Effect of TiAIN-based Nanoscale Multilayered Coating on the Cutting Performance of WC-Co Insert

The mechanical property and cutting performance of the cutting tools coated with nanoscale nyktukatered nitride film have been investigated. $Ti_{0.54}Al_{0.46}N-CrN$ and $Ti_{0.84}Al_{0.16}N-NlN$ systems, which showed super-lattice in nanoscale multilayered coating, were deposited on WC-Co insert by UBM sputtering, The superlattice coatings with different bilayer periods were manufactured by controlling deposition parameters. The superlattice formation and hardness of the nanoscale multilayered nitride film and the cutting performance of the insert coated with the film were examined. The hardness and cutting performance were dependent on the bilayer periods of the coatings. The flank wear of the inserts with superlattice coatings were decreased over $20\%$, compared to those of commonly used cutting tools coated with TiAIN single phase.

WC-CO 인써트의 절삭 성능에 미치는 TiAIN계 나노 다층막 코팅의 영향

본 연구에서는 나노 두께를 갖는 두 층을 반복적으로 증착하여 나노 다층 구조를 갖는 질화 물이 코팅된 절삭공구의 기계적 성능과 절삭성능의 향상에 대해 고찰하였다. 이러한 질화물계 나노 다층막에 대한 재료는 격자상수와 결정구조에 따라 $Ti_{0.54}Al_{0.46}N-CrN$계와 $Ti_{0.84}Al_{0.16}N-NlN$계를 선택하여, UBM sputtering 증착법을 이용하여 초경(WC-Co) 인서트(insert)위에 증착하였다. 공정 변수들인 증착온도, 압력. 기판 바이어스 전압, 기판회전 속도 등을 조절하여 다른 주기 값을 갖는 일정한 두께의 다층막들을 증착 시켰고, 주기에 따른 초격자 형성, 경도 값과 절삭성능을 관찰하였다. 증착된 다층막들은 그 주기 값에 따라 경도 값이 다르게 나타났으며. 경도 값이 상대적으로 높았던 특정 주기의 다층막이 코팅된 절삭 공구의 경우, 기존의 상용화된 제품에 비해 frank wear로 비교한 절삭 성능이 $20\%$이상 향상됨을 관찰하였다