PL187859B1 - Narzędzie zawierające korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne oraz sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne - Google Patents

Abstract

I Narzędzie zawierające korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, przy czym narzędzie jest jednym spośród pełnego węglikowego freza do obróbki końcowej, pełnego węglikowego freza z głowicą kulową, krążkowego noża z węglików spiekanych, zaś układ warstw zawiera co najmniej jedną warstwę MeX, przy czym Me obejmuje tytan 1 glin, a X oznacza co najmniej jeden spośród azotu i węgla, ponadto warstwa ta ma wartość Qr, zdefiniowaną jako stosunek natężeń dyfrakcji I(200) do I(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody 0-20, znamienne tym, że wartość Qr jest wybrana tak, że wynosi Qr < I, zaś wartość natężenia dyfrakcji I(111) jest co najmniej 20 razy większa niż średnia wartość natężenia szumów II Sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, zawierający co najmniej jedną warstwę z twardego materiału, w którym nakłada się metodą PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu co najmniej jedną warstwę MeX na korpus narzędzia, dobiera się określone wartości parametrów procesowych dla nakładania metodą PVD oprócz co najmniej początkowego napięcia korpusu narzędzia względem określonego potencjału odniesienia i wykonuje się co najmniej jedną warstwę MeX o pożądanej wartości Qr, przy czym wartość Qr definiuje się jako stosunek natężeń dyfrakcji I(200) do I(III), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody 0-20, przy czym odpowiednią wartość Qr uzyskuje się poprzez nastawianie wartości napięcia początkowego korpusu narzędzia, znamienny tym. że wybiera się określone wartości parametrów procesowych dla nakładania metodą PVD oprócz cząstkowego ciśnienia

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest narzędzie, zawierające korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne oraz sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, zwłaszcza warstw ochronnych.

Znane jest w dziedzinie ochrony narzędzi wprowadzanie układów warstw odpornych na ścieranie, które zawierają co najmniej jedną warstwę z twardego materiału, oznaczonąjako MeX.

Z publikacji I. Petrowa i innych pt. „Średnia energia nakładania na atom: Uniwersalny parametr dla opisania wspomaganego jonowo wzrostu warstwy?, Applied Physics Letters, tom 63, nr 1 z 5 lipca 1993r., strony 36-38 znane jest nakładanie warstw Ti0_j5,5Al(),5,5N na podłoże z amorficznego SiO2 poprzez magnetronowe napylanie katodowe z zastosowaniem reaktywnego gazu. W taki sposób korzystna orientacja warstwy według natężenia I dyfrakcji w dyfrakcji rentgenowskiej materiału może być zmieniana poprzez zmianę strumienia jonów, średniej energii nakładania na atom obejmującą napięcie początkowe podłoża. Opisano również różnicowanie średniej energii Ed nakładanej na atom albo za pomocą zmiany energii jonowej E1 albo stosunku J[/J_me przypadkowego przyspieszonego strumienia jonów do strumienia nakładanych cząstek termicznych.

W „Skrótach japońskich opisów patentowych”, tom 096, nr 012, 26 grudnia 1996r. i japońskim opisie patentowym nr JP-A-08209335 ujawniono metodę PVD lub CVD do wykonywania twardych członów pokrywanych za pomocą węglików, azotków lub węglikoazotków w układzie dwuskładnikowym lub trójskładnikowym wybranym spośród tytanu Ti, innych niż tytan Ti metali z grupy IV układu okresowego, metali z grupy Va i glinu Al. Według ujawnionego sposobu pik natężeń dla płaszczyzny (200) w modelu dyfrakcji rentgenowskiej materiału I dla płaszczyzny (111) określono jako wynoszący co najmniej 1,5. Wartość tego stosunku może być regulowana poprzez wartość napięcia początkowego. W ten sposób zmniejsza się naprę4

187 859 żenie resztkowe i poprawia się graniczną wartość obciążenia pokrytego członu twardego jak również stopień przyczepności powłoki.

W opisie patentowym nr EP 0701982 ujawniono folię warstwową z bardzo drobnych cząstek, która ma więcej niż dwie warstwy, z których każda jest utworzona ze związku składającego się głównie z węglików, azotków, węglikoazotków lub tlenków co najmniej jednego z pierwiastków wybranych spośród grupy obejmującej grupę IVa pierwiastków układu okresowego, grupę V pierwiastków, grupę VI pierwiastków', glin Al, krzem Si i bor B. Ujawniono również materiał kompozytowy o dużej twardości do stosowania, w powłokach narzędziowych, przy czym co najmniej część skrawająca powierzchni podłoża narzędzia jest pokryta warstwą złożoną z bardzo drobnych cząstek.

Znane są metody stosowane do pomiaru struktur powierzchniowych z wykorzystaniem dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. W tego rodzaju pomiarach znane są następujące określenia i wielkości.

Pojęcie Q_r, które jest zdefiniowane jako stosunek natężeń dyfrakcji I(200) do I(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody 0-20. Stąd prawdziwa jest zależność Qr = 1(200),/1( 111). Wartości natężeń mierzy się za pomocą następującego sprzętu przy następujących nastawieniach:

Siemens Diffractometer D500,

Moc:

Przysłony aperturowe:

Przysłona detektorowa: Stała czasowa: Szybkość kątowa 2υ: Promieniowanie:

Napięcie robocze : 30 kV Natężenie robocze: 25 mA Potoe.erne przysoony I : 1°

Położenie przysłony II: 0,1°

Szczelina Soller 4 s

0,05°/min

Cu-Ka (0,15406 nm)

Jeżeli następuje odniesienie do „zmierzony według MSX”, to odnosi się to do wyżej opisanego sprzętu i podanych wyżej nastawień. Wszystkie wyniki ilościowe dla Qr i I w niniejszym opisie zostały uzyskane za pomocą MS. Określenie „korpus narzędzia” oznacza w niniejszym opisie narzędzie niepowleczone.

Określenie „materiał twardy” oznacza w niniejszym opisie materiał, za pomocą którego narzędzia, silnie obciążone mechanicznie i termicznie w czasie pracy, powleka się w celu nadania im odporności na ścieranie. Korzystne przykłady takich materiałów są podane niżej jako materiały ogólnie oznaczone MeX.

Narzędzie, zawierające korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, przy czym narzędzie jest jednym spośród pełnego węglikowego freza do obróbki końcowej, pełnego węglikowego freza z głowicą kulową, krążkowego noża z węglików spiekanych, zaś układ warstw zawiera co najmniej jedną warstwę MeX, przy czym Me obejmuje tytan i glin, a X oznacza co najmniej jeden spośród azotu i węgla, ponadto warstwa ta ma wartość Qr zdefiniowaną jako stosunek natężeń dyfrakcji I(200) do I(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody 0-20, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wartość Qr jest wybrana tak, że wynosi Qr < 1, zaś wartość natężenia dyfrakcji I(111) jest co najmniej 20 razy większa niż średnia wartość natężenia szumów.

Korzystnie, wartość Q_r spełnia zależność Qr < 0,5, korzystnie Qr < 0,2, a zwłaszcza Qr <0,1.

Korzystnie, materiał warstwy MeX należy do grupy obejmującej azotek tytanowo-glinowy, węglikoazotek tytanowo-glinowy, azotek tytanowo-glinowo-borowy.

Korzystnie, Me obejmuje ponadto co najmniej jeden kolejny pierwiastek spośród pierwiastków należących do grupy obejmującej bor, cyrkon, hafn, itr, krzem, wolfram, chrom, korzystnie co najmniej jeden pierwiastek spośród itru, krzemu i boru.

Korzystnie, zawartość tego kolejnego pierwiastka w Me wynosi i, gdzie i wynosi 0,05% < i < 60%, przyjmując zawartość tytanu Ti i glinu Al jako 100%.

187 859

Korzystnie, narzędzie zawiera ponadto kolejną warstwę z azotku tytanu usytuowaną pomiędzy co najmniej jedną wymienioną warstwą MeX i korpusem narzędzia, przy czym ta kolejna warstwa ma grubość d, dla której jest prawdziwa zależność: 0,05 pm < d < 5,0 pm.

Korzystnie, narzędzie zawiera układ warstw utworzony przez co najmniej jedną warstwę MeX oraz tę kolejną warstwę.

Korzystnie, naprężenie σ wewnątrz co najmniej jednej warstwy MeX wynosi 2 GPa < σ < 8 GPa, korzystnie 4 GPa <σ < 6 GPa.

Korzystnie, zawartość x tytanu Ti w Me wynosi 70% > x > 40%, korzystnie 65% > x > 55%.

Korzystnie, zawartość y glinu Al w Me wynosi 30% < y < 60%, korzystnie 35% < y < 45%.

Sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, zawierający co najmniej jedną warstwę z twardego materiału, w którym nakłada się metodą PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu co najmniej jedną warstwę MeX na korpus narzędzia, dobiera się określone wartości parametrów procesowych dla nakładania metodą PVD oprócz co najmniej początkowego napięcia korpusu narzędzia względem określonego potencjału odniesienia i wykonuje się co najmniej jedną warstwę MeX o pożądanej wartości Q_r, przy czym wartość Qr definiuje się jako stosunek natężeń dyfrakcji 1(200) do 1(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody Θ-2Θ, przy czym odpowiednią wartość Qr uzyskuje się poprzez nastawianie wartości napięcia początkowego korpusu narzędzia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wybiera się określone wartości parametrów procesowych dla nakładania metodą PVD oprócz cząstkowego ciśnienia reaktywnego gazu w komorze próżniowej i/lub początkowego napięcia korpusu narzędzia względem określonego potencjału odniesienia i wykonuje się co najmniej jedną warstwę MeX o pożądanej wartości Qr, przy czym korzystając z tego, że wartość Qr stanowi funkcję ciśnienia cząstkowego i napięcia początkowego, zmniejsza się ciśnienie cząstkowe dla zmniejszenia wartości Qr lub zwiększa się ciśnienie cząstkowe dla zwiększenia wartości Qr i/lub zwiększa się napięcie początkowe dla zmniejszenia wartości Qr lub zmniejsza napięcie początkowe dla zwiększenia wartości Qr, uzyskując przy tym wartości co najmniej jednego z natężeń dyfrakcji I(200) i 1(111) co najmniej 20 razy większe niż średnia wartość natężenia szumów.

Korzystnie, sposób obejmuje ponadto prowadzenie nakładania metodą PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu drogą napylania katodowego z zastosowaniem reaktywnego gazu.

Korzystnie, sposób obejmuje ponadto etap magnetycznego regulowania napylania katodowego.

Korzystnie, sposób obejmuje ponadto etap nakładania na korpus narzędzia warstwy MeX, przy czym Me obejmuje tytan i glin, a X stanowi co najmniej jeden spośród azotu i węgla i wprowadza się go do procesu nadkładania metodą PVD poprzez reaktywny gaz.

Korzystnie, stosuje się narzędzie w postaci jednego spośród pełnego węglikowego freza do obróbki końcowej, pełnego węglikowego freza z głowicą kulową, noża krążkowego z węglików spiekanych, przy czym wartość Q_r dobiera się tak, aby Qr < 1 przez nastawianie co najmniej jednego spośród ciśnienia reaktywnego gazu i początkowego napięcia dla nakładania metodą PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu.

Korzystnie, dobiera się wartość Q_r tak, aby Qr < 0,5, korzystnie Qr < 0,2.

Korzystnie, dobiera się wartość Qr tak, aby Q_r < 0,1.

Zaleta niniejszego wynalazku polega na znacznym wydłużeniu okresu użytkowania takich powlekanych narzędzi. Wynika ona głównie z wybrania dla co najmniej jednej warstwy wartości Qr, dla której jest prawdziwa zależność

Q_r<2, przy czym narzędzie jest stałym węglikowym frezem do obróbki końcowej albo stałym węglikowym frezem z głowicą kulową albo krążkowym narzędziem skrawającym ze spiekanych węglików. Co więcej, wartość natężeń dyfrakcji 1(111) jest większa o współczynnik co najmniej 20 niż średni poziom intensywności szumów przy pomiarze według MS.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem uznano, jak przedstawiono, że wartości Qr prowadzą do zadziwiająco wysokiego polepszenia odporności na ścieranie, a zatem okresu użytkowania narzędzia, jeżeli takie narzędzie jest rodzajem narzędzia opisanego według wynalazku.

187 859

Do tej pory odporny na ścieranie układ warstw z twardego materiału MeX stosowano bez względu na oddziaływanie pomiędzy materiałem korpusu narzędzia i mechanicznym i cieplnym obciążeniem, któremu narzędzie jest poddawane w czasie pracy. Według niniejszego wynalazku, oparto się na fakcie i założono, iż zadziwiające polepszenie odporności na zużycie ścierne uzyskuje się wtedy, gdy łączy się selektywnie specyficzną wartość Qr ze specyficznym rodzajem narzędzia, a wartość natężeń dyfrakcji I(111) jest większa o współczynnik co najmniej 20 od średniego poziomu natężenia szumów, przy czym obydwie wartości mierzono według MS.

Poprawa uzyskana według wynalazku jest nawet większa, jeżeli Qr wynosi nie więcej niż 1, a jeszcze dalszą poprawę uzyskuje się dobierając Qr wynoszące nie więcej niż 0,5, a nawet nie więcej niż 0,2. Największą poprawę uzyskuje się, gdy Qr wynosi nie więcej niż 0,1. Należy stwierdzić, że wartość Qr może spadać do zera, jeżeli rozważany jest materiał o szczególnej specyficznej orientacji krystalicznej zgodnie z zanikającym natężeniem dyfrakcyjnym 1(200). Zatem, nie ustala się dolnej granicy dla wartości Q_r, którą nastawia się jedynie na bazie praktycznej (zgodnie z praktyką).

Jak wiadomo specjalistom w tej dziedzinie, istnieje korelacja pomiędzy twardością warstwy i występującym w niej naprężeniem. Im wyższe jest naprężenie, tym większa jest twardość. Tym niemniej wraz z rosnącym naprężeniem przyczepność warstwy do korpusu narzędzia ma skłonność do zmniejszania się.

W przypadku narzędzia według niniejszego wynalazku ważniejsza jest raczej wysoka twardość niż najwyższa możliwa przyczepność. Zatem naprężenie warstwy MeX dobiera się korzystnie przy górnej granicy podanego niżej przedziału naprężeń. Taki dobór ogranicza w praktyce dającą się stosować wartość Qr.

W korzystnym przykładzie wykonania narzędzia według wynalazku materiałem MeX zastosowanym na narzędzie jest azotek tytanowo-glinowy, węglikoazotek tytanowo-glinowy albo azotek tytanowo-glinowo-borowy, przy czym dwa pierwsze wymienione materiały są aktualnie zalecane jako korzystniejsze niż azotek tytano\w>glinowc>-borow'y.

W dalszych przykładach wykonania narzędzia według wynalazku Me materiału warstwy MeX może stanowić dodatkowo co najmniej jeden z następujących pierwiastków: bor, cyrkon, hafn, itr, krzem, wolfram, chrom, przy czym z tej grupy korzystne jest stosowanie itru, ewentualnie krzemu lub ewentualnie boru. Taki dodatkowy pierwiastek do tytanu i glinu wprowadza się do materiału warstwy, korzystnie z zawartością „i”, dla której jest prawdziwa zależność:

0,05% < i < 60% przyjmując Me jako 100%.

Dalszą poprawę dotyczącą wszystkich zróżnicowanych rozwiązań co najmniej jednej warstwy MeX uzyskuje się przez wprowadzanie pomiędzy warstwę MeX i korpus narzędzia dodatkowej warstwy azotku tytanu o grubości „d”, dla której jest prawdziwa zależność:

0,05 pm < d < 5 pm

Z punktu widzenia ogólnego celu wynalazku, którym jest zaproponowanie narzędzia według wynalazku dającego się wytwarzać przy najniższych możliwych kosztach, a zatem najbardziej ekonomicznie, zaleca się ponadto, aby narzędzie miało tylko jedną warstwę z materiału MeX i dodatkową warstwę, którą umieszcza się pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia.

Co więcej, naprężenie „o” w MeX dobiera się korzystnie tak, aby 2 GPa <σ < 8 GPa, a zwłaszcza

GPa <σ < 6 GPa.

Zawartość „x” tytanu w składniku Me warstwy MeX dobiera się korzystnie tak, aby 70% > x > 40%, a w korzystnym rozwiązaniu

65% > x > 55%.

Z drugiej strony zawartość „y” glinu w składniku Me materiału warstwy MeX dobiera się korzystnie tak, aby

30% < y < 60%, a zwłaszcza w szczególnie korzystnym przykładzie wykonania rozwiązania nawet

187 859

35% < y < 45%.

W kolejnym zalecanym korzystnym przykładzie rozwiązania spełnione są obydwie te zależności, to jest określone granice zawartości „x” i „y” odpowiednio dla tytanu i glinu.

Nakładanie, zwłaszcza warstwy MeX, można przeprowadzić jakąkolwiek znaną techniką nakładania próżniowego, zwłaszcza techniką nakładania metodą PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu, taką jak na przykład napylanie katodowe z zastosowaniem reaktywnego gazu albo naparowywanie z zastosowaniem reaktywnego gazu. Stosowany według wynalazku przedział wartości Q_r realizuje się przez odpowiednie regulowanie parametrów procesu, które wpływają na grubość powłoki.

W celu uzyskania doskonałej i odtwarzalnej przyczepności warstw do korpusu narzędzia stosuje się technologię trawienia plazmowego, jako etap przygotowawczy, w oparciu o plazmę argonową. Technologia ta została ujawniona w międzynarodowym opisie patentowym nr WO 97/34315, który to dokument został powołany w niniejszym opisie tytułem referencji odnośnie takiego trawienia, a następnie powlekania. Ten dokument jest zgodny z amerykańskim zgłoszeniem patentowym nr 08/710 095, który również podano tytułem referencji.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania objaśniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres ciśnienia cząstkowego azotu względem napięcia początkowego korpusu narzędzia według wynalazku, fig. 2 - wykres wartości natężenia dyfrakcji w funkcji kąta dyfrakcji 2Θ dla sposobu według wynalazku, fig. 3 - wykres wartości natężenia dyfrakcji w funkcji kąta dyfrakcji 20 w innym przykładzie wykonania sposobu według wynalazku oraz fig. 4 - wykres wartości natężenia dyfrakcji w funkcji kąta dyfrakcji 20 dla przykładu wykonania z fig. 1.

Narzędzie zawierające korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, w zalecanym przykładzie wykonania według wynalazku stanowi pełny węglikowy frez do obróbki końcowej lub pełny węglikowy frez z głowicą kulową lub krążkowy nóż z węglików spiekanych i zawiera układ warstw obejmujący co najmniej jedną warstwę MeX, w której Me obejmuje tytan i glin, a X oznacza co najmniej jeden spośród azotu i węgla, przy czym warstwa MeX ma wartość Qr, zdefiniowaną jako stosunek natężeń dyfrakcji I(200) do I(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody 0-20 wybraną tak, że Qr < 1. Wartość natężenia dyfrakcji I(111) określona wyżej jest co najmniej 20 razy większa niż średnia wartość natężenia szumów, zaś zalecany materiał warstwy MeX obejmuje azotek tytanowo-glinowy, węglikoazotek tytanowo-glinowy', azotek tytanowo-glinowo-borowy, korzystnie azotek tytanowo-glinowy albo węgloazotek tytanowo-glinowy. Me może korzystnie obejmować ponadto co najmniej jeden kolejny pierwiastek, taki jak bor, cyrkon, hafn, itr, krzem, wolfram i/lub chrom. Dalsze korzystne przykłady wykonania narzędzia według wynalazku przedstawiono w dalszej części opisu w przykładach 1-5.

Sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne w zalecanym przykładzie wykonania według wynalazku obejmuje nakładanie na korpus narzędzia co najmniej jednej warstwy z twardego materiału metodą PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu, przy czym wybiera się jako Me tytan i glin, zaś jako X co najmniej jeden spośród azotu i węgla. W zalecanym sposobie dobiera się określone wartości parametrów procesowych dla nakładania metodą PVD oprócz co najmniej jednego z dwóch parametrów obejmujących cząstkowe ciśnienie reaktywnego gazu w komorze próżniowej i początkowe napięcie korpusu narzędzia względem określonego potencjału odniesienia oraz nastawia się co najmniej jeden spośród parametrów: ciśnienie cząstkowe i napięcie początkowe, tak aby uzyskać warstwę MeX o pożądanej wartości Qr < 1, a także uzyskać wartości co najmniej jednego z natężeń dyfrakcji I(200) i I(111) co najmniej 20 razy większego niż średnia wartość natężenia szumów. Dalsze szczegółowe przykłady realizacji sposobu według wynalazku przedstawiono poniżej w przedstawionych przykładach 1-5.

Przykład 1

Łukowe urządzenie do platerowania jonowego, z zastosowaniem regulowanych magnetycznie źródeł łukowych, (jak opisano w opisie patentowym nr WO 97/34315), zastosowano do pracy w sposób przedstawiony w tabeli 1 w celu nałożenia warstwy MeX, jak przedstawiono także w tabeli 1, na pełne węglikowe frezy do obróbki końcowej o średnicy 10 mm i z = 6. Grubość nałożonej warstwy MeX wynosiła zawsze 3 pm. Zatem w próbkach 1 do 5 reali8

187 859 zowano wartości Q_r według wynalazku, natomiast dla porównania w próbkach 6 do 10 ten warunek nie był spełniony. Wartość natężenia dyfrakcji I(111) była zawsze znacznie większa niż 20-krotna średnia wartość natężenia szumów, zmierzona według MS. Powleczone frezy do obróbki końcowej stosowano do frezowania w podanych niżej warunkach w celu ustalenia osiągalnej głębokości frezowania aż do osiągnięcia średniej szerokości zużycia ściernego boków 0,20 mm. Otrzymaną głębokość frezowania zgodnie z okresem użytkowania takich narzędzi przedstawiono także w tabeli 1.

Warunki skrawania kontrolnego:

- narzędzie: pełny węglikowy frez do obróbki końcowej, średnica (0) 10 mm, z = 6

- skrawany materiał: AISI D2 (DIN 1.2379)

- parametry skrawania: Vc = 20 m/min ft = 0,031 mm ap = 15 mm ae = 1 mm frezowanie współbieżne, na sucho

Przy czym określono następujące parametry skrawania z - ilość zębów, V_c - prędkość skrawania, ft - prędkość posuwu na ząb, ap - osiowa głębokość skrawania oraz ac - promieniowa głębokość skrawania.

Z tabeli 1 łatwo zauważyć, że frezy do obróbki końcowej powleczone według niniejszego wynalazku są znacznie lepiej zabezpieczone przed odwarstwieniem i zużyciem ściernym niż frezy do obróbki końcowej powleczone w warunkach porównawczych.

187 859

Resztkowe

naprężenie

ściskające (-GPa)

r-~ LO

4,0

LO

CN

Φ

g

Φ

g

<D

g

Φ

ε

•H

g

•H

g

Ή

S

Ή

ε

Ό

c

c

c

β

Φ

CN

fO

CN

CN

φ

CN

'CO

Ή

o

M

β

X

o

c

O)

O

Φ

O

Φ

O

φ

Ο

rM

(0

•1—1

•rd

•Η

tP

3

υ

Φ

u

Φ

O

Φ

υ

Φ

Φ

σ3

<o

'CO

β

'CO

c

'C0

β

—1

Μ

___

—·

•—-

—

Ό

Λ!

fti

Π3

σί

(ύ

O

CO

£

e

£

£

£

£

£

£

CO

cn

CN

CO

CN

0

CN

o

CN

o

—1

ο

β

c

β

β

,—1

II

ο

r—1

i—1

o

CTt

ο

ο

ł—1

x

x

X

X

<5

CN

O

—1

O

CN

*—'

M

HI

1

σ3

LO

z

z

z

ζ

Lf)

3

x

>1

>

>.

Φ

O

O

«—1

1—1

i—1

1-1

4-J

<

CO Π3

II

II

•H

κ •«H

•i—1

κ •Η

X

E-i

E-i

Η

s

''J

z

fti

CJ

fO

CI

cd

(0

o,

1

04

l

z

1

ζ

Π3

Φ

O

z

O

z

O

z

Ο

ζ

>1

·—1

•Ί

,—1

CJ

«—l

C-J

χ—1

CM

C (0

c φ

Π3

[pa

X

o

X

O 1—1

X

o

X

Ο γ—1

Φ

ni

i

.K

o

0x

o

X O

o

X O

ο

X ο

'CO

*·

*·

·*

3

•H

cn

cn

CN

CN

ł—1

CN

CN

o α

u

ω

-H

Φ

3

Ή

O

Ć 2 M

υ α>

-U στ N

>

o o

50

o o

Ο Ο

σ5

a

CN

r—1

«—1

ι—1

s

Φ

u

z

o

α

X—i

CN

cn

•rH

z

Ni

Ό

Φ

N

CU

1X3

fl3

z

c

>1

s

187 859 cd. tabeli co co o

CM co

CM

Φ •rd

Ć

Φ

J-l

Φ

-H

O 'CO rt £ £

Lf) M

O £

c ίΰ •rd ja

OT >

a

Ό o

o co

-rd •rd £H

X lO

O o

co co

O

CM co

Φ •rd £

£

Ό

O te

D

H sd rO •rd ja tn >

o a

•o o

g

CM <—d •rd

H o

t—I

X o

PO (U

-H c

fC

H

-P

OT i-ł fO

Ό

O co

Φ •rd £

(0

-p ja ω

>

Cł a

Ό o

fi

CM

CM <3* •rd

H

X o

CM <L>

Ή td

o) i-l tu *rd υ

'OT g

CO

CM

U0 •rd

Q) •I—1 £ (0 i-i Φ •rd u

'OT

O

CO

-H

H

O <u c

I-1

Π3 £

O £

fO te te

CM o

r—I

X o

CM o

Γ—ł

X o

PO

X

LO

CM (ΰ te te

CM o

c~)

X

LT)

CM o

Ote

187 859

Odległość skrawania definiuje się jako odległość lub długość, która została poddana skrawaniu przez odpowiednie narzędzie aż do uzyskania wskazanego zużycia ściernego tego narzędzia, np. 0,2 mm.

Przykład 2

Urządzenie, które stosowano do powlekania w przykładzie 1, zastosowano także do powlekania próbek nr 11 do 20 w tabeli 2. Powleczone narzędzia i warunki badań były identyczne jak w przykładzie 1. Grubość warstw przedstawiono w tabeli 2.

Należy zauważyć, że oprócz powłoki według przykładu 1 nałożono warstwę pośrednią azotku tytanu pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia oraz warstwą najbardziej zewnętrzną danego materiału, jak przedstawiono w tabeli 2. W znacznym stopniu spełniony był warunek dotyczący wartości natężenia dyfrakcji I(111) i wartości średniego poziomu szumów, zmierzonego według MS.

Należy nadmienić, że umieszczenie warstwy pośredniej pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia dawało w wyniku zawsze dalszą poprawę. Dodatkową poprawę uzyskuje się przez wykonanie najbardziej zewnętrznej warstwy jednego z takich materiałów jak węglikoazotek tytanu, tlenkoazotek tytanowo-glinowy, a zwłaszcza najbardziej zewnętrznej warstwy tlenku glinowego. Ponownie zaobserwowano, że realizując wartości Qr ustalone według wynalazku, w porównaniu z próbkami porównawczymi 16 do 20, uzyskuje się znaczną poprawę. Najbardziej zewnętrzną warstwę tlenku glinowego o grubości 0,3 pm nakładano drogą plazmowego chemicznego osadzania warstw z fazy gazowej. Jak stwierdzono wyżej, powleczone frezy do obróbki końcowej badano w takich samych warunkach skrawania, jak w przykładzie 1, a wartość Qr mierzono według MS.

187 859 γμ o

_Q

H ft •rd g

ft ft

M co 'U

O rM

CP ω

r-H

Ό

O o

o

CM rd

4J

Cd

M cd

CC £

•i—t ra

Sm td <

•rd

Η ra

-P cd m

ra •StO o

II >1 o

X ra

4-)

Cd

M ra s

ra

-H c

Ό ω

Sm 'Cd

O a

Ό

Sm a

Sm ω

£ ω

£

Q) £

O!

£

Cl) £

i—1	CM	1-1	CM	1-1	CM	1-1	CM	1-1	CM
ra		ft		(t		Ct	X.	ra
g	O	g	O	g	O	g	O	g	O
M		Sm		M		Sm		M
O	ω	O	O	O	ω	O	0)	O	0)
£	•rd	£	Ή	£	-rd	£	•rd	£	•rd
	G	—	£	—	G	—-	G		£
	<t		ra		(t		ft		ra
g		g	Sm	F	$4	g		g	Sm
O	(U	CM	0)	co	Φ	lO	CU	crs	Φ
co	•rd	CO	•rd	co	-rd	CO	•rd	co	•rd
	O		u		o		U		ϋ
	'CO		'Cd		'CO		'CO		'CO

io

CM r~ co o

		£
	£	·—	£
5*, ι—1	3_	1-1	=L
X	kO	X	m
•rd	X	•rd	X
	CM		CM
'—		'—

g

d.

mT o

•H

O

CO •rd

E-t

CM co co

CM tO tO

CM co o

<

Ή

Em g

£.

co o

O

CM l-1 <

d.

co o

g

d.

LO •H

E-t

CO

LO

LO

CM >

i-1 •H

Em g

d.

<x>

o •rd

Η g

d.

CM

-H sj·

CM (1)

N ra

I-1 ra £

>,

S g

d.

co o

-H

Em

LO

187 859

		.___
<υ		Φ		Φ		Φ		φ
£				β		β		β
	CN	c		t—d	CN	C“d	PN	r~H	CN
		Π3		<3			-	<0	X
£	O	N		£	o	ε	o	ε	O
i-d		(0		Cl		β		β
o	Φ	Z3		O	Φ	o	Φ	ο	Φ
c				β	•rd	β	•rd	β	•cd
	c				β		β	—-	β
	i0	>1			CO		ω		rd
£	β			ε	β	ε	β	ε	β
CN	φ				Φ	O	φ	Ο	Φ
				rH	•f—i	x—l	•rd	rH	•cd
	u				u		υ		u
	'CO	co			'(0		'CO		'CO
O		co		CO		Γ		<—1
		s.				X.		χ.
r~		o		O		O		ο
						o
			£		ε	Η		ε
		2	i	2	β.	2-i	β.	ό	Zl.
		u		U		. Ί		OJ
1		•cd	PO	•H	CO		CO	γΗ	PO
		E-i		Eh	x		X		χ
			o		o		ο		O
2		2		2		2		2
	£	,—,	£		£	H-H	ε		ε
>	zL	> 1—1	β.	>1 c—I		•—1	β.	I—i	β.
	o	<	PO		CO	<			CO
			X	•1—1	X	•cd	χ	•cd	*·
H	CN	Eh	CN	Eh	CN	Eh	CN	Eh	CN
								,____
ε		£		ε		ε		s
β.				zt				zl
O		LO				co		co
						X		X
t—d		t—1		o		o		o
						—		'—'
2		2		2		2		2
		•cd		-H		•H		•cd
H		Eh		Eh		Eh		Eh
CO		r~-		CO		cn		O
—ł		i—1		—1		i—1		CN

Φ •cd β

(O β

Ό β

O

Pj

187 859

Przykład 3

Pełne węglikowe frezy do obróbki końcowej powlekano za pomocą urządzenia z przykładu 1 warstwą MeX, jak przedstawiono w tabeli 3, wciąż spełniając ustalone według wynalazku warunki wartości Q_r i (dalej) warunek stosunku natężenia dyfrakcji 1(111) względem średniego poziomu szumów, zmierzonego według MS. W ten sposób do Me wprowadzono jeden z takich metali, jak cyrkon, hafn, itr, krzem i chrom, w ilościach podanych wyżej.

Powleczone frezy do obróbki końcowej trzymano w piecu powietrznym w temperaturze 750°C w ciągu 30 minut w celu utlenienia. Następnie mierzono otrzymaną grubość warstwy tlenkowej. Te wyniki są przedstawione także w tabeli 3. Dla porównania badano również wkładki powleczone według wynalazku różnymi związkami Me materiału warstwy MeX. Staje się oczywiste, że przez dodawanie do Me pierwiastków zgodnie z próbkami 23 do 32 grubość otrzymanej warstewki tlenkowej jest znacznie mniejsza. W odniesieniu do utleniania, najlepsze wyniki uzyskuje się przez dodawanie krzemu albo itru.

Należy nadmienić i jest to znane specjalistom w tej dziedzinie, że w przypadku warstw odpornych na ścieranie z materiału MeX słuszne jest stwierdzenie, że im lepsza jest odporność na utlenianie, a zatem im cieńsza jest otrzymana warstwa tlenkowa, tym lepsze są osiągnięte parametry skrawania.

187 859

Tabela

Grubość warstewki	tlenkowej (pm)	L '0	6 '0	L '0	rH O	0, 5	CO O	5-1 O	CM O	cn o	0, 05
N	CM o o	CM O O	CM O O	LO CM O	LO CM O	i—1 O	,—1 o	CM O O	«—1 o	rH O
	lO O	lD O	LO O	LO O	LO O	LO O	LO o	lO O	LO o	LO O
X	co o	co o	CO ΧΓ O	LO CM O	lO CM O	s, o	<7' O	CO O	'tr o	co o
3										t—1 o
Skład warstwy	s N 1—1 •H Eh	2 N s-i u >, <-H -< -H	Z t-1 N? ;> rH -H H	Z >-* >, rH :< •H H	z N £S3 > rH Ή Η	2 £ <—1 •H H	z 1-» •H CO 1-1 < •H	S tl •1—1 CO i—| •H	MH :r > r—ł A H	z •H ω N i—i Ή H
próbki		i—1 CM	CM CM	00 CM	CM	LO CM	Ό CM	0- CM	CO CM	cn CM	O co
Nr
	Ai <D CM (0 >-1 (0 c >1 s

187 859

CO	m	ΓΩ
•S.	*.	*.
t—1	(Ν	ΓΩ
	<—i	t—I
	Ο	Ο
	LO	ιΏ
ο	ο	Ο
	*=τ
ο	ο	ο
	ζ	ζ
2	14	TJ·
	Λ	π3
>	Ζ	Η
«—ι	>-	>
<	<—i	1—ł
X •Η	X	<
Ε-<	-r—ł	•Γ—1
	Η	Η
τ—1	CM	ΓΩ
ΓΩ	ΓΩ	ΓΩ

ω •Η £

<Ό £

Ό £

Ο

X,

187 859

Przykład 4

Zastosowano urządzenie i sposób powlekania według przykładu 1. Pełne węglikowe frezy do obróbki końcowej o średnicy 10 mm i 6 zębach powlekano 3,0 pm warstwą MeX, a pomiędzy warstwą MeX i korpusem narzędzia umieszczono warstwę pośrednią azotku tytanu o grubości 0,08 pm. Warunki badania frezów do obróbki końcowej były następujące: Narzędzie: pełny wi^gih^owy frez do obróbki końcowejj średnica 10 mm, z = 6

Materiał: AISID2 wwedług DNi 1.2379)

HRC

Parametry skrawania: Vz = 20 m/mm ft = 0,031 mm ap = 15 mm ae = 1 mm frezowanie współbieżne na sucho

Pełne węglikowe frezy do obróbki końcowej stosowano aż do uzyskania średniej szerokości starcia boków 0,20 mm. Wynik jest przedstawiony w tabeli 4. I ponownie warunek stosunku natężenia dyfrakcji I(111) do wartości średniego poziomu szumów, zmierzonego według MS, był wyraźnie spełniony dla próbki nr 35, a dla próbki nr 34 był spełniony warunek stosunku natężenia dyfrakcji 1(200) do wartości średniego poziomu natężenia szumów.

187 859

Odległość skrawania	17rn	32m
Naprężenie | resztkowe (GPa)	2,2	kT
J—( OI	5,0	0,05
^>1	o	k Ό
X	0, 6 1	O
ω 2 4-> W M r5 !5	r*H Ή Η	Z i—ł < •H
σ5 » 4_J (U (0 cn w -H M '(fl £ Ό 0 S CU	£ Z -H 00 &H O O	e -H OD EH o O
Natężenie łuku (A)	200	200
Ciśnienie 1 N2 1 Hpa (mbary)	OJ flj 1 CU o X I—1 OJ K 2 O T. CO m	oj ąj 1 CU ° X C—ł OJ x S o ą f—ł r-H
Napięcie początkowe (~V)	o <3*	150
	CO	35
Porównanie	Wynalazek 1

187 859

Przykład 5

Stosowano urządzenie i sposób według przykładu 1.

Pełne węglikowe frezy z głowicą kulową powlekano 3,1 pm warstwą MeX oraz warstwą pośrednią z azotku tytanu TiN o grubości 0,07 pm. Powleczone narzędzia badano drogą frezowania utwardzonej stali kształtowej.

Warunki próby:

Narzędzie: pefaiy węglikowy rrex. z gtowicą kulową J <77 (Jabro), R4 (fi 8 x 65 mm)

Materiał: stal ksztattowa H 11 (według INN

HRC 49,5

Parametry skrawania: v_c = 220 m/min ap = 0,5 mm ae = 6 mm brak chłodziwa

Okres żywotności narzędzia oceniano w minutach

187 859

Okres żywot-	ności narzę-	c •P g •P N ti	i- 198 min	127 min
0) •P C (D	(U 2 0
-X	(ϋ	rP		00
	-P	CL»
d>	N	o	Lf)		tp
α (0	OT (1) P
			ΚΓ*		o
			o
CU					in
			o
			«σ’
>1
			O		o
			LD		kD
			O		O
					ΪΖ
s					>
-P					—ł
en			<		<
ρ			X
f0			•P		•P
		E-*		E-*
(0	1			s		ε
	T5					=L
-P	(U	fO	Z		s
OT	P		•P	r-	•P	Γ
P	'OT	£	E-1	o	Eh	o
<ύ	O					«»
g	o.			o		o
•P c	<
0)			O		O
•N			o		o
dl· -P ro	Ać rP		CM		CM
V Ή			ΓΊ	<ΰ	C4	<ΰ
		O	CL E	O	CL •p
c		>		—1
<D •p	Al z	CO Jj CX £	X	o	X	O
c 'OT		Ki	o	X o	o	X o
•P
O			-P	t-H	m	ΓΏ
Napięcie	począt-	> 1 (U > 0 p:	150	o rr
			rP	CM
			P (V N OT		1 1 nanie
			—1 n3 C >1 Τ’		orów:
					CL

187 859

Na fig. 1 przedstawiono w skali liniowej wykres ciśnienia cząstkowego azotu względem początkowego napięcia korpusu narzędzia jakie zastosowano do reaktywnego naparowywania łukowego jako reaktywnego sposobu nakładania PVD, stosowanego do realizacji omówionych wyżej przykładów.

Wszystkie parametry procesu katodowego odparowania łukowego, a mianowicie: natężenie prądu łuku, temperatura procesu, szybkość nakładania, odparowywany materiał, natężenie i konfiguracja pola magnetycznego przylegającego do źródła łuku, geometria i rozmiary komory procesowej i obrabianego narzędzia, utrzymywano na stałym poziomie.

W zalecanym przykładzie wykonania według wynalazku wartości tych parametrów ustala się przykładowo w następujących granicach: natężenie prądu łuku od 170 A/arc do 200 A/arc; temperaturę procesu około 450°C, szybkość nakładania od 0,5 pm/h do 2,4 pm/h. Zmieniały się pozostałe parametry procesowe, a mianowicie ciśnienie cząstkowe gazu reaktywnego - albo ciśnienie całkowite - i początkowe napięcie korpusu powlekanego narzędzia jako obrabianego przedmiotu i względem określonego elektrycznego potencjału odniesienia, takiego jak podstawowy potencjał ściany komory.

W ten sposób nakładano azotek tytanowo-glinowy. Co się tyczy cząstkowego ciśnienia gazu reaktywnego i początkowego napięcia korpusu narzędzia, to ustalono różne punkty robocze, a otrzymane wartości Qr dla nałożonych warstw twardego materiału mierzono według MS.

Okazało się, że na wykresie według fig. 1 istnieje obszar P, który rozciąga się w pierwszym przybliżeniu liniowo od co najmniej przylegającego początku układu współrzędnych, w którym otrzymana warstwa prowadzi do bardzo niskich wartości XRD natężenia dyfrakcji I(200) i I(111). Jest oczywiste, że dla dokładnego oznaczenia granic P musi być wykonana znaczna liczba pomiarów. W tym polu żadna z wartości natężenia dyfrakcji 1(200) i I(111) nie jest 20 razy większa niż średni poziom szumów, zmierzony według MS.

Po jednej stronie tego obszaru P i jak przedstawiono na fig. 1 Qr jest większe niż 1, a w innym obszarze względem P Qr jest mniejsze niż 1. W obydwóch tych obszarach co najmniej jedna z wartości natężenia dyfrakcji I(200), I(111) jest większa niż 20-krotna wartość średniego poziomu szumów zmierzonego według MS.

Jako przedstawiono strzałką na fig. 1, zmniejszanie ciśnienia cząstkowego reaktywnego gazu, albo całkowitego ciśnienia, jeżeli jest ono praktycznie równe ciśnieniu cząstkowemu, i ewentualnie zwiększanie początkowego napięcia powlekanego korpusu narzędzia, prowadzi do zmniejszenia wartości Qr. Zatem sposób według wynalazku dotyczący wytwarzania narzędzia, które ma korpus i odporny na ścieranie układ warstw, z których układ ten zawiera co najmniej jedną warstwę z twardego materiału, obejmuje etap nakładania metodą według PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu co najmniej jednej warstwy twardego materiału w komorze próżniowej, dobierając przy tym wstępnie wartości parametrów procesu dla etapu procesu nakładania metodą PVD oprócz jednego albo obydwu z tych parametrów procesowych, a mianowicie ciśnienia cząstkowego reaktywnego gazu i początkowego napięcia korpusu narzędzia. Jeden z tych dwóch parametrów albo obydwa nastawia się wtedy w celu realizacji pożądanych wartości Qr, a zatem i według niniejszego wynalazku napięcie początkowe zwiększa się, a ewentualnie cząstkowe ciśnienie reaktywnego gazu zmniejsza się w celu uzyskania wartości Qr, które, jak wyjaśniono wyżej, wynoszą nie więcej niż 2, korzystnie nie więcej niż 1, jeszcze korzystniej nie więcej niż 0,5 albo nawet nie więcej niż 0,2. Oprócz wykorzystywanej według wynalazku wartości Qr w tym „lewym obszarze natężenie dyfrakcji I(111) jest większe względem P, a w szczególności o wiele większe niż 20-krotny przeciętny poziom intensywności szumów, zmierzony według MS.

Na fig. 2 przedstawiono typowe wartości natężenia dyfrakcji w funkcji kąta 2Θ dyfrakcji dla warstwy twardego materiału na bazie azotku tytanowo-glinowego, nałożonej w obszarze wartości Qr > 1 z fig. 1, uzyskując w wyniku wartość Qr=5,4. Przeciętny poziom szumów N* jest o wiele mniejszy niż iloraz wartości dyfrakcji I(200)/20. Pomiar prowadzi się według MS

Na fig. 3 przedstawiono wykres analogiczny do wykresu z fig. 1, przy czym jednak nakładanie azotku tytanowo-glinowego jest regulowane przez napięcie początkowe i cząstkowe ciśnienie azotu, otrzymując w wyniku według wynalazku Qr < 1. Otrzymana wartość Qr wy22

187 859 nosi 0,03. W tym przypadku wartość natężenia dyfrakcji I(111) jest ponownie większa niż dwudziestokrotny przeciętny poziom natężenia szumów, zmierzony według MS.

Należy mieć na uwadze, że na fig. 1 odnośne wartości w odpowiednich obszarach są odnotowane w każdym zmierzonym (według MS) punkcie roboczym.

Na fig. 4 przedstawiono wykres, analogicznie do wykresu na fig. 2 i 3, dla punktu roboczego P1 z fig. 1. Można zauważyć, że natężenia dyfrakcji I(200) i I(111) są znacznie mniejsze w porównaniu z natężeniami w zewnętrznym obszarze P. Żadna z tych wartości natężenia dyfrakcji I(200) i I(111) nie osiąga 20-krotnej wartości średniego poziomu szumów N*.

Zatem przez proste nastawienie co najmniej jednego z dwóch reaktywnych parametrów procesowych regulujących Qr, a mianowicie cząstkowego ciśnienia reaktywnego gazu i początkowego napięcia korpusu obrabianego przedmiotu, reguluje się wykorzystywaną według wynalazku wartość Qr.

Na fig. 1 przedstawiono ogólnie za pomocą 8Qr < 0 kierunek nastawienia w celu obniżenia Qr i jest oczywiste, że w przeciwnym kierunku nastawiania dwóch regulowanych parametrów procesu uzyskuje się wzrost Qr.

187 859

Ti ΑΙΝ

O

o o

M·

Ó (Π

II <

		ε
	'e	c Γ-
	n
	ε
	Lu	o	a
cn		II
tn	u	o	□
X	u	σ	o

tn

			td	0)	U
		·.	5	•H
		Π3 C	0 Ή	C fd
		N rtS O	O 0	3 0
		Ui-H	•H	•H
	0)	□ rH	cn	s	O
..	•N	-U Oj		φ	o
	0		d	•r4	CM
<d	rM	□ cn	«Μ	£
w	T3	Ul >	id	O
Λ!	0	-PUi	+j	Ul	11
W	CU		w	cu

rt o

in

Kąt ugięcia (Λοεχηάυιτ Βςζοτχ) s-ęuszSąuN

187 859

Ο

FIG.3 «5 •Η ϋ

θ'

Ή cn £

4J ιθ·

ο	ο	Ο	ο	ο
ο	ο	Ο	ο	ο
ιη	ο	ιη	ο	ιη
CM	ΓΜ	•Τ—

(MOsyndiuT -εςζοτχ) sTuezś^eN

187 859

TiAIN

a
o			C
Mr			c
		£	CM
o to		m c	CM <T
II		c Ll	O	a
<	LD		II
	tn	u	o	□
i—	X	u	a	o

	<ΰ	<v
				•rH
		aj	o	c
		C	•H	(0
		N	o	5
		«3 ϋ	0)	0
		L -H	•H	•rH
	a;	3 H	01	C
.·	•N	-P fi3		a)
13	o	A -P	Π3	•rH
Π3	rM	3 01	<M	ε
fM	13	P >	«3	0
a:	C	P P	+J	P
ω	CM	cn Ai	cn	CM

o	§	o	o	o
o	o	o	o
LD	o	in	o	in
CM	CM

CT

I

o

CM

Ó

Ll.

Kąt ugięcia (MOSinduiT Βςζοτχ) STuazśgeN

187 859

Claims (17)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Narzędzie zawierające korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, przy czym narzędzie jest jednym spośród pełnego węglikowego freza do obróbki końcowej, pełnego węglikowego freza z głowicą kulową, krążkowego noża z węglików spiekanych, zaś układ warstw zawiera co najmniej jedną warstwę MeX, przy czym Me obejmuje tytan i glin, a X oznacza co najmniej jeden spośród azotu i węgla, ponadto warstwa ta ma wartość Q_r, zdefiniowaną jako stosunek natężeń dyfrakcji I(200) do I(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody 0-20, znamienne tym, że wartość Qr jest wybrana tak, że wynosi Qr < 1, zaś wartość natężenia dyfrakcji I(111) jest co najmniej 20 razy większa niż średnia wartość natężenia szumów.
2. 2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że wartość Q_R spełnia zależność Qr < 0,5, korzystnie Qr < 0,2, a zwłaszcza Qr < 0,1.
3. 3. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że materiał warstwy MeX należy do grupy obejmującej azotek tytanowo-glinowy, węglikoazotek tytanowo-glinowy, azotek tytanowo-glinowo-borowy.
4. 4. Narzędzie według zastrz. 1 albo 3, znamienne tym, że Me obejmuje ponadto co najmniej jeden kolejny pierwiastek spośród pierwiastków należących do grupy obejmującej bor, cyrkon, hafn, itr, krzem, wolfram, chrom, korzystnie co najmniej jeden pierwiastek spośród itru, krzemu i boru.
5. 5. Narzędzie według zastrz. 4, znamienne tym, że zawartość tego kolejnego pierwiastka w Me wynosi i, gdzie i wynosi 0,05% < i < 60%, przyjmując zawartość tytanu Ti i glinu Al jako 100%.
6. 6. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera ponadto kolejną warstwę z azotku tytanu usytuowaną pomiędzy co najmniej jedną wymienioną warstwą MeX i korpusem narzędzia, przy czym ta kolejna warstwa ma grubość d, dla której jest prawdziwa zależność: 0,05 pm < d < 5,0 pm.
7. 7. Narzędzie według zastrz. 6, znamienne tym, że zawiera układ warstw utworzony przez co najmniej jedną warstwę MeX oraz tę kolejną warstwę.
8. 8. Narzędzie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że naprężenie o wewnątrz co najmniej jednej warstwy MeX wynosi 2 GPa <σ < 8 GPa, korzystnie 4 GPa <σ < 6 GPa.
9. 9. Narzędzie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że zawartość x tytanu Ti w Me wynosi 70% > x > 40%, korzystnie 65% > x > 55%.
10. 10. Narzędzie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że zawartość y glinu Al w Me wynosi 30% < y < 60%, korzystnie 35% < y < 45%.
11. 11. Sposób wytwarzania narzędzia zawierającego korpus i układ warstw odpornych na zużycie ścierne, zawierający co najmniej jedną warstwę z twardego materiału, w którym nakłada się metodą PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu co najmniej jedną warstwę MeX na korpus narzędzia, dobiera się określone wartości parametrów procesowych dla nakładania metodą PVD oprócz co najmniej początkowego napięcia korpusu narzędzia względem określonego potencjału odniesienia i wykonuje się co najmniej jedną warstwę MeX o pożądanej wartości Qr, przy czym wartość Q_r definiuje się jako stosunek natężeń dyfrakcji I(200) do I(111), przypisanych odpowiednio płaszczyznom (200) i (111) w dyfrakcji rentgenowskiej materiału z zastosowaniem metody 0-20, przy czym odpowiednią wartość Qr uzyskuje się poprzez nastawianie wartości napięcia początkowego korpusu narzędzia, znamienny tym, że wybiera się określone wartości parametrów procesowych dla nakładania metodą PVD oprócz cząstkowego ciśnienia reaktywnego gazu w komorze próżniowej i/lub początkowego napięcia

    187 859 korpusu narzędzia względem określonego potencjału odniesienia i wykonuje się co najmniej jedną warstwę MeX o pożądanej wartości Qr, przy czym korzystając z tego, że wartość Qr stanowi funkcję ciśnienia cząstkowego i napięcia początkowego, zmniejsza się ciśnienie cząstkowe dla zmniejszenia wartości Qr lub zwiększa się ciśnienie cząstkowe dla zwiększenia wartości Qr i/lub zwiększa się napięcie początkowe dla zmniejszenia wartości Qr lub zmniejsza napięcie początkowe dla zwiększenia wartości Qr uzyskując przy tym wartości co najmniej jednego z natężeń dyfrakcji I(200) i I(111) co najmniej 20 razy większe niż średnia wartość natężenia szumów.
12. 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że obejmuje ponadto prowadzenie nakładania metodą PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu drogą napylania katodowego z zastosowaniem reaktywnego gazu.
13. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap magnetycznego regulowania napylania katodowego.
14. 14. Sposób według zastrz. 11 albo 12, albo 13, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap nakładania na korpus narzędzia warstwy MeX, przy czym Me obejmuje tytan i glin, a X stanowi co najmniej jeden spośród azotu i węgla i wprowadza się go do procesu nadkładania metodą PVD poprzez reaktywny gaz.
15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że stosuje się narzędzie w postaci jednego spośród pełnego węglikowego freza do obróbki końcowej, pełnego węglikowego freza z głowicą kulową, noża krążkowego z węglików spiekanych, przy czym wartość Qr dobiera się tak, aby Qr < 1 przez nastawianie co najmniej jednego parametru spośród ciśnienia reaktywnego gazu i początkowego napięcia dla nakładania metodą PVD z zastosowaniem reaktywnego gazu.
16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że dobiera się wartość Qr tak, aby Qr < 0,5, korzystnie Qr < 0,2.
17. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że dobiera się wartość Qr tak, aby Qr <0,1.