SE529052C2 - PVD-belagt skärverktygsskär av hårdmetall - Google Patents
PVD-belagt skärverktygsskär av hårdmetall Download PDFInfo
- Publication number
- SE529052C2 SE529052C2 SE0502009A SE0502009A SE529052C2 SE 529052 C2 SE529052 C2 SE 529052C2 SE 0502009 A SE0502009 A SE 0502009A SE 0502009 A SE0502009 A SE 0502009A SE 529052 C2 SE529052 C2 SE 529052C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- layer
- thickness
- alumina
- cemented carbide
- aluminum nitride
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0617—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/081—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
25 30 35 529 052 2 USP 5,310,607 beskriver PVD utfälld aluminiumoxid med ett innehåll av >5% Cr. En hårdhet av >2O GPa och en kristallstruktur av alfafas på- visades för en Cr-halt över 20%. Ingen.Cr-tillsats ger amorf alumini- umoxid med en hårdhet av 5 GPa.
De flesta belagda verktyg har idag ett toppskikt av en guldfär- gad TiN för att göra det lätt att skilja mellan en använd och en oan- vänd skäregg med blotta ögat. TiN är inte alltid det föredragna topp- skiktet speciellt inte i tillämpningar där spànan kanske kan häfta vid TiN-beläggningen. Partiell blästring av beläggningar visas i EP- A-1193328 i avsikt att möjliggöra förslitningsupptäckt samtidigt som de fördelaktiga egenskaperna hos den underliggande beläggningen bibe- hålls. Förslitningen på spånsidan är mestadels av kemisk natur och behöver en kemiskt stabil förening medan förslitning på släppningssi- dan är mestadels av mekanisk natur och kräver en hårdare och abrasiv- resistent förening.
Avsikten med föreliggande uppfinning är att förelägga en bättre skärverktygssammansättning med en multiskiktbeläggning. Beläggningen företrädesvis tillverkad i en PVD-process består av en (Ti,Al)N före- ning näst intill substratet, ett aluminiumoxidskikt ovanpå och åtmin- stone två ytterligare omväxlande skikt av (Ti,Al)N och aluminiumoxid och ett yttersta skikt av ZrN. ZrN-skiktet är avlägsnat på spånsidan i en efterbehandling, företrädesvis blästring eller borstning. För fullständigt avlägsnande av ZrN-skiktet på spånsidan är flera uppre- pade borstningar eller blästringar ofta nödvändiga. En ofullständig avverkning leder ofta till lokal svetsning av ZrN-rester till spànan vilket reducerar livslängden. För att reducera vidhäftningen av topp- skiktet av ZrN, är ett mellanliggande skikt av understökiometrisk ZrN1_x utfällt på aluminiumoxidskiktet under ZrN-skiktet. Det under- stökiometriska ZrNl_X har en reducerad hållfasthet och underlättar avlägsnandet av det översta ZrN-skiktet.
Det är ett syfte av föreliggande uppfinning att ytterligare för- bättra prestandan för PVD belagda skärverktyg med användning av kon- ceptet med olika yttre skikt på spån- och släppningssida respektive.
Enligt föreliggande uppfinning föreligger nu ett skärverktyg, med en översida (spànsida), en motsatt sida och åtminstone en släpp- ningssida som skär sagda övre och motsatta sidor för att definiera skäreggar, omfattande utfällning ovanpå ett hârdmetallsubstrat, med 10 15 20 25 30 529 052 3 användning av PVD-metoder ett hårt skiktsystem, med en total tjocklek av 3-30 pm, omfattande åtminstone ett första skikt av (Ti,Al)N med en tjocklek av 1-5 pm, företrädesvis en tjocklek av 2-4 pm, ett alumini- umoxidskikt med en tjocklek av 1-4 pm, företrädesvis 1-2 pm och ett yttre ((Ti,Al)N + aluminiumoxid)*N multiskikt, där N22, tjockleken av (Ti,Al)N- och aluminiumoxidskikt är och ytterst ZrN-skikt med en tjocklek av <1 pm, företrädeSViS <0f5 pm, följt av en efterbehandling, företrädesvis genom borstning eller blästring, som avlägsnar sagda yttersta skikt på spànsidan och på egglinjen. Alternativt följs ((Ti,Al)N+aluminiumoxid) multiskiktet av ett tunt skikt av understökiometrisk ZrN1_X under toppskiktet av ZrN.
ZrN1_X lättar avlägsnandet av ZrN-toppskiktet.
Hårdmetallen har en sammansättning av 86-90 vikt% WC, 0,2-0,8 vikt% Cr3C2 och 10-14 vikt% Co, företrädesvis 86-87 vikt% WC, 0,4-0,6 vikt% Cr3C2 och 11-13 vikt% Co med en kornstorlek av <1,5 pm, före- trädesvis Exemgel 1 Hårdmetallskär ADMT 160608R med sammansättningen 87,5 vikt% WC, 0,5 vikt% Cr3C2 och 12 vikt% Co belades med PVD-teknik enligt föl- jande ordningsföljd i en process Version A; en skiktföljd ((Ti,Al)N-Al2O3-(Ti,Al)N-Al2O3- (Ti,Al) N-Al203) , Version B; en skiktföljd ((Ti,Al)N-Al2O3) ett (Ti,Al)N-skikt.
Skären provades i en torr kantfräsningstillämpning.
Arbetsstyckematerial: Martensitiskt rostfritt stål X90CrMoV18 (l,4ll2).
Skärhastighet: Version C; 140 m/min Livslängdskriterierz Antal framställda detaljer Tabell 1 Livslängd antal detaljer framställda vid kantfräsning Beläggning (Ti,Al)N (Ti,Al)N-Al2O3 3X((Ti,Al)N-Al2O3) Livslängd antal 3 4 7 detaljer Resultatet visar inverkan av en ökande skikttjocklek på livs- längd i kantfräsning.
Claims (2)
1. Ett PVD belagt skärverktygsskär av hàrdmetall med en över- sida, spànsida, en motsatt sida och åtminstone en släppningssida som skär sagda övre och motsatta sidor för att definiera skäreggar, k ä n n e t e c k n a t av att - hårdmetallen med en sammansättning av 86-90 vikt% WC, 0,2-0,8 vikt% Crflb och 10-14 vikt% Co, företrädesvis 86-87 vikt% WC, 0,4-0,6 vikt% Crfib och 11-13 vikt% Co med en kornstorlek av trädesvis <1,1 pm är belagd med - ett hårt skiktsystem, med en total tjocklek av 3-30 pm, omfat- tande åtminstone ett första skikt av (Ti,Al)N med en tjocklek av 1-5 pm, företrädesvis en tjocklek av 2-4 pm, ett aluminiumoxidskikt med en tjocklek av 1-4 pm, företrädesvis 1-2 pm, och ett yttre ((Ti,Al)N + aluminiumoxid)*N multískikt, där N22 och tjockleken av (Ti,Al)N- och aluminiumoxidskikt är tersta ZrN-skikt, med en tjocklek av <1 pm, företrädesvis varvid sagda yttersta skikt är avlägsnat på spånsidan och på egglin- jen av en efterbehandling, företrädesvis genom borstning eller bläst- ring.
2. Ett skär enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av ett tunt skikt av understökiometrisk ZrN1_x under toppskiktet av ZrN.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0502009A SE529052C2 (sv) | 2005-09-12 | 2005-09-12 | PVD-belagt skärverktygsskär av hårdmetall |
| EP06018201A EP1762638B1 (en) | 2005-09-09 | 2006-08-31 | PVD coated cutting tool |
| US11/513,405 US7670674B2 (en) | 2005-09-09 | 2006-08-31 | PVD coated cutting tool |
| AT06018201T ATE541068T1 (de) | 2005-09-09 | 2006-08-31 | Pvd-beschichtetes schneidwerkzeug |
| KR1020060086753A KR20070029589A (ko) | 2005-09-09 | 2006-09-08 | Ｐｖｄ 코팅된 절삭 공구 |
| JP2006243961A JP2007075989A (ja) | 2005-09-09 | 2006-09-08 | 物理蒸着法で被覆した切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0502009A SE529052C2 (sv) | 2005-09-12 | 2005-09-12 | PVD-belagt skärverktygsskär av hårdmetall |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0502009L SE0502009L (sv) | 2007-03-13 |
| SE529052C2 true SE529052C2 (sv) | 2007-04-17 |
Family
ID=37930315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0502009A SE529052C2 (sv) | 2005-09-09 | 2005-09-12 | PVD-belagt skärverktygsskär av hårdmetall |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE529052C2 (sv) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10760345B2 (en) | 2015-12-11 | 2020-09-01 | Smith International, Inc. | Cutting elements with wear resistant surfaces |
-
2005
- 2005-09-12 SE SE0502009A patent/SE529052C2/sv not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10760345B2 (en) | 2015-12-11 | 2020-09-01 | Smith International, Inc. | Cutting elements with wear resistant surfaces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE0502009L (sv) | 2007-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE529015C2 (sv) | PVD-belagt skärverktygsskär tillverkat av hårdmetall | |
| US7670674B2 (en) | PVD coated cutting tool | |
| EP0693574B2 (en) | Aluminium oxide coated tool | |
| KR100348543B1 (ko) | 피복된절삭공구 | |
| CN106984838B (zh) | 涂层切削工具 | |
| TR201809804T4 (tr) | Kesici takım. | |
| SE526603C2 (sv) | Belagt hårdmetallskär | |
| JP5117715B2 (ja) | 切削工具インサート | |
| KR20180128895A (ko) | 표면 피복 절삭 공구 | |
| SE528012C2 (sv) | Belagt hårdmetallskär med skarp skäregg avsett för metallbearbetning samt sätt för dess framställning | |
| EP2708299B1 (en) | Surface-coated cutting tool | |
| JP5160231B2 (ja) | 機械加工用工具 | |
| KR20100126356A (ko) | 산화물 코팅된 절삭 인서트 | |
| KR20100126357A (ko) | 산화물 코팅된 절삭 인서트 | |
| EP4041931A1 (en) | A coated cutting tool | |
| SE529052C2 (sv) | PVD-belagt skärverktygsskär av hårdmetall | |
| JP2540905B2 (ja) | 表面被覆硬質材料製切削工具 | |
| JP2001341007A (ja) | 被覆切削工具 | |
| JP2540904B2 (ja) | 表面被覆硬質材料製切削工具 | |
| Ratajski et al. | Hard coatings on tools for woodworking–state of the art | |
| Herb | High performance diamond-coated tungsten carbide tool inserts | |
| JP2540905C (sv) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |