PL205573B1

Nanolayered coated cutting tool and method for making the same

Abstract

This record has no abstract on file.

PL205573B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 4

Term

Term ended

Expired 6 March 2023, 3.6 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

43 claims: 9 independent, 34 dependent

  1. 1
    Człon pokryty nanowarstewkami, zawierający podłoże mające powierzchnię, i powłokę na powierzchni podłoża, przy czym powłoka składa się z wielu zestawów nanowarstewek, znamienny tym, że każdy zestaw nanowarstewek składa się z naprzemiennych nanowarstewek azotku metalu i azotku metalu-glinu, i powł oka (32) ma obszar wią zania (34) i obszar zewnę trzny (36), z których obszar wiązania (34) jest usytuowany bliżej podłoża (30) niż obszar zewnętrzny (36), przy czym obszar wiązania (34) zawiera szereg zestawów nanowarstewek z naprzemiennie usytuowanych nanowarstePL 205 573 B1 wek azotku metalu i azotku metalu-glinu, a grubość zestawów nanowarstewek obszaru wiązania (34) wzrasta w miarę oddalania się od powierzchni (38) podłoża (30).
  2. 2
    Człon według zastrz. 1, znamienny tym, ż e metal nanowarstewek azotku metalu i azotku metalu-glinu jest wybrany z grupy obejmującej tytan, niob, hafn, wanad, tantal, molibden, cyrkon, chrom i wolfram, samodzielnie albo w połączeniu ze sobą albo w połączeniu z innymi metalami, natomiast podłoże jest wybrane z grupy obejmującej węglik spiekany, cermetal, ceramikę, stal szybkotnącą, diament, diament polikrystaliczny i polikrystaliczny regularny azotek boru.
  3. 3
    Człon według zastrz. 1, znamienny tym, ż e metal w azotku metalu i w azotku metalu-glinu jest tytanem i w każdym zestawie nanowarstewek obszaru wiązania (34) nanowarstewka azotku tytanu-glinu ma pewną grubość i nanowarstewka azotku tytanu ma pewną grubość, przy czym grubość nanowarstewki azotku tytanu-glinu różni się od grubości nanowarstewki azotku tytanu.
  4. 4
    Człon według zastrz. 1, znamienny tym, ż e metal w azotku metalu i w azotku metalu-glinu jest tytanem, a w każdym zestawie nanowarstewek obszaru wiązania (34) nanowarstewka azotku tytanu-glinu ma określoną grubość i nanowarstewka azotku tytanu ma określoną grubość, przy czym grubość nanowarstewki azotku tytanu-glinu jest większa niż grubość nanowarstewki azotku tytanu.
  5. 5
    Człon według zastrz. 4, znamienny tym, ż e grubość nanowarstewek azotku tytanu obszaru wiązania (34) jest w zasadzie taka sama w miarę oddalania się od powierzchni podłoża (30).
  6. 6
    Człon według zastrz. 1, znamienny tym, że w każ dym zestawie nanowarstewek obszaru wiązania (34) grubość nanowarstewki azotku metalu jest różna od grubości nanowarstewki azotku metalu-glinu.
  7. 7
    Czł on wedł ug zastrz. 6, znamienny tym, ż e w ka ż dym zestawie nanowarstewek w obszarze wiązania (34) nanowarstewka azotku metalu-glinu ma grubość większą od grubości nanowarstewki azotku metalu.
  8. 8
    Czł on wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e obszar zewnę trzny (36) zawiera zestawy nanowarstewek o przemiennych nanowarstewkach azotku metalu i azotku metalu-glinu, przy czym w każ dym zespole nanowarstewek obszaru zewnę trznego (36) grubość nanowarstewki azotku metalu różni się od grubości nanowarstewki azotku metalu-glinu.
  9. 9
    Człon według zastrz. 8, znamienny tym, że w każ dym zestawie nanowarstewek obszaru zewnętrznego (36) nanowarstewka azotku metalu-glinu ma grubość większą niż grubość nanowarstewki azotku metalu.
  10. 10
    Człon według zastrz. 1, znamienny tym, że pokryty człon stanowi jeden z następujących elementów:wkładka tnąca, podatna na okresowe przestawianie wkładka tnąca, wiertło, frez, frez walcowo-czołowy, rozwiertak i gwintownik.
  11. 11
    Człon według zastrz. 1, znamienny tym, że obszar zewnętrzny (36) składa się z szeregu zestawów nanowarstewek zawierających azotek metalu i azotek metalu-glinu, przy czym grubości zestawów nanowarstewek są w przybliżeniu równe.
  12. 12
    Człon według zastrz. 1, znamienny tym, że na zewnętrzną powierzchnię powłoki (32) jest nałożona warstwa wykańczająca (50), która składa się z jednej albo więcej warstewek jednego albo więcej następujących materiałów:tlenek glinowy i azotki, azotki glinu i węglikoazotki glinu, z jednym albo więcej metali z grupy obejmującej tytan, niob, hafn, wanad, tantal, cyrkon, chrom, samodzielnie albo w połączeniu ze sobą albo w połączeniu z innymi metalami.
  13. 13
    Człon według zastrz. 12, znamienny tym, że na warstewce wykańczającej (50) jest nałożona warstewka poślizgowa (52).
  14. 14
    Człon według zastrz. 1, znamienny tym, że metal w nanowarstewce azotku metalu-glinu każdego zestawu nanowarstewek stanowi tytan i stosunek atomowy glinu/tytanu wynosi od 0,2 do 2,5.
  15. 15
    Człon według zastrz. 1, znamienny tym, że warstewka azotku metalu zawiera glin, a skład nanowarstewki azotku metalu zawierającej glin różni się od składu nanowarstewki azotku metalu-glinu.
  16. 16
    Człon pokryty nanowarstewkami, zawierający podłoże mające powierzchnię, i powłokę na powierzchni podłoża, przy czym powłoka składa się z wielu zestawów nanowarstewek, znamienny tym, że każdy zestaw nanowarstewek składa się z naprzemiennych nanowarstewek azotku metaluglinu i węglikoazotku metalu-glinu, i powłoka (32) ma obszar wiązania (34) i obszar zewnętrzny (36), z których obszar wiązania (34) jest usytuowany bliżej podłoża (30) niż obszar zewnętrzny (36), przy czym obszar wiązania (34) zawiera szereg zestawów nanowarstewek z naprzemiennie usytuowanych nanowarstewek azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu, a grubość zestawów nanowarstewek obszaru wiązania (34) wzrasta w miarę oddalania się od powierzchni podłoża (30). PL 205 573 B1
  17. 17
    Człon według zastrz. 16, znamienny tym, że metal w nanowarstewkach azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu jest wybrany z grupy obejmującej tytan, niob, hafn, wanad, tantal, molibden, cyrkon, chrom i wolfram, samodzielnie albo w połączeniu ze sobą albo w połączeniu z innymi metalami, a podłoże (30) jest wybrane z grupy obejmującej węglik spiekany, cermetal, ceramikę, stal szybkotnącą, diament, diament polikrystaliczny i polikrystaliczny, regularny bor.
  18. 18
    Człon według zastrz. 16, znamienny tym, że w każdym zestawie nanowarstewek obszaru wiązania (34) grubość nanowarstewki azotku metalu-glinu różni się od grubości nanowarstewki węglikoazotku metalu-glinu, a obszar zewnętrzny zawiera szereg zestawów nanowarstewek przemiennych nanowarstewek azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu, zaś w każdym zestawie nanowarstewek w obszarze zewnętrznym (36) grubość nanowarstewki azotku metalu-glinu różni się od grubości nanowarstewki węglikoazotku metalu-glinu.
  19. 19
    Człon według zastrz. 16, znamienny tym, że pokryty człon stanowi wkładka tnąca (20), przy czym wkładka tnąca (20) ma powierzchnię natarcia (22) i powierzchnię boczną (24), przy czym powierzchnia natarcia (22) i powierzchnia boczna (24) przecinają się tworząc krawędź tnącą (26).
  20. 20
    Człon według zastrz. 16, znamienny tym, że metalem w azotku metalu-glinu i w węglikoazotku metalu-glinu jest tytan, a w każdym zestawie nanowarstewek obszaru wiązania (34) nanowarstewka azotku tytanu-glinu ma określoną grubość i warstewka węglikoazotku tytanu-glinu ma określoną grubość, przy czym grubość nanowarstewki azotku tytanu-glinu różni się od grubości nanowarstewki węglikoazotku tytanu-glinu.
  21. 21
    Człon pokryty nanowarstewkami, zawierający podłoże mające powierzchnię, i powłokę na powierzchni podłoża, przy czym powłoka składa się z wielu zestawów nanowarstewek, znamienny tym, że każdy zestaw nanowarstewek składa się z naprzemiennych nanowarstewek azotku metalu i azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu, i powłoka (32) ma obszar wiązania (34) i obszar zewnętrzny (36), z których obszar wiązania (34) jest usytuowany bliżej podłoża (30) niż obszar zewnętrzny (36), przy czym obszar wiązania (34) zawiera szereg zestawów nanowarstewek z naprzemiennie usytuowanych nanowarstewek azotku metalu i azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu, a grubość zestawów nanowarstewek obszaru wiązania (34) wzrasta w miarę oddalania się od powierzchni podłoża (30).
  22. 22
    Człon według zastrz. 21, znamienny tym, że metal w azotku metalu, azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu jest wybrany z grupy obejmującej tytan, niob, hafn, wanad, tantal, molibden, cyrkon, chrom i wolfram, samodzielnie albo w połączeniu ze sobą albo w połączeniu z innymi metalami, podłoże jest wybrane z grupy obejmującej węglik spiekany, cermetal, ceramikę, stal szybkotnącą, diament, diament polikrystaliczny i polikrystaliczny, regularny azotek boru.
  23. 23
    Człon według zastrz. 21, znamienny tym, że w każdym zestawie nanowarstewek w obszarze wiązania (34) grubość nanowarstewki azotku metalu różni się od grubości nanowarstewki azotku metalu-glinu, grubość nanowarstewki azotku metalu różni się od grubości nanowarstewki węglikoazotku metalu-glinu, a grubość nanowarstewki azotku metalu-glinu różni się od grubości nanowarstewki węglikoazotku metalu-glinu, zaś obszar zewnętrzny (36) zawiera wiele zestawów nanowarstewek przemiennych nanowarstewek azotku metalu i azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu w każdym zestawie nanowarstewek w obszarze zewnętrznym (36) grubość nanowarstewki azotku metalu różni się od grubości nanowarstewki azotku metalu-glinu, grubość nanowarstewki azotku metalu różni się od grubości nanowarstewki węglikoazotku metalu-glinu, a grubość nanowarstewki azotku metalu-glinu różni się od grubości nanowarstewki węglikoazotku metalu-glinu.
  24. 24
    Człon według zastrz. 21, znamienny tym, że pokryty człon stanowi jeden z następujących elementów:wkładka tnąca, podatna na okresowe przestawianie wkładka tnąca, wiertło, frez, frez walcowo-czołowy, rozwiertak i gwintownik.
  25. 25
    Człon według zastrz. 52, znamienny tym, że metalem w nanowarstewce azotku metalu-glinu i nanowarstewce węglikoazotku metalu-glinu jest tytan i w nanowarstewce azotku metalu-glinu stosunek atomowy glinu/tytanu wynosi od 0,2 do 2,5 i w nanowarstewce węglikoazotku metalu-glinu stosunek atomowy glinu/tytanu wynosi od 0,2 do 2,5.
  26. 26
    Człon pokryty nanowarstewkami, zawierający podłoże mające powierzchnię, i powłokę na powierzchni podłoża, przy czym powłoka składa się z wielu zestawów nanowarstewek, znamienny tym, że każdy zestaw nanowarstewek składa się z naprzemiennych nanowarstewek azotku tytanuglinu i węglikoazotku tytanu-glinu.
  27. 27
    Człon według zastrz. 26, znamienny tym, że powłoka (32) ma obszar wiązania (34), który przylega do powierzchni podłoża (30). PL 205 573 B1
  28. 28
    Człon według zastrz. 26, że obszar wiązania (34) zawiera szereg zestawów nanowarstewek, przy czym grubość każdego zestawu nanowarstewek zwiększa się w miarę oddalania się od powierzchni podłoża (30).
  29. 29
    Człon według zastrz. 26, znamienny tym, że z obszarem wiązania (34) sąsiaduje obszar zewnętrzny (36) powłoki (32).
  30. 30
    Człon według zastrz. 26, znamienny tym, że obszar zewnętrzny (36) zawiera szereg zestawów nanowarstewek, przy czym grubości wszystkich zestawów nanowarstewek są w przybliżeniu równe.
  31. 31
    Sposób wytwarzania członu pokrytego nanowarstewkami, w którym przygotowuje się podłoże mające pewną powierzchnię i pokrywa się je powłoką zawierającą zestawy nanowarstewek za pomocą naparowywania z wykorzystaniem tarcz, znamienny tym, że przygotowuje się tarczę metalową I przygotowuje się tarczę metalowo-glinową, a następnie obraca się podłoże (30) pomiędzy tarczą metalową i tarczą metalowo-glinową i zasila się tarczę metalową energią elektryczną na pierwszym poziomie energetycznym tarczy metalowej oraz zasila się tarczę metalowo-glinową na pierwszym poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowej i naparowuje się na powierzchnię podłoża powłokę składającą się z zestawów naprzemiennych nanowarstewek, po czym zmienia się szybkość naparowywania naprzemiennych nanowarstewek w ciągu wybranego okresu czasu, w którym zmienia się poziom energii elektrycznej doprowadzanej do tarczy metalowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowej i zmienia się poziom energii elektrycznej doprowadzanej do tarczy metalowo-glinowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowej, a jednocześnie reguluje się szybkość naparowywania naprzemiennych nanowarstewek w ciągu pewnego czasu po osiągnięciu drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowej i drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowej.
  32. 32
    Sposób według zastrz. 31, znamienny tym, że naparowuje się naprzemiennie nanowarstewki azotku metalu i azotku metalu-glinu.
  33. 33
    Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że naparowuje się szereg zestawów naprzemiennych nanowarstewek azotku metalu i azotku metalu-glinu w czasie, gdy zmienia się zasilanie energią elektryczną tarczy metalowej od pierwszego poziomu energetycznego tarczy metalowej do drugiego poziomu energetycznego warstwy metalowej i zmienia się zasilanie energią elektryczną tarczy metalowo-glinowej od pierwszego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowej do drugiego poziomu energetycznego warstwy metalowo-glinowej, tworząc obszar wiązania (34) powłoki (32).
  34. 34
    Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że naparowuje się szereg zestawów naprzemiennych nanowarstewek w czasie utrzymywania zasilania energią elektryczną tarczy metalowej na drugim poziomie energetycznym tarczy metalowej i w czasie utrzymywania zasilania energią elektryczną tarczy metalowo-glinowej na drugim poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowej tworząc zewnętrzny obszar (36) powłoki (32).
  35. 35
    Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że stosuje się pierwszy poziom energetyczny tarczy metalowej niższy niż drugi poziom energetyczny tarczy metalowej i stosuje się pierwszy poziom energetyczny tarczy metalowo-glinowej niższy niż drugi poziom energetyczny tarczy metalowo-glinowej.
  36. 36
    Sposób wytwarzania członu pokrytego nanowarstewkami, w którym przygotowuje się podłoże mające pewną powierzchnię i pokrywa się je powłoką zawierającą zestawy nanowarstewek za pomocą naparowywania z wykorzystaniem tarcz, znamienny tym, przygotowuje się tarczę metalowo-glinową i przygotowuje się tarczę metalowo-glinowo-węglową, a następnie obraca się podłoże (30) pomiędzy tarczą metalowo-glinową i tarczą metalowo-glinowo-węglową i zasila się tarczę metalowo-glinową energią elektryczną na pierwszym poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowej oraz zasila się tarczę metalowo-glinowo-węglową na pierwszym poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowo-węglowej i naparowuje się na powierzchnię podłoża powłokę składającą się z zestawów naprzemiennych nanowarstewek, po czym zmienia się szybkość naparowywania naprzemiennych nanowarstewek w ciągu wybranego okresu czasu, w którym zmienia się poziom energii elektrycznej doprowadzanej do tarczy metalowo-glinowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowej i zmienia się poziom energii elektrycznej doprowadzanej do tarczy metalowo-glinowo-węglowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowo-węglowej, a jednocześnie reguluje się szybkość naparowywania naprzemiennych nanowarstewek w ciągu pewnego czasu po osiągnięciu drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowej i drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowo-węglowej. PL 205 573 B1
  37. 37
    Sposób według zastrz. 36, znamienny tym, że naparowuje się naprzemiennie nanowarstewki azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu.
  38. 38
    Sposób według zastrz. 37, znamienny tym, że naparowuje się szereg zestawów naprzemiennych nanowarstewek azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu w ciągu czasu, w którym zwiększa się zasilanie energią elektryczną tarczy metalowo-glinowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu tarczy metalowo-glinowej i zwiększa się zasilanie energią elektryczną tarczy metalowo-glinowo-węglowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu tarczy metalowo-glinowo-węglowej, tworząc obszar wiązania (34) powłoki (32).
  39. 39
    Sposób według zastrz. 37, znamienny tym, że naparowuje się szereg zestawów naprzemiennych nanowarstewek w czasie utrzymywania zasilania energią elektryczną tarczy metalowo-glinowej na drugim poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowej i w czasie utrzymywania zasilania energią elektryczną tarczy metalowo-glinowo-węglowej na drugim poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowo-węglowej tworząc zewnętrzny obszar (36) powłoki (32).
  40. 40
    Sposób wytwarzania członu pokrytego nanowarstewkami, w którym przygotowuje się podłoże mające pewną powierzchnię i pokrywa się je powłoką zawierającą zestawy nanowarstewek za pomocą naparowywania z wykorzystaniem tarcz, znamienny tym, przygotowuje się tarczę metalową, tarczę metalowo-glinową i tarczę metalowo-glinowo-węglową, a następnie obraca się podłoże (30) pomiędzy tarczą metalową, tarczą metalowo-glinową i tarczą metalowo-glinowo-węglową i zasila się tarczę metalową energią elektryczną na pierwszym poziomie energetycznym tarczy metalowej, zasila się tarczę metalowo-glinową energią elektryczną na pierwszym poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowej oraz zasila się tarczę metalowo-glinowo-węglową na pierwszym poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowo-węglowej i naparowuje się na powierzchnię podłoża powłokę składającą się z zestawów naprzemiennych nanowarstewek, po czym zmienia się szybkość naparowywania naprzemiennych nanowarstewek w ciągu wybranego okresu czasu, w którym zmienia się poziom energii elektrycznej doprowadzanej do tarczy metalowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowej, zmienia się poziom energii elektrycznej doprowadzanej do tarczy metalowo-glinowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowej oraz zmienia się poziom energii elektrycznej doprowadzanej do tarczy metalowo-glinowo-węglowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowo-węglowej, a jednocześnie reguluje się szybkość naparowywania naprzemiennych nanowarstewek w ciągu pewnego czasu po osiągnięciu drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowej, drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowej oraz drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowo-węglowej.
  41. 41
    Sposób według zastrz. 40, znamienny tym, że naparowuje się naprzemiennie nanowarstewki azotku metalu, azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu.
  42. 42
    Sposób według zastrz. 41, znamienny tym, że naparowuje się szereg zestawów naprzemiennych nanowarstewek azotku metalu, azotku metalu-glinu i węglikoazotku metalu-glinu w ciągu czasu, w którym zwiększa się zasilanie energią elektryczną tarczy metalowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowej, zwiększa się zasilanie energią elektryczną tarczy metalowo-glinowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowej i zwiększa się zasilanie energią elektryczną tarczy metalowo-glinowowęglowej od pierwszego poziomu energetycznego do drugiego poziomu energetycznego tarczy metalowo-glinowo-węglowej, tworząc obszar wiązania (34) powłoki (32).
  43. 43
    Sposób według zastrz. 41, znamienny tym, że naparowuje się szereg zestawów naprzemiennych nanowarstewek w czasie utrzymywania zasilania energią elektryczną tarczy metalowej na drugim poziomie energetycznym tarczy metalowej, zasilania energią elektryczną tarczy metalowo-glinowej na drugim poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowej i zasilania energią elektryczną tarczy metalowo-glinowo-węglowej na drugim poziomie energetycznym tarczy metalowo-glinowo-węglowej, tworząc zewnętrzny obszar (36) powłoki (32).
Independent claims43