JP4753281B2 - 硬質皮膜形成用ターゲット - Google Patents
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Description
特許文献2には、CrAlN 皮膜にSiを添加することにより、室温硬度が上昇し、高硬度材の乾式高速切削の寿命が向上することが開示されている。
特許文献3には二硫化モリブデンなどの固体潤滑材を硬質皮膜の表面に被覆し、硬質皮膜に潤滑膜を形成する方法が開示されている。
また、特許文献2には、CrAlN 皮膜にSiを添加することにより、室温硬度が上昇し、高硬度材の乾式高速切削の寿命が向上することが開示されているが、これらの皮膜はもっぱらアーク放電方式イオンプレーティング物理蒸着法(以下アーク法という)によって作製されており、アーク法では不可避な未反応金属ドロップレットにより表面平滑度が低下することが一般に知られている。さらに、ドロップレットから酸化が促進するため耐酸化性も不十分であると考えられる。また、特許文献2ではAl組成比は0.65にとどまっている。しかしながら、近年では、切削工具の使用条件としてより高速化・高能率化が要求されており、この様な切削工具を実現するため、更に優れた耐熱性と耐摩耗性を発揮する切削工具用硬質皮膜が求められている。
本発明品2:同じくAl60Cr40at%の相対密度を60%とした圧粉成型体を用いてAl80Cr20at%膜を超硬エンドミル基材上に成膜し、さらにTi65Al35at%の混合粉末 30gを直径40mmの円筒形金型を用いて2GPaにて成型し、この圧粉成型体をるつぼに入れ、加熱およびクリーニングを行った後に約1Pa のアルゴン窒素混合雰囲気中で、圧粉成形体上面のプラズマビーム直径が10mm程度となるよう収束させたHCD ガンを用いて溶融蒸発させ、Ti15Al85at%皮膜を成膜した。この時のプラズマ出力は 3000Wから 8000Wまで毎分500Wずつ上昇させ、未溶融部位を順次溶解させTi15Al85at%の膜を成膜した。
本発明品4:同様な方法により、Al43Cr40Si7 at%の圧粉成型体を用いて、超硬エンドミル基材上に AlCrSiNの組成傾斜膜を成膜した。
本発明品6:同様な方法により、Al55Cr40Ni5at %の圧粉成型体を用いて、超硬エンドミル基材上に AlCrNiNの組成傾斜膜を成膜した。
本発明品7:同様な方法により、Al60Cr40at%の圧粉成型体を用いて、超硬エンドミル基材上にAlCrCNの組成傾斜膜を成膜した。反応ガスとして窒素とアセチレンの混合ガスを使用した。
比較例:アーク放電方式イオンプレーティング物理蒸着法(アーク法)により、超硬エンドミル基材上に TiN+TiAlN の膜を成膜した。
得られたエンドミルよる切削試験結果を表1に示す。
超硬エンドミルは切削長50m 時での逃げ面摩耗幅を測定した。切削諸元を次に示す。
超硬エンドミルではアーク法により成膜した比較例TiAlN膜と比較して同等以上の耐摩耗性を示した。
( 超硬エンドミル切削条件)
工具:φ10超硬2 枚刃スクェアエンドミル
切削方法:側面切削ダウンカット
被削材:SKD61(硬さ53HRC)
切り込み:軸方向10mm、径方向0.2mm
切削速度:300m/min、送り:0.07mm/ 刃
切削長:50m 、潤滑剤:無し(エアーブロー)
Claims (1)
- 電解または磁界により収束されたプラズマを用いて原料を単一の坩堝またはハースから溶融・蒸発させる溶融蒸発型イオンプレーティング装置に使用される蒸発原料としてのターゲットであって、(Al X 、Cr Y 、M Z )からなり、0.4≦x≦0.8、0.2≦y≦0.6、z≦0.1、x+y+z=1(x、y、zはそれぞれAl、Cr、Mの原子比を示す。以下同じ)の組成であり、且つ相対密度即ち製品完全固体に対する原料体積比が50%以上70%以下であることを特徴とする硬質皮膜形成用ターゲット。
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