JP2004256914A - 硬質皮膜及びその製造方法並びに硬質皮膜形成用ターゲット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (1) (Tia , Alb ,Vc , Sid ,Bf )(C1-e Ne )を含む硬質皮膜であって、
0.02≦a≦0.5、 0.4<b≦0.8、 0.05<c、 0≦d≦0.5、 0≦f≦0.1、 0.01≦d+f≦0.5、 a+b+c+d+f=1、 0.5≦e≦1 (a,b,c,d,f:それぞれTi,Al,V,Si,Bの原子比、e:Nの原子比)であることを特徴とする硬質皮膜、(2) アークイオンプレーティング法による前記硬質皮膜の製造方法、(3) 前記硬質皮膜の形成用のターゲット等。
【選択図】 図1
Description
0.02≦a≦0.5、
0.4<b≦0.8、
0.05<c、
0≦d≦0.5、
0≦f≦0.1、
0.01≦d+f≦0.5、
a+b+c+d+f=1、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,fはそれぞれTi,Al,V,Si,Bの原子比を示し、eはNの原子比を示すものである)であることを特徴とする硬質皮膜である〔第1発明〕。
0.02≦x≦0.5、
0.4<y≦0.8、
0.05<z、
0≦w≦0.5、
0≦v≦0.1、
0.01≦w+v≦0.5
x+y+z+w+v=1
(x,y,z,w,vは、それぞれTi,Al,V,Si,Bの原子比を示すものである)である請求項7記載の硬質皮膜形成用ターゲットである〔第8発明〕。
0.02≦a≦0.5、
0.4<b≦0.8、
0.05<c、
0≦d≦0.5、
0≦f≦0.1、
0.01≦d+f≦0.5、
a+b+c+d+f=1、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,fはそれぞれTi,Al,V,Si,Bの原子比を示し、eはNの原子比を示すものである)であることを特徴とするものであるが、このように皮膜の組成を規定した理由について、以下詳細に説明する。
0.02≦x≦0.5、
0.4<y≦0.8、
0.05<z、
0≦w≦0.5、
0≦v≦0.1、
0.01≦w+v≦0.5
x+y+z+w+v=1
(x,y,z,w,vは、それぞれTi,Al,V,Si,Bの原子比を示すものである)であるものを用いることが望ましい。あるいは、前記vの値が0であって、前記wの値が0.01≦w≦0.5であるものを用いることが望ましい。あるいは、前記wの値が0であって、前記vの値が0.01≦v≦0.1のものを用いることが望ましい。
前記図1に示すAIP装置のカソード(即ち、ターゲット6)にTi、V、Al、Siからなる合金ターゲットを取り付け、更に、支持台3上に被処理体Wとして超硬合金製チップ、超硬合金製ボールエンドミル(R5mm、2枚刃)を取り付け、チャンバー(真空容器)1内を真空状態にした。その後、チャンバー1内にあるヒーターで被処理体の温度を500℃に加熱し、Arイオンによるクリーニング後、窒素ガスを導入してチャンバー内の圧力を2.66Paにしてアーク放電を開始し、前記被処理体の表面に膜厚約3μmの皮膜を形成した。なお、成膜中にアース電位に対して基板(被処理体)がマイナス電位となるよう30〜200Vのバイアス電圧を基板(被処理体)に印加した。
被削材:SKD61(HRC50)
切削速度:220m/分
刃送り:0.06mm/刃
軸切り込み:5mm
径方向切り込み:0.6mm
切削長:50m
その他:ダウンカット、ドライカット、エアブローのみ
被削材 :S55C(HB220)
切削速度 :100m/分(5300rpm)
刃送り :0.05mm/刃(530mm/分)
軸切り込み :3mm
径方向切り込み:0.5mm
その他:ダウンカット、ドライカット、エアブローのみ
前記図1に示すAIP装置のカソード(:ターゲット6)にTi、V、Al、Siからなる合金ターゲットを取り付け、更に、支持台3上に被処理体Wとして超硬合金製チップ、超硬合金製ボールエンドミル(R5mm、2枚刃)を取り付け、チャンバー(:真空容器)1内を真空状態にした。その後、チャンバー1内のヒーターで被処理体の温度を500℃に加熱し、窒素ガスあるいは窒素とメタンの混合ガスを導入してチャンバー内の圧力を2.66Paにしてアーク放電を開始し、前記被処理体の表面に膜厚3μmの皮膜を形成した。なお、成膜中にアース電位に対して基板(被処理体)がマイナス電位となるよう30〜200Vのバイアス電圧を基板(被処理体)に印加した。
前記図1に示すAIP装置のカソード(:ターゲット6)にTi、V、Al、Si、Bからなる合金ターゲットを取り付け、更に、支持台1上に被処理体Wとして超硬合金製チップ、超硬合金製ボールエンドミル(R5mm、2枚刃)を取り付け、チャンバー(真空容器)1内を真空状態にした。その後、チャンバー1内のヒーターで被処理体の温度を500℃に加熱し、窒素ガスを導入してチャンバー1内の圧力を2.66Paにしてアーク放電を開始し、前記被処理体の表面に膜厚3μmの皮膜を形成した。なお、成膜中にアース電位に対して基板(被処理体)がマイナス電位となるよう30〜200Vのバイアス電圧を基板(被処理体)に印加した。
特にはターゲットの密度をパラメータとして変化させた。即ち、密度が種々異なる(Ti,V,Al,Si)、(Ti,V,Al,Si,B)あるいは(Ti,V,Al,B)よりなるターゲットを作製し、AIP方式あるいはUBMS方式により成膜を実施し、成膜後の皮膜の組成、硬度、及び、表面粗度を調査した。
Claims (12)
- (Tia , Alb ,Vc , Sid ,Bf )(C1-e Ne )を含む硬質皮膜であって、
0.02≦a≦0.5、
0.4<b≦0.8、
0.05<c、
0≦d≦0.5、
0≦f≦0.1、
0.01≦d+f≦0.5、
a+b+c+d+f=1、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,fはそれぞれTi,Al,V,Si,Bの原子比を示し、eはNの原子比を示すものである)であることを特徴とする硬質皮膜。 - 前記fの値が0であって、前記dの値が0.01≦d≦0.5である請求項1記載の硬質皮膜。
- 前記dの値が0であって、前記fの値が0.01≦f≦0.1である請求項1または2記載の硬質皮膜。
- 前記dの値が0.01≦d≦0.5であって、前記fの値が0.01≦f≦0.1である請求項1〜3のいずれかに記載の硬質皮膜。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の硬質皮膜の製造方法であって、成膜ガス雰囲気中で金属を蒸発させイオン化して、前記金属とともに成膜ガスのプラズマ化を促進しつつ成膜することを特徴とする硬質皮膜の製造方法。
- ターゲットを構成する金属の蒸発およびイオン化をアーク放電にて行うアークイオンプレーティング法を用い、ここで、該ターゲットの蒸発面にほぼ直交して前方に発散ないし平行に進行する磁力線を形成し、この磁力線によって被処理体近傍における成膜ガスのプラズマ化を促進しつつ成膜する請求項5記載の硬質皮膜の製造方法。
- Ti、Al、Vを含み、かつ、SiとBの少なくとも一方を含むと共に、相対密度が95%以上であることを特徴とする硬質皮膜形成用ターゲット。
- (Tix ,Aly ,Vz ,Siw ,Bv )を含むターゲットであって、
0.02≦x≦0.5、
0.4<y≦0.8、
0.05<z、
0≦w≦0.5、
0≦v≦0.1、
0.01≦w+v≦0.5
x+y+z+w+v=1
(x,y,z,w,vは、それぞれTi,Al,V,Si,Bの原子比を示すものである)である請求項7記載の硬質皮膜形成用ターゲット。 - 前記vの値が0であって、前記wの値が0.01≦w≦0.5である請求項8記載の硬質皮膜形成用ターゲット。
- 前記wの値が0であって、前記vの値が0.01≦v≦0.1である請求項8記載の硬質皮膜形成用ターゲット。
- Si、Bの少なくとも1種が化合物の形で存在する請求項7〜10のいずれかに記載の硬質皮膜形成用ターゲット。
- 前記化合物が、Ti−Si化合物とTi−B化合物の少なくとも一方である請求項11記載の硬質皮膜形成用ターゲット。
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