNMG 120408-MM Resultat: Livslängd Skär B: (uppfinning) 6 min Skär D: (känd teknik) 4 min Kommentar: Livslängdskriterium var maximum fasförslitning 0,3 mm av egglinjen. Förslitningen utvecklas oregelbundet beroende på lokal plastisk deformation. Detta exempel visar förbättringen i plastiskt deformationsmotstànd för skäret enligt uppfinningen.Operation: Combined longitudinal turning and planing of small bar Working material: Austenitic stainless steel, AISI304L Cutting speed: 250 m / min Feed rate: 0.4 mm / revolution Cutting depth: 2 mm Cutting type: CNMG 120408-MM Result: Service life Cutting B: (invention) 6 min Insert D: (prior art) 4 min Comment: Lifetime criterion was maximum phase wear 0.3 mm of the edge line. Wear develops irregularly due to local plastic deformation. This example shows the improvement in plastic deformation resistance of the insert according to the invention.
Exempel 3 Skär från A, B och E provades i en svarvningsoperation.Example 3 Inserts from A, B and E were tested in a turning operation.
Operation: Längssvarvning och planing mot skuldra Arbetsmaterial: Austenitiskt rostfritt stàl, AISI304L Skärhastighet: 250 m/min Matning: 0,4 mm/varv Skärdjup: 2 mm Skär stilar: CNMG 120408-MM Resultat: Eggskada Skär A: (uppfinning) 0,8 mm/min Skär B: (uppfinning) 0,6 mm/min Skär E: (känd teknik) 1,2 mm/min Kommentar: Provet är inställt på framkallad skada av eggen utanför den direkta kontaktytan mellan verktyg och arbetsstycke, normalt betecknat spånhamring och spànklämning. Motståndet mot så- dana skador är direkt relaterat till eggsegheten. Skären enligt uppfinningen uppvisar förbättringar i dessa avseenden.Operation: Longitudinal turning and planing against the shoulder Working material: Austenitic stainless steel, AISI304L Cutting speed: 250 m / min Feed rate: 0.4 mm / revolution Cutting depth: 2 mm Cutting styles: CNMG 120408-MM Result: Edge damage Cutting A: (invention) 0, 8 mm / min Insert B: (invention) 0.6 mm / min Insert E: (prior art) 1.2 mm / min Comment: The test is set to cause damage to the edge outside the direct contact surface between tool and workpiece, normally designated chip hammering and chip clamping. Resistance to such damage is directly related to edge toughness. The inserts according to the invention show improvements in these respects.
W 20 25 30 35 40 527 888 vnß An Exe pel 4 Skär från A och C provades i en svarvningsoperation.W 20 25 30 35 40 527 888 vnß An Example 4 Cuts from A and C were tested in a turning operation.
Operation: Planing till centrum Arbetsmaterial: Austenitiskt rostfritt stàl, AISI304L Skärhastighet: 180 m/min Matning: 0,30 -> 0,15 mm/varv Skärdjup: 1 mm Skärtyp: CNMG 120408-M Resultat: Livslängd Skär A: (uppfinning) 5 min Skär C: (känd teknik) 3 min Kommentar: Detta är en operation som fordrar eggseghet och provet visar klar förbättring för skäret enligt uppfinningen jäm- fört med skär enligt känd teknik. Det är emellertid svårt att i detta exempel identifiera en enkel kritisk förslitning men det kan beskrivas som en kombination av förslitning beroende pá urflis- ning, flagning av beläggningen på spánsidan och adhesiv förslit- ning.Operation: Planing to the center Working material: Austenitic stainless steel, AISI304L Cutting speed: 180 m / min Feed rate: 0.30 -> 0.15 mm / revolution Cutting depth: 1 mm Cutting type: CNMG 120408-M Result: Service life Cutting A: (invention) 5 min Insert C: (prior art) 3 min Comment: This is an operation that requires edge toughness and the test shows clear improvement for the insert according to the invention compared to inserts according to prior art. However, it is difficult to identify a simple critical wear in this example, but it can be described as a combination of wear due to chipping, flaking of the coating on the chip side and adhesive wear.
Exempel 5 Skär från B och E provades i en svarvningsoperation.Example 5 Inserts from B and E were tested in a turning operation.
Operation: Profilering av axel Arbetsmaterial: Austenitiskt rostfritt stål, AISI316L Skärhastighet: 200 m/min Matning: 0,25 mm/varv Skärdjup: 3 mm Skärtyp: TNMG 160408-MM Resultat: Livslängd Skär B: (uppfinning) 15 st Skär E: (känd teknik) 9 st Kommentar: Detta prov visar förbättring av eggseghet och mot- stånd mot adhesiv förslitning för skäret enligt uppfinningen jäm- fört med skär enligt känd teknik. Egglinjeurflisning och stràlför- slitning uppkommer tidigare för skäret enligt känd teknik.Operation: Shaft profiling Working material: Austenitic stainless steel, AISI316L Cutting speed: 200 m / min Feed rate: 0.25 mm / rev Cutting depth: 3 mm Cutting type: TNMG 160408-MM Result: Service life Cutting B: (invention) 15 pcs Cutting E: (prior art) 9 pcs Comment: This test shows improvement of edge toughness and resistance to adhesive wear for the insert according to the invention compared to inserts according to prior art. Edge chipping and beam wear occur earlier for the insert according to known technology.
W U 20 25 30 35 40 527 888 10 Exempel 6 Skär från B, E och F provades i en svarvningsoperation.Example 6 Inserts from B, E and F were tested in a turning operation.
Operation: Planing av en axel Arbetsmaterial: Austenitiskt rostfritt stål, AISI304L Skärhastighet: 180 m/min Matning: 0,30 -> 15 mm/varv Skärdjup: 1 mm Skärtyp: CNMG 120408-MM Resultat: Livslängd Skär B: (uppfinning) 4,5 min Skär E: (känd teknik) 2,5 min Skär F: (känd teknik) 1,8 min Kommentar: Detta exempel visar att skäret enligt uppfinningen har ökad eggseghet. Det är i detta exempel svårt att identifiera någon enkel kritisk förslitning men den kan beskrivas som en kom- bination av förslitning beroende pà adhesiv förslitning, urflis- ning och flagning av beläggning pà spànsidan.Operation: Planing of a shaft Working material: Austenitic stainless steel, AISI304L Cutting speed: 180 m / min Feed rate: 0.30 -> 15 mm / revolution Cutting depth: 1 mm Cutting type: CNMG 120408-MM Result: Service life Cutting B: (invention) 4 , 5 min Insert E: (prior art) 2.5 min Insert F: (prior art) 1.8 min Comment: This example shows that the insert according to the invention has increased edge toughness. In this example, it is difficult to identify any simple critical wear, but it can be described as a combination of wear due to adhesive wear, chipping and flaking of coating on the chip side.
Exempel 7 Skär från B och E provades i en svarvningsoperation.Example 7 Inserts from B and E were tested in a turning operation.
Operation: Kombinerat längssvarvning och planing av klen stäng Arbetsmaterial: Austenitiskt rostfritt stål, AISI 304L Skärhastighet: 250 m/min Matning: 0,4 mm/varv Skärdjup: 2 mm Skärtyp: CNMG 120408-MM Resultat: Livslängd Skär B: (uppfinning) 8 min Skär E: (känd teknik) 4 min Kommentar: Huvudförslitningsmekanismer är plastisk deforma- tion och adhesiv förslitning. Detta exempel visar förbättring i motstånd beträffande bada dessa mekanismer för skäret enligt upp- finningen jämfört med skär enligt känd teknik. 10 20 25 tfi BJ \J ïv I» än ll Exempel 8 Skär fràn B och E provades i en svarvningsoperation.Operation: Combined longitudinal turning and planing of a thin rod Working material: Austenitic stainless steel, AISI 304L Cutting speed: 250 m / min Feed rate: 0.4 mm / revolution Cutting depth: 2 mm Cutting type: CNMG 120408-MM Result: Service life Cutting B: (invention) 8 min Cutting E: (prior art) 4 min Comment: The main wear mechanisms are plastic deformation and adhesive wear. This example shows an improvement in resistance regarding both of these mechanisms for the insert according to the invention compared with inserts according to the prior art. 10 20 25 t fi BJ \ J ïv I »än ll Example 8 Cuts from B and E were tested in a turning operation.
Operation: Kontinuerlig svarvning och profilering av smidd stång Arbetsmaterial: Austenitiskt rostfritt stål, SS2324 Skärhastighet: 180 m/min Matning: 0,35 mm/varv Skärdjup: 1 mm skartyp: TNMG 16o4o8-MM Resultat: Livslängd Skär B: (uppfinning) 53 st Skär E: (känd teknik) 39 st Kommentar: De kritiska förslitningskriterierna är urflisning, flagning av beläggningen och löseggsbildning. Skäret enligt upp- finningen visar förbättrat motstånd mot dessa förslitningstyper jämfört med skär enligt känd teknik. Profileringsoperationen krä- ver eggseghet, ett krav som skäret enligt uppfinningen kan stà upp emot på ett bättre sätt än skäret enligt känd teknik.Operation: Continuous turning and profiling of forged bar Working material: Austenitic stainless steel, SS2324 Cutting speed: 180 m / min Feed rate: 0.35 mm / revolution Cutting depth: 1 mm Cutting type: TNMG 16o4o8-MM Result: Service life Cutting B: (invention) 53 Cut E: (prior art) 39 pcs Comment: The critical wear criteria are chipping, flaking of the coating and loose edge formation. The insert according to the invention shows improved resistance to these types of wear compared with inserts according to known technology. The profiling operation requires edge toughness, a requirement that the insert according to the invention can withstand in a better way than the insert according to the prior art.
Sammanfattningsvis kan det klart konstateras av resultaten av exemplen ovan att genom att kombinera ett hàrdmetallsubstrat med den givna sammansättningen, ett a-aluminiumoxidskikt och den spe- ciella efterbehandlingen av skäregg och spànsida har man kunnat skapa ett skär med utomordentliga skärprestanda därigenom att det kombinerar mycket av vad som var trott vara motsägande egenskaper och som beskrivits inledningsvis.In summary, it can be clearly stated from the results of the examples above that by combining a cemented carbide substrate with the given composition, an α-alumina layer and the special finishing of cutting edge and chip side, it has been possible to create an insert with excellent cutting performance by combining much of what were thought to be contradictory characteristics and which were described initially.
Claims (2)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0401637A SE527888C2 (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Coated cemented carbide cutter especially intended for turning stainless steel |
EP05010710.1A EP1609883B1 (en) | 2004-06-24 | 2005-05-18 | Coated metal cutting tool |
IL168768A IL168768A (en) | 2004-06-24 | 2005-05-24 | Coated cemented carbide cutting tool insert |
KR1020050055327A KR101194206B1 (en) | 2004-06-24 | 2005-06-24 | A coated cemented carbide cutting tool insert and method of making it |
US11/165,354 US7396371B2 (en) | 2004-06-24 | 2005-06-24 | Coated insert |
JP2005185324A JP5442923B2 (en) | 2004-06-24 | 2005-06-24 | Coated cemented carbide cutting tool insert |
US12/155,085 US7727592B2 (en) | 2004-06-24 | 2008-05-29 | Coated insert |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0401637A SE527888C2 (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Coated cemented carbide cutter especially intended for turning stainless steel |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0401637D0 SE0401637D0 (en) | 2004-06-24 |
SE0401637L SE0401637L (en) | 2005-12-25 |
SE527888C2 true SE527888C2 (en) | 2006-07-04 |
Family
ID=32906867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0401637A SE527888C2 (en) | 2004-06-24 | 2004-06-24 | Coated cemented carbide cutter especially intended for turning stainless steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE527888C2 (en) |
-
2004
- 2004-06-24 SE SE0401637A patent/SE527888C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE0401637L (en) | 2005-12-25 |
SE0401637D0 (en) | 2004-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7396371B2 (en) | Coated insert | |
US7153562B2 (en) | Coated cemented carbide insert | |
JP4680932B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
JP4739236B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
EP1616976B1 (en) | Coated insert | |
WO2012063515A1 (en) | Surface-coated cutting tool | |
JPWO2006064724A1 (en) | Surface coated cutting tool | |
SE509616C2 (en) | Cemented carbide inserts with narrow grain size distribution of WC | |
JP2009028894A (en) | Coated cutting tool | |
SE511211C2 (en) | A multilayer coated polycrystalline cubic boron nitride cutting tool | |
JP2006192545A (en) | Surface-coated cutting tool and its manufacturing method | |
US10570521B2 (en) | Multilayer structured coatings for cutting tools | |
JP2017177292A (en) | Surface coated cutting tool | |
EP2708299B1 (en) | Surface-coated cutting tool | |
JP6614446B2 (en) | Surface coated cutting tool with excellent chipping and peeling resistance with excellent hard coating layer | |
CN109562461B (en) | Surface-coated cutting tool having excellent welding chipping resistance and peeling resistance | |
SE527906C2 (en) | Coated cemented carbide cutter especially intended for turning stainless steel | |
SE527888C2 (en) | Coated cemented carbide cutter especially intended for turning stainless steel | |
JP2006082210A (en) | Surface coated cutting tool | |
JP2006192544A (en) | Surface-coated cutting tool and its manufacturing method | |
JP2007118155A (en) | Surface-coated cermet throwaway cutting tip having hard coating layer exhibiting excellent chipping resistance in high speed cutting | |
EP3871815A1 (en) | Cutting tool | |
JP2021146421A (en) | Surface-coated cutting tool | |
JP2007090457A (en) | Surface coated cermet-made cutting throw-away tip having hard coating layer exhibiting excellent chipping resistance in high speed cutting | |
JP2007118103A (en) | Surface coated cermet throwaway cutting tip having hard coating layer exhibiting excellent chipping resistance in high speed cutting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |