SE532050C2 - Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål - Google Patents

Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål

Info

Publication number
SE532050C2
SE532050C2 SE0800539A SE0800539A SE532050C2 SE 532050 C2 SE532050 C2 SE 532050C2 SE 0800539 A SE0800539 A SE 0800539A SE 0800539 A SE0800539 A SE 0800539A SE 532050 C2 SE532050 C2 SE 532050C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
cutting tool
substrate
tool insert
coating
cutting
Prior art date
Application number
SE0800539A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0800539L (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 SE0800539A priority Critical patent/SE532050C2/sv
Priority to KR1020107019959A priority patent/KR20100126357A/ko
Priority to EP09718212.5A priority patent/EP2262925A4/en
Priority to PCT/SE2009/000120 priority patent/WO2009110831A1/en
Priority to US12/921,215 priority patent/US8409732B2/en
Priority to CN2009801080547A priority patent/CN101960052B/zh
Publication of SE0800539L publication Critical patent/SE0800539L/sv
Publication of SE532050C2 publication Critical patent/SE532050C2/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
    • C04B41/45—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
    • 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
    • C04B41/52—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
    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2228/00—Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23B2228/10—Coatings
    • 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.]
    • Y10T428/24942—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

Landscapes

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

Description

15 20 25 30 35 40 45 50 533 050 2 Fig 5 visar (A) (001) polfigur och (B) (001) polplotdiagram av ett (Al,Cr)203-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, cerrnet, 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 (A1,Cr)N företrädesvis mindre än 0,5 pm enligt känd teknik, ett skikt av (AlpyCryhOg med 0,5 íy í 0,7, företrädesvis y = 0,6, 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 20 - 55°, företrädesvis 30 - 45° bestämd med, t ex, bakåtspridd elektrondiffraktion (EBSD) eller rönt- gendiffraktion (XRD).
Sagda skikt har en kompressiv restspänningsnivå av -4,5 < o < -0,5 GPa, företrädesvis av -3,0 < o < -1,0 GPa.
Sammansättningen, y, i (AlpyCryhOg bestäms med, t ex, 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,A1)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 ljusbågefórångning av en legering eller kompositkatod under följande betingelser; (Al,Cr)2O3-skiktet utfälls med använd- ning av Al+Cr-katoder med en sammansättning mellan (30 at% Al + 70 at% Cr) och (60 at% Al + 40 at% Cr) och företrädesvis mellan (30 at% Al + 70 at% Cr) och (50 at% Al + 50 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 utfälls i en Ar + 02 -atmosfän företrädesvis i en ren O; atmosfänvid ett totaltryck av 2,0 Pa till 5,0 Pa, företrädesvis 2,0 Pa till 4,0 Pa. Substratfórspärmingen är -50 V till -200 V, företrädesvis -75 V till -125 V. Beläggningstempe- raturen är mellan 500 °C och 700 °C, företrädesvis mellan 500 °C och 600 °C.
Uppfinningen avser även användning av skär enligt ovan för våt eller torr bearbetning av stål och rostfria stål vid skärhastigheter av 75 - 600 m/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 rengiordes 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-joner. Först utfälldes ett bindeskikt av TiN med en tjocklek av 0,2 pm följt av ett texturerat (Al,Cr)2O;-skikt av tjocklek 2,5 pm med ljusbåge-förång- ning av en legerad (40 at% Al + 60 at% Cr) katod, 63 mm i diameter (läge (2a) och (2b) i fig 2a) i 99,995% ren O; atmosfär vid ett totaltryck av 3,0 Pa och en beläggningstemperatur av omkring 400 °C till en total beläggningstjocklek av 3 pm. Förångningsströmmen var 75 A och substratfórspän- 20 25 30 35 40 45 50 E33 C150 3 ningen hölls vid -100 V under beläggningen. Slutligen utfälldes en toppfárg-beläggning bestående av 0,3 um (Al,Cr)N och 0,2 pm TiN.
Ett SEM mikrofoto av en brottyta av beläggningen visas i Fig 3.
Röntgendiffraktionsmönster av det utfällda skiktet erhölls med användning av CuKoc-strålning och en 0 - 20 konfiguration. Fig 4 visar röntgendiffraktionsmönster av en beläggning enligt uppfin- ningen med en texturerad korundfas aluminiumoxid (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 polplotdiagrarrnnet (F ig 5(B)) av det utíällda korundfasen (Al,Cr)2O3 i c-axel (001) riktningen (Fig la) visande en fibertextur (rotationssymmetri) i riktningen av substratets ytnormal (Fig lb) med en lutningsvinkel, (p (Fig lb), av basalplanet relativt substra- tets ytnorrnal mellan 20 och 55°. Den högsta toppen i polplotten är nära 38°. 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.
Restspänningen o, av (Al,Cr)2O3-skiktet utvärderades med XRD mätningar och sin2xu metoden (set ex l.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)2O3 (116)-reflexen. Restspänningsvärdet var 2,2=t0,4 GPa med användning av Possion's tal v=0,26 och E-modul E=420 GPa.
Sammansättningen, y = 0,58, av (Al1-yCry)2O3 mättes med energidispersiv spektroskopanalys (EDS) med hjälp av ett LEO Ultra 55 svepelektronmikroskop utrustat med en Thenno Noran EDS detektor vid 10 kV. Data utvärderades med en programvara från Noran System Six (N SS ver 2).
Exempel 2 Sort B: Ett skikt av 3,0pm Ti0,34Al0,66N 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 pm Ti(C,N) + 3 pm d-AlgOg utfälldes 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 TiqgiiAloßóN uttälldes med PVD på hårdmetallskär med sammansätt- 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 pm a-AlzOg utfálldes med CVD på hård- metallskär med sammansättningen 5 vikt% Co och balanserades med WC, enligt känd teknik. l5 20 532 B50 Exempel 7 Sorter A, B och C provades i bearbetning i stål. 'on P Diameter Material 125 mm SSl672 SEEX1204AFTN-M15 S ' 300 m/min ' 0 mm/tand mm 120 mm Resultat Sort A sort ' ' 6 4 Sort B 5 6 Sort C 3 Provet stoppades vid samma maximala fasfórslitning. Slitstyrkan var mycket förbättrad med sorten enligt uppfinningen.
Exempel 8 Sortema A, B och C provades i bearbetning i rostfritt stål.
Operation Hömfräsning Diameter 32 mm Material SSI 672 Skärtyp XOEX120408-M07 Skärhastighet 275 m/min Matning 0,25 nun/tand Skärdjup 3 mm Ingreppsbredd 8,8 mm Resultat ' SortA sort ' ' 5 8 Sort B 3 9 Sort C 1 Provet stoppades vid samma maximala fasfórslitning. Slitstyrkan var mycket förbättrad med sorten enligt uppfinningen.
Exempel 9 Sortema D, E och F provades i bearbetning i rostfritt stål.
Operation Intermittent svarvning Material SS2348 Skärtyp CNMG120408-MR3 Skärhastighet 80 rn/min Matning 0,3 mm Skärdjup 2 mm BEG Resultat Sort D sort Sort E Sort F Provet stoppades vid samma maximala fasfórslitriing. Slitstyrkan var mycket förbättrad med sorten enligt uppfinningen.
Exempel 10 Sorterna D, E och F provades i bearbetning i rostfritt stål. 'on Intermittent Material SSl672 S CNMGI20408-MR3 ' 350 m/min 0 mm Skärd' 2 mm Resultat Livs Sort D sort enli ' 10 7 Sort E 3 8 Sort F 9 Provet stoppades vid samma maximala fasfórslitning. Slitstyrkan var mycket förbättrad med sorten enligt uppfinningen.

Claims (6)

l0 l5 20 25 30 35 _ '52 050 Krav
1. 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 ljusbågeförångning, sagda beläggning omfattande ett eller flera skikt, varav åtminstone ett därav är ett (Al,Cr)2O3 skikt k ä n n e t e c k n a t av att sagda skikt har en kristallin korundstruktur med en sammansättning (Al1-yCry)2O3 med 0,5 íy _<__ 0,7, företrädesvis y = 0,6, med en tjocklek av l - 5 tim och en fibertextur, rotationssymmetri, i riktningen av substratets ytnorrnal med en lutningsvinkel, (p, för basalplanet relativt substratets ytnormal mellan 20 och 55° med en restspärining av -4,5 < o < -O,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 30 och 45°.
3. Skärverktygsskär enligt krav l k ä n n e t e c k n a t av att sagda skikt har en restspänning av -3,0 < e < -1,o 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, t ex TiN, TiC, Ti(C,N), (A1,Cr)N eller (Ti,Al)N, företrädesvis (Ti,Al)N, (Al,Cr)N, och/eller en yttre enkel- och/eller multiskilctbeläggriing 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 l till 20 tim, företrädesvis 2 till l0 tim, 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 utfallning av (Al,Cr)2O3-skikt med ljusbågeförångning med användning av Al + Cr-katoder med en sammansätt- ning mellan (30 at% Al + 70 at% Cr) och (60 at% Al + 40 at% Cr) och företrädesvis mellan (30 at% Al + 70 at% Cr) och (50 at% Al + 50 at% Cr), en förångningsström mellan 50 A och 200 A bero- ende på katodstorlek i en Ar + O; atmosfär, företrädesvis i en ren Og-atrnosfär, vid ett totaltryck av 2,0 Pa till 5,0 Pa, företrädesvis 2,0 Pa till 4,0 Pa, en substratförspärming av -75 V till -125 V, före- trädesvis -125 V till -175 V, och en beläggningstemperatur av mellan 500 °C och 700 °C, företrä- desvis mellan 500 °C och 600 °C.
6. Användning av ett skärvertygsskär enligt kraven 1 - 4 för bearbetning av rostfria stål och stål vid skärhastigheter av 75 - 600 m/min, företrädesvis l5O - 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 skär- geometri.
SE0800539A 2008-03-07 2008-03-07 Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål SE532050C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0800539A SE532050C2 (sv) 2008-03-07 2008-03-07 Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
KR1020107019959A KR20100126357A (ko) 2008-03-07 2009-03-03 산화물 코팅된 절삭 인서트
EP09718212.5A EP2262925A4 (en) 2008-03-07 2009-03-03 CUTTING INSERT WITH OXIDE COVER
PCT/SE2009/000120 WO2009110831A1 (en) 2008-03-07 2009-03-03 Oxide coated cutting insert
US12/921,215 US8409732B2 (en) 2008-03-07 2009-03-03 Oxide coated cutting insert
CN2009801080547A CN101960052B (zh) 2008-03-07 2009-03-03 涂覆有氧化物的切削刀片及其制作方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0800539A SE532050C2 (sv) 2008-03-07 2008-03-07 Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0800539L SE0800539L (sv) 2009-09-08
SE532050C2 true SE532050C2 (sv) 2009-10-13

Family

ID=41056245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0800539A SE532050C2 (sv) 2008-03-07 2008-03-07 Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8409732B2 (sv)
EP (1) EP2262925A4 (sv)
KR (1) KR20100126357A (sv)
CN (1) CN101960052B (sv)
SE (1) SE532050C2 (sv)
WO (1) WO2009110831A1 (sv)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE532047C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av gjutjärn
SE532049C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
SE532048C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
DE102011053372A1 (de) * 2011-09-07 2013-03-07 Walter Ag Werkzeug mit chromhaltiger Funktionsschicht
EP3450591A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-06 Seco Tools Ab A coated cutting tool and a method for coating the cutting tool
CN109082641B (zh) * 2018-08-28 2020-05-22 华南理工大学 一种三层膜结构涂层及其制备方法

Family Cites Families (23)

* 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
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
DE19518781C1 (de) * 1995-05-22 1996-09-05 Fraunhofer Ges Forschung Vakuumbeschichteter Verbundkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
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
MX2007011703A (es) * 2005-03-24 2008-03-10 Oerlikon Trading Ag Capa de material duro.
SE529051C2 (sv) * 2005-09-27 2007-04-17 Seco Tools Ab Skärverktygsskär belagt med aluminiumoxid
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
SE532047C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av gjutjärn
SE532049C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
SE532048C2 (sv) * 2008-03-07 2009-10-13 Seco Tools Ab Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009110831A1 (en) 2009-09-11
US8409732B2 (en) 2013-04-02
CN101960052A (zh) 2011-01-26
CN101960052B (zh) 2013-04-03
EP2262925A4 (en) 2013-08-21
KR20100126357A (ko) 2010-12-01
EP2262925A1 (en) 2010-12-22
US20110044775A1 (en) 2011-02-24
SE0800539L (sv) 2009-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE532048C2 (sv) Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
CN102449194B (zh) 纳米叠层涂覆的切削工具
US20040115484A1 (en) Composite structured wear resistant coating
CN101960051B (zh) 用于切削刀具刀片的热稳定(Ti,Si)N层
SE532047C2 (sv) Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av gjutjärn
SE532050C2 (sv) Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
SE532049C2 (sv) Oxidbelagt skärverktygsskär för spånavskiljande bearbetning av stål
JP5594577B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP2008264971A (ja) 硬質皮膜切削工具
JP5440345B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP5440353B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP2011218530A (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
JP5594569B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP5459618B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP5454787B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP5440352B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP5440350B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP5454788B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP5440351B2 (ja) 表面被覆切削工具
JP2022139718A (ja) 表面被覆切削工具

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed