SE532049C2 - Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål - Google Patents

Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål

Info

Publication number
SE532049C2
SE532049C2 SE0800538A SE0800538A SE532049C2 SE 532049 C2 SE532049 C2 SE 532049C2 SE 0800538 A SE0800538 A SE 0800538A SE 0800538 A SE0800538 A SE 0800538A SE 532049 C2 SE532049 C2 SE 532049C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
cutting tool
substrate
coating
insert according
cutting
Prior art date
Application number
SE0800538A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0800538L (sv
Inventor
Mats Johansson
Tommy Larsson
Original Assignee
Seco Tools Ab
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 Seco Tools Ab filed Critical Seco Tools Ab
Priority to SE0800538A priority Critical patent/SE532049C2/sv
Priority to EP09716975.9A priority patent/EP2262923B1/en
Priority to CN2009801080725A priority patent/CN101960053B/zh
Priority to PCT/SE2009/000119 priority patent/WO2009110830A1/en
Priority to KR1020107019958A priority patent/KR101590203B1/ko
Priority to US12/921,210 priority patent/US8409731B2/en
Publication of SE0800538L publication Critical patent/SE0800538L/sv
Publication of SE532049C2 publication Critical patent/SE532049C2/sv

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
    • 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
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5033—Chromium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/87—Ceramics
    • 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
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0026—Activation or excitation of reactive gases outside the coating chamber
    • 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
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/021—Cleaning or etching treatments
    • C23C14/022—Cleaning or etching treatments by means of bombardment with energetic particles or radiation
    • 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
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • 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
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325—Electric arc evaporation
    • 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
    • B23B2222/80—Stainless steel
    • 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
    • B23B2222/84—Steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/18—Ceramic
    • 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
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/27—Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition
    • 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.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • 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

Description

25 30 35 40 45 50 Fig 5 visar (A) (001) polfigur och (B) (001) polplotdiagram av ett (Al,Cr)2O3-skikt enligt uppfin- ningen.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning, föreligger ett skärverktyg för spånavskiljande bearbetning, speciellt användbart i metallbearbetning av stål och rostfritt stål, omfattande en kropp av en hård legering av hårdmetall, cermet, keramik, kubisk bomitrid baserat material eller snabbstål ovanpå vilken en slit- stark beläggning är utfälld omfattande: ett första (innersta) bindeskikt (Fig 3(B)) av, t ex, TiN eller (Al,Cr)N företrädesvis mindre än 0,5 pm enligt känd teknik, ett skikt av (Al1-yCry)2O3 med 0,4 íy í 0,6, företrädesvis y = 0,5, med en tjocklek av 1 - 5 pm, fö- reträdesvis 1,5 - 4,5 pm, helst 2 - 4 pm, med texturerade kolumnära kom. (Al,Cr)2O3-skiktet med en korundstruktur är bildat med PVD, med den högsta toppen i polploten (Fig 5 B) i intervallet 70 - 90°, företrädesvis 80 - 90° bestämd med, t ex, bakåtspridd elektrondiffraktion (EBSD) eller rönt- gendiffraktion (XRD).
Sagda skikt har en kompressiv restspäriningsnivå av -4,5 < c < -0,5 GPA, företrädesvis av -3,0 < c < -1,0 GPa.
Sanimansättningen, y, i (Al1-yCry)2O3 bestäms med, tex, EDS eller WDS.
Sagda substrat kan vidare vara belagt med en inre enkel- och/eller multiskiktbeläggning av, t ex TiN, TiC, Ti(C,N), (Al,Cr)N eller (Ti,Al)N, företrädesvis (Ti,Al)N, (Al,Cr)N, och/eller en yttre enkel och/eller multiskikt beläggning av, t ex TiN, TiC, Ti(C,N), (Al,Cr)N eller (Ti,Al)N, företrä- desvis (Ti,Al)N, (Al,Cr)N, till en total tjocklek 1 till 20 pm, företrädesvis 2 till 10 pm, och helst 2 till 7 pm, enligt känd teknik.
Beläggningsmetoden för skiktet enligt föreliggande uppfinning är baserad på ljusbågeförångning av en legering eller kompositkatod under följande betingelser; (A1,Cr)2O3-skiktet utfälls med använd- ning av Al+Cr-katoder med en sammansättning mellan (40 at% Al + 60 at% Cr) och (60 at% Al + 40 at% Cr) och företrädesvis mellan (45 at% A1+ 55 at% Cr) och (55 at% Al + 45 at% Cr). För- ångningsströmmen är mellan 50 A och 200 A beroende på katodstorlek och företrädesvis mellan 60 A och 90 A vid användning av katoder med 63 mm diameter. Skikten utfálls i en Ar + O; atmosfär, företrädesvis i en ren O; atmosfär, vid ett totaltryck av 1,0 Pa till 5,0 Pa, företrädesvis 1,0 Pa till 2,5 Pa. Substratförspärmingen är -100 V till -250 V, företrädesvis -125 V till -l75V. Beläggningstem- peraturen är mellan 300 °C och 550 °C, företrädesvis mellan 350 °C och 450 °C.
Uppfinningen avser även användning av skär enligt ovan för våt eller torr bearbetning av stål och rostfria stål vid skärhastigheter av 75 - 600 rn/min, företrädesvis 150 - 500 m/min, med en medel- matning, per tand i fallet fräsning, av 0,08 ~ 0,5 mm, företrädesvis 0,1 - 0,4 mm beroende på skär- hastighet och skärgeometri.
Exempel 1 Sort A: Hårdmetallskär med sammansättningen 10 vikt% Co och balanserad med WC, användes.
Före beläggning rengjordes skären i ultraljudsbad i en alkalisk lösning och sprit. Det kortaste katod- till-substrat avståndet var 160 mm. Systemet evakuerades till ett tryck av mindre än 2,0xl0“3 Pa, varefter substraten sputtrades rena med Ar-j oner. Först utfälldes ett bindeskikt av TiN med en tjocklek av 0,2 pm följt av ett texturerat (Al,Cr)2O3-skikt av tjocklek 2,5 pm med ljusbågeförång- ning av en legerad (50 at% Al + 50 at% Cr) katod, 63 mm i diameter (läge (2a) och (2b) i fig 2a) i 99,995% ren 02 atmosfär vid ett totaltryck av 1,5 Pa och en beläggningstemperatur av omkring 400 °C till en total beläggningstjocklek av 3 pm. Förångningsströmmen var 75 A och substratförspän- 20 25 30 35 40 45 50 ningen hölls vid -150 V under beläggningen. Slutligen uttälldes en toppiärg-beläggning bestående av 0,3 um (Al,Cr)N och 0,2 um TiN.
Ett SEM mikrofoto av en brottyta av beläggningen visas i Fig 3.
Röntgendiffraktionsmönster av det utfállda skiktet erhölls med användning av CuKot-strålning och en 0 - 20 konfiguration. Fig 4 visar röntgendiffraktionsmönster av en beläggning enligt uppfin- ningen med en texturerad korundfas aluminitnnoxid (Al,Cr)2O3. Topparna från (Al,Cr)2O3-skiktet är markerade med prickade linjer medan substrattopparna är utmärkta med heldragna linjer.
EBSD polfiguren (Fig 5(A)) och polplotdiagrarnrnet (Fig 5(B)) av det utfallda korundfasen (Al,Cr)2O3 i c-axel (001) riktningen (Fig la) visande en fibertextur (rotationssymmetri) i riktningen av substratets ytnorrnal (Fig lb) med en lutningsvinkel, cp (Fig lb), av basalplanet relativt substra- tets ytnormal mellan 70 och 90°. Den högsta toppen i polplotten är nära 90°. EBSD data erhölls med hjälp av ett LEO Ultra 55 svepelektronmikroskop vid 20 kV utrustat med en HKL Nordlys II EBSD detektor och utvärderades med Channel 5 programvara.
Restspärmingen, o, av (Al,Cr)2O3-skiktet utvärderades med XRD mätningar och sin2u1 metoden (se t ex I.C. Noyan, J .B. Cohen, Residual Stress Measurement by Diffraction and interpretation, Springer-Verlag, New York, 1987). Mätningarna utfördes med användning av CrKot-strålning över (Al,Cr)¿O3 (116)-reflexen. Restspänningsvärdet var 2,4:b0,3 GPa med användning av Possion's tal v=0,26 och E-modul E=420 GPa.
Sammansättningen, y = 0,61, av (Al1.yCry)2O3 mättes med energidispersiv spektroskopanalys (EDS) med hjälp av ett LEO Ultra 55 svepelektronmikroskop utrustat med en Thermo Noran EDS detektor vid 10 kV. Data utvärderades med en programvara från Noran System Six (NSS ver 2).
Exempel 2 Sort B: Ett skikt av 3,0um TiQ34AIQ66N utfálldes med PVD på hårdmetallskär med sammansätt- ningen 10 vikt% Co och balanserades med WC, enligt känd teknik.
Exempel 3 Sort C: En beläggning bestående av 3,0 um Ti(C,N) + 3um u-Al2O3 uttälldes med CVD på hård- metallskär med sammansättningen 10 vikt% Co och balanserades med WC, enligt känd teknik.
Exempel 4 Sort D: Exempel 1 upprepades med användning av hårdmetallskär med sammansättningen 5 vikt% Co och balanserades med WC.
Exempel 5 Sort E: Ett skikt av 3,0 um TioylAlofiöN utfálldes med PVD på hårdmetallskär med sarnmansätt- ningen 5 vikt% Co och balanserades med WC, enligt känd teknik.
Exempel 6 Sort F: En beläggning bestående av 3,0 um Ti(C,N) + 3 um a-AlgOg utfälldes med CVD på hård- metallskär med sammansättningen 5 vikt% Co och balanserades med WC, enligt känd teknik. 15 20 Û-*IEB 4 Exempel 7 Sorter A, B och C provades i bearbetning i stål.
Operation Planfräsning Diameter 125 mm Material SSl672 Skärtyp SEEX1204AFTN-M15 Skärhastighet 300 m/min Matning 0,2 mm/tand Skärdjup 2,5 mm Ingreppsbredd l20 mm Resultat Sort A sort Sort B Sort C Provet stoppades vid samma maximala fasförslitning. Slitstyrkan var mycket förbättrad med sorten enligt uppfinningen.
Exempel 8 Li 61 59 34 Sorterna A, B och C provades i bearbetning i rostfritt stål. 'on Diameter Material S Skärhasti S Resultat Sort A sort enli Sort B Sort C Provet stoppades vid samma maximala fasforslitriing. Slitstyrkan var mycket förbättrad med sorten enligt uppfinningen.
Exempel 9 32 mm SSl672 XOEX120408-M07 275 m/min 0 mm/tand 3 mm 8 8 mm Li 51 4l Sorterna D, E och F provades i bearbetning i rostfritt stål. ' on Material S Interrnittent SS2348 CNMGl20408-MR3 80 m/min O mm 2 mm 10 Resultat Sort D sort enl' Sort E Sort F Provet stoppades vid samma maximala fasfórslitning. Slitstyrkan var mycket förbättrad med sorten enligt uppflnningen.
Exempel 10 Sorter-na D, E och F provades i bearbetning i rostfritt stål. 'on Intermittent Material SS1672 CNMGl20408-MR3 S ' 350 m/min ' 0 mm Skärd' 2 mm Resultat SortD sort ' ' 9 Sort E 4 1 Sort F 9 Provet stoppades vid samma maximala fasfórslitning. Slitstyrkan var mycket förbättrad med sorten enligt uppfinningen.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 *_37 F33 itä i 4. .ha LC! Krav
1. l. Skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning omfattande ett substrat av hårdmetall och på vilket åtminstone på de aktiva delarna av ytan därav, en hård och förslitning resistent beläggning, 2 - 20 pm tjock är utfälld med ljusbågeförângning, sagda beläggning omfattande ett eller flera skikt, varav åtminstone ett därav är ett (Al,Cr)_-¿O3 skikt k ä n n et e c k n a t av att sagda skikt har en kristallin korundstruktur med en sammansättning (Al|.yCry)2O3 med 0,4 íy _<_ 0,6, företrädesvis y = 0,5, med en tjocklek av l - 5 pm och en fibertextur, rotationssymmetri, i riktningen av substratets ytnormal med en lutningsvinkel, cp, för basalplanet relativt substratets ytnormal mellan 70 och 90° med en restspänning av -4,5 < o < -0,5 GPa.
2. Skärverktygsskär enligt krav l k ä n n e t e c k n a t av att sagda lutningsvinkel, cp, för basalplanet relativt substratets ytnormal är mellan 80 och 90°.
3. Skärverktygsskär enligt krav l k ä n n e t e c k n a t av att sagda skikt har en restspärming av -3,0 < o < -1,0 GPa.
4. Skärverktygsskär enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att sagda substrat är belagt med en inre enkel- och/eller multiskiktbeläggning av, tex TiN, TiC, Ti(C,N), (Al,Cr)N eller (Ti,Al)N, företrädesvis (Ti,Al)N, (Al,Cr)N, och/eller en yttre enkel- och/eller multiskiktbeläggning av, t ex TiN, TiC, Ti(C,N), (Al,Cr)N eller (Ti,Al)N, företrädesvis (Ti,Al)N, (Al,Cr)N, till en total tjocklek 1 till 20 pm, företrädesvis 2 till 10 pm, och helst 2 till 7 pm enligt känd teknik.
5. Sätt att tillverka ett skärverktygsskär enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av utfällning av (Al,Cr)-203-skikt med ljusbâgetörångning med användning av Al + Cr-katoder med en sammansätt- ning mellan (40 at% Al + 60 at% Cr) och (60 at% Al + 40 at% Cr) och företrädesvis mellan (45 at% Al + 55 at% Cr) och (55 at% Al + 45 at% Cr), en förångningsström mellan 50 A och 200 A bero- ende på katodstorlek i en Ar + O; atmosfär, företrädesvis i en ren Og-atmosfär, vid ett totaltryck av 1,0 Pa till 5,0 Pa, företrädesvis 1,0 Pa till 2,5 Pa, en substratfcirspärming av -100 V till -250 V, före- trädesvis -l25 V till -175 V, och en beläggningstemperatur av mellan 300 °C och 550 °C, företrä- desvis mellan 350 °C och 450 °C.
6. Användning av ett skärverktygsskär enligt kraven l - 4 för bearbetning av rostfria stål och stål vid skärhastigheter av 75 - 600 m/min, företrädesvis 150 - 500 m/min, med en medelmatning, per tand i fallet fräsning, av 0,08 - 0,5 mm, företrädesvis 0,1 ~ 0,4 mm beroende på skärhastighet och skärgeometri.
SE0800538A 2008-03-07 2008-03-07 Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål SE532049C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0800538A SE532049C2 (sv) 2008-03-07 2008-03-07 Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
EP09716975.9A EP2262923B1 (en) 2008-03-07 2009-03-03 Oxide coated cutting insert
CN2009801080725A CN101960053B (zh) 2008-03-07 2009-03-03 涂覆有氧化物的切削刀片
PCT/SE2009/000119 WO2009110830A1 (en) 2008-03-07 2009-03-03 Oxide coated cutting inser
KR1020107019958A KR101590203B1 (ko) 2008-03-07 2009-03-03 산화물 코팅된 절삭 인서트
US12/921,210 US8409731B2 (en) 2008-03-07 2009-03-03 Oxide coated cutting insert

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0800538A SE532049C2 (sv) 2008-03-07 2008-03-07 Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0800538L SE0800538L (sv) 2009-09-08
SE532049C2 true SE532049C2 (sv) 2009-10-13

Family

ID=41056244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0800538A SE532049C2 (sv) 2008-03-07 2008-03-07 Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8409731B2 (sv)
EP (1) EP2262923B1 (sv)
KR (1) KR101590203B1 (sv)
CN (1) CN101960053B (sv)
SE (1) SE532049C2 (sv)
WO (1) WO2009110830A1 (sv)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE532050C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
SE532047C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av gjutjärn
SE532048C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
DE102010028558A1 (de) * 2010-05-04 2011-11-10 Walter Ag PVD-Hybridverfahren zum Abscheiden von Mischkristallschichten
DE102010036332B4 (de) * 2010-07-12 2012-02-23 Dreistegen Gmbh Verfahren zum Beschichten von Elektroden für die Elektrolyse mittels eines Lichtbogens
EP3450591A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-06 Seco Tools Ab A coated cutting tool and a method for coating the cutting tool

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5310607A (en) * 1991-05-16 1994-05-10 Balzers Aktiengesellschaft Hard coating; a workpiece coated by such hard coating and a method of coating such workpiece by such hard coating
US5318786A (en) 1992-09-03 1994-06-07 Melvin Clarkson Suspended beverage infusion bag
SE501527C2 (sv) 1992-12-18 1995-03-06 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
JP3027502B2 (ja) * 1993-03-15 2000-04-04 健 増本 耐摩耗性非晶質硬質膜及びその製造方法
SE502174C2 (sv) 1993-12-23 1995-09-04 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
SE502223C2 (sv) 1994-01-14 1995-09-18 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
US5693417A (en) 1995-05-22 1997-12-02 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Vacuum-coated compound body and process for its production
US5722803A (en) * 1995-07-14 1998-03-03 Kennametal Inc. Cutting tool and method of making the cutting tool
JP4502475B2 (ja) * 2000-08-04 2010-07-14 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜および耐摩耗部材並びにその製造方法
SE522736C2 (sv) 2001-02-16 2004-03-02 Sandvik Ab Aluminiumoxidbelagt skärverktyg och metod för att framställa detsamma
US6767627B2 (en) * 2002-12-18 2004-07-27 Kobe Steel, Ltd. Hard film, wear-resistant object and method of manufacturing wear-resistant object
JP2004284003A (ja) 2003-02-28 2004-10-14 Mitsubishi Materials Corp 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サーメット製切削工具
EP1477581A1 (en) 2003-05-10 2004-11-17 Seco Tools Ab Enhanced alumina layer produced by CVD
JP4389152B2 (ja) * 2003-07-10 2009-12-24 三菱マテリアル株式会社 重切削加工条件で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超硬合金製切削工具
SE526602C2 (sv) 2003-10-27 2005-10-18 Seco Tools Ab Belagt skär för grovsvarvning
SE528430C2 (sv) 2004-11-05 2006-11-14 Seco Tools Ab Med aluminiumoxid belagt skärverktygsskär samt metod att framställa detta
SE528432C2 (sv) 2004-11-05 2006-11-14 Seco Tools Ab Med aluminiumoxid belagt skärverktygsskär samt metod för att framställa detta
SE528431C2 (sv) 2004-11-05 2006-11-14 Seco Tools Ab Med aluminiumoxid belagt skärverktygsskär samt metod att framställa detta
KR101361224B1 (ko) * 2005-03-24 2014-02-10 오를리콘 트레이딩 아크티엔게젤샤프트, 트뤼프바흐 경질 재료층
US7348074B2 (en) * 2005-04-01 2008-03-25 Oc Oerlikon Balzers Ag Multilayer hard coating for tools
SE529051C2 (sv) 2005-09-27 2007-04-17 Seco Tools Ab Skärverktygsskär belagt med aluminiumoxid
JP4917447B2 (ja) * 2006-05-25 2012-04-18 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆切削工具
SE530756C2 (sv) * 2006-09-15 2008-09-02 Sandvik Intellectual Property Sätt att tillverka ett belagt skärverktyg av hårdmetall, ett belagt skär och ett belagt roterande skärverktyg
US7939181B2 (en) 2006-10-11 2011-05-10 Oerlikon Trading Ag, Trubbach Layer system with at least one mixed crystal layer of a multi-oxide
SE531933C2 (sv) * 2007-12-14 2009-09-08 Seco Tools Ab Belagt hårdmetallskär för bearbetning av stål och rostfria stål
SE532048C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
SE532047C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av gjutjärn
SE532050C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål

Also Published As

Publication number Publication date
EP2262923A1 (en) 2010-12-22
KR101590203B1 (ko) 2016-01-29
WO2009110830A1 (en) 2009-09-11
KR20100126356A (ko) 2010-12-01
CN101960053A (zh) 2011-01-26
US20110045245A1 (en) 2011-02-24
US8409731B2 (en) 2013-04-02
EP2262923B1 (en) 2017-07-19
SE0800538L (sv) 2009-09-08
EP2262923A4 (en) 2013-08-21
CN101960053B (zh) 2012-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7083868B2 (en) Composite structured wear resistant coating
US7056602B2 (en) Precipitation hardened wear resistant coating
SE532048C2 (sv) Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
US8409696B2 (en) Multilayered coated cutting tool
CN102449194B (zh) 纳米叠层涂覆的切削工具
EP2839051B1 (en) High performance tools exhibiting reduced crater wear in particular by dry machining operations
CN102449195B (zh) 纳米叠层涂覆的切削工具
JP4184691B2 (ja) 切削工具インサート
JP5654562B2 (ja) 高温を生じる金属切削用途のためのコーティングされた切削工具
US8075743B2 (en) Oxide coated cutting insert
SE532049C2 (sv) Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
EP3041973A1 (en) A coated cutting tool and a method for coating the cutting tool
SE532050C2 (sv) Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
CN104508185B (zh) 涂层切削刀片
JP2022139718A (ja) 表面被覆切削工具

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed