SE528107C2 - Belagt hårdmetallskär, speciellt användbart för höghastighetsbearbetning av metalliska arbetsstycken - Google Patents

Belagt hårdmetallskär, speciellt användbart för höghastighetsbearbetning av metalliska arbetsstycken

Info

Publication number
SE528107C2
SE528107C2 SE0402386A SE0402386A SE528107C2 SE 528107 C2 SE528107 C2 SE 528107C2 SE 0402386 A SE0402386 A SE 0402386A SE 0402386 A SE0402386 A SE 0402386A SE 528107 C2 SE528107 C2 SE 528107C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
thickness
coating
alumina
cemented carbide
Prior art date
Application number
SE0402386A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0402386D0 (sv
SE0402386L (sv
Inventor
Kenneth Westergren
Marian Mikus
Leif Aakesson
Original Assignee
Sandvik Intellectual Property
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik Intellectual Property filed Critical Sandvik Intellectual Property
Priority to SE0402386A priority Critical patent/SE528107C2/sv
Publication of SE0402386D0 publication Critical patent/SE0402386D0/sv
Priority to EP20050445070 priority patent/EP1643012B1/en
Priority to AT05445070T priority patent/ATE404711T1/de
Priority to DE200560008845 priority patent/DE602005008845D1/de
Priority to US11/240,635 priority patent/US7416778B2/en
Priority to JP2005291362A priority patent/JP5079998B2/ja
Priority to KR1020050092918A priority patent/KR20060052000A/ko
Publication of SE0402386L publication Critical patent/SE0402386L/sv
Publication of SE528107C2 publication Critical patent/SE528107C2/sv
Priority to KR1020120133906A priority patent/KR20120140642A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P17/00—Metal-working operations, not covered by a single other subclass or another group in this subclass
    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C1/00—Milling machines not designed for particular work or special operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P17/00—Metal-working operations, not covered by a single other subclass or another group in this subclass
    • B23P17/02—Single metal-working processes; Machines or apparatus therefor
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/14—Cast iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2224/00—Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23B2224/04—Aluminium oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2224/00—Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23B2224/32—Titanium carbide nitride (TiCN)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2224/00—Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23B2224/36—Titanium nitride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2228/00—Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23B2228/04—Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner applied by chemical vapour deposition [CVD]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2228/00—Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23B2228/10—Coatings
    • B23B2228/105—Coatings with specified thickness
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
    • Y10T428/24967—Absolute thicknesses specified
    • Y10T428/24975—No layer or component greater than 5 mils thick
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/10—Process of turning

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

25 30 35 528 107 2 genomsnittlig tjocklek av 1 till 25 pm och en värmeomvandlad a- kristallstruktur framställd ur ett ångdeponerat aluminiumoxidskikt av K- eller 0-typ, och med en struktur med likformigt fördelade sprickor däri bildade under värmeomvandling, och ett aluminiumoxidskikt, som ett övre skikt, skapat genom ångdeponering med en genomsnittlig tjocklek av 0,3 till 10 pm och en a- kristallstruktur.
US 6,720,095 beskriver en belagd sintrad hårdmetallkropp som omfattar en hårdmetallkropp, ett första skikt närmast hårdmetall- kroppen, det första skiktet omfattar Ti(C,N) från omkring 3 till omkring 20 um, ett aluminiumoxidskikt närmast nämnda första skikt, aluminiumoxidskiktet omfattande a-Al2O3 eller K-Al2O3 och med en tjocklek från omkring 1 till omkring 15 pm, och ett ytterligare skikt närmast aluminiumoxidskiktet av en karbid, karbonitrid eller oxikarbonitrid av en eller flera av Ti, zr och Hf, där det ytterligare skiktet har en tjocklek från omkring 1 till 15 pm. Ett friktionsreducerande skikt, som omfattar ett eller flera av 7-Al203, K-Al203 och nanokristallin Ti(C,N) och har en tjocklek från omkring 1 till omkring 5 pm, kan vara närmast det ytterligare skiktet. och med en tjocklek av US 6,l83,846 beskriver ett belagt skärverktyg som omfattar en hård beläggning på en yta av ett basmaterial av hårdmetall eller cermet. Den hårda beläggningen omfattar ett inre skikt på bas- materialet, ett mellanliggande skikt på det inre skiktet och ett yttre skikt på det mellanliggande skiktet. Det inre skiktet, med en tjocklek av 0,1 till 5 pm, består av en karbid, en nitrid, en karbonitrid, en karbooxid, en oxikarbonitrid eller en bornitrid av Ti. Det mellanliggande skiktet består av Al203 med en tjocklek av 5 till 50 um eller ZrO2 med en tjocklek av 0,5 till 20 pm. Det yttre skiktet med en tjocklek av 5 till 100 um består av en karbid, en nitrid, en karbonitrid, en karbooxid, en oxikarbonitrid eller en bornitrid av Ti.
Hårdmetall, särskilt belagd hårdmetall, är avgjort det mest använda skärverktygsmaterialet. Andra använda material omfattar cermets, keramik, cBN och diamant. Keramik används ofta för tillämpningar som kräver hög produktivitet, såsom bearbetning av bromsskivor och andra komponenter i bilindustrin, eftersom hårdmetall kan inte stå emot den höga temperaturen som fås under de höghastighetsoperationer som är nödvändiga för att erhålla den önskade höga produktiviteten. Emellertid är keramisk verktyg dyra 10 15 20 25 30 35 40 528 107 3 på grund av den höga framställningskostnaden. Det är därför önskvärt att om möjligt kunna ersätta keramiska verktyg med hårdmetallverktyg.
Det är därför ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla härdmetallskärverktyg med prestanda som keramisk skärverktyg i höghastighetsoperationer.
Det har nu överraskande visat sig att belagda skär bestående av ett substrat med hög hårdhet och en okonventionellt tjock beläggning kan användas i höghastighetsbearbetning med väsentligen samma eller bättre prestanda som keramiska skär.
Fig. l visar en egg för ett skär i tvärsnitt, försedd med en beläggning enligt föreliggande uppfinning.
Fig. 2 visar i större förstoring beläggningen enligt föreliggande uppfinning.
I Fig. 1-2 hårdmetallsubstrat Ti(C,N)-skikt som omfattar binde~ och övergångsskikt Al2O3-Skikt Ti(C,N)-skikt som omfattar binde- och övergångsskikt Al2O3-skikt EIUONIP' 1 I Mera exakt avser föreliggande uppfinning ett belagt hårdmetallskär speciellt användbart för höghastighetsbearbetning av metalliska arbetsstycken.
Höghastighetsbearbetning av ett metallarbetsstycke kan göras med användning av ett belagt skär omfattande en hårdmetallkropp och en beläggning utfälld som enkelskikt eller som multiskikt och/eller alternerande skikt. Beläggning har en tjocklek av 25-75 pm och bearbetningen utförs vid en skärhastighet >600 m/min, företrädesvis 800-1500 m/min vid en skärdjup av 2-4 mm och en matning av 0,3-0,7 mm/varv. Företrädesvis har hårdmetallkroppen en hårdhet av >1600 Hva, företrädesvis >17oo Hvs, helst >175oA Hva.
I en föredragen utföringsform omfattar beläggningen åtminstone ett skikt av en karbid, nitrid, karbonitrid eller oxikarbonitrid av en eller flera av Ti, Zr och Hf eller blandningar därav och åtminstone ett skikt av aluminiumoxid, företrädesvis alfa- aluminiumoxid.
I ytterligare en föredragen utföringsform omfattar beläggningen ett första skikt närmast hårdmetallkroppen, det första 10 15 20 25 30 35 528 107 4 skiktet omfattar en karbid, nitrid, karbonitrid eller oxikarbonitrid av en eller flera av Ti, Zr och Hf eller blandningar därav ett aluminiumoxidskikt närmast nämnda första skikt ett ytterligare skikt närmast aluminiumoxidskiktet, det ytterligare skiktet omfattar en karbid, karbonitrid eller oxikarbonitrid av en eller flera av Ti, Zr och Hf och ett ytterligare aluminiumoxidskikt närmast nämnda ytterligare skikt.
Ett sådant förfarande är speciellt användbart för bearbetning av grätt gjutjärn.
Föreliggande uppfinning avser ett belagt skär speciellt användbart för bearbetning vid hög skärhastighet, >600 m/min, omfattande en hárdmetallkropp och en beläggning. Beläggningen omfattar fyra skikt. Varje skikt är utfällt som enkelskikt och/eller multiskikt som omfattar alternerande delskikt som omfattar övergängsskikt och/eller skikt främjande vidhäftning och/eller styrning av fas av ett därefter utfällt skikt.
Beläggningen har en total tjocklek av 25-75 pm och omfattar: ett första skikt närmast härdmetallkroppen, det första skiktet omfattande en karbid, nitrid, karbonitrid eller oxikarbonitrid av en eller flera av Ti, Zr och Hf eller blandningar därav med en tjocklek av 3-30 pm, företrädesvis 4-15 pm, ett a-aluminiumoxidskikt närmast nämnda första skikt med en tjocklek av 3-40 um, företrädesvis 4-20 pm ett ytterligare skikt närmast aluminiumoxidskiktet, det ytterligare skiktet omfattande en karbid, nitrid, karbonitrid eller oxikarbonitrid av en eller flera av metallerna Ti, Zr och Hf eller blandningar eller multiskikt därav med en tjocklek av 3-30 pm, företrädesvis 4-15 pm och ett ytterligare a-aluminiumoxidskikt närmast nämnda ytterligare skikt med en tjocklek av 3-40 pm, företrädesvis 4~2O pm och i att härdmetallkroppen har en bindefashalt av 36,5 vikt-%, företrädesvis 55 vikt-%.
I en föredragen utföringsform är skillnaden i tjocklek mellan det första skiktet och det ytterligare skiktet <20 % och skillnaden i tjocklek mellan aluminiumoxidskiktet och det ytterligare aluminiumoxidskiktet <20 %. 10 15 20 25 30 35 528 107 5 .
I en annan föredragen utföringsform är skillnaden i tjocklek mellan det första skiktet och det ytterligare skiktet <20 % och tjockleken av det ytterligare aluminiumoxidskiktet 20-60 % av aluminiumoxidskiktet.
Företrädesvis, omfattar det första skiktet och/eller det ytterligare skiktet Ti(C,N) med kolumnär struktur.
Alla tjockleksvärden inbegriper tunna konventionella övergàngs- och bindeskikt såsom TiN, Ti(C,N), Ti(C,O), Ti(C,N,0) och Ti(N,0). Tjockleken av dessa enskilda binde- eller övergångsskikt är mellan 0,1 och 2 um.
I en annan utföringsform är ett eller flera ytterligare skikt applicerade ovanpå beläggningen, såsom ett tunt TiN-skikt, ett friktionsreducerande skikt såsom sulfider av volfram och/eller molybden, eller ett eller flera omväxlande Ti(C,N)- och Al2O3- skikt. För fallet med ett tunt yttersta TiN-skikt kan detta vara avlägsnat mekaniskt från spànsidan med känd teknik. I sådana fall är det yttersta skiktet på spánsidan Al203 och på släppningssidan TiN.
Substratet innehåller 36,5 vikt-%, företrädesvis 55 vikt-% bindefas och 0-10 vikt-% TiC, TaC och/eller NbC och/eller 0,2-0,6 vikt-% Cr2C3 och resten WC med en medelkornstorlek av 0,3-2 pm, företrädesvis 0,5-1,5 um.
Geometrin för skären enligt uppfinningen är sådan som används för bearbetning av kortspånande material d.v.s. skär med en plan spànsida, utan spánbrytare, eller med enkel spänbrytare.
Företrädesvis, har skären en förstärkningsfas på spånsidan med en bredd av 100-300 um och med en vinkel av 10-25 grader till spånsidan och med en eggavrundning av 20-50 pm.
Beläggningen är utfälld med användning av konventionella CVD- eller MT-CVD-tekniker såsom tidigare kända.
EXEMPEL 1 Hàrdmetallsubstrat A-D med sammansättningar enligt Tabell l framställdes på det konventionella sättet från pulver, som var malda, pressade och sintrade med eller utan slipning till skärgeometri, ISO-norm CNMAl204l6 T02020 och CNMAl204l6-KR.
Dessutom utsattes skären för mekanisk eggavrundning.
Därefter rengjordes och belades skären med användning av processer kända i tekniken. Sammansåttningar och tjocklekar för beläggningarna ses i Tabell 2. 10 15 20 25 528 107 6 Två huvudsakliga slags skikt, Ti(C,N) och a-Al2O3, utfälldes.
Ti(C,N) utfälldes så att en kolumnär kornstruktur hos skiktet erhölls. Detta gjordes med användning av den kända MT-CVD-processen (ME - mediumtemperatur, CVD - kemisk àngdeponering) där förutom andra gaser, acetonitril, CH3CN, användes som kväve- och kolkälla.
I starten av beläggningsprocessen, vid övergángszonen mellan Ti(C,N)- och Al203-skikt och vid slutet av beläggningsprocessen användes även konventionella processer. Dessa konventionella processer resulterade i framställningen av <2 um tjocka övergångs- eller bindeskikt av TiN, Ti(C,O) och/eller Ti(C,N,0).
Den yttersta beläggningen kan vara Al2O3 eller ett tunt TiN- skikt. Detta TiN-skikt kan vara avlägsnat mekaniskt fran spànsidan av skäret, med känd teknik. I detta fall var det yttersta skiktet Al203 pá spànsidan och TiN pà släppningssidan.
TABELL 1 Sammansättning av hárdmetallsubstraten i vikt-% Substrat Co TaC NbC TiC Cr3C2 WC Hàrdhet HV3 A 3,7 1,5 0,5 - - rest 1840 B 5,2 - - - 0,5 rest 1775 C 5,9 0,6 0,4 7,7 - rest 1850 D 6,0 - - - - rest 1620 TABELL 2 Sammansättning och tjocklek för skikten.
Belägs- *Ti(c,N) A12o3, Ti(c,N), A12o3, Ti(c,N), A12o3, **Tota1 ningsnr , pm pm pm pm pm pm tjocklek, Pm 1 upp- 7,5 11,1 7,6 9,0 --- --- 35,2 finning 2 upp~ 8.0 10,2 7,5 3,5 --- ~-- 29,2 f inning 3 upp- 8,8 12,4 8,5 12,2 e,o 12,6 62,5 f inning 4 7,2 10,1 --- --- --- --- 17,3 tidigare kand 5 8,5 4.5 --- --- --- --- 13,0 10 15 20 25 30 35 528 107 tidigare käm 6 15,3 15,5 30,8 *- skikt närmast härdmetallsubstratet, ** - total beläggningstjocklek omfattande binde- och övergàngskikt.
Ti(C,N)-skikttjocklek omfattar även tjocklek av binde- och övergängskikt EXEMPEL 2 Skär av typen CNMAl204l6 T02020 med en eggradie av 30 pm (såsom uppmätt pà det obelagda skäret) med substraten A, B och C med beläggning 1 eller 2 eller 6 betecknade A/1, B/2, B/6 respektive C/2, och B/4 och D/5 utsattes för ett höghastighetsskärprov i bromsskivor av ett grätt gjutjärn. Skivorna hade en diameter av 139 mm, omfattande smä plana ytor orienterade med olika vinklar mot kroppens axel. vidden av fasförslitningen hos skäreggen efter 150 skivor uppmättes. Som referenser användes skär B/4 och komersiellt tillgänglig Si3N¿-keramikskär med samma geometri.
Bearbetningsdata Arbetsstycke: SS0120, grått gjutjärn.
Typ av operation: kontinuerlig invändig svarvningsoperation.
Skärhastighet: varierande fràn 500 till 1000 m/min, mestadels över 900 m/min Skärdjup: 2-4 mm.
Matning: 0,5 mm/varv.
Kylmedel: torr operation.
Skärtid: totalt upp till 10 sekunder per stycke, omfattande ingrepp med olika tidslängder.
RESULTAT: Skär Fasförslitning¿_mm A/1 uppfinning 0,17 B/2 uppfinning 0,18 C/2 uppfinning 0,20 B/6 uppfinning 0,21 B/4 tidigare känt 0,60 D/5 tidigare känt 0,97 Si3N4-keramikskär 0,20 10 15 20 25 30 35 528 107 EXEMPEL 3 Exempel 2 upprepades med skär A/1, D/1, A/2, B/2, A/3, B/6. B/4 0Ch C/5 med bromsskivor av diameter 177 mm. Antalet bearbetade skivor tills skären var utslitna bestämdes.
Skärdata Arbetsstycke: SSOl20, grått gjutjärn.
Typ av operation: kontinuerlig invändig svarvningsoperation.
Skärhastighet: varierande från 600 till 1200 m/min, mestadels över 1000 m/min Skärdjup: 2-4 mm.
Matning: 0,5 mm/varv.
Kylmedel: torr operation.
Skärtid: totalt upp till 10 sekunder per stycke, omfattande ingrepp med olika tidslängder.
RESULTAT: Skär Antal skivor A/1 uppfinning 233 D/1 uppfinning 177 A/2 uppfinning 203 B/2 uppfinning 191 A/3 uppfinning 240 B/6 uppfinning 201 B/4 tidigare känt 80 C/5 tidigare känt 55 Si3N4-keramik /referens 217 EXEMPEL 4 Exempel 2 upprepades med skär A/l, A/2, A/4, A/6, B/2, B/4 och med ett arbetsstycke bestående av en packe av fem skivor av gràtt gjutjärn monterade intill varandra pà samma axel. De enskilda skivornas tjocklek var 16.5 mm och skivdiametern var omkring 245 mm. Längdsvarvningsoperationen utfördes så att skärhastigheten hölls konstant vid 1000 m/min. Det totala antalet passager genom de fem skivorna tills skären var utslitna, VB > 0,5 mm, inträffade bestämdes. eller eggbrott 0 10 15 528 107 9 Skärdata Arbetsstycke: SS0125, grått gjutjärn.
Typ av operation: Skärhastighet: 1000 m/min Skärdjup: 2 mm.
Matning: 0,5 m/varv.
Kylmedel: torr operation.
RESULTAT : Skär kontinuerlig svarvning med viss intermittens Antal passager A/1 metod enligt uppfinningen A/2 metod enligt uppfinningen B/2 metod enligt uppfinningen B/4 metod enligt den tidigare kända A/4 metod enligt den tidigare kända A/6 metod enligt uppfinningen Si3N4-keramik /referens 25 23 20 12 4 18 21

Claims (4)

10 15 20 25 30 528 107 10 Krav
1. Ett belagt hàrdmetallskär omfattande en hàrdmetallkropp och en beläggning omfattande enkelskikt och/eller multiskikt och/eller alternerande skikt k ä n n e t e c k n a t av att beläggningen har en total tjocklek av 25-75 pm och omfattande ett första skikt närmast hàrdmetallkroppen, det först skiktet omfattande en karbid, nitrid, karbonitrid eller oxikarbonitrid av en eller flera av Ti, Zr och Hf eller blandningar därav med en tjocklek av 3-30 pm, företrädesvis 4-15 pm, ett a-aluminiumoxidskikt närmast det första skiktet med en tjocklek av 3-40 pm, företrädesvis 4-20 pm ett ytterligare skikt närmast aluminiumoxidskiktet, det ytterligare skiktet omfattande en karbid, karbonitrid eller oxikarbonitrid av en eller flera av metallerna Ti, Zr och Hf eller blandningar därav med en tjocklek av 3-30 pm, företrädesvis 4-15 pm och ett ytterligare a-aluminiumoxidskikt närmast det ytterligare skiktet med en tjocklek av 3-40 pm, företrädesvis 4-20 pm och i att härdmetallkroppen har en bindefashalt av §6,5 vikt-%, företrädesvis 55 vikt-%.
2. Ett skär enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av att skillnaden i tjocklek mellan det första skiktet och det ytterligare skiktet är <20 % och skillnaden i tjocklek mellan aluminiumoxid- skiktet och det ytterligare aluminiumoxidskiktet <20 %.
3. Ett skär enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av att skillnaden i tjocklek mellan det första skiktet och det ytterligare skiktet är <20 % och tjockleken av det ytterligare aluminiumoxid- skiktet är 20-60 % av aluminiumoxidskiktet.
4. Ett skär enligt nagot av kraven l-3 k ä n n e t e c k n a t av att det första skiktet och/eller det ytterligare skiktet omfattar Ti(C,N) med kolumnär struktur.
SE0402386A 2004-10-04 2004-10-04 Belagt hårdmetallskär, speciellt användbart för höghastighetsbearbetning av metalliska arbetsstycken SE528107C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0402386A SE528107C2 (sv) 2004-10-04 2004-10-04 Belagt hårdmetallskär, speciellt användbart för höghastighetsbearbetning av metalliska arbetsstycken
EP20050445070 EP1643012B1 (en) 2004-10-04 2005-09-27 Coated cutting tool for high speed machining
AT05445070T ATE404711T1 (de) 2004-10-04 2005-09-27 Beschichtetes schneidwerkzeug zur hochgeschwindigkeitsbearbeitung
DE200560008845 DE602005008845D1 (de) 2004-10-04 2005-09-27 Beschichtetes Schneidwerkzeug zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
US11/240,635 US7416778B2 (en) 2004-10-04 2005-10-03 Method for high speed machining and coated cutting tool
JP2005291362A JP5079998B2 (ja) 2004-10-04 2005-10-04 被覆切削工具インサートで金属の被加工物を機械加工する方法及び被覆切削工具インサート
KR1020050092918A KR20060052000A (ko) 2004-10-04 2005-10-04 고속 기계가공 방법 및 피복 절삭공구
KR1020120133906A KR20120140642A (ko) 2004-10-04 2012-11-23 고속 기계가공 방법 및 피복 절삭공구

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0402386A SE528107C2 (sv) 2004-10-04 2004-10-04 Belagt hårdmetallskär, speciellt användbart för höghastighetsbearbetning av metalliska arbetsstycken

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0402386D0 SE0402386D0 (sv) 2004-10-04
SE0402386L SE0402386L (sv) 2006-04-05
SE528107C2 true SE528107C2 (sv) 2006-09-05

Family

ID=33414885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0402386A SE528107C2 (sv) 2004-10-04 2004-10-04 Belagt hårdmetallskär, speciellt användbart för höghastighetsbearbetning av metalliska arbetsstycken

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7416778B2 (sv)
EP (1) EP1643012B1 (sv)
JP (1) JP5079998B2 (sv)
KR (2) KR20060052000A (sv)
AT (1) ATE404711T1 (sv)
DE (1) DE602005008845D1 (sv)
SE (1) SE528107C2 (sv)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE528696C2 (sv) * 2005-02-25 2007-01-23 Sandvik Intellectual Property CVD-belagt skär av hårdmetall, cermet eller keramik och sätt att tillverka detsamma
SE529023C2 (sv) * 2005-06-17 2007-04-10 Sandvik Intellectual Property Belagt skär av hårdmetall
US20070298282A1 (en) * 2005-06-17 2007-12-27 Sandvik Intellectual Property Ab Coated cutting tool insert
SE530755C2 (sv) 2006-03-03 2008-09-02 Sandvik Intellectual Property Belagt cermetskär och användning därav
SE530634C2 (sv) * 2006-06-15 2008-07-22 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär, metod att tillverka detta samt dess användning vid torr fräsning av gjutjärn
US8323783B2 (en) * 2009-11-10 2012-12-04 Kennametal Inc. Coated cutting insert and method for making the same
US8668982B2 (en) 2009-11-10 2014-03-11 Kennametal Inc. Coated cutting insert and method for making the same
US9371580B2 (en) 2013-03-21 2016-06-21 Kennametal Inc. Coated body wherein the coating scheme includes a coating layer of TiAl2O3 and method of making the same
WO2014153440A1 (en) 2013-03-21 2014-09-25 Kennametal Inc. Coatings for cutting tools
CN105102673B (zh) 2013-03-21 2017-11-17 钴碳化钨硬质合金公司 用于切削工具的涂层
US9719175B2 (en) 2014-09-30 2017-08-01 Kennametal Inc. Multilayer structured coatings for cutting tools
US9650712B2 (en) 2014-12-08 2017-05-16 Kennametal Inc. Inter-anchored multilayer refractory coatings
US9650714B2 (en) 2014-12-08 2017-05-16 Kennametal Inc. Nanocomposite refractory coatings and applications thereof
US10100405B2 (en) * 2015-04-20 2018-10-16 Kennametal Inc. CVD coated cutting insert and method of making the same
KR101737707B1 (ko) * 2015-12-17 2017-05-29 한국야금 주식회사 절삭공구용 경질피막
CN105463388B (zh) * 2016-02-11 2018-01-19 广东工业大学 氧化铝系复合涂层、具有该复合涂层的梯度超细硬质合金刀具及其制备方法
US10502550B2 (en) * 2016-12-21 2019-12-10 Kennametal Inc. Method of non-destructive testing a cutting insert to determine coating thickness
RU2769502C1 (ru) * 2018-06-28 2022-04-01 Аб Сандвик Коромант Режущий инструмент с покрытием

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2917348C2 (de) * 1979-04-28 1984-07-12 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Verschleißfester Verbundkörper
US4984940A (en) * 1989-03-17 1991-01-15 Kennametal Inc. Multilayer coated cemented carbide cutting insert
US5370944A (en) * 1991-07-22 1994-12-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Diamond-coated hard material and a process for the production thereof
JP3424263B2 (ja) * 1993-05-27 2003-07-07 住友電気工業株式会社 被覆硬質合金部材
WO1994028191A1 (fr) * 1993-05-31 1994-12-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Outil coupant revetu et son procede de production
JPH07315989A (ja) 1994-04-01 1995-12-05 Ngk Spark Plug Co Ltd ダイヤモンド被覆部材の製造方法
KR100250587B1 (ko) 1994-10-04 2000-04-01 구라우치 노리타카 피복 경질합금
DE69617767T2 (de) * 1995-02-17 2002-08-08 Seco Tools Ab, Fagersta Sinterkarbidsubstrat mit Mehrschichten aus Aluminien
DE19518781C1 (de) * 1995-05-22 1996-09-05 Fraunhofer Ges Forschung Vakuumbeschichteter Verbundkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
SE518134C2 (sv) * 1997-12-10 2002-09-03 Sandvik Ab Multiskiktbelagt skärverktyg
SE518151C2 (sv) * 1997-12-10 2002-09-03 Sandvik Ab Multiskiktbelagt skärverktyg
US6251508B1 (en) * 1998-12-09 2001-06-26 Seco Tools Ab Grade for cast iron
SE516071C2 (sv) 1999-04-26 2001-11-12 Sandvik Ab Hårdmetallskär belagt med en slitstark beläggning
DE60037893T2 (de) * 1999-06-21 2008-05-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Beschichtetes hartmetall
SE520252C2 (sv) * 2000-11-22 2003-06-17 Sandvik Ab Sätt att fräsa ett material bestående av aluminium och perlitiskt grått gjutjärn
US6805944B2 (en) * 2001-03-26 2004-10-19 Mitsubishi Materials Corporation Coated cemented carbide cutting tool
US6733874B2 (en) 2001-08-31 2004-05-11 Mitsubishi Materials Corporation Surface-coated carbide alloy cutting tool
EP1323847A3 (en) * 2001-12-28 2005-09-14 Seco Tools Ab Coated cemented carbide body and method for use
JP2004263251A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Tungaloy Corp ７ａ族元素含有超硬合金
SE526674C2 (sv) * 2003-03-24 2005-10-25 Seco Tools Ab Belagt hårdmetallskär
EP1477581A1 (en) * 2003-05-10 2004-11-17 Seco Tools Ab Enhanced alumina layer produced by CVD

Also Published As

Publication number Publication date
US7416778B2 (en) 2008-08-26
KR20120140642A (ko) 2012-12-31
ATE404711T1 (de) 2008-08-15
SE0402386D0 (sv) 2004-10-04
DE602005008845D1 (de) 2008-09-25
EP1643012A1 (en) 2006-04-05
SE0402386L (sv) 2006-04-05
JP5079998B2 (ja) 2012-11-21
EP1643012B1 (en) 2008-08-13
KR20060052000A (ko) 2006-05-19
JP2006102937A (ja) 2006-04-20
US20080070046A1 (en) 2008-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7416778B2 (en) Method for high speed machining and coated cutting tool
US7544024B2 (en) Coated cutting insert and manufacturing method thereof
KR101384421B1 (ko) 표면 피복 절삭 공구
EP1952920B1 (en) Cutting tip of cutting edge replacement type
US8003234B2 (en) Coated cutting insert and manufacturing method thereof
KR100847715B1 (ko) 절삭 공구 인서트 및 그 사용 방법
IL180049A (en) Coated cutting insert and manufacturing method thereof
IL184454A (en) Interchangeable cutting implant for cutting tools
CN102197162A (zh) 涂层工具及其制造方法
KR20190005959A (ko) 표면 피복 절삭 공구
KR20130019378A (ko) 표면 피복 절삭 공구
KR20200127251A (ko) 피복 공구 및 이것을 구비한 절삭 공구
JPH08104597A (ja) ダイヤモンド複合膜およびダイヤモンド複合膜付部材
US10596637B2 (en) Tool
WO2019181793A1 (ja) インサート及びこれを備えた切削工具
JP2006334720A (ja) 被覆工具部材
JP4878808B2 (ja) 刃先交換型切削チップ
US11839923B2 (en) Coated tool, cutting tool, and method for manufacturing machined product
JP2024092734A (ja) 被覆切削工具
KR20220136411A (ko) 피복 공구
JP2021146478A (ja) 耐欠損性にすぐれた表面被覆切削工具
KR20200079643A (ko) 절삭공구용 경질피막 및 이의 제조방법
JP2010274334A (ja) 表面被覆切削工具およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed