ES2402166T3

ES2402166T3 - Herramienta con recubrimiento de superficie de corte con capa dura de revestimiento que tiene una resistencia excelente a la abrasión

Info

Publication number: ES2402166T3
Application number: ES08172909T
Authority: ES
Inventors: Kouhei Tomita; Michiyasu Nishiyama; Akira Osada; Eiji Nakamura
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2013-04-29
Anticipated expiration: 2028-12-24
Also published as: CN101468401A; CN101468401B; JP2009172748A; JP5187570B2

Abstract

Una herramienta de corte con la superficie revestiUna herramienta de corte con la superficie revestida, que se forma revistiendo una superficie de un da, que se forma revistiendo una superficie de un sustrato de herramienta hecho de carburo cementadosustrato de herramienta hecho de carburo cementado basado en carburo de wolframio o cermet basado en basado en carburo de wolframio o cermet basado en carbonitruro de titanio con una capa de revestimi carbonitruro de titanio con una capa de revestimiento dura que incluye las siguientes capas superioento dura que incluye las siguientes capas superior e inferior (a) y (b) por depósito de vapor: (a) r e inferior (a) y (b) por depósito de vapor: (a) como capa inferior, una capa de compuesto de titancomo capa inferior, una capa de compuesto de titanio que tiene una o varias de las siguientes capas,io que tiene una o varias de las siguientes capas, capa de carburo de titanio, capa de nitruro de ti capa de carburo de titanio, capa de nitruro de titanio, capa de carbonitruro de titanio, capa de catanio, capa de carbonitruro de titanio, capa de carbóxido de titanio y capa de oxicarbonitruro de tirbóxido de titanio y capa de oxicarbonitruro de titanio con un espesor total de capa medio de 3 a 20tanio con un espesor total de capa medio de 3 a 20 m, y (b) como capa superior, una capa de óxido de m, y (b) como capa superior, una capa de óxido de aluminio que tiene una estructura cristalina de t aluminio que tiene una estructura cristalina de tipo y que contiene Zr con un espesor de capa medioipo y que contiene Zr con un espesor de capa medio de 2 a 15 m, en la que, cuando la capa superior s de 2 a 15 m, en la que, cuando la capa superior se examina con un microscopio electrónico de barride examina con un microscopio electrónico de barrido de emisión de campo, la capa superior tiene una o de emisión de campo, la capa superior tiene una estructura que incluye granos cristalinos que tienestructura que incluye granos cristalinos que tienen una forma poligonal uniforme en un plano perpenen una forma poligonal uniforme en un plano perpendicular a la dirección del espesor y una forma aladicular a la dirección del espesor y una forma alargada en la dirección del espesor con una superficrgada en la dirección del espesor con una superficie uniforme en un plano paralelo a la dirección deie uniforme en un plano paralelo a la dirección del espesor, y en la que, cuando se irradian con hacl espesor, y en la que, cuando se irradian con haces de electrones los granos cristalinos individuales de electrones los granos cristalinos individuales existentes dentro de un intervalo mensurable dees existentes dentro de un intervalo mensurable de una superficie pulida usando un microscopio elect una superficie pulida usando un microscopio electrónico de barrido de emisión de campo y un disposirónico de barrido de emisión de campo y un dispositivo de imagen de difracción de electrones con redtivo de imagen de difracción de electrones con redispersión para medir ángulos formados por líneas nispersión para medir ángulos formados por líneas normales de caras de red cristalina con retículos cormales de caras de red cristalina con retículos cristalinos hexagonales y la línea normal de la supristalinos hexagonales y la línea normal de la superficie pulida, se calcula, a partir del resultadoerficie pulida, se calcula, a partir del resultado de la medición, una relación de orientación crist de la medición, una relación de orientación cristalográfica entre las redes cristalinas adyacentes,alográfica entre las redes cristalinas adyacentes, se calcula una distribución de puntos de red (pun se calcula una distribución de puntos de red (puntos de red covalente de átomos constitutivos) en ltos de red covalente de átomos constitutivos) en la que los átomos constitutivos de una interfaz de a que los átomos constitutivos de una interfaz de red cristalina comparten un átomo constitutivo entred cristalina comparten un átomo constitutivo entre las redes cristalinas, y un tipo de punto de rere las redes cristalinas, y un tipo de punto de red covalente de átomos constitutivos en el que N pud covalente de átomos constitutivos en el que N puntos de red que no comparten átomo constitutivo exntos de red que no comparten átomo constitutivo existe entre los puntos de red covalente de átomo coiste entre los puntos de red covalente de átomo constitutivo (siendo N un número par de 2 o más a lanstitutivo (siendo N un número par de 2 o más a la vista de una estructura cristalina de cristal hex vista de una estructura cristalina de cristal hexagonal de empaquetamiento denso de tipo corundum, agonal de empaquetamiento denso de tipo corundum, pero no incluye números pares 4, 8, 14, 24 y 26 cupero no incluye números pares 4, 8, 14, 24 y 26 cuando el límite superior de N se fija en 28 a la viando el límite superior de N se fija en 28 a la vista de la frecuencia de distribución) se expresa csta de la frecuencia de distribución) se expresa como N+1, los granos cristalinos antes mencionados omo N+1, los granos cristalinos antes mencionados cuyo interior está dividido por al menos una intercuyo interior está dividido por al menos una interfaz con el tipo de puntos de red covalente de átomfaz con el tipo de puntos de red covalente de átomo constitutivo expresado por 3 ocupan 60% o más coo constitutivo expresado por 3 ocupan 60% o más como relación de área en los granos cristalinos de lmo relación de área en los granos cristalinos de la capa superior. a capa superior.

Description

Herramienta con recubrimiento de superficie de corte con capa dura de revestimiento que tiene una resistencia excelente a la abrasion.

Antecedentes de la invencion.

Campo de la invencion.

La presente invencion se refiere a una herramienta de corte revestida en su superficie (denominada en lo que sigue herramienta revestida) cuya capa dura de revestimiento presenta una excelente resistencia a la abrasion durante un tiempo prolongado sin que se formen esquirlas en la misma durante un corte potente a alta velocidad de acero, hierro fundido, etc. en el que se emite calor a alta temperatura y se aplica una carga pesada a los bordes de corte.

La solicitud de patente japonesa n°. 2007-338865, presentada el 28 de diciembre de 2007 y la solicitud de patente japonesa n°. 2008-160053, presentada el 19 de junio de 2008 reivindican prioridad.

Descripcion de la tecnica relacionada.

En el pasado se conocia una herramienta revestida que generalmente estaba formada por revestimiento de la superficie de un sustrato (en lo que sigue, generalmente denominado sustrato de herramienta) hecho de carburo cementado basado en carburo de wolframio (en lo que sigue, denominado WC) o cermet basado en carbonitruro de titanio (en lo que sigue denominado TiCN) con una capa de revestimiento dura que incluye una capa componente de Ti como capa inferior y una capa de Al203 de tipo como capa superior. En la herramienta revestida se irradian

con haces de electrones los granos cristalinos individuales existentes dentro de un intervalo mensurable de una superficie pulida, usando un microscopio electronico de barrido de emision de campo y un dispositivo de imagen de difraccion por redispersion de electrones para medir angulos formados por lineas normales de caras de redes cristalinas con redes cristalinas hexagonales y la linea normal de la superficie pulida. Se calcula una relacion de orientacion cristalografica entre las redes cristalinas adyacentes a partir del resultado de la medicion, y se calcula una distribucion de puntos reticulares (que constituyen puntos del reticulo covalente de atomos) en la que atomos constitutivos de una interfaz comparten un atomo constitutivo entre los granos cristalinos. Cuando un tipo puntual de red de atomos covalentes en la que N puntos reticulares que no comparten el atomo constitutivo existe entre los puntos de la red de atomos covalentes constitutivos (siendo N un numero par de 2 o mas a la vista de una estructura cristalina de cristal de empaquetamiento denso hexagonal del tipo corundum, pero no incluye numeros pares 4, 8, 14, 24 y 26 cuando el limite superior de N se fija en 28 a la vista del indicador de frecuencia) se expresa como N+1, la capa superior se forma de una capa de Al203 de tipo en la que el pico existe a 3 en un grafico de

distribucion de puntos reticulares de atomos covalentes constitutivos que indica una relacion de distribucion de

N+1 individual al N+1 total y que satisface el grafico de distribucion de puntos reticulares de atomos covalentes constitutivos, del que la relacion de distribucion de 3 individual a N+1 total es de 60% a 80%. Es sabido que la herramienta revestida exhibe una resistencia excelente a la abrasion en un proceso de corte intermitente a alta velocidad.

Es tambiEn conocida una herramienta revestida (denominada en lo que sigue quot;herramienta revestida convencionalquot;)

denominada quot;capa de AlZr0 convencionalquot;) que contiene una pequera cantidad de Zr. TambiEn se sabe que la herramienta revestida convencional exhibe una excelente resistencia a la formacion de esquirlas en la misma en un proceso de corte intermitente a alta velocidad, analogamente a la herramienta revestida antes mencionada.

Tal herramienta revestida convencional se considera en el documento JP-A-2006-198735 y JP-A-2006-289557.

A lo largo de los ultimos aros se ha intensificado notablemente el comportamiento de un dispositivo de corte y se ha aumentado la demanda de ahorro de costes de trabajo y de energia en un trabajo de corte asi como la reduccion de costes. Consecuentemente, el trabajo de corte se realiza mas frecuentemente a una alta velocidad. La capa superior de la herramienta revestida convencional tiene una excelente resistencia a alta temperatura y excelente resistencia al impacto. Consecuentemente, cuando la herramienta revestida convencional se usa en trabajo de corte continuo o intermitente, es posible evitar la formacion de esquirlas. Sin embargo, la capa de Al203 de tipo y

la capa de AlZr0 convencional de la capa superior de la capa de revestimiento dura no satisfacen la resistencia a alta temperatura y las propiedades de la superficie. Consecuentemente, cuando la herramienta de corte convencional se usa en trabajo de corte potente en condiciones de mayor velocidad, facilmente se producen esquirlas en la capa de revestimiento dura y tambiEn se produce facilmente una deformacion plastica y una abrasion no uniforme. Realmente, la resistencia a la abrasion se deteriora por estas razones, acortandose por ello la vida en servicio.

Sumario de la invencion.

Desde el punto de vista antes mencionado, los inventores han realizado estudios sobre la estructura de la capa superior que presenta una excelente resistencia a la abrasion a lo largo de un uso prolongado sin que se formen esquirlas o rotura, o que se produzca un peladura en la capa de revestimiento dura en un trabajo de corte a alta velocidad, y han obtenido los resultados siguientes:

(a) en cuanto a la capa superior de la capa de AlZr0 convencional de la herramienta de corte convencional, se formo una pelicula de nucleo de oxido compuesto de Al-Zr (denominado en lo que sigue quot;nucleo de AlZr0quot;) que satisface una expresion de la composicion de (Al1-XZrX)203 (en la que X esta en el intervalo de 0,003 a 0,05 en relacion atomica) y que tenia un espesor medio de capa de 20 a 200 nm, (0,02 a 0,2 m), sobre la superficie de la capa de compuesto de Ti como capa inferior en una primera etapa usando un aparato convencional de deposito de vapor en las condiciones de:

-: Composicion del gas de reaccion (en % de volumen)

AlCl3: 2,3 a 4%, ZrCl4: 0,02 a 0,13%, C02: 1 a 5%, HCl: 1,5 a 3%, H2S: 0,05 a 0,2% y H2: hasta el total.

-: Temperatura de la atmosfera de reaccion: 750 a 900°C, y

-: Presion en la atmosfera de reaccion: 6 a 10 kPa. Posteriormente, en un estado en el que la pelicula nucleo de AlZr0 es calienta en condiciones en las que la atmosfera de calentamiento se cambia a atmosfera de H2 con una presion de 3 a 13 kPa y la temperatura de la atmosfera de calentamiento se cambia a 1100°C -1200°C, se realiza un proceso de deposito de vapor como segunda etapa, en las condiciones siguientes:

-: Composicion del gas de reaccion (en % de volumen)

AlCl3: 2,3 a 4%, ZrCl4: 0,02 a 0,13%, C02: 3 a 8%, HCl: 1,5 a 3%, H2S: 0,05 a 0,2% y H2: hasta el total.

-: Temperatura de la atmosfera de reaccion: 1020 a 1050°C, y

-: Presion en la atmosfera de reaccion: 6 a 10 kPa.

Como resultado, se formo la capa de AlZr0 convencional que tenia una composicion en la que el contenido de Zr en los contenidos totales de Al y Zr esta en el intervalo de 0,003 a 0,05 en relacion atomica). Cuando se observa la capa convencional de AlZr0 con un microscopio electronico de barrido de emision, la capa convencional de AlZr0 tiene una estructura que incluye granos cristalinos que tienen una forma poligonal en el plano perpendicular a la direccion del espesor, como se muestra en la Fig. 2A, y una forma alargada en la direccion del espesor con faltas de uniformidad piramidales en la superficie de la capa (denominadas en lo que sigue quot;forma no uniforme alargada poligonalquot;) en el plano paralelo a la direccion del espesor, como se muestra en la Fig. 2B.

(b): Por otra parte, se realizo un primer proceso de deposito de vapor en la capa de compuesto de Ti como la capa inferior de la capa de revestimiento dura usando un aparato convencional de deposito quimico de vapor en las condiciones de:

(1): Composicion del gas de reaccion (en % de volumen):

AlCl3: 1 a 5%, C02: 2 a 6%, HCl: 1 a 5%, H2S: 0,25 a 0,75% y H2: hasta el total;

(2): Temperatura de la atmosfera de reaccion: 960 a 1010°C, y

(3): Presion en la atmosfera de reaccion: 6 a 10 kPa. Posteriormente se realizo un segundo proceso de deposito en las condiciones de:

(1): Composicion del gas de reaccion (en % de volumen):

AlCl3: 6 a 10%, ZrCl4; 0,6 a 1,2%, C02: 4 a 8%, HCl: 3 a 5%, H2S: 0,25 a 0,6% y H2: hasta el total;

(2): Temperatura de la atmosfera de reaccion: 920 a 1000°C, y

: (3) Presion en la atmosfera de reaccion: 6 a 10 kPa. Como resultado, se formo la capa superior formada por una capa de oxido de aluminio de tipo (denominada en lo que sigue quot;capa de ALZr0 reformadaquot;) que contenia Zr con un espesor de capa medio de 2 a 15 m. La capa de AlZr0 reformada formada en las condiciones antes mencionadas tiene una composicion en la que el contenido de Zr en los contenidos totales de Al y Zr de la capa esta en el intervalo de 0,002 a 0,01 (en relacion atomica).

(c): Se observo con un microscopio electronico de emision de campo la capa de AlZr0 reformada. La capa de AlZr0 tiene una estructura con granos cristalinos que tiene una forma poligonal con un tamaro de particula grande en el plano perpendicular a la direccion del espesor como se muestra en la Fig. 1A y una forma alargada en la direccion del espesor con una superficie uniforme (en lo que sigue denominada quot;forma uniforme alargada poligonalquot;) en el plano paralelo a la direccion del espesor como se muestra en la Fig. 1B.

En particular, en el deposito de vapor de la capa de AlZr0 reformada, el proceso de deposito de vapor se realizo en condiciones mas limitadas de deposito de vapor (por ejemplo, las condiciones en que el H2S contenido en el gas de reaccion esta en el intervalo de 0,50 a 0,75% en volumen y la temperatura de reaccion esta en el intervalo de 980 a a 1000°C en la primera etapa, y las condiciones de que el ZrCl4 contenido en el gas de reaccion esta en el intervalo de 0,6 a 0,9% en volumen, H2S contenido en el gas de reaccion esta en el intervalo de 0,25 a 0,4% en volumen, y la temperatura de la atmosfera de reaccion esta en el intervalo de 960 a 980°C en la segunda etapa). Como resultado, tal como se muestra en la Fig. 1C, los granos de cristal tienen una forma hexagonal uniforme con un tamaro de particula grande en el plano perpendicular a la direccion del espesor. La capa superficial es casi uniforme y los granos de cristal tienen una forma alargada en la direccion del espesor como se muestra en la Fig. 1B en el plano paralelo al espesor. Se formo una estructura en la que tales granos cristalinos ocupan 35% o mas del area total en el plano perpendicular a la direccion del espesor.

En la capa de AlZr0 reformada, se irradiaron con haces de electrones los granos cristalinos individuales existentes dentro de un intervalo mensurable de una superficie pulida usando un microscopio electronico de barrido de emision de campo y un dispositivo de imagen por difraccion de electrones con redispersion para medir angulos formados por lineas normales de caras de reticulo cristalino con redes de cristal hexagonal y la linea normal de la superficie pulida. Se calculo una relacion de orientacion cristalografica entre las redes de cristales adyacentes a partir del resultado de la medicion y se calculo una distribucion de puntos reticulares (puntos de red covalentes de atomo constitutivo) en la que los atomos constitutivos de una interfaz de red cristalina comparten un atomo constitutivo entre los reticulos cristalinos. Cuando un tipo puntual de red de atomos covalentes en los que N puntos reticulares que no comparten el atomo constitutivo existen entre los puntos de la red de atomos covalentes constitutivos (siendo N un numero par de 2 o mas a la vista de una estructura cristalina de cristal de empaquetamiento denso hexagonal del tipo corundum, pero no incluye numeros pares 4, 8, 14, 24 y 26 cuando el limite superior de N se fija en 28 a la vista del indicador de frecuencia) se expresa como N+1, las caras interiores de los granos cristalinos que ocupan 60% o mas como relacion de area en los granos cristalinos alargados

(d): En la capa superior formada de la capa de AlZr0 reformada formada bajo las condiciones de deposito quimico de vapor (denominada en lo que sigue quot;condicion de la invencionquot;) de las etapas primera y segunda descritas en (b), la cara cristalina de la superficie tiene la misma orientacion que la cara cristalina (por ejemplo, (0001)) en el plano perpendicular a la direccion del espesor. Consecuentemente, (visto en el plano paralelo a la direccion del espesor), la superficie de la capa tenia una forma de placa casi uniforme y presentaba una excelente resistencia frente a la formacion de esquirlas debido a la estructura de la superficie. Dado que la resistencia de los granos cristalinos se puede intensificar debido a la existencia de la interfaz de la red del sitio de coincidencia 3 en los granos cristalinos que tienen la forma alargada poligonal uniforme, se obtuvieron una dureza a alta temperatura, una resistencia a alta temperatura y una estructura de la superficie mas excelentes que las de la capa de AlZr0 convencional de la herramienta revestida convencional. Como resultado, la capa de AlZr0 reformada de acuerdo con la invencion presenta una excelente resistencia a la abrasion durante un tiempo largo sin causar esquirlas, rotura y peladura durante un trabajo de corte potente a alta velocidad en el que es aplica una carga pesada a los bordes de corte con calor a alta temperatura.

La invencion se ha logrado sobre la base de los resultados del estudio anterior.

(1): De acuerdo con un aspecto de la invencion, se ha proporcionado una herramienta de corte con superficie revestida (herramienta revestida) formada revistiendo una superficie de un sustrato de herramienta hecho de carburo cementado basado en carburo de wolframio o cermet basado en carbonitruro de titanio con una capa de revestimiento dura que incluye las siguientes capas superior e inferior, (a) y (b), por deposito de vapor.

(a): como capa inferior, una capa de compuesto de titanio que tiene al menos una o varias de las siguientes capas, capa de carburo de titanio, capa de nitruro de titanio, capa de carbonitruro de titanio, capa de carboxido de titanio y capa de oxicarbonitruro de titanio, con un espesor de capa total medio de 3 a 20 m, y

(b): como capa superior, una capa de oxido de aluminio que tiene una estructura de cristal de tipo y que contiene Zr con un espesor de capa medio de 2 a 15 m,

en la que, cuando se examina la capa superior con un microscopio electronico de barrido de emision de campo, la capa superior tiene una estructura que incluye granos cristalinos que tienen una forma poligonal uniforme en un plano perpendicular a la direccion del espesor y una forma alargada en la direccion del espesor en un plano paralelo a la direccion del espesor, y

en la que, cuando los haces de electrones irradian los granos individuales que existen dentro de un intervalo mensurable de una superficie pulida usando el microscopio electronico de barrido de emision y un dispositivo de imagen de difraccion de electrones con redispersion para medir angulos formados por lineas normales de caras de red cristalina que incluyen redes cristalinas hexagonales y la linea normal de la superficie pulida, se calcula una orientacion cristalografica entre las redes de cristal adyacentes a partir del resultado de la medicion, se calcula una distribucion de puntos de reticulo (puntos de red covalente de atomo constitutivo) en la que atomos constitutivos de una interfaz de red cristalina comparten un atomo constitutivo entre las redes de cristal, y existe un tipo de punto de red covalente de atomo constitutivo en el que N puntos reticulares que no comparten el atomo constitutivo constitutivo entre los puntos de red covalente de atomos constitutivos (siendo N un numero par de 2 o mas vista una estructura de cristal hexagonal de empaquetamiento denso de tipo corundum, pero no incluye los numeros

relacion de area en los granos cristalinos de la capa superior.

(2): En la herramienta de corte con superficie revestida (herramienta revestida), cuando la capa superior (b) se examina con el microscopio electronico de barrido de emision de campo, los granos de cristal que tienen una forma poligonal uniforme en un plano perpendicular a la direccion del espesor y una forma alargada en la direccion del espesor en un plano paralelo a la direccion del espesor ocupan 35% o mas como relacion de area en el plano entero perpendicular a la direccion del espesor.

Seguidamente se describiran detalladamente las capas constitutivas de la capa de revestimiento dura de la herramienta revestida de acuerdo con la invencion.

(a): Capa inferior (Capa de compuesto de Ti)

La capa de compuesto de Ti que tiene al menos una o varias de las capas siguientes, capa de carburo de titanio, capa de nitruro de titanio, capa de carbonitruro de titanio, capa de carboxido de titanio y capa de oxicarbonitruro de titanio, esta dispuesta como capa inferior de la capa de revestimiento dura. La capa de compuesto de titanio contribuye a una mejora de la resistencia a alta temperatura de la capa de revestimiento dura debido a su excelente resistencia a alta temperatura y tambiEn se adhiere fuertemente a cualquier sustrato de herramienta y la capa de AlZr0 reformada. Consecuentemente, la capa de compuesto de Ti tiene la funcion de mejorar la resistencia de union de la capa de revestimiento dura al sustrato de la herramienta. Sin embargo, cuando el espesor de capa medio es inferior a 3 m, la funcion no se realiza satisfactoriamente. Cuando el espesor de capa medio es mayor que 20 m, se puede producir facilmente la deformacion plastica en particular en el trabajo de corte a alta velocidad con calentamiento a alta temperatura, lo que causa una abrasion no uniforme. Consecuentemente, se determina que el espesor de capa medio estE en el intervalo de 3 a 20

(b): Capa superior (Capa de AlZr0 reformada)

En la capa superior formada de la capa de AlZr0 reformada depositada quimicamente sobre la capa inferior, el componente de Al mejora la dureza a alta temperatura y la resistencia al calor de la capa. El componente de Zr contenido desmenuzado en la capa (en el que Zr/(Al+Zr) como relacion a los contenidos totales de Al y Zr esta en el intervalo de 0,002 a 0,01 en relacion atomica) mejora la resistencia de los bordes de grano de los cristales de la capa de AlZr0 reformada y contribuye a la mejora de la resistencia a alta temperatura. Sin embargo, cuando el contenido de Zr es inferior a 0,002, no son de esperar las funciones antes mencionadas. Cuando el contenido de Zr es mayor que 0,01, estan extraidas particulas de Zr02 en la capa, lo que reduce la resistencia del grano de cristal. Consecuentemente, es preferible que el contenido de Zr (el valor de Zr/(Al+Zr) en los contenidos totales de Al y Zr estE en el intervalo de 0,002 a 0,01 (en relacion atomica).

La capa de AlZr0 reformada se puede formar ajustando las condiciones de deposito quimico de vapor, tales como la composicion del gas de reaccion, la temperatura de la atmosfera de reaccion y la presion en la atmosfera de reaccion, como se describe mas adelante.

Esto es, el primer proceso de deposito de vapor se realiza durante aproximadamente una hora en las condiciones de:

(1): Composicion del gas de reaccion (% en volumen)

(2): Temperatura de la atmosfera de reaccion. 960 a 1010°C, y

(3): Presion de la atmosfera de reaccion: 6 a 10 kPa. Posteriormente se realiza el segundo proceso de deposito de vapor en las condiciones de:

(1): Composicion del gas de reaccion (% en volumen):

AlCl3: 6 a 10%, ZeCl4: 0,6 a 1,2%, C02: 4 a 8%, HCl: 3 a 5%, H2S: 0,25 a 0,6% y H2: hasta el total;

(2): Temperatura de la atmosfera de reaccion: 920 a 1000°C, y

(3): Presion de la atmosfera de reaccion: 6 a 10 kPa. Como resultado, la capa de AlZr0 reformada que tiene el valor de Zr/(Al+Zr) de 0,002 a 0,01 en relacion atomica se puede formar formando una capa depositada con un espesor de capa medio de 2 a 15

La capa de AlZr0 reformada se examina con el microscopio electronico de barrido de emision. Vista en el plano perpendicular a la direccion del espesor, los granos cristalinos tienen una forma poligonal uniforme con un tamaro de grano grande como se muestra en la Fig. 1A. Vista en el plano paralelo en la direccion del espesor, se obtiene, como se ve en la Fig. 1B, una estructura con granos cristalinos (incluso granos alargados poligonales) que tienen forma alargada en la direccion del espesor y una superficie de capa casi uniforme. Gracias a la uniformidad de la capa superficial de la capa de AlZr0 reformada, la resistencia a la formacion de esquirlas se ha mejorado mas en relacion a la de la capa de AlZr0 convencional que tiene falta de uniformidad en su superficie.

Especificamente, en el deposito de vapor de la capa de AlZr0 reformada, el proceso de deposito de vapor se realiza en condiciones de deposito de vapor mas limitadas (por ejemplo, la condicion de que el H2S contenido en el gas de reaccion esta en el intervalo de 0,50 a 0,75% en volumen y la temperatura de la atmosfera de reaccion esta en el intervalo de 980 a 1000°C en la primera etapa, y la condicion de que el ZrCl4 contenido en el gas de reaccion esta en el intervalo de 0,6 a 0,9% en volumen, el H2S contenido en el gas de reaccion esta en el intervalo de 0,25 a 0,4% en volumen y la temperatura de la atmosfera de reaccion esta en el intervalo de 960 a 980°C en la segunda etapa). Como resultado, como se muestra en la Fig. 1C, los granos cristalinos tienen una forma hexagonal uniforme con un tamaro de grano grande, visto en el plano perpendicular a la direccion del espesor. Se forma una estructura en la que los granos de cristal que tienen una forma alargada en la direccion del espesor ocupan 35% o mas del area total en el plano perpendicular a la direccion del espesor.

En la capa de AlZr0 convencional, la cara de cristal de la superficie tiene una orientacion (por ejemplo, (1-102)) diferente de la cara de cristal (por ejemplo, 0001)) en el plano perpendicular a la direccion del espesor. Consecuentemente, (como se ve en el plano paralelo a la direccion del espesor), como se muestra en la Fig. 2B, en la superficie de la capa existe una falta de uniformidad piramidal y por ello se deteriora la resistencia a la formacion de esquirlas.

En la capa de AlZr0 reformada son irradiados con haces de electrones los granos cristalinos individuales existentes dentro de un intervalo mensurable de superficie pulida usando el microscopio electronico de barrido de emision de campo y el dispositivo de imagen de difraccion de electrones con redispersion para medir angulos formados por lineas normales de caras de red cristalina con redes cristalinas hexagonales y la linea normal de la superficie pulida. Se calcula una relacion de orientacion cristalografica a partir del resultado de la medicion y se calcula una distribucion de puntos del reticulo (puntos de red covalente de atomo constitutivo) en la que atomos constitutivos de una interfaz de red cristalina comparten un atomo constitutivo entre reticulos cristalinos. Cuando un tipo puntual de red de atomos covalentes en la que N puntos reticulares que no comparten el atomo constitutivo existen entre los puntos de la red de atomos covalentes constitutivos (siendo N un numero par de 2 o mas a la vista de una estructura cristalina de cristal de empaquetamiento denso hexagonal del tipo corundum, pero no incluye numeros

3.

La interfaz de la red de sitio de coincidencia 3 existe en los granos cristalinos alargados poligonales uniformes (incluido un hexagono uniforme) de la capa de AlZr0 reformada. Consecuentemente, se mejora la resistencia de los granos de cristal. Por tanto, se evita que se produzcan grietas en la capa de AlZr0 reformada durante el trabajo de corte potente a alta velocidad. Incluso cuando es presentan grietas, se puede evitar el crecimiento y propagacion de las grietas, con lo que se mejora la resistencia a la formacion de esquirlas, el mantenimiento de la resistencia y la resistencia a la peladura. Por tanto, la capa superior formada de la capa de AlZr0 reformada que tiene la interfaz de la red del sitio de coincidencia 3 en los granos cristalinos alargados poligonales uniformes (incluido un hexagono uniforme) y que tiene la estructura superficial uniforme presenta una excelente resistencia a la abrasion durante un tiempo largo sin causar esquirlas, rotura y peladura durante el tiempo de corte potente a alta velocidad en acero, hierro fundido, etc., en el que se emite calor a alta temperatura y se aplica una carga fuerte a los bordes de corte.

Cuando el espesor de la capa superior formada de la capa de AlZr0 reformada es inferior a 2 m, no se pueden lograr satisfactoriamente excelentes caracteristicas de la capa superior. Cuando el espesor de la capa superior es mayor que 15 m, se produce una deformacion termoplastica que causa facilmente una abrasion no uniforme, y tambiEn se forman esquirlas. Consecuentemente, el espesor medio de la capa superior se determina que estE en el intervalo de 2 a 15

En la herramienta revestida convencional de la que la capa superior de la capa de revestimiento dura esta formada por la capa convencional de AlZr0, la estructura y el tipo puntual de red covalente de atomo constitutivo de los granos cristalinos en la capa superior se midieron usando el microscopio electronico de barrido de emision y el dispositivo de imagen de difraccion de electrones por redispersion. Puesto que la estructura de los granos de cristal tiene la falta de uniformidad piramidal representada en las Figs. 2A y 2B e incluye lois granos poligonales alargados, la resistencia a la abrasion no es satisfactoria en comparacion con la capa de AlZr0 reformada.

En el tipo de puntos de red covalente de atomo constitutivo, la relacion de area de los granos cristalinos que tienen la interfaz de la red de sitio de coincidencia 3 en los granos cristalinos alargados poligonales no uniformes de la capa de AlZr0 era de 40% o menos, esto es, pequera. Consecuentemente, no se mejoro la resistencia de los granos cristalinos. Por ello, la herramienta revestida convencional en la que la capa superior de la capa de revestimiento dura esta formada por la capa de AlZr0 convencional no podia evitar que se produjeran esquirlas, rotura y peladura durante el trabajo de corte pesado a alta velocidad, en el que se aplica a los bordes de corte carga pesada con calor a alta temperatura, y la resistencia a la abrasion no era satisfactoria.

Como se ha descrito antes, en la herramienta revestida de acuerdo con la invencion, la capa de AlZr0 reformada tiene una estructura que incluye granos de cristales alargados poligonales uniformes (incluida una forma hexagonal) con superficie uniforme. La interfaz de red de sitio de coincidencia 3 esta formada en los granos de cristal para intensificar la resistencia de los granos cristalinos. Por ello, en comparacion con la herramienta revestida convencional que incluye la capa de AlZr0 convencional que tiene los granos cristalinos alargados poligonales no uniformes y un numero pequero de intercaras reticulares de sitio de coincidencia 3 en los granos cristalinos como capa superior, se alcanza una resistencia a alta temperatura excelente y una resistencia a la abrasion excelente ademas de la dureza a alta temperatura y la resistencia al calor de la capa de AlZr0 convencional. Como resultado de ello, la capa de revestimiento dura presenta una resistencia a la formacion de esquirlas excelente, una resistencia a la rotura excelente, excelente resistencia a la peladura y excelente resistencia a la abrasion durante el trabajo de corte pesado a alta velocidad en acero, fundicion de hierro, etc. en el que se emite calor a alta temperatura y se aplica una carga pesada en los bordes de corte, lo que alarga la vida en servicio.

Breve descripcion de los dibujos.

La Fig. 1A es un diagrama que ilustra esquematicamente una estructura de granos cristalinos poligonales, que se ha obtenido observando una capa superior formada por una capa de AlZr0 reformada en una herramienta 1 a 10 revestida de acuerdo con la invencion en el plano perpendicular a la direccion del espesor usando un microscopio electronico de barrido de emision de campo. La Fig. 1B es un diagrama que ilustra esquematicamente una estructura de granos cristalinos que tiene una forma alargada en la direccion del espesor con una superficie caso uniforme, que se ha obtenido examinando la capa superior en el plano paralelo a la direccion del espesor usando el microscopio electronico de barrido de emision de campo. Y la Fig. 1C es un diagrama que ilustra esquematicamente una estructura de granos hexagonales uniforme, que se ha obtenido observando la capa superior formada por la capa de AlZr0 reformada en una herramienta revestida 11 a 15 de acuerdo con la invencion en el plano perpendicular a la direccion del espesor usando el microscopio electronico de barrido de emision de campo.

La Fig 2A es un diagrama que ilustra esquematicamente una estructura de granos cristalinos poligonales uniformes, obtenida observando una capa superior formada por una capa de AlZr0 convencional de una herramienta revestida 1 a 15 de acuerdo con la invencion en el plano perpendicular a la direccion del espesor usando el microscopio electronico de barrido de emision de campo, y la Fig. 2B es un diagrama que ilustra esquematicamente una estructura de granos cristalinos que tienen forma alargada en la direccion del espesor con falta de uniformidad piramidal en la superficie de la capa, que se ha obtenido observando la capa superior en el plano paralelo a la direccion del espesor, usando el microscopio electronico de barrido de emision de campo.

La Fig. 3 es un diagrama de analisis de bordes de grano del plano perpendicular a la direccion del espesor, que se ha obtenido examinando la capa superior formada por la capa de AlZr0 reformada en una herramienta revestida 1 a 15 de acuerdo con la invencion, usando el microscopio electronico de barrido de emision de campo y un dispositivo de imagen de difraccion de electrones con redispersion, en el que una linea continua representa un sistema de granos de cristal poligonal observado usando el microscopio electronico de barrido de emision y una linea discontinua representa una interfaz de red de sitio de coincidencia 3 observada usando el dispositivo de imagen de difraccion de electrones con redispersion.

Descripcion detallada de la invencion.

Seguidamente se describiran especificamente ejemplos de la herramienta revestida de acuerdo con la invencion.

Ejemplos.

Se prepararon como materia prima los polvos siguientes, tenienco cada uno un tamaro medio de particula en el intervalo de 2 a 4 m: polvo de WC, polvo de TiC, polvo de ZrC, polvo de VC, polvo de TaC, polvo de NbC, polvo de Cr3C2, polvo de TiN, polvo de TaN y polvo de Co. Estos polvos como materia prima se compusieron mutuamente en las composiciones indicadas en la Tabla 1. Se aradio cera a los mismos y la mezcla resultante se mezclo en una solucion de acetona durante 24 horas usando un molino de bolas y se seco a presion reducida. Seguidamente se preconformo por compresion la mezcla de polvos resultante como un compacto en verde de una forma predeterminada a la presion de 98 MPa. El compacto en verde se sinterizo luego en vacio en las condiciones siguientes: presion de 5 Pa, una temperatura predeterminada en el intervalo de 1370 a 1470°C y una duracion de mantenimiento de 1 hora. DespuEs de la sinterizacion, los bordes de corte se sometieron a amolado con amoladora con R de 0,07 mm, obteniEndose los sustratos de herramienta de fabricacion A a E de carburo cementado basado en WC y con las formas de punta definidos en IS0/CNMG120408.

Ademas, se prepararon como materias primas los polvos siguientes, de los que cada uno tenia un tamaro de particula medio en el intervalo de 0,5 a 2 m: polvo de TiCN (TiC/TiN = 50/50 en relacion ponderal), polvo de Mo2C, polvo de ZrC, polvo de NbC, polvo de TaC, polvo de WC, polvo de Co y polvo de Ni. Esas materias primas en polvo se compusieron mutuamente en base a la composicion mostrada en la Tabla 2, se mezclaron en humedo durante 24 horas usando un molino de bolas y se secaron. Seguidamente, la mezcla de polvos resultante se prenso a una presion de 98 MPa formando un compacto en verde. El compacto en verde se sinterizo luego en atmosfera de nitrogeno en las condiciones siguientes: presion de 1,3 kPa, temperatura de 1540°C y duracion del mantenimiento 1 hora. DespuEs de la sinterizacion, los bordes de corte se sometieron a amolado con amoladora con R de 0,07 mm, obteniEndose los sustratos de herramienta de fabricacion de cermet basado en TiCN con las formas de punta definidas en la norma IS0.

Posteriormente, los sustratos de herramienta A a E y los sustratos de herramienta a a e se pusieron en un aparato de deposito quimico de vapor, y se formo la capa de compuesto de Ti como capa inferior de una capa de revestimiento dura con combinaciones y espesores diana indicados en la Tabla 6 obtenidos en las condiciones dadas en la Tabla 3 (en la Tabla 3, l-TiCN representa condiciones de formacion de capas de TICN que tienen una estructura de cristales de crecimiento longitudinal descrita en el documento JP-A-Hei 6-8010, y las otras designaciones representan condiciones de formacion de estructura cristalina granular general).

En las condiciones indicadas en la Tabla 6 es formo una capa de AlZr0 reformada como capa superior de una capa de revestimiento dura con los espesores diana mostrados en la Tabla 4, fabricando asi herramientas revestidas 1 a 15 de acuerdo con la invencion.

A fines comparativos, se formo la capa inferior por deposito de vapor en las mismas condiciones que las herramientas 1 a 15 de acuerdo con la invencion y luego se formo la capa de AlZr0 convencional como capa superior de la capa de revestimiento dura con las combinaciones y espesores diana dadas en la Tabla 7, en las condiciones dadas en la Tabla 5, fabricandose asi las herramientas revestidas convencionales 1 a 15.

Luego, usando el microscopio electronico de barrido de emision y el dispositivo de imagen de difraccion de electrones con redispersion, se examinaron las estructuras de granos cristalinos y los tipos de punto de red covalente de atomos constitutivos de las capas de AlZr0 reformadas y las capas de AlZr0 convencionales que constituyen las capas superiores de las capas de revestimiento duras de las herramientas revestidas 1 a 15 de acuerdo con la invencion y las herramientas revestidas convencionales 1 a 15.

Esto es, usando el microscopio electronico de barrido de emision se observaron primeramente las capas de AlZr0 reformadas de las herramientas revestidas 1 a 15 de acuerdo con la invencion y las capas de AlZr0 convencionales de las herramientas revestidas convencionales 1 a 15. En las herramientas revestidas de acuerdo con la invencion, se observo la estructura de grano cristalino que tiene una forma poligonal uniforme (incluida una forma hexagonal uniforme) y una forma alargada con un tamaro de grano grande mostrado representativamente an las Figs. 1A y 1B (siendo la Fig. 1A un diagrama que ilustra esquematicamente una estructura de herramienta revestida 1 a 10 de acuerdo con la invencion en el plano perpendicular a la direccion del espesor, y siendo la Fig. 1C un diagreama que ilustra esquematicamente una estructura de los granos cristalinos que tienen una forma hexagonal uniforme y una forma alargada con un tamaro de grano grande en las herramientas 11 a 15 de acuerdo con la invencion en el plano perpendicular a la direccion del espesor).

En las herramientas revestidas convencionales, se observo la estructura de grano cristalino que tiene una forma poligonal y alargada, mostrada representativamente en las Figs. 2A y 2B. Sin embargo, los tamaros de grano criatalino eran menores que los de la invencion y se formo una falta de uniformidad piramidal en las superficies de las capas, como se puede ver claramente en la Fig. 2B (siendo las Figs 2A y 2B diagramas que ilustran esquematicamente la estructura de la herramienta revestida convencional 1 a 15).

Se midio la relacion de area de los granos cristalinos que tienen la interfaz de red de coincidencia 3 en los granos cristalinos de las capas en las capas de AlZr0 reformadas de las herramientas revestidas 1 a 15 de acuerdo con la invencion y las capas de AlZr0 convencionales de las herramientas revestidas convencionales 1 a 15.

Primeramente, las capas de AlZr0 reformadas de las herramientas revestidas 1 a 15 de acuerdo con la invencion se pusieron en un tubo del microscopio electronico de barrido de emision de campo puesta su superficie como superficie pulida. Se irradiaron haces de electrones sobre los granos cristalinos individuales que tenian redes cristalinas individuales existentes dentro de un intervalo mensurable de una superficie pulida, y los haces de electrones se aplicaron a 70 grados respecto a la superficie pulida con un voltaje de aceleracion de 15 kV y una corriente de aplicacion de 1 nA, �sando el dispositivo de imagen de difraccion de electrones con redispersion se midieron de 30 x 50 m con un intervalo de 0,1 m/etapa los angulos formados por lineas normales de las caras de la red cristalina de los granos cristalinos y la linea normal de la superficie pulida. Se calculo una relacion de orientacion cristalografica entre las redes cristalinas adyacentes a partir del resultado de la medicion y se calculo una distribucion de puntos de red (puntos de red covalente de atomo constitutivo) en la que los atomos constitutivos de una interfaz de red cristalina comparten un atomo constituyente entre las redes cristalinas. Cuando un tipo puntual de red de N atomos covalentes en la que N puntos reticulares que no comparten el atomo constitutivo existen entre los puntos de la red de atomos covalentes constitutivos (siendo N un numero par de 2 o mas a la vista de una estructura cristalina de cristal de empaquetamiento denso hexagonal del tipo corundum, pero no incluye numeros pares 4, 8, 14, 24 y 26 cuando el limite superior de N se fija en 28 a la vista de la frecuencia de distribucion) se expresa como N+1, se calculo la relacion de area de los granos de cristal que tienen al menos una interfaz de red de sitio de coincidencia 3 respecto a los granos cristalinos enteros dentro del intervalo mensurable de la capa de AlZr0 reformada, dandose en la Tabla 6 los valores. Luego, en las capas de AlZr0 convencionales de herramientas revestidas convencionales 1 a 15, se calculo la relacion de area de los granos cristalinos que tienen al menos una interfaz de red de sitio de coincidencia 3 en los granos cristalinos a la totalidad de granos de cristal dentro del intervalo mensurable de la capa de AlZr0 convencional por el mismo procedimiento de las herramientas revestidas de acuerdo con la invencion, dandose en la Tabla 7 los valores calculados.

Como se muestra en las Tablas 6 y 7, en las capas de AlZr0 reformadas de las herramientas revestidas de acuerdo con la invencion, la relacion de area de los granos de cristal que tienen la interfaz de red de sitio de coincidencia 3 era de 60% o mas. Por el contrario, en las capas de AlZr0 convencionales de las herramientas revestidas convencionales, la relacion de area de los granos de cristal que tienen la interfaz de red de sitio de coincidencia 3 era de de 40% o menos. Se puede deducir de la tabla que la relacion de granos cristalinos que tienen la interfaz de red de sitio de coincidencia 3 es muy pequera.

Luego se midieron los espesores de las capas constitutivas de las capas de revestimiento duras de las herramientas revestidas 1 a 15 de acuerdo con la invencion y las herramientas revestidas convencionales 1 a 15 (en una seccion longitudinal) usando el microscopio electronico de barrido. Sustancialmente se obtuvieron en todos los casos los mismos espesores medios (medida una media de 5 puntos) que el espesor diana.

En las capas de AlZr0 reformadas de las herramientas 11 a 15 de acuerdo con la invencion, se midio con el microscopio electronico de barrido de emision de campo la relacion de area de los granos cristalinos que tienen forma hexagonal con un tamaro de granos grande en el plano perpendicular a la direccion del espesor, dandose en la Tabla 6 los valores medidos.

La quot;forma hexagonal uniforme con un tamaro de grano grandequot; descrita en la invencion se define como una quot;forma poligonal que tiene una media de 10 puntos en el intervalo de 3 a 8 m y seis vertexes que tienen un angulo en el intervalo de 100° a 140° cuando los diametros de las particulas en el plano perpendicular al espesor de la capa se midieron con el microscopio electronico de barrido de emisionquot;.

Seguidamente, en un estado en el que en cada una de las herramientas 1 a 15 de acuerdo con la invencion y las herramientas revestidas convencionales 1 a 15 se fijo a una punta de una muesca hecha en acero de herramientas una mordaza de fijacion, se realizaron los ensayos siguientes:

�n ensayo de corte de suministro rapido del material, a alta velocidad en seco, de acero al carbono (siendo la velocidad normal de corte y la velocidad de suministro de 250 m/min y 0,3 mm/rev, respectivamente) en condiciones de corte normales.

Condicion de corte A Pieza de trabajo: JIS S45C, barra redonda Velocidad de corte: 450 m/min Profundidad de corte: 2,5 mm Velocidad de suministro: 0,7 mm/rev Tiempo de corte: 8 min

Se realizo en las condiciones de corte siguientes un ensayo de corte a alta profundidad, alta velocidad en seco de un acero aleado de cromo-molibdeno: Condicion de corte B Pieza de trabajo: JIS SCM440, barra redonda Velocidad de corte: 320 m/min Profundidad de corte: 2,2 mm Velocidad de suministro: 0,3 mm/rev

Tiempo de corte: 5 min Se realizo en las condiciones de corte siguientes un ensayo de corte a alta profundidad, alta velocidad en humedo, de fundicion de hierro (en el que la velocidad de corte normal y la profundidad de corte son 350 m/min y 2,5 mm, respectivamente):

Condicion de corte C Pieza de trabajo: JIS FC300, barra redonda Velocidad de corte: 545 m/min Profundidad de corte: 5,6 mm Velocidad de suministro: 0,6 mm/rev Tiempo de corte: 5 min

Luego se midio la anchura de abrasion de la falda de un borde de corte en cada ensayo de corte. Los resultados de la medicion se muestran en la Tabla 8.

Tabla 1

Tipo: Composicion a componer, % en ,masa

Co: TiC ZrC VC TaC NbC Cr3C2 TiN TaN WC

Sustrato

de herramienta

A: 7 - - - - - - - - Resto

B: 5,7 - - - 1,5 0,5 - 1,2 - Resto

C: 5,7 2,3 - - - - 1 - - Resto

D: 8,5 - 0,5 - - - 0,5 - - Resto

E: 12,5 2 - - - - - 1 2 Resto

Tabla 2 Tabla 3

Tipo: Composicion a componer, % en masa

Co: Ni ZrC TaC NbC Mo2C WC TiCN

Sustrato

de herramienta

a: 12 6 - 10 - 10 16 Resto

b: 7 7 - 5 - 7,5 - Resto

c: 5 - - - 1 6 10 Resto

d: 9 6 - 11 2 - - Resto

e: 8 5 1 8 - 10 10 Resto

Capa inferior de la capa de revestimiento: Condiciones de formacion (kPa denota presion de la atmosfera de reaccion y 1 °C denota su temperatura)

dura: Composicion del gas de reaccion, % en volumen Atmosfera de reaccion

Presion: Temperatura

TiC TiN (1a capa) TiN (otras capas) l-TiC0,5N0,5 TiCN TiC0 TiCN0: TiCl4: 4,2%, CH4: 8,5%, H2: resto TiCl4: 4,2%, CH4: 30,0%, H2: resto TiCl4: 4,2%, CH4: 35,0%, H2: resto TiCl4: 4,2%, N2: 20%, CH3CN: 0,6%, H2: resto TiCl4: 4,2%, N2: 20%, CH4: 4%, H2: resto TiCl4: 4,2%, C0: 4%, H2: resto TiCl4: 4,2%, C0: 3%, CH4: 3%, N2: 20%, H2: resto 7 30 50 7 12 7 20 1020 900 1040 900 1020 1020 1020

Tabla 4 Tabla 5

Capa de AlZr0 reformada: Condiciones de formacion (kPa denota presion de la atmosfera de reaccion y °C denota su temperatura)

Simbolo formacion: Composicion del gas de reaccion, % en volumen Atmosfera de reaccion

Presion: Temperatura

A: 1a etapa AlCl3: 1%, HCl: 3%, C02: 2%, H2S: 0,3%, H2: resto 6 1010

2a etapa: AlCl3: 6%, ZrCl4,:1,2% HCl: 3%, C02: 5%, H2S 0,4%, H2: resto 6 950

B: 1a etapa AlCl3: 2%, HCl: 4%, C02: 3%, H2S: 0,25%, H2: resto 10 1000

2a etapa: AlCl3: 7%, ZrCl4,:1,0% HCl: 4%, C02: 6%, H2S 0,3%, H2: resto 8 970

C: 1a etapa AlCl3: 4%, HCl: 5%, C02: 4%, H2S: 0,5%, H2: resto 10 980

2a etapa: AlCl3: 8%, ZrCl4,:0,8%, HCl: 4%, C02: 6%, H2S 0,25, H2: resto 10 920

D: 1a etapa AlCl3: 5%, HCl: 1%, C02: 6%, H2S: 0,75%, H2: resto 9 960

2a etapa: AlCl3: 10%, ZrCl4,:0,6%, HCl: 3%, C02: 8%, H2S 0,6, H2: resto 9 1000

E: 1a etapa AlCl3: 2%, HCl: 2%, C02: 4%, H2S: 0,6%, H2: resto 8 980

2a etapa: AlCl3: 9%, ZrCl4,:0,9%, HCl: 5%, C02: 5%, H2S 0,25, H2: resto 8 960

F: 1a etapa AlCl3: 3%, HCl: 2%, C02: 5%, H2S: 0,75%, H2: resto 7 990

2a etapa: AlCl3: 8%, ZrCl4,:0,7%, HCl: 4%, C02: 4%, H2S 0,3%, H2: resto 7 970

Presion: Temperatura

A: 1a etapa AlCl3: 2,3%, ZrCl4,:0,13%, HCl: 2,0%, C02: 4%, H2S 0,2%, H2: resto AlCl3: 2,3%, ZrCl4,:0,1%, HCl: 2%, C02: 7%, H2S 0,1%, H2: 10 800

2a etapa: resto AlCl3: 2,7%, ZrCl4,:0,08%, HCl: 1,5%, C02: 5%, H2S 0,1, H2: 6 1020

b: 1a etapa resto AlCl3: 2,7%, ZrCl4,:0,13%, HCl: 1,5%, C02: 8%, H2S 0,2, H2: resto 8 750

2a etapa: AlCl3: 3,5, ZrCl4,:0,05%, HCl: 2,5%, C02: 3%, H2S 0,15%, H2: resto 8 1030

c: 1a etapa AlCl3: 3,5%, ZrCl4,:0,08%, HCl: 2,5%, C02: 5%, H2S 0,15%, H2: resto AlCl3: 4%, ZrCl4,:0,02%, HCl: 3.0%, C02: 1%, H2S: 0,05%, H2: 9 840

2a etapa: resto AlCl3: 4%%, ZrCl4,:0,02%, HCl: 3,0%, C02: 3%, H2S 0,05%, H2: resto 9 1050

d: 1a etapa 6 900

2a etapa: 10 1040

��

Capa de revestimiento dura: Capa superior capa de AlZr0 reformada Relacion de area de granos cristalinoshexagonalesuniformes (% de area) 0 20 15 18 16 25 10 0 5 35 57 73 80 62

Relacion de granos cristalinosque tienen interfaz de red de sitio de coincid. 3 (% de area): 60 84 77 73 S0 86 90 64 62 88 72 83 89 78 74

Espesor diana m: 2 15 8 7 9 11 13 4 5 12 5 7 6 8 10

Contenido de Zr Zr/Al+Zr) (relacionatomica): 0,01 0,004 0,006 0,002 0,008 0,003 0,005 0,004 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,005 0,004

Simbolo de la formacion de la capa superior: A C B D A D B C A B E P P B F

Capa inferior capa de compuesto de Ti: 4a capa TiCN0 (0,5) � TiCN0 (1) � � TICN0 (0,5) TiCN0 (0,3) � � TiC0 (1) TiC0 (0,1) � TiCN0 (0,2) � TiC0 (0,1)

3a capa: TiN(l) TiC0(0,5) TiC(4) � TiCN0 (0,5) TiC (0,5) TIC (2) - TiC0(0,5) TICN (7) TiCN0 (0,7) TiC0(0,5) TiN (0,5) TiCN0 (0,3) TiCN(0,5)

2a capa: 1-TiCN(17,5) 1-TiCN(8,5) 1-TiCN (4) 1-TiCN (9) 1-TiCN (4,5) 1-TiCN(1,5) 1-TiCN (10) TiCN (19) 1-TiCN (9) TiC(l) 1-TiCN(5) l-TiCN(I0) 1-TiCN (12) 1-TiCN(7) 1-TiCN (3)

1a capa: TiN(l) TiCN0) TiN(l) TiC(l) � TfN(1) TiN (0,5) TIN (0,5) TiN(l) TIC (0,5) TiN (1) TiN (0,3) TiN (1) TiN (0,5) TiN(0,6); TIN (0,4)

Simbolo de sustrato de herramienta: a A b B c C d D e E A a B b c

Tipo: I 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Herramienta revestida de acuerdo c on la invencion

Tabla��

(L0S N�MER0S ENTRE PAR�NTESIS EN LA CAP A INFERI0R SIGNIFICAN ESPES0R DIANA )

Tabla �

Tipo: Simbolo de sustrato de herramienta Capa de revestimiento dura

Capa inferior capa de compuesto de Ti: Capa superior capa de AlZr0 reformada

1a capa m: 2a capa m 3a capa m 4a capa m Simbolo de formacion capa superior Contenido de Zr Zr/(Al+Zr relac atom Espesor diana ( m) Relacion de granos cristalinos que tienen interfaz reticular de sitio de coinciden. 3, area %

638352117812725201815109

31410981215627581147

0,040,020,0090,0030,0080,0040,050,010,050,0150,0080,0040,060,0070,003

abcdcdababcdacd

El mismo que la herramienta revestida 1 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 2 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 3 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 4 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 5 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 6 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 7 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 8 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 9 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 10 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 11 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 12 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 13 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 14 de acuerdo con la invencionEl mismo que la herramienta revestida 15 de acuerdo con la invencion

Herramienta revestida de acuerdo con la invencion

Tabla �

Resultado del ensayo de corte, min: Condicion de corte C 1,0�3,6�3,53,23,42,5�2,2�2,31,51,83,2�3,02,52,0�2,0�

Condicion de corte B: 0,8�3,2�3,02,83,22,2�2,4�2,01,01,52,52.0 1,8�1,21,5

Condicion de corte A: 2,0�6,5�6,06,26,55,0�4,8�4,02,82,53,03,23,0�2,22,6

Tipo: 123456789101112131415

Herram. revestida inventiva

Anchura de abrasion del flanco, mm: Condicion de corte C 0,380,430,200,220,180,240,270,320,300,270,150,130,110,120,11

Condicion de corte B: 0,410,420,180,190,200,260,250,330,310,280,160,130,120,110,12

Condicion de corte A: 0,430,420,210,200,190,250,260,340,330,270,160,120,130,100,11

Tipo: 123456789101112131415

Herram. revestida inventiva

El resultado del ensayo de corte de las herramientas revestidas convencionales indica el tiempo de corte (minutos) hasta que el tiempo de vida debido a la formacion de esquirlas o abrasion del flanco (criterio de vida de anchura de abrasion del flanco de 0,5 mm).

La marca � indica que el tiempo de vida expira debido a la formacion de esquirlas.

Lo que sigue se puede ver en las Tablas 6 a 8. En la herramienta revestida de acuerdo con la invencion, la vcapa de oxido de aluminio (la capa de AlZr0 reformada) que constituye la capa superior tiene la estructura de los granos cristalinos que tienen una forma poligonal uniforme (hexagonal uniforme) y la forma alargada y la relacion de area de los granos cristalinos que tienen en ella una o varias intercaras de reticulo de sitio de coincidencia 3 es alta. Consecuentemente, ademas de la dureza a alta temperatura, la resistencia a alta temperatura y la resistencia al calor de la capa de AlZr0 convencional de la herramienta revestida condicional, la herramienta revestida de acuerdo con la invencion presenta una uniformidad de superficie excelente y una resistencia a alta temperatura excelente. Como resultado, la capa de revestimiento dura presenta una resistencia la formacion de esquirlas, una resistencia a la rotura y una resistencia a la peladura excelentes y una resistencia a la abrasion excelente incluso durante el corte potente a alta velocidad del acero, fundicion de hierro, procesos en lo que se emite calor a alta temperatura y se aplica una carga pesada a los bordes de corte, por lo que se alarga la vida de uso. Por el contrario, en las herramientas revestidas convencionales 1 a 15 que tienen la capa de AlZr0 convencional como capa superior de la capa de revestimiento dura, la resistencia a alta temperatura no es suficiente para promover la abrasion en condiciones de corte potente a alta velocidad, por lo que se acorta la vida en servicio.

Como se ha descrito antes, en la herramienta revestida de acuerdo con la invencion, la capa de revestimiento dura exhibe una resistencia a la formacion de esquirlas, una resistencia a la rotura y una resistencia a la peladura excelentes, y una resistencia a la abrasion excelente incluso durante un trabajo de corte potente a alta velocidad en el que se emite calor a alta temperatura y se aplica una carga pesada a los bordes de corte, asi como en el trabajo de corte de acero, fundicion de hierro, etc. en las condiciones normales, por lo que el comportamiento de corte es excelente durante un tiempo largo. Consecuentemente, es posible lograr satisfactoriamente la intensificacion de las prestaciones de la herramienta de corte, el ahorro de trabajo y el ahorro de energia en el trabajo de corte, con una disminucion del coste global.

Si bien se han descrito e ilustrado en lo expuesto antes realizaciones preferentes de la invencion, se ha de entender que todo ello tiene caracter de ejemplos de la invencion y no se debe considerar como limitativo de la misma. Se pueden hacer adiciones, omisiones sustituciones y otras modificaciones sin desviarse del alcance de la presente invencion. Consecuentemente, no se debe considerar que la invencion esta limitada por la descripcion anterior, y se ha de entender que solo esta limitada por el alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. �na herramienta de corte con la superficie revestida, que se forma revistiendo una superficie de un sustrato de herramienta hecho de carburo cementado basado en carburo de wolframio o cermet basado en carbonitruro de titanio con una capa de revestimiento dura que incluye las siguientes capas superior e inferior (a) y (b) por deposito de vapor:

(a)

como capa inferior, una capa de compuesto de titanio que tiene una o varias de las siguientes capas, capa de carburo de titanio, capa de nitruro de titanio, capa de carbonitruro de titanio, capa de carboxido de titanio y capa de oxicarbonitruro de titanio con un espesor total de capa medio de 3 a 20 m, y

(b)

como capa superior, una capa de oxido de aluminio que tiene una estructura cristalina de tipo y que contiene Zr con un espesor de capa medio de 2 a 15 m,

en la que, cuando la capa superior se examina con un microscopio electronico de barrido de emision de campo, la capa superior tiene una estructura que incluye granos cristalinos que tienen una forma poligonal uniforme en un plano perpendicular a la direccion del espesor y una forma alargada en la direccion del espesor con una superficie uniforme en un plano paralelo a la direccion del espesor, y

en la que, cuando se irradian con haces de electrones los granos cristalinos individuales existentes dentro de un intervalo mensurable de una superficie pulida usando un microscopio electronico de barrido de emision de campo y un dispositivo de imagen de difraccion de electrones con redispersion para medir angulos formados por lineas normales de caras de red cristalina con reticulos cristalinos hexagonales y la linea normal de la superficie pulida, se calcula, a partir del resultado de la medicion, una relacion de orientacion cristalografica entre las redes cristalinas adyacentes, se calcula una distribucion de puntos de red (puntos de red covalente de atomos constitutivos) en la que los atomos constitutivos de una interfaz de red cristalina comparten un atomo constitutivo entre las redes cristalinas, y un tipo de punto de red covalente de atomos constitutivos en el que N puntos de red que no comparten atomo constitutivo existe entre los puntos de red covalente de atomo constitutivo (siendo N un numero par de 2 o mas a la vista de una estructura cristalina de cristal hexagonal de empaquetamiento denso de tipo corundum, pero
2. La herramienta de corte con la superficie revestida de acuerdo con la reivindicacion 1 en la que, cuando la capa superior (b) se examina con el microscopio electronico de barrido de emision de campo, los granos cristalinos que tienen una forma hexagonal uniforme en un plano perpendicular a la direccion del espesor y una forma alargada en la direccion del espesor con una superficie uniforme en un plano paralelo a la direccion ocupan 35% o mas como relacion de area en el plano perpendicular entero a la direccion del espesor.