JP2012031522A - 耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜、並びに該硬質皮膜形成用ターゲット - Google Patents
耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜、並びに該硬質皮膜形成用ターゲット Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】(Ala,Mb,Sic,Bd,Ti1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.6、
0.05≦b≦0.3、
0.01≦c+d≦0.15、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
であることを特徴とする硬質皮膜。
【選択図】なし
Description
(Ala,Mb,Cr1−a−b)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.05≦b≦0.35、
0.5≦e≦1
(a,b,eはそれぞれAl,M,Nの原子比を示す。)
であるところに特徴を有するものである[以下、第(I-1)の硬質皮膜ということがある]。
0.25≦a≦0.65、
0.07≦b≦0.35、
0.5≦e≦1
(a,b,eはそれぞれAl,M,Nの原子比を示す。)
であるところに特徴を有する耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜も規定する[以下、第(I-1´)の硬質皮膜ということがある]。
(Ala,Mb,Sic,Bd,Cr1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.05≦b≦0.35、
0.01≦c+d≦0.2、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
であるところに特徴を有する耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜も規定する[以下、第(I-2)の硬質皮膜ということがある]。
0.25≦a≦0.65、
0.07≦b≦0.35、
0.01≦c+d≦0.2、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
であるところに特徴を有する耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜も規定する[以下、第(I-2´)の硬質皮膜ということがある]。
(Ala,Mb,Sic,Bd,Ti1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.6、
0.05≦b≦0.3、
0.01≦c+d≦0.15、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
であるところに特徴を有する耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜も規定するものである[以下、第(I-3)の硬質皮膜ということがある]。
0.25≦a≦0.6、
0.07≦b≦0.3、
0.01≦c+d≦0.15、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
であるところに特徴を有する耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜も規定する[以下、第(I-3´)の硬質皮膜ということがある]。
(Alw,Mx,Cr1−w−x)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.65、
0.05≦x≦0.35
(w,xはそれぞれAl,Mの原子比を示す。)
を満たすものを用いるのがよい。
(Alw,Mx,Cr1−w−x)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.65、
0.07≦x≦0.35
(w,xはそれぞれAl,Mの原子比を示す。)
を満たすものを用いるのがよい。
(Alw,Mx,Siy,Bz,Cr1−w−x−y−z)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.65、
0.05≦x≦0.35、
0.01≦y+z≦0.2
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す。)
を満たすものを用いるのがよい。
(Alw,Mx,Siy,Bz,Cr1−w−x−y−z)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.65、
0.07≦x≦0.35、
0.01≦y+z≦0.2
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す。)
を満たすものを用いるのがよい。
(Alw,Mx,Siy,Bz,Ti1−w−x−y−z)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.6、
0.05≦x≦0.3、
0.01≦y+z≦0.15
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す。)
を満たすものを用いることが好ましい。
(Alw,Mx,Siy,Bz,Ti1−w−x−y−z)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.6、
0.07≦x≦0.3、
0.01≦y+z≦0.15
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す。)
を満たすものを用いることが好ましい。
(Tia,Crb,Alc,Sid,Be,M1−a−b−c−d−e)(C1−fNf)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0<a≦0.7、
0<b≦0.7、
0.25≦c≦0.75、
0≦d+e≦0.2、
0.03≦(1−a−b−c−d−e)≦0.35、
0.5≦f≦1
(a,b,c,d,e,fはそれぞれTi,Cr,Al,Si,B,Nの原子比を示す)であるところに特徴を有するものである[以下、第(II-1)の硬質皮膜ということがある]。
(Tia,Crb,Alc,Sid,Be,M1−a−b−c−d−e)(C1−fNf)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.05≦a≦0.3、
0.05≦b≦0.4、
0.3≦c≦0.75、
0≦d+e≦0.2、
0.05≦(1−a−b−c−d−e)≦0.35、
0.5≦f≦1
(a,b,c,d,e,fはそれぞれTi,Cr,Al,Si,B,Nの原子比を示す)であるところに特徴を有するものである[以下、第(II-2)の硬質皮膜ということがある]。
(Tia,Crb,Alc,Sid,Be,M1−a−b−c−d−e)(C1−fNf)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.05≦a≦0.3、
0.05≦b≦0.4、
0.3≦c≦0.75、
0.01≦d+e≦0.2、
0.05≦(1−a−b−c−d−e)≦0.35、
0.5≦f≦1
(a,b,c,d,e,fはそれぞれTi,Cr,Al,Si,B,Nの原子比を示す)であるところに特徴を有するものである[以下、第(II-3)の硬質皮膜ということがある]。
(Tiv,Crw,Alx,Siy,Bz,M1−v−w−x−y−z)(但し、MはW及び/又はMo)からなり、
0<v≦0.7、
0<w≦0.7、
0.25≦x≦0.75、
0≦y+z≦0.2、
0.03≦(1−v−w−x−y−z)≦0.35
(v,w,x,y,zはそれぞれTi,Cr,Al,Si,Bの原子比を示す)
を満たし、かつ相対密度が91%以上であるところに特徴を有している。
(Tiv,Crw,Alx,Siy,Bz,M1−v−w−x−y−z)(但し、MはW及び/又はMo)からなり、
0.05≦v≦0.3、
0.05≦w≦0.4、
0.3≦x≦0.75、
0≦y+z≦0.2、
0.05≦(1−v−w−x−y−z)≦0.35
(v,w,x,y,zはそれぞれTi,Cr,Al,Si,Bの原子比を示す)
を満たし、かつ相対密度が91%以上であるところに特徴を有している。
(Tiv,Crw,Alx,Siy,Bz,M1−v−w−x−y−z)(但し、MはW及び/又はMo)からなり、
0.05≦v≦0.3、
0.05≦w≦0.4、
0.3≦x≦0.75、
0.01≦y+z≦0.2、
0.05≦(1−v−w−x−y−z)≦0.35
(v,w,x,y,zはそれぞれTi,Cr,Al,Si,Bの原子比を示す)
を満たし、かつ相対密度が91%以上であるところに特徴を有している。
上記層Aが、
(Ala,Cr1−a)(C1−eNe)からなり、
0.25≦a≦0.7、
0.5≦e≦1 を満たす硬質皮膜;
(Ala,Sic,Bd,Cr1−a−c−d)(C1−eNe)からなり、
0.25≦a≦0.7、
0<c+d≦0.2、
0.5≦e≦1 を満たす硬質皮膜;および
(Ala,Sic,Bd,Ti1−a−c−d)(C1−eNe)からなり、
0.25≦a≦0.7、
0<c+d≦0.15、
0.5≦e≦1 を満たす硬質皮膜;
(a,c,d,eはそれぞれAl,Si,B,Nの原子比を示す。)
よりなる群から選択される一種であり、
上記層Bが、
(Mb,Sic,Bd)(C1−eNe)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.8≦b≦1、
0≦c+d≦0.2 を満たす硬質皮膜
(b,c,d,eはそれぞれM,Si,B,Nの原子比を示す。)
であって、上記層Aと上記層Bが下記式(1)の関係を満たすよう積層されてなるところに特徴を有するものも規定する[以下、第(III)の硬質皮膜ということがある]。
0.5(nm)≦(層Bの厚み)≦(層Aの厚み) …(1)
(Alw,Cr1−w)からなり、
0.25≦w≦0.7 を満たすもの;
(Alw,Siy,Bz,Cr1−w−y−z)からなり、
0.25≦w≦0.7、
0<y+z≦0.2 を満たすもの;および
(Alw,Siy,Bz,Ti1−w−y−z)からなり、
0.25≦w≦0.7、
0<y+z≦0.15 を満たすもの;
(w,y,zはそれぞれAl,Si,Bの原子比を示す。)
よりなる群から選択される一種を用いるのがよい。
(Mx,Siy,Bz)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.8≦x≦1
0≦y+z≦0.2
(x,y,zはそれぞれM,Si,Bの原子比を示す。)
を満たすものを用いるのがよい。
(I)従来のTiAl(CN)膜、該TiAl(CN)膜のTiをCrで代替したCrAl(CN)膜、またはAl(CN)膜に、W及び/又はMo(以下、元素Mということがある)、更にはSi及び/又はBを添加すれば、耐酸化性を高めうると共に膜の硬度が向上し、結果として耐摩耗性が飛躍的に向上すること、
(II)従来のTiCrAl(CN)膜に、元素M(更にはSi及び/又はB)を添加すれば、高温潤滑性と耐摩耗性に優れた硬質皮膜が得られること、
(III)(元素M)(CN)膜や(元素M,Si及び/又はB)(CN)膜を、AlCr(CN)膜、AlSiBCr(CN)膜、およびAlSiBTi(CN)膜よりなる群から選択される硬質皮膜と積層させれば、より優れた耐酸化性と耐摩耗性を確保できること
を突き止め、更に、これらAl、元素M、Cr及び/又はTi、Si及び/又はB、並びにC,Nの定量的作用効果について追求を重ねた結果、上記本発明に想到した。
第(I-1)の硬質皮膜は、
(Ala,Mb,Cr1−a−b)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.05≦b≦0.35、
0.5≦e≦1
(a,b,eはそれぞれAl,M,Nの原子比を示す。)、
を満たすことを特徴とするものである。
(Ala,Mb,Cr1−a−b)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.07≦b≦0.35、
0.5≦e≦1
(a,b,eはそれぞれAl,M,Nの原子比を示す。)
を満たすことを特徴とするものである。
(Ala,Mb,Sic,Bd,Cr1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.05≦b≦0.35、
0.01≦c+d≦0.2、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)、
を満たすことを特徴とするものである。
(Ala,Mb,Sic,Bd,Cr1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.07≦b≦0.35、
0.01≦c+d≦0.2、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)、
を満たすことを特徴とするものである。
(Ala,Mb,Sic,Bd,Ti1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.6、
0.05≦b≦0.3、
0.01≦c+d≦0.15、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
を満たすことを特徴とするものである。
(Ala,Mb,Sic,Bd,Ti1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.6、
0.07≦b≦0.3、
0.01≦c+d≦0.15、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
を満たすことを特徴とするものであるが、この様に皮膜中のAl,M,Si,B,Cr、Ti、CおよびNの組成を規定した理由について、以下詳細に説明する。
0.25≦w≦0.65、
0.05≦x≦0.35
(w,xはそれぞれAl,Mの原子比を示す)を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のものを用いるのがよい。
0.25≦w≦0.65、
0.07≦x≦0.35
(w,xはそれぞれAl,Mの原子比を示す)を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のものを用いるのがよい。
0.25≦w≦0.65、
0.05≦x≦0.35、
0.01≦y+z≦0.2
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す)を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のものを用いるのがよい。
0.25≦w≦0.65、
0.07≦x≦0.35、
0.01≦y+z≦0.2
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す)を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のものを用いるのがよい。
0.25≦w≦0.6、
0.05≦x≦0.3、
0.01≦y+z≦0.15
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す)を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のものを用いるのがよい。
0.25≦w≦0.6、
0.07≦x≦0.3、
0.01≦y+z≦0.15
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す)を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のものを用いるのがよい。
(Tia,Crb,Alc,Sid,Be,M1−a−b−c−d−e)(C1−fNf)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0<a≦0.7、
0<b≦0.7、
0.25≦c≦0.75、
0≦d+e≦0.2、
0.03≦(1−a−b−c−d−e)≦0.35、
0.5≦f≦1
(a,b,c,d,e,fはそれぞれTi,Cr,Al,Si,B,Nの原子比を示す)を満たすものであり、第(II-2)の硬質皮膜は、
(Tia,Crb,Alc,Sid,Be,M1−a−b−c−d−e)(C1−fNf)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.05≦a≦0.3、
0.05≦b≦0.4、
0.3≦c≦0.75、
0≦d+e≦0.2、
0.05≦(1−a−b−c−d−e)≦0.35、
0.5≦f≦1
(a,b,c,d,e,fはそれぞれTi,Cr,Al,Si,B,Nの原子比を示す)を満たすものであり、また第(II-3)の硬質皮膜は、
(Tia,Crb,Alc,Sid,Be,M1−a−b−c−d−e)(C1−fNf)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.05≦a≦0.3、
0.05≦b≦0.4、
0.3≦c≦0.75、
0.01≦d+e≦0.2、
0.05≦(1−a−b−c−d−e)≦0.35、
0.5≦f≦1
(a,b,c,d,e,fはそれぞれTi,Cr,Al,Si,B,Nの原子比を示す)を満たすものであるが、この様に皮膜中のTi,Cr,Al,Si,B,M,CおよびNの組成を規定した理由について、以下に詳述する。
0<v≦0.7、
0<w≦0.7、
0.25≦x≦0.75、
0≦y+z≦0.2、
0.03≦(1−v−w−x−y−z)≦0.35
(v,w,x,y,zはそれぞれTi,Cr,Al,Si,Bの原子比を示す)
を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のものを用いるのがよい。
(Tiv,Crw,Alx,Siy,Bz,M1−v−w−x−y−z)(但し、MはW及び/又はMo)からなり、
0.05≦v≦0.3、
0.05≦w≦0.4、
0.3≦x≦0.75、
0≦y+z≦0.2、
0.05≦(1−v−w−x−y−z)≦0.35
(v,w,x,y,zはそれぞれTi,Cr,Al,Si,Bの原子比を示す)
を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のものを用いるのがよい。
(Tiv,Crw,Alx,Siy,Bz,M1−v−w−x−y−z)(但し、MはW及び/又はMo)からなり、
0.05≦v≦0.3、
0.05≦w≦0.4、
0.3≦x≦0.75、
0.01≦y+z≦0.2、
0.05≦(1−v−w−x−y−z)≦0.35
(v,w,x,y,zはそれぞれTi,Cr,Al,Si,Bの原子比を示す)
を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のものを用いるのがよい。
上記層Aが、
(Ala,Cr1−a)(C1−eNe)からなり、
0.25≦a≦0.7、
0.5≦e≦1 を満たす硬質皮膜;
(Ala,Sic,Bd,Cr1−a−c−d)(C1−eNe)からなり、
0.25≦a≦0.7、
0<c+d≦0.2、
0.5≦e≦1 を満たす硬質皮膜;および
(Ala,Sic,Bd,Ti1−a−c−d)(C1−eNe)からなり、
0.25≦a≦0.7、
0<c+d≦0.15、
0.5≦e≦1 を満たす硬質皮膜;
(a,c,d,eはそれぞれAl,Si,B,Nの原子比を示す。)
よりなる群から選択される一種であり、
上記層Bが、
(Mb,Sic,Bd)(C1−eNe)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.8≦b≦1、
0≦c+d≦0.2 を満たす硬質皮膜
(b,c,d,eはそれぞれM,Si,B,Nの原子比を示す。)
であって、上記層Aと上記層Bが下記式(1)を満たすことを特徴とするものであるが、この様な構成の皮膜を規定した理由について、以下詳細に説明する。
0.5(nm)≦(層Bの厚み)≦(層Aの厚み) …(1)
0.5(nm)≦(層Bの厚み)≦(層Aの厚み) …(1)
(Alw,Cr1−w)からなり、
0.25≦w≦0.7 を満たすもの;
(Alw,Siy,Bz,Cr1−w−y−z)からなり、
0.25≦w≦0.7、
0<y+z≦0.2 を満たすもの;および
(Alw,Siy,Bz,Ti1−w−y−z)からなり、
0.25≦w≦0.7、
0<y+z≦0.15 を満たすもの;
(w,y,zはそれぞれAl,Si,Bの原子比を示す。)
よりなる群から選択される一種であって、形成しようとする層Aと同成分組成のターゲットを用いるのがよい。
(Mx,Siy,Bz)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.8≦x≦1、
0≦y+z≦0.2
(x,y,zはそれぞれM,Si,Bの原子比を示す。)
を満たし、形成しようとする硬質皮膜と同成分組成のターゲットを用いるのがよい。
図3に示す成膜装置(後述する図4の成膜装置でもよい)に、Cr−Al合金ターゲット、Cr−Al−W合金ターゲットまたはCr−Al−Mo合金ターゲットを取り付けて成膜を行った。
(a)成分組成
皮膜の成分組成はEPMAで測定した。
(b)結晶構造
X線回折により同定した。表1中のCは立方晶、Hは六方晶を示す。
(c)硬度
マイクロビッカース硬度計を用いて測定した。荷重は0.245Nとした。
(d)耐酸化性
大気中で900℃×1時間の条件で酸化処理した後、表面に形成された酸化皮膜の膜厚を測定(3箇所の平均値を算出)して、耐酸化性を評価した。
被削材:JIS SKD61(硬度 HRC50)
切削速度:220m/分
刃送り:0.06mm/刃
深さ切り込み:4.5mm
軸切り込み:0.5mm
切削長:100m
前記図3に示す成膜装置にターゲットを取り付けて成膜を行った。前記ターゲットとしては、Cr−Al合金ターゲット、Cr−Al−W合金ターゲット、Cr−Al−W−Si合金ターゲット、Cr−Al−W−B合金ターゲット、またはCr−Al−W−B−Si合金ターゲットを用いた。
ターゲットの相対密度が形成される皮膜の面粗度や硬度に及ぼす影響について調べた。
図4のUBMS蒸発源(スパッタ蒸発源)およびAIP蒸発源(アーク蒸発源)を有する成膜装置に、Ti、Cr、Al、W、Moを含有するターゲットを取り付け、UBMS蒸発源またはAIP蒸発源を使用して表6に示す組成の皮膜を形成した。基材は、皮膜の構造および組成並びに高温下での摩擦係数の測定用として超硬合金基板を、また切削試験用として超硬合金製スクエアエンドミル(六枚刃)を用いた。
(a)成分組成
皮膜の成分組成はEPMAで測定した。
(b)結晶構造
X線回折により同定した。表6中のB1は立方晶、B4は六方晶を示す。
(c)硬度
マイクロビッカース硬度計(測定荷重0.245N、測定時間15秒)で測定した。
(d)高温潤滑性
高温下における摩擦係数は、相手材を熱間金型鋼(SKD61、HRC50)、温度:800℃、摺動速度:0.3m/s、垂直荷重:2N、切削雰囲気:大気中の条件で摩擦試験を行い、摺動距離が1000mの時点で測定した。
更にSiまたは/およびBを含有する皮膜を形成して特性を調べた。Ti、Cr、Al、元素M、Siまたは/およびBを含有するターゲットを、前記図4に示す成膜装置に取り付け、上記実施例4と同様にして、表7に示す成分組成の皮膜を形成した。そして得られた皮膜の特性を上記実施例4と同様に評価した。その結果を表7に示す。
ターゲットの相対密度が、放電状態や、形成される皮膜の面粗度、硬度に及ぼす影響について調べた。
前記図4のUBMS蒸発源およびAIP蒸発源を有する成膜装置に、表9に示すターゲットを取り付けて、表9(各層の厚み,積層数)に示す通り、層Aと層Bの積層構造を有する硬質皮膜を形成した。尚、基板には、皮膜の成分組成、結晶構造、硬度および酸化処理後の酸化皮膜の膜厚(耐酸化性)の測定用として鏡面研磨を施した超硬合金を使用し、切削性能の評価用として5Rの超硬合金製ボールエンドミルを使用した。
(a)成分組成
皮膜の成分組成はEPMAで測定した。
(b)結晶構造
X線回折により同定した。表9中のCは立方晶を示す。
(c)硬度
マイクロビッカース硬度計(測定荷重0.245N、測定時間15秒)で測定した。
(d)耐酸化性
大気中で900℃×1時間の条件で酸化処理した後、表面に形成された酸化皮膜の膜厚を測定(3箇所の平均値を算出)して、耐酸化性を評価した。
被削材:JIS SKD61(硬度 HRC50)
切削速度:220m/分
刃送り:0.06mm/刃
深さ切り込み:4.5mm
軸切り込み:0.5mm
切削長:100m
ターゲットの相対密度が形成される皮膜の面粗度や硬度に及ぼす影響について調べた。それぞれ100メッシュ以下のAl粉末、Ti粉末、Cr粉末、W粉末、Mo粉末、Si粉末、B粉末を所定量混合し、温度:500℃かつ気圧:100MPaの条件でHIP処理するか、熱間鍛造法(余熱温度:400℃)、またはホットプレス法(焼結温度:550℃)で、表10〜12に示す各成分組成のターゲットを作製した。上記ターゲットの成分組成は蛍光X線分析で測定した。
Claims (23)
- (Ala,Mb,Cr1−a−b)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.05≦b≦0.35、
0.5≦e≦1
(a,b,eはそれぞれAl,M,Nの原子比を示す。)
であることを特徴とする耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜。 - (Ala,Mb,Sic,Bd,Cr1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.05≦b≦0.35、
0.01≦c+d≦0.2、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
であることを特徴とする耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜。 - (Ala,Mb,Sic,Bd,Ti1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.6、
0.05≦b≦0.3、
0.01≦c+d≦0.15、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
であることを特徴とする耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜。 - (Ala,Mb,Cr1−a−b)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.07≦b≦0.35、
0.5≦e≦1
(a,b,eはそれぞれAl,M,Nの原子比を示す。)
であることを特徴とする耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜。 - (Ala,Mb,Sic,Bd,Cr1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.65、
0.07≦b≦0.35、
0.01≦c+d≦0.2、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
であることを特徴とする耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜。 - (Ala,Mb,Sic,Bd,Ti1−a−b−c−d)(C1−eNe)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.25≦a≦0.6、
0.07≦b≦0.3、
0.01≦c+d≦0.15、
0.5≦e≦1
(a,b,c,d,eはそれぞれAl,M,Si,B,Nの原子比を示す。)
であることを特徴とする耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜。 - 前記請求項1〜6のいずれかに記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、相対密度が92%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。
- 前記請求項1に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、
(Alw,Mx,Cr1−w−x)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.65、
0.05≦x≦0.35
(w,xはそれぞれAl,Mの原子比を示す。)
を満たす請求項7に記載の硬質皮膜形成用ターゲット。 - 前記請求項2に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、
(Alw,Mx,Siy,Bz,Cr1−w−x−y−z)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.65、
0.05≦x≦0.35、
0.01≦y+z≦0.2
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す。)
を満たす請求項7に記載の硬質皮膜形成用ターゲット。 - 前記請求項3に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、
(Alw,Mx,Siy,Bz,Ti1−w−x−y−z)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.6、
0.05≦x≦0.3、
0.01≦y+z≦0.15
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す。)
を満たす請求項7に記載の硬質皮膜形成用ターゲット。 - 前記請求項4に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、
(Alw,Mx,Cr1−w−x)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.65、
0.07≦x≦0.35
(w,xはそれぞれAl,Mの原子比を示す。)
を満たす請求項7に記載の硬質皮膜形成用ターゲット。 - 前記請求項5に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、
(Alw,Mx,Siy,Bz,Cr1−w−x−y−z)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.65、
0.07≦x≦0.35、
0.01≦y+z≦0.2
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す。)
を満たす請求項7に記載の硬質皮膜形成用ターゲット。 - 前記請求項6に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、
(Alw,Mx,Siy,Bz,Ti1−w−x−y−z)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.25≦w≦0.6、
0.07≦x≦0.3、
0.01≦y+z≦0.15
(w、x、y、zはそれぞれAl,M,Si,Bの原子比を示す。)
を満たす請求項7に記載の硬質皮膜形成用ターゲット。 - (Tia,Crb,Alc,Sid,Be,M1−a−b−c−d−e)(C1−fNf)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0<a≦0.7、
0<b≦0.7、
0.25≦c≦0.75、
0≦d+e≦0.2、
0.03≦(1−a−b−c−d−e)≦0.35、
0.5≦f≦1
(a,b,c,d,e,fはそれぞれTi,Cr,Al,Si,B,Nの原子比を示す)であることを特徴とする高温潤滑性および耐摩耗性に優れた硬質皮膜。 - (Tia,Crb,Alc,Sid,Be,M1−a−b−c−d−e)(C1−fNf)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.05≦a≦0.3、
0.05≦b≦0.4、
0.3≦c≦0.75、
0≦d+e≦0.2、
0.05≦(1−a−b−c−d−e)≦0.35、
0.5≦f≦1
(a,b,c,d,e,fはそれぞれTi,Cr,Al,Si,B,Nの原子比を示す)であることを特徴とする高温潤滑性および耐摩耗性に優れた硬質皮膜。 - (Tia,Crb,Alc,Sid,Be,M1−a−b−c−d−e)(C1−fNf)からなる硬質皮膜(但し、MはW及び/又はMo)であって、
0.05≦a≦0.3、
0.05≦b≦0.4、
0.3≦c≦0.75、
0.01≦d+e≦0.2、
0.05≦(1−a−b−c−d−e)≦0.35、
0.5≦f≦1
(a,b,c,d,e,fはそれぞれTi,Cr,Al,Si,B,Nの原子比を示す)であることを特徴とする高温潤滑性および耐摩耗性に優れた硬質皮膜。 - 前記請求項14に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、
(Tiv,Crw,Alx,Siy,Bz,M1−v−w−x−y−z)(但し、MはW及び/又はMo)からなり、
0<v≦0.7、
0<w≦0.7、
0.25≦x≦0.75、
0≦y+z≦0.2、
0.03≦(1−v−w−x−y−z)≦0.35
(v,w,x,y,zはそれぞれTi,Cr,Al,Si,Bの原子比を示す)
を満たし、かつ相対密度が91%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。 - 前記請求項15に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、
(Tiv,Crw,Alx,Siy,Bz,M1−v−w−x−y−z)(但し、MはW及び/又はMo)からなり、
0.05≦v≦0.3、
0.05≦w≦0.4、
0.3≦x≦0.75、
0≦y+z≦0.2、
0.05≦(1−v−w−x−y−z)≦0.35
(v,w,x,y,zはそれぞれTi,Cr,Al,Si,Bの原子比を示す)
を満たし、かつ相対密度が91%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。 - 前記請求項16に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、
(Tiv,Crw,Alx,Siy,Bz,M1−v−w−x−y−z)(但し、MはW及び/又はMo)からなり、
0.05≦v≦0.3、
0.05≦w≦0.4、
0.3≦x≦0.75、
0.01≦y+z≦0.2、
0.05≦(1−v−w−x−y−z)≦0.35
(v,w,x,y,zはそれぞれTi,Cr,Al,Si,Bの原子比を示す)
を満たし、かつ相対密度が91%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。 - 組成の異なる層Aと層Bが積層されてなる硬質皮膜であって、
上記層Aが、
(Ala,Cr1−a)(C1−eNe)からなり、
0.25≦a≦0.7、
0.5≦e≦1 を満たす硬質皮膜;
(Ala,Sic,Bd,Cr1−a−c−d)(C1−eNe)からなり、
0.25≦a≦0.7、
0<c+d≦0.2、
0.5≦e≦1 を満たす硬質皮膜;および
(Ala,Sic,Bd,Ti1−a−c−d)(C1−eNe)からなり、
0.25≦a≦0.7、
0<c+d≦0.15、
0.5≦e≦1 を満たす硬質皮膜;
(a,c,d,eはそれぞれAl,Si,B,Nの原子比を示す。)
よりなる群から選択される一種であり、
上記層Bが、
(Mb,Sic,Bd)(C1−eNe)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.8≦b≦1、
0≦c+d≦0.2 を満たす硬質皮膜
(b,c,d,eはそれぞれM,Si,B,Nの原子比を示す。)
であって、上記層Aと上記層Bが下記式(1)の関係を満たすよう積層されてなることを特徴とする耐摩耗性および耐酸化性に優れた硬質皮膜。
0.5(nm)≦(層Bの厚み)≦(層Aの厚み) …(1) - 前記請求項20に記載の硬質皮膜の形成に用いるターゲットであって、相対密度が92%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。
- 前記層Aの形成に用いるターゲットであって、その組成が、
(Alw,Cr1−w)からなり、
0.25≦w≦0.7 を満たすもの;
(Alw,Siy,Bz,Cr1−w−y−z)からなり、
0.25≦w≦0.7、
0<y+z≦0.2 を満たすもの;および
(Alw,Siy,Bz,Ti1−w−y−z)からなり、
0.25≦w≦0.7、
0<y+z≦0.15 を満たすもの;
(w,y,zはそれぞれAl,Si,Bの原子比を示す。)
よりなる群から選択される一種である請求項21に記載の硬質皮膜形成用ターゲット。 - 前記層Bの形成に用いるターゲットであって、その組成が、
(Mx,Siy,Bz)からなり(但し、MはW及び/又はMo)、
0.8≦x≦1、
0≦y+z≦0.2
(x,y,zはそれぞれM,Si,Bの原子比を示す。)
を満たすものである請求項21に記載の硬質皮膜形成用ターゲット。
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