JPH06306645A - 耐摩耗性硬質被膜付き金型 - Google Patents
耐摩耗性硬質被膜付き金型Info
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- JPH06306645A JPH06306645A JP11658293A JP11658293A JPH06306645A JP H06306645 A JPH06306645 A JP H06306645A JP 11658293 A JP11658293 A JP 11658293A JP 11658293 A JP11658293 A JP 11658293A JP H06306645 A JPH06306645 A JP H06306645A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温で緻密な膜を被覆できる放電式アーク放
電式イオンプレーティング法を利用して、より高い耐摩
耗性と靱性に優れた耐摩耗性硬質被膜を提供する。 【構成】 ダイス、パンチ等の金型の少なくともキャビ
ティ部分の表面に密着しＴｉＮ被膜とＴｉＣx Ｎy 被膜
の多層被膜を被覆した耐摩耗性硬質被膜付き金型。
電式イオンプレーティング法を利用して、より高い耐摩
耗性と靱性に優れた耐摩耗性硬質被膜を提供する。 【構成】 ダイス、パンチ等の金型の少なくともキャビ
ティ部分の表面に密着しＴｉＮ被膜とＴｉＣx Ｎy 被膜
の多層被膜を被覆した耐摩耗性硬質被膜付き金型。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐摩耗性に優れた硬質被
膜を被覆したダイス、パンチ等の金型に関し、特にＴｉ
Ｎ被膜上にＴｉＣx Ｎy 被膜が３層被覆された４層構造
を有することを特徴とする耐摩耗性硬質被膜付き金型に
関するものである。
膜を被覆したダイス、パンチ等の金型に関し、特にＴｉ
Ｎ被膜上にＴｉＣx Ｎy 被膜が３層被覆された４層構造
を有することを特徴とする耐摩耗性硬質被膜付き金型に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属材料の耐摩耗性を向上させる手段と
して、ＣＶＤ（化学蒸着）法やＰＶＤ（物理蒸着）法に
より被覆されたセラミックス薄膜が従来より使用されて
いる。このセラミックス被膜は表面が滑らかで、数μｍ
の厚さで耐摩耗性に優れていることから切削工具、金
型、精密機械部品など使用環境が厳しい部材に使われて
いる。しかし、寸法精度が要求される部材、低温での処
理が必要とされる部材では、ＰＶＤ法、特にイオンプレ
ーティング法が用いられ、例えばＴｉＮ膜を施した切削
工具や金型は母材の靱性と被膜の耐摩耗性とによって寿
命が著しく向上している。また、ダイス鋼、熱間加工用
工具鋼、冷間加工用工具鋼または超硬合金などにおいて
もイオンプレーティング法によるＴｉＮ膜を被覆したも
のが普及している。近年、金属加工の分野では作業の省
力化、能率化の要請から、高速送りや深切込みなどの重
切削加工が必要となっており、あるいは成型体の押出し
圧や押出し速度を上げ、金型表面の耐面圧性の向上やか
じりを防ぐため低摩擦化が必要となっている。そのため
セラミックス被膜に対しても一層の耐摩耗性が要求され
ている。耐摩耗性を向上させるにはさらに硬度を上げる
必要があり、さらに低摩擦係数の被膜が必要であり、こ
れらの要求に対しては、最近ＴｉＮよりも被膜硬度が高
く、摩擦係数の低いＴｉＣＮ膜の開発がイオンプレーテ
ィング法により進められているが、炭素源である炭化水
素ガスの分解が不完全であったり、表面が荒れたり、ま
た被膜が脆くなり易いなどの問題があり、十分実用に耐
えうる被膜はまだ実用化されていない。
して、ＣＶＤ（化学蒸着）法やＰＶＤ（物理蒸着）法に
より被覆されたセラミックス薄膜が従来より使用されて
いる。このセラミックス被膜は表面が滑らかで、数μｍ
の厚さで耐摩耗性に優れていることから切削工具、金
型、精密機械部品など使用環境が厳しい部材に使われて
いる。しかし、寸法精度が要求される部材、低温での処
理が必要とされる部材では、ＰＶＤ法、特にイオンプレ
ーティング法が用いられ、例えばＴｉＮ膜を施した切削
工具や金型は母材の靱性と被膜の耐摩耗性とによって寿
命が著しく向上している。また、ダイス鋼、熱間加工用
工具鋼、冷間加工用工具鋼または超硬合金などにおいて
もイオンプレーティング法によるＴｉＮ膜を被覆したも
のが普及している。近年、金属加工の分野では作業の省
力化、能率化の要請から、高速送りや深切込みなどの重
切削加工が必要となっており、あるいは成型体の押出し
圧や押出し速度を上げ、金型表面の耐面圧性の向上やか
じりを防ぐため低摩擦化が必要となっている。そのため
セラミックス被膜に対しても一層の耐摩耗性が要求され
ている。耐摩耗性を向上させるにはさらに硬度を上げる
必要があり、さらに低摩擦係数の被膜が必要であり、こ
れらの要求に対しては、最近ＴｉＮよりも被膜硬度が高
く、摩擦係数の低いＴｉＣＮ膜の開発がイオンプレーテ
ィング法により進められているが、炭素源である炭化水
素ガスの分解が不完全であったり、表面が荒れたり、ま
た被膜が脆くなり易いなどの問題があり、十分実用に耐
えうる被膜はまだ実用化されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】イオンプレーティング
法には、高周波放電方式、ＨＣＤ（中空熱陰極）方式、
真空アーク放電方式等があるが、チタンターゲットから
アーク放電でチタンイオンを放出させる真空アーク放電
式イオンプレーティング法は蒸発金属のイオン化率が高
く、低温で緻密なセラミックス膜を被覆することができ
るという特徴を持っている。しかし、真空アーク放電式
は、蒸発金属のイオン化率が高いことと、ＴｉＣＮ膜を
被覆する際に炭化水素ガスの活性源として導入している
アルゴンガスが非常にイオン化し易いために、内部応力
の増加の主原因であるピーニング効果が発生しやすく、
そのために被膜が脆くなりやすいという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、上記従来のＴｉＣＮ膜の欠点
を解消し、低温でも緻密な膜を被覆できる真空アーク放
電式イオンプレーティング法の特徴を利用して、より高
い耐摩耗性と靱性に優れた耐摩耗性硬質被膜を有する金
型を提供することにある。
法には、高周波放電方式、ＨＣＤ（中空熱陰極）方式、
真空アーク放電方式等があるが、チタンターゲットから
アーク放電でチタンイオンを放出させる真空アーク放電
式イオンプレーティング法は蒸発金属のイオン化率が高
く、低温で緻密なセラミックス膜を被覆することができ
るという特徴を持っている。しかし、真空アーク放電式
は、蒸発金属のイオン化率が高いことと、ＴｉＣＮ膜を
被覆する際に炭化水素ガスの活性源として導入している
アルゴンガスが非常にイオン化し易いために、内部応力
の増加の主原因であるピーニング効果が発生しやすく、
そのために被膜が脆くなりやすいという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、上記従来のＴｉＣＮ膜の欠点
を解消し、低温でも緻密な膜を被覆できる真空アーク放
電式イオンプレーティング法の特徴を利用して、より高
い耐摩耗性と靱性に優れた耐摩耗性硬質被膜を有する金
型を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の耐摩耗性硬質被膜付き金型は、金型の少な
くともキャビティ部分の表面にＴｉＮ被膜とＴｉＣx Ｎ
y 被膜の多層被膜を被覆した耐摩耗性硬質被膜であっ
て、該ＴｉＮ被膜が０．１μｍ以上３μｍ以下の膜厚で
あり、該ＴｉＮ被膜上にＴｉＣx Ｎy 被膜が３層被覆さ
れ、該ＴｉＣx Ｎy 被膜層の炭素濃度ｘと窒素濃度ｙと
の関係がｘ＋ｙ＝１でかつ、該ＴｉＮ被膜との最近接層
では０．２５≦ｘ≦０．３５の範囲で、膜厚が０．２μ
ｍ以上１．０μｍ以下で、また中間層でのｘが、０より
も大きく、該最近接層のｘよりも小さく、膜厚が０．２
μｍ以上１．０μｍ以下で、また最表面層のｘが０．３
５＜ｘ≦０．５の範囲で、膜厚が０．２μｍ以上１．５
以下である４層構造を有することを特徴とする。
に、本発明の耐摩耗性硬質被膜付き金型は、金型の少な
くともキャビティ部分の表面にＴｉＮ被膜とＴｉＣx Ｎ
y 被膜の多層被膜を被覆した耐摩耗性硬質被膜であっ
て、該ＴｉＮ被膜が０．１μｍ以上３μｍ以下の膜厚で
あり、該ＴｉＮ被膜上にＴｉＣx Ｎy 被膜が３層被覆さ
れ、該ＴｉＣx Ｎy 被膜層の炭素濃度ｘと窒素濃度ｙと
の関係がｘ＋ｙ＝１でかつ、該ＴｉＮ被膜との最近接層
では０．２５≦ｘ≦０．３５の範囲で、膜厚が０．２μ
ｍ以上１．０μｍ以下で、また中間層でのｘが、０より
も大きく、該最近接層のｘよりも小さく、膜厚が０．２
μｍ以上１．０μｍ以下で、また最表面層のｘが０．３
５＜ｘ≦０．５の範囲で、膜厚が０．２μｍ以上１．５
以下である４層構造を有することを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明の耐摩耗性硬質ＴｉＣＮ被膜付き金型に
使用する金属の材質は、一般に使用されているダイス鋼
などの鋼系金属材料で良い。本発明の金型に、Ｔｉイオ
ン衝撃による洗浄、加熱を行った後、ＴｉＮ被膜を０．
１μｍ以上３μｍ以下の厚みに被覆しなければならな
い。膜厚が０．１μｍ未満の場合は基材との密着強度が
不足し、また３μｍを越えると膜強度が不足するので好
ましくない。
使用する金属の材質は、一般に使用されているダイス鋼
などの鋼系金属材料で良い。本発明の金型に、Ｔｉイオ
ン衝撃による洗浄、加熱を行った後、ＴｉＮ被膜を０．
１μｍ以上３μｍ以下の厚みに被覆しなければならな
い。膜厚が０．１μｍ未満の場合は基材との密着強度が
不足し、また３μｍを越えると膜強度が不足するので好
ましくない。
【０００６】また該ＴｉＮ被膜に接する最近接層のＴｉ
Ｃx Ｎy 被膜層の炭素濃度ｘが、０．２５≦ｘ≦０．３
５の範囲で、膜厚が０．２μｍ以上１．０μｍ以下でな
ければならない。ｘが０．２５未満の場合は被膜硬度が
十分でなく、また０．３５を越える場合はＴｉＮ被膜層
との密着強度が不足するので好ましくない。また膜厚が
０．２μｍ未満の場合は耐摩耗性などの機械的強度が不
足し、また１．０μｍを越えると膜の靱性が低下するの
で好ましくない。
Ｃx Ｎy 被膜層の炭素濃度ｘが、０．２５≦ｘ≦０．３
５の範囲で、膜厚が０．２μｍ以上１．０μｍ以下でな
ければならない。ｘが０．２５未満の場合は被膜硬度が
十分でなく、また０．３５を越える場合はＴｉＮ被膜層
との密着強度が不足するので好ましくない。また膜厚が
０．２μｍ未満の場合は耐摩耗性などの機械的強度が不
足し、また１．０μｍを越えると膜の靱性が低下するの
で好ましくない。
【０００７】次に中間層のｘは、０よりも大きく、かつ
最近接層よりも小さく、膜厚は０．２μｍ以上１．０μ
ｍ以下でなければならない。ｘが０の場合は膜硬度が十
分でなく、また最近接層よりも大きい場合は多層被膜中
の応力緩和層としての働きが十分でなくなるので好まし
くない。また膜厚が０．２μｍ未満の場合は耐摩耗性な
どの機械的強度が不足し、また１．０μｍを越えると膜
の靱性が低下するので好ましくない。
最近接層よりも小さく、膜厚は０．２μｍ以上１．０μ
ｍ以下でなければならない。ｘが０の場合は膜硬度が十
分でなく、また最近接層よりも大きい場合は多層被膜中
の応力緩和層としての働きが十分でなくなるので好まし
くない。また膜厚が０．２μｍ未満の場合は耐摩耗性な
どの機械的強度が不足し、また１．０μｍを越えると膜
の靱性が低下するので好ましくない。
【０００８】また最表面層のｘは、０．３５＜ｘ≦０．
５の範囲で、かつ膜厚が０．２μｍ以上１．５μｍ以下
でなければならない。ｘが０．３５以下の場合は最表面
層としての被膜硬度が十分でなく、炭素濃度ｘが０．５
を越えると耐摩耗性などの機械的強度が低下するため好
ましくない。また膜厚が０．２μｍ以下の場合は耐摩耗
性などの機械的強度が低下し、また１．５μｍを越える
と膜の靱性が低下するので好ましくない。
５の範囲で、かつ膜厚が０．２μｍ以上１．５μｍ以下
でなければならない。ｘが０．３５以下の場合は最表面
層としての被膜硬度が十分でなく、炭素濃度ｘが０．５
を越えると耐摩耗性などの機械的強度が低下するため好
ましくない。また膜厚が０．２μｍ以下の場合は耐摩耗
性などの機械的強度が低下し、また１．５μｍを越える
と膜の靱性が低下するので好ましくない。
【０００９】また、最近接層および最表面層については
ｘが上記した範囲であれば、何層かに分かれていても効
果は同じである。本発明の被膜は、イオンプレーティン
グ法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などの公知の方法を
用いて被覆して良いが、低温でも緻密な膜を成膜でき、
強固な付着力が得られるイオンプレーティング法が最も
望ましい。
ｘが上記した範囲であれば、何層かに分かれていても効
果は同じである。本発明の被膜は、イオンプレーティン
グ法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などの公知の方法を
用いて被覆して良いが、低温でも緻密な膜を成膜でき、
強固な付着力が得られるイオンプレーティング法が最も
望ましい。
【００１０】上記方法によりＴｉＣＮ膜を被覆する場合
には、ガス状の窒素源および炭素源を導入して被覆を行
う。ここでガス状の窒素源としては、通常窒素ガスが使
用でき、ガス状の炭素源としては炭化水素ガスが用いら
れる。またこれらのガス以外にアルゴンガスなどの不活
性ガスを混合しても良い。アルゴンガスを導入すること
により特に炭化水素ガスの活性化を促進する。ここで用
いられる炭化水素ガスとしては、入手が容易で経済的な
メタンガス、エチレンガス、アセチレンガス、プロパン
ガスなどが適当であって、これらを混合して用いても良
い。炭化水素ガス、窒素ガスおよび不活性ガスの流量
は、成膜に用いる装置の大きさ、排気能力などに依存す
るものであって、特に規定されることはないが、被膜中
の炭素濃度は使用ガスの全流量に対する炭化水素ガスの
流量比とほぼ相関関係があることを確認した。また、炭
化水素ガス、窒素ガスおよび不活性ガスの全流量に対す
るアルゴンガスの流量比を１５％以下にすれば、特に圧
力変化が少なく、目的組成の被膜を得ることができる。
１５％を越える場合はアルゴンガスの放電が強くなり、
成膜温度が急激に増加し、金属材料自身の硬度を低下さ
せてしまうのに加え、スパッタ効果により成膜速度も低
下してしまうので好ましくない。
には、ガス状の窒素源および炭素源を導入して被覆を行
う。ここでガス状の窒素源としては、通常窒素ガスが使
用でき、ガス状の炭素源としては炭化水素ガスが用いら
れる。またこれらのガス以外にアルゴンガスなどの不活
性ガスを混合しても良い。アルゴンガスを導入すること
により特に炭化水素ガスの活性化を促進する。ここで用
いられる炭化水素ガスとしては、入手が容易で経済的な
メタンガス、エチレンガス、アセチレンガス、プロパン
ガスなどが適当であって、これらを混合して用いても良
い。炭化水素ガス、窒素ガスおよび不活性ガスの流量
は、成膜に用いる装置の大きさ、排気能力などに依存す
るものであって、特に規定されることはないが、被膜中
の炭素濃度は使用ガスの全流量に対する炭化水素ガスの
流量比とほぼ相関関係があることを確認した。また、炭
化水素ガス、窒素ガスおよび不活性ガスの全流量に対す
るアルゴンガスの流量比を１５％以下にすれば、特に圧
力変化が少なく、目的組成の被膜を得ることができる。
１５％を越える場合はアルゴンガスの放電が強くなり、
成膜温度が急激に増加し、金属材料自身の硬度を低下さ
せてしまうのに加え、スパッタ効果により成膜速度も低
下してしまうので好ましくない。
【００１１】
（実施例１）ＳＫＤ１１ダイス鋼（ビッカース硬度Ｈｖ
＝８５０）のＡｌ押出し金型を有機溶剤中で超音波洗浄
を行った。金型をＴｉカソードを備えた真空アーク放電
方式のイオンプレーティング装置内の所定位置にセット
した後、反応容器内を２×１０5 Ｔｏｒｒまで排気した
後、基板に−１０００Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｔｉ
カソードよりアーク放電を生起させた。この時のアーク
放電電流は６０Ａであった。赤外放射温度計により基板
表面温度を監視しながら、アーク放電を２分間続け、Ｔ
ｉを蒸発、イオン化させ、基板表面のスパッタクリーニ
ングを行った。アーク放電中最大２５０℃まで金型表面
温度の上昇が認められた。まず反応ガスとして窒素ガス
を導入し、圧力を３．０×１０-2Ｔｏｒｒを保つように
しながら基板に−２５０Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｔ
ｉカソードよりアーク放電を生起させた。この時のアー
ク放電電流は７０Ａであった。アーク放電は３０分間続
けた。次にＴｉＮ被膜との最近接層になるＴｉＣＮ膜を
被覆するため、反応ガスにアセチレンガスとアルゴンガ
スを加えて、被膜の炭素濃度が０．３になるよう反応ガ
スの流量比を調節して、印加バイアスを−３００Ｖにし
て、圧力、Ｔｉターゲット電流は変えずにＴｉ（Ｃ0.3
Ｎ0.7 ）被膜の被覆を約５分間行った。次にＴｉＣＮ被
膜層の中間層を被覆するため、炭素濃度が０．１５にな
るよう反応ガスの流量比を調節して、Ｔｉ（Ｃ0.15Ｎ
0.85）被膜の被覆を約５分間行った。最後にＴｉＣＮ被
膜層の最表面層を被覆するため、炭素濃度が０．４にな
るよう反応ガスの流量比を調節して、Ｔｉ（Ｃ0.4 Ｎ
0.6 ）被膜の被覆を約５分間行った。合計４５分の被覆
で、ＴｉＮ被膜が２．２μｍ、Ｔｉ（Ｃ0.3 Ｎ0.7 ）被
膜が０．３μｍ、Ｔｉ（Ｃ0.15Ｎ0.85）被膜が０．３μ
ｍ、Ｔｉ（Ｃ0.4 Ｎ0.6 ）被膜が０．３μｍの合計３．
１μｍの４層被膜が得られた。同時に作製した平板サン
プルの評価により、被膜のビッカース硬度は３０００で
あった。
＝８５０）のＡｌ押出し金型を有機溶剤中で超音波洗浄
を行った。金型をＴｉカソードを備えた真空アーク放電
方式のイオンプレーティング装置内の所定位置にセット
した後、反応容器内を２×１０5 Ｔｏｒｒまで排気した
後、基板に−１０００Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｔｉ
カソードよりアーク放電を生起させた。この時のアーク
放電電流は６０Ａであった。赤外放射温度計により基板
表面温度を監視しながら、アーク放電を２分間続け、Ｔ
ｉを蒸発、イオン化させ、基板表面のスパッタクリーニ
ングを行った。アーク放電中最大２５０℃まで金型表面
温度の上昇が認められた。まず反応ガスとして窒素ガス
を導入し、圧力を３．０×１０-2Ｔｏｒｒを保つように
しながら基板に−２５０Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｔ
ｉカソードよりアーク放電を生起させた。この時のアー
ク放電電流は７０Ａであった。アーク放電は３０分間続
けた。次にＴｉＮ被膜との最近接層になるＴｉＣＮ膜を
被覆するため、反応ガスにアセチレンガスとアルゴンガ
スを加えて、被膜の炭素濃度が０．３になるよう反応ガ
スの流量比を調節して、印加バイアスを−３００Ｖにし
て、圧力、Ｔｉターゲット電流は変えずにＴｉ（Ｃ0.3
Ｎ0.7 ）被膜の被覆を約５分間行った。次にＴｉＣＮ被
膜層の中間層を被覆するため、炭素濃度が０．１５にな
るよう反応ガスの流量比を調節して、Ｔｉ（Ｃ0.15Ｎ
0.85）被膜の被覆を約５分間行った。最後にＴｉＣＮ被
膜層の最表面層を被覆するため、炭素濃度が０．４にな
るよう反応ガスの流量比を調節して、Ｔｉ（Ｃ0.4 Ｎ
0.6 ）被膜の被覆を約５分間行った。合計４５分の被覆
で、ＴｉＮ被膜が２．２μｍ、Ｔｉ（Ｃ0.3 Ｎ0.7 ）被
膜が０．３μｍ、Ｔｉ（Ｃ0.15Ｎ0.85）被膜が０．３μ
ｍ、Ｔｉ（Ｃ0.4 Ｎ0.6 ）被膜が０．３μｍの合計３．
１μｍの４層被膜が得られた。同時に作製した平板サン
プルの評価により、被膜のビッカース硬度は３０００で
あった。
【００１２】（比較例１）実施例１と同様の金型を用
い、同様の洗浄を施した後、装置内の所定位置に金型を
セットした。反応容器内を２×１０5 Ｔｏｒｒまで排気
した後、基板に１０００Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｔ
ｉカソードよりアーク放電を生起させた。この時のアー
ク放電電流は６０Ａであった。赤外放射温度計により基
板表面温度を監視しながら、アーク放電を２分間続け、
Ｔｉを蒸発、イオン化させ、基板表面のスパッタクリー
ニングを行った。アーク放電中最大２５０℃まで金型表
面温度の上昇が認められた。次に、反応容器内に窒素ガ
スを導入し、容器内の圧力が３×１０-2Ｔｏｒｒを保つ
ように窒素ガスを流しながら基板に２５０Ｖのバイアス
電圧を印加し、Ｔｉカソードよりアーク放電を生起させ
た。この時のアーク放電電流は６０Ａであった。アーク
放電は１時間続けた。これにより金型の表面にＴｉＮが
約３μｍ形成された。同時に作製した平板サンプルの評
価により、被膜のビッカース硬度は２３００であった。
い、同様の洗浄を施した後、装置内の所定位置に金型を
セットした。反応容器内を２×１０5 Ｔｏｒｒまで排気
した後、基板に１０００Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｔ
ｉカソードよりアーク放電を生起させた。この時のアー
ク放電電流は６０Ａであった。赤外放射温度計により基
板表面温度を監視しながら、アーク放電を２分間続け、
Ｔｉを蒸発、イオン化させ、基板表面のスパッタクリー
ニングを行った。アーク放電中最大２５０℃まで金型表
面温度の上昇が認められた。次に、反応容器内に窒素ガ
スを導入し、容器内の圧力が３×１０-2Ｔｏｒｒを保つ
ように窒素ガスを流しながら基板に２５０Ｖのバイアス
電圧を印加し、Ｔｉカソードよりアーク放電を生起させ
た。この時のアーク放電電流は６０Ａであった。アーク
放電は１時間続けた。これにより金型の表面にＴｉＮが
約３μｍ形成された。同時に作製した平板サンプルの評
価により、被膜のビッカース硬度は２３００であった。
【００１３】（実施例２）実施例１および比較例１にて
作製した金型、および表面処理をまったく行わないＳＫ
Ｄ１１の金型を用い、Ａｌを１２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧
力にて射出成型し、金型の耐久性試験を行った。表面処
理を行わないＳＫＤ１１の金型では、約２０００〜３０
００ショットで金型表面にＡｌの溶着が観察され始め、
１０，０００ショットで成型不能となった。比較例１の
ＴｉＮ処理した金型では２０，０００ショットで摩耗に
よると思われる膜の剥離が出始め、２２，０００ショッ
トで使用不能となった。一方、実施例１の金型は、２０
０，０００ショットでも使用可能であった。
作製した金型、および表面処理をまったく行わないＳＫ
Ｄ１１の金型を用い、Ａｌを１２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧
力にて射出成型し、金型の耐久性試験を行った。表面処
理を行わないＳＫＤ１１の金型では、約２０００〜３０
００ショットで金型表面にＡｌの溶着が観察され始め、
１０，０００ショットで成型不能となった。比較例１の
ＴｉＮ処理した金型では２０，０００ショットで摩耗に
よると思われる膜の剥離が出始め、２２，０００ショッ
トで使用不能となった。一方、実施例１の金型は、２０
０，０００ショットでも使用可能であった。
【００１４】（実施例３）実施例１および比較例１にて
作製した平板サンプルを用い、ピンオンディスク摩耗試
験を行った。その結果、ＴｉＮの摩耗量は、０．２５２
ｍｍ3 、ＴｉＣＮの摩耗量は、０．１０２ｍｍ3 であ
り、ＴｉＣＮの方が優れた耐摩耗性を示した。また摩擦
係数はＴｉＮで０．４〜０．５、ＴｉＣＮで０．１５〜
０．２とＴｉＣＮの方が低い摩擦係数を示した。
作製した平板サンプルを用い、ピンオンディスク摩耗試
験を行った。その結果、ＴｉＮの摩耗量は、０．２５２
ｍｍ3 、ＴｉＣＮの摩耗量は、０．１０２ｍｍ3 であ
り、ＴｉＣＮの方が優れた耐摩耗性を示した。また摩擦
係数はＴｉＮで０．４〜０．５、ＴｉＣＮで０．１５〜
０．２とＴｉＣＮの方が低い摩擦係数を示した。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ＴｉＮ被膜とＴｉＣＮ３層被膜の４層被膜におい
て、ＴｉＣx Ｎy 被膜層の炭素濃度を制御することによ
り、高硬度、低摩擦係数の硬質被膜を被覆することがで
き、優れた耐摩耗性を持つ極めて実用的効果を有する耐
摩耗性硬質被膜付き金型を得ることができた。
れば、ＴｉＮ被膜とＴｉＣＮ３層被膜の４層被膜におい
て、ＴｉＣx Ｎy 被膜層の炭素濃度を制御することによ
り、高硬度、低摩擦係数の硬質被膜を被覆することがで
き、優れた耐摩耗性を持つ極めて実用的効果を有する耐
摩耗性硬質被膜付き金型を得ることができた。
Claims (1)
- 【請求項１】 ダイス、パンチ等の金型の少なくともキ
ャビティ部分の表面に密着してＴｉＮ被膜とＴｉＣx Ｎ
y 被膜の多層被膜を被覆した耐摩耗性硬質被膜付き金型
であって、該ＴｉＮ被膜が０．１μｍ以上３μｍ以下の
膜厚であり、該ＴｉＮ被膜上にＴｉＣx Ｎy 被膜が３層
被覆され、該ＴｉＣx Ｎy 被膜層の炭素濃度ｘと窒素濃
度ｙとの関係がｘ＋ｙ＝１でかつ、該ＴｉＮ被膜との最
近接層では０．２５≦ｘ≦０．３５の範囲で、膜厚が
０．２μｍ以上１．０μｍ以下で、また中間層でのｘ
が、０よりも大きく、該最近接層のｘよりも小さく、膜
厚が０．２μｍ以上１．０μｍ以下で、また最表面層の
ｘが０．３５＜ｘ≦０．５の範囲で、膜厚が０．２μｍ
以上１．５μｍ以下である４層構造を有することを特徴
とする耐摩耗性硬質被膜付き金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11658293A JPH06306645A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 耐摩耗性硬質被膜付き金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11658293A JPH06306645A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 耐摩耗性硬質被膜付き金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306645A true JPH06306645A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14690700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11658293A Pending JPH06306645A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 耐摩耗性硬質被膜付き金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06306645A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09170075A (ja) * | 1995-12-15 | 1997-06-30 | Nissin Electric Co Ltd | 膜形成方法 |
-
1993
- 1993-04-21 JP JP11658293A patent/JPH06306645A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09170075A (ja) * | 1995-12-15 | 1997-06-30 | Nissin Electric Co Ltd | 膜形成方法 |
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