SE528434C2 - Belagt skär för våtfräsning, sätt och användning av detsamma - Google Patents

Belagt skär för våtfräsning, sätt och användning av detsamma

Info

Publication number
SE528434C2
SE528434C2 SE0402708A SE0402708A SE528434C2 SE 528434 C2 SE528434 C2 SE 528434C2 SE 0402708 A SE0402708 A SE 0402708A SE 0402708 A SE0402708 A SE 0402708A SE 528434 C2 SE528434 C2 SE 528434C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
cemented carbide
carbide body
thickness
coating
Prior art date
Application number
SE0402708A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0402708D0 (sv
SE0402708L (sv
Inventor
Ingemar Hessman
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 SE0402708A priority Critical patent/SE528434C2/sv
Publication of SE0402708D0 publication Critical patent/SE0402708D0/sv
Priority to SE0500015A priority patent/SE0500015D0/sv
Priority to EP05445076A priority patent/EP1655390A1/en
Priority to US11/261,909 priority patent/US7429151B2/en
Priority to JP2005323517A priority patent/JP2006136998A/ja
Priority to CNA2005101203470A priority patent/CN1781632A/zh
Publication of SE0402708L publication Critical patent/SE0402708L/sv
Publication of SE528434C2 publication Critical patent/SE528434C2/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical 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
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical 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
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/403Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005Coating 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

35 (Fl s” CC -Éä- CN -šš 2 Skären enligt föreliggande uppfinning består av: en hàrdme- tallkropp med en relativt högt W-legerad bindefas och med en väl- balanserad kemisk sammansättning och kornstorlek för WC, ett ko- lumnärt TiCXNy-skikt, ett K-Al203-skikt, ett TiN-skikt och eventu- ellt följt av utjämning av skäreggarna genom borstning av eggarna.
Enligt föreliggande uppfinning föreligger ett skär med en härd- metallkropp av en sammansättning 5-8 vikt-% Co och rest WC med en medelkornstorlek av 1-2,5 um. Koboltbindefasen är högt legerad med W. Innehållet av W i bindefasen kan uttryckas som CW-värdet= Ms /(vikt-% Co 0,016l), där Ms är uppmätt mättnadsmagnetisering av hàrdmetallkroppen i hAm2 /kg och vikt-% Co är viktprocent Co i hàrdmetallen. CW-värdet är en funktion av W-halten i Co-bindefasen. Ett làgt CW-värde m0tSVärâI en hög W-halt i bindefasen.
Enligt föreliggande uppfinning fàs förbättrade skärprestanda om hàrdmetallkroppen har ett CW-värde av 0,75-0,93, 0,80-0,90. Hàrdmetallkroppen får innehålla Små mängder, <1 Volym- %, av eta fas (M6C), utan någon skadlig effekt.
Företrädesvis är ytsammansättningen av hàrdmetallskäret välde- finierad och mängden av Co pá ytan är inom -2 vikt-% till +4 vikt- % av den nominella halten. företrädesvis - Radien av skäreggen är 35-50 pm.
Beläggningen omfattar - ett första (innersta) skikt av TiCXNy0z med x+y+z=l, y>x och zO,8 och z=O, med likaxliga korn med storlek - ett skikt av TiCxNy med x+y=1, x>O,3 och y>O,3, företrädes- vis x¿0,5, med en tjocklek av 1-4 pm, företrädesvis 2-2,7 pm, med kolumnära korn och med en medeldiameter av <5 pm, företrädesvis 0,1-2 pm, - ett skikt av en jämn, finkornig (medelkornstorlek omkring 0,5-2 um) A12O3 bestående väsentligen av K-fas. Men skiktet får in- nehàlla sma mängder (<5 vol-%) av andra faser sàsom 6- eller a-fas bestämd med röntgendiffraktionsmätning. Al2O3-skiktet har en tjocklek av 1-2,5 um, företrädesvis 1,2-1,7 um och - ett ytterligare 0,5-1,0 pm tjockt skikt av TiN. Detta yt- tersta skikt av TiN har en ytfinhet Rmax§O,4 pm över en längd av 10 um. TiN-skiktet är helst avlägsnat längs skäreggen och det under- 10 20 25 30 35 40 liggande aluminiumoxidskiktet kan vara helt eller delvis avlägsnat längs skäreggen.
Föreliggande uppfinning även avser ett sätt att tillverka en hàrdmetallkropp med en sammansättning av 5-8 vikt-% Co och rest WC med en medelkornstorlek av l-2,5 pm. Koboltbindefasen är högt legerad med W. Innehållet av W i bindefasen uttryckt som CW-värdet är 0,75-0,93, företrädesvis 0,80-0,90.
Radien hos den obelagda skäreggen är 35-60 pm.
Beläggningen omfattar: - ett första (innersta) skikt av TiCXNyOz med x+y+z=l, Y>X Och z<0,2, företrädesvis y>0,8 och z=0, med likaxliga korn med storlek kända CVD-metoder, - ett skikt av TiCxNy med x+y=l, x>O,3 och y>0,3, företrädes- vis x¿0,5, med en tjocklek av 1-4 pm, företrädesvis 2-2,7 pm, med kolumnära korn och med en medeldiameter av <5 pm, företrädesvis 0,1-2 pm med användning av företrädesvis MTCVD-teknik (med använd- ning av acetonitril som kol- och kvävekälla för bildning av skik- tet i temperaturintervallet 700-900 OC). Men de exakta betingel- serna beror i viss utsträckning pà utformningen av den utrustning som används, - ett jämnt Al2O3-skikt väsentligen bestående av K-Al2O3 ut- fälld under betingelser beskrivna i t ex US 5,674,564. Al2O3-skik- tet har en tjocklek av 1-2,5 pm, företrädesvis 1,2-1,7 um och - ett 0,5-1,0 pm tjockt skikt av TiN med en ytfinhet RmaxíO,4 um över en längd av 10 um.
Den jämna beläggningsytan uppnås av en mild vàt-blästring av beläggningens yta med finkornigt (400-150 mesh) aluminiumoxidpul- ver eller med borstning av eggarna med borstar baserade pà t ex SiC som beskrivits i t ex i US 5,86l,210. TiN-skiktet avlägsnas helst längs skäreggen och det underliggande aluminiumoxidskiktet kan helt eller delvis avlägsnas längs skäreggen.
Uppfinningen avser även användning av skär enligt ovan för vàtfräsning, med användning av flytande kylmedel, av högt legerat grått gjutjärn, vid 110-270 m/min och en matning av 0,15-0,35 mm/tand. Den även avser användning av skär enligt ovan för vàtfräsning av kompaktgrafitjärn och nodulärt järn vid en skärhastighet av 70-230 m/min och en matning av 0,15-0,35 mm/tand beroende pà skärhastighet och skärgeometri.
Exempel l 20 25 30 LH HD GO $> CN 4:; 4 Hàrdmecaiifrässkär enligt uppfinningen med Sarnnansättningen 6,0 vikt-s co och balans wc sincraaes pà konventionellt sätt vid l4lO°C och kyldes ner till l200°C i 0,6 bar H2 resulterande i skär med en bindefas högt legerad med W, motsvarande ett CW-värde av 0,85 och en Co-halt pä ytan motsvarande 7 vikt-% mätt med energidispersiv spektroskopi. Efter konventionell ER-behandling till en eggavrundning av 50 pm, belades skären med ett 0,5 pm likaxligt TiC0,05N0,95-skikt (med en hög kvävehalt motsvarande ett uppskattat C/N~förhàllande av 0,05) följt av ett 2,6 pm tjockt TiCO,54N0,45-skikt, med kolumnära korn med användning av MTCVD- teknik (temperatur 850-885 °C och CH3CN som kol/kvävekälla). I följande steg under samma beläggningscykel, utfälldes ett 1,3 um tjockt skikt av Al203 med användning av en temperatur 970 OC och en koncentration av H28 dopningsmedel av 0,4 % som beskrivits i US 5,674,564. Ett tunt (0,5 um) skikt av TiN utfälldes ovanpå enligt känd CVD-teknik. Röntgendiffraktionsmätning visade att Al2O3~skik- tet bestod av 100% K-fas.
De belagda skären borstades med användning av en nylonborste innehållande SiC korn; Undersökning av de borstade skären i ett ljusoptiskt mikroskop avslöjade att det yttersta, tunna TiN-skik- tet och något av Al2O3-skiktet hade borstats bort längs själva skäreggen, och lämnade där en jämn Al203-yta. Beläggningstjock- leksmätningar pá tvärsnitt av borstade skär visade att det yt- tersta TiN-skiktet och ungefär halva Al2StO3-skíktet hade avlägs- nats längs egglinjen.
Exempel 2 Skär enligt föreliggande uppfinning provades i planfräsning av cylinderhuvuden i legerat grätt gjutjärn Verktyg: Sandvik Coromant R260.31-250 Antal skär: 40 st Kriterium: Ytfinhet och arbetsstyckeurgryning.
Referens: TNEF 1204EN-CA i sort Sandvik Coromant K2OW Skärdata Skärhastighet: Vc = 118 m/min Mätning per tand: Fz= 0,23 mm per tand Skärdjup: Ap=3 mm Vàta betingelser N 20 30 40 TI TMÖ CD “få LN $> 5 Livslängd referens (känd teknik) 523 Cylinderhuvuden i stan- dardproduktion Livslängd av uppfinning 1027 cylinderhuvuden. Genomsnitt av fem prov. Ökning i livslängd 96 % med förbättrad ytfinhet och produkti- vitet.
Exempel 3 Skär enligt föreliggande uppfinning provades i en planfräsning av Cylinderhuvuden i legerat gràtt gjutjärn Verktyg: Sandvik Coromant R260.3l-250 Antal skär: 40 st Kriterier: Ytfinhet och arbetsstyckeurgryning.
Referens TNEF l204EN-65 i sort Sandvik Coromant KZOW Skärdata Skärhastighet: Vc = 156 m/min Matning per tand: Fz= 0,29 mm per tand Skärdjup: Ap=3,5 mm Vàta betingelser Livslängd referens (känd teknik) 683 Cylinderhuvuden i stan- dardproduktion.
Livslängd för uppfinningen 1435 cylinderhuvuden. Genomsnitt av 5 prov Ökning av livslängd 110 % med förbättrad ytfinhet.
Exempel 4 Planfräsning av cylinderblock i legerat grått gjutjärn Verktyg: Sandvik Coromant R260.31-315 Antal skär: 50 st Kriterier: Arbetsstyckeurgryning.
Referens: TNEF l204EN-CA i sort Sandvik Coromant GC4040 Skärdata Skärhastighet: Vc = 180 m/min Matning per tand: Fz= 0,15 mm per tand Skärdjup: Ap=4 mm Vàta betingelser Livslängd referens 784 motorblock i standardproduktion Livslängd för uppfinningen 1583 motorblock. Genomsnitt av fem prov. Ökning i livslängd 100 % med förbättrad ytfinhet

Claims (7)

1. N 20 25 30 35 40 528 4-54 Krav l. Ett skär för fräsning i högt legerat grått gjutjärn med el- ler utan gjuthud under våta betingelser vid företrädesvis ganska höga skärhastigheter och fräsning av nodulärt gjutjärn och kompaktgrafitjärn med eller utan gjuthud under vàta betingelser vid måttliga skärhastigheter omfattande en hårdmetallkropp och en beläggning k ä n n e t e c k n a t av att hàrdmetallkroppen består av WC med en medelkornstorlek av 1-2,5 pm, 5-8 vikt-% Co och en högt W-legerad bindefas med ett CW-värde av 0,75-0,93 med <1 vol-% eta-fas med en eggradie före beläggning av 35-50 pm och i att beläggningen omfattar - ett första, innersta skikt av TiCXNyOZ med x+y+z=l, y>x och z<0,2, företrädesvis y>O,8 och z=0, med likaxliga korn med storlek - ett skikt av TiCXNy med x+y=l, x>O,3 och y>O,3, företrädes- vis x¿O,5, med en tjocklek av l-4, företrädesvis 2-2,7 pm, med kolumnära korn med en medeldiameter av <5 pm, företrädesvis 0,1-2 Hm - ett skikt av en jämn, finkornig, 0,5-2 pm K-Al203 med e tjocklek av 1-2,5, företrädesvis 1,2-1,7 pm och “ - ett yttre skikt av TiN med en tjocklek av 0,5-1,0 pm.
2. Frässkär enligt krav l k ä n n e t e c k n a t av att ytsammansättningen av hàrdmetallkroppen är väl definierad varvid mängden av Co pá ytan är inom -2 vikt-% till +4 vikt-% av den nominella Co-halten.
3. Frässkär enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att det yttersta TiN-skiktet saknas längs skäreggen.
4. Sätt att tillverka ett frässkär omfattande en hàrdmetall- kropp och en beläggning k ä n n e t e c k n a t av att hàrdmetallkroppen består av WC med en medelkornstorlek av l-2,5 pm, 5-8 vikt-% Co och en högt W-legerad bindefas med ett CW-värde av 0,75-0,93 med <1 vol-% eta-fas med en eggradie före beläggning av 35-50 pm varvid sättet omfattar stegen: - utfällning med en CVD-metod av ett första, innersta skikt av TiCXNyOz med X+y+z=l, y>x och z<0,2, företrädesvis y>O,8 och z=0, med likaxliga korn med storlek <0,5 pm och en total tjocklek av 0,1-1,5 pm, - utfällning med en MTCVD-teknik av ett skikt av TiCxNy med X+Y=l, x>0,3 och y>0,3, företrädesvis x¿0,5, med en tjocklek av 1- 20 , f 0 520 4-54 4, företrädesvis 2-2,7 pm, med kolumnära korn med en medeldiameter av <5 um, företrädesvis 0,1-2 pm, varvid MTCVD-tekniken använder acetonitril som en källa för kol och kväve för bildande av ett skikt i ett temperaturintervall av 700-900°C, - utfällning av ett skikt av en jämn, 0,5-2 km K* Al2O3 med en tjocklek av 1-2,5, företrädesvis 1,2-1,7 pm och - utfällning av ett yttre skikt av TiN med en tjocklek av 0,5-1,0 pm.
5. Sätt enligt föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att en ytsammansättning av hàrdmetallkroppen är väl definierad varvid mängden Co pà ytan är inom -2 vikt-% till +4 vikt-% av den nominella Co-halten. finkornig,
6. Sätt enligt nàgot av kraven 4 och 5 k ä n n e t e c k n a t av att det yttersta TiN-skiktet avlägsnas längs skäreggen.
7. Användning av ett skär enligt kraven 1-3 för vàtfräsning, med användning av flytande kylmedel, av legerat grått gjutjärn med eller utan gjuthud, vid en skärhastighet av 110-270 m/min och en matning av 0,15-0,35 mm/tand eller av kompaktgrafitjärn och nodulärt gjutjärn med eller utan gjuthud vid en skärhastighet av 70-230 m/min och en matning av 0,15-0,35 mm/tand beroende pá skärhastighet och skärgeometri.
SE0402708A 2004-11-08 2004-11-08 Belagt skär för våtfräsning, sätt och användning av detsamma SE528434C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0402708A SE528434C2 (sv) 2004-11-08 2004-11-08 Belagt skär för våtfräsning, sätt och användning av detsamma
SE0500015A SE0500015D0 (sv) 2004-11-08 2005-01-03 Coated inserts for wet milling
EP05445076A EP1655390A1 (en) 2004-11-08 2005-10-18 Coated inserts for wet milling
US11/261,909 US7429151B2 (en) 2004-11-08 2005-10-31 Coated inserts for wet milling
JP2005323517A JP2006136998A (ja) 2004-11-08 2005-11-08 湿式フライス切削加工のための被覆インサート
CNA2005101203470A CN1781632A (zh) 2004-11-08 2005-11-08 用于湿铣的涂层刀片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0402708A SE528434C2 (sv) 2004-11-08 2004-11-08 Belagt skär för våtfräsning, sätt och användning av detsamma

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0402708D0 SE0402708D0 (sv) 2004-11-08
SE0402708L SE0402708L (sv) 2006-05-09
SE528434C2 true SE528434C2 (sv) 2006-11-14

Family

ID=33488178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0402708A SE528434C2 (sv) 2004-11-08 2004-11-08 Belagt skär för våtfräsning, sätt och användning av detsamma

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN1781632A (sv)
SE (1) SE528434C2 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105252239A (zh) * 2015-10-16 2016-01-20 东华大学 一种梯度硬质合金刀具制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1781632A (zh) 2006-06-07
SE0402708D0 (sv) 2004-11-08
SE0402708L (sv) 2006-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5945207A (en) Coated cutting insert
EP0871796B1 (en) Coated milling insert and method of making it
SE519250C2 (sv) Belagt hårdmetallskär och användning av detsamma för våtfräsning
US8252435B2 (en) Cutting tool, process for producing the same, and method of cutting
JP2000515433A (ja) 被覆された切削植刃及びその製造方法
SE529856C2 (sv) Belagt hårdmetallskär, sätt att tillverka detta samt dess användning för fräsning
SE530634C2 (sv) Belagt hårdmetallskär, metod att tillverka detta samt dess användning vid torr fräsning av gjutjärn
US7431542B2 (en) Coated cutting insert
SE531670C2 (sv) Texturerat alfa-aluminiumoxidbelagt skär för metallbearbetning
US7431977B2 (en) Coated inserts for dry milling
EP2171127A1 (en) Fine grained cemented carbide for turning in heat resistant super alloys (hrsa)
JP2002520175A (ja) コーティングされた溝切り又は分割インサート
KR20070100223A (ko) 내마모성이 요구되는 단공 드릴링 작업용 초경합금 인서트
SE528109C2 (sv) Fasningsskär, speciellt för fasfräsning av stålplåt för oljerör, samt sätt att tillverka detsamma
KR20130115089A (ko) 텍스쳐화된 알루미나 층
SE526599C2 (sv) CVD-belagt hårdmetallskär
US9149871B2 (en) Alumina layer with multitexture components
JP5402516B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
SE529857C2 (sv) Belagt hårdmetallskär, sätt att tillverka detta samt dess användning för djuphålsborrning
SE528434C2 (sv) Belagt skär för våtfräsning, sätt och användning av detsamma
US7429151B2 (en) Coated inserts for wet milling
SE527724C2 (sv) Belagt skärverktyg för bearbetning av bimetall samt sätt och användning
SE511210C2 (sv) Belagt skärverktyg av hårdmetall för svarvning i låglegerande stål
SE532021C2 (sv) CVD belagt hårdmetallskär för frästillämpningar och tillverkningssätt

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed