WC-Co 인써트의 절삭 성능에 미치는 TiAlN계 나노 다층막 코팅의 영향

Abstract

본 연구에서는 나노 두께를 갖는 두 층을 반복적으로 증착하여 나노 다층 구조를 갖는 질화물이 코팅된 절삭공구의 기계적 성능과 절삭성능의 향상에 대해 고찰하였다. 이러한 질화물계 나노 다층막에 대한 재료는 격자상수와 결정구조에 따라 Ti0.54Al0.46N-CrN계와 Ti0.84Al0.16 N-AlN계를 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 관찰 하였다. 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.